气体胀形与快冷强化工艺用的超高压气体循环控制模块制造技术

本实用新型专利技术涉及一种气体胀形与快冷强化工艺用的超高压气体循环控制模块，包括氮气罐组合、第一双向增压器、高压储气罐、充气阀、气体冷却器、快速增压油缸、低压储气罐和第二双向增压器，第一双向增压器分别与氮气罐组合、高压储气罐和第二双向增压器相连，高压储气罐与充气阀相连；气体冷却器与快速增压油缸相连，快速增压油缸与低压储气罐相连，低压储气罐与第二双向增压器相连。通过双向增压器和高压储气罐，可以为气体胀形与快冷强化工艺中的气体胀形工序提供超高压气压；通过气体冷却器、快速增压油缸和双向增压器，可以将高热状态的保护性气体回收并循环使用，避免了工艺中超高压气压、高温加热设备存在的安全问题。

【技术实现步骤摘要】
气体胀形与快冷强化工艺用的超高压气体循环控制模块
本专利技术属于金属塑性加工
，具体涉及一种金属管材热态气体胀形与快冷强化工艺用的超高压气体循环控制模块。
技术介绍
当前汽车制造的潮流无疑在向着更大的减重目标转变，以最终实现更显著的节能和减少排放。轻量化是实现传统汽车节能减排，并解决当前新能源汽车续航里程不足问题的重要途径之一。超高强度钢、高强铝合金、高强镁合金等材料是构成轻量化汽车车身的关键材料，该类材料成形过程中都存在塑性低、回弹大、易破裂的问题，传统工艺难以解决其高品质精确成形问题。金属管材热态气体胀形与快冷强化工艺(HMGF&Q,HotMetalGasForming&Quenching)为车身结构工程师提供了一种加工超高强度钢、高强铝合金等材料的全新途径，该工艺充分结合液压成形、吹塑成形和模压淬火强化成形(PressHardening)等工艺的优点，通过快速加热使材料在高温下成形，并迅速同步完成模内淬火强化，改善成形性能的同时提高了成形质量和效率，特别适用于汽车A柱、B柱、防撞梁、扭力梁等高刚度封闭截面空间框架结构的制造，将车身轻量化水平和结构强度提升到全新的水平。现有研究成果表明了HMGF&Q成形工艺可以将高强钢管材内压成形产品的强度从800MPa提升到1500MPa左右，工艺路线可行，应用前景良好，但目前现有技术中，工艺中的超高压气压、高温加热设备存在的安全问题没有得到可靠解决。基于此，特提出本技术。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种气体胀形与快冷强化工艺用的超高压气体循环控制模块，包括氮气罐组合、第一双向增压器、高压储气罐、充气阀、气体冷却器、快速增压油缸、低压储气罐和第二双向增压器，所述第一双向增压器分别与氮气罐组合、高压储气罐和第二双向增压器相连，所述高压储气罐与充气阀相连；所述气体冷却器与快速增压油缸相连，所述快速增压油缸与低压储气罐相连，所述低压储气罐与第二双向增压器相连。进一步地，所述快速增压油缸具有低压气缸腔体，该低压气缸腔体的进气端与所述气体冷却器相连，该低压气缸腔体的出气端与所述第二双向增压器通过单向阀相连。进一步地，所述充气阀和所述气体冷却器的末端都设置有高温电磁阀，用于与工件腔体的端口紧密相连。进一步地，所述低压气缸腔体的容积为工件的腔体容积的10-100倍。进一步地，所述氮气罐组合由惰性气体气罐组合或CO2气罐组合代替。本技术的优点：通过双向增压器和高压储气罐，可以为金属管材热态气体胀形与快冷强化工艺中的气体胀形工序提供超高压气压；通过气体冷却器、快速增压油缸和双向增压器，可以将高热状态的保护性气体回收并循环使用，避免了工艺中超高压气压、高温加热设备存在的安全问题。附图说明图1是本技术超高压气体循环控制模块一种实施例在使用过程中的结构示意图。其中，700-超高压气体循环控制模块，701-单向阀，710-氮气罐组合，720-第一双向增压器，730-高压储气罐，740-充气阀，750-气体冷却器，760-快速增压油缸，770-低压储气罐，780-第二双向增压器，790-低压气缸腔体，W-工件。具体实施方式以下结合附图，对本技术作进一步地说明。如图1所示，本技术一种气体胀形与快冷强化工艺用的超高压气体循环控制模块700，包括氮气罐组合710、第一双向增压器720、高压储气罐730、充气阀740、气体冷却器750、快速增压油缸760、低压储气罐770和第二双向增压器780，第一双向增压器720分别与氮气罐组合710、高压储气罐730和第二双向增压器780相连，高压储气罐730与充气阀740相连；气体冷却器750与快速增压油缸760相连，快速增压油缸760与低压储气罐770相连，低压储气罐770与第二双向增压器780相连。快速增压油缸760具有低压气缸腔体790，该低压气缸腔体790的进气端与所述气体冷却器750相连，该低压气缸腔体790的出气端与第二双向增压器780通过单向阀701相连。充气阀740和气体冷却器750的末端都设置有高温电磁阀，用于与工件W腔体的端口紧密相连，从而能够将超高压气体充入到工件W的腔体内，实现高温胀形。低压气缸腔体790的容积通常比目标工件W的腔体容积大10-100倍，以便充分吸收成形后的高压气体，降低管材工件W内部的残余气体压力，在空间允许的情况下低压气缸腔体790的容积可以更大。当金属管材气体胀形与快冷强化工艺采用惰性气体或者二氧化碳为保护气体时，可以用惰性气体气罐组合或CO2气罐组合来代替氮气罐组合710。以下为本技术超高压气体循环控制模块在金属管材热态气体胀形与快冷强化工艺中的典型应用流程。第一双向增压器720将储气罐组合710内的低压氮气增压至高压储气罐730内，通过充气阀740向被加热的管材工件W内充气，工件W胀形、淬火后，管腔内的气体被加热，高压热气通过气体冷却器750冷却，进而释放到快速增压油缸的低压气缸腔体790内(初始状态接近真空)。当低压气缸腔体790内的气体压力与管材工件W内部气体压力接近时，气体回收结束，管材工件W内的残留气体在开模后，会释放到安全防护与密封仓中，可以起到持续补充保护气体环境压力的作用。然后，快速增压油缸760将低压气体腔体790吸收的低压氮气快速压缩到低压储气罐770中，快速增压油缸760推到极限后退回最后位置(此时低压气缸腔体790内压力又恢复到接近真空的状态)，在此过程中单向阀701防止低压储气罐770中的气体再回到低压气缸腔体790中。第二双向增压器780将低压储气罐770中的回收气体继续增压到第一双向增压器720中，再增压到高压储气罐730中，进行后续工件的胀形。如此循环往复。超高压气体循环控制模块700解决了现有技术中超高压气压、高温加热设备存在的安全问题。以上内容是结合具体的优选方式对本技术所作的说明，不能认定本技术的具体实施方式仅限于此，对于本技术所属
的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干简单的演绎和替换，都将视为属于本技术提交的权利要求书所确定的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种气体胀形与快冷强化工艺用的超高压气体循环控制模块，其特征在于，包括氮气罐组合(710)、第一双向增压器(720)、高压储气罐(730)、充气阀(740)、气体冷却器(750)、快速增压油缸(760)、低压储气罐(770)和第二双向增压器(780)，所述第一双向增压器(720)分别与氮气罐组合(710)、高压储气罐(730)和第二双向增压器(780)相连，所述高压储气罐(730)与充气阀(740)相连；所述气体冷却器(750)与快速增压油缸(760)相连，所述快速增压油缸(760)与低压储气罐(770)相连，所述低压储气罐(770)与第二双向增压器(780)相连。/n

【技术特征摘要】
20190304 CN 20191016032441.一种气体胀形与快冷强化工艺用的超高压气体循环控制模块，其特征在于，包括氮气罐组合(710)、第一双向增压器(720)、高压储气罐(730)、充气阀(740)、气体冷却器(750)、快速增压油缸(760)、低压储气罐(770)和第二双向增压器(780)，所述第一双向增压器(720)分别与氮气罐组合(710)、高压储气罐(730)和第二双向增压器(780)相连，所述高压储气罐(730)与充气阀(740)相连；所述气体冷却器(750)与快速增压油缸(760)相连，所述快速增压油缸(760)与低压储气罐(770)相连，所述低压储气罐(770)与第二双向增压器(780)相连。


2.如权利要求1所述的超高压气...

【专利技术属性】
技术研发人员：程鹏志，成刚，葛宇龙，阮尚文，谢亚苏，王增华，蒋晓航，
申请(专利权)人：航宇智造北京工程技术有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11