本发明专利技术提供了一种制备大批量热冲压成型零件的装置及方法。该装置包括加热炉单元和热冲压单元；加热炉单元具有多个独立的气密性腔室，包括依次相连通的进料腔室、加热腔室和出料腔室；热冲压单元包括冲压机；出料腔室与冲压机相连通。利用本发明专利技术的装置对坯料，尤其是铝硅涂层坯料进行气密性的热处理和冲压机热冲压成型，生产得到的高强度铝硅镀层零件，其氢含量明显少于传统气氛炉生产的高强度铝硅镀层零件的氢含量，氢脆风险较小，特别适用于强度≥1500MPa级别的热成型铝硅镀层件。强度≥1500MPa级别的热成型铝硅镀层件。强度≥1500MPa级别的热成型铝硅镀层件。
【技术实现步骤摘要】
热冲压成型零件的制备装置及方法
[0001]本专利技术涉及了热冲压领域，具体的是一种热冲压成型零件的制备装置及方法。
技术介绍
[0002]目前在热冲压行业中，用应最广泛的是铝硅涂层板，铝硅涂层板可以有效的防止坯料在奥氏体化加热过程中的氧化问题。因此目前常用的加热炉炉内气氛不需做氧势的控制，而只是通过控制气体露点做水汽含量的控制。但是铝硅涂层在普通气氛炉内进行连续大批量生产的加热过程中容易与热空气中残留的水汽发生反应，生成氢，导致氢致延迟断裂。氢致延迟断裂，又称氢脆，它是由于氢原子溶解于金属材料中造成性能弱化或脆化的现象。氢会加速金属内部的裂纹扩展，造成金属断裂面的特征由延性转变为脆性。目前在实际生产中奥氏体化炉中的露点一般要求控制在
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15℃～
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20℃，阻碍加热炉中水汽生产，以避免水汽与铁、铝、硅等表面元素发生还原反应生成氢。但是实际大批量生产中常用的辊底式加热炉和箱式加热炉，由于不具备多个气密性腔体，当坯料进出加热炉时，含有大量水汽的外界空气进入加热炉腔体，使得炉内露点气氛难以控制。还有因为设备故障坯料在加热炉内长时间停留，这些都会使得铝硅涂层内部吸入大量的氢原子，从而引发氢脆风险的发生。另外目前在奥氏体化加热炉内通入干燥空气来控制加热炉内的水汽，只能减缓在加热过程中的铝硅涂层的吸氢问题。而在铝硅涂层板的制造过程中，钢板进入熔融铝液内，铝液内也存在大量吸氢，通常是在铝液内通入干燥高纯氮气进行除氢，但是铝液里始终会存在一部分氢，而这部分氢在奥氏体化炉内通过控制露点，是无法去除的。虽然真空加热在热处理行业普遍应用，但是由于常用真空加热设备只适用于小件，并且加热周期以小时计，无法满足汽车车身部件的大尺寸，和高节拍(几十秒)的要求。因此铝硅涂层钢板的热成形加热一直以来都是以非气密性的连续辊底式和箱式炉来实现的。
[0003]随着油耗法规的不断提升，汽车轻量化的需求日趋急迫，越来越多的轻量化材料应用于各类汽车零部件。近年来，热成形钢板(Press Harden Steel,PHS)由于强度超高、成形性好、尺寸精度高等优势，得到众多整车厂青睐，被大量应用于汽车结构件。目前抗拉强度在1500MPa的PHS已大规模应用，而1800MPa以上的PHS也有一些钢厂可量产。但是强度越高，其氢脆风险越大。1500MPa的钢已存在氢致延迟断裂风险，对于1800MPa，甚至2000MPa钢来说，氢致延迟断裂风险更大，更严重。氢脆问题严重限制了1800MPa以上超高强度钢铝硅涂层材料的应用。而且对于1500Mpa级别的涂层钢板，其延伸率需要大于5％，而1800Mpa以上级别的涂层钢板，其延伸率只有4％左右，弯曲角度在35
‑
40度之间。这个韧性不足导致1800Mpa以上的涂层板在碰撞过程中发生脆裂，严重影响这个1800Mpa以上涂层板的应用。
技术实现思路
[0004]为了克服现有技术中的缺陷，解决1800Mpa以上涂层板氢脆问题和提高1800Mpa涂层钢板的韧性问题，本专利技术的第一目的在于提供一种制备大批量热冲压成型零件的装置；本专利技术的第二目的在于提供一种大批量热冲压成型零件的制备方法；本专利技术的第三目的在
于提供采用该方法制备获得的铝硅镀层的热冲压零件。
[0005]本专利技术的目的通过以下技术方案得以实现：
[0006]一方面，本专利技术提供一种制备大批量热冲压成型零件的装置，该装置包括：
[0007]加热炉单元和热冲压单元；
[0008]所述加热炉单元具有多个独立的气密性腔室，包括依次相连通的进料腔室、加热腔室和出料腔室；所述热冲压单元包括冲压机；
[0009]所述出料腔室与所述冲压机相连通。
[0010]上述的装置中，优选地，所述进料腔室的入口具有气密性的进料炉门；所述进料腔室的出口与所述加热腔室的入口中间设置有具有气密性的第一隔离炉门。
[0011]上述的装置中，优选地，所述出料腔室的出口具有气密性的出料炉门；所述出料腔室的入口与所述加热腔室的出口中间设置有具有气密性的第二隔离炉门。
[0012]上述的装置中，优选地，所述加热腔室选自真空腔室或气氛腔室。
[0013]上述的装置中，优选地，当所述加热腔室为真空腔室时，所述加热腔室内的真空度为1～10000Pa，优选为100～1000Pa，腔室内的温度为880～1000℃，优选为930℃；所述加热腔室用于同时对多组坯料进行加热。
[0014]上述的装置中，优选地，当所述加热腔室为气氛腔室时，所述加热腔室中的气氛为干燥空气或其他干燥气体，所述干燥空气或其他干燥气体为水汽含量低于1000ppm(体积分数)，优选为100ppm(体积分数)；腔室内的气压为室外大气压，腔室内的温度为880～1000℃，优选为930℃；所述加热腔室用于同时对多组坯料进行加热。
[0015]上述的装置中，优选地，所述出料腔室的温度为400～800℃，优选为600
‑
700℃。
[0016]上述的装置中，优选地，所述进料腔室的上游设置有进料平台；所述出料腔室的下游设置有出料平台。
[0017]另一方面，本专利技术还提供一种大批量热冲压成型零件的制备方法，该方法采用上述的装置进行制备，包括以下步骤：
[0018]将坯料送入至气密性的进料腔室，然后对进料腔室抽气达到一定的真空度；
[0019]接着将坯料送至气密性的加热腔室进行奥氏体化加热得到热坯料；
[0020]热坯料送至气密性的出料腔室；
[0021]经由出料腔室输送出的坯料转入至冲压机进行热冲压成型。
[0022]上述的制备方法中，优选地，所述坯料经由进料炉门送入进料腔室；所述进料腔室中的坯料经由第一隔离炉门送至加热腔室；所述加热腔室中的热坯料经由第二隔离炉门送至出料腔室；所述出料腔室中的坯料经由出料炉门送至冲压机中。
[0023]上述的制备方法中，优选地，所述坯料包括铝硅涂层坯料。
[0024]上述的制备方法中，优选地，当所述加热腔室为真空腔室时，坯料经由进料炉门进入进料腔室后，进料腔室抽气达到真空度高于10000Pa，优选为100～1000Pa；
[0025]待进料腔室内的真空度接近于加热腔室的真空度后，接着打开进料腔室与加热腔室之间的第一隔离炉门，坯料被送入加热腔室中进行奥氏体化加热，接着关闭进料腔室与加热腔室之间的第一隔离炉门。
[0026]上述的制备方法中，优选地，当所述加热腔室为真空腔室时，坯料在加热腔室热处理完毕准备出炉前，出料腔室抽气达到真空度高于10000Pa，优选为100～1000Pa；
[0027]待出料腔室内的真空度接近于加热腔室内的真空度后，接着打开出料腔室与加热腔室之间的第二隔离炉门，坯料被送入出料腔室，接着关闭出料腔室与加热腔室之间的第二隔离炉门；
[0028]在出料腔室的出料炉门打开之前，向出料腔室内充入干燥空气或其他干燥气体达到室外气压后，打开出料炉门。
[0029]上述的制备方法本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种制备大批量热冲压成型零件的装置，其特征在于，该装置包括：加热炉单元和热冲压单元；所述加热炉单元具有多个独立的气密性腔室，包括依次相连通的进料腔室、加热腔室和出料腔室；所述热冲压单元包括冲压机；所述出料腔室与所述冲压机相连通。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述进料腔室的入口具有气密性的进料炉门；所述进料腔室的出口与所述加热腔室的入口中间设置有具有气密性的第一隔离炉门。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述出料腔室的出口具有气密性的出料炉门；所述出料腔室的入口与所述加热腔室的出口中间设置有具有气密性的第二隔离炉门。4.根据权利要求1～3任一项所述的装置，其特征在于：所述加热腔室选自真空腔室或气氛腔室。5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于：当所述加热腔室为真空腔室时，所述加热腔室内的真空度为1～10000Pa，优选为100～1000Pa，腔室内的温度为880～1000℃，优选为930℃；所述加热腔室用于同时对多组坯料进行加热。6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于：当所述加热腔室为气氛腔室时，所述加热腔室中的气氛为干燥空气或其他干燥气体，所述干燥空气或其他干燥气体为水汽含量低于1000ppm(体积分数)，优选为100ppm(体积分数)；腔室内的气压为室外大气压，腔室内的温度为880～1000℃，优选为930℃；所述加热腔室用于同时对多组坯料进行加热。7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述出料腔室的温度为400～800℃，优选为600～700℃。8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述进料腔室的上游设置有进料平台；所述出料腔室的下游设置有出料平台。9.一种大批量热冲压成型零件的制备方法，其特征在于，该方法采用权利要求1～8任一项所述的装置进行制备，包括以下步骤：将坯料送入至气密性的进料腔室，然后对进料腔室抽气达到一定的真空度；接着将坯料送至气密性的加热腔室进行奥氏体化加热得到热坯料；热坯料送至气密性的出料腔室；经由出料腔室输送出的坯料转入至冲压机进行热冲压成型。10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述坯料经由进料炉门送入进料腔室；所述进料腔室中的坯料经由第一隔离炉门送至加热腔室；所述加热腔室中的热坯料经由第二隔离炉门送至出料腔室；所述出料腔室中的坯料经由出料炉门送至冲压机中。11.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述坯料包括铝硅涂层坯料。12.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，当所述加热腔室为真空腔室时，坯料经由进料炉门进入进料腔室后，进料腔室抽气达到真空度高于10000Pa，优选为100～1000P...
【专利技术属性】
技术研发人员：安健，陈汉杰，王波，
申请(专利权)人：苏州普热斯勒先进成型技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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