一種高強(qiáng)度閉口型材熱輥彎成形工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高強(qiáng)度閉口型材熱輥彎成形工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]輥彎成形是閉口型材最主要的生產(chǎn)方法，輥彎成形工藝具有生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品性能好，可生產(chǎn)閉口、開(kāi)口及多種斷面的異型材，易于自動(dòng)化生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)；所生產(chǎn)的閉口型材具有強(qiáng)度高、抗彎截面模量大、易于裝配以及穩(wěn)定、美觀等優(yōu)點(diǎn)，使得閉口型材在建筑、車輛制造工業(yè)得到廣泛應(yīng)用。尤其隨著近幾年高強(qiáng)鋼的發(fā)展，小規(guī)格閉口型材替代傳統(tǒng)零部件是現(xiàn)代汽車發(fā)展的一個(gè)趨勢(shì)。
[0003]高強(qiáng)鋼在常溫下屈服強(qiáng)度高，所需輥彎成形力較大，對(duì)輥彎設(shè)備的成型能力要求高；其回彈量大，產(chǎn)品的尺寸精度難以保證；同時(shí)其屈強(qiáng)比高，即成型區(qū)間相對(duì)較小，尤其是精密小半徑圓角閉口型材的成形，很容易產(chǎn)生開(kāi)裂。因此，采用傳統(tǒng)輥彎成形工藝生產(chǎn)高強(qiáng)度精密閉口管是幾乎無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。
[0004]為解決高強(qiáng)鋼引入輥彎成形工藝所帶來(lái)的難題，中國(guó)專利201110445968.1公開(kāi)了一種高強(qiáng)鋼局部熱成形方法，但該方法是將沖壓技術(shù)與熱成形技術(shù)結(jié)合，不適合閉口型材的生產(chǎn)；中國(guó)專利201220007161.X公開(kāi)了一種電磁感應(yīng)加熱輥彎成形管材的裝置，但該裝置是對(duì)管材整體加熱，且其熱耗較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種高強(qiáng)度閉口型材熱輥彎成形工藝，采用熱輥彎成形工藝對(duì)高強(qiáng)鋼進(jìn)行成形處理，實(shí)現(xiàn)變形區(qū)域局部線性加熱，提高彎角部位的塑形形變性能，生產(chǎn)出能耗低、產(chǎn)品性能好、尺寸精度高的小半徑圓角閉口型鋼，克服傳統(tǒng)輥彎工藝無(wú)法生產(chǎn)高強(qiáng)鋼閉口型材的缺陷，同時(shí)填補(bǔ)沖壓工藝對(duì)閉口型材成形的局限性。
[0006]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是:
[0007]一種高強(qiáng)鋼閉口型材熱輥彎成形工藝，包括以下步驟:
[0008]I)開(kāi)卷、矯平
[0009]將高強(qiáng)鋼板材開(kāi)卷，再送入矯平機(jī)矯平；所述高強(qiáng)鋼板材的屈服強(qiáng)度為600?HOOMPa0
[0010]2)加熱
[0011]將高強(qiáng)鋼板材送入線性感應(yīng)加熱器，對(duì)高強(qiáng)鋼板材的第一彎角處進(jìn)行局部線性加熱，加熱溫度為650?950°C。
[0012]3)成形
[0013]由輥彎?rùn)C(jī)組對(duì)加熱后的高強(qiáng)鋼板材第一彎角處進(jìn)行輥彎成形，達(dá)到產(chǎn)品所要求的彎曲角度。
[0014]4)重復(fù)步驟2)和步驟3)，對(duì)高強(qiáng)鋼板材的其他彎角處進(jìn)行局部線性加熱，然后輥彎成形，熱輥彎成形后進(jìn)行焊接、余熱矯直、冷卻、酸洗、定尺切割，得到小半徑圓角閉口型材。
[0015]進(jìn)一步，所述高強(qiáng)鋼板材的厚度為0.1?10mm。
[0016]所述成形過(guò)程中最后一道次與余熱矯直過(guò)程中第一道次間的輥徑差為I?5_。
[0017]再，步驟4)所述小半徑圓角閉口型材的圓角半徑為0.1?2t，t為板材厚度。
[0018]優(yōu)選地，當(dāng)步驟2)中加熱溫度在奧氏體化溫度以上時(shí)，步驟4)冷卻時(shí)選擇水冷，其余為空冷。
[0019]本發(fā)明所述高強(qiáng)鋼板材的屈服強(qiáng)度為600?1400MPa，其屈強(qiáng)比較高，抗變形能力較強(qiáng)，不易發(fā)生塑性變形，且延伸率較低，在塑性變形區(qū)易出現(xiàn)裂紋。本發(fā)明適用的高強(qiáng)鋼板材厚度為0.1?1mm0
[0020]本發(fā)明通過(guò)線性感應(yīng)加熱器對(duì)板材彎角處進(jìn)行局部線性加熱，實(shí)現(xiàn)變形區(qū)域局部線性加熱，并能保證未變形區(qū)不受影響，并通過(guò)與線性感應(yīng)加熱器連接的測(cè)溫裝置及其反饋系統(tǒng)調(diào)節(jié)感應(yīng)加熱器的功率，保證溫度的恒定。
[0021]本發(fā)明的變形區(qū)域經(jīng)局部線性加熱后，角部組織變密，晶粒減小，由于大變形帶來(lái)的位錯(cuò)也得到回復(fù)，消除了加工硬化，大大改善了彎角的延伸率，降低了殘余應(yīng)力的影響，對(duì)閉口型材的后續(xù)加工提供了可能性。而且本發(fā)明對(duì)板材的每個(gè)彎角處分別進(jìn)行加熱、變形，大大減少了成形道次，降低成本。
[0022]本發(fā)明所述加熱溫度范圍為650?950°C，溫度過(guò)低對(duì)高強(qiáng)鋼的延展塑性改善的效果不明顯，溫度過(guò)高會(huì)造成組織結(jié)構(gòu)變化和表面質(zhì)量問(wèn)題。
[0023]所述步驟4)中，余熱矯直是通過(guò)成形道次和矯直道次兩個(gè)道次間的輥徑差產(chǎn)生的速度差，使得閉口型材在成形過(guò)程中受到一定的張力作用，并利用成形后的余熱，使得在型材兩端受到高于材料屈服強(qiáng)度、低于材料抗拉強(qiáng)度的熱張力作用，消除扭曲、翹曲等冗余形變。因此，本發(fā)明控制成形過(guò)程中最后一道次與余熱矯直過(guò)程中第一道次間的輥徑差為I ?5mm0
[0024]本發(fā)明中經(jīng)加熱過(guò)的高強(qiáng)鋼板變形區(qū)域的屈服強(qiáng)度低于不受溫度影響的母材，降低了輥彎設(shè)備的成形力，提高了彎角部位的塑形形變性能，能夠得到小半徑圓角閉口型鋼。
[0025]本發(fā)明在傳統(tǒng)的閉口型鋼輥彎成形機(jī)組基礎(chǔ)上，添加了熱成形模塊(即線性感應(yīng)加熱器，與線性感應(yīng)加熱器連接的測(cè)溫裝置及其反饋系統(tǒng)調(diào)節(jié)感)以及提出余熱矯直原理，即每一彎角在輥彎之前，對(duì)其角部進(jìn)行局部線性加熱，增加變形區(qū)塑形，并利用余熱，對(duì)其整形、矯直。其中，余熱是線性感應(yīng)加熱、成形精整完后的熱量，在熱精整的同時(shí)結(jié)合下一個(gè)道次進(jìn)行熱矯直。
[0026]本發(fā)明的有益效果:
[0027]1.本發(fā)明通過(guò)線性感應(yīng)加熱器保證鋼材的加熱區(qū)域?yàn)榫€性分布，實(shí)現(xiàn)變形區(qū)域局部線性加熱，避開(kāi)其他邊部母材不受影響，提高了彎角部位的塑形形變性能，能夠得到小半徑圓角閉口型鋼；且該感應(yīng)線圈外層由硅鋼片包裹，以減少渦流，從而減少電能耗損，加熱速度快，熱效率高，成本低。
[0028]2.經(jīng)本發(fā)明線性感應(yīng)加熱器熱處理過(guò)的高強(qiáng)鋼回彈小，減少了傳統(tǒng)輥彎成形工藝中的機(jī)架數(shù)，能夠得到小半徑圓角閉口型鋼，且圓角處內(nèi)應(yīng)力小、韌性和延展性得到了改善，為高強(qiáng)度閉口型材的后續(xù)加工提供了可能性。
[0029]3.本發(fā)明提出余熱矯直原理，利用兩道次間的輥徑差造成的速度差，在兩道次間產(chǎn)生一定的熱張力作用，使得閉口型材在成形過(guò)程中受到