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沖壓硬化的確切作用是什么呢？即“板材或其他預(yù)成形組件會(huì)在加熱爐中被加熱至 930 攝氏度，經(jīng)過(guò)加熱的板材，必須盡快進(jìn)入壓力機(jī)，以防止在空氣中快速冷卻，時(shí)間只有十到十二秒。在成形期間壓力機(jī)會(huì)保持閉合額外幾秒。在此期間組件會(huì)冷卻并淬火。”

從 Schuler 的沖壓硬化設(shè)備中生產(chǎn)出的車(chē)身板明顯具備更高的抗拉強(qiáng)度

循環(huán)時(shí)間只有8到30秒，PCH 原理與雙滑塊壓力機(jī)組合，再加上快速傳輸解決方案，能大大提高生產(chǎn)率。“高質(zhì)量和短循環(huán)時(shí)間是熱組件快速將熱傳遞至冷卻水的決定性因素。”專(zhuān)家強(qiáng)調(diào)說(shuō)。“此過(guò)程最薄弱的環(huán)節(jié)就在于速度。”

“此外冷卻時(shí)間的影響因素還包括轉(zhuǎn)移的能量，它又決定性地取決于板材厚度，以及板材和模具之間的傳熱。”Schuler公司的Dirk Haller 博士指出。“更多因素包括模具的導(dǎo)熱能力及能量耗散性，即冷卻通道數(shù)、冷卻介質(zhì)溫度和冷卻通道流量等。”

借助沖壓硬化工藝進(jìn)行生產(chǎn)的部件

Dirk Haller 就職于 Schuler 的工藝技術(shù)部門(mén)，該部門(mén)迄今為止已為沖壓硬化設(shè)計(jì)、制造并提供了將近 50種模具 – 主要服務(wù)于菲亞特、大眾、中國(guó)的賽科利和馬來(lái)西亞的寶騰等汽車(chē)品牌，并進(jìn)一步為縮短沖壓硬化組件制造了另外30 種模具。專(zhuān)家不僅會(huì)制造模具和試用模具，還會(huì)在開(kāi)始生產(chǎn)時(shí)為客戶(hù)提供支持，如對(duì)客戶(hù)人員進(jìn)行培訓(xùn)，及進(jìn)行小批量生產(chǎn)。

就原理而言：接觸壓力越高，傳熱就越快，因此冷卻時(shí)間就越短，性能也會(huì)越好。“通常在模具中通過(guò)彈簧包、氮?dú)鈴椈苫蛞簤焊住⒒蛟趬毫�機(jī)中通過(guò)拉動(dòng)設(shè)施產(chǎn)生接觸壓力。”Haller 說(shuō)。“我們通過(guò)借助 PCH 墊或模具快速提高接觸壓力來(lái)優(yōu)化冷卻通道和組件，特定的模具鋼選擇，實(shí)現(xiàn)了更進(jìn)一步的加速傳熱，從而大大降低循環(huán)時(shí)間。”P(pán)CH 是指“Pressure Controlled Hardening（沖壓硬化）”：這是 Schuler 對(duì)這一研發(fā)成果的命名。

Schuler 采用新激光切線(xiàn)將成熟的帶鋼夾送技術(shù)與創(chuàng)新型激光切割技術(shù)相結(jié)合

抗拉強(qiáng)度可最大可達(dá)1000兆帕

在組件從壓力機(jī)上取下并進(jìn)入下一步加工步驟時(shí)，其溫度仍然會(huì)高達(dá)約 200 度。表面上產(chǎn)生的氧化皮需要進(jìn)一步的噴丸處理或通過(guò)有涂層的板材來(lái)完全避免。在冷卻狀態(tài)下組件在最后會(huì)有最大1500 兆帕的抗拉強(qiáng)度，這就是為什么之后必須借助激光或特定工具才能對(duì)其進(jìn)行切割。

因?yàn)閺?qiáng)度更高，每個(gè)組件達(dá)到相同級(jí)別的穩(wěn)定性所需要的材料也會(huì)更少，于是重量就會(huì)下降。與高強(qiáng)度鋼冷成形時(shí)不同，它需要的接觸壓力也更小：后者為400 至 1200 噸而前者為2500 至3000 噸。回彈作用也會(huì)明顯降低。

所有這些優(yōu)勢(shì)都帶來(lái)了全球沖壓硬化件數(shù)量的急劇增加，包括緩沖器支架、車(chē)頂框架、車(chē)門(mén)檻、B 柱和變速箱傳動(dòng)軸蓋板：在1997 年還只需要大約800 萬(wàn)件，2010年的需求量就達(dá)到了1.24 億件。在未來(lái)的兩年中，預(yù)計(jì)對(duì)其需求量會(huì)翻四番：將高達(dá)4.5 億件。

這也歸功于可更精確設(shè)定組件特性的技術(shù)。例如帶結(jié)合板的組件或“定制的回火”工藝。此外Schuler 還參與了德國(guó)聯(lián)邦教育和研究部推動(dòng)的“用于有目的地塑造組件特性和提高熱成形過(guò)程鏈能源節(jié)約的靈活性熱處理”合作項(xiàng)目。這涉及 B柱等組件：它們中間部分的強(qiáng)度應(yīng)盡可能高，但末端卻要可以變形，以便吸收反彈時(shí)的能量。這可以通過(guò)帶不同溫度區(qū)（可加熱、冷卻或絕熱）的模具實(shí)現(xiàn)。

B 柱等組件生產(chǎn)時(shí)可用此工藝達(dá)到中間硬度高、末端可變形的目的

Peter Wolter 和 Manuel Hunger 在“柔性激光切線(xiàn)用作傳統(tǒng)成形板切割替代方案”的報(bào)告中展示了Heßdorf 的 Schuler Automation  最新研發(fā)的成果。Schuler 采用激光切線(xiàn)將成熟的帶鋼夾送技術(shù)與創(chuàng)新型激光切割技術(shù)相結(jié)合，完成了鋼圈的第一個(gè)連續(xù)激光切割過(guò)程。單獨(dú)編程多個(gè)協(xié)同工作的激光切割頭可確保最大的靈活性，同時(shí)也能實(shí)現(xiàn)最高的生產(chǎn)率，為切割定制的板材提供了新的前景。此成果在沖壓硬化中的作用將會(huì)日益重要。

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（兵工廠）