用于溫熱成型的潤滑系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本公開涉及一種用于溫熱成型板材金屬合金如鋁合金的潤滑實踐，其中在相對的 未加熱成型模之間將預加熱板材金屬坯料成型成復雜形狀。更具體地，就在熱板材金屬坯 料被插入在模之間前，將潤滑劑涂覆至未加熱模表面。潤滑劑組成被挑選成改進板材金屬 的成型并且在打開模以移除零件時蒸發。潤滑劑被選擇以便是大體上自移除的，以最小化 或避免成型板材金屬或金屬模的潤滑劑移除處理。
【背景技術】
[0002] 機動車輛的車身板件通常包括成型的外片材層和成型的內片材層，這些片材層具 有互補形狀并且在形成中空車身板件結構時在它們的外周邊緣處附接。這種雙層板件可用 作門板、行李箱蓋、后擋板或類似物，并且板件構件被成形以在組裝成車體結構時起到實用 和裝飾兩種功能。
[0003] 金屬成型工藝已經用于提供機動車輛的具有各種形狀的車身板件。但是仍然需要 提供具有更復雜形狀的高質量板件同時維持可接受成型成本。
【發明內容】
[0004] 本發明提供一種促進將板材金屬工件成型成復雜形狀(如制造內門板或外門板所 需要的)，或成型成用于制造吸引人且實用機動車輛的車身構件的其它板件。本發明可適用 于例如成型所具有的組成適合于在例如約l〇〇°C至約500°C范圍內的成型溫度下形變和成 形為此類復雜三維形狀的板材合金、鋁基合金或鎂基合金。本發明具體旨在用于成型已經 預加熱至此范圍內的成型溫度的厚度為約0. 5毫米至約3毫米的鋁合金或鎂合金板材。
[0005] 根據要獲得的板件形狀和板材金屬合金的成型特性，板件的成型可能需要在具有 精確機加工的成型表面的兩組或更多組相對的模構件之間進行連續成型步驟。相對的模通 常在大型液壓機或機械壓力機上承載并且由其啟動。每個模構件通常是大質量體、在橫截 面上是長方形的、由仔細機加工成鑄造體的具有成型表面的鑄造工具鋼組成形成。具有互 補成型表面的兩個(或更多個）此類模被壓力機致動以接合相當薄的板材金屬工件的相反 偵k每個模閉合和板材金屬成型步驟通常是在一秒至幾秒的時間段內完成。然后模通過壓 力機動作打開，并且工件從模之間并且從壓力機區域移除。
[0006] 根據本發明的實踐，將初始板材金屬坯料加熱至經驗或實驗預先確定的成型溫 度，以促進金屬合金板材材料(通常是鋁或鎂合金）的仔細且復雜成形。板材金屬合金坯料 被預加熱，但其并未涂布有潤滑劑。替代地，相對的模的成型表面均勻或選擇性地涂布有在 板材金屬合金工件的變形期間適當地分離模和工件表面的流動性潤滑劑，但潤滑劑隨后在 打開模時蒸發、逸出或在氣流中被帶走。潤滑劑被選擇成消除或最小化殘留物在成型的工 件上的形成，此形成需要昂貴、費時的移除步驟。
[0007] 大質量模(通常重一噸或更重）不被加熱至環境溫度以上，除了在它們可能被預加 熱工件的反復變形和成型而溫熱時。通常，潤滑劑可作為液體噴涂在模表面上或用涂覆器 散布(類似于涂漆）在模表面上。通常，這種潤滑劑在成型操作中每次使用模構件時涂覆。 但是本發明方法的意圖和目的是避免必須投入大量時間、材料和勞力來從成型的工件表面 或成型工具表面移除殘留潤滑劑。
[0008] 潤滑劑被選擇成：在已加熱板材金屬工件被插入以用于成型時粘附至未加熱成型 模的表面，并且在金屬成型步驟的短暫持續時間期間，在相對的模的表面與工件的相反表 面之間提供必要的潤滑。然后，在打開模并且相當熱的工件與模表面分離時，潤滑劑將從相 應表面蒸發。優選的是，潤滑劑是可在約200°C以下的溫度下蒸發的。可通過空氣流或類 似物來幫助潤滑劑從工件表面蒸發，空氣流或類似物被運載到蒸汽移除管道中并且從成型 模和壓力機的區域被引導至潤滑劑材料回收點或處理點。鹵代烴例如二溴化乙烯被認為是 候選潤滑材料。此類鹵代烴材料的成員具有適用于例如鋁合金的溫熱成型的耐久潤滑劑特 性，并且具有適用于通過在壓力機位置蒸發至蒸汽移除流或蒸汽移除系統中而從工件表面 (并且從模表面，如果必要的話）快速移除的揮發性。
[0009] 本發明包括以下方案： 1. 一種使用壓力機致動的相對的成型模成型板材金屬工件的方法，成型模具有相對 的模成型表面，模成型表面抵靠板材金屬工件的表面閉合以根據模成型表面的形狀成型板 材金屬工件，并且成型模隨后從工件的表面打開以實現所成型的工件從成型模和壓力機的 移除；所述方法包括： 將板材金屬工件預加熱至約100°c至約500°C范圍內的溫度； 將液體潤滑劑材料的涂層涂覆至成型模的成型表面，成型模未加熱至環境溫度以上， 除了在它們可能由板材金屬工件的反復成型加熱時；液體潤滑劑材料被組成以在工件的成 型期間潤滑模成型表面和板材金屬工件的表面的接觸面并且稍后在低于約200°c的溫度下 從所成型的工件的表面蒸發； 將預加熱板材金屬工件插入成型模的在液體潤滑劑材料涂布的成型表面之間； 抵靠預加熱板材金屬工件的表面閉合成型模的潤滑劑材料涂布的成型表面，以便將工 件成型為模成型表面的形狀； 打開成型模，以便將所成型的工件從模和壓力機移除，同時在已加熱工件的表面上引 導載氣流以將潤滑劑材料從已加熱工件移除；以及 將所成型的工件從壓力機移除。
[0010] 2.如方案1所述的成型板材金屬工件的方法，其中板材金屬工件是適用于在約 KKTC至約500°C范圍內的溫度下成型并且具有約0. 5毫米至約3毫米范圍內的厚度的鋁基 合金或鎂基合金。
[0011] 3.如方案1所述的成型板材金屬工件的方法，其中板材金屬工件是選自由 AA3104、AA5182、AA5754和AA6111合金組成的組的鋁基合金。
[0012] 4.如方案1所述的成型板材金屬工件的方法，其中板材金屬工件是選自由AM30、 AZ31和ZEK100鎂合金組成的組的鎂合金。
[0013] 5.如方案1所述的成型板材金屬工件的方法，其中液體潤滑劑材料是鹵代烷烴 或燒醇徑。
[0014] 6.如方案1所述的成型板材金屬工件的方法，其中液體潤滑劑材料是含有多達5 個碳原子的鹵代烷烴或鹵代烷醇烴。
[0015] 7.如方案6所述的成型板材金屬工件的方法，其中液體潤滑劑材料的鹵素物質 包含溴。
[0016] 8.如方案6所述的成型板材金屬工件的方法，其中液體潤滑劑材料的鹵素物質 包含碘。
[0017] 9.如方案1所述的成型板材金屬工件的方法，其中所成型的工件的表面在打開 成型模之后被加熱以使潤滑劑材料從所成型的工件的表面蒸發。
[0018] 10.如方案1所述的成型板材金屬工件的方法，其中在所成型的工件的表面上被 引導的載氣流隨后被進一步處理以回收潤滑劑材料。
[0019] 11. 一種使用壓力機致動的相對的成型模順序地逐一成型大體上相同的板材金 屬工件組的方法，成型模具有相對的模成型表面，模成型表面依次抵靠每個板材金屬工件 的表面閉合以將板材金屬工件成型為模成型表面的形狀，并且成型模隨后從工件的表面打 開以實現所成型的工件從成型模和壓力機的移除；所述方法順序地應用于所述組中的每一 個工件并且包括以下步驟： 將每個板材金屬工件預加熱至約100°C至約500°C范圍內的溫度； 將液體潤滑劑材料的涂層涂覆至成型模的成型表面，成型模未加熱至環境溫度以上， 除了在它們可能由板材金屬工件組中的成員的反復成型加熱時；液體潤滑劑材料被組成 以在工件的成型期間潤滑模成型表面和板材金屬工件的表面的接觸面并且稍后在低于約 200°C的溫度下從所成型的工件的表面蒸發，液體潤滑劑材料在成型工件組中的成員之前 以預先確定的時間間隔涂覆至模成型表面； 將每個預加熱板材金屬工件依次插入在成型模的液體潤滑劑材料涂布的成型表面之 間； 抵靠預加熱板材金屬工件的表面閉合成型模的潤滑劑材料涂布的成型表面，以便將工 件成型為模成型表面的形狀； 打開成型模，以便將所成型的工件從模和壓力機移除，同時在已加熱工件的表面上引 導載氣流以將潤滑劑材料從已加熱工件移除；以及 將所成型的工件從壓力機移除。
[0020] 12.如方案11所述的成型板材金屬工件的方法，其中每個板材金屬工件是適用 于在約KKTC至約500°C范圍內的溫度下成型并且具有約0. 5毫米至約3毫米范圍內的厚 度的鋁基合金或鎂基合金。
[0021] 13.如方案11所述的成型板材金屬工件的方法，其中每個板材金屬工件是選自 由AA3104、AA5182、AA5754和AA6111合金組成的組的鋁基合金。
[0022] 14.如方案11所述的成型板材金屬工件的方法，其中每個板材金屬工件是選自 由AM30、AZ31和ZEK100鎂合金組成的組的鎂合金。