专利名称：制造用于汽车部件的金属成型构件的方法
技术领域：
本发明涉及一种按照权利要求1前序部分中所述特征的制造用于汽车部件的金 属成型构件的方法，该成型构件具有至少一个有较高延展性的区域。
背景技术：
众所周知，延展性指的是一种材料的特性，即该材料发生破坏之前能够在超负载 时强烈塑性变形。特别是在汽车工业中要用到延展性材料。这样，例如汽车车体在发生事 故的情况下至少对于某些成型构件而言应该可以塑性变形，而不会被撕裂开。这类成型构 件尤其包括车门防撞梁或保险杠缓冲器。在此方面已知的是，使这些成型构件具有在其整个延伸长度上都保持不变的材料 特性。这一点是通过对成型构件的全面调质处理予以实现的。通过调质处理达到约为1500N/mm2抗拉强度的高的强度值，但材料的延展性却 随此下降了。因而，这些材料便丧失了其能够保持变形的能力。断裂延伸率^通常约为 10%。在US 5，192, 376中公开了一种由合金钢制成的用于汽车车体的增强管件，为 了实现其制造，对钢材进行轧制，然后将从钢带分割下来的、仍处于热轧状态的钢板坯在 600°C或者更高的温度下加以卷起。随后使如此制得的管件经受淬火硬化处理，以提高强度。EP 0 585 843 A2公开了 利用激光辐射对钢板坯进行高能热处理，以此方式来产 生一些强度值得以提高的区域。在模具内调质处理的压制成型构件的不同塑性刚度特性也可以在成形加工之前 通过对原始板坯的局部辗轧获得。采取这种措施时，压制成型构件的壁厚会在局部有所减在汽车工程的各种不同应用情况中，在成型构件上通过下述方式获得一些具有较 高延展性的区域例如，将由较软的钢制成的衬层形式的垫片整合到成型构件中。然而，这 种方法涉及到很高的制造费用及成本花费。此外，成型构件的净重会明显提高。另外，还已知的是，局部地采用轧制工艺来实现壁厚减小，以此方式来产生一些具 有不同刚度特性的区域。这一措施也涉及到高的投资和制造成本。此外，根据相应要轧制 的区域的构形的轧制工艺处理比较快地便达到方法工艺上的极限。这一点特别在轧制成型 构件的窄的区域时更是如此。在最后所述及的措施中，即在制造具有至少一个窄长延展性区域的成型构件时， 现有技术也包含对成型构件的成形和调质处理。为此，将板坯全面地均勻加热到900°C至 950°C之间的温度，在压制模具中将其成形为成型构件，然后仍在该压制模具中加以调质处 理。此后再将成型构件的局部部位在所希望的相应区域内局部地进行后续加热。对此，按 本发明提出的温度和时间界限执行快速加热(DE 197 43 802 Al)。
发明内容
从现有技术出发，本发明的目的是提供一种制造用于汽车部件的金属成型构件的 方法，按此方法，与已知的工艺措施相比，具有至少一个有较高延展性区域的全部成型构 件，在考虑变型方案广度的情况下对于延展性区域的几何构形而言，都可以明显更为简单、 更为有效、从而更为经济地加以构造。按照本发明，上述目的通过权利要求1所述特征得以实现。本发明的一些有利发展是权利要求2至7的主题。为实现本方法，在包含前序部分所述特征的情况下，在成型构件调质处理之后将 该成型构件有针对性地在局部加以软化退火，其中，在软化退火时在小于30秒钟的时间段 内实施加热过程。由于成型构件的按时间有针对性地进行的最终局部软化退火是在铁碳图 (Eisen-Kohlenstoff-Diagramm)中的PS线之下实现，所以能够特别补救一些缺陷，如错 位，而且能够减小成型构件材料内的应力。然后实现再结晶，在此过程中形成了新的晶核， 其取代强应力的晶粒。最后实现晶体成长。在退火过程中，软化退火之前结构组织处于何 种状态是无关紧要的。而只有断裂延伸率的变化和硬度的变化是重要的。由于退火温度之 故，条状渗碳体在强度上有所丧失，并且可能任由其趋向于形成具有尽可小的表面的组织 体。它形成粒状渗碳体。从而，该材料易于成形，并且易于切屑加工。按照本发明，软化退火时的加热过程可采用不同措施予以实现。对此例如可考虑 通过感应方式来执行加热过程。但该加热过程也可通过传导方式予以实现。另一种可能性是，通过辐射来进行加热过程。最后还可考虑在加热过程中采用开放式燃烧器。必要时，也可以将不同的加热措施相结合。为了避免成型构件在软化退火的冷却过程中发生几何翘曲变形，有利的是，在冷 却过程中将该成型构件保持在一夹紧装置中。例如，可以使用成形模具作为夹紧装置。
下面将参照在附图中示出的实施例对本发明做详细说明。附图表示图1具有一个横向延伸的延展性区域的横截面呈帽状的成型构件的示意透视图；图2具有一个在腹板中的条状延展性区域的横截面呈帽状的成型构件的示意透 视图；图3具有在凸缘上的条状延展性区域的横截面呈帽状的成型构件的示意透视图；图4用于制造图1至3所示成型构件的加工工序的示意图。
具体实施例方式图1至3大大简化地示出了用于制造在图中未详细表示的汽车部件的横截面呈帽 状的成型构件l、la、lb。这些汽车部件例如可以是车门防撞梁或保险杠缓冲器。这些成型构件1、la、Ib分别具有一个腹板2、两个与腹板2相连的翼边3以及两个在翼边3的端侧配 置的横向伸出的凸缘4。按图1所示的实施形式，大致在居中的纵向区域中有一个横向经腹板2、翼边3和 凸缘4延伸的区域5，即沿腹板2的纵向有一个条状的部位5，在该部位，成型构件1的材料 (与具有小的塑性变形能力或变形特性的其余的构件部位2-4相比)具有较小的强度，而有 高的延展性。按图2所示的成型构件la，沿腹板2纵向，配有一个条状区域6，在此区域，成型构 件Ia的材料(与具有小的塑性变形能力或变形特性的其余的构件部位2-4相比)也具有 较小的强度，而有高的延展性。按图3所示的实施形式，具有高的延展性的区域7是处在成型构件Ib的凸缘4上。 在本实施例中，全部凸缘4都是作为具有高延展性的区域7加以构造的。为了制造图1至3所示的成型构件l、la、lb，按图4所示，首先要准备好具有带状 原材料9的带材卷8，该原材料的组成按重量百分数表示是包括碳(C)0.18 至 0.3硅(Si)O.1 至 0.7锰(Mn)1. 0 至 2. 5磷(P)最大0. 025铬(Cr)0. 1 至 0. 8钼(Mo)0. 1 至 0. 5硫(S)最大0.01钛(Ti)O.02 至 0. 05硼(B)0. 002 至 0. 005铝(Al)O.01 至 0. 06其余为铁，包含熔炼杂质。从该带材卷8，原材料9依箭头Pf方向被拉出，在一个未详细表示的设备中分割成 板坯10。然后，使板坯10在一个输送装置11上按箭头Pf1所示通过一个炉子12运动，板 坯10在此炉子中被均勻加热到900°C至950°C之间的温度。加热方式是任意选择的。继均勻加热之后，每个板坯10在一压制模具13中被成形为如图1至3所示的横 截面呈帽状的成型构件l、la、lb。在此，相应的成型构件l、la、lb还在该压制模具13中按 未详示的方式加以调质处理。在压制模具13内成形和调质处理之后，使每个成型构件l、la、lb局部地软化退 火，具体而言，针对图ι所示的成型构件1是依横向在一个居中区域5中进行软化退火；针 对图2所示的实施例，则是沿着成型构件Ia的腹板2的纵向呈条状地进行软化退火；按图 3所示的实施例，则是针对成型构件Ib的整个凸缘4也呈条状地进行软化退火。对成型构件l、la、lb的这种局部软化退火适宜在铁碳图中的PS线之下执行，其 中，软化退火时在少于30秒钟的时间段内实现加热过程。这种加热过程可以在一加热设备14中进行，在此加热设备中，成型构件l、la、lb 被暂时地定位在一输送器15上。加热过程可以采用感应方式、传导方式、通过辐射或者利用开放式燃烧器来进行。真正的加热装置示意性地以16表示，在此，该加热装置在加热设 备14中的位置是可变的。输送器15沿着箭头Pf2的方向运动。 在继软化退火的加热过程之后的冷却过程中，按图4所示，相应的成型构件l、la、 Ib被保持在一夹紧装置17中，该夹紧装置例如可设计为成形模具并且如同压制模具13那 样加以构造。附图标记
1成型构件
Ia成型构件
Ib成型构件
2UlaUb的腹板
3UlaUb的翼边
4UlaUb的凸缘
5UlaUb的区域
6UlaUb的区域
7UlaUb的区域
8带材卷
9原材料
10板坯
11输送装置
12炉子
13制模具
14加热设备
15输送器
16加热装置
17夹紧装置
Pf箭头
Pf1目丨成
Pf2雄、、f
权利要求
1.制造用于汽车部件的金属成型构件(l、la、lb)的方法，该成型构件具有至少一个有 较高延展性的区域(5，6，7)，其中，首先由合金钢制备板坯(10)，该合金钢的组成按重量百 分数表示是包括碳(C)O. 18 至 0. 3 硅(Si)O. 1 至 0. 7 锰(Mn) 1. 0 至 2. 5 磷(P)最大0. 025 铬(Cr) 0. 1 至 0. 8 钼(Mo) 0. 1 至 0. 5 硫(S)最大0. 01 钛(Ti)O. 02 至 0. 05 硼(B) 0. 002 至 0. 005 铝(Al)O. 01 至 0. 06 其余为铁，包含熔炼杂质；接着将板坯(10)均勻加热到900°C至950°C之间的温度，然后在压制模具(1 中将板 坯成形为成型构件(1，la，lb)，并且仍在所述压制模具(13)中对该成型构件(l、la、lb)进 行调质处理，其特征在于在调质处理之后，将成型构件(l、la、lb)局部地加以软化退火，其中，在 软化退火时在少于30秒钟的时间段内实施加热过程。
2.按权利要求1所述的方法，其特征在于在软化退火时加热过程是以感应方式进行的。
3.按权利要求1所述的方法，其特征在于在软化退火时加热过程是以传导方式进行的。
4.按权利要求1所述的方法，其特征在于在软化退火时加热过程是通过辐射进行的。
5.按权利要求1所述的方法，其特征在于在软化退火时加热过程是采用开放式燃烧 器进行的。
6.按权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于在软化退火的冷却过程中，成 型构件(l、la、lb)被保持在一夹紧装置(17)中。
7.按权利要求6所述的方法，其特征在于利用成形模具作为夹紧装置(17)。
全文摘要
本发明涉及一种制造用于汽车部件的金属成型构件(1、1a、1b)的方法，该成型构件具有至少一个有较高延展性的区域，其中，首先由合金钢制备板坯(10)，该合金钢的组成按重量百分数表示是包括碳(C)0.18至0.3、硅(Si)0.1至2.5、锰(Mn)1.0至2.5、磷(P)最大0.025、铬(Cr)0.1至0.8、钼(Mo)0.1至0.5、硫(S)最大0.01、钛(Ti)0.02至0.05、硼(B)0.002至0.005、铝(Al)0.01至0.06，其余为铁，包含熔炼杂质；接着将板坯(10)均匀加热到900℃至950℃之间的温度，然后在压制模具(13)中将板坯成形为成型构件(1，1a，1b)，并且仍在压制模具(13)中对该成型构件(1、1a、1b)进行调质处理，随后将成型构件(1，1a，1b)局部地软化退火。
文档编号C22C38/32GK102134685SQ20111000599
公开日2011年7月27日 申请日期2011年1月6日 优先权日2010年1月15日
发明者M·波尔, O·布施西韦克, S·阿德尔贝特 申请人:本特勒尔汽车技术有限公司