高强度材料的热辅助辊轧成形的制作方法
【技术领域】
[0001]本技术大体涉及板材金属成形，并且更具体地，本技术涉及热辅助的金属成形工
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【背景技术】
[0002]在生产设施处辊乳成形通常使用一系列逐渐不同的辊在室温完成以便将板材弯曲和塑性变形成所需形状。这个工艺是连续的和高速的并且结果得到出于具体目的被弯曲成具体轮廓的板材。
[0003]但是，使用更高强度的材料设计的未来产品通常需要也具有高强度的尖角，而精密的计算机分析使得轮廓设计具有日益渐增的更大复杂性。这两个因素彼此对立，并且在弯曲高强度材料时承受大应力的区域会破裂。
[0004]本技术主要涉及一种系统和方法，其使得高强度材料能够进行高速塑料变形而不会对最终产品的性能具有负面影响，其中该高强度材料通常与低延展性相关，例如在标准拉伸测试中在测量时具有小于10%的总延长。
【发明内容】
[0005]由于上述缺陷，需要通过连续和高速工艺成形高强度材料的方法和系统。在一种实施例中，本技术是用于辊乳成形高强度冷乳板材金属的工艺。该工艺包括:在辊乳成形生产线上的辊之间连续馈送高强度冷乳板材金属；从热源提供密集的局部热，该热源针对随后一旦进入辊则会变得弯曲的部位定位；将冷乳板材金属加热到两相亚临界温度区域内或临界温度之上的温度以用于产生高温相；使得冷乳板材金属弯曲；以及在弯曲后快速淬火冷乳板材金属。快速淬火允许随后展示沉积硬化的合金(如铝或镁)在室温保持高温相结构；一旦被淬火到室温则高温相将转变到其他更高强度的相，例如在钢的情况下是残留奥氏体、马氏体和/或贝氏体。
[0006]在替代性实施例中，本公开公开了通过热辅助工艺成形的汽车摇杆。通过如下操作来成形摇杆:将冷乳金属板材加热到冷乳金属板材的两相亚临界温度区域内或临界温度之上的温度，弯曲冷乳金属板材以形成摇杆，以及在弯曲后快速淬火冷乳金属板材。
[0007]在另一替代性实施例中，本公开公开了通过热辅助工艺成形的汽车保险杠。通过如下操作来成形保险杠:将冷乳金属板材加热到冷乳金属板材的两相亚临界温度区域内或临界温度之上的温度，弯曲冷乳金属板材以形成保险杠，以及在弯曲后快速淬火冷乳金属板材。
[0008]本发明还可包括下列方案。
[0009]1.一种用于辊乳成形高强度冷乳板材金属的工艺，包括:
在辊乳成形生产线上的辊之间连续馈送高强度冷乳板材金属；
在弯曲所述高强度冷乳板材金属之前局部地提供来自热源的密集的热；
使用所述密集的热将所述冷乳板材金属加热到在该高强度冷乳板材金属的两相亚临界温度区域内的温度或临界温度之上的温度；
弯曲所述高强度冷乳板材金属；以及
在所述冷乳板材金属弯曲之后快速淬火所述高强度冷乳板材金属，以在室温保留高温相结构。
[0010]2.根据方案I所述的工艺，其中所述高强度冷乳板材金属是具有至少1000兆帕斯卡强度的钢。
[0011]3.根据方案I所述的工艺，其中所述高强度冷乳板材金属是具有至少300兆帕斯卡强度的铝。
[0012]4.根据方案I所述的工艺，其中通过使用空气射流实现所述淬火。
[0013]5.根据方案I所述的工艺，其中所述淬火导致在所述冷乳板材金属内形成马氏体。
[0014]6.根据方案I所述的工艺，其中所述淬火导致在所述冷乳板材金属内形成贝氏体。
[0015]7.根据方案I所述的工艺，其中所述淬火导致在所述冷乳板材金属内形成残留奥氏体。
[0016]8.根据方案I所述的工艺，其中所述淬火保留单相的合金元素。
[0017]9.根据方案I所述的工艺，其中弯曲所述冷乳板材金属进一步包括:将所述冷乳板材金属弯曲成小于所述冷乳板材金属的厚度三倍的半径。
[0018]10.根据方案I所述的工艺，其中弯曲所述冷乳板材金属进一步包括:将所述冷乳板材金属弯曲成近似等于所述冷乳板材金属的厚度的半径。
[0019]11.根据方案I所述的工艺，其中所述热源是高强度激光。
[0020]12.根据方案I所述的工艺，其中所述热源是大电流源。
[0021]13.根据方案I所述的工艺，其中所述热源是高强度红外光。
[0022]14.一种通过热辅助工艺形成的汽车的摇杆，包括:
将冷乳金属板材加热到在该冷乳金属板材的两相亚临界温度区域内的温度或临界温度之上的温度；
弯曲该冷乳金属板材以便形成所述摇杆；以及在弯曲之后快速淬火所述冷乳金属板材。
[0023]15.根据方案14所述的摇杆，其中弯曲所述冷乳金属板材进一步包括:将所述冷乳金属板材弯曲成近似等于所述冷乳金属板材的厚度两倍的半径。
[0024]16.根据方案14所述的摇杆，其中所述加热是通过高强度激光源来实现的。
[0025]17.根据方案14所述的摇杆，其中所述加热是通过大电流源来实现的。
[0026]18.一种通过热辅助工艺形成的汽车的保险杠，包括:
将冷乳金属板材加热到在该冷乳金属板材的两相亚临界温度区域内的温度或该临界温度之上的温度；
弯曲该冷乳金属板材以便形成所述保险杠；以及在弯曲之后快速淬火所述冷乳金属板材。
[0027]19.根据方案18所述的保险杠，其中弯曲所述冷乳金属板材进一步包括:将所述冷乳金属板材弯曲成近似等于所述冷乳金属板材的厚度两倍的半径。
[0028]20.根据方案18所述的摇杆，其中所述加热是通过高强度激光源来实现的。
[0029]参考附图在下文中具体描述该技术的进一步特征和优点以及该技术的各种实施例的结构和操作。注意到该技术不限于这里公开的特定实施例。在此仅为了说明性目的展示这样的实施例。基于这里包含的教导，相关领域技术人员将显而易见到附加实施例。
【附图说明】
[0030]被包括在本文中并形成说明书一部分的附图图示了本技术并且结合说明书进一步用于解释技术原理并且使得相关领域的技术人员能够实现和使用该技术。
[0031]图1是根据本技术的一种实施例的用于弯曲板材的示意图100。
[0032]图2是根据本技术的替代性实施例的用于弯曲板材的另一示意图200。
[0033]图3是弯曲角度的示意图300。
[0034]图4是根据本技术的用于弯曲板材的工艺的流程图400。
[0035]图5是示出临弯曲之前角隅能够被加热到的温度的铝-铜相图。
[0036]图6是示出临弯曲之前角隅能够被加热到的温度的铁-碳相图。
【具体实施方式】
[0037]虽然在此结合具体应用的示意性实施例描述了本技术，但是应该理解的是该技术不限于此。获得这里提供的教导的本领域技术人员将意识到其范围内的附加改型、应用和实施例以及该技术具有显著实用性的附加领域。
[0038]本公开公开了用于塑性变形高强度材料的热辅助方法。高强度材料可以是冷乳板材金属，例如强度大于300兆帕斯卡(MPa)、优选地大于500 MPa的铝或者强度大于1000MPa、优选地大于1500 MPa的钢。冷乳板材金属临弯曲之前被局部加热到两相亚临界温度区域内的温度或该临界温度之上的温度(但是优选地是在临界温度之上的温度)，并且随后在弯曲后快速淬火。
[0039]图1是根据本技术的一种实施例的用于辊乳成形板材的示意图100。高强度冷乳板材金属102被连续馈送通过辊乳成形生产线上的两个平行辊104、106。这个冷乳板材金属102通过多个弯曲步骤被塑性弯曲成所需形状，其中每个弯曲步骤均使用多个辊