本发明涉及一种用于制造具有凸缘的、加压淬火的构件的方法。
背景技术：
热成型的或加压淬火的构件由于自身的高强度特征值而尤其在汽车制造中作为安全相关的构件而使用。构件(在这些构件中容纳了其他构件部件、特别是底盘部件)的轮辋孔或凸缘可能承受着持续振动负荷。在具有高硬度的轮辋孔的情况下，增大了这样的可能性，即，通过这类持久的持续负荷而导致了构件在轮辋孔或凸缘的区域内过早的材料磨损，这是因为在高的材料硬度情况下延展性是非常低的并且应力峰值不会通过弹性的变形而被吸收。因此，在构件在轮辋孔或凸缘的区域中具有与构件的其他区域内一样的材料硬度的情况下则存在增高的断裂风险。因为现有技术中例如这类具有凸缘的轮辋孔用作不同的汽车部件之间的连接点，使得汽车安全性通过所存在的汽车部件彼此脱离或突然故障的风险而非常高。
从现有技术中已知通过在构件的一个区域内插入冷却的冲模来制造淬火的、具有带突起的凸缘的轮辋孔的金属板型材的加压淬火的方法，其中在整个构件中力求达到均匀高的硬度(DE 101 49 220C1)。
技术实现要素：
本发明的目的在于，提供一种用于制造具有带突起的凸缘的轮辋孔的、加压淬火的构件的方法，由此使得带突起的凸缘的轮辋孔具有针对通过振动和/或应力峰值而造成的持续负载而言更高的抵抗力。
本发明的目的通过一种用于制造加压淬火的构件的方法而达到，该构件具有轮辋孔，该轮辋孔具有构造在轮辋孔的周边上的凸缘，其特征在于，在构件的加压淬火之前或期间，将调温的冲模插入到轮辋孔中，其中这样对该调温的冲模进行调温，即，使得该凸缘的区域中的温度保持在所使用的钢材料的马氏体转化起始温度以上。
相对于现有技术，根据本发明的用于制造加压淬火的构件的方法具有这样的优点，即，在加压淬火期间避免了尤其在轮辋孔或凸缘的区域内进行结构组织到马氏体的转化。随着通过挤压工具的接触压力的增大，在其余材料中的硬度由于所进行的到马氏体的相转化而增高，而在轮辋孔或凸缘的区域中则避免了马氏体形成。取而代之地，在轮辋孔或凸缘的区域中则形成软的混合组织结构。通过对插入到轮辋孔内的冲模调温而尽可能地避免了突然冷却，从而在较小的材料强度的情况下调整出相比于其余区域而言更高的延展性。在轮辋孔或凸缘的区域内，材料得到了更高的断裂延伸可能。在轮辋孔或凸缘上接收的振动能量或应力能量能够部分到转化为弹性的变形能量，从而使在多个部件的连接点处的断裂风险减小。在持续振动负荷下通过压力和接触所显示的构件的性能在轮辋孔或凸缘的区域中得到改善。与此同时，在凸缘拉伸的情况下(Kragenziehen)边棱裂纹的出现的可能性减小。此外，改善了可能用作为连接点的凸缘的焊接性能。
本发明有利的设计方案和扩展方案能够从从属权利要求中以及参照附图进行的描述中得出。
在另一种实施方式中设置，在构件的加压淬火期间插入的调温的冲模在加压淬火的全部过程中保持在轮辋孔内。
由此以有利的方式实现了，在整个制造过程中，对冲模的温度这样进行调节，即，使得即使在其余区域内温度进一步下降时，在轮辋孔或凸缘的区域中并不低于向马氏体转换的起始温度。还通过将温度持续保持在特定的温度以上而对于凸缘形成的过程产生尽可能正面的影响，以使得凸缘开裂的敏感度降低。以有利的方式，通过将冲模冲压通过待挤压的构件而实现了对凸缘的拉伸，而不会在材料拉伸过程中使凸缘裂开。待加压淬火的构件能够既在单阶段的过程中又在两阶段或多阶段的过程中，在特别是冷却状态下轮辋孔的至少一个成型过程之前制造。视钢组分而定，冲模的温度例如至少为400℃、特别是至少450℃并不超过Ac1温度或优选不超过700℃。
在另一种实施方式中，构件的其他部分在加压淬火的期间主动冷却。
更高的冷却速率特别是随着增大的接触压力而在待淬火的构件的其余部分中以有利的方式引起了，在材料中的材料硬度由于在材料组织中向马氏体的转化而提高。待淬火的构件的并不受到相邻部件的振动引起的持续负荷的部分中，构件能够最大化地硬化。优选地，环绕轮辋孔的区域同样并不完全地硬化，由此能够在完全硬化的区域与较小强度的区域之间调整出稳定的并且例如无突变的过渡。环形的区域特别是最大为轮辋孔的直径的两倍、优选最大为轮辋孔的直径的1.5倍。
根据另一种设计方案设置为，使加压淬火工具的上部工具构造为，将调温的冲模可伸出地并且形状配合地容纳在第一空隙中。
通过能够从第一缝隙伸出的冲模向待淬火的材料的方向形状配合地嵌入，确保了在冲模的移动引导中高度稳定性，从而能够在稳定且可校准的条件下进行凸缘的拉伸。在调温的冲模的伸出位置情况下，阻碍了在轮辋孔或凸缘的区域内的马氏体转化，而并不妨碍构件的其余部分中的马氏体转化。因此能够非常有针对性地进行马氏体硬度的局部减小。代替能够伸出的冲模，能够将冲模与上部工具作为一个单元而构造，由此使构造更简化地设计并且至少能够省去冲模的驱动装置。
在另一种是实施方式中，加压淬火工具的下部工具为此构造为，在伸出位置上的调温的冲模和凸缘形状配合地容纳在第二空隙中，其中该第二空隙与第一空隙相对并且具有比第一空隙更大的半径或直径。
由此以有利的方式，显著升高了调温的冲模的运动引导的精确度并且尤其实现在下部工具方向上的凸缘拉伸，因为为在挤压期间从待淬火的材料的平面挤出的材料提供了偏转空间。
在另一种实施方式中设置为，调温的冲模的几何结构确定了轮辋孔的几何结构并且通过调温的冲模的伸出的冲程距离确定了轮辋孔的高度。
通过对调温的冲模的尺寸的选择和通过调温的冲模以确定的冲程距离穿过轮辋孔，以有利的方式实现了，确定出待淬火的构件的凸缘的压印形状。能够毫无困难地实现与预先规定的空间上的或静态和动态的条件的适应。
本发明进一步包括用于制造加压淬火的构件的设备，该构件包括轮辋孔，轮辋孔具有构造在轮辋孔的周边上的凸缘，其中为了制造加压淬火的构件而使用到加压淬火工具，其特征在于，该装置进一步具有调温的冲模，该冲模为此构造为，在构件的加压淬火之前以及期间插入到该轮辋孔中并且在此这样对冲模进行调温，即，在凸缘的区域中的温度保持在所使用的钢材料的马氏体转化起始温度以上。
附图说明
本发明的其他细节、特征以及优点从附图中以及从下文中参照附图对于优选的实施方式的描述中给出。附图在此仅示出了本发明示例性的实施方式，这些实施方式并不限制实质发明思想。
附图1示出了用于加压淬火构件的装置的视图。
具体实施方式
附图1示意性地示出了用于热成型、特别是用于加压淬火构件106的设备100。该设备由上部工具102和下部工具104组成，在热成型的过程中、特别是在加压淬火的过程中，将待成型的构件106设置在上部工具与下部工具之间。待成型的构件106能够作为平坦的、预先加孔的板材坯件在热的状态下(单阶段的热成型)或作为已经冷却的、预成型的半成品(两阶段的热成型)在热的状态下置入设备100中。
嵌入到上部工具102中的是在第一空隙116中的冲模108。冲模106具有用于对冲模106进行调温的装置110。下部工具104具有用于容纳冲模108以及构件106的拉伸出的凸缘112的第二空隙118。为此必要的是，使第二空隙118具有比第一空隙116更大的半径或直径。
对于拉伸凸缘而言的其他前提条件在于构件106中的第一空隙116，在热成型之前或期间，能够驱动调温的冲模108穿过该第一空隙。轮辋孔114能够在热成型之前引入到构件106的还冷的成型板中或者借助于热步骤直接在拉伸凸缘之前在热成型工具100中引入。
构件106的轮辋孔114和凸缘112的几何结构在成型步骤中借助于伸出的调温的冲模108拉伸和/或校准到热的待加压淬火的构件106中。替代性地，将上部工具和冲模作为一个单元而构造。在构件106的通过到马氏体的转化而应该实现最大材料硬度的部分中，常规地冷却挤压工具100，例如通过主动冷却或通过工具尺寸(Werkzeugmasse)。
用于制造加压淬火的构件的抗断裂的凸缘的、根据本发明的方法的特征在于，将在热成型之前或热成型期间插入到构件中的冲模108在整个成型过程中这样调温，即，使得在凸缘的区域内没有马氏体形成，从而在此局部形成具有提高的断裂延伸率和延展性的、软的混合组织，而构件106的其余区域则通过高冷却率而最大化地硬化。拉伸凸缘的冲模108在整个硬化过程中留在轮辋孔114中并且通过用于调温的装置110而主动地得到调温。通过对于冲模108进行持续的、匹配适合的调温，构件106中的温度在凸缘112的局部区域内总是保持在马氏体转化起始温度以上，从而实现了在局部有高延展性和断裂延伸率的区域以及不具有边缘裂纹的凸缘拉伸。优选地，使环绕轮辋孔114的区域124并不完全硬化，以便于实现在完全硬化的区域与较小强度的区域之间的稳定过渡。环形的区域124特别是最大为轮辋孔的直径D的2倍、优选最大为1.5倍。该区域124能够通过整合在上部工具102和下部工具104中的装置120和122来进行调整。该装置120、122能够被调温或者由导热性差的材料、例如由陶瓷构造。优选地，至少该装置120包含在调温的冲模108与优选主动冷却的上部工具102之间用于隔热的隔离部。
由不同构件的组装的情况下通过所连接的其他构件而造成的持续振动负荷或者应力峰值所导致材料磨损生成，可以通过局部区别化的材料硬度有效地得以抵消。连接的构件的使用寿命能够显著地增长并且例如多构件的车辆底盘的安全性能够显著提升。
附图标记说明
100 用于热成型的、特别是加压淬火的设备
102 上部工具
104 下部工具
106 构件
108 冲模
110 用于调温的装置
112 凸缘
114 轮辋孔
116 第一空隙
118 第二空隙
120 装置
122 装置
124 环形的区域
D 直径