B柱中心梁及制造方法技术

在第一方面，一种由钢制成的B柱中心梁，包括硬区和软区。这样的软区具有比该硬区更低的机械强度。该B柱中心梁还包括上部区域和下部区域，该上部区域具有用于紧固到车顶构件的紧固部分，且该下部区域具有用于紧固到底梁构件的紧固部分。该B柱中心梁包括两个软区。一个下部软区位于B柱中心梁高度的50％和该下部紧固部分之间，且一个上部软区位于B柱中心梁高度的50％和该上部紧固部分之间。该上部软区具有比该下部软区更高的机械强度。还提供了用于制造这样的B柱中心梁的方法。

B column center beam and its manufacturing method

In the first aspect, a B column central beam made of steel includes hard and soft areas. Such soft zones have lower mechanical strength than the hard area. The central beam of the B column also comprises an upper area and a lower part, which has a fastening part for fastening to the roof member, and the lower region has a fastening part for fastening the end of the beam. The central beam of the B column consists of two soft areas. A lower soft area is located between 50% of the height of the center beam of the B column and the fastening part of the lower part, and an upper soft area is located between the 50% of the center beam height of the B column and the fastening part of the upper part. The upper soft zone has higher mechanical strength than the lower soft zone. A method for manufacturing such a B column central beam is also provided.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】B柱中心梁及制造方法
本申请涉及且要求享有于2015年12月18日提交的EP15382640.9的权益和优先权。本公开内容涉及B柱，具体地涉及具有软区的B柱中心梁。
技术介绍
车辆(例如，汽车)包含被设计成承受车辆在其寿命期间可能经受的所有载荷的结构骨架。该结构骨架还被设计成承受且吸收撞击，在与例如其他汽车或障碍物碰撞的情况下。在这个意义上，车辆(例如，汽车)的结构骨架可以包括例如保险杠、柱(A柱、B柱、C柱)、侧面防撞梁、侧边梁(rockerpanel)和减震器。对于汽车的结构骨架，或至少对于许多它的部件，使用所谓的超高强度钢(UHSS)在汽车工业中已经变得司空见惯，该超高强度钢表现出每单位重量的优化最大强度和有利的可成形性性能。UHSS可以具有至少1000MPa、优选地大约1500MPa或高达2000MPa或更大的拉伸强度。在汽车工业中使用的钢的一个实施例是22MnB5钢。下文按重量百分比计概述了22MnB5的组分(其余为铁(Fe)和杂质)：具有类似化学组分的若干22MnB5钢是市售的。然而，22MnB5钢的每种成分的确切量从一个制造商到另一制造商可能略有变化。在其他实施例中，22MnB5可以含有大约0.23％的C、0.22％的Si和0.16％的Cr。该材料还可以以不同比例包括Mn、Al、Ti、B、N、Ni。市售自ArcelorMittal的1500P是在拼焊坯料和拼接坯料中使用的市售的钢的一个实施例。拼焊(焊接)坯料和拼接坯料在变形工艺(例如，热冲压)之前提供具有变化厚度或不同材料性能的坯料。拼焊坯料中的厚度变化不应与(局部)增强件混淆。在这个意义上，增强件替代地在变形工艺之后被添加到部件。1500P以铁素体-珠光体相(ferritic-perliticphase)被供应。它是以同质模式分布的细晶粒结构。机械性能与此结构有关。在加热、热冲压工艺和随后的淬火之后，创建马氏体微结构。结果，极限拉伸强度和屈服强度明显增加。下文按重量百分比计概述了的组分(其余为铁(Fe)和不可避免的杂质)：CSiMnPSCrTiBN0.240.271.140.0150.0010.170.0360.0030.004任何这些组分的钢(通常为22MnB5钢，诸如特别是)可以被供应有涂层，以防止腐蚀和氧化损坏。此涂层可以是例如铝-硅(AlSi)涂层或主要包括锌或锌合金的涂层。在热冲压和随后淬火之后的(即，具有马氏体微观结构)的极限拉伸强度为1.550MPa±150，而屈服强度是约1.150MPa±150。在B柱中，一个重要问题是确保在中间区域不发生变形或发生很小的变形，因为侵入可能使车辆乘员受伤害。一种解决方案是使B柱具有不同厚度的区。具体地，中心区域(约为B柱的高度的一半)可以更结实(即更厚)，以避免上述侵入，但是总重量由此增加。另一解决方案在于焊接增强件，例如通过点焊，以强化该结构。这样的增强件通常由钢制成，且即使该材料不如B柱的材料那样坚硬，但结合之后所得到的结构通过额外的材料得以强化。然而，增强件的使用也涉及重量增加，因为额外的材料被添加到该结构。保持该结构骨架中的每一部件的重量处于控制之中是重要的，因为汽车公司试图使重量减轻最大化，因为较重的车辆不仅涉及较高的制造成本，而且涉及增加的燃料消耗，由于大质量的高惯性，因此当加速、制动和/或转向时的难度更大。为了改善部件的关键区域(例如，B柱的下部部分)中的延展性和能量吸收，已知的是，在相同的部件内引入较软的区域。软区可以局部地改善延展性，同时维持所要求的总体高强度。此外，在撞击或碰撞情况下的变形运动学可以通过包括这样的软区来适当地定制。已知在车辆结构部件中创建具有增加的延展性的区域(软区)的方法包括提供含有一对互补的上部模具单元和下部模具单元的工具，所述单元中的每个具有分立的模具元件(钢块)。所述模具元件被设计成在不同的温度下工作，以在淬火工艺期间在正被形成的部分的不同的区中具有不同的冷却速率，从而在最终产品(软区)中产生不同的材料性能。这样的方法被称为模具内受控冷却(in-diecontrolledcooling)工艺。所提及的软区(例如，放置在B柱的下部部分内的软区)不能抵抗大载荷，且该柱可能遭受变形，该变形可能导致对B柱的中心区域的侵入。总之，需要在碰撞事件中优化/改善B柱的机械行为，同时尽可能多地减轻相同柱的重量。
技术实现思路
在第一方面，提供了一种由钢制成的B柱中心梁，所述B柱中心梁包括：硬区和软区，所述软区具有比所述硬区更低的屈服强度和/或拉伸强度；上部区域和下部区域，所述上部区域具有用于紧固到车顶构件的紧固部分，所述下部区域具有用于紧固到底梁(sill)构件的紧固部分。所述B柱中心梁包括两个软区。一个下部软区被创建在B柱中心梁高度的50％和所述下部紧固部分之间，且一个上部软区被创建在B柱中心梁高度的50％和所述上部紧固部分之间。所述上部软区具有比所述下部软区更高的屈服强度和/或拉伸强度。所述上部紧固部分和所述下部紧固部分主要为硬区。使用两个软区(一个位于所述中心梁的上半部分中，且另一个位于所述中心梁的下半部分中)可以避免对所述B柱中心梁的中心区域(位于高度的30％和70％之间)的侵入。两个软区结合剩余的硬区(即，中心紧固部分、上部紧固部分和下部紧固部分)的组合使得B柱能够大体上直的向内移位，而不是在使用单个下部软区的情况下向内倾斜移位。这可以减少对车辆乘员造成的伤害。而对于下部软区，一个重要的要求是吸收能量，对于上部软区，变形触发更为重要。因此，上部软区可以具有较高的机械强度。较高的机械强度意味着，给定相同的材料重量，可以承受较高的载荷。因此，B柱的重量可以通过使上部软区具有较高等级或强度来优化。在这方面，上部软区的较高机械强度被认为上部软区具有比下部软区更高的屈服强度和/或更高的极限拉伸强度。然而，上部软区的屈服强度和/或极限拉伸强度仍然低于B柱的剩余部分(即，具有马氏体微观结构的“硬区”)的对应强度。在本文中，“硬区”应被理解为所述B柱中心梁的这样的区域：主要具有马氏体微观结构和大约1.400MPa或更大的极限拉伸强度。“软区”应被理解为所述B柱中心梁的这样的区域：在这样的区域中，钢具有比硬区更少的马氏体微观结构和大约1.050MPa或更小的极限拉伸强度。取决于等级，软区的微观结构可以是例如贝氏体和马氏体的组合，贝氏体、马氏体和铁素体的组合，或铁素体和珠光体的组合。使用“软区”和“硬区”，所述B柱中心梁的厚度可以沿着其高度保持恒定或大体上恒定。可以避免或减少拼焊焊接坯料或拼接轧制坯料的使用。在一些实施例中，所述下部软区位于B柱中心梁高度的3％-50％之间，优选地位于B柱中心梁高度的3％-25％之间。这样的位置允许能量耗散，以及在距车辆乘员安全距离处的变形。B柱中将被附接在底梁构件(或“边梁”)处的部分在此方面中被维持具有高机械强度。在B柱的高度的3％-25％之间的高度处，中心B柱通常具有增加的宽度。在此区域中的软区中允许高能量吸收。根据另一实施例，所述上部软区位于B柱中心梁高度的80％-95％之间，优选地位于B柱中心梁高度的85％-95％之间。已发现上部软区在这些范围内的位置是有利的，因为所得到的B柱变形使得尽可能多地减少朝向乘客的侵入。在一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种由钢制成的B柱中心梁，包括：硬区和软区，其中所述软区具有比所述硬区更低的屈服强度和/或拉伸强度，上部区域和下部区域，所述上部区域具有用于紧固到车顶构件的上部紧固部分，且所述下部区域具有用于紧固到底梁构件的下部紧固部分，且包括下部软区，位于B柱中心梁高度的50％和所述下部紧固部分之间，以及上部软区，位于B柱中心梁高度的50％和所述上部紧固部分之间，其中所述上部软区具有比所述下部软区更高的屈服强度和/或拉伸强度，且其中所述上部紧固部分和所述下部紧固部分主要为硬区。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.18 EP 15382640.91.一种由钢制成的B柱中心梁，包括：硬区和软区，其中所述软区具有比所述硬区更低的屈服强度和/或拉伸强度，上部区域和下部区域，所述上部区域具有用于紧固到车顶构件的上部紧固部分，且所述下部区域具有用于紧固到底梁构件的下部紧固部分，且包括下部软区，位于B柱中心梁高度的50％和所述下部紧固部分之间，以及上部软区，位于B柱中心梁高度的50％和所述上部紧固部分之间，其中所述上部软区具有比所述下部软区更高的屈服强度和/或拉伸强度，且其中所述上部紧固部分和所述下部紧固部分主要为硬区。2.根据权利要求1所述的B柱中心梁，其中所述下部软区具有400MPa-700MPa之间的屈服强度。3.根据权利要求1-2中的任一项所述的B柱中心梁，其中所述上部软区具有550MPa-800MPa之间的屈服强度。4.根据权利要求1-3中的任一项所述的B柱中心梁，其中所述下部软区位于所述B柱中心梁的高度的3％-50％之间，优选地位于所述B柱中心梁的高度的3％-25％之间。5.根据权利要求1-4中的任一项所述的B柱中心梁，其中所述上部软区位于所述B柱中心梁的高度的80％-95％之间，优选地位于所述B柱中心梁的高度的85％-95％之间。6.根据权利要求1-5中的任一项所述的B柱中心梁，其中所述下部软区具有10mm-300mm的高度、优选地30mm-300mm的高度、更优选地30mm-200mm的高度。7.根据权利要求1-6中的任一项所述的B柱中心...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·马克斯杜兰，
申请(专利权)人：自动工程公司，
类型：发明
国别省市：西班牙,ES