坯料的定中心和选择性加热制造技术

提供了用于使从热冲压线中的炉所输出的坯料定中心的定中心系统，该定中心系统包括：一个定中心台；以及，一个加热系统，用于在该坯料被布置在该定中心台上时加热该坯料的一个或多个选定区。还提供了用于制造具有硬区和软区的钢部件的方法，其中所述软区的机械强度小于所述硬区的机械强度。该方法包括：在炉中加热钢坯料；在布置在该炉下游的定中心台上使经加热的坯料定中心；在该坯料位于该定中心台上时将经加热的坯料的一个或多个选定区加热，其中所述选定区是该坯料中被指定为形成所述硬区的区；将该坯料转移到压制工具，以使该坯料热成形；以及将该坯料中被指定为形成所述硬区的选定区淬火。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】坯料的定中心和选择性加热本公开内容涉及用于坯料的定中心系统，更具体地涉及包括加热系统的定中心系统。本公开内容还涉及用于制造钢部件的方法，该方法包括使坯料热成形。
技术介绍
在汽车工业中，轻量材料和部件的开发和实施正变得越来越重要，以满足用于制造较轻车辆的标准。对重量减轻的需求尤其受减少CO2排放物的目标驱动。另外，日益增长的对乘员安全的关注也导致采用在碰撞期间改善车辆的整体性和能量吸收的材料。热冲压是允许制造具有特定性能的热成形结构部件的工艺，所述特定性能可以包括诸如高强度、减小的部件厚度和轻盈的特征。在热冲压生产线系统中，炉系统在预定温度(例如，在奥氏体化温度以上，特别是在Ac3以上)加热钢坯料，且使坯料软化以被热成形。在坯料退出炉时，坯料需要被正确地定位，以被正确地转移到压制工具，该压制工具被配置为压制坯料。可以通过传送机和/或转移系统来实现从炉的退出区域到压制工具的转移。这样的传送机系统通常包括定中心系统(也被称为定中心台)，以在将加热的坯料转移到压制工具之前，正确地放置该加热的坯料。这样的生产线中的传送机系统被配置为将坯料传送到炉且传送通过炉。该炉和该传送机系统被配置为使得坯料被加热到期望的温度且在退出炉之前被加热期望的时间段(例如，3-5分钟)。将部件运输通过炉例如在辊传送机上进行。在定中心之后，坯料被转移到压制系统，该压制系统使坯料变形成最终产品的形状。在压制步骤之后，可以执行后期操作，诸如校准或钻孔。通常在汽车工业中，高强度钢或超高强度钢(UHSS)坯料被用于制造结构骨架的部件。车辆(例如，汽车)的结构骨架在这个意义上可以例如包括保险杠、柱(A柱、B柱、C柱)、侧面防撞梁、侧边梁(rockerpanel)和减震器。UHSS可以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或更大的极限拉伸强度。通过在压制中或在压制后冷却坯料，钢坯料可以获得具有高拉伸强度的合适的微结构。根据基础钢材料的组分，可能需要将坯料淬火(即，将坯料从高温度快速冷却到低温度)，以实现高拉伸强度。在汽车工业中所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。从ArcelorMittal市售的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。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，创建了马氏体微结构。结果，最大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，且特别是)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。通过这些工艺和材料所获得的部件强度的增加可以允许使用更薄标准尺寸的材料，这导致优于用于汽车应用的常规冷冲压低碳钢部件的重量节省。为了改进部件(诸如，B-柱)的关键区域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。这些较软的区域或软区局部地改进了延展性，同时维持总体所需的高强度。通过局部地拼焊某些结构部件的微结构和机械性能，使得它们包括具有非常高强度的区域(硬区)和具有增加的延展性的区域(软区)，可以改进它们的总体能量吸收，同时维持在碰撞期间的它们的结构整体性且还降低它们的总体重量。在本文中，“硬区”应被理解为部件中主要具有马氏体微结构和高极限拉伸强度(例如，1.100MPa或更大，特别是大约1.400MPa或更大)的区。“软区”应被理解为部件中钢具有比硬区更少的马氏体微结构和较低极限拉伸强度(例如，大约1.050MPa或更小的拉伸强度)的区。取决于等级，软区的微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。在车辆结构部件中创建不同延展性的区的已知方法包括提供工具(例如，炉或压制工具)，该工具包括多对互补的上部单元和下部单元，所述单元中的每个具有分立的元件(钢块)。每个分立的元件对被设计成在不同的温度下工作，以在坯料的不同区中具有不同的加热速率/冷却速率，从而导致最终产品中的不同材料性能。然而，这样的模具元件不能够被容易地改变到新的配置，即，如果软区的设计或位置改变，则它们不具有良好的适应性。此外，在模具中采用例如传感器和加热器会是昂贵的。创建不同延展性区域的其他已知方法是基于在将坯料热成形和淬火之后利用例如激光加热器或感应加热器来加热坯料。然而，这些方法增加了另一工艺步骤，这增加了成本且使制造工艺更耗时。总之，需要至少部分地解决上述问题中的一些的用于在部件中创建具有不同微结构的区(即，硬区和软区)的方法和工具。
技术实现思路
在第一方面，提供了一种用于使从热冲压线中的炉所输出的坯料定中心的定中心系统。该定中心系统包括：一个定中心台；以及，一个加热系统，用于在该坯料被布置在该定中心台上时加热该坯料的一个或多个选定区。该加热系统可以包括一个基底和布置在所述基底中的多个加热元件，诸如红外线加热器、感应加热器、激光加热器、优选地二极管激光加热器或电阻加热器。该定中心系统还可以包括一个支撑结构，该支撑结构可以被用于将该基底联接到该定中心台。在一些实施例中，该支撑结构被布置成用于将该基底锚固在地板上，或用于使该基底悬挂在顶棚上或悬挂在壁(例如，炉壁)上。在本专利技术的另一方面，该加热系统的基底可以包括由所述加热元件加热的至少一个接触元件(例如，板)，目的是经由直接接触(即，经由热传导)将热量从所述至少一个接触元件转移到该坯料，优选地其中与该坯料直接接触的至少一个接触元件的温度在850℃至1000℃之间的范围内。在本专利技术的另一方面，所述加热元件被配置为被选择性地接通。在本专利技术的另一方面，所述加热元件相对于该定中心台布置成使得该坯料的大体上仅选定区被加热。在又一方面，本专利技术的定中心系统还包括一个冷却系统，用于冷却该坯料中未被选定为加热的一个或多个区。在另一方面，提供了用于制造具有硬区和软区的钢部件的方法。在本文中，所述软区的机械强度小于所述硬区的机械强度。该方法包括：在炉中加热钢坯料，在布置在该炉下游的定中心台上使经加热的坯料定中心，以及，当该坯料位于该定中心台上时将经加热的坯料的一个或多个选定区加热。在本文中，所述选定区是该坯料中被指定为形成所述硬区的区。然后，将该坯料转移到压制工具以被热成形。可以将所述选定区淬火，因此获得马氏体微结构本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于使从热冲压线中的炉所输出的坯料定中心的定中心系统，该定中心系统包括：一个定中心台，以及一个加热系统，用于在该坯料被布置在该定中心台上时加热该坯料的一个或多个选定区。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.08.09 EP 16382394.11.一种用于使从热冲压线中的炉所输出的坯料定中心的定中心系统，该定中心系统包括：一个定中心台，以及一个加热系统，用于在该坯料被布置在该定中心台上时加热该坯料的一个或多个选定区。2.根据权利要求1所述的定中心系统，其中该加热系统包括一个基底和布置在该基底中的多个加热元件。3.根据权利要求2所述的定中心系统，还包括一个支撑结构，用于将该基底联接到该定中心台。4.根据权利要求2所述的定中心系统，还包括一个支撑结构，用于将该基底锚固在地板上或用于使该基底悬挂在顶棚上或悬挂在壁上。5.根据权利要求2-4中的任一项所述的定中心系统，其中所述加热元件是红外线加热器或感应加热器或电阻加热器或其组合。6.根据权利要求2-4中的任一项所述的定中心系统，其中所述加热元件是激光加热器，优选地是二极管激光加热器。7.根据权利要求2-5中的任一项所述的方法，其中该加热系统还包括由所述加热元件加热的至少一个接触元件，其中所述至少一个接触元件与该坯料直接接触。8.根据权利要求7所述的定中心系统，其中与该坯料直接接触的至少一个接触元件的温度在850℃至1000℃之间的范围内。9.根据权利要求2-8中的任一项所述的定中心系统，其中所述加热元件被配置为被选择性地接通。10.根据权利要求2-8中的任一项所述的定中心系统，其中所述加热元件相对于该定中心台布置成使得该坯料的大体上仅选定区被加热。11.根据权利要求1-10中...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·洛佩兹拉赫，J·卡斯蒂利亚莫雷诺，D·梅里诺费尔南德斯，O·斯特劳布，
申请(专利权)人：自动工程公司，
类型：发明
国别省市：西班牙,ES