热冲压部件的加工制造技术

提供了一种制造不存在延迟断裂且无需退火的钢部件方法，所述方法包括：热冲压，随后修边、冲孔或折边。该方法包括加热由钢材形成的坯料、使坯料在一对模具之间成形、以及将坯料淬火。减小了坯料的选择区域中的温度下降，这限制了选择区域中形成的马氏体的量，但允许马氏体在其他区域中形成。模具可以利用调整的材料或调整的冷却通道形成，以限制形成在坯料的选择区域中的马氏体的量。选择区域比其他区域更软，并且可以随后被修边、冲孔或折边，而不存在延迟断裂。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】热冲压部件的加工现有申请的交叉引用本PCT专利申请要求于2013年3月13日提交的题为“热冲压部件的加工(Processing Of Hot Stamped Parts) ”的美国临时专利申请序列号N0.61/778843的权益，将该申请的全部公开内容认为是本申请的公开内容的一部分并且通过引用并入本文。
技术介绍
1.专利
本专利技术一般性涉及热成形部件以及用于制造热成形部件的装置和方法。2.相关技术热成形部件常常通过将由钢或钢合金形成的坯料加热至至少900°C的温度，并且对两个模具之间的坯料立即进行冲压来制造。冲压步骤通常包括:当模具被压在一起时，在冲压行程的底部处对成形坯料进行淬火。在淬火步骤期间坯料的温度下降导致在整个钢或钢合金中形成马氏体，这也被称为马氏体相变。尽管马氏体相变提供了增强的强度，但这在热成形部件随后被修边时可能引起问题。例如，热成形部件常常经受残余应力以及机械修边之后的延迟断裂。为了消除残余应力并防止热成形部件中的延迟断裂，热成形部件可以在淬火步骤之后且在修边步骤之前进行后退火。然而，后退火工艺导致热成形部件的几何变形并且需要大量的资金投入。
技术实现思路
本专利技术提供了一种使部件成形的方法，该方法包括切割和变形中的至少一者而不存在延迟断裂且在切割或变形步骤之前无需后退火。该方法包括下述步骤:提供由钢材形成的坯料，将坯料加热至预定温度，并且使经加热的坯料成形为预定几何形状。该成形步骤包括:使坯料淬火以在坯料中形成马氏体，并且该淬火步骤包括:限制在坯料的至少一个选择区域中形成的马氏体的量。该方法还包括:对坯料的至少一个选择区域进行切割以及使坯料的至少一个选择区域变形中的至少一者。本专利技术还提供了一种用于使部件成形的装置。该装置包括一对模具，所述一对模具用于使由钢材制成的坯料成形并淬火。所述模具中的至少之一包括至少一个调整部，所述至少一个调整部用于在淬火步骤期间限制马氏体在坯料的至少一个选择区域中的形成。本专利技术还提供了一种成形部件。该部件包括由钢材制成的本体。该本体包括至少一个选择区域，其与本体的其他区域相比具有更少的马氏体，并且所述至少一个选择区域被切割和/或变形。【附图说明】在结合附图考虑时通过参考以下具体实施方案，本专利技术的其他优势将变得更好理解，因此将易于领会本专利技术的其他优势，在附图中:图1为示例性热成形部件的顶视图；图2为包括耳片(tab)的另一示例性热成形部件的一部分的立体图；图3为包括翻边孔的又一示例性热成形部件的一部分的侧截面图；图4为制造热成形部件的示例性方法的示意图；图5为在图4的热成形方法中使用的一对示例性模具；以及图6为在图4的热成形方法中使用的另一对示例性模具。【具体实施方式】本专利技术提供了一种已切割或变形的热成形部件10，例如，已经热冲压，并且随后被修边、冲孔或折边的部件10。热成形部件10通常用作车身柱、摇杆、立柱或横梁，例如机动车辆的车顶纵梁、保险杠或车门防撞梁，但热成形部件10可以用在另一应用中。图1为根据一个示例性实施方案的热成形部件10的顶视图，并且图2和图3为根据其他示例性实施方案的热成形部件10的部分。图4为制造热成形部件10的示例性方法的示意图。制造热成形部件10的方法首先包括提供坯料36。坯料36通常在下料站20处提供并且坯料36由钢材、例如任意类型的钢或钢合金形成。坯料36的几何形状取决于热成形部件10的期望的几何形状和应用。如果热成形部件10用作支柱、纵梁、保险杠或横梁，那么坯料36则在相反端部之间是细长的。接下来，坯料36被转移至炉22，坯料36在该炉22中加热至足以热成形的预定温度。该预定温度取决于坯料36的钢材的类型、坯料36的几何形状、热成形部件10的期望的几何形状以及可能的其他因素。在一个示例性实施方案中，坯料36加热至至少900°C的温度，该温度足够高以在钢或钢合金中形成奥氏体。一旦坯料36达到足以热成形的预定温度，经加热的坯料36就被快速地转移至模具或冲压装置24。图5和图6示出了接纳经加热的坯料36的冲压装置24的实例。冲压装置24包括上模26和下模32，上模26存在上冲压表面28，下模32存在下冲压表面34。坯料36布置在两个冲压表面28、34之间。上模26和下模32的形状根据待形成的热成形部件10的期望的几何形状变化。上模26和下模32通常由钢形成，但可以由其他材料制成。上模26和下模32通常还包括多个冷却通道38，所述多个冷却通道38与冲压表面28、34隔开，如图6中所示。冲压装置24用来实施成形步骤。成形步骤通常在坯料36布置在上模26与下模32之间之后立即开始或不久后开始，并且同时坯料36仍处于至少900°C的温度或接近炉22中达到的预定温度处。在成形步骤期间，上模26和下模32压在一起以将坯料36冲压成期望的几何形状或使坯料36以其他方式成形为期望的几何形状。成形步骤通常为热冲压步骤，该热冲压步骤包括:具体地通过将热坯料36与上模26和下模32接合并且利用上模26和下模32中的至少一者向热坯料36施加压力而对在冲压装置24的上模26与下模32之间的热坯料36进行冲压以获得期望的几何形状。或者，成形步骤可以包括与冲压不同的另一类型的成形。在示例性实施方案中，坯料36加热至至少900°C的温度，使得在成形步骤期间奥氏体存在于坯料36的钢或钢合金中，并且成形步骤包括:对坯料36进行冲压以获得期望的几何形状。坯料36可以根据热成形部件10的期望的应用而成形为各种不同的且复杂的几何形状。在成形行程的底部处，当上模26和下模32压在一起时，水或另一冷却流体流动穿过模具26、32的冷却通道38，并且对成形坯料36进行淬火。该淬火步骤引起钢材中的相变并增大钢材的强度。在常规的热冲压工艺的淬火步骤期间，钢材达到足够低的温度以在整个钢材中形成马氏体。尽管马氏体提供了高的强度，但是在热成形部件10随后被切割或变形时，马氏体还导致残余应力和延迟断裂。在本专利技术的加工方法中，对上模26和下模32中的至少一者、但优选地对上模26和下模32两者进行调整以显著减少在坯料36的选择区域44中形成的马氏体或防止在坯料36的选择区域44中形成马氏体，该选择区域44为随后的修边、冲孔或折边将进行的区域。上模26和下模32的调整部减小了淬火步骤期间坯料36的选择区域44中的温度下降，这防止或限制了在这些选择区域44中马氏体的形成。在坯料的围绕选择区域44或与选择区域44相邻的剩余区域中，马氏体仍如在常规加工方法中一样在淬火步骤期间形成。因此，本专利技术的方法仍提供了高强度部件10，同时减小了残余应力并防止延迟断裂。在淬火步骤之后，选择区域44的钢材包括铁素体、珠光体、贝氏体和渗碳体中的至少一种，其与马氏体相比在切割或变形时经受较小的残余应力和延迟断裂。尽管坯料36的选择区域44在钢或钢合金的分子结构方面仍可以包括较小的马氏体相，但形成在选择区域44中的马氏体的量明显少于形成坯料36中围绕选择区域44的、与坯料36相邻的或沿着选择区域44的其他区域中的马氏体的量。冲压装置24的设计允许坯料36的不发生随后的切割或变形的其他区域在淬火步骤期间仍经历马氏体相变以获得增强的强度。在一个实施方案中，如图5中所示，将上模26和下模32的材料改成防止坯料本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使部件成形的方法，其包括下述步骤：提供由钢材形成的坯料；将所述坯料加热至预定温度；使经加热的坯料成形为预定的几何形状；所述成形步骤包括淬火所述坯料以在所述坯料中形成马氏体；所述淬火步骤包括限制形成在所述坯料的至少一个选择区域中的马氏体的量；以及对所述坯料的所述至少一个选择区域进行切割和变形中的至少之一。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：亚斯温德·帕尔·辛格，
申请(专利权)人：麦格纳国际公司，
类型：发明
国别省市：加拿大;CA