用于形成由钢板构成的工件，尤其是坯料的方法技术

本发明专利技术涉及用于形成由钢板构成的工件(1)，尤其是坯料(1)的方法，在该方法中，以下步骤按顺序执行：提供由已通过辊压结合而彼此不可拆分地连接在一起的多个钢层(2、3)构成的工件(1)，其中至少两个钢层(2、3)具有不同的强度和/或断裂延伸率；加热所述工件(1)；以及使所述工件(1)经历热成形。为了确保高的强度并且与此同时确保能够简单地获得的可成形性，本发明专利技术提出了：已经历热成形的所述工件(1)的至少一个分段被淬火，并且随后所述工件(1)在已进行了淬火的区域中经历冷成形。本发明专利技术还涉及与上述方法相对应的工件(1)。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于形成由钢板构成的工件，尤其是坯料(blank)的方法，在该方法中，以下步骤按顺序执行:提供由已通过辊压结合而彼此不可拆分地连接在一起的多个钢层构成的工件，其中至少两个钢层具有不同的强度和/或断裂延伸率；加热所述工件；以及使所述工件经历热成形。本专利技术还涉及工件，尤其是用于车辆轮辋(wheel rim)的轮盘(wheel disc)，该工件(轮盘)由根据本专利技术的方法制造而成。
技术介绍
车轮是安全攸关的部件，因此在工作期间必须能永久地承受高的波动机械载荷。常规的钢制车轮由轮盘和用于保持轮胎的轮辋带构成，轮盘确保与轮毂的连接，轮辋带在轮盘的内侧以环绕的形式与轮盘连接。现今，轮盘由多达11级的多级压力加工制造而成。这里，几乎排他地，仅使用强度为400至600MPa的微合金化的双相钢。除了钢制车轮的疲劳强度以外，重量也扮演者重要的角色:重量对于材料成本、非悬挂重量(non-suspendedmasses)、旋转移动重量以及燃料消耗都具有影响。上述不证自明的事实也适用于许多其它部件，尤其是机动车的底盘区域。因此，本专利技术涉及任何部件的制造。因此，下述对轮盘的制造的说明仅仅作为实例。现今，对于轮盘而言，为了获得重量上的进一步优势，必需使用具有相对高的屈服强度和足够的抗振性的材料，以确保车轮的足够的疲劳强度，此外，在具有相对小的金属板材厚度的情况下，必需以几何调整(geometrical adaptat1n)(例如相对厚的凸起)的方式来补偿刚度的损失。此外，几何调整在例如用于接纳车轮螺栓的螺栓孔的区域中也是必需的。然而，随着钢材料(碳钢)的强度的提高，通常存在可成形性下降的情况；因此，对于现有的轮盘来说，几何调整几乎已经被充分地开发。因此，以冷成形的方案进一步获得轻质构造的潜力似乎已受到限制。在车辆/车体构造领域，除了所谓的冷成形，还在采用所谓的热成形。通过采用热成形，能够同时满足所获得部件的高强度以及高可成形性这两个需求。所执行的形成方法涉及现有的工件热处理方法，例如在单独的热炉中的热成形，这是现有技术所公知的。具体地说，在此，热成形和加压淬火(加压硬化，press hardening)是已知的。例如通过使工件达到高于奥氏体化温度的温度并且在此之后在成形工具中立即执行成形，对由用于制造多种不同部件的高强度和超高强度的钢构成的坯料(板状工件)进行了热成形。此外，公知的是对已经历热成形的部件进行加压淬火。加压淬火基于以下原理:在成形工具中将已被预先加热至高于奥氏体化温度的温度的工件进行激冷，例如在成形工具的冲模和冲压机中使用冷却通道(cooling ducts)形式的冷却装置。快速冷却导致微结构被完全地转换成马氏体，由此使微结构被完全加压淬火(full press hardening，完全加压硬化)。在现有技术中还已知的是具有彼此固定连接的多个钢层的复合材料。这种多层钢部件或钢坯料中的各个钢层通过辊压结合(热扎)而彼此不可拆分地连接在一起。DE102012100278 A1公开了一种双层复合材料，其中各个钢层具有不同的强度。从初始材料(即该辊压结合的金属板)开始，通过冷成形制造出了旋转对称的部件。DE102008048389 A1公开了三层复合材料，其中类似地通过冷成形形成了辊压结合的初始产品。在该情况下，内侧钢层具有比两个外侧钢层更低的强度。DE102008022709 A1类似地公开了一种三层复合材料，其中各个层可具有不同的强度。在该情况下，通过热成形来进行成形。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种用于形成工件的方法和与之相应的工具，借助该方法和该工具，可以同时确保高的强度和能够简单实现的可成形性。根据本专利技术的第一教导，通过根据本专利技术第一方面的特征而实现了前述目的，也就是说，在用于形成由钢板构成的工件(尤其是坯料)的方法中，通过以下步骤而实现了前述目的。-提供由已通过辊压结合而彼此不可拆分地连接在一起的多个钢层构成的工件，其中至少两个钢层(或者，如果仅具有两个钢层，则为其中所有钢层)具有不同的强度和/或断裂延伸率；-加热所述工件；以及-使所述工件经历热成形；-对已经历热成形的所述工件的至少一个分段(sect1n)进行淬火；以及-使所述工件在已进行了淬火的区域中经历冷成形。辊压结合的初始产品或坯料的各钢层沿纵向(长度方向)和横向彼此平行地行进。“已进行了淬火的区域”指的是工件(坯料)的下述区域(分段):其沿与纵向和横向平行的方向延伸，且已经历了淬火所需的方法步骤(加热至高于奥氏体化温度的温度，以及后续的快速冷却)。“已进行了淬火的区域”还可以沿纵向和/或横向在整个工件上延伸(沿纵向和/或横向延伸跨过整个工件)，尽管该区域不必需在工件的整个厚度上(沿与纵向和横向垂直的方向)延伸，尤其地，该区域不必在所有的钢层上延伸。也就是说，在已进行了淬火的区域中，一个或多个钢层未被淬火是完全可行的，只要能够确保该区域中至少一个钢层已被(部分地或者完全地)淬火(微结构已被完全地转换成马氏体)即可。通过使在一部分(一些)或者全部层中具有不同的强度和/或断裂延伸率的复合材料在一部分区域中先经历热成形、接着经历淬火、最终经历冷成形，可以生产不但体现出高的强度而且(在一侧)容易成形的工件或部件。在这种情况下，高强度是通过提供至少一个具有比相邻钢层或(在钢层总数多于两层的情况下)比一个或多个其它钢层更高的强度和/或更低的断裂延伸率的钢层而实现的。多个钢层中的另一钢层，尤其是与具有更高强度和/或更低断裂延伸率的钢层相邻的外侧钢层(位于外侧的钢层)，具有与该另一钢层的相邻钢层相比更低的强度和/或更高的断裂延伸率，因此提供了对该另一钢层进行冷成形的可能性。以这种方式，通过体积成形(massive forming)，可以在事后(在淬火处理之后)在部件的对应侧实现特定的几何形状。对于具有高强度和/或低断裂延伸率的钢层，例如可以使用合金钢(钢合金)，尤其是下述高强度或超高强度的合金钢:其(在已被压力淬火的状态下)具有至少lOOOMpa、优选为至少1200MPa、特别优选为至少1500MPa的抗张强度Rm，和/或具有至多10%、优选为至多7%、特别优选为至多5%的断裂延伸率A80。后一种合金钢的一个实例是锰硼合金钢。作为具有相对低的强度和/或相对高的断裂延伸率的钢层，可以使用下述合金钢:其具有至多750MPa、优选为至多600MPa、特别优选为至多500MPa的抗拉强度A80，和/或具有至少12%、优选为至少16%、特别优选为至少20%的断裂延伸率A80。后一种合金钢的一个实例是微合金化钢。根据本专利技术的方法的一个细化方案，在已进行了淬火的区域中，多个钢层中的仅一个或仅一部分钢层(也就是说，不是所有钢层)经历冷成形。具体地说，在已进行了淬火的区域中，至少一个外侧钢层，优选为仅一个外侧钢层，经历冷成形。这尤其是指相对于另一钢层或各个其它钢层具有更低强度和/或更高断裂延伸率的钢层。所述钢层尤其位于工件的在安装状态下远离部件(如其它车轮部件)的一侧，热成形或冷成形的所述工件在安装状态下与所述部件紧固。在根据本专利技术的方法的另一个细化方案，通过加压淬火对已经历热成形的工件进行淬火(硬化)。在该加压淬火的过程中，如上文所述，使工件达到本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于形成由钢板构成的工件(1)，尤其是坯料(1)的方法，所述方法包括按顺序执行的以下步骤：–提供由已通过辊压结合而彼此不可拆分地连接在一起的多个钢层(2、3)构成的工件(1)，其中至少两个钢层(2、3)具有不同的强度和/或断裂延伸率；–加热所述工件(1)；以及–使所述工件(1)经历热成形，其特征在于，已经历热成形的所述工件(1)的至少一个分段被淬火，并且随后所述工件(1)在已进行了淬火的区域中经历冷成形。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：斯特凡娜·格拉夫，大卫·皮耶罗纳克，马库斯·策纳克，
申请(专利权)人：蒂森克虏伯钢铁欧洲股份公司，蒂森克虏伯股份公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE