经连续特制热处理的坯料制造技术

提供一种用于形成在局部区域中具有特制特性的坯料的工艺。这些坯料形成为三维成形部件(例如，高强度汽车部件)。可利用热源将高强度金属合金的板在第一区域中选择性地加热至低于该金属合金的熔点的温度，而该板的邻近于第一区域的第二区域保持未经加热。该选择性加热产生该金属合金的第一区域，该第一区域具有至少一种不同于第二区域的材料特性。在切割板以形成坯料之后，该坯料包括第一区域的部分和第二区域的部分。这样，多个不同的特制区域可形成在每个坯料上。该工艺可以是连续的或半连续的并且进一步包括从板上切割坯料。还提供高强度结构部件。

【技术实现步骤摘要】
经连续特制热处理的坯料
本专利技术涉及经特制热处理的金属合金坯料、其制造方法以及由其制成的结构部件。
技术介绍
本节提供与本专利技术相关的背景信息，其不一定是现有技术。在各种制造工艺中，例如汽车工业制造中，可对金属薄板或坯料进行冲压，其中，将金属薄板压制在一对模具之间，以产生复杂的三维成形部件。通常首先从金属材料的卷材中切割出金属薄板坯料。选择具有理想特性的金属薄板材料，例如强度、延展性和与金属合金相关的其他特性。已经使用不同的技术来减小车辆的重量，同时仍保持其结构完整性。例如，拼焊坯料组件通常用于形成需要满足特定负载要求的车辆的结构部件。例如，车身的B柱结构部件期望地在与乘客身体对应的区域中具有相对较高的结构刚度，而在乘客座位处或下方的下部区域中具有增加的变形能力，以便在施加力或冲击时B柱在座椅高度下方弯折。由于结构部件在不同区域具有不同的性能要求，所以这种部件由多个不同的工件组装在一起，以形成所谓的“拼焊坯料组件”或“拼焊组件”(通常也称为“拼焊坯料”或“拼焊卷材”)。借助非限制性示例，拼焊坯料组件可以用于形成车辆中的结构部件，例如结构柱(例如A柱、B柱、C柱和/或D柱)、铰链柱、车门、车顶、引擎盖、行李箱盖、发动机横档以及具有高强度要求的其他部件。特制坯料组件通常包括至少一个第一金属板或坯料以及具有至少一个不同于第一板的特性的第二金属板或坯料。例如，可以结合具有不同强度、延展性、硬度、厚度和/或几何形状的钢坯料或钢带材。在结合之后，例如通过冷成型工艺或热成型工艺(例如，类似于上述的冲压工艺)产生期望的轮廓或三维结构。由此，例如通过沿着邻接边缘形成焊接、接合或其他连接可以使第一和第二板的邻接边缘机械地互锁在一起，从而使它们彼此互锁。然后，可以对永久附接的板或坯料进行加工，以制造出成形或成型的金属薄板组件产品。注意到，特制坯料组件并不限于仅仅两个板或坯料，而是三个或更多个板或坯料可以结合在一起并成形以形成组件。然而，由于包含多个步骤和制造过程，所以产生特制坯料组件的成本相对较高。例如，初始工件坯料需要单独地切割，然后在组装过程中结合，接着是成型或成形过程。此外，由于接头或接缝的存在(例如焊缝线)，可能潜在地出现与结构部件相关的问题。例如，坯料之间的焊缝线或连接可能是发生局部应变的位点，而局部应变可能改变结构部件的特性和/或潜在地导致过早失效。此外，在随后的热成型过程中，来自焊接的热量效应可能导致焊缝发生变化，这最终可能导致成品部件中的焊缝处软化，从而潜在地影响这种特制坯料组件的质量和功能。因此，会期望开发新的替代方法，用于形成必须在不同区域中具有可变特性的结构部件，特别是可以替代特定坯料组件的高强度部件。
技术实现思路
本节提供了本专利技术的一般概述，而非其全部范围或其全部特征的完整公开内容。在某些变型中，本专利技术提供了一种形成金属坯料特制前体的方法。该方法包括利用热源将高强度金属合金的板在第一区域中选择性地加热至低于金属合金熔点的温度。板的邻近于第一区域的第二区域保持未经加热。由此，选择性加热产生金属合金的第一区域，其具有至少一种不同于第二区域的材料特性，以使得切割板以形成坯料之后，该坯料包括第一区域的部分和第二区域的部分。在某些变型中，本专利技术提供了另一种形成金属坯料的特制前体的方法。该方法包括利用热源在第一区域中选择性加热高强度金属合金的板至低于金属合金熔点的温度。板的邻近于第一区域的第二区域保持未经加热。从而，选择性加热产生高强度金属合金的第一区域，其具有至少一种不同于第二区域的材料特性。该方法还包括切割板以形成坯料，该坯料包括第一区域的部分和第二区域的部分。在其他方面，本专利技术提供了一种高强度结构汽车部件，其具有由高强度金属合金形成的整体三维车体部分。整体三维车体部分的第一区域具有至少一种不同于第二区域的材料特性。理想地，第二区域具有这样的强度，该强度大于或等于约1100MPa至小于或等于约2000MPa，并且该整体三维车体部分不具有任何焊接部、接头或其他连接部。在某些方面，整体三维车体部分可以具有基本均匀的厚度。根据本说明书提供的描述，其他适用领域将变得显而易见。本
技术实现思路
的描述和具体示例仅用于说明的目的，而非旨在限制本专利技术的范围。附图说明本文所述的附图仅用于所选实施例的说明，而非所有可能的实施方式，并且不旨在限制本专利技术的范围。图1示出了汽车用常规拼焊组件B柱形式的高强度结构部件的代表性前视图。图2示出了图1的高强度结构部件的侧视图。图3示出了一种简化示例性金属加工系统，该系统用于执行根据本专利技术某些方面的金属合金板的选择性加热方法，以使板具有不同材料特性的两个不同区域。图4示出了一种用于执行根据本专利技术某些方面的金属合金的板选择性加热方法并用于切割坯料的简化示例性金属连续加工系统，其中坯料经过处理以包括具有不同材料特性的两个不同区域。图5示出了另一种用于执行根据本专利技术某些方面的金属合金板的选择性加热方法并用于切割坯料的简化示例性金属连续加工系统，其中坯料经过处理以包括具有不同材料特性的三个不同区域。图6示出了另一种用于执行根据本专利技术某些方面的金属合金板的选择性加热方法并用于切割坯料的简化示例性金属连续加工系统，其中坯料经过处理以包括具有不同材料特性的三个不同区域。图7示出了又一种用于执行根据本专利技术某些方面的金属合金板的选择性加热方法并用于切割坯料的简化示例性金属连续加工系统，其中坯料经过处理以包括具有不同材料特性的三个不同区域。图8示出了根据本专利技术某些方面形成的汽车用铰链柱形式的高强度结构部件的前视图。在附图的多个视图中，相应的附图标记表示相应的部件。具体实施方式提供示例性实施例是为了使本专利技术详尽，并向本领域技术人员充分传达专利技术的范围。前述许多具体细节，例如具体组成、部件、装置和方法的示例，是为了能透彻理解本专利技术的实施例。对于本领域技术人员而言，显而易见的是，不需要利用具体细节，示例性实施例可以以各种不同形式来实施，并且两者都不应被理解为限制本专利技术的范围。在一些示例性实施例中，不再详细描述公知的工艺、公知的装置结构和公知的技术。本文所使用的术语仅用于描述特定示例性实施例，而非旨在限制本专利技术。如本文所使用的，除非上下文另有明确说明，否则单数形式“一”、“一个”和“该”也可旨在包括其复数形式。术语“包括”、“包括”、“包含”和“具有”是包括性的，因此明确说明所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除存在或添加一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其组群。除非具体明确为某个执行顺序，否则本文所描述的方法步骤、过程和操作不应被理解为必须要求它们以所讨论或所说明的特定顺序来执行。还应理解的是，除非另有说明，否则可以采用另外的或替代的步骤。当部件、元件或层被称为在另一元件或层“上”、“接合到”、“连接到”或“耦接到”另一元件或层时，其可以直接在其他部件、元件或层上，直接接合、连接或耦接到其他部件、元件或层；或者可以存在中间元件或层。相反，当元件被称为“直接在另一元件或层上”、“直接接合到”、“直接连接到”或“直接耦接到”另一元件或层时，可以不存在中间元件或层。用于描述元件之间关系的其他词语应以类似的方式理解(例如，“在...之间”与“直接在...之间”、“相邻”与“直接相邻”等本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种形成金属坯料的特制前体的方法，包括：利用热源将高强度金属合金的板在第一区域中选择性地加热至低于所述金属合金的熔点的温度，其中，所述板的邻近于所述第一区域的第二区域保持未经加热，其中，所述选择性加热产生所述金属合金的具有至少一种不同于所述第二区域的材料特性的第一区域，以使得在切割所述板以形成坯料之后，所述坯料包括所述第一区域的部分和所述第二区域的部分。

【技术特征摘要】
2016.02.26 US 15/0549131.一种形成金属坯料的特制前体的方法，包括：利用热源将高强度金属合金的板在第一区域中选择性地加热至低于所述金属合金的熔点的温度，其中，所述板的邻近于所述第一区域的第二区域保持未经加热，其中，所述选择性加热产生所述金属合金的具有至少一种不同于所述第二区域的材料特性的第一区域，以使得在切割所述板以形成坯料之后，所述坯料包括所述第一区域的部分和所述第二区域的部分。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述选择性加热进一步包括利用所述热源选择性地加热第三区域，以产生具有至少一种不同于所述第二区域的材料特性的第三区域，其中所述第三区域邻近于所述第二区域。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述选择性加热进一步包括利用所述热源选择性地加热第三区域，其中，由所述热源施加于所述第一区域的第一热量不同于施加于所述第三区域的第二热量，以使得所述选择性加热产生具有至少一种不同于所述第一区域和所述第二区域的材料特性的第三区域。4.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·K·萨契戴夫，T·W·布朗，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US