用于横向弯曲挤压成形铝梁从而温热成型车辆结构件的温热成型工艺和设备制造技术

用于温热成型诸如车辆铝件的铝梁的方法，该方法包含提供挤压成形、具有空心截面形状的铝梁。将成形模具的一部分加热到要求温度，以将铝梁在模具中的一部分加热到低于铝梁的人工老化温度的温度。在横向于铝梁的长度的方向上，利用所述模具使该加热后的铝梁变形至要求形状。

Thermoforming process and equipment for forming aluminium beams by transverse bending extrusion to form vehicle structural parts by thermoforming

A method for thermoforming an aluminium beam, such as an aluminium part of a vehicle, comprising an aluminium beam with a hollow cross section provided for extrusion forming. A part of the forming die is heated to the required temperature to heat a part of the aluminum beam in the die to a temperature lower than the artificial aging temperature of the aluminum beam. In the transverse direction of the length of the aluminium beam, the heated aluminium beam is deformed to the required shape by using the die.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于横向弯曲挤压成形铝梁从而温热成型车辆结构件的温热成型工艺和设备有关专利申请的交叉引用本申请基于35U.S.C.§119(e)要求2016年8月26日提交的第62/380,053号美国临时专利申请的好处和优先权，该美国临时专利申请通过引用整体并入本案。
本专利技术涉及一般地用于温热成型铝合金的成形机械和工艺，并且更具体地涉及利用高强度铝合金成形车辆零件的温热成型工艺。
技术介绍
众所周知，与钢和其他金属相比，铝合金的可成形性和延展性低，因此，特别是如果自铝件被挤压成形后已经过了相当长的时间，比如几天，则希望在成形之前提高铝的延展性和可成形性。传统上，在挤压成形铝胚件成形铝合金件之前，要求对铝胚件进行固溶退火，固溶退火包括将铝胚件加热到升高的温度，而不熔融，并且然后，将热胚件淬火至大致室温。因此，在进行了固溶退火或常化后，胚件需要在对零件淬火后的约1天或者2天内成形，以防止诸如硬度升高和延展性降低的自然老化效应对通常不适合冷成形操作的胚件的可成形性产生影响。
技术实现思路
本专利技术提供了一种温热成型高强度挤压成形铝梁以诸如提供车辆铝结构件的设备和方法。挤压成形铝梁可由6000系列或7000系列铝合金形成，并且该梁可具有空心截面形状，对于诸如保险杠梁或诸如此类的特定车辆结构应用或组件，可要求空心截面形状。在将梁装入模具内之前或之后，可将模具的一部分加热到要求温度。可在模具中将铝梁的至少一部分加热到接近或低于铝梁的人工老化温度的温度。然后，在横向于铝梁的长度的方向上，利用模具可使铝梁的经加热的部分变形为要求形状。通过温热成型，通常实现对铝梁的这种变形，而不使梁发生破裂或其他弯曲致损，否则，对于这种高强度铝合金而言发生梁破裂或其他弯曲致损是预期的。因此，在此提供的温热成型工艺可在通常因为这种变形导致挤压成形梁破裂或其他损坏的挤压成形或固溶处理后的时限外可使挤压成形梁成形为要求形状。因此，能够避免固溶处理工艺，同时还可改善挤压成形铝件或胚件的制造周期和库存管理。根据本专利技术的一个方案，一种用于车体结构的铝结构件包含管状梁，使得横向于管状梁的长度截取的截面形状具有沿管状梁的长度延伸的封闭内部区域。管状梁可由6000系列和7000系列铝合金之一挤压成形。管状梁的纵向部包含凹陷，该凹陷压入管状梁的某侧壁内从而以要求形状凸入封闭内部区域内，诸如横向于管状梁的长度，以构造成容纳车辆附件的深度。该凹陷可由在管状梁的要求纵向部处压入侧壁内的模具的经加热的部分成形，使得加热后的模具有防止在或者接近在要求纵向部处发生破裂的温度。根据本专利技术的另一个方案，用于温热成型铝梁的方法可以包含挤压成形具有空心截面形状的铝梁。将模具的一部分加热到要求温度，使得在模具中将铝梁的至少一部分加热到低于铝梁的人工老化温度的温度。在横向于铝梁的长度的方向上，利用该模具将热铝梁变形为要求形状。视情况，模具可在铝梁的经加热的部分处以向外方向和向内方向至少之一使铝梁的截面形状变形。此外，诸如对于保险杠衬杠梁，铝梁可具有为了限定凸形外壁而沿铝梁长度的至少一部分形成的曲度，使得当加热模具和铝梁的一部分时，可在凸形外壁内形成凹陷，而不在凹陷处或其附近发生破裂。根据本专利技术的又另一个方案，用于温热成型铝梁的方法包含提供由6000系列和7000系列铝合金之一挤压成形的挤压成形铝梁。将模具的一部分加热到要求温度，使得在模具中将挤压成形铝梁加热到要求温度。然后，在横向于铝梁的长度的方向上，可利用模具将铝梁的经加热的部分变形为要求形状。视情况，在将要求形状变形入铝梁之前，可在室温下使铝梁经受诸如约24小时的自然老化，诸如以在挤压成形或热处理梁后允许挤压成形梁有足够长的储存时间和/运输时间。根据本专利技术的另一个方案，用于温热成型6000系列或7000系列铝梁的设备可包含压制工位，该压制工位具有构造成将挤压成形铝梁成形为要求形状的模具。该模具可构造成在横向于铝梁的长度的方向上在将凹陷变形入铝梁。加热元件可与模具的一部分耦接，并且可构造成加热模具，以在成形凹陷之前，将铝梁的至少一部分热导地加热到低于铝梁的人工老化温度的要求温度。通过结合附图审度下面的说明，本专利技术的这些以及其他目的、优点、用途和特征将显而易见。附图说明图1是根据本专利技术实施例的拉弯机的上部透视图，所述拉弯机具有构造成对梁执行温热成型工艺、布置于成形后的梁的端部处的模压机；图2是具有弯曲端部的挤压成形铝梁的透视图；图2A是在图2所示线IIA-IIA处取的、示出梁的截面形状的挤压成形铝梁的截面图；图3是图1所示拉弯机的俯视平面图，示出拉弯机的模压机和关联支承结构；图4是图3所示拉弯机的模压机和关联结构的侧视图；图4A是图4所示拉弯机的模压机之一的侧视图，以虚线示出其内部零件；图5是拉弯机的模压机之一处于升高位置的截面图；图6是图5所示模压机的截面图，示出正利用模压机的接合部加热的梁；图7是图5所示模压机处于下降位置的截面图；图8是图1所示的模压机温热成型端部后，图2所示挤压成形铝梁的透视图；图8A是示出在图8所示线VIIIA-VIIIA处取的、示出所成形的梁的截面形状的挤压成形铝梁的端部的截面图；图9是模压机温热成型纵向中间部后，挤压成形铝梁的另一实施例的透视图；图9A是在图9所示线IXA-IXA处取的挤压成形铝梁的成形的部分的截面图；图10是模压机温热成型端部后，挤压成形铝梁的另一实施例的透视图；图10A是在图10所示线XA-XA处取的挤压成形铝梁的成形端部之一的截面图；图11是模压机温热成型端部后，挤压成形铝梁的另一实施例的透视图；图11A是在图11所示线XIA-XIA处取的挤压成形铝梁的成形端部之一的截面图；图12是模压机温热成型纵向部后，挤压成形铝梁的另一实施例的透视图；图12A是在图12所示线XIIA-XIIA处取的挤压成形铝梁的成形的部分的截面图；图13是示出根据本专利技术一个实施例的温热成型工艺的流程图；图14A是示出在不进行温热成型的情况下，在空心挤压成形铝梁内挤压变形5.6mm的测试结果和与自然老化的时间相关的相应破裂示例的表；图14B是示出在进行温热成型的情况下，在空心挤压成形铝梁内挤压变形5.6mm的测试结果和与自然老化的时间相关的相应破裂示例的表；以及图15是示出挤压操作时的峰值负荷对比空心挤压成形铝梁的自然老化时间的关系曲线。具体实施方式现在参考附图和在此示出的说明性实施例，提供一种设备和方法，其用于将挤压成形的铝梁温热成型，诸如用于成形车辆的诸如保险杠衬杠梁的结构件。该方法可以包含由诸如6000系列或7000系列铝合金的高强度铝合金挤压成形铝梁，从而提供沿梁的长度具有大致一致轮廓或截面几何形状的梁，该方法适合利用所述梁形成成品结构件。该梁可以包含空心截面形状，该空心截面形状可适用于特定应用或组件，诸如车辆保险杠组件或吸能控制结构或防撞控制结构或另一种汽车结构件。应当明白，在此公开的温热成型工艺可应用于各种形状、类型和应用的挤压成形铝梁。如上所述，为了利用挤压成形铝梁成形要求的结构件，可采用温热成型工艺使该梁塑性变形，从而对特定应用提供要求形状的梁，诸如成形凹陷入挤压成形梁的纵向部，以构造成容纳车辆附件或满足车辆零件的其他结构和/或设计要求的深度。温热成型可以在铝梁的经加热的部分处使铝梁的截面形状向本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于车体结构的铝结构件，所述铝结构件包括：管状梁，所述管状梁包括横向于所述管状梁的长度取的截面形状，所述管状梁具有沿所述管状梁的所述长度延伸的封闭内部区域；其中所述管状梁包括6000系列和7000系列铝合金之一；并且其中所述管状梁的纵向部包含凹陷，所述凹陷以要求形状压入所述管状梁的某侧壁内从而凸入所述封闭内部区域内。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.08.26 US 62/380,0531.一种用于车体结构的铝结构件，所述铝结构件包括：管状梁，所述管状梁包括横向于所述管状梁的长度取的截面形状，所述管状梁具有沿所述管状梁的所述长度延伸的封闭内部区域；其中所述管状梁包括6000系列和7000系列铝合金之一；并且其中所述管状梁的纵向部包含凹陷，所述凹陷以要求形状压入所述管状梁的某侧壁内从而凸入所述封闭内部区域内。2.根据权利要求1所述的铝结构件，其中所述截面形状包含至少一个支脚，所述至少一个支脚横跨所述管状梁的空心区域并且大致沿所述管状梁的长度连续地延伸。3.根据权利要求2所述的铝结构件，其中因为所述管状梁的所述侧壁内的所述凹陷，所述至少一个支脚变形为非直线形状。4.根据权利要求1所述的铝结构件，其中所述管状梁包括为了限定所述管状梁的凸形外壁而沿所述管状梁的长度的至少一部分形成的曲度，并且其中所述凹陷延伸到所述凸形外壁内，并且其中所述凹陷构造成由沿所述凸形外壁在所述纵向部处加热所述管状梁的加热后的模具形成。5.根据上述权利要求中的任何一项所述的铝结构件，其中所成形的所述凹陷是横向于所述管状梁的长度，构造成容纳某车辆附件的深度。6.根据上述权利要求中的任何一项所述的铝结构件，其中所述凹陷构造成由在所述管状梁的所述要求纵向部处压入所述侧壁的加热后的模具形成，并且其中所述加热后的模具具有防止在或者接近在所述要求纵向部处发生破裂的温度。7.根据权利要求6所述的铝结构件，其中所述凹陷构造成由所述加热后的模具形成，所述加热后的模具至少将所述铝梁的所述纵向部加热到低于所述铝梁的人工老化温度的温度。8.根据权利要求7所述的铝结构件，其中所述铝梁的所述纵向部加热到大致介于华氏100度与300度之间的要求温度。9.一种用于温热成型铝梁的方法，所述方法包括：挤压成形具有空心截面形状的铝梁；将模具的一部分加热到要求温度；将所述铝梁位于所述模具中的一部分加热到低于所述铝梁的所述人工老化温度的温度；并且在横向于所述铝梁的长度的方向上，利用所述模具使所述铝梁变形为要求形状。10.根据权利要求9所述的方法，其中所述铝梁的部分加热到大致介于华氏100度与300度之间。11.根据权利要求9或10所述的方法，其中所述模具加热的所述铝梁的部分加热到低于华氏250度。12.根据权利要求9至11中的任何一项所述的方法，其中所述铝梁包括6000系列和7000系列铝合金之一。13.根据权利要求9至12中的任何一项所述的方法，其中在将要求形状变形入所述铝梁之前，所述铝梁在室温下经受至少24小时的自然老化。14.根据权利要求9至13中的任何一项所述的方法，其中所述铝梁的所述截面形状包含至少一个封闭区域，使得所述铝梁包括沿所述梁的长度延伸的空心部。15.根据权利要求9至14中的任何一项所述的方法，其中所述模具在所述铝梁的所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：H·韦坎普，K·麦凯勒，D·德弗里斯，
申请(专利权)人：形状集团，
类型：发明
国别省市：美国,US