用于以板材构建方式生产车轮的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于以板材构建方式生产车轮的方法，该车轮具有用于容纳轮胎的轮辋和以材料配合，力配合和/或形状配合的方式与轮辋连接的轮盘，该轮盘具有用于可拆卸地连接到轮架的附接区域，该方法包括以下步骤，分别为轮辋和轮盘设置钢材，并由相应的钢材形成轮辋和轮盘，其中用于轮辋和/或轮盘的钢材是可调质的，其中，‑在将轮盘与轮辋连接以形成车轮之前，在成形过程中或在成形之后，至少局部地在轮辋和/或轮盘上单独进行至少一次第一热处理，或者‑在将轮盘连接到轮辋以形成车轮之后，至少局部地在组装状态下的轮辋和/或轮盘上进行至少一次第一热处理，其中，在第一次热处理之后，以这样的方式进行冷却，使得在轮辋和/或轮盘的可调质钢材中至少区域性地在调质的区域中调整得到淬火组织。

Method for producing wheels in sheet metal construction

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于以板材构建方式生产车轮的方法
本专利技术涉及一种用于以板材构建方式生产车轮的方法，该车轮具有用于容纳轮胎的轮辋和以材料配合，力配合和/或形状配合的方式与轮辋连接的轮盘，该轮盘具有用于可拆卸地连接到轮架的附接区域，该方法包括以下步骤，分别为轮辋和轮盘设置钢材，并由相应的钢材形成轮辋和轮盘，其中用于轮辋和/或轮盘的钢材是可调质的，其中，-在将轮盘与轮辋连接以形成车轮之前，在成形过程中或在成形之后，至少局部地在轮辋和/或轮盘上单独进行至少一次第一热处理，或者-在将轮盘连接到轮辋以形成车轮之后，在组装状态下，至少局部地在轮辋和/或轮盘上进行至少一次第一热处理，其中，在第一热处理之后，以这样的方式进行冷却，使得在轮辋和/或轮盘的可调质钢材中至少区域性地在经热处理的区域中调整得到淬火组织。此外，本专利技术涉及根据本专利技术方法生产的车轮的用途。
技术介绍
车轮是安全部件，并且必须能够在运行/使用中持久地吸收高机械和动态交变应力。除了车轮的使用寿命和刚性外，重量也起着重要的作用，其可以直接影响材料成本，非簧载质量，转动质量惯性，振动行为(NVH)，还有燃料消耗。传统生产的车轮，例如机动车车轮，尤其是以钢板材构建形式生产的车轮，包括用于容纳轮胎的轮辋和材料配合、力配合和/或形状配合地连接到轮辋的轮盘，该轮盘具有用于可拆卸地附接到轮架的附接区域。车轮部件通常通过冷成型由钢材料制成，尤其是以多步法(深冲，旋压，结构化)。通常，使用由拉伸强度在400和600MPa之间的微合金结构钢和双相钢制成的热轧且尤其经过酸洗的带材来生产车辆部件。通常将MAG焊接或电阻点焊用做用于连接车辆部件(轮盘和轮辋)的热连接技术。如果一方面使用具有较高强度或抗振性的材料来确保吸收运行载荷，并且另一方面进行几何形状匹配以补偿因为材料厚度较低而引起的刚度损失，则可以实现重量减轻。然而，随着材料强度的增加，材料的成形能力通常也会降低。因此，使用可冷成型钢的轻质化构造达到了技术极限。在这些情况下，所谓的“热成形”可以提供补救，由此可以满足对高成形度的要求，同时最终形成的部件具有高强度。目前，热成型钢，例如锰硼钢提供了轻质化构造的可能性，其可以吸收机械载荷，例如动态交变应力。参考文献DE102007019485A1，DE102013114245B3和DE102014108901B3作为现有技术，尤其是用于由热成型钢生产至少区域性模压淬火的轮盘。研究表明，具有主要为马氏体组织结构的(热成型)钢，例如锰硼钢，调质钢和空气硬化钢，相对于常规使用的双相钢和结构钢，尤其对于轮盘来讲具有显着增加的交变弯曲疲劳极限。具有主要为马氏体组织结构的钢的积极特性又被缺点抵消，即由于热成形会在部件表面上在近表面层中产生局部裂纹，其在循环载荷下成为裂纹起点并因此会负面地损害使用寿命。正如研究所示，在近表面层中形成的缺陷的类型和频率是不同的，因此产生大的分散，这在最佳部件设计的意义上是不利的。在通过后续加工进行热成形之后，循环的部件性能也会受到负面影响，例如，通过激光修整或通过热接合，除了几何缺口之外，还可以产生冶金缺口效应，由此经常无法保证足够的运行强度和可靠性。这种用于以板材构建方式生产车轮的方法基于申请人的申请号为PCT/EP2017/050957的尚未公开的申请。关于现有技术，在车轮的制造方面存在进一步的改进潜力，该车轮特征在于重量轻，同时具有高运行强度和可靠性。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于提供一种用于制造车轮的方法，该方法能够确保所制造的车轮在低重量的同时具有高运行强度和可靠性，并且给出了所生产的车轮的相应应用。该目的通过具有权利要求1的特征的方法解决。车轮的部件，例如轮盘和轮辋，借助于压力成形，拉伸成形，拉伸压力成形，弯曲成形，剪切成形，旋压成形，深冲成型，特别是通过具有选择性至少部分的(模压)淬火的热成型，或通过所述生产方法的组合成形。为了生产或成形车轮的部件，优选轮盘，提供可调质的钢材料，其至少局部地经过(第一)热处理，尤其是加热至高于Ac1温度，优选高于Ac3温度，将该钢材料热成型，并且至少区域性通过冷却进行模压淬火(直接热成形)，或者例如冷成形，其中将基本上对应于相应部件的最终几何形状的型件加热至高于Ac1温度，优选高于Ac3温度，然后至少区域性地通过冷却硬化(间接热成形)。在这种情况下，Ac1温度对应于取决于钢材组成的、组织结构转变成奥氏体的温度，或Ac3温度对应于完全转变成奥氏体的温度。至少区域性的热处理也可以在组装状态下在车轮的一个或多个部件(轮辋，轮盘)上进行，其中组装状态是指彼此连接的部件(轮辋和轮盘)，即车轮，其中加热至少区域性地在Ac1温度以上，优选在Ac3温度以上进行，随后通过冷却至少区域性地进行硬化。通过至少第一热处理可以至少区域性地或完全地在一个或多个部件中单独地或在组装状态下通过目的性冷却调整得到淬火组织结构。淬火组织结构通过基本上马氏体的组织结构定义，其中马氏体在调质过的组织结构中以至少60体积％，尤其至少70体积％，优选至少80体积％，特别优选至少90体积％存在。马氏体例如也可以通过目的性过程控制或后续的热处理来回火。至少区域性的(第一)热处理或加热至至少部分奥氏体化温度(高于Ac1温度)通过合适的装置进行，例如，借助于电感器，熔炉，激光器，接触加热器或燃烧器进行。轮盘以材料配合，力配合和/或形状配合的方式连接到轮辋上。轮盘优选地至少区域性地通过接合焊缝附接到轮辋上，该接合焊缝可以实施为MIG焊缝，MAG焊缝，激光焊缝，熔焊焊缝或钎焊接缝。替代性地，轮盘也可以借助于粘接和/或电阻焊接连接到轮辋上。替代性或者附加性地，还可设定通过轮盘和轮辋之间的(附加)压配合进行的力配合连接，尤其是用于省去额外的连接装置。也可以考虑使用形状配合的机械连接方法，例如，咬合连接，铆接或使用功能元件的方法。轮盘和轮辋之间的连接不一定必须按照常规方式在车轮的所谓“轮辋深槽”中进行。例如所谓的半面或全面盘轮或具有多件式实施形式的车轮结构也是可行的。专利技术人已经确定，通过至少区域性喷丸或喷丸技术处理，特别是对热处理区域或调质区域，由直接或间接热成形或(模压)淬火在钢材料的近表面层中产生的缺陷可以尤其在表面上被平整并且均匀化，由于高的材料强度和特别是在调质(热处理)区域额外引入的压应力，这对部件的使用寿命并且由此对车轮的运行强度和可靠性产生显着的积极影响。因此，根据本专利技术的第一方面，在第一热处理之后，至少局部地单独在轮辋和/或轮盘上，或在组装状态下的轮辋和/或轮盘上进行喷丸。将这样的颗粒用于喷丸，其粒度尤其在0.02和4.0mm之间，特别是在0.1和2.0mm之间，优选地在0.3和1.0mm之间的数量级，并尤其具有大于400HV1，尤其大于500HV1，优选大于600HV1的硬度，其中HV根据维氏硬度来定义硬度。根据本专利技术方法的一个设计方案，喷丸可以作为压缩空气喷丸进行。压缩空气喷丸可以目的性尤其用于待喷丸的小的区域，尤其用于具有可以非常好地控制的结果的区域性喷丸。如果要对部件的较大区域或整个部件进行喷丸处理，则根据替代性的和优选的设计方案，使用送风机喷丸，通过该送风机喷丸可以在用在车轮构造中时经济地为高的件数喷丸。尤其也由于机动车车轮的对称性和“圆形”形状，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于以板材构建方式生产车轮的方法，所述车轮具有用于容纳轮胎的轮辋和以材料配合，力配合和/或形状配合的方式与轮辋连接的轮盘，该轮盘具有用于可拆卸地连接到轮架的附接区域，该方法包括以下步骤，分别为轮辋和轮盘设置钢材，并由相应的钢材形成轮辋和轮盘，其中用于轮辋和/或轮盘的钢材是可调质的，其中，‑在将轮盘与轮辋连接以形成车轮之前，在成形过程中或在成形之后，至少局部地在轮辋和/或轮盘上单独进行至少一次第一热处理，或者‑在将轮盘连接到轮辋以形成车轮之后，至少局部地在组装状态下的轮辋和/或轮盘上进行至少一次第一热处理，其中，在第一次热处理之后，以这样的方式进行冷却，使得在轮辋和/或轮盘的可调质钢材中至少区域性地在调质的区域中调整得到淬火组织，其特征在于，在第一热处理之后，至少局部地单独在轮辋和/或轮盘上或在组装状态下的轮辋和/或轮盘上进行喷丸，其中将这样的颗粒用于喷丸，其粒度尤其在0.02和4.0mm之间，特别是在0.1和2.0mm之间，优选地在0.3和1.0mm之间，并尤其具有大于400HV1，尤其大于500HV1，优选大于600HV1的硬度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.用于以板材构建方式生产车轮的方法，所述车轮具有用于容纳轮胎的轮辋和以材料配合，力配合和/或形状配合的方式与轮辋连接的轮盘，该轮盘具有用于可拆卸地连接到轮架的附接区域，该方法包括以下步骤，分别为轮辋和轮盘设置钢材，并由相应的钢材形成轮辋和轮盘，其中用于轮辋和/或轮盘的钢材是可调质的，其中，-在将轮盘与轮辋连接以形成车轮之前，在成形过程中或在成形之后，至少局部地在轮辋和/或轮盘上单独进行至少一次第一热处理，或者-在将轮盘连接到轮辋以形成车轮之后，至少局部地在组装状态下的轮辋和/或轮盘上进行至少一次第一热处理，其中，在第一次热处理之后，以这样的方式进行冷却，使得在轮辋和/或轮盘的可调质钢材中至少区域性地在调质的区域中调整得到淬火组织，其特征在于，在第一热处理之后，至少局部地单独在轮辋和/或轮盘上或在组装状态下的轮辋和/或轮盘上进行喷丸，其中将这样的颗粒用于喷丸，其粒度尤其在0.02和4.0mm之间，特别是在0.1和2.0mm之间，优选地在0.3和1.0mm之间，并尤其具有大于400HV1，尤其大于500HV1，优选大于600HV1的硬度。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述喷丸作为压缩空气喷丸或者送风机喷丸进行。3.根据权利要求1或2所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：大卫·皮耶罗纳克，
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