用于制造板材构件的方法和相应的板材构件技术

本发明专利技术涉及用于制造板材构件的方法和相应的板材构件。在此公开了一种用于制造板材构件(10)、特别是制造机动车结构构件的方法，包括以下步骤：由可热成型的材料制备基础结构(11)；将至少一个增强结构(13)设置在基础结构(11)的需增强的区域中；将所述增强结构(13)预先或最终固定在基础结构(11)上，特别是通过材料锁合连接；对基础结构(11)连同设置在其上的增强结构(13)进行冷成型；以及，对基础结构(11)连同设置在其上的增强结构(13)进行加压淬火。

Methods used to make sheet components and corresponding sheet components

The invention relates to a method for manufacturing a sheet member and a corresponding sheet member. A method for manufacturing a sheet member (10), in particular a structural member of a motor vehicle, is disclosed herein, which comprises the following steps: preparing an infrastructure (11) from a thermoforming material; setting at least one reinforcement (13) in an area of the infrastructure (11) to be reinforced; pre or final fixing the reinforcement (13) on the infrastructure (11), in particular through a material lock The base structure (11) is cold formed with the reinforcement structure (13) arranged on it, and the base structure (11) is pressurized and quenched with the reinforcement structure (13) arranged on it.

【技术实现步骤摘要】
用于制造板材构件的方法和相应的板材构件
本专利技术涉及一种用于制造板材构件、特别是制造机动车结构构件的方法，此外还涉及相应的板材构件。
技术介绍
为了满足对碰撞安全性的实际要求，将现代机动车的车身结构在特定区域中进行增强。由于有局部增强，故而可以在其他全部区域中使用壁厚较薄的材料，使得车身结构的总重量下降。作为车辆结构的车身骨架中的增强，只使用热成型的或者加压淬火的钢材。由现有技术已知加压淬火的板材成形件(其例如用作机动车车身的结构构件)和用于制造该板材成形件的方法。在加压淬火过程中，在加压淬火模具中将适合于加压淬火的钢板材料成形并进行骤冷，由此能够达到高达1600MPa和更高的强度。在侧框架中，主要通过这种方式制造A柱、B柱以及门槛增强件。对于加压淬火，也可以使用所谓的拼焊板(TailoredWeldedBlanks(TWB))。对此特别是指：所使用的原始板坯由多个独立的相互熔焊(或者也可能是钎焊)在一起的板件或者板厚不同的分板坯(Teilplatine)构成，正如例如在DE102004054795B4中所说明的那样。对于加压淬火的构件或者热成型的构件，为了局部增强可以只使用拼焊板，或者借助附加构件制作出增强件。使用拼焊板根据必要的激光焊缝而相应地造成额外费用。另外，拼焊板上所具有的激光焊缝也限制了设计灵活性。对于作为备选方案使用附加构件的情形，产生了额外的构件成本和额外的制造成本，因为在车身制造过程中必须将另外的增强构件与结构构件连接。
技术实现思路
从上述现有技术出发，本专利技术的目的是说明一种简单的方法，其中各个工艺步骤的复杂度得以降低。此目的利用如下所述的特征得以实现。本文还说明了所述方法的一些有益实施方式。为实现所述目的，本专利技术提出一种用于制造板材构件、特别是制造机动车结构构件的方法。该方法至少具有以下步骤：由可热成型的材料制备基础结构；将至少一个增强结构设置在基础结构的需增强的区域中；将增强结构预先或最终固定在基础结构上，特别是通过材料锁合连接；对基础结构连同设置在其上的增强结构进行冷成型；以及，对基础结构连同设置在其上的增强结构进行加压淬火。本专利技术意义上所说的机动车结构构件特别是纵梁、横梁、A柱、B柱、C柱、D柱、门槛、车顶侧框架、车顶弓梁等等。相应地，本专利技术还提出一种板材构件，特别是机动车结构构件，其包括基础结构和与之连接的至少一个增强结构，所述增强结构设置在基础结构的需增强的区域中，其特征在于：所述增强结构和基础结构是被一起共同成型和加压淬火处理的。该板材构件尤其是利用如上所述的方法制成。这具有以下优点：增强结构和基础结构被一起共同成型，于是制作出两个绝对配合精确地彼此叠置的构件。另外，这些构件已经是(例如通过焊接)相互材料锁合地连接。此外，与传统的多部件式方案相比，还可以节省一套模具。当然，如果基础结构的多个区域应该得到增强，则可在该基础结构上设置多个增强结构。这些区域可相互连在一起或者是彼此离散分开的。根据所述方法的第一备选方案，借助多个独立的接点(Heftpunkt)将基础结构与增强结构预先固定在一起。这种方案具有使制造方法/工序加速的优点，此时，对基础结构的预先固定足以使该基础结构和增强结构彼此位置准确地定位和定向。在所述方法的第二备选方案中，为了最终固定，可沿着增强结构的外周在整个周边将基础结构与增强结构点焊在一起。这种方案具有以下优点：在成型及加压淬火步骤之前就已经实现了基础结构与增强结构的完全的最终连接。在两种方法备选方案中，可选择地在点焊之前在基础结构与增强结构之间附加地置入低熔点材料。该材料在加压淬火时熔化并且在冷却时将基础结构与增强结构相互面连接。该材料可构造为板坯，特别是构造为粘合材料薄膜、金属箔、锌箔或者耐热塑料。作为备选方案，所述材料也可以构造为软膏，特别是构造为例如由紫铜或者黄铜构成的焊膏。在另一备选方案中，所述材料可构造为粉末状的。在所有前面说明的备选方案中，也可以将所述材料只在局部区段敷设于增强结构或者基础结构上，来代替连续的、将增强结构大面积浸润/覆盖的薄膜或者板坯。在此，将所谓的材料堆积部(Werkstoffdepot)添置于基础结构与增强结构在相互拼接后触碰接触的那些区域中。在此情况中，将粉末或软膏的集聚体或者各个材料板坯粘附敷设到基础结构或者增强结构上。这一点可以优选以所期望的图式(Muster，布置模式)实现。在加压淬火时这些堆积部熔化并且生成两个构件之间的一个或者多个局部连接点。通过设置这种材料可以提高组件的构件刚性。此外，作为用于基础结构和/或增强结构的可热成型的材料，可以分别使用22MnB5或者20MnB8。22MnB5是一种适合热成型的钢材，然而该钢材需要高的冷却速度。为了避免带有锌涂层的板材由于成型(Umformen，变形加工)而出现微裂纹，需要在直接处理过程中实施对板坯从约900℃到约600℃的预冷却。与22MnB5相比，材质为20MnB8的镀锌钢在使用于热成型过程时具有以下优点：不需要那么高的冷却速度。此外，基础结构和/或增强结构可以具有锌涂层或者锌铁涂层。与现有技术中所使用的带有铝硅涂层的板坯不同，镀锌表面具有以下优点：锌涂层或者锌铁涂层保证了构件的阴极防腐保护。优选地，在两阶段的间接方法/工序中进行镀锌板坯的成型和加压淬火，由此既减少了板材表面的负荷，也减少了加压淬火模具的负荷。在加压淬火之前可以将基础结构连同设置在其上的增强结构加热到大致900℃的奥氏体化温度，然后进行加压淬火。这具有以下优点：既对基础结构也对增强结构进行淬火，并因此在两个构件中产生较硬的材料组织。根据所述方法，将所述增强结构构造为补片(Patch)。在此情况中，由原始板坯中裁出一个或者多个补片，该补片然后用作增强结构。在所述方法的第一变型方案中，基础结构构造为从原始板坯中裁出的大体上呈面状的基本构件。在此情况中，从原始板坯中裁出一个或者多个基本构件。然后将一个或者多个增强结构材料锁合地设置在所述基本构件上。在所述方法的第二变型方案中，在将基础结构从其原始板坯中裁出之前，便将从原始板坯中裁出的增强结构粘贴到基础结构的原始板坯上。此外，在对基础结构连同设置在其上的增强结构进行冷成型之后可以对这样产生的半成品进行最终剪裁。此后在炉子中只将基础结构连同设置在其上的增强结构加热到大致900℃的温度。这具有以下优点：可以在硬化之前并且因而依然基本上在材料的柔软状态中实施对构件的剪裁。作为备选方案或者补充方案，可以在加压淬火之后至少将基础结构最终剪裁至所期望的边缘轮廓。最后的这一裁切步骤具有以下优点：能够对在加压淬火时可能产生的变形进行修正。由于能够有针对性地将一个增强结构或者多个增强结构只敷设在需要增强的地方，因此，本专利技术能够使车辆结构构件非常良好地适配于预期的负荷。迄今为止，都是在承载负荷的位置上或者在承载负荷的区域中设置大的板厚，同时有关区域的面积出于工艺技术原因大多比实际负荷所需要的更大。本专利技术因此既为构件设计也为制造提供了更多的自由度。此外，在有关的位置上(亦即敷设本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于制造板材构件(10)、特别是制造机动车结构构件的方法，包括以下步骤：/n-由可热成型的材料制备基础结构(11)，/n-将至少一个增强结构(13)设置在基础结构(11)的需增强的区域中，/n-将增强结构(13)预先或最终固定在基础结构(11)上，特别是通过材料锁合连接，/n-对基础结构(11)连同设置在其上的增强结构(13)进行冷成型，和/n-对基础结构(11)连同设置在其上的增强结构(13)进行加压淬火。/n

【技术特征摘要】
20180515 DE 102018207488.71.用于制造板材构件(10)、特别是制造机动车结构构件的方法，包括以下步骤：
-由可热成型的材料制备基础结构(11)，
-将至少一个增强结构(13)设置在基础结构(11)的需增强的区域中，
-将增强结构(13)预先或最终固定在基础结构(11)上，特别是通过材料锁合连接，
-对基础结构(11)连同设置在其上的增强结构(13)进行冷成型，和
-对基础结构(11)连同设置在其上的增强结构(13)进行加压淬火。


2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：为了预先固定，借助多个独立的接点将所述基础结构(11)与所述增强结构(13)点焊。


3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：为了最终固定，沿着增强结构(13)的外周在整个周边将所述基础结构(11)与所述增强结构(13)点焊。


4.如前述权利要求之任一项所述的方法，其特征在于：在点焊之前在基础结构(11)与增强结构(13)之间附加地置入低熔点材料。


5.如前述权利要求之任一项所述的方法，其特征在于：分别使用22MnB5或者20MnB8作为用于所述基础结构(11)和/或增强结构(13)的可热成型的材料。


6.如前述权利要求1至5之任一项所述的方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·克舍尔，M·普费斯托夫，
申请(专利权)人：宝马股份公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE