【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
1、诸如汽车的车辆结合有设计成承受车辆在其寿命期间可能承受的负载的结构骨架。该结构骨架还被设计成在例如与其它汽车碰撞的情况下承受和吸收冲击。
2、汽车工业中对减轻重量的需求已经导致开发和实施轻质材料或部件，以及相关的制造工艺和工具。重量减少的需求尤其由减少co2排放的目标驱动。对乘客安全的日益增长的关注还导致采用在碰撞期间改善车辆完整性同时还改善能量吸收的材料。
3、称为热形成模压淬火(hfdq)的工艺使用硼钢片来产生具有超高强度钢(uhss)特性的冲压部件，其具有例如1500mpa或2000mpa或甚至更高的拉伸强度。强度的增加允许使用更薄规格的材料，这导致比常规冷冲压低碳钢部件重量的节省。贯穿本公开，uhss可以被认为是在压制硬化工艺之后具有1000mpa或更高的极限拉伸强度的钢。
4、在hfdq工艺中，可以将待热形成的坯件加热到预定温度，例如奥氏体化温度或更高(并且特别是在ac3和例如坯件涂层的蒸发温度之间)。炉系统可用于此目的。根据具体需要，炉系统可以补充有额外的加热器，例如感应或红外线。通过加热坯件，坯件的强度降低并且可变形性增加，即便于热冲压过程。
5、有几种已知的超高强度钢(uhss)用于热冲压和硬化。坯件可由例如涂覆或未涂覆的硼钢制成，例如可从arcelormittal商购得的(22mnb5)。
6、热形成模压淬火也可称为“压制硬化”或“热冲压”。可以使用hfdq方法制造的典型车辆部件包括：门梁、保险杠梁、横向/侧向构件、a/b柱加强件、前和
7、硼钢的热形成由于其优异的强度和可形成性而在汽车工业中变得越来越流行。许多传统上由低碳钢冷形成的结构部件因此被热形成的等同物替代，该等同物提供了强度的显著增加。这允许在保持相同强度的同时减小材料厚度(从而减小重量)。然而，热形成部件在形成状态下提供非常低的延展性和能量吸收水平。
8、为了改善部件的特定区域中的延展性和能量吸收，已知在同一部件内引入较软的区域。这局部地改善了延展性，同时整体上保持了所需的高强度。通过局部调整某些结构部件的微观结构和机械性能，使得它们包括具有非常高强度(非常硬)的区域和具有增加的延展性(较软)的区域，可以改善它们的整体能量吸收，并在碰撞情况期间保持它们的结构完整性，并且还降低它们的总重量。这种软区还可以有利地在部件在冲击下塌陷的情况下改变运动学行为。
9、在车辆的结构部件中产生具有增加的延展性的区域(“软区”或“软区”)的已知方法包括提供包括一对互补的上模具单元和下模具单元的工具，每个单元具有分离的模具元件(钢块)。待热形成的坯件通过例如炉系统预先加热到预定温度，例如奥氏体化温度或更高，以便降低强度，即便于热冲压过程。
10、模具元件可以设计成在不同的温度下工作，以便在淬火过程中形成的部件的不同区域中具有不同的冷却速率，从而在最终产品中产生不同的材料特性，例如柔软区域。即例如：可以冷却一个模具元件，以便在高冷却速率下淬火所制造的部件的相应区域，从而快速降低部件的温度并获得硬的马氏体显微组织。另一个相邻的模具元件可以被加热，以便确保被制造的部件的相应部分以较低的冷却速率冷却，以便获得较软的微结构，包括例如贝氏体、铁素体和/或珠光体。当部件离开模具时，部件的这种区域可以保持在比部件的其余部分更高的温度下。
11、用于获得具有不同机械特性的区域的热冲压部件的其它方法包括例如在冲压之前的定制或差异加热，以及在冲压过程之后的局部热处理，并且还包括在坯件中结合不同厚度和/或材料的拼焊坯件(twb)的使用。汽车的结构骨架的一些元件，例如前和后导轨，座椅横向构件和车顶导轨，可以专门设计用于支撑压缩负载。这些和其它结构构件可具有一个或多个具有大致u形(也称为“帽”形)横截面的区域。这些结构构件可以以多种方式制造并且可以由多种材料制成。期望改善碰撞期间的能量吸收同时还保持车辆完整性的轻质材料。
12、除了上述超高强度钢之外，在需要能量吸收的结构骨架部件中可以使用更多的延性钢。延性钢的示例包括和crl-340la。
13、uhss可表现出高达1500mpa，或甚至2000mpa或更高的拉伸强度，特别是在压制硬化操作之后。一旦硬化，uhss可具有马氏体微结构。这种微结构能够提高单位重量的最大拉伸强度和屈服强度。
14、一些延性钢也可以被加热和压制(即用于热冲压工艺)，但在该工艺之后将不具有马氏体微结构。结果，它们将具有比uhss更低的拉伸强度和屈服强度，但是它们将具有更高的断裂伸长率。
15、尽管延性钢能够通过结构构件吸收能量，但是在车辆碰撞期间控制和预测结构构件如何表现可能是不容易的。而且，在保持结构构件的一定结构完整性的同时增强能量吸收可能不是直接的。
16、本公开旨在提供对用于车辆框架的结构构件在经受负载(特别是压缩负载)时的变形控制和能量吸收的改进。
技术实现思路
1、在第一方面，提供了一种用于车辆框架的结构构件。该结构构件至少部分地配置为用于支承压缩负载。结构构件包括主件和附接到主件上的补片。主件具有大致u形的横截面，并包括底部、第一侧壁和第二侧壁。补片包括在所述主件的底部上延伸的底部补片部分、在所述主件的第一侧壁上延伸的第一侧壁补片部分，以及在所述主件的第二侧壁上延伸的第二侧壁补片部分。主件由比补片更具延展性的材料制成。
2、将补片附接到更具延展性的主件上允许组合主件的功能，即在碰撞期间吸收能量，同时加强主件并控制变形的运动学。由于当结构构件受到压缩负载时，延展性小于主件的补片可能破裂，所以补片中的裂纹可使得在压缩期间吸收更多的能量。
3、例如，包括比前导轨的其余部分更强和更不易延展的补片的汽车中的前导轨在汽车碰撞期间将以与例如不存在补片或补片由与主件相同的材料制成时不同的方式变形。将一个或多个比主件具有较小延展性的补片附接到主件上可实现对结构构件的变形的控制和定制。在结构构件塌陷期间的能量吸收也可以被控制，并且可以增加变形可预测性。因此，可以提高车辆乘客的安全性。
4、通常，已经发现这种可延展的主件和较少延展的补片的配置对于支撑压缩负载的结构构件特别有利。压缩载荷可以理解为基本上平行于结构构件的长度作用以试图缩短该分量的负载或负载分量。可能特别承受压缩负载的汽车框架中的部件或区域包括：前导轨、后导轨、能量吸收器、车顶导轨和座椅横向构件。因此，当在这种类型的部件中使用时，本文公开的实施例可能是特别有益的。
5、贯穿本公开，“至少部分地配置为用于支撑压缩负载”可以理解为意指部件的一部分或整个部件预期在冲击或碰撞的情况下主要吸收压缩负载。即即使也可能出现其它负载，但预期压缩负载更高。
6、在一些示例中，补片可以由硬化的，特别是加压硬化的钢制成。补片可由极限抗拉强度为1000mpa或更高的超高强度钢(uhss)制成。在一些示例中，补片可由非加压硬化马氏体钢制成。<本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于车辆框架的结构构件，其至少部分地被配置为用于支撑压缩负载并且具有在冲击接收端与相对端之间的长度，包括：
2.根据权利要求1所述的结构构件，其中所述补片定位在所述主件的内部。
3.根据权利要求1和2中任一项所述的结构构件，其中所述第一侧壁补片部分和所述第二侧壁补片部分中的至少一个的高度从所述结构构件的所述冲击接收端到所述相对端增加。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的结构构件，其中所述第一侧壁补片部分和/或所述第二侧壁补片部分中的至少一个包括一个或多个肋，所述一个或多个肋由沿着所述主件的长度的凹部隔开，特别是基本平行的肋。
5.根据权利要求4所述的结构构件，其中所述第一和/或第二侧壁补片部分中的凹部的高度从所述结构构件的冲击接收端沿纵向方向减小。
6.根据权利要求4和5中任一项所述的结构构件，其中所述第一侧壁补片部分包括一个或多个肋，所述第二侧壁补片部分包括一个或多个肋，并且所述第一侧壁补片部分的一个或多个肋面对所述第二侧壁补片部分的一个或多个肋。
7.根据权利要求4和5中任一项所述的结构构件，其
8.根据权利要求4至7中任一项所述的结构构件，其中沿所述主件的侧壁的高度测量的至少一个肋的高度大于沿所述主件的纵向测量的所述肋的宽度。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的结构构件，其中所述补片由马氏体材料制成，特别是压制硬化超高强度钢。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的结构构件，其中所述结构构件是前导轨、碰撞盒和内摇臂加强件中的任一个或形成前导轨、碰撞盒和内摇臂加强件中的任一个的一部分。
11.一种用于制造根据权利要求1至12中任一项所述的至少部分地被配置为用于支撑压缩负载的结构构件的方法，所述方法包括：
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述补片坯件由可硬化钢制成，并且所述主件由比所述可硬化钢制成更具延展性的材料钢制成，并且其中形成包括加热所述修补坯件，特别是在奥氏体化温度以上加热，以及使所述修补坯件成形。
13.根据权利要求11所述的方法，其中形成包括冷形成。
14.根据权利要求11至13中任一项所述的方法，其中所述补片通过点焊连接到所述主件。
15.根据权利要求11至14中任一项所述的方法，其中至少一个肋通过连续激光焊接附接到所述主件。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于车辆框架的结构构件，其至少部分地被配置为用于支撑压缩负载并且具有在冲击接收端与相对端之间的长度，包括：
2.根据权利要求1所述的结构构件，其中所述补片定位在所述主件的内部。
3.根据权利要求1和2中任一项所述的结构构件，其中所述第一侧壁补片部分和所述第二侧壁补片部分中的至少一个的高度从所述结构构件的所述冲击接收端到所述相对端增加。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的结构构件，其中所述第一侧壁补片部分和/或所述第二侧壁补片部分中的至少一个包括一个或多个肋，所述一个或多个肋由沿着所述主件的长度的凹部隔开，特别是基本平行的肋。
5.根据权利要求4所述的结构构件，其中所述第一和/或第二侧壁补片部分中的凹部的高度从所述结构构件的冲击接收端沿纵向方向减小。
6.根据权利要求4和5中任一项所述的结构构件，其中所述第一侧壁补片部分包括一个或多个肋，所述第二侧壁补片部分包括一个或多个肋，并且所述第一侧壁补片部分的一个或多个肋面对所述第二侧壁补片部分的一个或多个肋。
7.根据权利要求4和5中任一项所述的结构构件，其中所述第一侧壁补片部分包括一个或多个肋，所述第二侧壁补片部分包括一个或多个肋，并且其中所述第一侧壁补片部分的一个或多个肋相对于所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：塞尔吉·马克斯·杜兰，米雷亚·伊拉娜·格雷戈里，霍尔迪·赫尔兰兹·托马斯，
申请(专利权)人：昂登坦工程有限公司，
类型：发明
国别省市：
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