热成形的型材制造技术

本发明专利技术涉及一种用于生产金属型材（４０）的方法，其中金属部件由半成品或毛坯通过热成形和加压硬化处理而生产，并且金属部件沿着至少一个弯曲边（８）弯曲。根据本发明专利技术，弯曲被简化，因为金属部件在成形之前沿着至少一个弯曲边（８）被加热成使得在加热之后被加热的区域的强度降低。本发明专利技术还涉及一种通过该方法生产并且具有至少一个弯曲边（８）的金属型材（４０），金属型材在所述至少一个弯曲边（８）处的强度降低。另外，本发明专利技术涉及本发明专利技术的金属型材在机动车车身中的用途，其特别地用作Ａ柱和／或Ｂ柱。

【技术实现步骤摘要】
热成形的型材
本专利技术涉及一种生产金属型材(profile)的方法，在所述方法中，金属部件由半成品或毛坯通过热成形和加压硬化(presshardening)处理而生产，并且沿着至少一个弯曲边弯曲金属部件。本专利技术还涉及一种根据所述方法生产并具有至少一个弯曲边的金属型材，以及所述金属型材在机动车车身中的用途。
技术介绍
在许多应用领域中，尤其在汽车工业中，使用高强度金属部件，以得到尽可能薄的、从而重量尽可能轻质的具有同样强度特性的产品。例如，侧门防撞梁以及A柱或B柱加强件由高强度合金钢或最大强度合金钢(maximumstrengthsteelalloy)生产，由此热成形的、可热处理的钢(例如锰硼钢)的使用日益增加。这些合金钢必须经受热成形，随后在工具中冷却，以得到尽可能高的硬度。在这种情况下，特别优选的方法是热成形和加压硬化处理。借助这种方法，优选地由可热处理的钢制成的半成品或毛坯通过被加热到例如900℃至1000℃的温度并通过热加压和成形而转化为奥氏体微观结构范围(austeniticmicrostructurerange)内。随后，加压的零件(仍然在工具中)被淬火到100℃至200℃之间的温度，由此得到马氏体结构，从而得到通常完全高强度的部件。然而，不利的是，当使用这些部件时，由于高强度，仅在做出非常高的努力的情况下才能进行进一步的成形处理，而且仅达到有限的程度以及有限的精度。此外，当使用由可热处理的钢制成的金属型材时，常常期望的是，最优地构造或精确地控制例如机动车的侧门防撞梁或B柱的变形特性。专利说明书DD253551A3公开了一种用于使由碳钢制成的工件局部地退火的方法，其中通过在从马氏体转变的开始点直至回火温度的温度范围内持续加热工件并随后通过激光将表面局部加热到相变温度以上，而使被加热区域的硬度降低并使被加热区域的塑性增加。
技术实现思路
基于上述现有技术，本专利技术的目的是提供一种生产金属型材的方法，所述方法能够以较低的成本生产高强度的金属型材。另外，本专利技术的目的是制造能够经济地生产的有用的金属型材。此外，将提出金属型材的有利用途。根据本专利技术的第一教导，通过下述方式实现上述目的：金属部件在成形之前至少部分地沿着至少一个弯曲边被加热成使得在加热之后被加热的区域中的强度降低。结果是，通过将经过热成形和加压硬化的金属部件的弯曲边局部加热到优选为相变温度以上的温度，例如奥氏体成形温度，弯曲边处的强度可以降低为使得能够以很小的努力在很大的范围内在弯曲边处成形金属部件。由于弯曲边被加热到相变温度以上的温度，经过热成形和加压硬化的金属部件的主要马氏体结构转变成奥氏体微观结构。因而，在冷却之后，该区域可以呈现出例如具有降低的强度的非马氏体结构。这些区域然后可以用作弯曲边。具有非常高的强度或刚度的金属型材可以通过如下方式根据本专利技术的方法的另一个实施例实现：半成品或毛坯基本由高强度钢或最大强度钢构成，优选地由锰硼钢构成。另外，以通常的方式弯曲由这些钢制成的金属部件尤其是有问题的，所以根据本专利技术通过加热来弯曲金属部件更简单且能够实现改进的成形，并且首次使得某些特殊成形处理成为可能。根据本专利技术的方法的另一个实施例，可以通过用激光束加热至少一个弯曲边而得到特别窄的弯曲边。窄的弯曲边使得金属型材的强度仅在弯曲边处的非常小的区域内降低，从而使总体上整个金属型材具有非常高的强度或相应的刚度。用激光束加热的另一个优点是能够非常精确地调节和控制激光束，从而可以在弯曲边处非常准确地加热金属部件。因而，也可以想到的是，不连续地加热弯曲边，而仅是间断地加热弯曲边，以得到强度甚至更高的金属型材。根据本专利技术的方法的另一个实施例，金属部件沿着至少一个弯曲边弯曲成使得至少部分地封闭的金属型材通过弯曲而生产。弯曲例如可以以如下方式进行，即：金属部件的被至少一个弯曲边分开的至少两个区域在设计为接触边的接触区域处聚集在一起。具体地，金属部件的外部区域可以弯曲成使得金属部件的两个相反的边邻接在一起。因而，可以生产例如管状的、无凸缘的金属型材。通过将金属部件的两个接触区域布置成相互重叠产生了另一种可能性，使得这些区域相互面面接触。与开口的金属型材相比，部分封闭的金属型材呈现出更高强度或刚度。然而，本专利技术的金属型材并不局限于封闭的形式。也可以想到的是，金属型材在成形之后具有开口的形式，所述开口的形式例如在某些应用中在几何方面是有利的。本专利技术的方法的另一个实施例的特征在于，金属部件呈基本W形的截面，其中可选择地至少一个弯曲边布置在截面的大致中心上。由于仅通过在一个弯曲边处弯曲就已经可以实现封闭，所以金属部件的W形的截面例如允许以简单的方式生产封闭的金属型材。弯曲边在截面的中心上的布置是特别有利的，这是由于弯曲边基本布置在金属部件的中心上并因此金属部件的两侧具有可比较的强度。由于通过这种布置，强度降低的区域(即，弯曲边的区域和接触区域)没有封闭在一起，因此，这个实施例尤其适用于生产特别稳定的封闭的金属型材。在这种情况下，金属部件可以设计成镜像对称的，特别是关于与弯曲边相交的面呈镜像对称。如果弯曲边没有布置在截面的中心上，例如可以生产具有弯曲和焊缝的不对称布置的封闭的金属型材。因此，这些金属型材将具体地适用于金属型材的用途。根据本专利技术的方法的另一个实施例实现了金属型材的提高的稳定性，其中，金属型材的被至少一个弯曲边分开的至少两个区域至少部分地牢固(positively)结合在接触区域中，特别是使用激光束焊接而至少部分地牢固结合在接触区域中。牢固结合的金属型材呈现出部分封闭的腔体，所述部分封闭的腔体提供特别高的抵抗弯曲力的能力。在这种情况下，牢固结合的连结部可以布置在设计为接触边或接触表面的接触区域中。连接可以是连续的或间断的。在一个接触区域的情况下，牢固结合的连结部例如可以跟随(follow)围绕接触区域的区域的轮廓，或者也可以部分地布置在接触区域的接触面中。为了生产牢固结合的连结部，诸如焊接(welding)、低温焊接(soldering)或胶合的多种连接技术都是可以想到的。焊接金属型材的至少两个区域产生特别坚固且永久的牢固结合。使用激光束进行焊接将产生非常清洁且窄的焊缝。如果弯曲边的加热也通过激光束进行，则使用激光束是特别有利的，这是由于这样可以使用同一工具进行加热和焊接。这在生产上节约了成本和时间。根据本专利技术的方法的另一个实施例，金属部件另外在至少一个牢固结合的连结部的区域中被加热，使得在加热之后，被加热的区域的强度降低。该实施例的优点在于，在牢固结合的连结部的区域中的强度可以相对于金属部件的弯曲边处的强度进行调节。例如，能够确保当向强度降低的区域施加某一力时，金属型材发生特定的变形。而且，通过加热牢固结合的连结部的区域，可以实现金属微观结构的均匀化。由于温度或力的作用，金属微观结构的不规则性(这可以例如在焊接期间通过热应力而发生)可能会导致拉伸开裂。通过金属微观结构的均匀化可以防止发生上述拉伸开裂。在本专利技术的方法的另一个实施例中可以实现金属型材的强度和变形特性的受控影响，在所述实施例中，至少一个弯曲边的被加热区域的尺寸和/或牢固结合的连结部的被加热区域的尺寸以用途为导向进行调节。从而，强度降低的较小区域导致整个周围区域都是高本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生产金属型材（１０，２０，３０，４０，５０，７０，１１０，１２０）的方法，其中金属部件（２，６２，８２）由半成品或毛坯通过热成形和加压硬化处理生产，并且沿着至少一个弯曲边（８，６８，８８）弯曲所述金属部件，其特征在于，所述金属部件（２，６２，８２）在成形之前至少部分地沿着所述至少一个弯曲边（８，６８，８８）加热成使得在加热之后被加热的区域中的强度降低。

【技术特征摘要】
DE 2008-9-15 102008044523.11.一种生产金属型材的方法，其中金属部件(2，62，82)由半成品或毛坯通过热成形和加压硬化处理生产，并且所述金属部件沿着至少一个弯曲边(8，68，88)弯曲，其特征在于，所述金属部件(2，62，82)呈基本W形的截面，其中，所述金属部件(2，62，82)的邻接所述至少一个弯曲边(8，68，88)的左侧外部区域和右侧外部区域在先前的热成形和加压硬化处理中以用途为导向进行变形以使所述金属部件(2，62，82)呈所述基本W形的截面，并且所述金属部件(2，62，82)在成形之前至少部分地沿着所述至少一个弯曲边(8，68，88)加热成使得在所述至少一个弯曲边(8，68，88)处的强度低于所述左侧外部区域和所述右侧外部区域，并且所述金属部件(2，62，82)沿着所述至少一个弯曲边(8，68，88)弯曲成使得通过弯曲而生产至少部分地封闭的金属型材，其中，所述至少一个弯曲边(8，68，88)的被加热区域的尺寸以用途为导向进行调节，从而使得强度降低的较小区域导致整个周围区域并因此整个金属型材都是高强度的，使得整个金属型材即使在受力时也仅呈现出较小的变形，从而形成用于机动车车身的高强度金属部件。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述半成品或毛坯基本由高强度钢或最大强度钢构成。3.根据权利要求1至2中的任一项所述的方法，其特征在于，所述至少一个弯曲边(8，68，88)通过激光束进行加热。4.根据权利要求1至2中的任一项所述的方法，其特征在于，所述至少一个弯曲边(8，68，88)基本布置在所述截面的中心上。5.根据权利要求1至2中的任一项所述的方法，其特征在于，所述金属型材的被所述至少一个弯曲边(8，68，88)分开的至少两个区域至少部分地牢固结合在...

【专利技术属性】
技术研发人员：L帕特贝格，
申请(专利权)人：蒂森克虏伯钢铁股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]