成形构件及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种适合使用于汽车构成构件的成形构件，该成形构件能够以低成本制造，具有较高的尺寸精度，还具有优异的轴向挤压特性、三点弯曲特性、或优异的弯曲刚性、扭转刚性。成形构件（20）包括借助设置于棱线部（28）的焊接部（40）而接合的加强构件（35），利用焊接部（40）使平板状的坯件和平板状的加强构件（35）接合，以使该焊接部（40）成为棱线部（28）的方式进行弯曲成形来制造。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种。具体来说，本专利技术涉及一种适合使用于汽车构成构件中的，该成形构件能够以低成本制造并且具有优异的尺寸精度，还具有优异的轴向按压特性和三点弯曲特性、或优异的弯曲刚性和扭转刚性。
技术介绍
如众所周知，为了兼具轻量和高刚性，几乎所有的汽车车身都由承载式车身(独立车身)构成。图20是示意性地表示汽车车身I的说明图。通常，承载式车身通过利用例如点焊将由板厚2.0mm以下的钢板冲压成形而得到的多个构成构件组合并接合成预定的形状而构成。在这种多个构成构件(以下，称作汽车构成构件)中包括例如前侧构件2、保险杠加强件3、前撞击箱4、前侧上部导轨5、门槛6、横向构件7、地板面板8、中柱9、车顶纵梁侧构件10、后侧部件11，还包括后撞击箱12，这些构件由单一或几个成形构件主体、例如冲压成形构件主体或滚压成形构件主体构成，以便确保所要求的车身刚性。在此，“成形构件主体”是指利用冲压成形、滚压成形等适当的弯曲成形方法对板状的原材料进行成形而得到的具有棱线部的构件主体。在本说明书中，为了方便说明，有时仅称作成形体。图21表示将板状坯件冲压成形为截面呈帽型而得到的成形构件13的例子。尤其是，图21是示意性地表示成形构件13和平面状的封板14组合而构成的汽车构成构件15的一个例子、亦即前侧构件的构造的说明图。如图21所示，成形构件13具有用于连接一个面13a和另一个面13b的棱线部13c，由此，能够提高汽车构成构件15的刚性。在专利文献I中公开有将成形构件的棱线部设为折叠钢板而得到的折叠形状部的专利技术，在专利文献2中公开有在成形构件的棱线部设置堆焊部的专利技术，在专利文献3 5中公开有对成形构件的需要强度的部分进行淬火并将其作为淬火固化部的专利技术。而且，在专利文献6、7中公开有如下专利技术:在作为原材料的两张钢板之间夹装焊料，利用所谓的热压工序进行焊接和成形来制造成形构件。专利文献1:日本特开2008 - 155749号公报专利文献2:日本特开2004 - 276031号公报专利文献3:日本特开平4 - 72010号公报专利文献4:日本特开平11 - 152541号公报专利文献5:日本特开平10 - 17933号公报专利文献6:日本特开2001 - 310223 号公报专利文献7:日本特开2011 - 88484号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题在专利文献I所公开的专利技术中，需要用于形成折叠形状部的特殊模具，设备成本变高。在专利文献2所公开的专利技术中，用于形成堆焊部的成本变高。而且，在专利文献3 5所公开的专利技术中，不仅用于形成淬火固化部的成本变高，还担心因淬火而导致成形构件的变形所导致的尺寸精度的降低。另外，各个钢板、焊料(例如，Pb、Cu、Ag等)的属性值(熔点、强度、延伸度)明显不同。因此，在专利文献6、7所公开的专利技术中存在下列问题。(a)由于焊料是利用低熔点金属的熔融的材料，因此在热压工序中，两张钢板以将处于熔融状态的焊料夹在中间的状态成形。此时，已熔融的焊料侵入到钢的晶界而产生所谓的液态晶界脆化。在该脆化了的晶界中，焊料因成形时的扭曲而剥离，很可能不能够制造期望的成形构件。(b)即使能够制造成形构件，在两张钢板之间，也必然会存在强度、延伸度这样的属性值与钢有很大差异的焊料。因此，在安装于车辆的成形构件受到碰撞负荷而轴向挤压变形、弯曲变形时，在焊料自身、焊料与钢板之间的界面容易产生破损，不能够提高成形构件的碰撞能量的吸收特性。用于解决问题的方案本专利技术者们得知，即使是结构简单且即使是复杂的形状也能够以简便的方法制造的复合材料、即利用焊接将加强材料接合于棱线部且此时的焊接部设置在接近棱线部的中心的区域的复合材料在承受这种碰撞负荷时，能量吸收特性特别优异。本专利技术涉及一 种成形构件，其具有至少一个用于连接一个面和另一个面之间的棱线部，其特征在于，该成形构件包括至少接合于棱线部的加强构件，在棱线部处设有与加强构件焊接的焊接部，该成形构件例如是冲压成形构件、滚压成形构件。本专利技术中的“棱线部”表示连接一个面和另一个面之间的曲面部分。在一个面和另一个面均为平面的情况下，“棱线部”表示一个面的圆角终点位置与另一个面的圆角终点位置之间的部分。在一个面和另一个面的一方或双方是具有曲率半径的曲面的情况下，“棱线部”表示连接一个面和另一个面并且具有比它们的曲率半径小的曲率半径的部分。从而，“棱线部”具体来说是指例如冲压成形所带来的弯曲变形部，即指的是承受了弯曲变形的部位，将其棱线的方向称作棱线部的延长方向。从其他观点考虑，本专利技术涉及一种成形构件的制造方法，其特征在于，通过在成形构件的材料亦即平板状的坯件的、成为棱线部的位置焊接平板状的加强构件，对焊接有该加强构件的坯件进行冲压成形或滚压成形，从而制造至少具有一个棱线部的弯曲成形构件。在该情况下，也可以在将焊接有加强材料的坯件加热至Ac3点以上的温度之后进行冲压成形，即冲压成形也可以是所谓的热压成形。—般来说，碳素钢的焊接部处的焊接金属的硬度上升。因此，在焊接之后进行冲压加工的情况下，在棱线部的焊接部的变形非常困难时，棱线部的焊接部在冲压成形时断裂的可能性变高。相对于此，若在例如950°C以上这样的高温下进行热压成形，则棱线部的焊接部因塑性变形能力变大而能够冲压成形为更难以成形的形状。另一方面，若考虑对进行热压成形之后的高拉力钢板进行焊接，在此时的高拉力钢板由马氏体组织制成且具有例如1500MPa左右的强度的情况下，由这种马氏体组织固化而得到的母材必然因焊接时的热量而产生软化区域(所谓的HAZ软化)，硬度降低约30%。因此，担心在该软化区域发生接头断裂。相对于此，如上所述，在本专利技术采用焊接之后进行热成形的方案的情况下，将平板状的加强构件焊接于平板状的坯件，此时，在进行冲压成形时成为弯曲中心的区域、即成为棱线部的位置形成焊接部。以此方式在将焊接有加强构件的坯件加热至Ac3点以上的温度之后进行冲压成形。此前的焊接痕迹因此时的加热而消失，在进行冲压加工后的冷却时，母材和焊接时HAZ软化后的焊接部均固化。由于固化的程度主要受到钢的含碳量影响，因此钢成分相同的母材和HAZ各自的硬度变得均匀。S卩，根据本专利技术，只要确保与母材的已固化的强度相符合的接合面积(例如熔核直径)，就能够获得具有与已固化的母材的强度相符合的接头强度的成形构件。在本专利技术中，焊接部优选的是，(a)在棱线部的延长方向上连续或断续地设置，(b)呈直线状或曲线状地设置在棱线部的延长方向上，(C)设置在从棱线部的截面周长方向的中央位置到与该中央位置相距棱线部的截面周长的50%的位置的区间，(d)采用点焊部、线焊部、激光焊接部或等离子焊接部。另外，焊接部可以形成在棱线部的整个面上。而且，焊接方法可以使用点焊、线焊、激光焊或等离子焊等的各种焊接方法中的一种，或者也可以并用上述方法的两种以上。形成棱线部的方法可以是冲压成形、滚压成形中的任一种，另外，也可以对焊接平板坯件并使之重叠而获得的构件进行冲压成形、滚压成形。当然，也可以分别预先形成成形构件主体和加强材料，利用 设置在成形构件主体的棱线部上的焊接部将加强材料接合在成形构件主体上。另外，在本专利技术中，加强构件分别能够实现以下情况，Ce)在棱线部的延长方向的一部分或全部上延伸设置，Cf)分割为一个或本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：泰山正则，中泽嘉明，田坂诚均，铃木利哉，中田匡浩，富士本博纪，西畑仁美，
申请(专利权)人：新日铁住金株式会社，
类型：
国别省市：