專利名稱：用于制造汽車構(gòu)件的方法以及汽車構(gòu)件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種按照權(quán)利要求1前序部分中所述特性的用于制造汽車構(gòu)件的方法。本發(fā)明還涉及一種按照權(quán)利要求12前序部分中所述特征的汽車構(gòu)件。
背景技術(shù)：
為了制造汽車構(gòu) 件，近些年來(lái)已確立采用熱成型加工工藝和模壓淬火工藝，借其便能由可淬火的合金鋼制造汽車構(gòu)件，這種合金鋼汽車構(gòu)件具有特別高的強(qiáng)度值并同時(shí)有小的自重。特別是，作為系關(guān)碰撞的構(gòu)件或者也還有汽車結(jié)構(gòu)構(gòu)件，采用熱成型加工和加壓淬火的構(gòu)件。這樣，將板坯加熱到奧氏體化溫度以上，置入到熱成型加工模具中，在那里執(zhí)行熱成型加工并且緊接其后進(jìn)行加壓淬火。在此情況下便形成一種具有決定性意義的馬氏體組織，它具有高的強(qiáng)度值，但是有小的斷裂延伸率值，例如小于7%。因此，熱成型加工和加壓淬火得到的構(gòu)件不只是具有優(yōu)點(diǎn)，還由于其硬的以及部分脆的特性而具有某些缺點(diǎn)。在接合區(qū)域內(nèi)或者還有在凹口的區(qū)域內(nèi)，例如在汽車發(fā)生意外事故或碰撞情況下可能出現(xiàn)構(gòu)件的拉斷或折斷。由DE 10208216C1已知一種用于制造淬火的金屬構(gòu)件的方法，該構(gòu)件具有兩個(gè)不同延展性的區(qū)域。為此，將板坯加熱到奧氏體化溫度并且接著沿一條輸送路線供送給淬火過(guò)程，在輸送過(guò)程中對(duì)板坯的局部區(qū)域進(jìn)行冷卻，該局部區(qū)域在最終成品構(gòu)件中應(yīng)該具有較高的延展特性。此外由EP 2053140A1已知一種方法，借其熱處理一整個(gè)的金屬構(gòu)件，以便引起針對(duì)性的組織調(diào)整。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，提供一種用于制造汽車構(gòu)件的方法，借其能夠?qū)崿F(xiàn):相對(duì)由現(xiàn)有技術(shù)已知的方法，在汽車構(gòu)件中調(diào)定出更好的強(qiáng)度特性并且同時(shí)至少局部有高的延展性。此外本發(fā)明的目的是，提供一種汽車構(gòu)件，其具有相對(duì)由現(xiàn)有技術(shù)已知的汽車構(gòu)件得以改善的強(qiáng)度特性并且同時(shí)至少局部有高的延展性。方法技術(shù)的部分利用一種按照本發(fā)明具有權(quán)利要求1中所述特征的用于制造包括兩個(gè)區(qū)域的汽車構(gòu)件的方法得以實(shí)現(xiàn)，這兩個(gè)區(qū)域彼此具有不同的強(qiáng)度特性。上述目的的物的部分利用一種具有權(quán)利要求12中所述特征的包括兩個(gè)彼此不同的強(qiáng)度區(qū)域的汽車構(gòu)件得以實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的有利實(shí)施方案變型是各從屬權(quán)利要求的組成部分。用于制造包括兩個(gè)區(qū)域的汽車構(gòu)件的方法，這兩個(gè)區(qū)域具有彼此不同的強(qiáng)度特性，其特征在于包括下列方法步驟:-提供由可淬火的鋼板構(gòu)成的板坯，-將所述板坯加熱到至少800至1100°C、特別是加熱到900至1000°C，優(yōu)選加熱到奧氏體化溫度+/-100°c，-將加熱的板坯送入包括兩個(gè)溫度區(qū)部的爐子中，第一區(qū)部具有基本上等于奧氏體化溫度的溫度，并且第二區(qū)部具有處在300與600°C之間的溫度，-其中，將板坯的第二區(qū)域冷卻到在300與450°C之間的溫度并將該第二區(qū)域設(shè)置在所述第二區(qū)部中以及將板坯的第一區(qū)域設(shè)置在所述第一區(qū)部中，并且在一段時(shí)間間隔內(nèi)保持各區(qū)域中的溫度，-接著對(duì)板坯進(jìn)行熱成型加工和加壓淬火而成為所述汽車構(gòu)件，此時(shí)在所述第二區(qū)域中調(diào)定到在900與1300MPa之間的抗拉強(qiáng)度并調(diào)定到超過(guò)16%的斷裂延伸率A5。因此，在本發(fā)明的范圍內(nèi)，提供一種由可淬火的鋼板構(gòu)成的板坯并將其加熱到至少奧氏體化溫度。在本發(fā)明的范圍內(nèi)，所說(shuō)奧氏體化溫度總是應(yīng)該被理解為所使用鋼材的奧氏體化溫度。根據(jù)所用鋼材的合金組分，奧氏體化溫度處在至少800°C左右。優(yōu)選地，奧氏體化溫度在一種按照本發(fā)明使用的合金鋼中是處于在800與1100°C之間、優(yōu)選900與1000°C之間的加熱溫度。該加熱可以在一加熱站中實(shí)現(xiàn)，例如通過(guò)傳導(dǎo)式的或感應(yīng)式的加熱。同樣，通過(guò)熱輻射、熱對(duì)流或者還有通過(guò)紅外線或其他加熱方法進(jìn)行加熱也都是可能的。在加熱到至少奧氏體化溫度以后，將如此加熱的板坯送入一爐子中。對(duì)于該爐子可以涉及一種直通式爐(連續(xù)式加熱爐)，或者對(duì)于到奧氏體化溫度的加熱和接著的爐子可以涉及一種爐設(shè)備，它與一運(yùn)送帶連接。在爐子中，將加熱的板坯保持在一定溫度上，其中，該爐子具有兩個(gè)溫度區(qū)部并且各溫度區(qū)部具有彼此不同的溫度。對(duì)此，第一區(qū)部具有這樣一種溫度一該溫度基本上等于奧氏體化溫度，或具有這樣一種溫度一該溫度至少處在700°C以上、優(yōu)選超過(guò)800°C并且特別是處在900與1000°C之間。此外，優(yōu)選將板坯加熱到奧氏體化溫度+/-100°C，從而在本發(fā)明的范圍內(nèi)有可能實(shí)現(xiàn)的是:不僅制得一種基本上達(dá)100%實(shí)現(xiàn)的奧氏體化，而且還提供一種部分奧氏體化。在這種情況下，在溫度低于奧氏體化溫度時(shí)板坯只部分地奧氏體化，而在溫度高于奧氏體化溫度時(shí)板坯則幾乎完全奧氏體化。第二區(qū)部相對(duì)第一區(qū)部具有較低的溫度，優(yōu)選為處在300與600°C之間的溫度。將板坯在具有兩個(gè)彼此不同的溫度的爐子內(nèi)保持處于各區(qū)部中相應(yīng)溫度的一段保持時(shí)間，并且由此調(diào)定的溫度在板坯本身中保持。將第二區(qū)域在爐子的第二區(qū)部?jī)?nèi)保持于板坯材料的一定溫度上，亦即保持第二區(qū)域在300與450°C之間的溫度。為此首先必要的是，將第二區(qū)域冷卻到在300與450°之間的溫度。為了實(shí)現(xiàn)冷卻，例如可以利用空氣噴嘴或類似裝置。同樣，在即將送入爐子之前或者在送入爐子以便保持溫度的過(guò)程中，或直接就到開(kāi)始在爐子保持溫度時(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)第二區(qū)域的有效(主動(dòng))冷卻。第一區(qū)域設(shè)置在爐子的第一區(qū)部?jī)?nèi)并且在那里也保持一段時(shí)間間隔。

緊接其后，將保持在兩個(gè)彼此不同的溫度上的板坯送入一熱成型加工模具中，在那里進(jìn)行熱成型加工和加壓淬火，從而就形成熱成型加工的和加壓淬火的汽車構(gòu)件，其包括兩個(gè)彼此不同的強(qiáng)度區(qū)域。在此，第一區(qū)域具有高的強(qiáng)度，而第二區(qū)域則相對(duì)第一區(qū)域具有更高的延展性。在第一區(qū)域與第二區(qū)域之間優(yōu)選構(gòu)成一過(guò)渡區(qū)域，其中，具有特別是在30與120mm之間、優(yōu)選在20與IlOmm之間、優(yōu)選在30與IOOmm之間以及特別是大大致50mm
的過(guò)渡區(qū)域。在本發(fā)明的范圍內(nèi)，借此可以特別制造汽車結(jié)構(gòu)構(gòu)件，例如汽車支柱、門坎或頂梁，它們具有這樣一些具有較高延展性和較高強(qiáng)度區(qū)域，其特別是各連結(jié)區(qū)域。因此，在汽車發(fā)生事故的情況下不會(huì)導(dǎo)致早期的裂紋形成和構(gòu)件的折斷，而是長(zhǎng)久地保持各個(gè)構(gòu)件的連結(jié)，以便針對(duì)性地傳遞碰撞能量或者通過(guò)變形將碰撞能量降低。同樣可行的是，利用按照本發(fā)明的方法制造護(hù)板構(gòu)件，于是它們針對(duì)沖擊(Beschluss)或振動(dòng)(Anprengungen)、亦即針對(duì)投射火彈(Projektilfeuerwaffen)或者還有爆震(Detonationen)具有高的抵抗力。同樣，在本發(fā)明的范圍內(nèi)可行的是，利用該方法制造系關(guān)碰撞的構(gòu)件，例如橫梁或者還有碰撞箱。特別優(yōu)選地，在汽車構(gòu)件上制成兩個(gè)區(qū)域，亦即相對(duì)第一區(qū)域有較高延展性的區(qū)域，它們用作變形區(qū)域、穿通道、開(kāi)口、接合點(diǎn)或其他的連接區(qū)域。因此，在本發(fā)明的范圍內(nèi)可行的是，制造一種具有多個(gè)第一區(qū)域和多個(gè)第二區(qū)域的構(gòu)件。在本發(fā)明的范圍內(nèi)同樣可行的是，制造這樣一種構(gòu)件，它具有一個(gè)第一區(qū)域和兩個(gè)、三個(gè)或更多個(gè)第二區(qū)域。特別優(yōu)選地，為了實(shí)施按照本發(fā)明的方法使用這樣一種可淬火的鋼板，它具有合金，其中使用下列合金成分:
權(quán)利要求
1.一種用于制造包括兩個(gè)區(qū)域(7、8)的汽車構(gòu)件的方法，這兩個(gè)區(qū)域(7、8)具有彼此不同的強(qiáng)度特性，其特征在于包括下列方法步驟: -提供由可淬火的鋼板構(gòu)成的板坯(3 )， -將所述板坯加熱到至少800至1100°C、特別是900至1000°C，優(yōu)選加熱到奧氏體化溫度+/-100。。， -將加熱的板坯(3)送入包括兩個(gè)溫度區(qū)部的爐子(4)中，第一區(qū)部(5)具有基本上等于奧氏體化溫度(Tl)的溫度(T2)并且第二區(qū)部(6)具有處在300與600°C之間的溫度(T3)，其中，將板坯(3)的第二區(qū)域(8)冷卻到在300與450°C之間的溫度并將該第二區(qū)域(8)設(shè)置在所述第二區(qū)部(6)中以及將板坯(3)的第一區(qū)域(7)設(shè)置在所述第一區(qū)部(5)中，并且在一段時(shí)間間隔內(nèi)保持各區(qū)域(7、8 )中的溫度， -接著對(duì)板坯(3)進(jìn)行熱成型加工和加壓淬火而成為所述汽車構(gòu)件，此時(shí)在所述第二區(qū)域(8)中調(diào)定到在900與1300MPa之間的抗拉強(qiáng)度并調(diào)定到超過(guò)16%的斷裂延伸率A5。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，對(duì)于所述可淬火的鋼板，使用一種合金，該合金包括下列按重量百分?jǐn)?shù)表示的合金成分:
3.按照權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，將所述第二區(qū)域(8)從奧氏體化溫度(Tl)以在lOOK/s與lOK/s之間的冷卻速度冷卻到在300與450°C之間的溫度。
4.按照權(quán)利要求1至3之一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，通過(guò)將所述第二區(qū)域(8)在爐子(4)中保持于在300與450°C之間的溫度上以及接著熱成型加工和加壓淬火而調(diào)定到貝氏體組織、特別是下貝氏體組織(17)，同時(shí)在所述第一區(qū)域(7)內(nèi)調(diào)定到基本上馬氏體組織。
5.按照權(quán)利要求1至4之一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，將所述板坯(3)在爐子(4)中在5與400秒之間的時(shí)間(t)內(nèi)保持兩個(gè)彼此不同的溫度區(qū)域(7、8)。
6.按照權(quán)利要求1至5之一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在所述第一區(qū)域(7)中調(diào)定到在1200與1700MPa之間、特別是在1300與1600MPa之間以及優(yōu)選在1450與1550MPa之間的抗拉強(qiáng)度和大于13%的斷裂延伸率A5。
7.按照權(quán)利要求1至6之一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在所述第二區(qū)域(8)內(nèi)調(diào)定到在950與1050MPa之間的抗拉強(qiáng)度和超過(guò)17%的斷裂延伸率A5。
8.按照權(quán)利要求1至7之一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在所述第二區(qū)域(8)內(nèi)調(diào)定到在550與800MPa之間、特別是在600與700MPa之間的屈服極限Rp0.2。
9.按照權(quán)利要求1至8之一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在直通式爐設(shè)備(4)中或者在帶有后置的爐子(4)的加熱站(2)中實(shí)施到超過(guò)奧氏體化溫度(Tl)的加熱和對(duì)各溫度區(qū)域的保持。
10.按照權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，使用一種包括兩個(gè)彼此不同的溫度區(qū)部的直通式爐(4)作為爐子(4)。
11.按照權(quán)利要求9或10之一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，使用一種包括3個(gè)溫度區(qū)部的直通式爐(4)作為爐子(4)。
12.一種包括兩個(gè)彼此不同的強(qiáng)度區(qū)域(7，8)的汽車構(gòu)件，該汽車構(gòu)件依照按權(quán)利要求I至11之一項(xiàng)所述的方法制成，其特征在于，第一區(qū)域(7)具有在1400與1600MPa之間的強(qiáng)度和大于13%的斷裂延伸率A5，第二區(qū)域(8)具有在950與1050MPa之間的抗拉強(qiáng)度和在600與700MPa之間的屈服極限Rp0.2并同時(shí)有大于16%的斷裂延伸率A5。
13.按照權(quán)利要求12所述的汽車構(gòu)件，其特征在于，所述第一區(qū)域(7)具有馬氏體組織，所述第二區(qū)域(8)具有貝氏體組織、特別是下貝氏體組織(17)。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于制造汽車構(gòu)件的方法以及汽車構(gòu)件。該方法用以制造包括兩個(gè)區(qū)域的汽車構(gòu)件，這兩個(gè)區(qū)域具有彼此不同的強(qiáng)度特性。特別是，第一區(qū)域(7)具有高的強(qiáng)度，第二區(qū)域(8)相對(duì)它則具有較高的延展性和較小的強(qiáng)度。發(fā)明的另一組成部分是一種包括兩個(gè)彼此不同的強(qiáng)度區(qū)域的汽車構(gòu)件，其中，第一強(qiáng)度區(qū)域具有在1400與1600MPa之間的強(qiáng)度并同時(shí)有斷裂延伸率A5>13%，第二區(qū)域具有在950與1050MPa之間的抗拉強(qiáng)度并同時(shí)有斷裂延伸率A5>16%。
文檔編號(hào)C22C38/34GK103173606SQ20121050576
公開(kāi)日2013年6月26日 申請(qǐng)日期2012年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月23日
發(fā)明者K·巴克, O·布施西韋克, B·扎厄博卡爾 申請(qǐng)人:本特勒爾汽車技術(shù)有限公司