CN105246610B - 用于热成型薄的半成品的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种热成型钢制半成品的方法，其中将该半成品(1)加热至成型温度、输送至成型工具并且在成型工具中热成型、淬火或压模淬火。本发明的目的在于提供一种用于热成型钢制半成品的方法，其中能够毫无问题地、以成型温度输送具有极薄壁的扁坯并且无困难地将其引导至成型工具，而并不对半成品(1)的成型度限制，该目的这样达到，即，在热成型、淬火或压模淬火前将至少一个提高刚性的结构(2，3)引入在半成品(1)中并且提高半成品刚性的结构(2，3)至少局部地或者完全地设置在半成品(1)的切边区域(4)内。

Description

用于热成型薄的半成品的方法
技术领域
本发明涉及一种用于热成型钢制半成品的方法，其中将该半成品加热至成型温度、输送至成型工具并且在成型工具中进行热成型、淬火或模压淬火。
背景技术
通过使用硬化钢能够进一步减小为了提供特定、期望的刚性而所使用的板材的壁厚度，从而例如在汽车制造中提供了减重的可能性。在热成型中，将半成品(例如裁切的扁坯或板材)加热至高于AC1温度点的温度并且引导至成型工具。由于成型的高温板材的固有刚性却这样降低，即，特别在较小壁厚度且大面积的半成品或扁坯的情况下导致弯曲，这个弯曲在输送扁坯过程中可能会造成问题。特别是在自动输送的情况下，当由于弯曲而在输送中使这些扁坯卡住时，这可能会导致严重的生产损失。从现有技术中已知该问题的不同解决方案。因此从欧洲专利申请EP 2 457 673 A1中已知，通过热冲压将增大刚性的结构引入到扁坯中。由此产生的壁厚差却导致了，也产生壁厚度大幅度减少的区域，以至于在特别小的壁厚度的区域中出现额外的不期望的弯曲的问题。虽然在不改变壁厚的情况下将结构引入板材中的尝试促使在具有减少壁厚度的区域方面的问题得以解决。不过，已证实其对于后续的热成型过程而言的缺点在于，在热成型期间必须使引入的结构再次变形或平整。成型性能由此变差并且使可能的成型程度减小。从德国专利申请DE 101 28 200 A1中例如已知，引入以输送方向取向的凹槽，这些凹槽一方面在其自身的输送中作为扁坯的支承面并且另一方面在热成型中一起成型。就此也应该在成型工具中将一次性引入的凹槽平整，这对于扁坯后续的成型总体而言也是视为不利的。
发明内容
由此本发明的目的在于，提供一种热成型钢制半成品的方法，其中使极薄壁的扁坯也能够毫无问题地以成型温度得以输送并且无缺陷地引导至成型工具，而不会对半成品的成型程度造成限制。
根据本发明的第一种教导，上述目的通过一种方法实现，即，在热成型或模压淬火前在半成品中引入至少一个提高刚性的结构并且提高半成品刚性的结构至少局部地或者完全地设置在半成品的切边区域中。
通过使提高半成品的刚性的结构至少局部地设置在扁坯的切边区域中，在热成型过程期间不需要完全地使该结构平整或变形。半成品的成型过程因此以几乎不会受提高半成品刚性的结构的影响的方式来进行。因此该结构促成了，半成品能够以减少半成品的固有刚性的成型温度毫无问题地通过输送设备输送，例如以成型温度从加热炉输送至成型工具。半成品的刚性在存在提高刚性的结构以及薄的壁厚度的情况下是足够的，即，不会造成导致生产缺陷或生产损失的弯曲。特别优选地在半成品的切边区域中全面地设置提高半成品的刚性的结构，从而使所述结构的任何部分都不能够影响成型过程。特别是不会有任何剩余的所述结构留在完成的、成型的以及切边后的钢件上。
当成型具有最大1.2mm、最大1.0mm、最大0.8mm或最大0.5mm的壁厚度的半成品时，该方法是特别有利的。已证实的是，恰恰在这样的壁厚度的情况下对于加热至成型温度的半成品的输送是有困难的。
根据本方法的另一种设计方案，作为提高刚性的结构而将至少一个凹处和/或至少一个凹槽引入到半成品中。凹处和/或凹槽是特别简单的提高待成型的半成品的刚性的方式。优选地，使凹槽和凹处在输送方向上延伸，从而能够例如通过辊道系统以半成品和辊子之间尽量少的接触来实施输送。
用于提高半成品刚性的另一种方式由此实现，即，作为提高刚性的结构将至少一个弯边引入半成品边缘。这个例如在裁切的扁坯的边缘处外侧设置的弯边引起了(例如在90°角的弯边条件下)特别大幅度升高的刚性，因为由弯边的深度确定了半成品的刚性。在这样的切边的较小深度的条件下，实现了刚性的明显升高。
如果根据另一种设计方案作为提高刚性的结构在半成品的切边上引入较大的切削毛边或者由于在扁坯切削中的回拉而引起的切边弯曲部，能够在半成品的切削过程中在一个工作步骤中引入提高半成品刚性的结构。
作为本方法另一种有利的设计方案，能够在半成品中引入半成品的边缘的卷边来作为提高刚性的结构。尽管在所使用材料的高强度的情况下，卷边例如也能够在裁切为板材之前直接引入到带材中，其中例如通过使用辊轧成型方法来引入。就此，一侧的卷边就已经满足了以足够的程度来提高刚性。不过优选地在裁切出的扁坯的两个相对棱边处设置卷边。
作为另一种设计方案，在半成品中引入突出部作为提高刚性的结构，该突出部如上述地基本在半成品的切边区域中设置。突出部由于较大的壁厚度而在这些区域中引起了半成品较高的刚性，从而在高的成型温度以及较小的壁厚度(例如最大1.2mm)的条件下也能够毫无问题地实现半成品的输送。
根据本方法另一种设计方案，紧跟在热成型或压模淬火之后或者期间内通过切边至少部分地去除提高刚性的结构。由此确保了，紧跟在热成型或压模淬火后能够提供完成的构件，而不会在热成型过程中或在压模淬火过程中使提高刚性的结构限制了成型程度。
作为特别简单的半成品而使用到裁切的平面扁坯。例如能够如上述地，在裁切扁坯的过程中，通过较大的切削毛边或者通过由扁坯切削引起的弯曲部而简单地将提高刚性的结构引入到半成品中。
最后，通过本方法的另一种设计方案，将半成品成型为汽车部件，特别是汽车的A柱、B柱或C柱的一部分。已证实的是，在汽车部件的制造中通常恰好满足了使根据本发明的方法的应用变得特别有利的两个条件。一方面，为了实现较小的重量，汽车部件具有尽可能小的壁厚度。因此通常应用例如由硬化钢制成的、壁厚度最大1.2mm、最大1.0mm、最大0.8mm或最大0.5mm的薄扁坯。另一方面，例如在为车身提供板材的情况下需要特别大面积的板材部分，从而半成品具有相应较大的尺寸并且趋向于弯曲。
附图说明
接下来结合附图根据实施例来更详细地说明本发明。其中：
图1至图4示意性示出了在切边区域内具有提高刚性的结构的半成品的四种不同实施例的立体视图；
图5示出了具有提高刚性的结构的半成品的另一种实施例的俯视图；以及
图6示出了在切边后的、由图5中示出的半成品制成的汽车部件的俯视图。
具体实施方式
图1示意性示出了以扁坯形式的半成品1的一种实施例的立体视图，为了提高刚性该扁坯在左侧具有弯边2并且在右侧具有大的切削毛边3。但是也可以在半成品1的示出的这两个边缘处引入用于增大刚性的、同样类型的结构。通过虚线4示出了扁坯1的切边区域。正如很容易能够看出的，弯边的深度t或切削毛边3的深度确定了扁坯1的刚性，因为在垂直于弯边或切削毛边而弯曲的情况下，切削毛边3或弯边2也必须弯曲。半成品垂直于弯边的或垂直于切削毛边的弯曲因此简单地得以避免。例如可以考虑弯边2或切削毛边3并不仅在输送方向R上设置，而是也垂直于该方向地设置。不过并没有示出相应的实施例。
切割线4表示出扁坯的切边区域。在成型后会完全地从成型的扁坯去除提高刚性的结构2、3。因此不需要在热成型过程中再次使相应的区域或者整个提高刚性的结构变形或平整。同样地也适用于图2中半成品5在输送方向R上延伸的凹处6。如能够看出的，就此切割线4这样延伸，即，使提高刚性的结构(可就此为凹处6)完全处于切边区域内。不过也可以考虑，使完成的构件具有包括凹处6的相应的区域，从而仅需要局部地去除提高刚性的结构2，3，6。
像引入凹处6、引入弯边2或大的切削毛边3一样的类似的方式，通过在切边区域内的突出部8而实现，如图3中所示出的扁坯7。就此切割线4也标记出了切割区域，由此明显地看出，具有较大壁厚度的突出部8在切边区域内设置并且因此在成型以及切边后不再是成型的构件的一部分。
同样地也适用于卷边10，在图4中示出的实施例中在裁切后的扁坯9的边缘上引入该卷边。像是在前述的其他实施例中一样，以虚线示出切割线4，从而使卷边10处于扁坯9的切边区域中。卷边10能够以简单的方式例如通过辊压成型方法引入到带材中。
图5中的实施例是半成品上的俯视图，该半成品应该成型为汽车部件，在当前实施例中成型为汽车的B柱的一部分。半成品11具有由线12、13、14定义的多个切边区域。在切边区域内，一方面设置凹槽15并且另一方面设置增大的切削毛边16和17。这些凹槽和毛边一直到在热成型的、淬火的或压模淬火的半成品11的切边过程中被去除前都用于增加扁坯11的刚性。在图6中以俯视图示出了切边后的已成型的半成品11。扁坯11成型为汽车的B柱的一部分。这也成为了热成型板材的典型用途，因为就此在较低的重量情况下同时要求特别高的强度。也可以考虑，使半成品11在汽车的A柱或C柱的部分或其他汽车部件中成型并且随后通过切边而至少部分地从半成品去除提高半成品刚性的结构。
通过根据本发明的方法，因此能够对特别大面积的、具有最大1.2mm、最大1.0mm、最大0.8mm或最大0.5mm的非常薄的壁厚度半成品进行热成型、淬火或压模淬火，而不会由于加热至成型温度的半成品的不期望的弯曲而导致工艺问题。

Claims (16)

1.一种用于热成型钢制半成品(1，5，7，9，11)的方法，其中将半成品加热至成型温度、输送至成型工具并且在成型工具中热成型、淬火，
其特征在于，
在输送至成型工具及热成型、淬火之前，将至少一个提高刚性的结构(2，3，6，8，10，15，16，17)引入到所述半成品(1，5，7，9，11)中并且将提高所述半成品的刚性的结构(2，3，6，8，10，15，16，17)至少局部地或者完全地设置在切边区域(12，13，14)内。
2.根据权利要求1所述的方法，
其特征在于，
将半成品加热至成型温度、输送至成型工具并且在成型工具中压模淬火。
3.根据权利要求1所述的方法，
其特征在于，
将具有最大1.2mm的壁厚度的半成品(1，5，7，9，11)成型。
4.根据权利要求3所述的方法，
其特征在于，
将具有最大1.0mm的壁厚度的半成品(1，5，7，9，11)成型。
5.根据权利要求3所述的方法，
其特征在于，
将具有最大0.8mm的壁厚度的半成品(1，5，7，9，11)成型。
6.根据权利要求3所述的方法，
其特征在于，
将具有最大0.5mm的壁厚度的半成品(1，5，7，9，11)成型。
7.根据权利要求1所述的方法，
其特征在于，
作为提高刚性的结构，将至少一个凹处(6)引入到半成品(1，5，7，9，11)中。
8.根据权利要求1所述的方法，
其特征在于，
作为提高刚性的结构，将至少一个凹槽(15)引入到半成品(1，5，7，9，11)中。
9.根据权利要求1所述的方法，
其特征在于，
作为提高刚性的结构，将半成品的边缘的至少一个弯边(2)引入到半成品(1，5，7，9，11)中。
10.根据权利要求1所述的方法，
其特征在于，
作为提高刚性的结构，在半成品(1，5，7，9，11)的切削边缘处引入至少一个大的切削毛边(3)。
11.根据权利要求1所述的方法，
其特征在于，
作为提高刚性的结构在半成品(1，5，7，9，11)的边缘处引入至少一个卷边(10)。
12.根据权利要求1所述的方法，
其特征在于，
作为提高刚性的结构将突出部(8)引入到半成品(1，5，7，9，11)中。
13.根据权利要求1所述的方法，
其特征在于，
紧跟在热成型或压模淬火之后或者期间内，通过切边而至少部分地去除提高刚性的结构(2，3，6，8，10，15，16，17)。
14.根据权利要求1所述的方法，
其特征在于，
作为半成品(1，5，7，9，11)使用裁切的扁坯。
15.根据权利要求1至14中任意一项所述的方法，
其特征在于，
所述半成品(11)成型为汽车部件。
16.根据权利要求15所述的方法，
其特征在于，
所述半成品(11)成型为汽车的A柱、B柱或C柱的一部分。
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