CN105246612B - 用于制造成型构件的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种通过设备用于制造成型构件的方法，其中，具有空心区域并至少部分地由钢材组成的工件引入设备的工具中，并且其中，通过设备的对接冲头在压力下将流体引入位于工具中的工件的空心区域而且工件在该设备中热成型。本发明的目的在于说明一种方法，该方法允许低成本地制造具有复杂形状的构件并同时实现了令人满意的构件硬化，该目的通过在对接冲头区域中对抗工件的冷却得以实现。本发明另外还涉及一种设备，特别是用于实施该方法。

Description

用于制造成型构件的方法和设备

技术领域

本发明涉及一种借助设备用于制造成型构件的方法，其中，具有空心区域并至少部分地由钢材组成的工件引入设备的工具中，并且其中，通过设备的对接冲头在压力下将流体引入位于工具中的工件的空心区域而且工件在该设备中热成型。本发明另外还涉及一种用于使具有空心区域并至少部分地由钢材组成的工件成型的设备，该设备具有：用于容纳工件的工具和至少一个对接冲头，该对接冲头用于将流体引入位于工具中的工件的空心区域。

背景技术

现有技术中已知，由钢材制成的工件、比如管道或扁坯，或由工件制成的构件、比如型材，在其成型过程中或成型之后硬化。在此，根据钢材种类使工件或构件达到Ac1或Ac3温度以上的温度，从而主要存在奥氏体结构，并随后冷却或淬火。这样调整的马氏体结构随后赋予构件增加的硬度，从而可以制成重量虽轻但相对稳固的构件。

特别是在大规模生产硬化型材的过程中，在过去仅能够相对以较简单的方式转换空心型材中的形状。相反地，例如可以通过由多个部分、比如半铸件组装成型材实现复杂的形状。但是，将这些部分组装成型材所必需的连接可能会对型材的稳定性、重量和制造过程产生负面的影响。

用于制造具有复杂结构的构件(比如型材)的其他方案遵循所谓的热吹塑成型。在热吹塑成型过程中，通过对接冲头在压力下将通常气态的热流体引入通过对接冲头密封的工件的空心区域中，例如管内部。在高压下引入的流体由外侧的赋形工具(所谓的内高压成型或“高压液压成型”)成型为工件和/或外侧的赋形工具挤压处于适当压力下的工件(所谓的“低压液压成型”)。在后面一种情况下，引入的流体用于在工件的空心区域中固定特定的体积，从而随后可以从外部通过工具使工件成型。

如果制成的构件需要硬化，可以在一个单独的工艺步骤中使构件硬化。但是这代表为了赋予硬化型材复杂形状而成本相对较高的解决方案。因此，在现有技术中追求在设备中实现热吹塑成型以及硬化的方案。

为此，例如现有技术DE 698 03 588 T2中公开了适宜的设备和方法。其中提出了，通过由压力下引入的冷介质取代占优势的加热介质，空心的钢制工件通过已加热的且在压力下使用的介质吹塑成型并随后在成型工具中淬火。

虽然以这种方式可以实现对具有复杂形状的硬化构件的制造过程的改造，但是也表明，现有技术中以这种方式制成的构件，特别是在其末端区域(即流体引入工件空心区域的位置)并不具有令人满意的质量。特别是由此并不能提供沿其整个长度完全硬化的型材。工件在这些区域中的变形程度也并不令人满意，从而可能会导致过早的材料失效。出于这一原因，在成型或硬化之后通常需去除这类构件或型材的端部，但这样会导致过多的材料废料或废品比例并因此损害该方法的经济性。

发明内容

由这一技术背景出发，本发明的目的在于，说明一种方法和设备，该方法或设备允许低成本地制造具有复杂形状的构件并同时实现了令人满意的构件硬化。

根据本发明的第一教导，上述目的通过这样一类方法得以实现，即，在对接冲头区域中对抗工件的冷却，特别是在热成型过程中。在此，既可以通过额外的装置也可以通过设备本身对抗该冷却。

已显示，为了在压力下将流体引入工件的空心区域中并且使工件热成型，由于对接冲头或设备与工件的接触使工件的一部分热量在对接冲头的区域中经对接冲头而散失，因此对接冲头的存在或在对接冲头区域中的设备本身的存在是产生上述缺陷的原因。由此在热成型过程中会使得工件在对接冲头的区域中的温度以及在邻接的工件区域中的温度降低，或者已经不能达到足够高的温度。在超过Ac1或Ac3温度的加热过程中、在随后的热成型过程中、优选在温度超过钢材的Ac1或Ac3温度的情况下以及在随后进行的快速冷却过程中工件的理想的温度变化过程由此受到影响。

现通过在对接冲头区域中对抗工件的冷却，可以使工件在对接冲头区域中不希望的温度变化过程的负面效应减小或最小化。由此可以在对接冲头的区域中也实现令人满意的可变形性并可以制成基本上完全硬化的构件，从而可以减少或甚至避免在对接冲头的区域中的材料废料。同时可以充分利用吹塑成型的优势，即，制造复杂的形状。另外还显示，按照本发明的方法有利于工件材料从对接冲头的区域中向后推进并能够实现较高的变形程度。

因此可以提供一种方法，该方法允许低成本地制造具有复杂形状的构件并同时实现了令人满意的构件硬化。

对抗工件冷却特别应理解为，以这样的程度对抗冷却，即，特别是在工件的热成型过程中，基本上可以阻止由冷却引起的工件中的相变。工件温度也可以在对接冲头的区域中保持在再结晶温度以上或钢材的Ac1或甚至Ac3温度以上。直到热成型之后，例如通过淬火，可使工件再次处于该温度以下。

这些工件通常是可以成型成为构件、特别是型材的半成品。这些工件特别优选是可以成型成管状型材的管状工件。管状工件例如可以具有两个开口，例如在每个端部具有一个开口。在这种情况下，为工件的每个开口设置有一个对接冲头。但是还能够考虑的是，使用具有一个或多于两个开口的工件。在这种情况下可以设置相应数量的对接冲头。所制成的构件、特别是管状型材特别适合作为车身构件，比如作为汽车车身的支柱或支架。按照本发明的方法能够实现的优点特别在汽车领域中受期望，比如在较轻的重量下构件的高强度以及低成本的制造。

工件的钢材例如可以是锰硼钢。根据不同的合金，这类钢可以通过硬化达到超过1500MPa最高2000MPa的抗拉强度。

此外，对于按照发明的方法优选具有0.5至3.0mm之间壁厚的工件。

用于成型的流体具有的温度优选在工件钢材的Ac1或Ac3温度以上。该流体优选为气体，但原则上也可以设置为液体。通过流体足够高的温度可以对抗在热成型过程中工件的过度冷却。

流体也可以替代性地以非调温的方式例如在室温下引入工件。特别是具有低导热性的流体是非常适宜的，因为至少在热成型的持续时间中不会出现工件的过度冷却。

例如在工件引入工具之前或者在设备中，可以使工件达到用于热成型的温度，即达到再结晶温度以上的温度、优选达到钢材的Ac1或Ac3温度以上温度。

工具优选至少部分地围绕工件。工具例如形成为铸模。该工具例如包括两个铸模半部，工件可以放入这两个铸模半部中。该工具优选是赋形工具并且例如至少区域性地具有待制构件的凹模形状。

为此，对接冲头在其外圆周面上优选具有密封区域，通过该密封区域工件的空心区域相对外侧区域密封。根据待成形的工件的形状也可以设置两个或多个对接冲头。对接冲头可以具有额外的功能，即，在热成型期间将工件的材料向后推进。在多于一个对接冲头的情况下，在所有或仅一个对接冲头的区域中抵抗工件的冷却。

一方面，在设备中的热成型通过已引入工件空心区域中的流体本身得以实现，从而实现了工件的成型。在此，工件以基本上指向外侧的变形力挤压工具。在高压下将流体引入工件空心区域中之前，形成为铸模的工具通常完全地环绕工件。另一方面，在压力下引入的流体也可以用于在工件空心区域中固定特定的体积。该成型例如可以通过设备的工具从外部进行。直到在适当的压力下将流体引入之后，形成为铸模的工具在此才完全地相互闭合。上述方法原则上也可以相互结合地使用。

根据按照本发明方法的一种设计，通过在对接冲头区域中至少暂时地加热工具中的工件来对抗冷却。为此，设备例如可以具有用于在对接冲头区域中加热工件的装置，例如设置在工具中或者对接冲头中。已显示，尽管同时存在经过设备、例如经过对接冲头的热传导，特别是在热成型过程中通过在对接冲头区域中加热工件可以充分地对抗在该区域中工件过强或过快的冷却。

根据按照本发明方法的另一种设计，通过在对接冲头的区域中降低从工件向设备上的热传导来对抗冷却。已显示，通过降低从工件向设备上的热传导也可以对抗在对接冲头的区域中工件过强或过快的冷却。降低向设备上的热传导例如意味着降低向对接冲头的区域中工件上的热传导和/或降低向对接冲头本身的热传导。

根据按照本发明方法的下一种设计，通过降低设备在对接冲头的区域中的导热性来降低热传导。尽管在对接冲头的区域中的设备和对接冲头的区域中的工件之间最终仍存在温度差，但通过降低设备在对接冲头的区域中的导热性仍可以对抗热传导。在此可以减小对接冲头本身的导热性和/或工具在对接冲头的区域中的导热性。例如可以相对于远离对接冲头的工具的区域而降低导热性。特别是可以通过在对接冲头的区域中使用具有低导热性材料的设备(例如工具或对接冲头)，实现热传导的降低。例如，可以使用基本上由导热性低的材料制成的对接冲头和/或使用在对接冲头的区域中具有导热性低的材料的工具。具有低导热性的材料例如可以是具有低导热性的工具钢。但也能够考虑其他材料，例如陶瓷。

降低的导热性或具有低导热性的材料特别是理解为导热性小于所使用的钢材的导热性。材料例如具有小于40、优选小于30或甚至小于20W/(m·K)低导热性。

根据按照本发明方法的另一种设计，通过在工件与设备之间、特别是工件与工具之间引入添加物来降低热传导，可以在不对设备进行本质上改造的条件下实现热传导的降低。例如在对接冲头的区域中可以将润滑剂、纤维素或陶瓷设置在设备与工件之间。以此降低了导热性并因此进一步降低了向设备上的热传导。如果在设备与工件之间设置有添加物，另外不会影响在工件与对接冲头之间的密封。添加物例如可以与工件一起装入设备或者已经设置在设备上。

添加物优选具有低导热性，特别是比工件所使用的钢材和/或比设备在对接冲头的区域中的材料更低的导热性。添加物的导热性例如小于20、优选小于10或甚至小于1W/(m·K)。

根据按照本发明方法的另一种设计，通过减小工件与设备之间的接触面，特别是通过在形状上改造对接冲头的表面，优选通过结构化、特别是设置一个或多个凹槽，降低热传导。也可以在对接冲头的区域中替代性地或额外地这样在形状上改造工具。因此，通过减小工件与设备之间的接触面可以降低导热性并因此降低由工件向设备上的热传导，从而可以以最终效果对抗工件在对接冲头区域中的冷却。在不影响对接冲头的密封功能的条件下，通常不可能特别是在工件与对接冲头之间设置额外的材料。但是已证实，通过接触面积的减小(比如通过在对接冲头的表面上以及在对接冲头的密封区域中设置一个或多个凹槽)可以降低热传导，而且尽管如此仍可以形成对于成型(比如热吹塑成型)而言充分地密封。通过改造可以以特别简单的方式减小设备与工件之间的接触面积，其中，优选在凹槽中的空气可以作为绝热介质。接触面积的减小例如应理解为，与没有进行面积形状改造的接触面积相比，该接触面积减小了至少20％、优选减小了至少40％、特别优选减小了至少60％。

根据按照本发明方法的另一种设计，通过减小在对接冲头的区域中设备与工件之间的温度差来降低热传导。由此所使用的材料尽管可能有较高的导热性但却可以降低热传导。使用低导热性材料或添加物的局限性可以这样避开，即，在设备的设计中可以实现更大的自由度。通过降低导热性而且通过减小温度差使热传导最小化，原则上当然也是可能的。

温度差的减小可以理解为，至少使在对接冲头的区域中设备与工件之间的正温度差(即当工件在对接冲头的区域中的温度大于设备在对接冲头的区域中的温度)减小。这样过高的正温度差即导致工件中的温度降低，从而影响在成型或者由足够高的工件温度淬火过程中向后推进材料并因此影响硬化。在理想情况下的热成型过程中，设备与工件在对接冲头的区域中的温度基本上相同。

根据按照本发明方法的另一种设计，通过在对接冲头的区域中对设备、特别是对接冲头和/或工具进行调温来减小温度差。因此可以特别简单和有效地减小在决定性区域中的温度差。这样调温的区域例如可以具有加热部件。特别是通过调温能够达到钢材的Ac1或甚至Ac3温度。由此可以在热成型过程中将在对接冲头的区域中的工件保持在再结晶温度以上或钢材的Ac1或甚至Ac3温度以上。例如，在热成型过程之前和/或期间将对接冲头或在对接冲头区域中的工具加热到相应的温度。为了仅提出几个例子，调温例如可以通过感应加热或者通过筒形加热器进行。

如果在工件的热成型之后已成型的工件在设备中特别是通过冷却介质淬火，可以特别经济地调整淬火组织并提供用于制造硬化构件的低成本的方法。这样是可能，因为额外地将已成型的工件或构件加热至的Ac1或Ac3温度以上并不是必需的，这是因为在成型之后钢材在对接冲头的区域中仍具有较高的温度。因此在设备内部进行淬火是可能的，该淬火省略了可能需要的额外的输送步骤以及淬火设备。在此，淬火温度本质上取决于所使用的钢材。作为冷却介质例如是液体，例如水。但是也可以设置其他的冷却介质，比如气态或者固态的冷却介质。工件的淬火优选在对接冲头退后的情况下进行。但是还能够考虑的是，冷却介质经对接冲头引入已成型的工件中。

应理解为，上述用于对抗工件在对接冲头区域中的冷却的不同可能性可以相互结合。

按照本发明的第二教导，按照本发明的设备用于使具有空心区域并至少部分地由钢材组成的工件成型，特别是用于实施本发明的方法，开头所述的目的通过该设备由此得以实现，即，在对接冲头的区域中设置有用于对抗工件的冷却的措施。

用于对抗工件冷却的措施在此既可以是额外的装置也可以例如作为设备本身的一些部分或特别的设置。这些措施也可以通过特定的材料选择或者特定的形状设计得以实现。

因此，如关于按照本发明的方法已经实施的，特别是在热成型过程中，减少工件在对接冲头区域中不希望的温度变化过程的负面效应。因此在对接冲头区域中也可以实现令人满意的可变形性并且可以制成基本上完全硬化的构件，从而可以减少或甚至避免在构件末端区域中的材料废料。同时可以通过按照本发明的设备制造有利且复杂的形状。

用于对抗工件冷却的措施特别是可以这样设置，即，在工件的热成型过程中基本上可以阻止由冷却引起的工件中的相变，工件温度也可以在对接冲头的区域中保持在再结晶温度以上或钢材的Ac1或甚至Ac3温度以上。

因此可以提供一种设备，该设备允许低成本地制造具有复杂形状的构件并同时实现了令人满意的构件硬化。

另外该设备还可以具有用于实施上述工艺步骤的其他措施。例如，该设备可以具有用于加热或冷却工件的装置。例如，该设备可以具有加热部件，比如感应线圈，或者具有用于引入冷却介质的装置。

根据按照本发明的设备的一种设计，作为用于对抗工件冷却的措施，至少一个加热部件设置用于在对接冲头的区域中加热工件。已显示，尽管同时存在经过设备、例如经过对接冲头的热传导，特别是在热成型过程中通过在对接冲头区域中加热工件可以充分地对抗在该区域中工件过强或过快的冷却。

根据按照本发明的设备的另一种设计，作为用于对抗工件冷却的措施，设置有用于降低由工件向设备上的热传导的措施。通过设置有用于降低热传导的措施可以实现，在对接冲头的区域中更少的工件热量通过对接冲头散失，从而对抗冷却。

根据按照本发明的设备的另一种设计，作为用于降低热传导的措施，设置有用于减小设备在对接冲头的区域中的导热性的措施。相应的措施比如可以是设置在对接冲头区域中的添加物或者间隔部件，而且其也可以形成为设备本身的一些部分或者形成作为额外的部件。尽管在对接冲头区域中的设备和对接冲头区域中的工件之间最终仍存在温度差，但通过用于降低设备在对接冲头的区域中导热性的措施仍可以降低热传导。

特别是，作为用于降低导热性的措施，在对接冲头的区域中的设备、特别是对接冲头和/或在对接冲头的区域中的工具具有低导热性的材料。具有低导热性的可能的材料例如是具有低导热性的工具钢或陶瓷。

降低的导热性或具有低导热性的材料特别是理解为导热性小于所使用的钢材的导热性。具有低导热性的材料的导热性例如小于40、优选小于30或设置小于20W/(m·K)。

作为用于降低热传导的措施，如果根据设备的另一种设计在工件与设备之间、特别是工件与工具之间引入添加物，可以有利地进一步降低热传导。这类添加物例如可以是能够设置在设备或工件上的润滑剂。

作为用于降低热传导的措施，如果根据设备的另一种设计减小工件和设备之间的接触面积、特别是在形状上改造对接冲头的表面,并优选对接冲头的表面具有一种结构、特别是具有一个或多个凹槽，可以有利地进一步降低热传导。优选在对接冲头的密封区域中设置减小的接触面积。替代性地或额外地也可以在对接冲头的区域中这样改造工具形状。

作为用于降低热传导的措施，如果根据设备的另一种设计设备设置有用于减小在对接冲头区域中的设备与工件之间的温度差的措施，可以实现在对接冲头区域中的热传导不依赖于设备与工件处于接触的区域的导热性。

根据设备的另一种设计，作为用于降低温度差的措施，可以特别简单地设置有调温的对接冲头和/或在对接冲头区域中调温的工具。例如可以通过感应线圈或者筒形加热器进行调温。同样可以使用流体，该流体可以加热对接冲头和/或在对接冲头区域中的工具。

最后，通过对接冲头能够移动可以有利地改进该设备。以此，对接冲头不仅可以几乎不依赖于工件形状而可靠地密封工件，而且可以简化已成型工件的冷却或淬火，因为在对接冲头回缩的情况下可以以简单的方式喷洒冷却介质，例如水。

根据本发明第二教导的设备的其他优势和有利设计参见根据本发明第一教导的方法描述。

附图说明

随后结合附图通过描述实施例进一步说明本发明。附图中示出了：

图1示出了按照本发明的设备的第一个实施例，该设备用于实施按照本发明的方法的第一实施例，

图2示出了按照本发明的设备的第二个实施例，该设备用于实施按照本发明的方法的第二实施例，

图3示出了按照本发明的设备的第三个实施例，该设备用于实施按照本发明的方法的第三实施例，

图4示出了按照本发明的设备的第四个实施例，该设备用于实施按照本发明的方法的第四实施例，

图5示出了按照本发明的设备的第五个实施例，该设备用于实施按照本发明的方法的第五实施例。

具体实施方式

图1以截面图示出了设备1的第一个实施例的一部分，该设备用于使工件2成型而制成成型构件。工件2由可硬化钢组成并且在这种情况下是一个由管状型材成型得到的管状工件。工件2另外具有空心区域2a。设备1包括工具4和能够轴向移动的对接冲头6，该工具具有两个赋形的铸模半部4a和4b。待制型材的形状通过铸模半部4a和4b的赋形内圆周面决定。工件2已经引入工具4中，其中，工件2的空心区域2a的开口通过对接冲头6密封地封闭。为此，对接冲头6以其设计作为密封区域的表面6a密封地紧贴在工件2的终端区域中的内圆周面上。对接冲头6为此与工件2相匹配并且在这种情况下基本上旋转对称且呈锥形延伸地形成。为了将流体引入到空心区域2a中使工件成型，对接冲头6具有共轴设置的流体输送管8。

该设备例如可以还具有第二个或另外的对接冲头，通过该对接冲头可以密封管状工件2的第二个开口或另外的开口(未示出)。这里仅示例性地说明一个对接冲头6。

在将工件2如图1中所示地引入到工具4中之前，例如可以使工件达到位于Ac3温度以上的温度。但也可替代性地直到位于工具4中才加热工件2。

如果现在将较热的流体(例如在Ac1温度以上)通过流体输送管8引入固定在工具4中的工件2的空心区域2a中，工件2与赋形的铸模半部4a和4b共同作用而热成型。在此，通过在高压下引入的流体或者通过在适当压力下引入流体的情况下铸模半部4a和4b的合拢实现成型。同样地也可以设置为这些方法的结合。

为了促进成型，对接冲头6另外还具有凸起6b,该凸起从后方夹紧工件2。由此可以将工件2的材料向后推送至铸模半部4a和4b之间区域中，从而可以确保在较高的变形程度范围内有充足的材料可供使用。

如上所述，在成型过程中，对接冲头6总是以密封区域6a紧贴在工件2终端区域中的内圆周面上。但是在现有技术中的设备和方法中以此会从已加热的工件2向对接冲头6上进行不可忽视的热传递，并导致工件2在对接冲头区域和邻接区域中的冷却。

为了对抗工件2在对接冲头6的区域中的冷却，设备1现为了降低从工件2向设备1的热传递而具有用于降低设备1的对接冲头6与工件2之间温度差的措施，该措施的形式为通过加热部件10对对接冲头6进行调温。加热部件10例如可以通过筒形加热器或主动的调温装置实现。通过加热部件10可以使对接冲头的温度例如达到Ac1温度或Ac3温度以上。以此在热成型过程中可防止通过在对接冲头区域中的冷却引起的钢材的相变。因此，可以通过已成型的工件2接下来的冷却或淬火完成特别是包括在对接冲头6的区域中的硬化，而不必再次加热工件。

加热部件10也可以替代性地例如形成为感应线圈，从而在最初实现了工件2在对接冲头6的区域中的加热。在这种情况下并不强制性地减小对接冲头6与工件2之间的温度差，但是总是通过在对接冲头6的区域中加热工件2来对抗工件2在对接冲头6的区域中的冷却。

为了硬化，在工件2热成型为型材之后例如可以在轴向上移除对接冲头6，从而可以通过引入冷却介质使制成的型材硬化。

因此可以在对接冲头6的区域中实现得到改善的可成形性并且制成基本上已完全硬化的构件，从而可以降低由于来自对接冲头6的区域未硬化的工件区域而导致的材料废料。同时可以实现制造具有复杂几何形状的空心型材。另外由于降低了工件2的冷却简化了工件2的材料从对接冲头6的区域向后推送，从而能够实现工件2的高变形程度。

图2示出了设备1’的第二个实施例，该设备类似于图1中的设备1。就这点而言，随后仅探讨不同点而同样或者类似的部件标有相同的附图标记。与图1中的设备1的区别在于，图2中的设备1’不具有用于降低工件2与设备1’之间温度差的措施，而是取而代之地具有用于降低对接冲头6和工具4在对接冲头6区域中的导热性的措施。在这种情况下以此设置该措施，即，对接冲头6的区域中的工具4和对接冲头6本身包括具有低导热性的材料11。在这种情况下，对接冲头6由具有低导热性的工具钢11或者陶瓷组成，而且铸模4a、4b在对接冲头6的区域中同样具有低导热性的工具钢11或者陶瓷，如通过交叉线区域所示。由此可以同样降低由工件2向设备1’上的热传导并最终对抗工件2在对接冲头6的区域中的冷却。

图3示出了设备1”的第三个实施例，该设备类似于图1或2中的设备。在图3的设备1”中，在这种情况下为了降低热传导，添加物12基本上设置在工件2和设备1”的铸模4a、4b之间的整个区域中。由此可以再次降低由工件2向设备1”上的热传导并最终对抗工件2在对接冲头6的区域中的冷却。

图4示出了设备1”’的第四个实施例，该设备类似于图1至3中已示出的设备。但不同之处在于，设置用于对抗工件2在对接冲头6的区域中的冷却的措施通过减小工件2与对接冲头6的密封面6a之间的接触面得以实现。这由此得以实现，即，通过在设计作为密封区域的对接冲头6的表面6a中引入以凹槽14形式的结构，从形状上改造对接冲头6的表面6a。因此可以通过减小的接触面积再次降低由工件2向设备1”’上的热传导并最终对抗工件2在对接冲头6的区域中的冷却。

图5示出了设备1””的第五个实施例，该设备类似于图1至4中已示出的设备。为了对抗工件2在对接冲头6的区域中的冷却，如图1所述的设备1为了降低由工件2向设备1上的热传导，设备1””具有用于降低工件2和设备1”’之间温度差的措施。在这种情况下，替代对接冲头6的调温，工具4通过加热部件16调温，从而降低了工具4与工件2之间的温度差。加热部件16再次可以通过筒形加热器或主动的调温装置实现。通过加热部件10可以使对接冲头的温度例如达到Ac1温度或Ac3温度以上。以此在热成型过程中可防止通过在对接冲头区域中的冷却而引起的钢材的相变。因此，可以通过已成型的工件2接下来的冷却或淬火完成特别是在包含对接冲头6的区域中的硬化，而不必再次加热工件。

加热部件16也可以替代性地形成为感应线圈，从而在最初实现了工件2在对接冲头6的区域中的直接加热。在这种情况下并不需要强制性地降低工具4与工件2之间的温度差，但是总是通过在对接冲头6的区域中加热工件2来对抗工件2在对接冲头6的区域中的冷却。

Claims (29)

1.一种借助设备用于制造至少部分地由钢材组成的成型构件的方法，

-其中，具有空心区域并至少部分地由钢材组成的工件引入所述设备的工具中，并且

-其中，通过所述设备的对接冲头在压力下将流体引入位于所述工具中的工件的空心区域，而且所述工件在所述设备中热成型，

其特征在于，

在热成型过程中，在所述对接冲头的区域中这样设置用于对抗由于所述对接冲头与所述工具中的工件产生接触造成所述工件冷却的措施，即，使工件温度也在对接冲头的区域中保持在再结晶温度以上或保持在钢材的Ac1温度以上或保持在钢材的Ac3温度以上。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过在所述对接冲头的区域中至少暂时地加热所述工具中的工件来对抗冷却。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过在所述对接冲头的区域中降低从所述工件向所述设备上的热传导来对抗冷却。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，通过降低所述设备在所述对接冲头的区域中的导热性降低热传导。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，通过在所述对接冲头的区域中使用具有低导热性材料的设备降低热传导。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，通过在所述工件与所述设备之间引入添加物来降低热传导。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，通过所述工件与所述工具之间引入添加物来降低热传导。

8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，通过减小工件与设备之间的接触面降低热传导。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，通过在形状上改造所述对接冲头的表面降低热传导。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，通过结构化所述对接冲头的表面降低热传导。

11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，通过所述对接冲头的表面设置一个或多个凹槽降低热传导。

12.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，通过减小在所述对接冲头的区域中所述设备与所述工件之间的温度差来降低热传导。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，通过在所述对接冲头的区域中对所述设备进行调温来减小温度差。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，通过在所述对接冲头的区域中对所述对接冲头和/或所述工具进行调温来减小温度差。

15.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述工件的热成型之后，在所述对接冲头回缩的情况下，已成型的所述工件在所述设备中通过冷却介质淬火。

16.一种用于实施根据权利要求1至15中任意一项所述的方法来成型具有空心区域(2a)并至少部分地由钢材组成的工件(2)的设备，所述设备具有：

-用于容纳所述工件(2)的工具(4)，和

-至少一个用于将流体引入位于所述工具(4)中的工件(2)的空心区域(2a)中的对接冲头(6)，

其特征在于，

在所述对接冲头(6)的区域中设置有用于对抗所述工件(2)的冷却的措施。

17.根据权利要求16所述的设备，其特征在于，作为用于对抗所述工件(2)冷却的措施，至少一个加热部件(10,16)设置用于在所述对接冲头(6)的区域中加热所述工件(2)。

18.根据权利要求16所述的设备，其特征在于，作为用于对抗所述工件(2)冷却的措施，设置有用于降低由所述工件(2)向所述设备(1,1’,1”,1”’,1””)上热传导的措施。

19.根据权利要求18所述的设备，其特征在于，作为用于降低热传导的措施，设置有用于减小所述设备(1,1’,1”,1”’,1””)在所述对接冲头(6)的区域中导热性的措施。

20.根据权利要求19所述的设备，其特征在于，作为用于降低热传导的措施，设置有具有低导热性的材料(11)。

21.根据权利要求18所述的设备，其特征在于，作为用于降低热传导的措施，在所述工件(2)和所述设备(1,1’,1”,1”’,1””)之间引入添加物(12)。

22.根据权利要求21所述的设备，其特征在于，作为用于降低热传导的措施，在所述工件(2)和所述工具(4)之间引入添加物(12)。

23.根据权利要求18所述的设备，其特征在于，作为用于降低热传导的措施，减小了所述工件(2)和所述设备(1,1’,1”,1”’,1””)之间的接触面积。

24.根据权利要求23所述的设备，其特征在于，作为用于降低热传导的措施，在形状上改造了所述对接冲头(6)的表面(6a)。

25.根据权利要求24所述的设备，其特征在于，所述对接冲头的表面具有一种结构。

26.根据权利要求24所述的设备，其特征在于，所述对接冲头的表面具有一个或多个凹槽(14)。

27.根据权利要求18所述的设备，其特征在于，作为用于降低热传导的措施，设置有用于减小在所述对接冲头(6)区域中所述工件(2)与所述设备(1,1’,1”,1”’,1””)之间温度差的措施。

28.根据权利要求27所述的设备，其特征在于，作为用于减小温度差的措施，设置有调温的对接冲头(6)和/或在所述对接冲头的区域中调温的工具(4)。

29.根据权利要求16所述的设备，其特征在于，所述对接冲头(6)能够移动。