CN107848008A - 超高强度车身部件和底盘部件 - Google Patents

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Abstract

提供了一种用于机动车辆的结构部件，该结构部件由单件式钢材形成、具有闭合的复杂的横截面，并且具有增大的强度，例如具有大于650MPa的强度，因此提高了性能。该结构部件通常具有大于5％的伸长率。结构部件通过使含硼钢材膨胀来形成，例如对钢材制成的管件进行加热或使钢材制成的管件液压成形。含硼钢材在成形过程期间膨胀了至少2％，并且因此获得了闭合的、复杂的横截面，同时还获得了高的强度。另外，结构部件可以形成有具有变化的厚度、强度、硬度、伸长率和/或其他不同的特性的区域以获得期望的性能。

Description

超高强度车身部件和底盘部件
相关申请的交叉引用
本PCT专利申请要求于2015年7月20日提交的名称为“Ultra High Strength Bodyand Chassis Components(超高强度车身部件和底盘部件)”的美国临时专利申请序列号62/194,429的权益，该申请的全部公开内容被认为是本申请的一部分并且通过参引并入本文中。
背景技术
1.技术领域
本发明总体上涉及用于机动车辆的结构部件，更具体地涉及由钢形成的高强度车身部件和底盘部件以及制造这些部件的方法。
2.相关技术
用于汽车的由钢形成的高强度结构部件比如车身或底盘的纵梁、横梁和柱通常形成有复杂的闭合横截面，例如横截面的形状和/或厚度发生变化。当在车身或底盘应用中使用时，通常需要高强度部件。此外，强度、伸长率或其他材料特性通常沿着部件的长度变化以提高性能。例如，部件可以包括具有高强度的第一区域和具有高延展性的第二区域。
目前用于生产由钢形成的具有复杂横截面的部件的一种方法包括形成具有U形横截面的第一部分、形成具有U形横截面的第二部分、然后将第一部分焊接至第二部分以提供管状横截面。液压成形是用于形成具有复杂的横截面、例如形成具有沿着部件的长度变化的形状的闭合横截面的钢制部件的另一种方法。该方法包括在液压成形压制机的两个模具之间放置钢材制成的管件、关闭模具、并将高压水注入到管件的端部中，使得管件膨胀并符合模具的形状。然而，目前的液压成形方法限于使用低碳钢，而低碳钢在成形过程期间的膨胀低且强度有限。期望的是形成具有较高强度的具有闭合的、复杂的或变化的横截面的钢制部件的方法。
发明内容
本发明提供了一种制造下述具有更高强度的结构部件的方法：该结构部件具有闭合的复杂或变化的横截面。该方法包括：提供围绕出中空开口并且在相反的两端之间延伸的管件，其中，管件由包含硼的钢材形成；以及使钢材膨胀。
本发明还提供下述结构部件：该结构部件包括围绕出中空开口并且在相反的两端之间延伸的钢材，其中，钢材包含硼，并且钢材的横截面在相反的两端之间变化。
附图说明
本发明的其他优点将容易理解，这是因为当结合附图考虑时通过参照下面的详细描述而使本发明的优点将变得更好理解，在附图中：
图1A示出了用于机动车辆的通过将不含硼钢材制成的两个件接合在一起而形成的具有闭合横截面的对比前纵梁或后纵梁；
图1B示出了根据本发明的第一示例实施方式的用于机动车辆的通过使由含硼钢材制成的单个件膨胀而形成的具有闭合横截面的前纵梁或后纵梁；
图2A示出了用于机动车辆的通过将不含硼的钢材制成的两个件接合而形成的具有闭合横截面的对比前车架纵梁或后车架纵梁；
图2B示出了根据本发明的第二示例实施方式的用于机动车辆的通过使由含硼钢材制成的单个件膨胀而形成的具有闭合横截面的前车架纵梁或后车架纵梁；
图3A示出了用于机动车辆的由不含硼钢材形成的对比前端副驾驶结构；
图3B示出了根据本发明的第三示例实施方式的用于机动车辆的通过使含硼钢材制成的单个件膨胀而形成的具有闭合横截面的前端副驾驶结构；
图4A示出了用于机动车辆的通过将不含硼钢材制成的两个件接合而形成的具有闭合横截面的对比B柱；
图4B示出了根据本发明的第四示例实施方式的用于机动车辆的通过使由含硼钢材制成的单个件膨胀而形成的具有闭合横截面的B柱；
图5A示出了用于机动车辆的由不含硼钢材形成的具有闭合横截面的对比车顶纵梁；
图5B示出了根据本发明的第五示例实施方式的用于机动车辆的通过使由含硼钢材制成的单个件膨胀而形成的具有闭合横截面的车顶纵梁；
图6A示出了用于机动车辆的通过将不含硼钢材制成的两个件接合而形成的具有闭合横截面的对比纵梁；以及
图6B示出了根据本发明的第六示例实施方式的用于机动车辆的通过使由含硼钢材制成的单个件膨胀而形成的具有闭合横截面的纵梁。
具体实施方式
本发明提供了一种用于机动车辆的超高强度结构部件20，其具有通过对单件式钢材进行加热并使其膨胀而形成的闭合的、复杂的横截面。钢材含有在成形过程期间提供高强度以及2％至50％的膨胀的硼。结构部件20可以在各种机动车辆应用比如车身或底盘应用中使用。例如，结构部件20可以用作纵梁、横梁、柱或框架。图1B至图6B中示出了根据本发明的实施方式可以形成的示例结构部件20，例如以代替图1A至图6A的结构部件。
结构部件20由含硼或硼基钢材形成、例如由与硼合金化的中碳钢或高碳钢形成。钢材通常是铁基的，或者所含有的铁的量大于钢材中存在的各种其他元素的单独量或可能的总量。中碳钢和高碳钢由于更高的强度而比低碳钢通常更优选地用于机动车辆应用。可以使用各种含硼组合物例如22MnB5钢、30MnB5钢、38MnB5钢或xxBxx系列钢来形成结构部件20。钢材通常是硼合金淬火和回火钢。
当钢材是22MnB5钢时，钢材的组成可以包含基于钢材的总重量的按重量百分比计(重量％)0.19至0.25的量的碳、达0.40重量％的量的硅、1.10重量％至1.40重量％的量的锰、达0.025重量％的量的磷、达0.015重量％的量的硫、达0.08重量％的量的铝、达0.01重量％的量的氮、达0.30重量％的量的铬和0.0008重量％至0.0050重量％的量的硼。
当钢材为30MnB5钢时，钢材的组成可以包含基于钢材的总重量的按重量百分比计(重量％)0.27至0.32的量的碳、0.15重量％至0.35重量％的量的硅、1.15重量％至1.40重量％的量的锰、达0.023重量％的量的磷、达0.010重量％的量的硫、达0.080重量％的量的铝、达0.010重量％的量的氮、0.10重量％至0.25重量％的量的铬、0.015重量％至0.045重量％的量的钛和0.0015重量％至0.0040重量％的量的硼。
当钢材是38MnB5钢时，组成可以包含基于钢材的总重量的按重量百分比计(重量％)0.36至0.40的量的碳、0.15重量％至0.35重量％的量的硅、1.20重量％至1.40重量％的量的锰、达0.020重量％的量的磷、达0.010重量％的量的硫、达0.060重量％的量的铝、达0.010重量％的量的氮、0.10重量％至0.25重量％的量的铬、0.015重量％至0.045重量％的量的钛和0.0015重量％至0.0045重量％的量的硼。
根据一个示例实施方式，结构部件20通过提供钢材制成的管件、对管件进行加热并且使管件膨胀而形成，以获得具有期望的复杂的或沿着其长度变化的横截面形状的结构部件20。加热步骤通常包括将管件加热至900℃至950℃的温度。在膨胀的步骤期间，管件的至少一个尺寸增加了2％至50％。例如，管件的直径、宽度、长度和/或高度可能增加了至少2％。所形成的结构部件20通常具有延伸穿过中心轴线A的宽度，该宽度沿着部件20的长度而变化。所获得的横截面形状可以被称为闭合的且非圆形的、管状的或O形的。
与更冷状态下相比，含硼钢材在加热时能够更好地变形。当加热到大于400℃的温度时，含硼钢材具有至少2％、或大于2％、通常大于10％直至50％的膨胀。钢材中硼的存在允许即使当钢材具有中等或高的碳含量时，也可以形成复杂的或变化的横截面形状。至少2％的膨胀是对膨胀成形过程中通过使用其它钢材、比如不含硼的低碳钢所获得的膨胀的改进。例如用于形成图1A至图6A的对比结构部件的钢材在成形过程期间当加热到相同温度时具有小于2％的膨胀。因此，为了获得复杂的闭合横截面，对比钢材制成的两个分开的件需要被激光焊接或以其他方式接合在一起。
用于形成图1B至图6B的单件式结构部件20的含硼钢材在膨胀过程之后还提供大于550MPa的屈服强度和大于650MPa的拉伸强度。在膨胀过程之后由含硼钢材提供的强度是对不含硼的对比钢材的改进，而不含硼的钢材在膨胀过程之后提供小于550MPa的屈服强度和小于650MPa的拉伸强度。
在另一个示例实施方式中，使用液压成形方法来形成结构部件20。该方法通常包括将含硼钢材制成的管件放置在液压成形压制机的两个模具之间、关闭模具、并且将高压水注入管件的端部中，使得管件膨胀并符合模具的形状。液压成形压制机通常是低吨位压制机。模具的形状被设计成获得沿着结构部件20的长度的复杂的横截面形状。替代性地，可以使用包括使含硼钢材膨胀的另一类型的成形方法来得到期望的形状。
除了具有沿着部件20的长度变化的横截面形状之外，结构部件20还可以具有沿其长度变化的厚度。例如，图1B的示例结构部件20形成有从第一端部22朝向第二端部24延伸的第一区域26，该第一区域26具有比从第一区域26向第二端部24延伸的第二区域28更大的厚度。使厚度沿着部件20的长度变化可以减轻重量并且获得增强结构部件20的性能的特性。
结构部件20还可以形成为具有沿其长度均匀的或变化的硬度、强度、伸长率、延展性和/或其他不同的特性。例如，第一区域26可以具有比第二区域28更高的强度和硬度，并且第二区域28可以具有更高的伸长率和延展性。使用含硼钢材可以获得大于550MPa的屈服强度、大于650MPa的拉伸强度和大于5％的伸长率。因此，结构部件20可以被称为超高强度部件。
可以通过在加热和/或成形步骤之后以不同的速率冷却结构部件20的不同区域来获得沿着结构部件20的长度的变化的硬度、强度、伸长率和/或延展性。例如，结构部件20的第一区域26可以比第二区域28更快地冷却到室温或更低的温度。
如上所述，图1B中示出的第一示例实施方式的结构部件20可以用来代替图1A中示出的对比结构部件。在该实施方式中，对比结构部件是通过将不含硼的钢材制成的两个件焊接在一起形成的以获得闭合的横截面。图1B中示出的第一示例实施方式的结构部件20是通过对含硼钢材制成的单个件进行加热并使所述单个件膨胀来形成以获得闭合且变化的横截面。含硼钢材在成形过程期间的膨胀至少为2％。另外，示例结构部件20形成有具有更高的硬度和强度的第一区域26——例如屈服强度为500MPa至1500MPa——以及具有更高的延展性和延伸率的第二区域28。替代性地，结构部件20可以具有500MPa至1500MPa的均匀的屈服强度和大于2％的膨胀。除了形成有可变的横截面和强度之外，结构部件20可以形成有可变的厚度，例如沿着第二区域28的较小的厚度以减轻重量。图1A和图1B的结构部件通常用作机动车辆的前纵梁或后纵梁。
图2B至图6B示出了可以用来代替图2A至图6A中示出的结构部件的其它示例结构部件20。图2B中示出的第二示例实施方式的结构部件20可以用来代替图2A中示出的对比结构部件。在该实施方式中，对比结构部件是通过将不含硼的钢材制成的两个件焊接在一起形成的以获得闭合的横截面。图2B中示出的第二示例实施方式的结构部件20通过对含硼钢材制成的单个管件进行加热并使其膨胀来形成以获得闭合且变化的横截面。含硼钢材在成形过程期间的膨胀至少为2％。另外，示例结构部件20形成有具有更高的硬度和强度——例如650MPa至2000MPa的屈服强度——的若干个第一区域26以及具有较低的强度但更高延展性和延伸率——例如大于5％的伸长率——的两个第二区域28。第一区域26可以具有彼此相同或不同的强度、伸长率和其他特性。两个第二区域28也可以具有彼此相同或不同的强度、伸长率和其他特性。替代性地，结构部件20可以形成有沿着其长度形成的均匀的强度、硬度、延展性和/或伸长率——例如650MPa至2000MPa或950MPa至2000MPa的屈服强度、以及大于5％的伸长率。图2A和图2B的结构部件通常用作用于机动车辆的前车架纵梁或后车架纵梁。
图3B中示出的第三示例实施方式的结构部件20可以用来代替使用图3A中示出的部分形成的对比结构部件。在该实施方式中，对比结构部件是通过将不含硼的钢材制成的两个部分焊接在一起形成的以获得闭合的横截面。如果图3A的对比结构部件通过膨胀过程形成，则对比结构部件具有有限的膨胀和/或有限的强度。图3B中示出的第三示例实施方式的结构部件20通过对含硼钢材制成的管件进行加热并使其膨胀来形成，以获得闭合且变化的横截面。含硼钢材在成形过程期间的膨胀至少为2％。该示例结构部件20还具有700MPa至2000MPa的屈服强度，例如具有780MPa或更高的屈服强度，并且该示例结构部件20还具有大于5％的伸长率，例如大约10％或更大。图3A和图3B的结构部件通常用作用于机动车辆的前端副驾驶结构。示例结构部件20的特性和形状在发生碰撞时提供了较小的偏移。
图4B中示出的第四示例实施方式的结构部件20可以用来代替图4A中示出的对比结构部件。在该实施方式中，对比结构部件通过将不含硼的钢材制成的两个件焊接在一起而形成以获得闭合的横截面。图4B中示出的第四示例实施方式的结构部件20通过对含硼钢材制成的三个件进行加热并使所述三个件一起膨胀来形成以获得闭合的横截面，然后将所述三个件拼焊在一起。含硼钢材在成形过程期间的膨胀至少为2％。所述这三个件提供了具有更高强度的两个第一区域26，所述两个第一区域26通过具有更低强度的第二区域28彼此间隔开。第一区域26具有980MPa至2000MPa的拉伸强度，而第二区域具有610MPa至980MPa的拉伸强度。所述这三个件也具有不同的横截面形状。在拼焊过程期间，在不同区域之间形成过渡区域30。拼焊过程还提供了沿着结构部件20的长度变化的厚度。图4A和图4B的结构部件通常用作沿着机动车辆的侧车身的B柱。
图5B中示出的第五示例实施方式的结构部件20可以用来代替图5A中示出的对比结构部件。在该实施方式中，对比结构部件是通过使不含硼的钢材制成的管件膨胀来形成以获得闭合的横截面。然而，在这种情况下，由不含硼的钢材提供的膨胀被限制成约2％或者低于2％。图5B中示出的第五示例实施方式的结构部件20通过对含硼钢材制成的管件进行加热并使其膨胀来形成以获得闭合且变化的横截面。含硼钢材在成形过程期间的膨胀至少为3％。位于结构部件20的中央的材料具有达30％的膨胀。该示例结构部件20也获得了980MPa至2000MPa的屈服强度和大于5％的伸长率。图5A和图5B的结构部件通常用作机动车辆的车顶纵梁。
图6B中示出的第六示例实施方式的结构部件20可以用来代替图6A中示出的对比结构部件。在该实施方式中，对比结构部件通过将不含硼的钢材制成的两个件焊接在一起形成以获得闭合的横截面。如果图6A的结构部件由膨胀过程形成，则对比结构部件具有有限的膨胀率和/或有限的强度。图6B中示出的第六示例实施方式的结构部件20通过对含硼钢材制成的单个管件进行加热并使其膨胀来形成以获得闭合的横截面。含硼钢材在成形过程期间的膨胀至少为2％。该示例结构部件20也获得了700MPa至2000MPa、例如1500MPa的屈服强度以及大于5％的伸长率。图6A和6B的结构部件通常用作机动车辆的横梁。图6A和6B的部件也形成有孔以减轻重量。
鉴于上述教导，本公开的许多修改和变化是可能的，并且可以在权利要求的范围内以与具体描述不同的方式实践。

Claims (15)

1.一种制造结构部件的方法，包括以下步骤：
提供下述管件：所述管件围绕出中空开口并且在相反的两端之间延伸，所述管件由含硼的钢材形成；以及
使所述钢材膨胀。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述膨胀的步骤包括将所述管件放置在一对模具之间，并且将处于压力下的水注入到所述管件的所述中空开口中。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述膨胀的步骤包括将所述钢材加热到大于400℃的温度。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述钢材在被加热到大于400℃的温度时或者在所述中空开口被处于压力下的水填充时膨胀了至少2％。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述钢材在被加热到大于400℃的温度时或者在所述中空开口被处于压力下的水填充时膨胀了大于10％直至50％。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述膨胀的步骤包括使所述开口的横截面面积在所述相反的两端之间增大。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述膨胀的步骤包括使所述管件的厚度在所述相反的两端之间变化。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述管件的至少一个区域的所述钢材在所述膨胀的步骤之后具有大于550MPa的屈服强度和大于650MPa的拉伸强度。
9.一种结构部件，包括：
钢材，所述钢材围绕出中空开口并且在相反的两端之间延伸；
所述钢材包含硼；以及
所述钢材的横截面在所述相反的两端之间变化。
10.根据权利要求9所述的结构部件，其中，所述钢材具有大于550MPa的屈服强度和大于650MPa的拉伸强度。
11.根据权利要求9所述的结构部件，其中，所述结构部件的厚度和所述中空开口的横截面面积中的至少一者在所述相反的两端之间变化。
12.根据权利要求9所述的结构部件，其中，所述结构部件的强度、硬度、伸长率和延展性中的至少一者在所述相反的两端之间变化。
13.根据权利要求9所述的结构部件，其中，所述钢材包含基于所述钢材的总重量的按重量百分比计(重量％)0.19至0.25的量的碳、达0.40重量％的量的硅、1.10重量％至1.40重量％的量的锰、达0.025重量％的量的磷、达0.015重量％的量的硫、达0.08重量％的量的铝、达0.01重量％的量的氮、达0.30重量％的量的铬和0.0008重量％至0.0050重量％的量的硼。
14.根据权利要求9所述的结构部件，其中，所述钢材包含基于所述钢材的总重量的按重量百分比计(重量％)0.27至0.32的量的碳、0.15重量％至0.35重量％的量的硅、1.15重量％至1.40重量％的量的锰、达0.023重量％的量的磷、达0.010重量％的量的硫、达0.080重量％的量的铝、达0.010重量％的量的氮、0.10重量％至0.25重量％的量的铬、0.015重量％至0.045重量％的量的钛和0.0015重量％至0.0040重量％的量的硼。
15.根据权利要求9所述的结构部件，其中，所述钢材包含基于所述钢材的总重量的按重量百分比计(重量％)0.36至0.40的量的碳、0.15重量％至0.35重量％的量的硅、1.20重量％至1.40重量％的量的锰、达0.020重量％的量的磷、达0.010重量％的量的硫、达0.060重量％的量的铝、达0.010重量％的量的氮、0.10重量％至0.25重量％的量的铬、0.015重量％至0.045重量％的量的钛和0.0015重量％至0.0045重量％的量的硼。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108787846A (zh) * 2018-05-31 2018-11-13 安徽扬子职业技术学院 一种高强度汽车底盘零部件的精准成型装置
CN114616166A (zh) * 2019-10-30 2022-06-10 麦格纳国际公司 具有可变强度的柱

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20170050272A1 (en) * 2014-02-17 2017-02-23 Gestamp Hardtech Ab Elongate Weld And A Beam Having Such A Weld
US11519048B2 (en) * 2016-07-14 2022-12-06 Tata Steel Nederland Tubes Bv Method for the in-line manufacturing of steel tube
US10633037B2 (en) 2017-06-16 2020-04-28 Ford Global Technologies, Llc Vehicle underbody assembly with thermally treated rear rail
US10399519B2 (en) 2017-06-16 2019-09-03 Ford Global Technologies, Llc Vehicle bumper beam with varied strength zones
US10556624B2 (en) 2017-06-16 2020-02-11 Ford Global Technologies, Llc Vehicle underbody component protection assembly
US11141769B2 (en) 2017-06-16 2021-10-12 Ford Global Technologies, Llc Method and apparatus for forming varied strength zones of a vehicle component
CN113118275A (zh) * 2019-12-31 2021-07-16 中国第一汽车股份有限公司 一种圆筒式超深铝合金翼子板超塑成形的工艺方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5595614A (en) * 1995-01-24 1997-01-21 Caterpillar Inc. Deep hardening boron steel article having improved fracture toughness and wear characteristics
US6105409A (en) * 1997-08-06 2000-08-22 Sumitomo Metal Industries, Ltd. Method and apparatus for hydroforming metallic tube
US6261392B1 (en) * 1997-05-30 2001-07-17 Accra Teknik Ab Method for manufacturing quenched thin-walled metal hollow casing by blow-moulding
US6299709B1 (en) * 1997-11-20 2001-10-09 Ssab Hardtech Ab Bow-formed bumper, a method of forming a bow-formed bumper, and a method of hydroforming a blank therefor
CN1827253A (zh) * 2001-05-22 2006-09-06 三菱自动车工业株式会社 液压成形工艺和液压成形产品
CN102355962A (zh) * 2009-03-19 2012-02-15 麦格纳国际公司 制造定制管的方法
CN104627245A (zh) * 2014-12-17 2015-05-20 无锡朗贤汽车组件研发中心有限公司 一种b柱及制造方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5595614A (en) * 1995-01-24 1997-01-21 Caterpillar Inc. Deep hardening boron steel article having improved fracture toughness and wear characteristics
US6261392B1 (en) * 1997-05-30 2001-07-17 Accra Teknik Ab Method for manufacturing quenched thin-walled metal hollow casing by blow-moulding
US6105409A (en) * 1997-08-06 2000-08-22 Sumitomo Metal Industries, Ltd. Method and apparatus for hydroforming metallic tube
US6299709B1 (en) * 1997-11-20 2001-10-09 Ssab Hardtech Ab Bow-formed bumper, a method of forming a bow-formed bumper, and a method of hydroforming a blank therefor
CN1827253A (zh) * 2001-05-22 2006-09-06 三菱自动车工业株式会社 液压成形工艺和液压成形产品
CN102355962A (zh) * 2009-03-19 2012-02-15 麦格纳国际公司 制造定制管的方法
CN104627245A (zh) * 2014-12-17 2015-05-20 无锡朗贤汽车组件研发中心有限公司 一种b柱及制造方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108787846A (zh) * 2018-05-31 2018-11-13 安徽扬子职业技术学院 一种高强度汽车底盘零部件的精准成型装置
CN114616166A (zh) * 2019-10-30 2022-06-10 麦格纳国际公司 具有可变强度的柱
CN114616166B (zh) * 2019-10-30 2024-05-14 麦格纳国际公司 具有可变强度的柱

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