CN108602104B - 用于制造构件的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于制造由可硬化的铝合金制成的构件(12)的方法，包括下述步骤：‑将坯件(10)加热至预定温度；‑将加热的坯件(10)在一个成型模具(20)中成型为半成品(11)；‑冷却该半成品(11)，冷却在成型之后或在成型期间进行，其特征在于，‑将冷却的半成品(11)在第二成型模具(30)中成型为构件(12)。

Description

用于制造构件的方法
技术领域
本发明涉及一种用于制造由可硬化铝合金制成的构件的方法。
背景技术
对于铝的成型，已有四种原则上不同的方法。在所谓的T4状态下冷成型时，铝板在软的状态中成型。之后通过热时效硬化构件。在W退火和在W状态中成型时，首先将铝板固溶退火、随后淬火并且立即在非常软的状态中成型。之后也可通过热时效来硬化材料。在所谓的半热成型时，将时效硬化的材料加热至约200至250℃并且在该热且软化的状态中成型。此外也已知热成型，其中，将可时效硬化的合金加热至高于400℃的温度并且在冷或热的成型模具中成型。当在冷模具中成型热铝板时，产生成型的板的非常软的状态，该状态类似于W退火状态的板。
W退火方法对于设备技术的过程控制要求提高，因为构件必须在热处理后很短的时间过程窗口内成型。与热成型相比可达到的变形程度相对较低。
由DE 102008032911 A1已知一种用于制造铝成型件的方法，包括以下步骤：将铝板放入成型模具中、在室温下将铝板部分成型为部分成型的铝板、对部分成型的铝板进行热时效处理并且随后在室温下将部分成型的铝板最终成型为铝成型件的最终形状。
由DE 102012007213已知另一种用于制造铝成型件的方法。根据第一种实施方式，加热待成型的铝板并且在冷却的成型模具中在同时淬火的情况下使其成型。根据第二种实施方式，铝板在加热后淬火、设置有润滑剂并且在冷的状态中使其在成型模具中成型。
发明内容
基于上述现有技术，本发明的任务在于，提供一种用于制造构件的方法，借助该方法克服了现有技术的缺点。本发明的特殊任务在于，提供一种方法，借助该方法可实现尽可能大的变形程度。本发明的任务还在于，提供一种方法，该方法具有高生产节拍或过程技术大大简化的特点。
为此，本发明提出一种用于制造由可硬化的铝合金制成的构件的方法，包括下述步骤：-将坯件加热至预定温度；-将加热的坯件在第一成型模具中成型为半成品；-冷却所述半成品，所述冷却在所述成型之后或在所述成型期间进行，其特征在于以下步骤，-将冷却的半成品在第二成型模具中成型为构件。
为了解决所述任务，本发明提出一种用于制造由可硬化的铝合金制成的构件的方法。本发明意义中的“可硬化的铝合金”是指所谓的7000合金或6000合金以及所有其它可通过时效硬化获得高强度值的合金。在本方法的第一步骤中，将坯件加热至预定温度。作为坯件例如可理解为铝板，其先前由铝卷展开。当然，所述坯件也可以是具有预定形状的板，其匹配待制造成品构件的最终形状。将坯件加热至450至550℃范围、尤其是500℃的预定温度。根据第一种实施方式，将加热的坯件在冷模具中成型，其中，该坯件在成型为半成品的同时被冷却。根据本发明的第二种实施方式，首先冷却加热的坯件并且随后使其在成型模具中成型。在两种所描述的实施方式中，进行冷却或淬火至环境温度。在此，所述环境温度介于5到50℃的范围内。在成型之后，半成品处于所谓的W状态中。在该状态中，坯件具有软的材料组织。
本发明的核心在于以下认识：在该状态中，可接着在冷的状态中直接成型，而不必对构件进行固溶退火。通过在第二成型模具中将冷却的半成品成型，构件的最终形状几乎产生。在本发明的意义中，半成品是二维或三维成型的成型件。在本发明意义中，构件也是二维或三维弯曲的成型件，其几何形状和轮廓基本上相应于成品构件。换句话说，在第二次成型之后，仅还需少量加工亦或根本不需要加工，即可实现构件的最终形状。当然，也可通过再加工还在构件上设置孔、施加涂层或对构件轻微修边。
另外，可将加热的坯件在预成型步骤中预成型为半成品并且将冷却且预成型的半成品在接近最终轮廓的第二成型步骤中最终成型为构件。在加热状态中预成型时可实现非常大的变形程度，且不会在材料中引起凝固。在接近最终轮廓的第二成型中仅还进行少量的形状调整，其中，材料中的凝固风险相对低。通过组合第一成型阶段中的热成型——其中，热的材料在冷模具中成型——和紧接着作为第二成型步骤直接在W状态中的成型铝板材料以在技术上可用于第二成型阶段的W状态离开第一成型步骤。这具有以下优点：省却否则为W状态中的成型过程所需的附加的热处理。因此，可最佳地利用材料的变形能力并使制造过程减少一个加热步骤。所谓的W状态在EN-515:2000中被定义为紧接于固溶退火和淬火之后的状态并且构成不稳定状态，因为断裂伸长率/可成型性通过室温下储存而降低。
此外，冷却的坯件在第二成型工具中成型之前可处于W状态。
此外，在下一方法步骤中可通过热处理来硬化构件。这种热处理例如可以热时效的形式进行。在此，将构件加热至80至250℃范围的温度、但优选200℃并且保持在该温度下2小时。由此，构件转变为所谓的T6或所谓的T7状态。状态T6和T7也在EN-515:2000中被定义。
优选在硬化成型的半成品之前对预成型的构件或坯件修边。在此，坯件或预成型半成品可被修边为接近最终轮廓。这具有以下优点：所述修边在相对软的状态中进行。与修边成品、即硬化的构件相比，有利的是可显著减少修边工具的磨损。
附图说明
下面，参考附图说明详细阐述本发明。说明书和附图示出本领域技术人员即使在其它组合中可能考虑的多种特征，以满足相应要求。在此以示意性的简化的附图示出：
图1示出加热的方法步骤；
图2示出第一成型的方法步骤；
图3示出预成型的半成品；
图4示出第二成型的方法步骤；和
图5示出构件硬化的方法步骤。
具体实施方式
由图1可见，预制板10通过加热装置40被加热至约500℃+/-10％范围内的预定温度。将加热的坯件10送入第一成型模具20中，该第一成型模具包括上半模21和下半模22。所述两个半模21、22可为了闭合而彼此靠近并且为了打开而彼此远离地运动。通过闭合所述两个半模21、22，加热的坯件10成型为半成品11。在此实现较大变形程度，使得坯件10到成品构件12所需的主要成型工作已经在模具20中的第一成型步骤中完成。在此，成型的半成品11可随着在成型模具20中成型的同时被淬火。
作为对此的替代方案，如图3所示的那样，半成品可事后例如通过空气主动或被动地冷却至室温或环境温度。
一旦成型的半成品11冷却，则将其置于第二成型模具30中。第二成型模具类似于第一成型模具20也包括上半模31和下半模32，它们可朝向彼此和远离彼此地运动。通过闭合所述半模31和32，使预成型的半成品11具有成品构件12的最终轮廓。如由图4可见，在此仅还实现小的变形程度。使成型为最终轮廓的构件12或仅接近最终轮廓的构件12脱出第二成型模具30并通过热处理硬化。该热处理在图5中示出，其中，借助第二加热装置50将构件12加热至例如180℃至250℃范围内的预定温度。在构件暴露于该温度下达到预定时间、如2个小时之后，成品构件具有预定的强度特性。
作为该方法的最终产品，由此产生被硬化至状态T6或T7并且两次成型的铝构件或铝成型件。借助该方法实现了更高的变形程度并且制造出其几何形状无法在单一方法步骤中形成的构件。此外，通过省却一个可基于过程组合被省却的热处理阶段实现了成本优化。

Claims (5)

1.用于制造由可硬化的铝合金制成的构件(12)的方法，包括下述步骤：
-将坯件(10)加热至预定温度；
-将加热的坯件(10)在第一成型模具(20)中成型为半成品(11)；
-冷却所述半成品(11)，所述冷却在所述成型之后或在所述成型期间进行，
其特征在于以下步骤，
-将冷却的半成品(11)在第二成型模具(30)中成型为构件(12)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
-将加热的坯件(10)在预成型步骤中预成型为半成品(11)；并且
-将冷却且预成型的半成品(11)在最终成型步骤中最终成型为构件(12)。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述冷却的半成品(11)在第二成型模具(30)中成型之前处于W状态中。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，通过热处理来硬化所述构件(12)。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在硬化所述构件(12)之前，对构件(12)、半成品(11)或坯件(10)修边。
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