DE112015000478T5 - Hochfestes Aluminiumprägen - Google Patents

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Mark Justin Jones
Jeremiah John Brady
Kenneth Ray Adams
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Abstract

Die Erfindung stellt eine Methode zur Herstellung einer Komponente bereit, die aus einer Aluminiumlegierung geformt ist, zur Verwendung in einer automobilen Fahrzeuganwendung, zum Beispiel für jene die hohe Festigkeit, Leichtgewichtigkeit, und eine komplexe dreidimensionale Gestalt erfordern. Die Methode beginnt mit dem Bereitstellen eines Rohteils, das aus einer Aluminiumlegierung geformt ist, und welches bereits lösungswärmebehandelt und getempert ist, und dementsprechend eine Temperierungsbezeichnung von etwa T4 hat. Die Methode beinhaltet weiter ein Heizen des Rohteils auf eine Temperatur von 150°C bis 350°C, bevorzugt 190°C bis 225°C. Die Methode beinhaltet weiter ein schnelles Transferieren des Rohteils zu einem Heiß- oder Warmformungsapparat, und Prägen des Rohteils um die komplexe dreidimensionale Gestalt zu formen. Unmittelbar nach dem Formungsschritt hat die Komponente eine Temperierungsbezeichnung von etwa T6, aber bevorzugt nicht größer als T6, und ist dementsprechend für eine automobile Fahrzeuganwendung bereit, ohne eine nachfolgende Wärmebehandlung oder Bearbeitung.

Description

  • QUERBEZUG ZU VORHERIGEN ANMELDUNGEN
  • Diese PCT-Patentanmeldung beansprucht den Vorteil von der US-provisorischen Patentanmeldung mit der Seriennummer 61/931,254, eingereicht am 24. Januar 2014, mit dem Titel ”Hochfestes Aluminiumheißprägen”, die gesamte Offenbarung der Anmeldung wird als ein Teil der Offenbarung dieser Anmeldung angesehen und ist hiermit durch Bezugnahme mit eingeschlossen.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung bezieht sich grundsätzlich auf Methoden zur Herstellung von Komponenten, die aus Aluminiumlegierungen geformt sind, und insbesondere auf Komponenten, die in automobilen Fahrzeuganwendungen verwendet werden.
  • 2. Verwandte Technik
  • Strukturkomponenten von automobilen Fahrzeuganwendungen, beispielsweise Stoßstangen und Verstärkungen, sind oft statt aus Stahl aus Aluminiumlegierungen geformt, da die Aluminiumlegierungen weniger Gewicht haben. Typischerweise wird die Komponente in eine komplexe dreidimensionale Gestalt geformt, in Abhängigkeit von der speziellen Anwendung, bei der die Komponente verwendet wird. Eine hohe Festigkeit und eine spezifische Temperierungsbezeichnung ist typischerweise für die fertige Komponente erforderlich.
  • Die hochfeste, leichtgewichtige Aluminiumkomponente kann durch einen warmen oder heißen Formprozess hergestellt werden. Beispielsweise beinhaltet ein Prägeprozess eine Wärmebehandlung und eine nachfolgende Temperierung in einem Ofen um die erforderliche Festigkeit und die Temperierungsbezeichnung zu erreichen. Dem Prägeprozess kann dann ein Bearbeiten der Komponente in eine komplexe dreidimensionale Gestalt folgen. Jedoch erfordert heißes oder warmes Prägen mit nachfolgender Temperierung und Bearbeitungsprozessen hohe Herstellungskosten und Kapitalinvestment, welches letztlich den Preis der Aluminiumkomponente erhöht und andere Vorteile überwiegen kann.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung stellt eine Methode zur Herstellung einer hochfesten, leichtgewichtigen Komponente bereit, die aus einer Aluminiumlegierung geformt ist, mit einer komplexen dreidimensionalen Gestalt mit reduzierten Herstellungskosten und Kapitalinvestment. Die Methode beinhaltet das Bereitstellen eines Rohteils, das aus einer Aluminiumlegierung geformt ist und aus der bestehenden Aluminiumlegierungsseriengruppe von 2000, 6000, 7000, 8000 und 9000 ausgewählt ist, wobei die Aluminiumlegierung bereits lösungswärmebehandelt und getempert ist. Die Methode beinhaltet weiter ein Heizen des wärmebehandelten und getemperten Rohteils auf eine Temperatur von 150°C bis 350°C, und Formen des Rohteils in eine Komponente mit einer dreidimensionalen Gestalt nach dem Heizungsschritt. Während oder unmittelbar nach dem Formungsschritt hat die Aluminiumlegierung eine Zugfestigkeit und Streckfestigkeit, die nahe an der maximalen Zugfestigkeit und Streckfestigkeit ist, und dementsprechend ist kein Wärmenachbehandlungsprozess erforderlich. Zusätzlich kann eine komplexe dreidimensionale Gestalt während des Formungsschritts erreicht werden, sodass kein nachfolgender Bearbeitungsprozess erforderlich ist.
  • Die Erfindung stellt auch eine Komponente mit einer dreidimensionalen Gestalt für die Verwendung in einer automobilen Fahrzeuganwendung bereit. Die Aluminiumlegierung ist aus einer bestehenden Aluminiumlegierungsseriengruppe von a2000, 6000, 7000, 8000 und 9000 ausgewählt und die Aluminiumlegierung der fertigen Komponente hat eine Temperierungsbezeichnung nahe von T6. Die Temperierungsbezeichnung wird durch Heizen eines lösungswärmebehandelten und getemperten Rohteils, das aus der Aluminiumlegierung geformt ist, auf eine Temperatur von 150°C bis 300°C erreicht, vor dem Formen des Rohteils in die dreidimensionale Gestalt.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Andere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden weiter verständlich, wenn eine Bezugnahme auf die folgende detaillierte Beschreibung erfolgt, wenn dies im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen erfolgt, wobei:
  • 1 stellt eine Methode zum Herstellen eines Produkts dar, das aus einer Aluminiumlegierung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung geformt ist.
  • BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRBAREN AUSFÜHRUNGSFORM
  • Die Erfindung stellt eine Methode zum Herstellen einer Komponente 10 mit einer komplexen dreidimensionalen Gestalt zur Benutzung in einer automobilen Fahrzeuganwendung bereit, wie z. B. eine Stoßstange oder eine Verstärkung. Die Komponente 10 ist aus einer Aluminiumlegierung geformt zum Erreichen einer hohen Festigkeit und einer Leichtgewichtigkeit. Zusätzlich kann die Methode mit reduzierten Herstellungskosten und reduziertem Kapitalinvestment erfolgen, im Vergleich zu anderen Methoden, die vergleichbare hochfeste, leichtgewichtige Komponenten herstellen. 1 illustriert diese verbesserte Herstellungsmethode gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.
  • Die Methode beinhaltet als erstes das Bereitstellen eines Rohteils 12, das aus der Aluminiumlegierung geformt ist. Das Rohteil 12 ist typischerweise ein Blechmaterial, kann aber jede Größe und Gestalt haben in Abhängigkeit von der beabsichtigten Größe und Gestalt der fertigen Komponente 10. Die Aluminiumlegierung, die zur Formung des Rohteils 12 verwendet wird, ist eine Aluminiumlegierungsserie von a2000, 6000, 7000, 8000 oder 9000, welche international standardisierte Legierungen sind und gut im Stand der Technik bekannt sind. Jede Serie repräsentiert eine unterschiedliche Legierungsart, und jede Legierung innerhalb einer Serie ist von der Aluminiumvereinigung (AA) registriert. Zum Beispiel sind Aluminiumlegierungen der 2000er Serie als hochfeste Legierungen bekannt und beinhalten typischerweise Kupfer als das Hauptlegierungselement, wie auch Magnesium. Legierungen der 6000 und 7000-Serie sind auch als hochfeste Legierungen bekannt und typischerweise durch Wärmebehandlung durch Präzipitation ihrer Hauptlegierungselemente, welche Silikon und Magnesium für die 6000-Serie, und Kupfer, Zink und Magnesium für die 7000-Serie sind, verfestigt. Die 8000-Legierungsserien beinhalten weniger häufig verwendete Legierungselemente, wie z. B. Eisen oder Zinn. Die 9000-Legierungsserien sind welche die nicht unter die anderen Serien fallen und die nicht zugeordnet sind.
  • Das Rohteil 12, das aus der Aluminiumlegierung geformt ist, wird verwendet, nachdem es bereits lösungswärmebehandelt und getempert ist. Das lösungswärmebehandelte und getemperte Rohteil 12 kann mit einer gewünschten Gestalt bereitgestellt sein, oder von einem größeren Materialstück geschnitten sein, welches bereits lösungswärmebehandelt und getempert ist. Lösungswärmebehandeln beinhaltet grundsätzlich ein Weichmachen der Aluminiumlegierung durch Erhitzen und Beibehalten der Legierung auf einer erhöhten Temperatur, sodass alle Legierungselemente in einer einzelnen Phase, festen Lösung vorliegen. Tempern beinhaltet grundsätzlich ein Erhöhen der Festigkeit und/oder Härte der Aluminiumlegierung durch Erhitzen. Nach der Lösungswärmebehandlung und dem Temperierungsprozess hat die Aluminiumlegierung des Rohteils 12 typischerweise eine Temperierungsbezeichnung von T4, oder einer Temperierungsbezeichnung, die nahe an der T4 ist. Die T4 Temperierungsbezeichnung, wie auch andere Temperierungsbezeichnungen T1–T10 sind auch durch die Aluminiumvereinigung registriert und im Stand der Technik gut bekannt. Eine Liste aller registrierten Temperierungsbezeichnungen sind in dem Amerikanischen Nationalen Standardisierungsinstitut (ANSI) H35.1 veröffentlicht.
  • Die Methode beinhaltet als Nächstes ein Heizen des lösungswärmebehandelten und getemperten Rohteils 12 auf eine erhöhte Temperatur in einem Ofen oder Heizofen 14, wie in der 1 gezeigt. Die Temperatur des Heizungsschritts sollte hoch genug sein, sodass beim Herausnehmen des Rohteils 12 aus dem Heizofen 14 das Rohteil 12 zu dem Formungsapparat 16 transferiert werden kann und bei einer Temperatur von zumindest 150°C geformt werden kann. Die Temperatur und Dauer des Heizungsschritts ist bevorzugterweise gesteuert, um eine ideale Zugfestigkeit und Streckfestigkeit zu erreichen. In einer Ausführungsform beinhaltet der Heizungsschritt das Heizen des Rohteils 12 in dem Heizofen 14 auf eine Temperatur von 190°C bis 225°C, oder zu mindestens auf 204°C. Der Heizungsschritt beinhaltet auch ein Halten des Rohteils 12 in diesem Temperaturbereich für eine Dauer von 2 bis 6 Minuten. In den beispielhaften Ausführungsformen beträgt die gesamte Verweilzeit in dem Heizofen und die Dauer des Heizungsschritts typischerweise 100 bis 800 Sekunden.
  • Die Aufheizzeit und Temperatur sollte so ausgesucht werden, dass die Temperierungsbezeichnung der resultierenden Komponente 10 etwa T6 oder nahe von T6 ist, aber bevorzugterweise nicht die T6-Temperierung überschreitet, welches zu einer Überalterung oder zu Korrosionsproblemen führen könnte. Die Zeit und die Temperatur in dem Heizungsschritt kann auch dafür benutzt werden, die gewünschte Streckfestigkeit und/oder Zugfestigkeit der fertigen Komponente 10 zu erreichen. Zum Beispiel beinhaltet für eine 7000-Aluminiumlegierungsserie der Heizungsschritt ein Halten des Rohteils 12 bei einer Temperatur von 204°C über 6 Minuten, dann ist die Zugfestigkeit und Streckfestigkeit der 7000er Aluminiumlegierungsserie nach dem Heizungsschritt etwa 75% des Streckfestigkeitverhältnisses und des Zugfestigkeitverhältnisses, d. h. 75% der maximalen Streckfestigkeit und maximalen Zugfestigkeit, und die fertige Komponente 10 hat eine Zugfestigkeit und Streckfestigkeit von etwa 80% des Zugfestigkeitsverhältnisses und des Streckfestigkeitverhältnisses. In einer anderen Ausführungsform, bei der der Heizungsschritt bei 232°C für 6 Minuten durchgeführt wird, hat die Zugfestigkeit und Streckfestigkeit der Aluminiumlegierung etwa 50% des Streckfestigkeitverhältnisses und Zugfestigkeitverhältnisses nach dem Heizungsschritt, und die Zugfestigkeit und Streckfestigkeit der Aluminiumlegierung in der resultierenden Komponente 10 ist etwa 70% des Zugfestigkeitverhältnisses und des Streckfestigkeitverhältnisses. Wenn der Heizungsschritt bei 275°C für 6 Minuten durchgeführt wird, ist die Zugfestigkeit und Streckfestigkeit der Aluminiumlegierung etwa 30% des Zugfestigkeitverhältnisses und Streckfestigkeitverhältnisses nach dem Heizungsschritt, und die Zugfestigkeit und Streckfestigkeit der Aluminiumlegierung in der resultierenden Komponente 10 ist ungefähr 60% des Zugfestigkeits- und des Streckfestigkeitsverhältnisses.
  • Nach dem Heizungsschritt beinhaltet die Methode das schnelle Transferieren des aufgeheizten Rohteils 12 zum Formungsapparat 16, wie in der 1 gezeigt. Die Dauer des Transferschritts ist nicht größer als 15 Sekunden z. B. 1 bis 15 Sekunden und bevorzugt nicht länger als 12,5 Sekunden, so dass das Rohteil 12 bei einer angemessenen Temperatur zum Formen verbleibt. Alternativ kann das Rohteil 12 in dem Formungsapparat 16 vor dem Formungsschritt aufgewärmt werden, so dass kein Heizofen 14 erforderlich ist.
  • In der beispielhaften Ausführungsform der 1 beinhaltet der Formungsapparat 16 ein oberes Formwerkzeug 18 und ein unteres Formwerkzeug 20, die voneinander beabstandet sind, und das aufgeheizte Rohteil 12 ist in dem Raum zwischen der oberen und dem unteren Formwerkzeug 18, 20 platziert. Das obere Formwerkzeug 18 beinhaltet eine Presse 22 und eine obere Form 24, die eine erste vorbestimme Gestallt repräsentiert, abhängig von der gewünschten Gestalt der Komponente 10, die geformt werden soll. Das untere Formwerkzeug 20 beinhaltet eine untere Form 26, die eine vorbestimmte zweite Gestalt repräsentiert, ebenfalls abhängig von der gewünschten Gestalt der Komponente 10, die geformt werden soll. Die Formen 24, 26 können so designed werden, dass die dreidimensionale Gestalt der fertiggestellten Komponente 10 komplex ist und in einer automobilen Fahrzeuganwendung verwendet werden kann.
  • Wenn das aufgewärmte Rohteil 12 in dem Formungsapparat 16 platziert ist, beinhaltet die Methode das Formen des beheizten Rohteils 12 während das Rohteil 12 noch bei einer erhöhten Temperatur ist, beispielsweise bei einer Temperatur von zumindest 150°C, oder 150°C bis 350°C, oder 190°C bis 225°C oder bei zumindest 204°C. Der Formungsschritt beinhaltet typischer Weise das Stampfen oder Pressen des Rohteils 12 zwischen dem oberen Formwerkzeug 18 und dem unteren Formwerkzeug 20. Jedoch können auch andere Techniken zum Formen des Rohteils 12 benutzt werden für die gewünschte Gestalt nach dem Heizen des lösungswärmebehandelten und getemperten Rohteils 12 zu der Temperatur von 150°C bis 350°C und des Transfers des aufgeheizten Rohteils 12 zu dem Heizofen innerhalb von 15 Sekunden. Die Legierungszusammensetzung und Temperatur des Heizungsschritts erlaubt ein Formen von komplexen dreidimensionalen Gestalten während des Formungsschritts ohne eine nachfolgende Bearbeitung, welches Herstellungskosten reduziert.
  • Nach dem Formungsschritt wird die fertig gestellt Komponente 10 von dem Formungsapparat 16 entnommen und ist fertig für eine automobile Fahrzeuganwendung, wie in der 1 gezeigt, ohne einen nachfolgenden Wärmebehandlungsprozess oder andere nachfolgende Wärmebehandlungsprozesse, die ein Aufheizen der Komponente 10 auf eine Temperatur von zumindest 90°C für mindestens 65 Minuten nach dem Formungsschritt beinhalten würden. Obwohl kein konventioneller nachfolgender Temperierungsprozess erforderlich ist, kann die Komponente 10 mit einem konventionellen Beschichtungsprozess beaufschlagt sein, beispielsweise ein Prozess der das Aufheizen der Komponente 10 auf eine Temperatur von 135°C bis 185°C für insgesamt 60 Minuten beinhaltet, vor der Benutzung als automobile Fahrzeuganwendung.
  • Die oben beschriebene Methode stellt ein Rohteil 12 mit einer hohen Temperierungsbezeichnung und Festigkeit nach dem Aufheizschritt bereit und gestattet ein Beibehalten einer hohen Temperierungsbezeichnung und Festigkeit der Aluminiumlegierung während und nach dem Formungsschritt. Zum Beispiel wenn das lösungswärmebehandelte und getemperte Rohteil 12, das am Anfang verwendet wird (vor dem Heizungsschritt) eine Temperierungsbezeichnung von etwa T4 hat, dann hat die fertiggestellte Komponente 10 eine Temperierungsbezeichnung von etwa T6 und bevorzugt etwas unterhalb T6. Die Temperierungsbezeichnung von etwa T6 wird während des Formungsschritts erreicht oder unmittelbar nach dem Formungsschritt. Mit anderen Worten hat die Aluminiumlegierung der fertiggestellten Komponente 10 eine Zugfestigkeit, die gleich oder größer ist als die minimale Zugfestigkeit der gleichen Aluminiumlegierung mit einer Temperierungsbezeichnung von etwa T6. Dementsprechend ist die Komponente 10 stabil genug für eine Verwendung in vielen automobilen Fahrzeuganwendungen wie z. B. Stoßstangen oder Verstärkungen ohne einen kostenintensiven nachfolgenden Heizungsschritt.
  • Die Methode kann auch ein Kühlen oder Abschrecken der Komponente 10 nach dem Formungsschritt beinhalten. Jedoch ändert das Kühlen oder der Abkühlungsschritt nicht die physikalischen oder chemischen Eigenschaften der Aluminiumlegierung der Komponente 10. Zum Beispiel kann der Kühlschritt ein Kühlen der Komponente 10 auf Raumtemperatur beinhalten, z. B. auf eine Temperatur von 30°C. In einer Ausführungsform wird der Kühlungsschritt in dem Formungsapparat 16 durchgeführt, z. B. mit konventionellen Wasserkühlen. In einer anderen Ausführungsform wird die Komponente 10 natürlich auf Raumtemperatur außerhalb des Formungsapparats 16 abgekühlt.
  • Ein anderer Aspekt der Erfindung stellt eine Komponente 10 mit einer komplexen dreidimensionalen Gestalt für eine Benutzung in einer automobilen Fahrzeuganwendung bereit, hergestellt nach der oben beschriebenen Methode. Die Komponente 10 ist aus einer Aluminiumlegierung geformt, die aus einer Aluminiumlegierungsseriengruppe von a2000, 6000, 7000, 8000 und 9000 ausgewählt ist. Die Aluminiumlegierung der fertiggestellten Komponente 10 hat eine Temperierungsbezeichnung, die nahe an der T6 ist und bevorzugt nicht größer als T6 ist. Wie oben beschrieben, wird die Temperierungsbezeichnung der fertiggestellten Komponente 10 durch Heizen eines lösungswärmebehandelten und getemperten Rohteils 12, das aus einer Aluminiumlegierung geformt ist, erreicht, auf eine Temperatur von 150°C bis 350°C vor dem Formen des Rohteils 12 in die dreidimensionale Gestalt. Die Aluminiumlegierung der fertiggestellten Komponente 10 hat eine Zugfestigkeit, die gleich oder größer ist der minimalen Zugfestigkeit, die durch eine Temperierungsbezeichnung von etwa T6 bereitgestellt wird. In einer Ausführungsform wird die Komponente 10 in einer Stoßstange oder in einer Verstärkungsanwendung verwendet, kann aber auch in vielen anderen Anwendungen verwendet werden, insbesondere bei denen die Leichtgewichtigkeit und hohe Festigkeit verlangen.
  • Viele Modifikationen und Varianten der vorliegenden Erfindung sind im Lichte der oben genannten Lehre möglich und können anders erreicht werden als speziell beschrieben innerhalb des Schutzbereichs der nachfolgenden Ansprüche.

Claims (15)

  1. Eine Methode zum Herstellen einer Komponente, die aus einer Aluminiumlegierung geformt ist, aufweisend die Schritte von: Bereitstellen eines Rohteils, das aus einer Aluminiumlegierung geformt ist und aus der bestehenden Aluminiumlegierungsserie Gruppe von: a2000, 6000, 7000, 8000 und 9000 ausgewählt ist, wobei die Aluminiumlegierung des bereitgestellten Rohteils lösungswärmebehandelt und getempert ist, Heizen des lösungswärmebehandelten und getemperten Rohteils auf eine Temperatur von 150°C bis 350°C, und Formen des lösungswärmebehandelten und getemperten Rohteils in eine Komponente mit einer dreidimensionalen Gestalt nach dem Heizungsschritt.
  2. Die Methode von Anspruch 1, wobei der Heizungsschritt ein Halten des wärmebehandelten und getemperten Rohteils bei einer Temperatur von 190°C bis 225°C für 2 bis 6 Minuten beinhaltet.
  3. Die Methode von Anspruch 2, wobei der Heizungsschritt ein Halten des wärmebehandelten und getemperten Rohteils bei einer Temperatur von zumindest 204°C beinhaltet.
  4. Die Methode nach Anspruch 1, wobei der Formungsschritt 15 Sekunden nach dem Heizungsschritt stattfindet.
  5. Die Methode von Anspruch 4, wobei der Heizungsschritt in einem Heizofen stattfindet, der Formungsschritt in einem Formungsapparat stattfindet, und die Methode den Transfer des aufgeheizten Rohteils von dem Heizofen zu dem Formungsapparat innerhalb von 1 bis 15 Sekunden beinhaltet.
  6. Die Methode von Anspruch 4, wobei das Rohteil eine Temperatur von zumindest 150°C während des Formungsschritts aufweist.
  7. Die Methode von Anspruch 1, wobei die Aluminiumlegierung der Komponente eine Temperierungsbezeichnung von etwa T6 unmittelbar nach dem Formungsschritt hat.
  8. Die Methode nach Anspruch 1, wobei die Aluminiumlegierung aus der bestehenden Aluminiumlegierungsserie Gruppe von: a6000, 7000, und 8000 ausgewählt wird, die Aluminiumlegierung des Rohteils eine Temperierungsbezeichnung von etwa T4 vor dem Heizungsschritt hat, der Heizungsschritt das Aufheizen des lösungswärmebehandelten und getemperten Rohteils auf eine Temperatur von 190°C bis 225°C beinhaltet, und die Aluminiumlegierung der Komponente eine Temperierungsbezeichnung von etwa T6 unmittelbar nach dem Formungsschritt hat.
  9. Die Methode von Anspruch 1, wobei die Aluminiumlegierung eine 7000 Aluminiumlegierungsserie ist, und die Aluminiumlegierung der Komponente eine Streckfestigkeit von zumindest 75% der maximalen Streckfestigkeit der 7000 Aluminiumlegierungsserie unmittelbar nach dem Formungsschritt hat.
  10. Die Methode nach Anspruch 1, wobei der Formungsschritt ein Prägen des Rohteils zwischen einem oberen Formwerkzeug und einem unteren Formwerkzeug eines Formungsapparates beinhaltet, das obere Formwerkzeug beinhaltet eine Presse und eine obere Form, die eine erste vorbestimmte Gestalt repräsentiert, und das untere Formwerkzeug beinhaltet eine untere Form, die eine zweite vorbestimmte Gestalt repräsentiert.
  11. Die Methode von Anspruch 1, inklusive eines Kühlens der Komponente nach dem Formungsschritt, wobei die Eigenschaften der Aluminiumlegierung der Komponente während des Abkühlungsschritts unverändert verbleiben.
  12. Die Methode von Anspruch 1, inklusive keiner nachfolgenden Wärmebehandlung der Komponente nach dem Formungsschritt, wobei die Wärmebehandlung ein Aufheizen der Komponente auf eine Temperatur von zumindest 90°C für mindestens 65 Minuten beinhalten würde.
  13. Die Methode nach Anspruch 1, wobei die Legierung des Rohteils aus der bestehenden Aluminiumlegierungsserie Gruppe von: a6000, 7000 und 8000 ausgewählt wird, und die Aluminiumlegierung des Rohteils eine Temperierungsbezeichnung von etwa T4 vor dem Heizungsschritt hat, der Heizungsschritt beinhaltet ein Beibehalten des lösungswärmebehandelten und getemperten Rohteils bei einer Temperatur von 190°C bis 225°C in einem Heizofen für 2 bis 6 Minuten, der Formungsschritt findet in einem Formungsapparat statt, und die Aluminiumlegierung der Komponente hat eine Temperierungsbezeichnung von ungefähr T6 unmittelbar nach dem Formungsschritt, und weist weiter die Schritte auf: Transferieren des aufgeheizten Rohteils von dem Heizofen zum Formungsapparat und Beginnen des Formungsschrittes in dem Formungsapparat innerhalb von 15 Sekunden nach dem Heizungsschritt, und Abkühlen der Komponente nach dem Formungsschritt, wobei die Eigenschaften der Aluminiumlegierung der Komponente während des Abkühlschritts unverändert bleiben.
  14. Die Methode nach Anspruch 13, inklusive keiner nachfolgenden Wärmebehandlung der Komponente nach dem Formungsschritt, wobei der nachfolgende Wärmebehandlungsschritt ein Aufheizen der Komponente auf eine Temperatur von zumindest 90°C für mindestens 65 Minuten beinhalten würde.
  15. Eine Komponente mit einer dreidimensionalen Gestalt für die Verwendung in einer automobilen Anwendung, aufweisend: eine Aluminiumlegierung, die aus der bestehenden Aluminiumlegierungsserie Gruppe von: a2000, 6000, 7000, 8000 und 9000 ausgewählt ist, und die Aluminiumlegierung der Komponente hat eine Temperierungsbezeichnung von etwa T6, und die Aluminiumlegierung erreicht die Temperierungsbezeichnung von etwa T6 durch Heizen eines lösungswärmebehandelten und getemperten Rohteils, das von der Aluminiumlegierung geformt ist, auf eine Temperatur von 150°C bis 350°C vor dem Formen des Rohteils in die dreidimensionale Gestalt.
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113832417A (zh) * 2014-01-24 2021-12-24 麦格纳国际公司 高强度铝的冲压
WO2015123663A1 (en) * 2014-02-17 2015-08-20 GM Global Technology Operations LLC Warm forming of work-hardened sheet alloys
MX2018004158A (es) * 2015-10-08 2018-08-01 Novelis Inc Un proceso para formar en caliente una aleacion de aluminio endurecible por envejecimiento en temple t4.
WO2018037390A2 (en) 2016-08-26 2018-03-01 Shape Corp. Warm forming process and apparatus for transverse bending of an extruded aluminum beam to warm form a vehicle structural component
MX2019004494A (es) * 2016-10-24 2019-12-18 Shape Corp Metodo de formacion y procesamiento termico de aleacion de aluminio de multiples etapas para la produccion de componentes de vehiculo.
CN107058686B (zh) * 2017-04-12 2018-09-25 滁州市东华模具制造有限公司 一种预防冷冲压模具失效的模具热处理工艺
CN108380722A (zh) * 2018-04-27 2018-08-10 武汉理工大学 一种轻量化铝合金车身构件的热冲压成形方法
CN112742938A (zh) * 2019-10-31 2021-05-04 中铝瑞闽股份有限公司 一种汽车用5系铝合金热冲压成形的方法
CN112264498B (zh) * 2020-09-30 2022-04-15 武汉理工大学 一种铝合金预强化热冲压成形方法
CN114798797A (zh) * 2022-03-18 2022-07-29 上海泽升汽车科技有限公司 6111挤压铝合金板冲压成型方法

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4082578A (en) * 1976-08-05 1978-04-04 Aluminum Company Of America Aluminum structural members for vehicles
US4589932A (en) * 1983-02-03 1986-05-20 Aluminum Company Of America Aluminum 6XXX alloy products of high strength and toughness having stable response to high temperature artificial aging treatments and method for producing
JPH079051B2 (ja) * 1989-05-10 1995-02-01 スカイアルミニウム株式会社 温間成形用アルミニウム合金圧延板
US5194102A (en) * 1991-06-20 1993-03-16 Aluminum Company Of America Method for increasing the strength of aluminum alloy products through warm working
ATE198915T1 (de) * 1994-09-06 2001-02-15 Alcan Int Ltd Wärmebehandlungsverfahren für blech aus aluminium-legierung
WO1998026107A1 (en) 1996-12-13 1998-06-18 Johnson Matthey Electronics, Inc. Diffusion bonded sputtering target assembly with precipitation hardened backing plate and method of making same
US6451185B2 (en) * 1998-08-12 2002-09-17 Honeywell International Inc. Diffusion bonded sputtering target assembly with precipitation hardened backing plate and method of making same
US6406571B1 (en) * 1999-05-14 2002-06-18 Alcan International Limited Heat treatment of formed aluminum alloy products
US6893065B2 (en) * 2001-10-16 2005-05-17 Alcoa Inc. Crash energy absorption assembly for a motor vehicle
US20070138239A1 (en) * 2005-12-15 2007-06-21 Sumitomo Light Metal Industries, Ltd. Method of joining heat-treatable aluminum alloy members by friction stir welding and joined product obtained by the method and used for press forming
JP5082483B2 (ja) * 2007-02-13 2012-11-28 トヨタ自動車株式会社 アルミニウム合金材の製造方法
US20120227873A1 (en) 2008-06-26 2012-09-13 Standex International Corporation Method for tempering an aluminum alloy
WO2010142579A1 (en) 2009-06-12 2010-12-16 Aleris Aluminum Koblenz Gmbh STRUCTURAL AUTOMOTIVE PART MADE FROM AN Al-Zn-Mg-Cu ALLOY PRODUCT AND METHOD OF ITS MANUFACTURE
US9493867B2 (en) * 2010-11-05 2016-11-15 Aleris Aluminum Duffel Bvba Method of manufacturing a structural automotive part made from a rolled Al—Zn alloy
WO2012059419A1 (en) * 2010-11-05 2012-05-10 Aleris Aluminum Duffel Bvba Formed automotive part made from an aluminium alloy product and method of its manufacture
US8663405B2 (en) * 2011-01-24 2014-03-04 GM Global Technology Operations LLC Stamping of age-hardenable aluminum alloy sheets
EP2518173B1 (de) * 2011-04-26 2017-11-01 Benteler Automobiltechnik GmbH Verfahren zur Herstellung eines Blechstrukturbauteils sowie Blechstrukturbauteil
WO2013133960A1 (en) * 2012-03-07 2013-09-12 Alcoa Inc. Improved 7xxx aluminum alloys, and methods for producing the same
AU2013202557B2 (en) * 2012-03-07 2017-06-15 Arconic Inc. Improved 6XXX aluminum alloys and methods for producing the same
US9587298B2 (en) * 2013-02-19 2017-03-07 Arconic Inc. Heat treatable aluminum alloys having magnesium and zinc and methods for producing the same
CN113832417A (zh) * 2014-01-24 2021-12-24 麦格纳国际公司 高强度铝的冲压
KR102055051B1 (ko) * 2015-05-08 2019-12-11 노벨리스 인크. 알루미늄 합금 물품의 충격 열처리
MX2018004158A (es) * 2015-10-08 2018-08-01 Novelis Inc Un proceso para formar en caliente una aleacion de aluminio endurecible por envejecimiento en temple t4.

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