FR2959950A1

FR2959950A1 - PROCESS FOR MANUFACTURING A WINDOWED WORKPIECE, SEMI-FINISHED PRODUCT ENTERING IN THE MANUFACTURE OF SAID PIECE, AND USE OF SAID PIECE

Info

Publication number: FR2959950A1
Application number: FR1154130A
Authority: FR
Inventors: Reimund Teipel; Jens Schmidt; Markus Locker
Original assignee: Kirchhoff Automotive Deutschland GmbH
Current assignee: Kirchhoff Automotive Deutschland GmbH
Priority date: 2010-05-14
Filing date: 2011-05-12
Publication date: 2011-11-18
Anticipated expiration: 2031-05-12
Also published as: CZ2011276A3; HU229676B1; HUP1100236A2; ES2400424A2; ES2400424R1; DE102010016945B3; DE102010016945B9; CZ305966B6; DE102010016945C5; SK288312B6; SK500242011A3; ES2400424B1; FR2959950B1

Abstract

L'invention concerne un procédé de fabrication d'une pièce façonnée, un produit semi-fini entrant dans la fabrication de ladite pièce, et l'utilisation de ladite pièce. Dans ledit procédé, au moins une zone échancrée ou une zone évidée est enlevée par échancrage ou entaillage d'un produit semi-fini (2), puis ladite zone échancrée ou évidée est remplacée par un flan prédécoupé (3) de forme plane qui présente une épaisseur et/ou un matériau et/ou des propriétés matérielles différant de celle(s)/celui dudit produit (2), et est soudé audit produit (2) le long de son bord ou de son profil de contact. Le chauffage, la mise en forme et la trempe d'une pièce façonnée intégrale (1) sont ensuite effectués.The invention relates to a method of manufacturing a shaped part, a semi-finished product used in the manufacture of said part, and the use of said part. In said method, at least one indented zone or recessed area is removed by notching or scoring of a semi-finished product (2), and then said indented or recessed area is replaced by a pre-cut blank (3) of planar shape which presents a thickness and / or material and / or material properties differing from that (s) / that of said product (2), and is welded to said product (2) along its edge or its contact profile. Heating, shaping and quenching of an integral workpiece (1) are then performed.

Description

DESCRIPTION

La présente invention se rapporte à un procédé de fabrication d'une pièce façonnée à partir d'un produit semi-fini, notamment d'une platine en acier durcissable, ledit produit semi-fini étant chauffé jusqu'à une température d'austénitisation, puis mis en forme et trempé. The present invention relates to a method of manufacturing a shaped part from a semi-finished product, in particular a hardenable steel plate, said semi-finished product being heated up to a temperature of austenitization, then shaped and soaked.

Des procédés de ce type sont connus dans l'art antérieur. L'on connaît par exemple, d'après le document DE 197 43 802 C2, un procédé dans lequel la pièce structurelle façonnée, en métal, comporte des régions à ductilité supérieure. A cette fin, des régions partielles de la platine sont portées à une température comprise entre 600°C et 900°C durant un laps de temps inférieur à 30 secondes, après quoi ladite platine traitée thermiquement est mise en forme dans un outil de pressage, pour obtenir la pièce structurelle façonnée, puis trempée dans ledit outil de pressage. Dans cette réalisation, par conséquent, la platine fabriquée en un matériau unitaire est soumise à différents traitements thermiques visant à procurer, dans la pièce achevée, des régions offrant des ductilités différentes. Une telle réalisation est obtenue, de manière analogue, par le procédé décrit dans le document DE 102 56 621 B3. Le document DE 10 2006 017 317 Al décrit, lui aussi, un procédé de ce genre. Processes of this type are known in the prior art. For example, according to DE 197 43 802 C2, a process is known in which the formed structural metal part has regions of higher ductility. To this end, partial regions of the platen are brought to a temperature of between 600 ° C. and 900 ° C. for a lapse of less than 30 seconds, after which said thermally treated platen is shaped in a pressing tool, to obtain the shaped structural part, and then dipped in said pressing tool. In this embodiment, therefore, the plate made of a unitary material is subjected to different heat treatments to provide, in the finished part, regions with different ductilities. Such an embodiment is obtained, analogously, by the method described in DE 102 56 621 B3. DE 10 2006 017 317 A1 also describes a method of this kind.

En se fondant sur ces considérations, la présente invention a pour objet de fournir une pièce structurelle douée de propriétés différentes, par exemple de ductilités différentes, qui puisse être fabriquée de manière simple grâce à une réalisation adéquate, avec adaptation coordonnée à des propriétés déterminées. On the basis of these considerations, the object of the present invention is to provide a structural part having different properties, for example of different ductilities, which can be manufactured in a simple manner by means of a suitable embodiment, with coordinated adaptation to specific properties.

Pour atteindre l'objet recherché, l'invention propose qu'au moins une zone échancrée ou une zone évidée du produit semi-fini soit enlevée par échancrage ou entaillage dudit produit, puis que ladite zone échancrée ou évidée soit remplacée par un flan prédécoupé de forme plane qui présente une épaisseur et/ou un matériau et/ou des propriétés matérielles différant de celle(s)/celui dudit produit, et est soudé audit produit le long de son bord ou de son profil de contact, le chauffage, la mise en forme et la trempe de la pièce façonnée intégrale étant ensuite effectués. Ainsi, conformément à l'invention, le produit semi-fini revêtant la forme d'une platine est tout d'abord usiné de façon à y pratiquer une -2- zone échancrée ou évidée, par échancrage ou entaillage. L'on encastre ensuite, dans la dépouille ainsi obtenue, un flan prédécoupé de forme plane qui est sectionné de manière adaptée, et consiste en un matériau dont les particularités diffèrent de celles dudit produit. Ledit flan est soudé audit produit le long de son bord ou de son profil de contact, puis est soumis à un chauffage, à une mise en forme et à un trempage. De ce fait, un choix correspondant du matériau constituant le flan permet de ménager de manière simple, dans la pièce structurelle achevée, des régions présentant différentes propriétés matérielles, robustesses ou autres caractéristiques analogues, la performance d'ensemble de ladite pièce structurelle étant alors influencée par la disposition concordante de ladite zone échancrée et dudit flan prédécoupé. Il est alors prévu, de préférence, que le flan prédécoupé soit relié au produit semi-fini par soudage au laser, le long de son bord ou de 15 son profil de contact. Le soudage au laser ne gouverne, dans la zone soudée, qu'une légère modification de la structure du matériau devant être soudé. Il est de surcroît prévu, de préférence, que le bord de découpe de la zone échancrée ou évidée soit réalisé pour donner naissance à des 20 dents et à des entredents, et que le flan prédécoupé offre un profil de sectionnement périphérique complémentaire autorisant, de manière adaptée, un encastrement dudit flan dans ladite zone échancrée ou son incrustation, avec affleurement, dans ladite zone évidée. De préférence, il est alors prévu que les dents et les entredents 25 soient munis de contre-dépouilles, et que le flan prédécoupé soit encastré ou incrusté par complémentarité de formes. Le mode opératoire correspondant permet, de manière simple, d'encastrer le flan prédécoupé dans la zone échancrée ou dans la configuration similaire correspondante, voire même, éventuellement, de l'y 30 retenir par complémentarité de formes jusqu'à ce que le positionnement définitif soit instauré par le soudage. En conséquence, cela a pour effets de faciliter le positionnement et d'améliorer la qualité de la pièce façonnée obtenue. Par ailleurs, il est de préférence prévu que le flan prédécoupé 35 soit réalisé plus épais que le produit semi-fini et qu'il soit encastré, dans la zone échancrée dudit produit, de façon qu'il soit positionné avec -3- affleurement superficiel unilatéral, et fasse saillie uniquement vers l'autre côté. De préférence, cette disposition a lieu de telle sorte que le côté plan matérialise la face extérieure de la pièce structurelle achevée, c'est-à- dire amenée à la forme de la pièce façonnée définitive, tandis que le côté présentant le bord saillant du flan prédécoupé occupe une position intérieure. Il en résulte une amélioration du traitement ultérieur, par exemple par laquage ou opération similaire, et un meilleur aspect esthétique de ladite pièce. To achieve the desired object, the invention proposes that at least one indented zone or a recessed area of the semi-finished product is removed by indentation or notching of said product, and that said indented or recessed area is replaced by a pre-cut blank of planar shape which has a thickness and / or material and / or material properties different from that (s) / that of said product, and is welded to said product along its edge or its contact profile, heating, setting in form and quenching of the integral shaped part being then performed. Thus, according to the invention, the semifinished product in the form of a platinum is first machined so as to practice a scalloped area or recessed, by indentation or notching. The thus-obtained blank is then embedded in a pre-cut flat blank which is suitably sectioned and consists of a material whose characteristics differ from those of said product. Said blank is welded to said product along its edge or its contact profile, and then subjected to heating, shaping and soaking. As a result, a corresponding choice of the material constituting the blank makes it possible to arrange, in a simple manner, in the finished structural part, regions having different material properties, robustness or other similar characteristics, the overall performance of said structural part then being influenced. by the concordant arrangement of said indented zone and said precut blank. It is then preferably provided that the pre-cut blank is connected to the semi-finished product by laser welding, along its edge or its contact profile. In the welded zone, the laser welding only governs a slight modification of the structure of the material to be welded. It is furthermore preferably provided that the cutting edge of the indented or recessed area is made to give rise to teeth and entredents, and that the precut blank provides a complementary peripheral sectioning profile allowing, in a manner adapted, embedding said blank in said indented area or its incrustation, with flush, in said recessed area. Preferably, it is then provided that the teeth and the entredents 25 are provided with undercuts, and that the precut blank is embedded or incrusted by complementarity of shapes. The corresponding procedure makes it possible, in a simple manner, to embed the pre-cut blank in the indented zone or in the corresponding similar configuration, or even possibly to retain it there by complementarity of shapes until the final positioning. is established by welding. As a result, this has the effect of facilitating positioning and improving the quality of the shaped part obtained. Furthermore, it is preferably provided that the pre-cut blank 35 is made thicker than the semi-finished product and that it is embedded in the indented area of said product so that it is positioned with superficial outcropping. unilateral, and protrude only to the other side. Preferably, this arrangement takes place so that the planar side materializes the outer face of the completed structural part, that is to say brought to the shape of the final shaped part, while the side having the projecting edge of the pre-cut blank occupies an inner position. This results in an improvement of the subsequent treatment, for example by lacquering or similar operation, and a better aesthetic appearance of said piece.

Qui plus est, il peut être prévu que le flan soit prédécoupé de façon telle que son profil périphérique n'excède, que de quelques centièmes de millimètre, la valeur correspondant à la zone échancrée du produit semi-fini dans laquelle ledit flan est encastré. De la sorte, le flan prédécoupé peut être emboîté à force dans la zone échancrée correspondante, ledit flan étant alors, du fait du surdimensionnement, fermement retenu dans ladite zone jusqu'à ce que le positionnement définitif soit établi par soudage. La présente invention concerne, en outre, un produit semi-fini revêtant notamment la forme d'une platine en acier durcissable dévolue à la fabrication d'une pièce façonnée trempée, comportant au moins une zone évidée ou échancrée dans laquelle est encastré ou incrusté, par soudage, un flan prédécoupé qui présente une qualité matérielle et/ou une épaisseur et/ou des propriétés matérielles différant de celle(s) dudit produit semi-fini, ce dernier étant caractérisé par le fait que la disposition, la dimension et/ou la structure du flan prédécoupé est (sont) déterminée(s) par les propriétés de la pièce structurelle achevée qui sont souhaitées à l'issue de la mise en forme et de la trempe. La platine conforme à l'invention peut être avantageusement utilisée, à titre d'exemples, pour la production de pièces structurelles de véhicules automobiles dont la résistance aux collisions est optimalisée ; de colonnes A, B, C et/ou D de véhicules automobiles ; et de caissons de déformation de véhicules automobiles. L'invention va à présent être décrite plus en détail, à titre d'exemples nullement limitatifs, en regard des dessins annexés sur 35 lesquels : la figure 1 illustre une pièce structurelle conforme à l'invention, à l'état plan préalablement à la déformation ; -4- la figure 2 est une représentation similaire, à l'issue de la mise en forme pour obtenir la pièce structurelle définitive ; la figure 3 montre une variante, par une vue analogue à la figure 1 ; et la figure 4 représente ladite variante, par une vue analogue à la figure 2. Les exemples de réalisation mettent en lumière un procédé de fabrication d'une pièce façonnée 1 à partir d'un produit semi-fini 2, notamment d'une platine en acier durcissable. Ledit produit 2, se présentant tout d'abord à l'état plan, est chauffé jusqu'à la température d'austénitisation, puis mis en forme et trempé, ce qui donne naissance à ladite pièce 1. Pour obtenir des propriétés différentes dans différentes régions de la pièce façonnée 1, une zone échancrée du produit semi-fini 2 est enlevée, ladite zone étant remplacée, à l'issue de l'échancrage, par un flan prédécoupé 3 de forme plane qui présente une épaisseur et/ou une qualité matérielle et/ou des propriétés matérielles différant de celle(s) dudit produit 2, et est soudé le long de son profil de contact. La structure ainsi obtenue, composée des parties 2 et 3, est chauffée, mise en forme et trempée en procurant, de la sorte, la pièce achevée 1 respectivement conforme à la figure 2 ou à la figure 4. De préférence, ledit flan 3 est relié audit produit 2 par soudage au laser le long de son profil de contact. Comme illustré sur les figures 3 et 4, en vue de promouvoir le positionnement et le stockage, le bord de découpe de la zone échancrée ou évidée peut être réalisé pour donner naissance à des dents 4 et à des entredents. Le flan 3 offre un profil périphérique complémentaire, si bien que ledit flan 3 peut être encastré, de manière adaptée, dans la zone échancrée dudit produit 2. De préférence, les dents 4 ou les entredents sont respectivement muni(e)s de contre-dépouilles, de sorte que le flan prédécoupé 3 peut être encastré par complémentarité de formes et est fermement consigné à demeure dans la position qu'il occupe. Lorsque, comme le prévoit l'invention, le flan 3 est réalisé plus épais que le produit semi-fini 2, l'encastrement dudit flan 3, dans la zone échancrée dudit produit 2, est instauré avec affleurement superficiel unilatéral, comme représenté sur les figures, ce qui confère une superficie plane à la face extérieure de la pièce façonnée 1 achevée. Les protubérances générées par ledit flan 3 sont incrustées dans ladite pièce 1, si bien qu'elles n'occasionnent aucune -5- perturbation quant à leur repérage visuel, ni aucune gêne quant à d'éventuels traitements ultérieurs comme, par exemple, un laquage ou une opération similaire. Dans la forme de réalisation selon les figures 1 et 2, le flan 3 est de préférence prédécoupé de façon telle que son profil périphérique n'excède, que de quelques centièmes de millimètre, la valeur correspondant à la zone échancrée du produit semi-fini 2. Ainsi, ledit flan 3 peut être emboîté à force dans la zone échancrée correspondante dudit produit 2 et être verrouillé à demeure, de manière provisoire, jusqu'à ce qu'un soudage soit exécuté. Les figures 1 et 2 montrent l'utilisation d'une platine, conforme à l'invention, pour fabriquer des pièces structurelles de véhicules automobiles dont la résistance aux collisions est optimalisée. Dans la forme de réalisation selon lesdites figures 1 et 2, il peut par exemple s'agir d'une partie d'une colonne A, B, C ou D. La conception conforme aux figures 3 et 4 peut s'appliquer, par exemple, à des tôles de renforcement servant à la fabrication de caissons de déformation équipant des véhicules automobiles. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés aux dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention. Moreover, it can be provided that the blank is precut so that its peripheral profile exceeds, only a few hundredths of a millimeter, the value corresponding to the indented area of the semi-finished product in which said blank is embedded. In this way, the pre-cut blank can be force-fitted into the corresponding notched zone, said blank being then, due to oversizing, firmly retained in said zone until the final positioning is established by welding. The present invention furthermore relates to a semifinished product, in particular in the form of a hardenable steel plate, dedicated to the manufacture of a hardened shaped part, comprising at least one recessed or indented area in which is embedded or inlaid, by welding, a pre-cut blank which has a material quality and / or a thickness and / or material properties different from that (s) of said semi-finished product, the latter being characterized by the fact that the arrangement, the dimension and / or the structure of the pre-cut blank is (are) determined by the properties of the finished structural part which are desired after forming and quenching. The plate according to the invention can be advantageously used, by way of example, for the production of structural parts of motor vehicles whose collision resistance is optimized; columns A, B, C and / or D of motor vehicles; and deformation boxes of motor vehicles. The invention will now be described in more detail, by way of non-limiting examples, with reference to the accompanying drawings in which: FIG. 1 illustrates a structural part according to the invention, in the plane state prior to the deformation; FIG. 2 is a similar representation, after the shaping to obtain the final structural part; Figure 3 shows a variant, with a view similar to Figure 1; and FIG. 4 represents said variant, with a view similar to FIG. 2. The exemplary embodiments highlight a method for manufacturing a shaped part 1 from a semi-finished product 2, in particular a platinum hardenable steel. Said product 2, first in the plane state, is heated up to the austenitization temperature, then shaped and quenched, giving rise to said part 1. To obtain different properties in different regions of the shaped part 1, a notched area of the semi-finished product 2 is removed, said area being replaced, after the notching, by a pre-cut blank 3 of flat shape which has a thickness and / or a quality material and / or material properties different from that (s) of said product 2, and is welded along its contact profile. The structure thus obtained, composed of the parts 2 and 3, is heated, shaped and quenched, thereby providing the finished part 1, respectively in accordance with FIG. 2 or FIG. 4. Preferably, said blank 3 is connected to said product 2 by laser welding along its contact profile. As illustrated in Figures 3 and 4, to promote positioning and storage, the cutting edge of the indented or recessed area can be made to give birth to teeth 4 and the entredents. The blank 3 offers a complementary peripheral profile, so that said blank 3 can be fitted, in a suitable manner, into the notched area of said product 2. Preferably, the teeth 4 or the entredents are respectively provided with counter-beams. stripping, so that the pre-cut blank 3 can be recessed by complementarity of forms and is firmly recorded permanently in the position it occupies. When, as provided by the invention, the blank 3 is made thicker than the semi-finished product 2, the embedding of said blank 3 in the notched area of said product 2 is introduced with unilateral surface flaw, as shown in FIGS. figures, which gives a flat surface to the outer face of the formed part 1 completed. The protuberances generated by said blank 3 are embedded in said part 1, so that they do not cause any disturbance as to their visual identification, nor any hindrance as to possible subsequent treatments such as, for example, lacquering. or a similar operation. In the embodiment according to FIGS. 1 and 2, the blank 3 is preferably precut so that its peripheral profile only exceeds, by a few hundredths of a millimeter, the value corresponding to the notched area of the semi-finished product 2 Thus, said blank 3 can be press fit into the corresponding notched area of said product 2 and be permanently locked temporarily until a weld is performed. Figures 1 and 2 show the use of a plate according to the invention for manufacturing structural parts of motor vehicles whose collision resistance is optimized. In the embodiment according to said Figures 1 and 2, it may for example be a part of a column A, B, C or D. The design according to Figures 3 and 4 may apply, for example , reinforcing plates for the manufacture of deformation boxes fitted to motor vehicles. Of course, the invention is not limited to the embodiments described and shown in the accompanying drawings. Modifications are possible, particularly from the point of view of the constitution of the various elements or by substitution of technical equivalents, without departing from the scope of protection of the invention.

Claims

REVENDICATIONS1. A method of manufacturing a shaped part (1) from a semi-finished product (2), in particular a curable steel plate, said semi-finished product (2) being heated to a temperature of austenitization, then shaped and quenched, characterized in that at least one indented zone or a recessed area of the semi-finished product (2) is removed by indentation or scoring of said product, then said indented or recessed area is replaced by a pre-cut blank (3) of planar shape which has a thickness and optionally, or alternatively, a material and optionally, or alternatively, material properties differing from that (s) / that of said product (2), and is welded product (2) along its edge or its contact profile, heating, shaping and the temple of the integrally formed part (1) being then carried out.

2. Method according to claim 1, characterized in that the pre-cut blank (3) is connected to the semi-finished product (2) by laser welding, along its edge or its contact profile.

3. Method according to claim 1 or 2, characterized in that the cutting edge of the indented or recessed area is designed to give rise to teeth (4) and to entredents, the pre-cut blank (3) providing a profile additional sectioning device allowing, in a suitable manner, embedding of said blank (3) in said indented area or its incrustation, with outcropping, in said recessed area.

4. Method according to claim 3, characterized in that the teeth (4) and the entredents are provided with undercuts, the pre-cut blank (3) being embedded or inlaid by complementarity of shapes.

5. Method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the pre-cut blank (3) is made thicker than the semi-finished product (2) and is embedded in the indented area of said product (2). ), so that it is positioned with unilateral surface flush, and projects only towards the other side.

6. Method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the blank (3) is pre-cut so that its peripheral profile exceeds only a few hundredths of a millimeter, the value corresponding to the area. scalloped from the semi-finished product (2) in which said blank (3) is recessed.-7-

7. Semi-finished product (2), in particular platinum steel curable devoted to the manufacture of a tempered shaped part (1), comprising at least one recessed or indented area in which is embedded or inlaid, by welding, a precut blank (3) which has a material quality and optionally, or alternatively, a thickness and optionally, or alternatively, material properties differing from that (s) of said semi-finished product (2), which product is characterized by the fact that the arrangement, the size and optionally, or alternatively, the structure of the pre-cut blank is (are) determined by the properties of the completed structural part (1) which are desired after the shaping and the quenching.

8. Use of a plate according to claim 7 and optionally, or alternatively, manufactured according to any one of claims 1 to 6, for the production of structural parts of motor vehicles whose collision resistance is optimized.

9. Use according to claim 8, for the production of columns A, columns B, columns C and optionally, or alternatively columns D motor vehicles.

10. Use according to claim 8, for the production of 20 caissons deformation of motor vehicles.