專利名稱：熱成形的型材的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)金屬型材(profile)的方法，在所述方法中， 金屬部件由半成品或毛坯通過熱成形和加壓石更化(press hardening) 處理而生產(chǎn)，并且沿著至少一個(gè)彎曲邊彎曲金屬部件。本發(fā)明還涉及 一種根據(jù)所述方法生產(chǎn)并具有至少一個(gè)彎曲邊的金屬型材，以及所述 金屬型材在機(jī)動車車身中的用途。
背景技術(shù)：
在許多應(yīng)用領(lǐng)域中，尤其在汽車工業(yè)中，使用高強(qiáng)度金屬部件， 以得到盡可能薄的、從而重量盡可能輕質(zhì)的具有同樣強(qiáng)度特性的產(chǎn)品。 例如，側(cè)門防撞梁以及A柱或B柱加強(qiáng)件由高強(qiáng)度合金鋼或最大強(qiáng)度 合金4岡(maximum strength steel alloy)生產(chǎn)，由》匕熱成形的、可熱 處理的鋼(例如錳硼鋼)的使用日益增加。這些合金鋼必須經(jīng)受熱成 形，隨后在工具中冷卻，以得到盡可能高的硬度。在這種情況下，特 別優(yōu)選的方法是熱成形和加壓硬化處理。借助這種方法，優(yōu)選地由可
熱處理的鋼制成的半成品或毛坯通過#_加熱到例如900x:至iooo"c的
溫度并通過熱加壓和成形而轉(zhuǎn)化為奧氏體微觀結(jié)構(gòu)范圍(austenitic microstructure range )內(nèi)。隨后，加壓的零件(仍然在工具中)被淬 火到100'C至200'C之間的溫度，由此得到馬氏體結(jié)構(gòu)，從而得到通常 完全高強(qiáng)度的部件。然而，不利的是，當(dāng)使用這些部件時(shí)，由于高強(qiáng) 度，僅在做出非常高的努力的情況下才能進(jìn)行進(jìn)一步的成形處理，而 且僅達(dá)到有限的程度以及有限的精度。此外，當(dāng)使用由可熱處理的鋼 制成的金屬型材時(shí)，常常期望的是，最優(yōu)地構(gòu)造或精確地控制例如機(jī) 動車的側(cè)門防撞梁或B柱的變形特性。
專利說明書DD 253 551 A3公開了 一種用于使由碳鋼制成的工件局部地退火的方法，其中通過在從馬氏體轉(zhuǎn)變的開始點(diǎn)直至回火溫度 的溫度范圍內(nèi)持續(xù)加熱工件并隨后通過激光將表面局部加熱到相變溫 度以上，而使被加熱區(qū)域的硬度降低并使被加熱區(qū)域的塑性增加。

發(fā)明內(nèi)容
基于上述現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的目的是提供一種生產(chǎn)金屬型材的方 法，所述方法能夠以較低的成本生產(chǎn)高強(qiáng)度的金屬型材。另外，本發(fā) 明的目的是制造能夠經(jīng)濟(jì)地生產(chǎn)的有用的金屬型材。此外，將提出金 屬型材的有利用途。
根據(jù)本發(fā)明的第一教導(dǎo)，通過下述方式實(shí)現(xiàn)上述目的金屬部件 在成形之前至少部分地沿著至少一個(gè)彎曲邊被加熱成使得在加熱之后 被加熱的區(qū)域中的強(qiáng)度降低。
結(jié)果是，通過將經(jīng)過熱成形和加壓硬化的金屬部件的彎曲邊局部 加熱到優(yōu)選為相變溫度以上的溫度，例如奧氏體成形溫度，彎曲邊處 的強(qiáng)度可以降低為使得能夠以很小的努力在很大的范圍內(nèi)在彎曲邊處 成形金屬部件。由于彎曲邊被加熱到相變溫度以上的溫度，經(jīng)過熱成 形和加壓硬化的金屬部件的主要馬氏體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變成奧氏體微觀結(jié)構(gòu)。 因而，在冷卻之后，該區(qū)域可以呈現(xiàn)出例如具有降低的強(qiáng)度的非馬氏 體結(jié)構(gòu)。這些區(qū)域然后可以用作彎曲邊。
具有非常高的強(qiáng)度或剛度的金屬型材可以通過如下方式根據(jù)本發(fā) 明的方法的另一個(gè)實(shí)施例實(shí)現(xiàn)半成品或毛坯基本由高強(qiáng)度鋼或最大 強(qiáng)度鋼構(gòu)成，優(yōu)選地由錳硼鋼構(gòu)成。另外，以通常的方式彎曲由這些 鋼制成的金屬部件尤其是有問題的，所以根據(jù)本發(fā)明通過加熱來彎曲 金屬部件更簡單且能夠?qū)崿F(xiàn)改進(jìn)的成形，并且首次使得某些特殊成形 處理成為可能。
根據(jù)本發(fā)明的方法的另 一個(gè)實(shí)施例，可以通過用激光束加熱至少 一個(gè)彎曲邊而得到特別窄的彎曲邊。窄的彎曲邊使得金屬型材的強(qiáng)度 僅在彎曲邊處的非常小的區(qū)域內(nèi)降低，從而使總體上整個(gè)金屬型材具 有非常高的強(qiáng)度或相應(yīng)的剛度。用激光束加熱的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是能夠非
5常精確地調(diào)節(jié)和控制激光束，從而可以在彎曲邊處非常準(zhǔn)確地加熱金 屬部件。因而，也可以想到的是，不連續(xù)地加熱彎曲邊，而僅是間斷 地加熱彎曲邊，以得到強(qiáng)度甚至更高的金屬型材。
根據(jù)本發(fā)明的方法的另一個(gè)實(shí)施例，金屬部件沿著至少一個(gè)彎曲 邊彎曲成使得至少部分地封閉的金屬型材通過彎曲而生產(chǎn)。彎曲例如
可以以如下方式進(jìn)行，即金屬部件的被至少一個(gè)彎曲邊分開的至少 兩個(gè)區(qū)域在設(shè)計(jì)為接觸邊的接觸區(qū)域處聚集在一起。具體地，金屬部 件的外部區(qū)域可以彎曲成使得金屬部件的兩個(gè)相反的邊鄰接在一起。 因而，可以生產(chǎn)例如管狀的、無凸緣的金屬型材。通過將金屬部件的 兩個(gè)接觸區(qū)域布置成相互重疊產(chǎn)生了另一種可能性，使得這些區(qū)域相 互面面接觸。與開口的金屬型材相比，部分封閉的金屬型材呈現(xiàn)出更 高強(qiáng)度或剛度。然而，本發(fā)明的金屬型材并不局限于封閉的形式。也 可以想到的是，金屬型材在成形之后具有開口的形式，所述開口的形 式例如在某些應(yīng)用中在幾何方面是有利的。
本發(fā)明的方法的另一個(gè)實(shí)施例的特征在于，金屬部件呈基本W(wǎng)形 的截面，其中可選擇地至少一個(gè)彎曲邊布置在截面的大致中心上。由 于僅通過在一個(gè)彎曲邊處彎曲就已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)封閉，所以金屬部件的 W形的截面例如允許以簡單的方式生產(chǎn)封閉的金屬型材。彎曲邊在截 面的中心上的布置是特別有利的，這是由于彎曲邊基本布置在金屬部 件的中心上并因此金屬部件的兩側(cè)具有可比較的強(qiáng)度。由于通過這種 布置，強(qiáng)度降低的區(qū)域(即，彎曲邊的區(qū)域和接觸區(qū)域)沒有封閉在 一起，因此，這個(gè)實(shí)施例尤其適用于生產(chǎn)特別穩(wěn)定的封閉的金屬型材。 在這種情況下，金屬部件可以設(shè)計(jì)成鏡像對稱的，特別是關(guān)于與彎曲 邊相交的面呈鏡像對稱。如果彎曲邊沒有布置在截面的中心上，例如 可以生產(chǎn)具有彎曲和焊縫的不對稱布置的封閉的金屬型材。因此，這 些金屬型材將具體地適用于金屬型材的用途。
根據(jù)本發(fā)明的方法的另一個(gè)實(shí)施例實(shí)現(xiàn)了金屬型材的提高的穩(wěn)定 性，其中，金屬型材的被至少一個(gè)彎曲邊分開的至少兩個(gè)區(qū)域至少部 分地牢固(positively)結(jié)合在接觸區(qū)域中，特別是使用激光束焊接而至少部分地牢固結(jié)合在接觸區(qū)域中。牢固結(jié)合的金屬型材呈現(xiàn)出部分 封閉的腔體，所述部分封閉的腔體提供特別高的抵抗彎曲力的能力。 在這種情況下，牢固結(jié)合的連結(jié)部可以布置在設(shè)計(jì)為接觸邊或接觸表 面的接觸區(qū)域中。連接可以是連續(xù)的或間斷的。在一個(gè)接觸區(qū)域的情
況下，牢固結(jié)合的連結(jié)部例如可以跟隨(follow)圍繞接觸區(qū)域的區(qū)
域的輪廓，或者也可以部分地布置在接觸區(qū)域的接觸面中。為了生產(chǎn)
牢固結(jié)合的連結(jié)部，諸如焊接(welding)、低溫焊接(soldering)或 膠合的多種連接技術(shù)都是可以想到的。焊接金屬型材的至少兩個(gè)區(qū)域產(chǎn) 生特別堅(jiān)固且永久的牢固結(jié)合。使用激光束進(jìn)行焊接將產(chǎn)生非常清潔且 窄的焊縫。如果彎曲邊的加熱也通過激光束進(jìn)行，則使用激光束是特別 有利的，這是由于這樣可以使用同一工具進(jìn)行加熱和焊接。這在生產(chǎn)上 節(jié)約了成本和時(shí)間。
根據(jù)本發(fā)明的方法的另一個(gè)實(shí)施例，金屬部件另外在至少一個(gè)牢固 結(jié)合的連結(jié)部的區(qū)域中被加熱，使得在加熱之后，被加熱的區(qū)域的強(qiáng)度 降低。該實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于，在牢固結(jié)合的連結(jié)部的區(qū)域中的強(qiáng)度可以 相對于金屬部件的彎曲邊處的強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)節(jié)。例如，能夠確保當(dāng)向強(qiáng)度 降低的區(qū)域施加某一力時(shí)，金屬型材發(fā)生特定的變形。而且，通過加熱 牢固結(jié)合的連結(jié)部的區(qū)域，可以實(shí)現(xiàn)金屬孩t觀結(jié)構(gòu)的均勻化。由于溫度 或力的作用，金屬微觀結(jié)構(gòu)的不規(guī)則性(這可以例如在焊接期間通過熱 應(yīng)力而發(fā)生)可能會導(dǎo)致拉伸開裂。通過金屬微觀結(jié)構(gòu)的均勻化可以防 止發(fā)生上述拉伸開裂。
在本發(fā)明的方法的另 一個(gè)實(shí)施例中可以實(shí)現(xiàn)金屬型材的強(qiáng)度和變形 特性的受控影響，在所述實(shí)施例中，至少一個(gè)彎曲邊的被加熱區(qū)域的尺 寸和/或牢固結(jié)合的連結(jié)部的被加熱區(qū)域的尺寸以用途為導(dǎo)向進(jìn)行調(diào) 節(jié)。從而，強(qiáng)度降低的較小區(qū)域?qū)е抡麄€(gè)周圍區(qū)域都是高強(qiáng)度的，并 且因此整個(gè)金屬型材都是高強(qiáng)度的，使得整個(gè)金屬型材即使在受力時(shí) 也僅呈現(xiàn)出較小的變形。這樣，可以生產(chǎn)高強(qiáng)度的金屬型材。相反， 更大的強(qiáng)度降低的區(qū)域構(gòu)成變形區(qū)域，在施加力時(shí)，所述變形區(qū)域可 以變形并因而吸收變形能量。該特性特別對于機(jī)動車車身的B柱是重要的，這是因?yàn)橥ㄟ^這種方式由意外事故所導(dǎo)致的變形力被車體吸收， 并且會在較小的程度上影響車內(nèi)人員。特別地，可以通過提供變形區(qū) 域而防止高強(qiáng)度的金屬型材破裂。如果彎曲邊處和牢固結(jié)合的連結(jié)部 處的強(qiáng)度降低的區(qū)域都設(shè)計(jì)成同一尺寸，則生產(chǎn)的金屬型材在較小的 強(qiáng)度降低的區(qū)域的情況下具有非常高的總強(qiáng)度，而在較大的強(qiáng)度降低 的區(qū)域的情況下包括特別大的變形區(qū)，并因此具有特別高的能量吸收 能力。然而，強(qiáng)度降低的區(qū)域也可以具有多種尺寸，由此所生產(chǎn)的金 屬型材的某一側(cè)特別堅(jiān)固，并從而具有特別高的抵抗變形力的能力， 而另一側(cè)可以特別好地吸收變形力。具體地，通過將金屬型材的強(qiáng)度 降低的區(qū)域設(shè)計(jì)成不同的尺寸，可以實(shí)現(xiàn)方向?qū)?zhǔn)的
(direction-aligned )變形能力以及與該方向?qū)?zhǔn)的變形能力相關(guān)的變 形力的重定向(re-routing)能力。
根據(jù)本發(fā)明的第二教導(dǎo)，通過根據(jù)上述方法中的任何一種方法生 產(chǎn)并具有至少一個(gè)彎曲邊的金屬型材實(shí)現(xiàn)上述目的，其中金屬型材在 至少一個(gè)彎曲邊附近的強(qiáng)度相對于該金屬型材的平均強(qiáng)度降低。
這種金屬型材優(yōu)選地由高強(qiáng)度合金鋼或最大強(qiáng)度的合金鋼構(gòu)成， 例如由錳硼合金鋼構(gòu)成。這樣，能夠設(shè)計(jì)具有非常薄的壁的金屬型材， 從而減輕金屬型材的重量。
根據(jù)本發(fā)明的金屬型材的另一個(gè)實(shí)施例實(shí)現(xiàn)了特別堅(jiān)固且剛性的 金屬型材，在所述實(shí)施例中，金屬型材至少部分地封閉。部分封閉的 形式可以設(shè)計(jì)成例如使得金屬型材的被至少一個(gè)彎曲邊分開的至少兩 個(gè)區(qū)域通過相互重疊或相互鄰接而接觸。特別地，金屬部件可以具有 管狀設(shè)計(jì)。由于至少部分封閉的實(shí)施例在沒有重疊的情況下需要更少 的材料，因此更加輕質(zhì)，這些實(shí)施例特別適于用作機(jī)動車車身的A柱 或B柱。
在本發(fā)明的金屬型材的另一個(gè)實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)特別堅(jiān)固且堅(jiān)硬的金 屬型材，在所述實(shí)施例中，金屬型材的被至少一個(gè)彎曲邊分開的至少 兩個(gè)區(qū)域通過至少一個(gè)焊縫連結(jié)，所述至少一個(gè)焊縫特別是激光焊縫。 在這種情況下，焊縫可以是連續(xù)的或間斷的。焊縫可以布置在金屬型
8材的兩個(gè)區(qū)域在接觸邊上相互抵靠布置或者面面布置的區(qū)域中。從而， 在區(qū)域面面接觸的情況下，可以想到的是，焊縫跟隨圍繞接觸區(qū)域的 區(qū)域的輪廓，或者焊縫部分地布置在接觸表面中。
根據(jù)本發(fā)明的金屬型材的另一個(gè)實(shí)施例可以有目的地控制在施加 某一個(gè)力時(shí)所產(chǎn)生的變形，在所述實(shí)施例中，金屬型材在至少一個(gè)牢 固結(jié)合的連結(jié)部的區(qū)域中的強(qiáng)度相對于金屬型材的平均強(qiáng)度降低。從 而，牢固結(jié)合的連結(jié)部的區(qū)域中的強(qiáng)度相對于金屬部件在彎曲邊處的 強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)節(jié)。通過施加力而產(chǎn)生的變形將因此主要配置在彎曲邊處 和牢固結(jié)合的連結(jié)部處。
根據(jù)本發(fā)明的金屬型材的另一個(gè)實(shí)施例，在熱成形和加壓硬化之 后被加熱并且強(qiáng)度相對于剩余金屬型材的平均強(qiáng)度降低的區(qū)域的尺寸 以用途為導(dǎo)向進(jìn)行調(diào)節(jié)。金屬型材的特性尤其取決于金屬型材在彎曲 邊處和/或在牢固結(jié)合的連結(jié)部處的強(qiáng)度降低的區(qū)域的尺寸。從而，利 用具有相等尺寸或不等尺寸的、小和/或大的強(qiáng)度降低的區(qū)域的金屬型 材，可以滿足差別很大的要求，例如關(guān)于它們的強(qiáng)度、剛度或變形力 的重定向能力。
根據(jù)本發(fā)明的金屬型材的另一個(gè)實(shí)施例實(shí)現(xiàn)了金屬型材的高的整 體穩(wěn)定性，在所述實(shí)施例中，金屬型材的至少一個(gè)彎曲邊和一個(gè)接觸 區(qū)域彼此面對。強(qiáng)度相對于金屬型材的平均強(qiáng)度降低的區(qū)域以這種方 式相互最大地間隔開。金屬型材可以設(shè)計(jì)成關(guān)于與彎曲邊和接觸邊相 交的面呈鏡像對稱。自然地，也可以想到非對稱的金屬型材。
根據(jù)本發(fā)明的第三教導(dǎo)，通過在機(jī)動車車身中使用上述金屬型材
中的任何一個(gè)也可以實(shí)現(xiàn)上述目的，所述金屬型材特別地用作A柱和 /或B柱。金屬型材的高強(qiáng)度允許較小的金屬片厚度具有恒定的或提高 的剛度或相應(yīng)的強(qiáng)度，使得金屬型材特別輕質(zhì)。總體上，這使機(jī)動車 的重量減小，從而降低燃油消耗量。變形區(qū)域的特定布置對于在發(fā)生 意外事故時(shí)改進(jìn)對乘員的保護(hù)也是有利的，這是由于沖擊所釋放的能 量能夠以受控的方式轉(zhuǎn)化成變形能量，或者相應(yīng)地可以使變形力重定 向。在本發(fā)明的用途的另一個(gè)實(shí)施例中可以進(jìn)一步提高金屬型材的穩(wěn) 定性，在所述實(shí)施例中，金屬型材布置成使得中性軸貫穿至少一個(gè)彎 曲邊和一個(gè)接觸區(qū)域。在這種情況下，中性軸指貫穿部件的一個(gè)區(qū)域 的線，由于該區(qū)域與彎曲方向?qū)?zhǔn)，因此在彎曲處理期間，該區(qū)域處 既沒有發(fā)生拉伸也沒有發(fā)生壓縮。從而，例如在圓筒形的均勻管道的 情況下，在橫截面上看，中性軸垂直于彎曲方向貫穿管道直徑的中心。


下面參照附圖，在對一些示例性實(shí)施例的描述中詳細(xì)地說明本發(fā)
明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)，其中
圖la是在用于生產(chǎn)本發(fā)明的金屬型材的處理期間的本發(fā)明的金
屬部件的第一示例性實(shí)施例的截面圖lb是本發(fā)明的金屬型材的第一示例性實(shí)施例的截面圖； 圖lc是本發(fā)明的金屬型材的第二示例性實(shí)施例的截面圖； 圖ld是本發(fā)明的金屬型材的第三示例性實(shí)施例的截面圖； 圖2a是本發(fā)明的金屬型材的第四示例性實(shí)施例的截面圖； 圖2b是本發(fā)明的金屬型材的第五示例性實(shí)施例的截面圖； 圖3a是在用于生產(chǎn)本發(fā)明的金屬型材的處理期間的本發(fā)明的金
屬部件的第二示例性實(shí)施例的截面圖3b是本發(fā)明的金屬型材的第六示例性實(shí)施例的截面圖3c是在用于生產(chǎn)本發(fā)明的金屬型材的處理期間的本發(fā)明的金
屬部件的第三示例性實(shí)施例的俯視圖4是兩個(gè)本發(fā)明的金屬型材作為機(jī)動車車身的A柱和B柱的用
途的示例性實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式
圖la示出了在根據(jù)本發(fā)明的方法的第一示例性實(shí)施例生產(chǎn)本發(fā) 明的金屬型材期間，由毛坯通過熱成形和加壓硬化而形成的金屬部件 2的截面圖。例如，毛坯可以由高強(qiáng)度鋼的或最大強(qiáng)度鋼構(gòu)成，優(yōu)選地由諸如22MnB5類型的錳硼合金鋼構(gòu)成。金屬部件2具有左側(cè)外部 區(qū)域4、右側(cè)外部區(qū)域6以及布置在這兩個(gè)區(qū)域之間的彎曲邊8。左側(cè) 外部區(qū)域4和右側(cè)外部區(qū)域6在先前的熱成形和加壓硬化處理中以用 途為導(dǎo)向進(jìn)行變形，以便使金屬部件2呈現(xiàn)出W形的截面。金屬部件 2的側(cè)邊9在成形之后指向同一方向。在金屬型材的生產(chǎn)處理中，彎 曲邊8已經(jīng)借助激光束進(jìn)行加熱，以便使金屬部件2的彎曲邊8處的 強(qiáng)度低于金屬部件2的左側(cè)外部區(qū)域4和右側(cè)外部區(qū)域6中的強(qiáng)度。
圖lb示出了本發(fā)明的金屬型材10的第一示例性實(shí)施例的截面圖。 金屬型材IO由圖la中所示的金屬部件2通過繞彎曲邊8彎曲左側(cè)外 部區(qū)域4和右側(cè)外部區(qū)域6而生產(chǎn)。金屬型材10具有呈C形的開口 截面。彎曲邊8呈現(xiàn)出被在成形期間產(chǎn)生的壓縮力和伸長力改變的形 式。
圖lc示出了本發(fā)明的金屬型材20的第二示例性實(shí)施例的截面圖。 金屬型材20由圖la中所示的金屬部件2通過繞彎曲邊8彎曲左側(cè)外 部區(qū)域4和右側(cè)外部區(qū)域6而生產(chǎn)。金屬部件2的左側(cè)外部區(qū)域4和 右側(cè)外部區(qū)域6在接觸區(qū)域22中相互抵靠布置。金屬型材20因此具 有封閉的截面。金屬部件2的左側(cè)外部區(qū)域4和右側(cè)外部區(qū)域6布置 成在接觸區(qū)域22中重疊并且例如焊接在一起。
圖ld示出了本發(fā)明的金屬型材30的第三示例性實(shí)施例的截面圖。 金屬型材30由圖la中所示的金屬部件2通過繞彎曲邊8彎曲左側(cè)外 部區(qū)域4和右側(cè)外部區(qū)域6而生產(chǎn)。金屬部件2的側(cè)邊9在接觸邊34 上相互鄰接。金屬部件2的左側(cè)外部區(qū)域4和右側(cè)外部區(qū)域6例如通 過焊縫在接觸邊34上連結(jié)在一起。
圖2a示出了本發(fā)明的金屬型材40的第四示例性實(shí)施例的截面圖。 金屬型材40正如圖ld中所示的金屬型材30 —樣生產(chǎn)，該金屬型材 40另外具有圍繞接觸邊34的區(qū)域46，在所述區(qū)域46中金屬型材具有 降低的強(qiáng)度，這例如借助于焊接處理或借助于另外的加熱處理(例如 通過激光束)來實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，在金屬型材40的情況下，區(qū)域46和彎 曲邊8擴(kuò)大并形成為可比較的尺寸。由于這兩個(gè)形成變形區(qū)且強(qiáng)度降低的擴(kuò)大區(qū)域，金屬型材40在該區(qū)域中呈現(xiàn)出增加的延展性，并且能 夠通過變形而吸收相當(dāng)大的力。
圖2b示出了本發(fā)明的金屬型材50的第五示例性實(shí)施例的截面圖。 金屬型材50像圖2a中所示的金屬型材40—樣生產(chǎn)，然而區(qū)域46和 彎曲邊8構(gòu)造成具有較小的尺寸。由于強(qiáng)度降低的區(qū)域具有較小的面 積，因此金屬型材50呈現(xiàn)出一般高的強(qiáng)度，并且在向金屬型材50施 加力時(shí)，該金屬型材50僅表現(xiàn)出較小的變形。金屬型材50的強(qiáng)度可 以通過某種布置進(jìn)一步提高。如果彎曲力主要從一個(gè)方向朝向金屬型 材50起作用(參見箭頭)，則沒有壓縮力或伸長力作用在平面A與 金屬型材50的交叉處中。這些交叉的區(qū)域稱為中性軸。由于區(qū)域46 和彎曲邊8布置在中性軸內(nèi)，可以最小化影響這些區(qū)域的力。由于較 小的力也作用在強(qiáng)度降低的區(qū)域中，所以通過這種布置使整個(gè)型材的 強(qiáng)度和穩(wěn)定性最優(yōu)化。
對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員明顯的是，區(qū)域46和彎曲邊8也可以構(gòu)造 成不同的尺寸，并且該尺寸可以與用途相適應(yīng)。
圖3a示出了具有金屬部件62的形式的金屬型材的第二示例性實(shí) 施例的截面圖，所述金屬型材在本發(fā)明的金屬型材的生產(chǎn)期間由毛坯 通過熱成形和加壓硬化而形成。金屬部件62具有左側(cè)外部區(qū)域64、 右側(cè)外部區(qū)域66以及布置在這兩個(gè)區(qū)域之間的彎曲邊68。左側(cè)外部 區(qū)域64和右側(cè)外部區(qū)域66通過先前的熱成形和加壓硬化處理成形為 適于正生產(chǎn)的金屬型材的用途的形式，如機(jī)動車的A柱。在金屬型材 的生產(chǎn)處理期間，已經(jīng)借助于激光束加熱彎曲邊68，以便使金屬部件 62的彎曲邊68處的強(qiáng)度低于左側(cè)外部區(qū)域64和右側(cè)外部區(qū)域66中 的強(qiáng)度。
圖3b示出了本發(fā)明的金屬型材70的第六示例性實(shí)施例的截面圖。 金屬型材70由圖3a中所示的金屬部件62通過繞彎曲邊68彎曲左側(cè) 外部區(qū)域64和右側(cè)外部區(qū)域66而生產(chǎn)。金屬部件62的左側(cè)外部區(qū)域 64和右側(cè)外部區(qū)域66在接觸邊74上相互鄰接。金屬型材70從而呈 現(xiàn)出封閉的截面。金屬部件62的左側(cè)外部區(qū)域64和右側(cè)外部區(qū)域66
12在接觸邊74上例如通過焊縫連結(jié)在一起。
圖3c示出了呈金屬部件82形式的本發(fā)明的金屬型材的第三示例 性實(shí)施例的俯視圖，所述金屬型材在本發(fā)明的金屬型材的生產(chǎn)期間由 錳硼鋼毛坯通過熱成形和加壓硬化而形成，并用作機(jī)動車車身的A柱。 金屬部件82具有左側(cè)外部區(qū)域84、右側(cè)外部區(qū)域86以及布置在這兩 個(gè)區(qū)域之間的彎曲邊88。左側(cè)外部區(qū)域84和右側(cè)外部區(qū)域86在先前 的熱成形和加壓硬化處理中以用途為導(dǎo)向成形。在這種情況下，金屬 部件82的側(cè)邊89與視線平行地布置。在金屬型材的生產(chǎn)處理期間， 通過激光束加熱彎曲邊88，以便使金屬部件82沿著彎曲邊88的強(qiáng)度 低于例如左側(cè)外部區(qū)域84或右側(cè)外部區(qū)域86中的強(qiáng)度。金屬部件82 的上端90和下端92在形式上分別適合于連結(jié)到機(jī)動車的剩余車體。
圖4示出了機(jī)動車車身100，其中本發(fā)明的金屬型材110用作A 柱且本發(fā)明的金屬型材120用作B柱。例如，金屬型材110可以由圖 3c中所示的金屬部件生產(chǎn)，其中左側(cè)外部區(qū)域84和右側(cè)外部區(qū)域86 繞彎曲邊88彎曲成使得側(cè)邊89相互接觸并被焊接在一起。金屬型材 110的上端90優(yōu)選牢固地結(jié)合到機(jī)動車車身100的車頂部分130，金 屬型材110的下端92優(yōu)選牢固地結(jié)合到機(jī)動車車身100的右側(cè)面板 132。為了影響變形特性，被加熱的區(qū)域例如在寬度上可以達(dá)到40mm ， 優(yōu)選地達(dá)到25mm。
權(quán)利要求
1.一種生產(chǎn)金屬型材(10，20，30，40，50，70，110，120)的方法，其中金屬部件(2，62，82)由半成品或毛坯通過熱成形和加壓硬化處理生產(chǎn)，并且沿著至少一個(gè)彎曲邊(8，68，88)彎曲所述金屬部件，其特征在于，所述金屬部件(2，62，82)在成形之前至少部分地沿著所述至少一個(gè)彎曲邊(8，68，88)加熱成使得在加熱之后被加熱的區(qū)域中的強(qiáng)度降低。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述半成品或毛坯 基本由高強(qiáng)度鋼或最大強(qiáng)度鋼構(gòu)成，優(yōu)選地由錳硼鋼構(gòu)成。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1至2中的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所 述至少一個(gè)彎曲邊(8， 68， 88)通過激光束進(jìn)行加熱。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所 述金屬部件(2， 62， 82)沿著所述至少一個(gè)彎曲邊(8， 68， 88)彎 曲成使得通過彎曲而生產(chǎn)至少部分地封閉的金屬型材(20, 30， 40, 50, 70， 110， 120)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所 述金屬部件(2， 62， 82)呈基本W(wǎng)形的截面，其中可選擇地所述至 少一個(gè)彎曲邊(8， 68， 88)基本布置在所述截面的中心上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所 述金屬型材(20， 30， 40, 50， 70， 110， 120)的,皮所述至少一個(gè)彎 曲邊(8， 68， 88)分開的至少兩個(gè)區(qū)域至少部分地牢固結(jié)合在接觸區(qū) 域(22， 34)中，特別地所述分開的至少兩個(gè)區(qū)域使用激光束焊接而 至少部分地牢固結(jié)合在所述接觸區(qū)域(22， 34)中。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6中的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所 述金屬部件(2， 62, 82)另外在至少一個(gè)牢固地結(jié)合的連結(jié)部的區(qū)域(46)中被加熱，使得在加熱之后，被加熱的區(qū)域中的強(qiáng)度降低。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1至7中的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所 述至少一個(gè)彎曲邊(8， 68， 88)的所述凈皮加熱的區(qū)域的尺寸和/或所述牢固地結(jié)合的連結(jié)部的所述被加熱的區(qū)域的尺寸以用途為導(dǎo)向進(jìn)行 調(diào)節(jié)。
9. 一種通過權(quán)利要求1至8中所述的方法生產(chǎn)的具有至少一個(gè)彎 曲邊的金屬型材，其特征在于，所述金屬型材(IO, 20， 30， 40， 50， 70， 110， 120)在至少一個(gè)彎曲邊(8， 68， 88)附近的強(qiáng)度相對于所 述金屬型材的平均強(qiáng)度降低。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的金屬型材，其特征在于，所述金屬型 材(20， 30， 40， 50， 70， 110， 120)至少部分地封閉。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9至10中的任一項(xiàng)所述的金屬型材，其特征在 于，所述金屬型材(20, 30， 40， 50， 70， 110， 120)的,皮所述至少 一個(gè)彎曲邊(8， 68， 88)分開的至少兩個(gè)區(qū)域通過至少一個(gè)焊縫連結(jié)， 所述至少 一個(gè)焊縫特別是激光焊縫。
12. 根據(jù)權(quán)利要求9至11中的任一項(xiàng)所述的金屬型材，其特征在 于，所述金屬型材(20， 30， 40, 50, 70， 110， 120)在至少一個(gè)牢 固結(jié)合的連結(jié)部的區(qū)域(46)中的強(qiáng)度相對于所述金屬型材的所述平 均強(qiáng)度降低。
13. 根據(jù)權(quán)利要求9至12中的任一項(xiàng)所述的金屬型材，其特征在 于，在熱成形和硬化之后被加熱的強(qiáng)度相對于剩余金屬型材(20， 30， 40, 50， 70， 110， 120)的所述平均強(qiáng)度降低的區(qū)域的尺寸以用途為 導(dǎo)向進(jìn)行調(diào)節(jié)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求9至13中的任一項(xiàng)所述的金屬型材，其特征在 于，所述金屬型材(20， 30， 40, 50， 70， 110， 120)的所述至少一 個(gè)彎曲邊(8， 68， 88)和一個(gè)接觸區(qū)域(22, 34)彼此面對。
15. 根據(jù)權(quán)利要求9至14中的任一項(xiàng)所述的金屬型材在機(jī)動車車 身(100)中的用途，所述金屬型材特別地用作A柱和/或B柱。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的用途，其特征在于，所述金屬型材(20， 30， 40， 50， 70， 110， 120)布置成使得中性軸貫穿至少一個(gè)彎曲邊(8, 68， 88)和一個(gè)接觸區(qū)域(22， 34)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于生產(chǎn)金屬型材(40)的方法，其中金屬部件由半成品或毛坯通過熱成形和加壓硬化處理而生產(chǎn)，并且金屬部件沿著至少一個(gè)彎曲邊(8)彎曲。根據(jù)本發(fā)明，彎曲被簡化，因?yàn)榻饘俨考诔尚沃把刂辽僖粋€(gè)彎曲邊(8)被加熱成使得在加熱之后被加熱的區(qū)域的強(qiáng)度降低。本發(fā)明還涉及一種通過該方法生產(chǎn)并且具有至少一個(gè)彎曲邊(8)的金屬型材(40)，金屬型材在所述至少一個(gè)彎曲邊(8)處的強(qiáng)度降低。另外，本發(fā)明涉及本發(fā)明的金屬型材在機(jī)動車車身中的用途，其特別地用作A柱和/或B柱。
文檔編號C21D7/13GK101676415SQ20091017317
公開日2010年3月24日 申請日期2009年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月15日
發(fā)明者L·帕特貝格 申請人:蒂森克虜伯鋼鐵股份公司