CN104128742A - 用于生成硬化钢组件的方法 - Google Patents

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Abstract

一种由至少两个部件(2,3)生成硬化钢组件(1)的方法，包括以下连续步骤：首先在冷成形状态接合至少两个部件(2，3)以形成组件(1)，接着硬化接合起来的组件(1)。

Description

用于生成硬化钢组件的方法
技术领域
本发明涉及一种由至少两个部件生成硬化钢组件的方法。
背景技术
目前大多数的制造工艺包括由金属材料(例如钢)的若干个部件来得到比较复杂的结构的制造。为实现坚固的结构，使用各种焊接技术将这些部件以耐用的方式接合起来。就车辆保持架(vehicle cage)而言，这些保持架的耐用性对车辆驾驶员和乘客的安全至关重要，例如，如果发生事故，如碰撞。这些部件之间的焊接的强度对该结构的耐用性是至关重要的，尤其是在负荷下。
一种实现超高强度钢(Ultra High Strength Steel，简称UHSS)常用的工艺包括通过各种方法使部件硬化来实现热成形件(US3257835，Method for hot forming metal)和随后对它们进行压制成形以获得所需的形状，以及使它们冷却。随后是旨在实现材料的各种特性的多种后期处理技术。在所述后期处理后，所述金属部件由各种焊接技术接合起来。这些焊接技术可以包括点焊、激光焊接、熔化极气体保护焊(gas metal arc welding，简称GMAW)等。在这些焊接过程中，增加的热导致在已热成形的部件内的相变，从马氏体组织到包含贝氏体、铁素体和/或珠光体组织。贝氏体、铁素体和珠光体组织具有降低材料的耐用性的效果，例如，马氏体的伸长率(A80)为约5％，而对于铁素体和珠光体而言，相同的值大于15％。马氏体的弹性极限应力(RP0,2)和抗拉强度(Rm)与铁素体和珠光体相比分别是1050兆帕对450兆帕和1500兆帕对600兆帕。这些特性在材料提供有效的密封和承受应力的能力以及耐用性的关键方面是非常重要的。特别受影响的是热影响区(heat-affected zones，简称HAZ)。热影响区被定义为围绕焊接中心的区域，所述区域容易受到由于焊接导致的加热而引起的组织变化的影响，在距离焊接中心3.5毫米到7毫米的范围内。在这些区域的组织变化可能会导致金相缺口产生，所述缺口在负荷下特别易于产生裂缝。
发明内容
因此，本发明的目的是克服上面提到的问题。该目的是通过所附权利要求的方法来实现。
根据本发明的一个方面，由至少两个部件生成硬化钢组件的方法包括以下连续步骤：首先在冷成形状态下接合部件以形成组件，随后硬化接合起来的组件。通过将这些部件接合后进行硬化处理，钢和接合部实现了完全马氏体组织。所述方法实现在接合部及其周围的提高的强度和组件的增加的耐用性。
根据本发明的另一个方面，所述至少两个部件的接合包括焊接工艺。已知的焊接工艺，例如，但不限于，点焊、激光焊和熔化极气体保护焊。当在焊接后进行硬化处理时，不仅在部件本身，而且还在焊接接合部及其周围实现了完全的马氏体组织。所述方法从而允许组织不具有如现有技术热影响区的金相缺口。根据所述方面的方法提高了焊接部及其周围的强度并增加了组件的耐用性。
根据本发明的另一个方面，所述部件中的至少一个部件在硬化工艺之前通过压制冷成形。通过压制这些部件，可以实现用于包含在组件内的部件的期望形状。硬化工艺之前压制的另一优点是，各部件更容易被加工成所期望的形状，因为这些部件可以在若干个步骤中被压制。因而，可以实现封闭结构，而当在热状态下压制时，通常一次压制可用，因此只有开放结构可以以这种传统的方式生产。
根据本发明的又一个方面，在硬化工艺后回火。对钢，通常在硬化后进行回火，以减少一些过量的硬度，并且回火是通过把钢加热到比用于硬化低得多的温度下进行。确切的温度决定去除的硬度的量，并取决于合金的具体组分以及在成品中所期望的性能。
优选地，在本发明的方法中所用的钢是硼钢。由硼钢制造零件增加了强度，减少开裂，并降低了所述部件的变形。
在本发明的一个方面，所述方法用于在期望能够承受大负荷的产品中所使用的组件中实现增强的耐用性。这样的情形的一个例子是汽车的部件，其中，所述车辆可能是在例如碰撞或事故中的应力的目标。一个这样的实施方式是在车辆子组件中，例如车辆安全保持架中。在本发明中所公开的方法可以有利地结合在车辆生产线，以便采用本发明中所详述的方法促进车辆的大规模生产。
附图说明
参照附图本发明现在将更加详细描述。
图1a-1e示出了根据本发明方法的各种步骤。
图2示出了根据本发明组装的安全保持架的一个实例的立体图。
具体实施方式
图1a表示根据本发明的一个实例的方法的第一步骤，其中要生成的组件1的至少一个部件2、3通过压制冷成形形成，冷成形的其它实例是例如压制和辊轧成形(rollforming)。
在图1b中所示的第二步骤中，部件2,3接合。优选地，所述部件由焊接装置5接合。进一步的例子包括激光焊接、熔化极气体保护焊和点焊。
在图1c和1d中所示的第三步骤中，组件1被硬化处理，即首先加热(见图1c)，然后冷却(参见图1d)。
最后，当温度达到介于80和100℃之间时(图1e)从所述硬化工艺中移除硬化钢组件。如果该硬化钢组件在较高的温度下移除，优点是，整个工艺将会更快。另一方面，由于高温它更难以处理，并且还存在因为在高温下操作组件将改变其形态的风险。如果该硬化钢组件在低于温度80至100摄氏度下移除，唯一受影响的事情是工艺时间。
图2示出了根据本发明组装的安全保持架4的一个实例。安全保持架4是最终组装、焊接和硬化的部件的一个实例。优选地，所述安全保持架4由硼钢制成。
前文公开了实施本发明的一个示例。但是，很明显，并入修改和变型的方法对本领域的技术人员而言是显而易见的。鉴于上述公开内容意图使本领域的技术人员能够实施这个方便的发明，本发明不应解释为限制于此，而是应解释为包括落入本发明权利要求的保护范围中的这些修改和变型。例如，两个或更多个钢板可在第一步骤中接合，并且随后在硬化工艺之前压制成所需的形状。

Claims (10)

1.一种由至少两个部件(2,3)形成硬化钢组件(1)的方法，
其特征在于：
所述方法包括以下连续步骤：首先在冷成形状态接合所述至少两个部件(2,3)，以形成组件(1)，接着硬化接合起来的组件(1)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述接合包括焊接工艺。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述焊接工艺是点焊、激光焊接或熔化极气体保护焊中的一种。
4.根据前述任一项权利要求所述的方法，还包括所述部件(2,3)中的至少一个在硬化工艺之前通过压制形成。
5.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中硬化钢组件在80至100℃的温度下从硬化工艺移除。
6.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中所述钢是硼钢。
7.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中所述组件完全或部分地构成车辆的子组件。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述车辆的子组件是车辆安全保持架(4)。
9.一种使用根据前述任一项权利要求的方法制造的车辆安全保持架(4)。
10.一种使用根据权利要求1-8任一项所述的方法的车辆生产线。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6199629A (ja) * 1984-10-19 1986-05-17 Nippon Steel Corp 鋼板を用いた冷間成形品の強化方法
US6306230B1 (en) * 1998-05-15 2001-10-23 Skf Gmbh Process for the production of hardened parts of steel
US20020104591A1 (en) * 2000-08-19 2002-08-08 Ludger Gehringhoff B-column for motor vehicle
US20080277036A1 (en) * 2007-05-11 2008-11-13 Luxfer Group Limited Method for manufacturing tanks
CN101678864A (zh) * 2007-04-04 2010-03-24 住友金属工业株式会社 汽车车身用强度构件、前纵梁以及汽车车身的侧部构造
CN102199699A (zh) * 2010-03-25 2011-09-28 本特勒尔汽车技术有限公司 用于制造汽车元件的方法和车身构件

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3257835A (en) 1964-11-12 1966-06-28 Southwire Co Method of hot forming metal
US3836748A (en) * 1971-05-17 1974-09-17 Kawasaki Heavy Ind Ltd Process of welding a high tension steel
JP3526228B2 (ja) * 1998-11-27 2004-05-10 三菱電機株式会社 金属板突合せ溶接装置及びその使用方法
US6578909B1 (en) * 2002-08-16 2003-06-17 Ford Global Technologies, L.L.C. Vehicle roof structure
US20090242086A1 (en) * 2008-03-31 2009-10-01 Honda Motor Co., Ltd. Microstructural optimization of automotive structures
WO2010071664A1 (en) * 2008-10-01 2010-06-24 Anthony Sabo Superior safety roll cage frame
KR101033767B1 (ko) * 2010-11-03 2011-05-09 현대하이스코 주식회사 열처리 경화 강판을 이용한 국부적으로 이종강도를 가지는 자동차 부품 제조방법
EP2497840B2 (de) * 2011-03-10 2020-02-26 Schwartz GmbH Ofensystem zum partiellen Erwärmen von Stahlblechteilen

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6199629A (ja) * 1984-10-19 1986-05-17 Nippon Steel Corp 鋼板を用いた冷間成形品の強化方法
US6306230B1 (en) * 1998-05-15 2001-10-23 Skf Gmbh Process for the production of hardened parts of steel
US20020104591A1 (en) * 2000-08-19 2002-08-08 Ludger Gehringhoff B-column for motor vehicle
CN101678864A (zh) * 2007-04-04 2010-03-24 住友金属工业株式会社 汽车车身用强度构件、前纵梁以及汽车车身的侧部构造
US20080277036A1 (en) * 2007-05-11 2008-11-13 Luxfer Group Limited Method for manufacturing tanks
CN102199699A (zh) * 2010-03-25 2011-09-28 本特勒尔汽车技术有限公司 用于制造汽车元件的方法和车身构件

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