用于熱成形特別是模壓硬化的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明設(shè)計一種熱成形特別是模壓硬化組件特別是車輛的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]由于其高特性強度值，熱成形或模壓硬化組件作為安全相關(guān)組件被分別使用于車輛結(jié)構(gòu)中。隨著單位面積接觸壓力增加，材料硬度因更高的冷卻速率而增加。材料的硬度過大意味著由該材料制成的組件的斷裂可能性更高。因此需要一種適于大規(guī)模生產(chǎn)的用于熱成形(特別是模壓硬化)組件的方法，其中組件在預(yù)定義的局部區(qū)域中具有降低的硬度，并且因而脆性斷裂的可能性變低。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)例如已知一些用于形成局部不同材料硬度的模壓硬化方法，例如部分模壓硬化。例如在定制回火的情形中，模壓工具僅在熱成形期間被部分加熱。通過靶向溫度控制，以局部的方式形成了具有降低強度的混合微結(jié)構(gòu)。然而，這里材料的馬氏體通過降低的冷卻速率被有針對性地抑制。在局部的方式中，500至950MPa之間的抗拉強度被設(shè)定。最終的維氏硬度在170HV至320HV的范圍內(nèi)，這有損于將組件用作輕量元件。
[0004]同樣，嘗試有改變工具鋼的合金成分使得工具鋼具有局部降低的導(dǎo)熱率，由此將要模壓的組件的冷卻速率以局部的方式下降，并且進(jìn)而以局部的方式獲得了更低的硬度。在根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)具有局部降低的導(dǎo)熱率的該合金概念中，首先必須設(shè)定工作溫度以便獲得將要硬化的材料的降低的冷卻速率。從生產(chǎn)來看，這不是可靠的工藝。因此，目前為止尚未在大規(guī)模生產(chǎn)環(huán)境下實現(xiàn)包括已被特別改變用于模壓硬化的工具鋼的合金成分的嘗試。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種可靠且可重復(fù)的適于大規(guī)模生產(chǎn)的方法，其用于熱成形特別是模壓硬化組件，其在待成形組件的預(yù)定義局部區(qū)域中獲得馬氏體和/或馬氏體/貝氏體硬化，其中預(yù)定義局部區(qū)域中的最終硬度相對于組件的其它區(qū)域被降低。
[0006]本發(fā)明的目的是通過一種用于熱成形特別是模壓硬化組件的方法實現(xiàn)的，其中在組件的局部區(qū)域中，通過局部降低施加在組件表面上的成形壓力，形成降低的馬氏體硬度。
[0007]與現(xiàn)有技術(shù)相比，這里根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動設(shè)備具有下述優(yōu)點，即在預(yù)定義局部區(qū)域中獲得了降低的馬氏體硬度，從而預(yù)定義局部區(qū)域上氫脆變的可能性被顯著降低。由此，預(yù)定義局部區(qū)域中發(fā)生脆性斷裂的可能性，其特別是由組件與其他組件組裝在一起期間或之后可能產(chǎn)生的應(yīng)力峰值引起的，再次被顯著降低。這是由于馬氏體邊界表面上產(chǎn)生的應(yīng)力能夠通過自適應(yīng)變形而得到釋放。
[0008]本發(fā)明的有利設(shè)計實施例和改進(jìn)實例可從從屬權(quán)利要求以及說明書并結(jié)合附圖而得出。
[0009]在另一實施例中，通過彈簧式安裝在硬化工具的下部工具和/或上部工具中的元件，可以執(zhí)行對局部降低成形壓力的調(diào)節(jié)。
[0010]由于彈簧式安裝工具元件的使用，可以有利地技術(shù)上實現(xiàn)所需的冷卻條件，以便實現(xiàn)具有預(yù)期降低硬度的預(yù)期馬氏體。由于彈簧式安裝元件的使用，當(dāng)硬化工具閉合時在待成形材料上實現(xiàn)了與其它區(qū)域相比局部降低的單位面積接觸壓力，由此冷卻速率以局部的方式被降低，并且因此所得的局部馬氏體硬度低于待成形材料(特別為鋼板)的其他區(qū)域。此外，此前使用的工具鋼可以有利地以略微改變的形式被進(jìn)一步加以利用。
[0011 ] 如果彈簧式安裝元件被嵌入在硬化工具的下部工具和上部工具兩者中，可以簡單且有利的方式在待成形鋼板的兩側(cè)面上獲得局部降低的馬氏體硬度。如果待成形鋼板的層厚度適中，則在待成形鋼板中甚至可以獲得滲透到相應(yīng)橫截面中的馬氏體硬度的局部空間降低。由此，可以預(yù)先確定由應(yīng)力產(chǎn)生的最終組件中的自適應(yīng)變形的方向。
[0012]在另一實施例中，面向組件表面的彈簧式安裝元件的側(cè)面以形式匹配的方式接觸組件的表面，并且在局部區(qū)域中的成形精度與組件其它區(qū)域中的其余成形精度一致。
[0013]由此，可以有利地保持待成形鋼板的成形精度，因為冷卻動作以在成形工具中完全接觸的方式而發(fā)生。
[0014]根據(jù)另一實施例，通過氣壓彈簧和/或碟簧和/或彈性彈簧作為彈簧式安裝元件，實現(xiàn)了對局部降低的成形壓力的調(diào)節(jié)。
[0015]由于使用了氣壓彈簧，可以有利地產(chǎn)生幾乎獨立于彈簧行程的力，其中空間需求小，并且同時潛在可以將阻尼機構(gòu)同時集成在彈簧中。
[0016]由于使用了碟簧，基于配置類型，彈簧行程可以變化，如果彈簧碟片被組裝成彈簧組，則個體碟簧的彈簧力可由碟簧的個數(shù)加倍，意味著短彈簧行程下更大的彈簧力，如果彈簧碟片被組裝成彈簧棧，則個體碟簧的彈簧力等于整個彈簧棧的彈簧力，意味著長彈簧行程下的低彈簧力。由此，彈簧式安裝工具元件可以基于它們的尺寸被方便地調(diào)整以適應(yīng)用于模壓硬化的工具鋼。
[0017]在另一實施例中，彈簧式安裝元件被安裝在硬化工具的上部工具和/或下部工具的模具和/或模區(qū)域中。
[0018]由此，有利地利用了已經(jīng)存在的安裝空間，從而不需要額外的安裝空間。
[0019]在另一實施例中，液壓裝置被嵌入在硬化工具的上部工具和/或下部工具中。
[0020]由此，有利地實現(xiàn)了對以局部的方式施加在待成形鋼板上的成形壓力的精細(xì)調(diào)
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[0021]本發(fā)明進(jìn)一步還包括一種用于熱成形特別是模壓硬化組件的設(shè)備，其特征在于，該設(shè)備被配置用于通過局部降低施加在組件表面上的成形壓力，在組件中有針對性地形成具有降低的馬氏體硬度的局部區(qū)域。
[0022]借助降低的馬氏體硬度，該設(shè)備有利地抵消了組件的預(yù)定義局部區(qū)域中的脆化馬氏體的形成。
[0023]在另一實施例中，該設(shè)備包括下述裝置:
[0024]-下部工具，被配置用于在其上側(cè)以形式匹配的方式接收組件；
[0025]-上部工具，被配置使得當(dāng)設(shè)備閉合時通過其下側(cè)在朝向下部工具的上側(cè)的方向上被推動，
[0026]其中，下部工具和/或上部工具具有被配置用于接收彈簧式安裝元件的空隙。
[0027]在另一實施例中，彈簧式安裝元件通過其面向組件表面的一側(cè)，被配置為以形式匹配的方式環(huán)繞組件。
[0028]在另一實施例中，空隙包括模具和/或模區(qū)域。
[0029]在另一實施例中，彈簧式安裝元件包括氣壓彈簧和/或碟簧和/或彈性彈簧