CN106334770A - 部件成形的方法 - Google Patents

Abstract

一种部件成形的方法包括提供多个工件坯料。所述方法还包括在每个工件坯料中产生轮廓，使得每个轮廓与相应工件坯料的材料区域邻接。所述方法还包括将所述工件坯料进行堆叠，使得一个工件坯料的所述轮廓与其他坯料的所述轮廓对齐。所述方法另外包括同时对邻接每个堆叠工件坯料的相应轮廓的材料区域进行退火，从而增强所述材料区域的可成形性。另外，所述方法包括经由拉伸邻接所述相应轮廓的所述经退火的材料区域在所述工件坯料中的至少一个中形成形状，从而使至少一个部件成形。所述部件可为用于车辆的结构加强件。

Description

部件成形的方法

技术领域

本公开涉及一种部件成形的方法。

背景技术

冲压是一种用于由工件坯料形成特殊成形部件的制造工艺。冲压通常包括诸如冲孔、落料、压花、弯曲、折边和压印的形成操作。冲压工艺通常采用压力机来通过利用冲模使工件坯料变形从而成形或切割工件坯料。

冲压工艺可为单阶段操作，其中冲压的每个冲程在工件上产生期望的形状，或可通过一系列阶段进行。虽然冲压工艺通常在金属片上进行，但是其也可用来由其他材料(诸如，聚苯乙烯)形成部件。

将工件冲压成期望的形状经常受限于工件承受变形而不出现裂口和裂缝的能力。在这种情况下，可使用退火来提高工件的延性，从而形成为期望形状。

发明内容

部件成形的方法包括首先提供多个工件坯料。该方法还包括在每个工件坯料中生成轮廓，使得每个轮廓与相应工件坯料的材料区域邻接。根据该方法，一个工件坯料的轮廓可与其他工件坯料的轮廓基本相同。该方法还包括将工件坯料进行堆叠，使得一个工件坯料的轮廓与其他工件坯料的轮廓对齐。该方法另外包括同时对邻接每个堆叠工件坯料的相应轮廓的材料区域进行退火，从而增强对象材料区域的可成形性。此外，该方法包括通过拉伸邻接相应轮廓的经退火的材料区域而在至少一个工件坯料中形成形状，从而使至少一个部件成形。

将轮廓生成到多个工件坯料中的每一个中的动作可在不进行激光切割的情况下完成。此外，将轮廓生成到多个工件坯料中的每一个中的动作可通过模切来完成。

将多个工件坯料进行堆叠的动作可通过将工件坯料布置成垂直列来完成。这种垂直列可包括350至450个工件坯料。

在至少一个工件坯料中形成形状的动作可在传送压力机中单独地在每个工件坯料上完成。

同时对每个堆叠工件坯料的材料区域进行退火的动作可经由感应线圈完成。

经由感应线圈同时对每个堆叠工件坯料的材料区域进行退火的动作可在675-800摄氏度的温度范围下完成。

每个相应工件坯料的材料可为先进高强度钢(AHSS)。AHSS可为双相钢。

每个工件可为用于机动车辆的结构增强部件。

从以下结合附图和所附权利要求对实施本公开的实施例和最佳方式进行的详细描述中能够很容易了解到本公开的上述特征和优点以及其他特征和优点。

附图说明

图1是在代表性工件坯料内轮廓被切割的示意图。

图2是诸如图1所示的工件坯料被堆叠以及邻接轮廓的其材料被退火的示意图。

图3是在图2所示的退火之后由代表性工件坯料形成部件的示意图。

图4是示出部件成形方法的流程图。

具体实施方式

参照附图，其中贯穿附图同样的元件用相同的附图标记标识，图1至图3详细示出了多个工件坯料10的加工，诸如成形。这种工件坯料10经常用于诸如金属冲压的制造工艺中，用来形成特殊成形部件。每个工件坯料10通常为一片预切割金属片，诸如冷轧钢。具体地，对象工件坯料10的材料12可为先进高强度钢(AHSS)。

AHSS是一种既坚硬又有韧性的特定种类的合金钢。AHSS有几种市售的等级。其中一种这样等级的AHSS是双相钢，其经过热处理以同时含有铁素体和马氏体微观结构，以产生可成形的高强度钢。AHSS的另一种类型是相变诱发塑性(TRIP)钢，其涉及特殊合金化和热处理，以稳定室温下通常无奥氏体的低合金铁素体钢内奥氏体的量。通过向TRIP钢施加应变，在不加热的情况下使奥氏体经历相变成为马氏体。AHSS的又另一种变型是孪生诱发塑性(TWIP)钢，其使用特定类型的应变，以增加合金硬化的工作有效性。AHSS特别有利于机动车辆中使用的结构件。AHSS允许机动车辆的结构件在使用较少量的材料的同时保持所需的强度。

双相钢因其微观结构提供了强度与可拉伸性或可成形性的有益组合，其中硬质的马氏体或贝氏体相分散在软铁素体基体中。双相钢也具有高应变可硬化性。高应变可硬化性进而赋予双相钢良好的应变重分布能力和可拉伸性，以及优于初始工件(例如工件胚料10)的机械性能的成品零部件机械性能(包括屈服强度)。此外，双相钢的组成和处理经过了专门设计，以促进在诸如涂漆烘烤或烘烤硬化(BH)的低温热处理期间屈服强度的显著增加。

成品零部件的高机械强度给双相钢带来优异的抗疲劳强度和良好的能量吸收能力，使其适用于结构件和加强件。双相钢的应变硬化能力与强效烘烤硬化效应相结合，赋予其减少结构件重量的优异潜力。由于其高能量吸收能力和抗疲劳强度，冷轧双相钢特别适用于诸如纵向梁、横向构件和加强件的汽车结构和安全零部件。780冷轧双相钢，即具有780MPa拉伸强度的对象双相钢，推荐用于负责能源管理的高强度结构零部件，尤其是在可成形性要求高于相等级别常规高强度低合金(HSLA)钢所提供的可成形性的情况下。

在一些情况下，为了从每个工件胚料10产生所需的最终形状，首先通过从每个工件胚料10去除材料段12A和/或材料段12B来产生轮廓14。每个工件胚料10的轮廓14旨在与每个其他对象工件胚料的相应轮廓基本相同。因此，在每个工件胚料10中，轮廓14与材料12的区域16邻接。去除材料段12A产生特定的外部轮廓14A，而去除材料段12B产生孔或封闭切口14B。如图1所示，外形轮廓14A和孔14B中的每一个与包括材料边缘18的相应区域16邻接。如所示，外部轮廓14A由相应工件胚料10中的区域16划定，使得材料12通过材料边缘18来限定相应外部轮廓。此外，在孔14B的情况下，每个工件胚料10的材料边缘18围绕着孔360度延伸，即，材料12包围并限定孔。可以单独处理多个工件胚料10，以产生所需的轮廓14。

在工件胚料10的后续成形期间，工件胚料10中邻接各轮廓14的区域16可以通过拉伸材料边缘18的已退火区域而经受拉伸载荷和显著的环向应变。因此，在后续的成形期间，区域16可能出现边缘破裂、断裂或撕裂，这些可能导致工件胚料10的废品率增加，并降低成品部件的稳健性。此类问题的可能性在工件胚料10的材料12是AHSS的情况下尤其高。

使用激光来切割工件坯料10中的轮廓14可减少区域16的材料边缘18中破裂的可能性。然而，对工件坯料10中的轮廓14进行激光切割消耗大量时间和能量，并且不利于生产率。对工件坯料10中的轮廓14进行模切是更加经济的。对邻接工件坯料10中的相应轮廓14的材料12进行局部退火可用来减少区域16的材料边缘18中破裂的可能性。然而，对单独的工件坯料10进行退火消耗大量时间和能量，并且也不利于生产率。

为了克服以上困难，最初，通过在不进行(即，缺少)激光切割的情况下将材料段12A从每个工件坯料10中切割出来而产生轮廓14。具体地说，可以经由具有上模20A和下模20B(如图1中所示)的冲模20(诸如通过在压机22中将材料段12A冲割或冲压出)而产生轮廓14。继产生轮廓14之后，可将多个工件坯料10堆叠成垂直列(即，布置在数百个坯料(诸如350至450个坯料范围中的多个坯料)的堆叠24中)，使得一个工件坯料的轮廓14与对象堆叠中的其他工件坯料的轮廓对齐。

继将多个工件坯料10布置在堆叠24中之后，邻接每个工件坯料的相应轮廓14的材料12的区域16可使用连接到适当电源27(如图2中所示)的一个或多个感应线圈26同时局部退火。经由感应线圈26对每个堆叠工件坯料10的区域16进行这种同时退火旨在增强区域的可成形性，并且可在675-800摄氏度的温度范围下完成。继对每个工件坯料10中的区域16进行这种同时退火之后，预定形状28可通过诸如经由具有上模21A和下模21B(如图3中所示)的冲模21拉伸区域16处的材料12而形成在每个工件坯料中。形状28可形成在区域16中同时破裂等的可能性被最小化，尽管区域16中的材料12可能经受拉伸和相当明显的环向应变。形状28可使用传送压力机(未示出)中的级进冲模而形成在每个单独的工件坯料10中，从而产生诸如用于机动车辆的结构加强件的期望部件。

图4描绘了产生具有形状28的部件(例如，如上面关于图1至图3描述的使用于机动车辆的结构加强件(未示出，但是为本领域技术人员所已知)成形)的方法30。方法30开始于框32，其中方法30包括提供多个工件坯料10，并且然后进行到框34。在框34中，该方法包括在多个工件坯料10中的每一个中产生轮廓14，使得每个轮廓与相应工件坯料的材料12的区域16邻接。如上面关于图1至图3所描述的，轮廓14可在不进行激光切割的情况下从相应工件坯料10中切割出来，并且可以经由模切操作而产生。在框34之后，该方法前进到框36。在框36中，该方法包括将多个工件坯料10进行堆叠，使得一个工件坯料的轮廓14与其他工件坯料的轮廓对齐。工件坯料10的堆叠可以通过将工件坯料布置成垂直列使得该列包括350至400个工件坯料而完成。

继将多个工件坯料10进行堆叠之后，该方法进行到框38。在框38中，该方法包括同时对邻接每个堆叠工件坯料10的相应轮廓14的材料12的区域16进行退火，从而增强对象区域的可成形性。对每个堆叠的工件坯料10的材料12的区域同时进行退火可以在675-800摄氏度的温度范围下经由感应线圈26完成。在框38之后，该方法进行到框40，其中该方法包括经由拉伸邻接相应轮廓14的材料的经退火区域16在至少一个工件坯料10中形成形状28，从而产生具有对象形状的至少一个部件。如上面关于图1至图3所描述的，每个相应工件坯料10的材料可以是先进高强度片钢(AHSS)，例如780双相钢。与本公开内容相一致，由每个工件坯料10因此形成并且具有形状28的代表性部件可以是用于机动车辆的结构加强件。

详细描述和绘图或图支持并且描述本公开，但是本公开的范围仅仅由权利要求书限定。虽然已详细描述了用于实施所要求保护的公开内容的一些最佳模式和其他实施例，但是也存在用于实践在所附权利要求中限定的公开内容的各种替代设计和实施例。另外，绘图中所示的实施例或本描述中提及的各个实施例的特性不一定被理解为彼此独立的实施例。实情是，可能的是，实施例的一个示例中描述的每个特征可与来自其他实施例的一个或多个其他期望特征组合，从而产生未以文字描述或未参照附图的其他实施例。因此，这些其他实施例落入所附权利要求的范围的框架内。

Claims (10)

1.一种部件成形的方法，该方法包括以下步骤：

提供多个工件坯料；

在所述多个工件坯料中的每一个中产生轮廓，使得每个轮廓与所述相应工件坯料的材料区域邻接；

将所述多个工件坯料进行堆叠，使得一个工件坯料的所述轮廓与所述其他工件坯料的所述轮廓对齐；

同时对邻接每个所述堆叠工件坯料的所述相应轮廓的所述材料区域进行退火；以及

经由拉伸邻接所述相应轮廓的所述经退火的材料区域在所述工件坯料中的至少一个中形成形状，从而使所述部件成形。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述多个工件坯料中的每一个中产生所述轮廓的所述操作在不进行激光切割的情况下完成。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，在所述多个工件坯料中的每一个中产生所述轮廓的所述操作经由模切完成。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述多个工件坯料进行堆叠的所述操作通过将所述工件坯料布置成垂直列而完成。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述垂直列包括350至450个所述工件坯料。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述工件坯料中的至少一个中形成所述形状的所述操作在传送压力机中单独地在每个所述工件坯料上完成。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，同时对每个所述堆叠工件坯料的所述材料区域进行退火的所述操作经由感应线圈完成。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，经由所述感应线圈同时对每个所述堆叠工件坯料的所述材料区域进行退火的所述操作在675-800摄氏度的温度范围下完成。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，每个相应工件坯料的所述材料是先进高强度钢(AHSS)。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述AHSS是双相钢。