[发明专利]热成形且加压淬火的纵梁及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的特征的通过热成形以及加压淬火制造的纵梁。本发明还涉及一种根据权利要求18的特征的用于制造纵梁的方法。

背景技术

在汽车制造中，基于法律的和针对制造商的规定，对汽车安全性的要求越来越高。同时，汽车制造商还致力于在燃料消耗以及CO2排放最小化的同时减小汽车车身自重。这在低自重和高抗弯和抗扭刚度以及高碰撞安全性之间构成矛盾。

一种途径例如是使用轻金属材料、尤其是铝合金，或使用例如由金属合金以及纤维复合材料或塑料构成的混合结构方式的车身。但上述两种方案均造成高材料成本，这又在汽车制造中提高了制造成本。

但金属合金、尤其是钢材料始终是用于车身制造、尤其是白车身制造的优选材料。此外，通过持续的发展，钢材料在当今仍然被当作高科技材料，其通过各种不同的方法途径能够在有利制造性、良好碰撞安全性和长寿命之间形成良好的折衷。

例如DE 10 2005 054 847 B3公开了热成形的且加压淬火的构件，其从模具中取出和在调节到钢的高强度机械特性之后进行有针对性的热处理。尤其对在碰撞情况下受到轴向载荷的结构和/或安全构件而言，按照上述方式制造的构件一方面应为高强度，另一方面应在碰撞情况下形成褶皱，从而能有针对性地卸除碰撞能量。

根据现有技术，热处理通常在320～400℃之间的温度范围中进行并且几乎不改变在热成形和加压淬火过程中调节出的包括强度值在内的材料特性，但却同时提高了材料的延展性，从而可在碰撞情况下 很好地形成褶皱。

但附加的热处理又引起较高的制造费用，因为用于大规模生产开始时的工具成本大大增加。

发明内容

因此，本发明的任务是提供一种用于设置在汽车上的纵梁及其制造方法，其相对于现有技术具有较低的制造成本，同时可在纵梁内部符合目的地调节出材料特性。

上述任务根据本发明借助根据权利要求1特征的纵梁得以解决。

该任务的方法方面借助根据权利要求18特征的用于制造纵梁的方法得以解决。

从属权利要求给出有利的方案。

按本发明的纵梁通过热成形以及加压淬火来制造，其中，纵梁通过本来的制造过程，即在加压淬火之后，具有至少两个不同强度的区域。第一类区域主要具有贝氏体组织并且第二类区域主要具有马氏体组织，在两类区域之间构造过渡区域，该过渡区域在小于80mm的距离上延伸。

优选过渡区域构造得小于50mm、特别优选小于30mm并且尤其是小于20mm。通过极小的过渡区域在本发明的范畴中可以在一个制造步骤中、即在制造方法本身中有针对性地对构件进行调节，使得在考虑到出现的制造误差的情况下，在有利制造性的同时可靠地形成要求的碰撞特性。

有利地在根据本发明的纵梁中可过程安全且有针对性地在预先定义的第一类和第二类区域中形成一定的材料特性。在由高强度的可淬火的钢构成的金属板坯或预成形坯料或者说半成品的热成形和加压淬火期间将第一类区域中间冷却，使得第一类区域和第二类区域有针对性地形成不同的强度、硬度和延展特性。与第二类区域相反，在第一类区域中产生趋于延展性的材料组织。两类区域彼此间的过渡区域趋于明确限定。由此在很大程度上降低或避免了制造误差。通过第一类 区域中主要为贝氏体的组织产生具有延展的材料特性的区域。

第一类区域利于希望的变形，使得在碰撞情况下在此可形成褶皱亦或压缩，而不形成裂纹或发生断裂。由此在强度仍高的同时提升了根据本发明的纵梁的能量吸收性能。因此，在安装了根据本发明的纵梁的汽车中大量能量被吸收，使得碰撞的动能可转化为变形能量，同时保持汽车车身其余部分的高刚度。

此外可想到将纵梁用作发动机支座亦或用于后备箱区域中。此处在必要时需要比在乘客车厢本身的区域中更高的能量吸收性能。通过有针对性地形成第一类区域和第二类区域例如能够在根据本发明的纵梁中形成第一类区域和第二类区域在纵梁的长度上沿车辆方向的依次排列，其优点在于纵梁在碰撞情况下能够呈手风琴状地折叠。

本发明的纵梁在汽车车身中例如横向地设置在前侧和/或后侧，以便有针对性地拦截冲撞的物体或另一汽车。纵梁在此应这样尽可能地拦截冲撞到汽车上的物体或被汽车撞上的固定物体，使得纵梁尽可能小地变形以便吸收能量且有针对性地防止物体侵入汽车本身中。