[发明专利]热成形且加压淬火的汽车车柱及其制造方法

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汽车车柱。本发明还涉及一种根据权利要求18的特征的、用于制造汽车车柱的方法。

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 102005054847B3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汽车构件及其制造方法，其相对于现有技术具有较低的制造成本，同时可在构件内部符合目的地调节出材料特性。

上述任务按本发明借助权利要求1的特征得以解决。

该任务的方法方面借助根据权利要求18的特征的、用于制造汽车车柱的方法得以解决。

从属权利要求给出有利的方案。

按本发明的汽车车柱通过热成形以及加压淬火来制造，其中，汽车车柱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。

汽车车柱例如可构造为A柱、B柱、C柱或D柱。在此，在车顶梁或底梁上的连接点区域中需要具有高断裂延伸率或延展性的较软结构，由此在碰撞情况下可避免断裂并且同时可以形成有针对性的褶皱。

但在本发明的范畴中，在车门铰链或其它连接点的区域中也可能针对性地需要具有较高延展性的区域，以避免在碰撞情况下产生断裂。例如在借助铆接方法耦联其它部件或加强补丁时，通过本发明的汽车车柱也可形成具有高延展性的可特别准确制造的区域，从而尽可能避 免在碰撞情况下这些区域中的铆钉或其它连接点的断裂。

在结合高硬度的情况下同样也避免了材料由于高持续负荷振动和/或震动而减弱。汽车车柱的其余组成部分即第二类区域主要具有强度值特别高的马氏体组织，由此足够满足构件的最低要求的强度。

按本发明制造的汽车车柱因此可相对于借助现有技术中已知的制造方法制造的构件低成本地制造，因为仅需一个成形和加压淬火过程来形成要求的最重要的构件特性。通过形成主要是马氏体的组织和主要由贝氏体组织构成的中间组织，在此允许在构件的明确限定的区域中特别不易产生缺陷地、有针对性地形成要求的材料特性。

按本发明，具有马氏体组织作为主要组织成分的第二类区域的特点在于，马氏体组织大于50％、尤其是大于80％、优选大于90％并且特别优选大于95％。

马氏体组织的高抗扭刚度和抗弯刚度确保本发明汽车车柱的高硬度，这例如在倾翻的情况下或类似的碰撞作用下尽可能好地维持乘客车厢并且由此尽可能好地保护乘客。

但在本发明的范畴中，在第二类区域中也可以存在贝氏体作为其它组织成分。