[发明专利]用于使毛坯热成型的系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于使毛坯热成型的系统，以及一种用于使毛坯热成型的相应方法。

背景技术

金属板的热成型在部件的加工中，特别地用于车体，是一个相对新的发展趋势。在本申请的上下文中，被用于该情况中的金属板根据成型技术领域中所用的贸易语言也被称为“毛坯”。毛坯通常由相应地被切割成一定的尺寸、冲压、连接和/或预成型的金属板构成。然而，本发明的方法不仅能够用于相应地制备好的金属板，还能够用于所使用的原料。所以，本发明涉及所有工件和半成品，其能够例如通过压制和/或深冲压在相应的成型操作中被成形。

热成型使得能够自由回跳加工具有复杂几何形状的高强度部件，并且使得能够显著地降低例如其所生产的车体的重量，以及改进例如在相应车辆中的乘客的安全性。

由于对结构部件的强度和刚度有更严格的要求，特别是在车辆中，所以对于这些应用越来越多地使用高强度和超高强度的钢材。增加的强度可以降低车辆的重量，使得特别地，能够降低污染物的排放和燃油消耗。在当前的车型中，热成型部件的使用可以降低超过30kg的重量。

热成型方法本质上是成型和硬化技术的组合。相应钢材的使用，例如，例如锰硼钢可以获得高达1，500MPa的强度。在模压淬火方法中，例如，毛坯被加热到高于完全成奥氏体温度的温度，例如，高于850℃，随后毛坯在工具中被淬火。这样获得具有所需强度的所需马氏体结构。在工具中成型加工和淬火加工的组合有时也被称为模压淬火或成型硬化。

在用于汽车车体的超高强度材料的热成型中，例如，所谓的辊底式炉被用于预热毛坯。这种炉的加热通常借助于被电加热的辐射管或借助于气体燃烧器来实现。为了实现最短加工循环时间，有利的是在系统中提供预热部件的一定“储备”。回火钢材的热处理时间是限定相应压制的循环时间的决定性参数。辊底式炉具有高达40米的长度，所以具有相应的结构要求，所述结构要求包括有效除去余热。被用作用于预热部件的辊底式炉的替换的转鼓式窑也具有相应的缺点。它们也借助于辐射管被加热，在效率上很不令人满意。

模压淬火部件的特征在于它们高的强度和刚度。如上所述，这使得可以降低金属板的厚度并且因此降低重量。然而，问题是低的断裂延伸率，这能导致在随后的加工步骤期间例如当焊接在其他部件上时形成裂纹。这是为什么希望以模压淬火的方式实现例如车体部件的某些区域，并且实现相同部件的其他区域使得它们具有较高的延展性并因此能够吸收由于塑性变形而产生的更多能量。

现有技术尝试产生这种局部的不同特性或所谓的“定制特性”，包括有目的地影响相应的半成品的合金构成，所谓的“定制焊接毛坯”的制造，即由不同材料连接成的毛坯，借助于感应加热技术或传导加热技术被部分(局部)加热，借助于局部加热部分地回火模压淬火工具的某些区域并且遮掩某些部件区域，以便抑制相应的辊底式炉中的加热(以及因此成为奥氏体)。然而，这些方法精细复杂，因此常常不令人满意并且非常昂贵。

因此，需要改进的选择方案，以用于制造具有局部不同特性的毛坯。

发明内容

基于这些情况，本发明提出了一种用于使毛坯热成型的系统，以及相应的用于使毛坯热成型的方法，其具独立权利要求的各个特征。优选的实施方案形成从属权利要求以及下面的描述。

由于根据本发明所提出的至少部分再加热的操作，所以能以特别有效的方式获得具有局部不同特性的毛坯和部件，其中在压制装置中成型或模压淬火毛坯之后实施所述再加热操作。根据本发明，尤其可以实现具有所需材料特性的非常复杂的形状，例如在任何位置处具有增加的延展性。

如上所述的术语“毛坯”应该在本申请的上下文中被全面地解释。该术语包括金属板、半成品产品、连接的和/或预成型的部件，其在相应的系统中被热成型，特别是模压淬火。

本发明的特别有利的方面涉及使用预混合的氢-氧燃烧器或燃气-氧气燃烧器。例如，这种类型的燃烧器基本上从例如DE10345411A1已知。例如，预混合燃气-氧气燃烧器被用于所谓的玻璃部件，特别是铅晶质玻璃或钠钙玻璃的部件的热光滑法。在这种情况下，玻璃部件的至少部分表面通过燃烧器被加热和熔化。相应的燃烧器也被公知为所谓的Hydropox燃烧器，并且以该商标名称被本申请人所出售。