[发明专利]机动车的具有改善的碰撞性能的车身构件或底盘构件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及机动车的具有改善的碰撞性能的车身构件或底盘构件以及制造具有改善的碰撞性能和腐蚀保护的车身构件或底盘构件的方法。

背景技术

在汽车工业中，将与碰撞相关的构件用于车身，该构件赋予车辆稳定性和刚性并且在事故情况下吸收碰撞能量并且保障乘客的生存空间。同样在机动车的底盘中使用增多的构件，其除了刚性和动态可负载性之外对确定的可变形性和经济性也提出了尤其高的要求。

对此可用的方法是所谓的热成型和压制硬化可调质的钢种，该方法具有如下步骤：用于奥氏体化的加热，在压制成型工具中的热变形和淬火硬化。在此通常的是，在加热期间在可调质的钢板上设置铝硅覆层作为临时的腐蚀保护和氧化皮保护。ArcelorMittal公司的这种材料在商品名称Usibor下用于热变形是已知的并且广泛传播。WO2009090555A1对此描述了在热变形和压制硬化之前和之后相应的材料和覆层结构。在此也探讨了用于经济地制造车身构件的加热策略。被覆层的热成型钢的缺点是，与未覆层的热成型钢相比，在已压制硬化的状态下从构件的表面起提高的裂缝倾向，这在碰撞期间在构件实效中是明显的。对此的原因是在碰撞时作用到压制硬化的构件上的冷变形，通过该冷变形在硬的和脆的表面上、尤其在用铁原子合金的铝覆层上通常已经存在的微小裂缝增大。也在锌合金覆层的钢中对于热成型还更严重地出现相同的问题。

发明内容

由此出发，本发明的目的是，提出相应地在碰撞特性中改善的用于机动车的车身或底盘构件及其制造方法，该车身或底盘构件尽管如此能成本低地制造和加工以及是轻的。

所述目的在物体上通过权利要求1的特征实现。其从属权利要求2-16形成本发明的有利的改进方案。

在方法上，所述目的通过权利要求17的特征实现。从属权利要求18-21是该方法的有利的改进方案。

提出用于机动车的具有改善的碰撞性能的车身或底盘构件，包括至少一个由多层的、尤其三层的板材复合件制成的面部段，该板材复合件具有一个中间层和两个向外限界中间层的外层。根据本发明，外层与中间层面状且材料锁合地连接。在此的特征在于，外层由不锈钢合金组成，该钢合金具有选自如下组的组织结构：铁氧体的、奥氏体的或马氏体的组织结构，并且中间层由可调质的、尤其硬化的钢合金组成，在大于900MPa的屈服强度Rp0.2的情况下，车身或底盘构件具有在根据VDA238-100:2010的小板弯曲试验中获得的大于80°的弯曲角度。这允许在车辆的整个使用寿命期间、也在考虑恶劣的加工和运行条件下最大程度的腐蚀保护。此外，与硬化中间层固定连接的软的外层引起裂缝倾向在正常的负载期间在碰撞时、但也已经在结合或冷成型过程期间在构件成形之后显著下降。外层与中间层的连接根据本发明面状地通过材料锁合这样进行，使得基本上在层之间不存在杂质或杂质，其中尤其形成冶金的连接。各个层根据本发明优选在整个面上彼此材料锁合地和冶金地连接。用于本发明的原始材料能够在此例如通过热滚压三种在先机械地和/或材料锁合地预固定的连接的板坯、或者多级地浇注的板坯、或者镀层焊接的板坯来制造。

作为铁氧体不锈钢合金，使用如下合金证明是尤其有利的，该合金除了由熔化引起的杂质和铁之外还包括下列重量百分比的合金组分：

碳(C)：0.08％-0.16％

硅(Si)：0.5％-1.8％

锰(Mn)：0.8％-1.4％

铬(Cr)：13.0％-22.0％

铝(Al)：0.5％-1.5％

磷(P)：最大0.06％

硫(S)：最大0.02％。

铁氧体不锈钢合金结合中间层的可硬化的铁氧体-珠光体钢合金的优点是，外层的组成在热处理期间与中间层形成尤其均匀和持久的材料锁合连接。即使在中间层在热成型和压制硬化时的组织结构转化期间也不产生外层的裂缝、移位等危险。

铬保证了在加热和热变形时的耐热性和因此无氧化皮的表面，而中间层的可调质的钢合金负责最大程度的抗拉强度。此外，在此关于其它可用的铁氧体不锈钢合金请参考EN 10088-1的内容，根据种类具有在10.5-30％之间的铬含量。小于0.5％的钛、铌或锆以及限制到0.16％上的碳含量的稳定添加物用于保证可焊接性。

在此关于可用的奥氏体不锈钢合金请参考EN 1.4310和EN 1.4318的分类。不锈的奥氏体钢的延展性和断裂伸长量在低温区域以及在热变形时是很高的。脆断倾向是极其小的。在冷变形和碰撞期间其强度通过亚稳定的奥氏体相转变为马氏体而提高。