[发明专利]卷边的金属板、卷边装置和卷边方法

说明书

技术领域

本技术领域总体上是接合的金属板，且更具体地是卷边的金属板、卷边装置和卷边方法。

背景技术

滚边（roller hemming）是在汽车产业中使用的将两块金属预成形板接合的方法。常规的卷边工艺通常包括在内板上折叠外板。两块金属板通常被接合成整体中空的结构单元，例如车门、发动机罩或行李箱盖。这些中空的结构单元通常称作封闭板。

一些车辆封闭板由具有期望的强度和冲击吸收性能的钢制成。然而，钢是重的，期望的是，替代为实用的较轻材料，例如以便通过减轻重量来提高燃料经济性。铝是具有适当的强度和冲击吸收性能的一种此类较轻材料。铝板的厚度通常大于钢板的厚度，以实现满足性能要求的强度和刚度。镁和钛是比钢轻的其它结构金属。

已经被开发用于钢板的常规卷边工艺通常不适合于铝板，因为此类工艺导致铝板沿卷边边缘裂纹或破裂。对于铝板，已经开发出不导致沿卷边边缘破裂的一些工艺。然而，此类工艺受限于较低强度的合金，和/或在可产生的卷边边缘的锐度方面受到限制。例如，此类工艺使用已经软化的或已经经过特殊热处理的铝片。软化和特殊热处理避免了在卷边工艺期间铝片的破裂，但是带来了更高的成本，并减小了铝片的强度和其它性能测量。

随某些铝板一起使用的工艺是回归热处理（retrogression heat treatment，RHT）。RHT工艺将局部热处理和直接淬火施加到外铝板的凸缘区域。该工艺通过溶解在室温老化的材料中存在的非常细的沉淀物来临时软化材料，并有利地在卷边中改变材料的变形响应。尽管该程序提高了卷边能力，但是其使用通常受限于可响应于在室温时变形而没有破裂的少数较低强度的合金，并且不用于在室温时快速地再硬化的较富裕合金组合物。此类较富裕合金组合物包括时效硬化的铝合金。时效硬化使得硬度增大，但是延性降低。

发明内容

各个实施例提供了接合有尖锐卷边的较高强度的时效硬化的铝合金板以及用于对较高强度的时效硬化的合金板进行卷边的装置和方法。这里描述的卷边装置和方法将更强的、更薄的、成本较低的材料卷边为尖锐的、“宝石式效果”的外观，而没有在卷边边缘处造成破裂、不需要将材料加热到熔点以上、以及需要将材料进行淬火。因为所述装置和方法可适用于较强的材料，所以消除了在其它方法中由于材料可卷边能力的局限性做出的许多让步，这在性能和成本方面留出许多可能的改进。

根据示例性实施例，一种卷边站被构造为对板组件进行卷边，所述板组件包括具有由卷边边缘限定的卷边凸缘的外板。所述卷边站包括被构造为加热所述卷边边缘的加热设备、被构造为折叠所述卷边凸缘的棍子以及控制单元。所述控制单元被构造为控制所述辊子和所述加热设备，使得当所述卷边边缘的温度在预定的温度范围内时，所述辊子折叠所述卷边凸缘。例如，在一个示例性实施例中，所述温度范围的下限大于室温，而所述温度范围的上限小于外板材料的熔点。在另一示例性实施例中，所述温度范围是所述材料的熔点的20%至50%。

根据另一示例性实施例，一种对包括具有由卷边边缘限定的卷边凸缘的外板的板组件进行卷边的方法，包括：加热所述卷边凸缘的所述卷边边缘；以及在所述卷边边缘的温度处于预定的温度范围内的温度的情况下，折叠所述卷边凸缘。

本发明还提供如下方案：

1、一种对板组件进行卷边的卷边站，所述板组件包括具有由卷边边缘限定的卷边凸缘的外板，所述卷边站包括：

辊子，所述辊子被构造为折叠所述卷边凸缘；

加热设备，所述加热设备被构造为加热所述卷边边缘；以及

控制单元，所述控制单元被构造为控制所述辊子和所述加热设备，使得当所述卷边边缘的温度在预定的温度范围内时，所述辊子折叠所述卷边凸缘。

2、根据方案1所述的卷边站，其中，所述预定的温度范围在所述板组件的材料的熔点以下。

3、根据方案2所述的卷边站，其中，所述预定的温度范围的上限为所述板组件的材料的熔点的大约50%。

4、根据方案2所述的卷边站，其中，所述预定的温度范围在室温以上。

5、根据方案4所述的卷边站，其中，所述预定的温度范围的下限为所述熔点的大约20%。

6、根据方案1所述的卷边站，其中，所述辊子被构造为提供荷兰式卷边形状。

7、根据方案1所述的卷边站，其中，所述加热设备被构造为在与所述辊子在所述卷边站的操作期间折叠所述卷边边缘的位置相邻并在该位置下游的位置处加热卷边边缘。