[发明专利]用于热成型坯料的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于热成型坯料设备的加热装置，特别是奥氏体化装置，其中所述加热装置用于对坯料的区域进行局部加热，特别是奥氏体化，并且包括至少一个燃烧器。本发明还涉及用于热成型坯料的相应的设备，还涉及用于热成型坯料的相应的方法，其中坯料的至少一个区域被局部加热，特别是奥氏体化，并通过压制成型。

背景技术

金属板材的热成型是目前部件制造，特别是车身部件制造相对较新的发展方向。在本申请中，遵循成型技术领域的确定的术语，金属板材相应的被称为“坯料”。原则上，坯料是通过切割、冲切、连接和/或预成型制得的金属板材。然而，依据本发明的方法不仅能用于相应准备的金属板材，也能够用于各种不同用途的基体材料。本发明因此延伸至所有的工件或半成品，所述工件或半成品可通过相应的成型工艺制得，例如压制和/或深冲。

热成型使得制得的元件具有高稳定性和复杂几何形状，且不会回弹，并且能在汽车车身制造中大幅减重并提高安全性，例如增加车上的旅客的安全性。

随着对于结构部件，特别是对于车辆中结构部件的稳定性和刚性的需求越来越高，高强钢和超高强度钢得到越来越多的使用。稳定性的增加可以降低汽车的重量，这又可以进一步降低污染物的排放和燃料的消耗。就目前的车型来说，使用热成型部件能够最高减少25kg的重量。

实质上，热成型方法综合了成型和调质技术。通过使用相应的钢材，例如锰-硼钢，稳定性可达到超过1500MPa。压淬(press-hardening)方法包括，例如，加热坯料到高于完全奥氏体化温度的温度，例如高于850℃，然后在工具中使坯料快速冷却。由此形成具有理想的稳定性的马氏体组织。成型和在工具中淬火的结合有时也称为压淬或成型淬火(form-hardening)。原则上，所谓的辊底式炉被用于预热坯料，以进行汽车车身用超高强度材料的热成型。这种炉的加热通常依靠钢管进行，所述钢管通过电加热或通过煤气燃烧器进行加热。为了获得尽量短的加工周期，在设备中需要有一定的预热部件的“供给”。用于钢的温度控制的热处理时间是一个重要的参数，它定义了相应压机的时钟周期。然而，由于当温度低于600℃时的低效率，辊底式炉的效率较低。辊底式炉的长度最高达到50米，这就需要相应的结构条件，包括余热的有效散热。鼓式熔融炉用于替代辊底式炉预热零部件，同样具有相应的缺陷。它们也是通过钢管进行加热，并且在效率方面不能令人满意。

压淬部件具有高稳定性和高刚性。如上所述，金属板的厚度由此可以减少，从而可降低重量。然而，压淬部件的低的极限应变是有问题的，这能导致在随后的生产操作例如后续部件的焊接中形成裂痕。因此，需要对于车身的某些区域进行具体处理，例如进行压淬，并且对其它区域具体处理，使得它们具有较高延展性，并因此可通过塑性变形吸收更多的能量。

目前用于产生这种局部不同特性，即所谓“定制性能”的方法包括特定影响相应半成品部件的合金元素，所谓的“定制焊接坯料”的生产，因此由不同材料连接的坯料的生产，通过感应加热或传导加热技术进行部分(局部)加热，通过局部加热对压淬工具的特定区域进行部分温度控制，对压淬部件进行部分回火，以及对某些部件区域屏蔽，从而抑制在相应辊底式炉中的加热(以及因此奥氏体化)。然而，这些方法是大规模的，其结果经常无法令人满意并引起过高的成本。

因此需要改进的方法来提供具有局部不同性能的坯料。

发明内容

由于上述情况，本发明提供一种用于热成型坯料设备的加热装置，特别是奥氏体化装置，以及相应的设备，其中所述加热装置用于对坯料的特别是奥氏体化区域进行局部加热，并包括至少一个燃烧器，其特征在于，提供用于移动燃烧器和/或燃烧器的火焰到需要局部加热的区域的装置。

本发明还提供一种用于热成型坯料的方法，其中所述坯料的至少一个区域被局部加热，特别是奥氏体化，并通过压制成型，其特征在于，待加热的坯料区域通过至少一个燃烧器进行加热，其中坯料待加热区域的燃烧器和/或燃烧器的火焰被移动。

优选的实施方案是从属权利要求以及下述内容的主题。

依据本发明提出的措施包括，在用于热成型坯料的设备的加热装置，特别是奥氏体化装置中提供移动燃烧器和/或燃烧器火焰至需要局部加热的区域的装置，其中，所述加热装置用于对坯料的一些区域进行局部加热，特别是奥氏体化，并且包括至少一个燃烧器。

如上所述，术语“坯料”在本申请的上下文中应该以广义的方式理解。该术语包括金属板材、半成品、连接的和/或预成型的元件，它们在相应的设备进行热成型，特别是进行压淬。