[发明专利]钢板部件的热处理方法及其热处理装置

说明书

本发明涉及一种用于将温度分布施加在钢板部件(200)上的方法和装置，其中，在一个或多个第一区域(210)中，低于AC3温度的温度可以施加在钢板部件(200)，并且在一个或多个第二区域(220)中，高于AC3温度的温度可以施加在钢板部件(200)上，其特征在于钢板部件(200)首先在生产炉(110)中预热，然后钢板部件(200)被输送到热再处理站(150)中，其中辐射热源(151)在热再处理站(150)中在部件上移动，借助于此，钢板部件(200)的一个或多个第一区域(210)可以选择性地保持在低于AC3温度的温度或进一步冷却，以及钢板部件(200)的一个或多个第二区域(220)可以可选地被加热到或保持在高于AC3温度的温度。

说明书

本发明涉及一种用于金属板部件的各个部件区域的针对性热处理方法以及一种执行该方法的热处理装置。

在技术领域的不同分支中，需要具有有限部件重量的高强度金属板部件。例如，在汽车行业中，有减少机动车燃油消耗，减少二氧化碳排放量，同时增加乘客安全性的雄心。正因为如此，对于在稳定性和重量之间具有正比率的底盘部件方面存在着急剧增长的要求。特别地，这些部件包括A柱和B柱，侧门碰撞保护梁，侧板，框架部件，保险杠支架，用于地板和屋顶的横梁，前后纵梁。在现代汽车中，原始底盘由一个通常由金属板制成，稳定性约为1,500MPa的安全笼组成。该方法需要使用多个涂覆有AlSi的金属板，换句话说，涂覆有铝-硅的金属板。为了制造由硬化钢板制成的部件，开发了冲压淬火方法。该方法需要首先将钢片加热到850℃和950℃之间的奥氏体温度，然后放置在冲压工具中，迅速形成并最终通过水冷工具快速淬火至大约250℃的马氏体温度。这就形成了一种稳定性约为1500MPa的坚硬且稳定的马氏体结构。这种类型的硬化钢板金属只显示有限的断裂伸长率，这在发生碰撞的特定区域是不利的。这种情况下的动能不能转化为变形热。在这种情况下，实际上是使部件变脆和破裂，这意味着额外的乘客受伤风险。

因此，就汽车工业而言，其需要接收由部件内多个膨胀区和稳定区组成的底盘部件，以便部件一方面包含非常稳定的区域，另一方面包含非常灵活的区域。在这种情况下，生产系统的一般要求也应该继续得到遵守：这意味着，在硬化系统(hardening system)的工作周期中不应该出现下降。通常地，应该可以正常运行整个系统，快速重新配置以满足个别客户的特定要求。该方法应该是可靠的和经济的，且生产系统只需要最小的空间。部件的形状和边缘精度应该很高，以免需要进行硬切边(hard trimming)，以节省大量的材料和工作时间。

为了生产具有不同硬度和延展性区域的部件，可以将不同类型的钢焊接在一起，以使不能固化的钢处于软化状态以及能固化的钢处于硬化区域中。然后可以在随后的固化方法中实现整个部件期望的硬度分布。该方法的缺点是在ALSi涂层和通常用于底盘部件的约0.8-1.5mm厚的金属板的情况中偶尔有不安全的焊缝，那里存在的粗糙的硬度转变，以及由于作为附加生产步骤的焊接而导致的金属板的成本增加。在测试中，偶尔会由于焊缝附近断裂而停机，这意味着该方法不能被描述为可靠的。除此之外，该方法由于涉及复杂的几何形状而具有局限性。

德国专利文献10 2007 057 855 B3中描述了一种方法，在该专利中，高强度硼钢分离板形式的由具有AlSi涂层的条带材料提供的成形部件首先被完全均匀地加热到这样的温度，并在该温度水平下保持一定时间，从而形成扩散层作为腐蚀或防垢保护层(scaleprotection layer)，其中来自涂层的材料和基底材料相互扩散。加热温度约为830℃至950℃。该均匀加热在具有连续炉的多个温度区的第一区域中进行。在此步骤之后，将炉的第二区域中的第一类型板的区域冷却到奥氏体分解的温度。这是发生在约550℃至700℃。这个降低的温度水平保持一定的时间，以使得奥氏体的分解没有任何问题地完全发生。与第一类型板区域的局部冷却同时，在炉的第二类型板的至少一个区域的炉的第三区中，保持高温度以使在随后的热锻造中，在相应的压力下，可以形成足够的马氏体。这个温度是830℃到950℃。当第一类型的区域冷却时，板的这个区域可以短暂地与冷却钳接触。