[发明专利]生产具有不同强度区域的金属零件的预制材料的制造方法

说明书

本发明涉及一种用于制造预制材料的方法，该预制材料用于制造具有多个不同强度区域的金属零件，其中，在第一步中为预制材料的无涂层的第一区域供给热能，从而加热第一区域并且将第一区域中的材料组织结构至少部分地转化为奥氏体，而不为预制材料的第二区域供给热能，并且在紧随第一步的第二步中冷却第一区域，从而将第一区域中的材料组织结构至少部分地转化为马氏体。此外，本发明还涉及一种相应的设备。

技术领域

本发明涉及一种用于制造预制材料的方法，该预制材料用于制造具有多个不同强度区域的金属零件。

背景技术

具有多个不同强度区域的零件例如用于汽车生产。在此种零件中通常在碰撞情况下应仅微小地变形的区域中设置提高的强度。与此相反，具有低强度的区域在碰撞情况下可能更严重地变形，并且在此吸收在碰撞情况下出现的高碰撞能量。

此类零件的制造可例如通过所谓的“定制回火(tailored tempering)”完成。“定制回火”涉及一种热变形过程，其中，通常将有涂层的预制材料，例如有涂层的异形坯，整体在从880℃至950℃的温度范围内加热，并接着在变形工具中热变形。变形工具具有多个温度区，通过这些温度区，薄板以不同速度冷却。在此，形成局部具有不同强度特性的零件。在快速冷却的区域中形成马氏体材料组织结构，从而此区域具有提高的强度。缓慢冷却的区域具有降低的强度。在实践中完全采用此方法，但是，显示为缺点的是，为了产生柔软得的区域需要相对较长的时间投入。

发明内容

本发明的目的在于，降低用于制造区域性具有不同强度特性的金属零件的时间需求。

此目的通过一种用于制造预制材料的方法实现，该预制材料用于制造具有多个不同强度区域的金属零件，其中

-在第一步中，为预制材料的无涂层的第一区域供给热能，从而加热第一区域并且至少部分地将第一区域中的材料组织结构转化为奥氏体，同时，不为预制材料的第二区域供给热能，并且

-在紧随第一步的第二步中冷却第一区域，从而使第一区域中的材料组织结构至少部分地转化为马氏体。

在根据本发明的方法中，在第一区域中的无涂层的预制材料硬化，从而第一区域获得相比于第二区域提高的强度。为了获得相比于第一区域更小的强度，无需加热并缓慢冷却第二区域。由此，可降低用于制造具有不同强度特性的多个区域的时间投入。此外，还可借助冷成形、尤其通过深冲或辊轧成形制造具有不同强度的多个区域的零件。

无涂层的预制材料优选含铁，尤其优选为钢材。无涂层的预制材料可构造为热轧带，其通过热轧获得。替代地，无涂层的预制材料可为冷轧带，其通过冷轧获得。此外还可选择将无涂层的预制材料设计为异形坯。此种异形坯可例如通过从热轧带或冷轧带切割获得。此外，还可能的是，此异形坯已经具有待制造的零件的二维基本形状。

无涂层的预制材料优选不具有施加在预制材料表面上的涂层。尤其优选无涂层的预制材料未镀锌或未电镀。通过使用无涂层的预制材料，无须担心由于对第一区域的加热和/或接下来对第一区域的快速冷却引起预制材料和/或预制材料的可能存在的涂层的不希望出现的改变。

一种有利的设计方案提出，通过激光器供给热能。激光器实现了将由其输出的能量聚焦在设定区域上，从而加热此区域。替代地，热能也可通过一个或多个感应线圈供给。通过感应线圈实现了通过电感加热第一区域。

优选将预制材料的第一区域构造为条形。尤其在例如为热轧带或冷轧带的带状预制材料中，通过将带状预制材料首先输送到例如为激光器或感应线圈的能量供给装置，并接着将其冷却，可产生具有提高的强度的条形第一区域。通过在输送经过能量供给装置之后，将带状预制材料输送到冷却设备，可完成冷却。通过冷却设备可将气态和/或液态的冷却介质施加到预制材料的第一区域上，从而将第一区域内的预制材料冷却。