[发明专利]用于生产压制硬化部件的局部辐射加热方法和用于这种生产的装置

说明书

本发明涉及用于在坯件(2)被处理之前通过局部地加热坯件来生产具有不同结构的区的可热处理材料的压制硬化部件(2’)的方法以及用于执行这样的方法的系统。方法(100)包括以下步骤：将坯件布置(104)在炉(10)中用于将坯件加热至等于或高于坯件的材料的奥氏体化温度的温度以使坯件变成奥氏体相，在IR加热台(10)中借助于IR辐射(24)局部地加热(106)坯件的至少一个第一区(2a)，由此使坯件的该至少一个第一区保持在奥氏体相，以及将坯件布置(108)在处理单元(30)中用于将坯件成形并淬火为压制硬化部件。

技术领域

本公开内容涉及成型部件的生产，并且尤其涉及具有不同微观结构的区的压制硬化部件(press hardened part)的生产。

背景

通常，压制硬化部件表现出均匀的强度分布。特别地，对于关于碰撞性能(crashperformance)具有高要求的安全相关部件，这种均匀的强度分布可能造成问题。在碰撞期间，当下部部件是相对柔性时，中立柱(B-pillar)可能例如吸收更多能量，而中部部件和上部部件必须是高强度的以防止侵入乘客舱。存在用于调节压制硬化部件内的特性的已知方法。例如，定制的轧制坯件(tailored rolled blank)、定制的焊接坯件、在压制硬化工具中定制的回火和定制加热的方法。这些方法用于在压制硬化部件内创建软区/硬区。

所有这些方法的缺点是它们只能在大区域内定制特性。此外，定制的焊接坯件和定制的轧制坯件的缺点是：它们的生产变得昂贵，这会增加部件价格；它们需要昂贵的工具，因为它们需要良好的接触压力；并且它们由于紧密的工艺窗口而需要先进的工艺控制。

在工具中定制的回火具有在部件的排除(rejection)之后引起部件变形，导致高的工具磨损并且产生高的工具成本的缺点。

现有的定制加热技术具有在软区/硬区之间的大的过渡区、再现性困难、造成高的工艺成本、以及仅适用于部件的大区域(例如中立柱的1/3)的缺点。

因此，对定制压制硬化部件的特性的方法存在需求，该方法是成本有效的，不需要先进的工艺控制，并且可以调节部件的较小区域的特性。

概述

本发明的目的是提供一种改进的解决方案，该改进的解决方案使用本发明的解决方案减轻了上述缺点。此外，目的是提供一种使用局部辐射加热来生产压制硬化部件的方法和装置(arrangement)。

根据本发明的第一方面，这通过以下方法来提供：该方法用于在坯件被处理之前通过局部地加热坯件来生产具有不同结构的区的可热处理材料的压制硬化部件。该方法包括以下步骤：将坯件布置在炉中用于将坯件加热至等于或高于坯件的材料的奥氏体化温度(austenitization temperature)的温度以使坯件变成奥氏体相，在辐射加热台(radiation heating station)中借助于辐射局部地加热坯件的至少一个第一区，由此使坯件的该至少一个第一区保持在奥氏体相，以及将坯件布置在处理单元中用于将坯件成形并淬火为压制硬化部件。

在压制硬化部件的形成期间，坯件的至少一个第一区可以处于奥氏体相。坯件还可以包括在所述至少一个第一区的外部并且不暴露于所述辐射的至少一个第二区。使用辐射加热对坯件的这种局部加热可以提供：压制硬化部件的与坯件的当被成形并淬火时处于奥氏体相的至少一个第一区相对应的一个或更多个区将具有与坯件的在所述至少一个第二区中的部件不同的结构。坯件的局部加热的至少一个第一区可以在处理单元中成形并淬火时变硬化。即，坯件的至少一个第一区在其已经被成形并淬火时可以进入马氏体相。在至少一个第二区中，坯件在被成形并淬火时可以不被硬化，或者至少设置有与在至少一个第一区中不同的内部结构。当至少一个第二区已经被成形并淬火时，该至少一个第二区可以例如进入铁素体相和珠光体相。不同的内部结构可以是不同的内部微观结构。