[发明专利]用于横向弯曲挤压成形铝梁从而温热成型车辆结构件的温热成型工艺和设备

说明书

用于温热成型诸如车辆铝件的铝梁的方法，该方法包含提供挤压成形、具有空心截面形状的铝梁。将成形模具的一部分加热到要求温度，以将铝梁在模具中的一部分加热到低于铝梁的人工老化温度的温度。在横向于铝梁的长度的方向上，利用所述模具使该加热后的铝梁变形至要求形状。

有关专利申请的交叉引用

本申请基于35U.S.C.§119(e)要求2016年8月26日提交的第62/380,053号美国临时专利申请的好处和优先权，该美国临时专利申请通过引用整体并入本案。

技术领域

本发明涉及一般地用于温热成型铝合金的成形机械和工艺，并且更具体地涉及利用高强度铝合金成形车辆零件的温热成型工艺。

背景技术

众所周知，与钢和其他金属相比，铝合金的可成形性和延展性低，因此，特别是如果自铝件被挤压成形后已经过了相当长的时间，比如几天，则希望在成形之前提高铝的延展性和可成形性。传统上，在挤压成形铝胚件成形铝合金件之前，要求对铝胚件进行固溶退火，固溶退火包括将铝胚件加热到升高的温度，而不熔融，并且然后，将热胚件淬火至大致室温。因此，在进行了固溶退火或常化后，胚件需要在对零件淬火后的约1天或者2天内成形，以防止诸如硬度升高和延展性降低的自然老化效应对通常不适合冷成形操作的胚件的可成形性产生影响。

发明内容

本发明提供了一种温热成型高强度挤压成形铝梁以诸如提供车辆铝结构件的设备和方法。挤压成形铝梁可由6000系列或7000系列铝合金形成，并且该梁可具有空心截面形状，对于诸如保险杠梁或诸如此类的特定车辆结构应用或组件，可要求空心截面形状。在将梁装入模具内之前或之后，可将模具的一部分加热到要求温度。可在模具中将铝梁的至少一部分加热到接近或低于铝梁的人工老化温度的温度。然后，在横向于铝梁的长度的方向上，利用模具可使铝梁的经加热的部分变形为要求形状。通过温热成型，通常实现对铝梁的这种变形，而不使梁发生破裂或其他弯曲致损，否则，对于这种高强度铝合金而言发生梁破裂或其他弯曲致损是预期的。因此，在此提供的温热成型工艺可在通常因为这种变形导致挤压成形梁破裂或其他损坏的挤压成形或固溶处理后的时限外可使挤压成形梁成形为要求形状。因此，能够避免固溶处理工艺，同时还可改善挤压成形铝件或胚件的制造周期和库存管理。

根据本发明的一个方案，一种用于车体结构的铝结构件包含管状梁，使得横向于管状梁的长度截取的截面形状具有沿管状梁的长度延伸的封闭内部区域。管状梁可由6000系列和7000系列铝合金之一挤压成形。管状梁的纵向部包含凹陷，该凹陷压入管状梁的某侧壁内从而以要求形状凸入封闭内部区域内，诸如横向于管状梁的长度，以构造成容纳车辆附件的深度。该凹陷可由在管状梁的要求纵向部处压入侧壁内的模具的经加热的部分成形，使得加热后的模具有防止在或者接近在要求纵向部处发生破裂的温度。

根据本发明的另一个方案，用于温热成型铝梁的方法可以包含挤压成形具有空心截面形状的铝梁。将模具的一部分加热到要求温度，使得在模具中将铝梁的至少一部分加热到低于铝梁的人工老化温度的温度。在横向于铝梁的长度的方向上，利用该模具将热铝梁变形为要求形状。视情况，模具可在铝梁的经加热的部分处以向外方向和向内方向至少之一使铝梁的截面形状变形。此外，诸如对于保险杠衬杠梁，铝梁可具有为了限定凸形外壁而沿铝梁长度的至少一部分形成的曲度，使得当加热模具和铝梁的一部分时，可在凸形外壁内形成凹陷，而不在凹陷处或其附近发生破裂。

根据本发明的又另一个方案，用于温热成型铝梁的方法包含提供由6000系列和7000系列铝合金之一挤压成形的挤压成形铝梁。将模具的一部分加热到要求温度，使得在模具中将挤压成形铝梁加热到要求温度。然后，在横向于铝梁的长度的方向上，可利用模具将铝梁的经加热的部分变形为要求形状。视情况，在将要求形状变形入铝梁之前，可在室温下使铝梁经受诸如约24小时的自然老化，诸如以在挤压成形或热处理梁后允许挤压成形梁有足够长的储存时间和/运输时间。