成形構(gòu)件及其制造方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)提供一種適合使用于汽車構(gòu)成構(gòu)件的成形構(gòu)件，該成形構(gòu)件能夠以低成本制造，具有較高的尺寸精度，還具有優(yōu)異的軸向擠壓特性、三點(diǎn)彎曲特性、或優(yōu)異的彎曲剛性、扭轉(zhuǎn)剛性。成形構(gòu)件（20）包括借助設(shè)置于棱線部（28）的焊接部（40）而接合的加強(qiáng)構(gòu)件（35），利用焊接部（40）使平板狀的坯件和平板狀的加強(qiáng)構(gòu)件（35）接合，以使該焊接部（40）成為棱線部（28）的方式進(jìn)行彎曲成形來制造。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國(guó)外來華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)涉及一種。具體來說，本專利技術(shù)涉及一種適合使用于汽車構(gòu)成構(gòu)件中的，該成形構(gòu)件能夠以低成本制造并且具有優(yōu)異的尺寸精度，還具有優(yōu)異的軸向按壓特性和三點(diǎn)彎曲特性、或優(yōu)異的彎曲剛性和扭轉(zhuǎn)剛性。
技術(shù)介紹
如眾所周知，為了兼具輕量和高剛性，幾乎所有的汽車車身都由承載式車身(獨(dú)立車身)構(gòu)成。圖20是示意性地表示汽車車身I的說明圖。通常，承載式車身通過利用例如點(diǎn)焊將由板厚2.0mm以下的鋼板沖壓成形而得到的多個(gè)構(gòu)成構(gòu)件組合并接合成預(yù)定的形狀而構(gòu)成。在這種多個(gè)構(gòu)成構(gòu)件(以下，稱作汽車構(gòu)成構(gòu)件)中包括例如前側(cè)構(gòu)件2、保險(xiǎn)杠加強(qiáng)件3、前撞擊箱4、前側(cè)上部導(dǎo)軌5、門檻6、橫向構(gòu)件7、地板面板8、中柱9、車頂縱梁側(cè)構(gòu)件10、后側(cè)部件11，還包括后撞擊箱12，這些構(gòu)件由單一或幾個(gè)成形構(gòu)件主體、例如沖壓成形構(gòu)件主體或滾壓成形構(gòu)件主體構(gòu)成，以便確保所要求的車身剛性。在此，“成形構(gòu)件主體”是指利用沖壓成形、滾壓成形等適當(dāng)?shù)膹澢尚畏椒▽?duì)板狀的原材料進(jìn)行成形而得到的具有棱線部的構(gòu)件主體。在本說明書中，為了方便說明，有時(shí)僅稱作成形體。圖21表示將板狀坯件沖壓成形為截面呈帽型而得到的成形構(gòu)件13的例子。尤其是，圖21是示意性地表示成形構(gòu)件13和平面狀的封板14組合而構(gòu)成的汽車構(gòu)成構(gòu)件15的一個(gè)例子、亦即前側(cè)構(gòu)件的構(gòu)造的說明圖。如圖21所示，成形構(gòu)件13具有用于連接一個(gè)面13a和另一個(gè)面13b的棱線部13c，由此，能夠提高汽車構(gòu)成構(gòu)件15的剛性。在專利文獻(xiàn)I中公開有將成形構(gòu)件的棱線部設(shè)為折疊鋼板而得到的折疊形狀部的專利技術(shù)，在專利文獻(xiàn)2中公開有在成形構(gòu)件的棱線部設(shè)置堆焊部的專利技術(shù)，在專利文獻(xiàn)3 5中公開有對(duì)成形構(gòu)件的需要強(qiáng)度的部分進(jìn)行淬火并將其作為淬火固化部的專利技術(shù)。而且，在專利文獻(xiàn)6、7中公開有如下專利技術(shù):在作為原材料的兩張鋼板之間夾裝焊料，利用所謂的熱壓工序進(jìn)行焊接和成形來制造成形構(gòu)件。專利文獻(xiàn)1:日本特開2008 - 155749號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2:日本特開2004 - 276031號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3:日本特開平4 - 72010號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)4:日本特開平11 - 152541號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)5:日本特開平10 - 17933號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)6:日本特開2001 - 310223 號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)7:日本特開2011 - 88484號(hào)公報(bào)
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
專利技術(shù)要解決的問題在專利文獻(xiàn)I所公開的專利技術(shù)中，需要用于形成折疊形狀部的特殊模具，設(shè)備成本變高。在專利文獻(xiàn)2所公開的專利技術(shù)中，用于形成堆焊部的成本變高。而且，在專利文獻(xiàn)3 5所公開的專利技術(shù)中，不僅用于形成淬火固化部的成本變高，還擔(dān)心因淬火而導(dǎo)致成形構(gòu)件的變形所導(dǎo)致的尺寸精度的降低。另外，各個(gè)鋼板、焊料(例如，Pb、Cu、Ag等)的屬性值(熔點(diǎn)、強(qiáng)度、延伸度)明顯不同。因此，在專利文獻(xiàn)6、7所公開的專利技術(shù)中存在下列問題。(a)由于焊料是利用低熔點(diǎn)金屬的熔融的材料，因此在熱壓工序中，兩張鋼板以將處于熔融狀態(tài)的焊料夾在中間的狀態(tài)成形。此時(shí)，已熔融的焊料侵入到鋼的晶界而產(chǎn)生所謂的液態(tài)晶界脆化。在該脆化了的晶界中，焊料因成形時(shí)的扭曲而剝離，很可能不能夠制造期望的成形構(gòu)件。(b)即使能夠制造成形構(gòu)件，在兩張鋼板之間，也必然會(huì)存在強(qiáng)度、延伸度這樣的屬性值與鋼有很大差異的焊料。因此，在安裝于車輛的成形構(gòu)件受到碰撞負(fù)荷而軸向擠壓變形、彎曲變形時(shí)，在焊料自身、焊料與鋼板之間的界面容易產(chǎn)生破損，不能夠提高成形構(gòu)件的碰撞能量的吸收特性。用于解決問題的方案本專利技術(shù)者們得知，即使是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且即使是復(fù)雜的形狀也能夠以簡(jiǎn)便的方法制造的復(fù)合材料、即利用焊接將加強(qiáng)材料接合于棱線部且此時(shí)的焊接部設(shè)置在接近棱線部的中心的區(qū)域的復(fù)合材料在承受這種碰撞負(fù)荷時(shí)，能量吸收特性特別優(yōu)異。本專利技術(shù)涉及一 種成形構(gòu)件，其具有至少一個(gè)用于連接一個(gè)面和另一個(gè)面之間的棱線部，其特征在于，該成形構(gòu)件包括至少接合于棱線部的加強(qiáng)構(gòu)件，在棱線部處設(shè)有與加強(qiáng)構(gòu)件焊接的焊接部，該成形構(gòu)件例如是沖壓成形構(gòu)件、滾壓成形構(gòu)件。本專利技術(shù)中的“棱線部”表示連接一個(gè)面和另一個(gè)面之間的曲面部分。在一個(gè)面和另一個(gè)面均為平面的情況下，“棱線部”表示一個(gè)面的圓角終點(diǎn)位置與另一個(gè)面的圓角終點(diǎn)位置之間的部分。在一個(gè)面和另一個(gè)面的一方或雙方是具有曲率半徑的曲面的情況下，“棱線部”表示連接一個(gè)面和另一個(gè)面并且具有比它們的曲率半徑小的曲率半徑的部分。從而，“棱線部”具體來說是指例如沖壓成形所帶來的彎曲變形部，即指的是承受了彎曲變形的部位，將其棱線的方向稱作棱線部的延長(zhǎng)方向。從其他觀點(diǎn)考慮，本專利技術(shù)涉及一種成形構(gòu)件的制造方法，其特征在于，通過在成形構(gòu)件的材料亦即平板狀的坯件的、成為棱線部的位置焊接平板狀的加強(qiáng)構(gòu)件，對(duì)焊接有該加強(qiáng)構(gòu)件的坯件進(jìn)行沖壓成形或滾壓成形，從而制造至少具有一個(gè)棱線部的彎曲成形構(gòu)件。在該情況下，也可以在將焊接有加強(qiáng)材料的坯件加熱至Ac3點(diǎn)以上的溫度之后進(jìn)行沖壓成形，即沖壓成形也可以是所謂的熱壓成形。—般來說，碳素鋼的焊接部處的焊接金屬的硬度上升。因此，在焊接之后進(jìn)行沖壓加工的情況下，在棱線部的焊接部的變形非常困難時(shí)，棱線部的焊接部在沖壓成形時(shí)斷裂的可能性變高。相對(duì)于此，若在例如950°C以上這樣的高溫下進(jìn)行熱壓成形，則棱線部的焊接部因塑性變形能力變大而能夠沖壓成形為更難以成形的形狀。另一方面，若考慮對(duì)進(jìn)行熱壓成形之后的高拉力鋼板進(jìn)行焊接，在此時(shí)的高拉力鋼板由馬氏體組織制成且具有例如1500MPa左右的強(qiáng)度的情況下，由這種馬氏體組織固化而得到的母材必然因焊接時(shí)的熱量而產(chǎn)生軟化區(qū)域(所謂的HAZ軟化)，硬度降低約30%。因此，擔(dān)心在該軟化區(qū)域發(fā)生接頭斷裂。相對(duì)于此，如上所述，在本專利技術(shù)采用焊接之后進(jìn)行熱成形的方案的情況下，將平板狀的加強(qiáng)構(gòu)件焊接于平板狀的坯件，此時(shí)，在進(jìn)行沖壓成形時(shí)成為彎曲中心的區(qū)域、即成為棱線部的位置形成焊接部。以此方式在將焊接有加強(qiáng)構(gòu)件的坯件加熱至Ac3點(diǎn)以上的溫度之后進(jìn)行沖壓成形。此前的焊接痕跡因此時(shí)的加熱而消失，在進(jìn)行沖壓加工后的冷卻時(shí)，母材和焊接時(shí)HAZ軟化后的焊接部均固化。由于固化的程度主要受到鋼的含碳量影響，因此鋼成分相同的母材和HAZ各自的硬度變得均勻。S卩，根據(jù)本專利技術(shù)，只要確保與母材的已固化的強(qiáng)度相符合的接合面積(例如熔核直徑)，就能夠獲得具有與已固化的母材的強(qiáng)度相符合的接頭強(qiáng)度的成形構(gòu)件。在本專利技術(shù)中，焊接部?jī)?yōu)選的是，(a)在棱線部的延長(zhǎng)方向上連續(xù)或斷續(xù)地設(shè)置，(b)呈直線狀或曲線狀地設(shè)置在棱線部的延長(zhǎng)方向上，(C)設(shè)置在從棱線部的截面周長(zhǎng)方向的中央位置到與該中央位置相距棱線部的截面周長(zhǎng)的50%的位置的區(qū)間，(d)采用點(diǎn)焊部、線焊部、激光焊接部或等離子焊接部。另外，焊接部可以形成在棱線部的整個(gè)面上。而且，焊接方法可以使用點(diǎn)焊、線焊、激光焊或等離子焊等的各種焊接方法中的一種，或者也可以并用上述方法的兩種以上。形成棱線部的方法可以是沖壓成形、滾壓成形中的任一種，另外，也可以對(duì)焊接平板坯件并使之重疊而獲得的構(gòu)件進(jìn)行沖壓成形、滾壓成形。當(dāng)然，也可以分別預(yù)先形成成形構(gòu)件主體和加強(qiáng)材料，利用 設(shè)置在成形構(gòu)件主體的棱線部上的焊接部將加強(qiáng)材料接合在成形構(gòu)件主體上。另外，在本專利技術(shù)中，加強(qiáng)構(gòu)件分別能夠?qū)崿F(xiàn)以下情況，Ce)在棱線部的延長(zhǎng)方向的一部分或全部上延伸設(shè)置，Cf)分割為一個(gè)或本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】

【技術(shù)特征摘要】
【國(guó)外來華專利技術(shù)】...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：泰山正則，中澤嘉明，田坂誠(chéng)均，鈴木利哉，中田匡浩，富士本博紀(jì)，西畑仁美，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：新日鐵住金株式會(huì)社，
類型：
國(guó)別省市：