用于制造由铝合金制成的机动车部件的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种按照权利要求1的前序部分中所述特征的用于制造机动车部件 的方法。
【背景技术】
[0002] 从现有技术中已知，制造由金属材料构成的机动车部件以及机动车结构部件。在 此为了正常的汽车行驶赋予自承载式的机动车车身必要的刚度。但是在过去的几年中对这 种机动车车身的要求急剧提高。不再只是纯的成形，而是同时有目的地设置在撞车情况下 的特性以及对轻型结构的持续的要求也受到重视。
[0003] 此外从现有技术中已知，使用钢材，通过钢材能够提供具有高强度的或甚至最高 强度的特性的部件。所述高强度的或最高强度的特性是有目的地局部地在部件上形成。
[0004] 替选地已知，制造由铝材制成的机动车部件。在此，铝材是作为轻金属构件投入使 用并且由于其特别低的比自重使得能够相应地节省重量。例如从DE 10 2009 008 282 A1 中已知汽车用铝部件的制造。
【发明内容】
[0005] 本发明的任务在于，从现有技术出发提供一种用于制造由轻金属合金制成的机动 车部件的方法，通过所述方法能够在工艺上经济地和低成本地制造具有彼此不同的强度区 域的机动车部件。
[0006] 按照本发明前述任务将通过按照在权利要求1中所述特征的制造方法实现。
[0007] 所述方法的优选的实施变型方案在从属权利要求中进行说明。
[0008] 按照本发明的用于制造机动车部件的方法的特征在于下述方法步骤：
[0009] -准备一个由5000系列铝合金构成的冷作硬化的板坯，
[0010] -在至少一个第一区域中将板坯局部加热到大于350°c、尤其是大于400°C的温度 且在至少一个第二区域中在少于20秒，优选少于10秒和尤其是在2至5秒的时间内局部 加热到150°C与350°C之间的温度、优选加热到300°C，
[0011] -转移至一个冷却模中并且在少于20秒、优选在少于10秒和尤其是在2至5秒的 时间内冷却到优选5°C至40°C、尤其是冷却到室温，
[0012] 将屈服强度（Dehngrenze)在第一区域中调节为小于250MPa且大于120MPa且在 第二区域中将屈服强度调节为小于等于450MPa且大于200MPa，其中，第二区域的屈服强 度小于板坯的原始屈服强度并同时至少比第一区域中的屈服强度大50MPa以上、优选大 lOOMPa 以上。
[0013] 由此通过按照本发明的方法能够加热冷作硬化的5000系列铝板坯，以尤其优选 低于5秒的转移时间放入一个冷却模中并且在冷却模中再次在特别短的时间内冷却局部 不同地加热的板坯。整个过程优选是在低于50秒、尤其优选低于40秒和尤其低于30秒的 时间内执行。作为结果将提供一个面状的具有局部互不相同的强度区域的板坯，所述板坯 然后可以在一个后续的成型操作中成形为一个具有互不相同的强度区域的机动车部件。借 此产生特别短的操作周期，这是因为尤其是后续的成型于是可以作为冷成形与时间和温度 无关地来执行。通过按照本发明的方法制造的具有互不相同的强度区域的板坯尤其可以生 产库存。屈服强度涉及屈服强度RPO. 2。
[0014] 首先所准备的冷作硬化的板坯是作为自然硬度的板坯或冷作硬化的板坯来准备。 在所述板坯中在晶格中存在位错密度，所述板坯具有400MPa至500MPa之间的原始强度或 原始屈服强度。通过热处理、尤其通过互不相同的热处理来降低晶格中的位错密度，由此最 初准备的板坯的屈服强度再次降低并且基于局部互不相同的温度作用也调整出局部互不 相同的屈服强度。尤其提供较软的或较具有延展性的材料特性和在机动车部件的连接区域 中较低的屈服强度，从而在此在撞车的情况下避免折断或断裂。这些特性也可以通过下述 方法变型产生或通过这些方法变型有目的地调整。
[0015] 按照本发明的方法的一个替选的实施变型方案规定，将成型操作直接集成到调温 过程（Temperiervorgang)之中。为此一种方法规定下述方法步骤：
[0016] -准备一个由5000系列铝合金构成的冷作硬化的板坯，
[0017] -在至少一个第一区域中将板坯局部加热到大于350°C，尤其大于400°C的温度且 在至少一个第二区域中在低于20秒、优选低于10秒且尤其在2至5秒的时间内将板坯局 部加热到150°C至350°C之间的温度、优选加热到300°C，
[0018] -转移至一个成型模中，其中，在成型期间和之后执行冷却到优选5°C至40°C、尤 其冷却到室温，
[0019] 在第一区域中将屈服强度调节到小于250MPa且大于120MPa并且在第二区域中将 屈服强度调节为小于等于450MPa以及大于200MPa，其中第二区域的屈服强度小于板坯的 原始屈服强度并同时至少比第一区域中的屈服强度大50MPa以上，优选大lOOMPa以上。
[0020] 在这种情况下成型模涉及一种组合的成型和冷却模。冷却可至少在成型过程期间 就已经能够开始，以便在板坯与尤其形成为压模的成型模首次接触时就已经进行轻微的冷 却且然后在成型模完全合上之后执行最终冷却。尤其是在此不仅在所述方法中而且也可以 在该公开文件的全部其它所述的方法变型中均匀地实施冷却，从而使得整个板坯或已成形 的部件完全冷却。这意味着不同调温的区域在某种程度上冷却到一个期望的目标温度、优 选所述温度为室温。替选地，在组合的成型和冷却模中这样地执行冷却，即首先结束使退火 到互不相同的温度区域的板坯成型。在此在本发明范围内可忽略可能因为与成型模接触而 发生的事先进行的冷却。
[0021] 按照本发明的方法的另一个实施变型规定下述方法步骤：
[0022] -准备一个由5000系列铝合金制成的冷作硬化的板坯，
[0023] -在至少一个第一区域中将板坯局部加热到大于350°C、尤其大于400°C的温度且 在至少一个第二区域中在低于20秒、优选低于10秒且尤其在2至5秒的时间内将板坯局 部加热到150°C与350°C之间的温度、优选加热到300°C，
[0024] -转移至一个成型模中，其中，在成型模中在低于20秒、优选低于10秒且尤其在2 至5秒的时间内执行成型，
[0025] -转移至一个冷却模中并且在低于20秒、优选低于10秒和尤其在2至5秒的时间 内冷却到5 °C至40 °C、尤其冷却到室温，
[0026] 在第一区域中将屈服强度调节到小于250MPa且大于120MPa以及在第二区域中将 屈服强度调节到小于等于450Mpa且大于200MPa，其中，第二区域的屈服强度小于板坯的初 始屈服强度并且同时至少比第一区域中的屈服强度大50MPa以上、优选大lOOMPa以上。
[0027] 在这种方法变型中尤其执行一种快速成型，以便在低于20秒的时间内进行成型。 在此尤其又产生这样的优点，即在成型过程结束之后不必使成型模保持闭合以便导致完全 冷却，而是能够直接再次打开，其中，真正的冷却然后是在一个后置的单独的冷却模中进 行。在这种实施变型中尤其产生按照本发明的方法的特别快速的周期时间。
[0028] 在本发明范围内优选使用具有AW/AA5xxx_Hxx标记的错合金。在此优选涉及冷作 硬化的铝合金，所述铝合金尤其通过前置的乳制过程被相应地冷作硬化并且选择性地可以 在中间步骤中或在后续步骤中被热后处理。在此尤其涉及一种前置于按照本发明的加热的 冷乳。通过冷乳在晶格中形成位错，以便冷作硬化的铝合金具有处于200MPa至500MPa之 间、尤其是300MPa至450MPa之间的原始屈服强度。强度状态可以在强化的原始材料上或但 是也可以在一种由此制造的机动车部件上通过拉伸试验证明。尤其是按照欧洲标准EN515 : 1993 在材料状态 H12, H14, H16, H18, H19, H22, H24, H26, H28, H32, H34, H36 或 H38 对铝合 金进行处理，所述铝合金除了铝之外还至少含有镁和必要时锰以及其它合金元素作为合金 元素。
[0029] 通过全部的方法变型尤其可以在一个第一区域中将强度设置在250MPa至120MPa 之间且在第二区域中将强度设置在450MPa至200MPa之间。因此在板坯上且然后间接地在 后续制造的机动车部件上或在直接制造机动车部件过程中在该机动车部件上直接设置一 个更硬的区域以及一个相对该区域较软的或较具有延展性的区域。
[0030] 此外尤其优选在成型之前，成型期间或成型之后对板坯或部件进行最终裁剪。然 后借此能够确定外部的部件轮廓。
[0031] 在一个特别优选的实施变型中将一个具有至少两个彼此不同的壁厚的板坯成型。 在这里尤其使用定制的材料，其中不同的壁厚尤其通过在冷乳过程中局部乳制而成。这也 以乳制差厚板（tailor rolled blank)为人所熟知。但是在本发明范围内也可以使用拼焊 板，因此在两个具有不同壁厚的板坯件的情况下板坯是被热接合。摩擦搅动焊接尤其适合 于此，但是也可以使用其它的材料接合连接方法。但是在本发明范围内也可以使用打补丁 的板坯，以便将一个部件补丁局部安装到板坯上。然后将板坯与部件补丁一起成型。在此， 部件补丁尤其与板坯粘接在一起以及通过机械或热工艺，例如钉牢、铆接、摩擦搅拌焊接、 点焊进行定位，其中胶粘剂是可以热激活的并且在将板坯加热到成型温度时相应地与板坯 粘接在一起。
[0032] 至于在完成的机动车部件中屈服强度的设置，这些数值分别涉及基础板坯，就是 说涉及板坯中上面安装了至少一个补丁板坯的较大的板坯。
[0033] 作为用于补丁板坯的材料可以使用与用于基础板坯的相同的铝合金。在这种情况 下如此选择原始供货状态或补丁板坯的加热处理，即在成型期间至少实现基础板坯的相应 的区域的变形能力。但是在使用其它补丁材料的情况下这也同样适用。
[0034] 在定制的材料的情况下尤