用于制造在使用中經受疲勞應力的高強度鋼板部件的方法技術

一種制造方法包括以下步驟：執行一個或多個成形操作（以下的至少一個：管制備、成型、冷沖壓和液壓成形），以及如果需要的話，還對高強度鋼特別是對高強度低合金鋼片材執行珠焊操作，以便賦予部件所需的幾何形狀；以及使得由此獲得的部件經受僅僅包括去應力處理的單一熱處理，優選在從530℃到580℃范圍內的溫度下持續從45至60分鐘范圍內的時間執行該去應力處理，然后使得部件在空氣中進行冷卻。由于初始成形工藝以及由于珠焊（如果有的話）造成的殘余應力狀態通過使成形的部件經受去應力熱處理而被消除或至少顯著地減少。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】【專利摘要】一種制造方法包括以下步驟：執行一個或多個成形操作（以下的至少一個：管制備、成型、冷沖壓和液壓成形），以及如果需要的話，還對高強度鋼特別是對高強度低合金鋼片材執行珠焊操作，以便賦予部件所需的幾何形狀；以及使得由此獲得的部件經受僅僅包括去應力處理的單一熱處理，優選在從530℃到580℃范圍內的溫度下持續從45至60分鐘范圍內的時間執行該去應力處理，然后使得部件在空氣中進行冷卻。由于初始成形工藝以及由于珠焊（如果有的話）造成的殘余應力狀態通過使成形的部件經受去應力熱處理而被消除或至少顯著地減少。【專利說明】
本專利技術涉及用于制造適于疲勞應用場合的高強度鋼板部件(即在使用中經受疲勞應力的部件)的方法。具體地但非排它地，本專利技術涉及制造預期用于車輛懸架系統上的高強度鋼板部件。在后續的說明書和權利要求中，詞語“高強度”預期指具有大于420兆帕屈服強度的鋼。
技術介紹
如已知的那樣，對鋼板執行的塑性成形(forming)操作使得在材料中呈現應力狀態，所謂的殘余應力，其在數量級上與該材料的屈服強度相同。當在鋼板上形成焊珠時會發生同樣的現象:取決于焊接接頭在冷卻后自由變形的程度，在材料中產生殘余應力，這樣的殘余應力在焊珠附近較大，且隨著與焊珠相距的距離增加而減小。材料的這些殘余應力狀態在成品部件中在其整個使用壽命中都存在。如果成品部件需要承受疲勞應力(例如在車輛懸架部件的情況下)，則殘余應力狀態通常會在疲勞壽命方面降低所述部件滿足規定要求的能力。該制成部件的鋼質量越高，則對該部件疲勞壽命的降低效應就越大。這是由于這樣的事實造成的，即疲勞極限與殘余應力水平相比會更小程度地取決于材料的屈服強度，相反殘余應力水平與材料的屈服強度直接掛鉤。為了補償由于材料中的殘余應力狀態造成的疲勞壽命降低，或增加材料的厚度(結果是對部件的重量和成本產生影響)或采用特殊材料(例如硼鋼)，其經受熱處理，即淬火然后回火，這樣的熱處理允許獲得較高的機械性能，同時減少(或甚至消除)由于成形工藝和淬火處理造成的殘余應力狀態。在通過形成管狀坯體而獲得的用于車輛懸架系統的金屬板部件的情況下，制造方法首先包括所謂的管制備階段，即管狀坯體的生產階段，其通常包括以下操作:I)從冷軋或熱軋鋼板開始生產條帶，其具有的寬度等于所需的管周長；2)展開條帶且通過 執行一系列的成形操作而連續地生產管；3)在不添加材料的情況下沿著縱向(即沿著平行于管軸線的方向)焊接管，如果需要的話還對管進行火焰清理(scarfing);以及4)將管矯直。然后將由此獲得的管坯體成形(通常通過冷沖壓和/或液壓成形)，以便賦予所需的最終幾何形狀。例如，在用于機動車輛的扭轉梁后懸架的橫梁構件的情況下，管坯體被彎曲和/或壓扁，這樣向其自身的縱向軸線賦予所需走向和/或賦予其橫截面所需形狀。在使用普通結構鋼(例如Fe510D)或適于熱處理的鋼(例如20MnB5)的情況下，在成形之前進行正火處理，以便減少管制備工藝所產生的高殘余應力狀態，其通常略小于該材料的屈服強度。此外，在適于熱處理的鋼的情況下，所形成的部件最后經受淬火和回火處理，以達到所述部件的具體任務所要求的高機械性能。如果需要的話，可在淬火和回火處理之后進行噴丸操作，以便進一步增加該部件的疲勞壽命。在使用普通結構鋼的情況下，由此獲得的部件具有低的機械性能，但生產成本低，而使用適于熱處理的鋼允許獲得具有非常高機械性能的部件，但生產成本高。從EP2045348獲知用于制造鋼管的方法，其中管首先經受熱彎曲(在約1000°C的溫度下)以及最后經受淬火和回火處理。從JP7090375獲知類似的方法，因為根據該文獻鋼管也首先是熱成形然后經受淬火和回火處理。US3533157公開用于制造管的一種方法，并提到作為在該方法中使用的唯一熱處理的正火處理，如公知的那樣所述正火處理涉及加熱到高于鋼的臨界區域或臨界區間的溫度(通常高于該區域或區間約50°C)。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供用于制造在使用中經受疲勞應力的鋼板部件(諸如用于車輛懸架系統的部件)的方法，其允許確保獲得高的機械性能，所述機械性能比使用普通結構鋼所獲得的那些更高，但是其與使用適于熱處理的鋼的情況下所需的時間和成本相比只需要較短的時間和較低的成本。根據本專利技術由包括在隨附的獨立權利要求1中所提出步驟的方法來充分實現這個和其它目的。用于執行根據本專利技術方法的有利模式在從屬權利要求中提出，其內容預期形成以下說明的整體和完整的部分。簡而言之，本專利技術基于下述構思，即使用高強度鋼，特別是高強度低合金鋼(眾所周知其是一種不適于淬火的鋼)，在成形步驟之后執行作為唯一熱處理的去應力處理而不是淬火和回火處理。去應力處理以本身已知的方式包括保持部件處于低于鋼臨界區間的溫度下(例如在從530°C至580°C范圍內的溫度下)持續給定的時間(例如45至60分鐘)，然后使得部件在空氣中進行冷卻。去應力處理使得能夠減少(即便沒有完全消除)在材料中產生的殘余應力并因此獲得具有高疲勞壽命特性的部件，該殘余應力是由于在制造方法的在先步驟(管制備步驟，在從管坯體獲得部件的情況下還有成形步驟)中執行的處理操作(不是熱處理)造成的。在這方面，需要注意的是在預期用于汽車懸架系統上的那些部件中，疲勞壽命是最重要的要求之一。另一個優點是避免了淬火處理，因此節省了相關聯的時間和成本。此外,去應力處理要求低于由回火處理所要求的溫度和時間(通常在590°C和610°C之間持 續約2小時)。因此明顯的是相對于使用適于熱處理的鋼以及相對于在成形步驟結束時執行淬火和回火處理而言,節省了循環時間和成本(加工成本和設備成本)。此外,淬火和回火處理顯著改變材料的金相組織，因此需要在成品部件上進行特殊的質量控制以便檢查處理是否已被正確地執行。與此相反，根據本專利技術的方法并不需要這些特殊的控制，因為根據本專利技術的方法并不對已經成形的部件進行淬火和回火處理，而是僅僅進行去應力處理。對于本專利技術的目的而言，術語“成形”用于指對金屬片材執行的任何塑性成形工藝，諸如具體地管制備工藝、成型(shaping)工藝、冷沖壓工藝或液壓成形工藝。無論用于從高強度鋼板開始成形部件的一個具體工藝(或作為可一個接一個執行的不同種類的幾個成形工藝的多個具體工藝)如何，根據本專利技術，在部件已成形之后執行作為唯一熱處理的去應力處理，以便盡可能地減少(即便沒有完全消除)由于成形而在材料中所產生的殘余應力狀態。從下面的對用于執行該方法的優選模式的詳細說明，將更加明了根據本專利技術方法的進一步特征和優點。根據本專利技術的制造方法首先通過從高強度鋼板、尤其是諸如像S600MC鋼的高強度低合金鋼開始的一個或多個成形操作來獲得部件(諸如像車輛懸架部件)。該部件例如可為用于扭轉梁懸架的橫梁構件、用于獨立懸架或用于互聯懸架的縱向或橫向臂、用于前懸架的框架等等。在諸如像用于扭轉梁懸架的橫梁構件的管狀或異型(profiled)部件的情況下，該方法將首先包括管制備工藝(或者，更通常而言的成型工藝)，諸如在本申請說明書的引言部分中所述的一種工藝，以便獲得管坯體，然后該管坯體將經受徹底的成形工藝。該成形工藝可通過冷沖壓和/或通過液壓成形來執行。在成形工藝中，顯然也可以在部件上執行其它操作，諸如像珠焊操作。形成焊珠本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：A·圣蒂尼，G·博爾尼亞，P·蒙基耶羅，
申請(專利權)人：懸掛系統股份有限公司，
類型：
國別省市：