[發明專利]具有均勻厚度的鋼的局部冷變形的方法

有效

• 申請號: 201880065163.4
• 申請日: 2018-10-10
• 公開（公告）號: CN111344074B
• 公開（公告）日: 2023-07-07
• 發明（設計）人: 斯蒂芬·林德納;克萊爾·海德克爾
• 申請（專利權）人: 奧托庫姆普聯合股份公司
• 主分類號: B21B1/06
• 分類號: B21B1/06;C21D8/02
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 劉佳

本發明涉及一種通過冷變形來使鋼片材局部硬化的方法，其中通過具有多步軋制和退火工藝的冷變形進行鋼的局部硬化，并且為了獲得具有均勻厚度的鋼片材，使用至少兩個區域在所述材料的縱向方向上具有不同機械和/或物理特性值的鋼片材。

技術領域

本發明涉及一種用于鋼的冷變形的方法，具體方式是利用多步軋制和退火工藝，以便獲得至少兩個區域在帶材或卷材的縱向方向上具有不同機械和/或物理特性值的厚度均勻的鋼片材。

背景技術

尤其是在運輸系統制造(如汽車車身、鐵路或商用車輛)中，而且還在其他機械工程應用中，工程師使用布置來使正確的地方擁有正確的材料，從而滿足部件以及裝配產品的局部變化需求。在此類情況下，據推測有矛盾的需求如輕質與安全(汽車車身)或耐熱和耐腐蝕性與成本效益(排氣系統)給工程師提出了挑戰。既定解決方案是所謂的“多材料設計”，其在一個裝配產品中使用不同材料，可由此得到所謂的“定制產品”。最后一者是金屬產品，其是至少兩種不同材料等級和/或材料厚度的組合。定制產品可根據其產品形式(卷材、帶材、片材、坯料、管)或所使用的制造/裝配工藝來分類，如定制焊接產品、定制拼縫產品、定制粘結產品或定制軋制產品。

現有技術定制軋制產品以沿著其長度的不同材料厚度為特征，并且可被切割而形成單個初始坯料。柔性軋制坯料應用于碰撞相關部件，如汽車部件的車柱、橫向和縱向構件。此外，鐵路車輛在側壁、車頂或連接部件中使用柔性軋制坯料，而且公共汽車和卡車也應用柔性軋制坯料。但在現有技術中，柔性軋制坯料的“正確的材料”僅意指在正確的地方具有正確的厚度，因為在柔性軋制制造工藝期間，機械特性在整個產品中將保持相同。

因此，在施加負荷的情況下抵抗極限負荷F的部件的工程構造方式僅是調整厚度。此外，柔性軋制區域與未軋制區域之間的材料的極限負荷F與厚度、拉伸強度R_m和寬度的乘積之比必須恒定。因此，對于后續成形工藝而言，不可能形成具有不同強度和延展性的區域。通常，后續再結晶退火工藝和鍍鋅步驟在柔性軋制或偏心軋制工藝之后。

一般來講，德國專利申請10041280是柔性軋制坯料的初始專利。其描述了用于制造具有不同厚度的金屬帶材的制造方法和設備。達到這一點的方式是使用上輥和下輥并改變輥隙。然而，該德國專利申請10041280并未描述關于厚度對強度和伸長率的影響以及關于強度、伸長率和厚度之間的相關性的任何內容。此外，未描述該關系所需的材料，因為未描述奧氏體材料。WO專利申請2015107393A1也描述了一種用于制造沿著長度具有可變厚度的帶材的方法。

US公開2006033347描述了用于許多汽車解決方案的柔性軋制坯料以及使用具有不同厚度的片材材料的方式。此外，US公開2006033347描述了對于不同部件有意義的必要片材厚度曲線。但未描述強度和伸長率的影響、強度、伸長率和厚度之間的相關性以及該關系所需的材料。

WO公開2014/202587描述了使用厚度可變帶材生產汽車部件的制造方法。WO公開2014/202587涉及對熱成形解決方案使用可壓制硬化馬氏體低合金鋼如22MnB5。但未描述機械-技術值與厚度之間的關系，也未描述具有所述具體微結構特性的奧氏體材料。

EP?16191364.5申請首先描述了用于奧氏體鋼的冷變形的改進方法，具體方式是在變形期間利用奧氏體鋼的TWIP(孿晶誘發塑性)、TWIP/TRIP或TRIP(相變誘發塑性)硬化效應得到奧氏體鋼產品中具有不同機械和/或物理特性值以及厚度變化的區域。此處的一個缺點是此類局部不同的值取決于厚度。對于部件制造工藝如成形、沖壓、焊接或釬焊而言，均勻厚度將允許更易處理，同時實現更好的可重復性和再現性以及更低的失敗率。

EP專利申請2090668涉及一種用于生產高強度鋼產品的工藝，其中該產品由熱軋和/或冷軋且退火的TWIP鋼生產并具有屈服強度與拉伸強度的初始比率Ri，并且其中隨后對TWIP鋼的一部分進行冷減縮，選擇該冷減縮而使得在該部分中獲得屈服強度與拉伸強度的所需比率Rd。該發明還涉及一種用于生產定制軋制坯料的工藝及這種坯料。