本發(fā)明涉及一種由加壓淬火的鋼板材料制成的板材構(gòu)件或者加壓淬火的板材構(gòu)件，該板材構(gòu)件尤其是用于機動車的車身構(gòu)件。

本發(fā)明還涉及一種用于機動車車身的、包括多個構(gòu)件的構(gòu)件復合體以及涉及一種機動車車身。

背景技術(shù)：

“加壓淬火的板材構(gòu)件”理解為由加壓淬火的鋼板材料制成的板材成形件。加壓淬火的板材構(gòu)件是通過鋼板材料的加壓淬火或成形淬火制成的面狀構(gòu)件。為了加壓淬火，鋼板材料被加熱至奧氏體化溫度并且隨后在加壓淬火模具中成形并且在此同時迅速冷卻，由此實現(xiàn)顯著的強度提高(例如可達1300MPa或更高的抗拉強度)。由現(xiàn)有技術(shù)已知用于加壓淬火的不同方法和相應裝置。作為代表，參見DE102011053698B3中非常詳細的說明。

但是，加壓淬火的板材構(gòu)件的高強度與相對低的延展性或者說斷裂延伸量關(guān)聯(lián)。加壓淬火的板材構(gòu)件因此傾向于在事故時在小的變形之后就已斷裂，因此在事故或類似情況下可通過變形吸收并消除的碰撞能量少。此外，可在由事故引起的變形時出現(xiàn)不受控的斷裂，這可能導致形成鋒利邊緣和/或裂開的間隙并由此產(chǎn)生相當大的受傷危險。

在DE202012000616U1中提出了一種用于機動車的結(jié)構(gòu)構(gòu)件和/或車身構(gòu)件，其通過熱成形和加壓淬火制成，該構(gòu)件在加壓淬火后具有至少兩個不同強度和/或不同延展性的組織區(qū)域。構(gòu)件的第一區(qū)域基本上具有馬氏體組織，并且相對于第一區(qū)域具有較低強度和/或較高延展性的第二區(qū)域基本上具有貝氏體組織。由此實現(xiàn)：該構(gòu)件可設(shè)計為局部用于特定負荷、尤其是碰撞負荷。但這種構(gòu)件制造耗費并且有時極不經(jīng)濟。

此外，關(guān)于現(xiàn)有技術(shù)還參考DE102012024626A1(其提出在鍍鋅池中將加壓成形的板材構(gòu)件貝氏體化)以及DE102012201267A1(其提出在加壓淬火后將加壓淬火的構(gòu)件退火)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

借助本發(fā)明應提出對于現(xiàn)有技術(shù)所公開措施和方法的替代方案。

這借助根據(jù)本發(fā)明的相應于權(quán)利要求1特征的加壓淬火的板材構(gòu)件和根據(jù)本發(fā)明的相應于并列獨立權(quán)利要求特征的構(gòu)件復合體來實現(xiàn)。借助另一并列獨立權(quán)利要求，本發(fā)明也延伸至根據(jù)本發(fā)明的機動車車身，其包括至少一個根據(jù)本發(fā)明的板材構(gòu)件和/或根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)件復合體。類似于所有的發(fā)明主題，優(yōu)選擴展方案和構(gòu)型由相應的從屬權(quán)利要求和下述說明得出。

根據(jù)本發(fā)明的加壓淬火的板材構(gòu)件具有至少一個過硬化構(gòu)件區(qū)域，該過硬化構(gòu)件區(qū)域設(shè)置用于在碰撞負荷下用作預定的斷裂位置。

所述“過硬化構(gòu)件區(qū)域”理解為板材構(gòu)件的如下的區(qū)域或表面區(qū)段：在該區(qū)域或表面區(qū)段中，板材材料相對于其它區(qū)域具有明顯更高的硬度或強度以及具有明顯更低的延展性。優(yōu)選鋼板材料在過硬化構(gòu)件區(qū)域中基本上具有純馬氏體組織或馬氏體組織含量極高的組織，相反，在過硬化構(gòu)件區(qū)域之外存在混合組織，該混合組織除了馬氏體組織含量之外也可具有例如貝氏體和/或鐵素體的組織含量。

根據(jù)本發(fā)明的板材構(gòu)件在過硬化構(gòu)件區(qū)域中最脆或者說在那里具有最小延展性。根據(jù)本發(fā)明的加壓淬火的板材構(gòu)件在碰撞負荷和隨之而來的碰撞變形時首先在這種過硬化構(gòu)件區(qū)域中開裂和/或斷裂。因此，根據(jù)本發(fā)明的加壓淬火的板材構(gòu)件具有至少一個過硬化構(gòu)件區(qū)域，其構(gòu)成定義的、即位置預規(guī)定的預定的斷裂位置。

本發(fā)明因此提出一個新的方向，即與現(xiàn)有技術(shù)不同、不試圖通過提高延展性來避免開裂和/或斷裂，而是與目前的措施相反通過有針對性的局部延展性減小(或借助過硬化的脆化)允許在定義位置上開裂和/或斷裂。因此，為設(shè)計者和/或開發(fā)者提供了用于設(shè)計與碰撞相關(guān)的車身構(gòu)件和上級車身結(jié)構(gòu)的新的可能性。

過硬化構(gòu)件區(qū)域可在加壓淬火時或者在加壓淬火期間產(chǎn)生。例如所用加壓淬火模具的冷卻裝置可在相關(guān)區(qū)段中構(gòu)造成用于局部更強或更強化的冷卻。此外，可在相關(guān)模具區(qū)段中局部提高表面壓緊，以便實現(xiàn)更好的熱傳遞。對于相關(guān)模具區(qū)段也可使用專門的模具材料，其能實現(xiàn)良好的熱傳導。

相對于目前在現(xiàn)有技術(shù)中描述的旨在提高延展性的措施，在一定程度上實施旨在降低延展性的“相反的溫度控制”。所述至少一個過硬化構(gòu)件區(qū)域可直接在之前被加熱的鋼板材料的加壓淬火時產(chǎn)生，從而有利地不需要附加的工作步驟，如在加壓淬火之后的熱處理。

鋼板材料尤其是錳硼鋼、如16MnB5、20MnB5或22MnB5。鋼板材料的板厚度或者說板厚優(yōu)選在介于0.5mm至6.0mm的范圍內(nèi)并且尤其是在介于0.8mm至3.0mm的范圍內(nèi)。優(yōu)選根據(jù)本發(fā)明的板材構(gòu)件具有基本上均勻的板厚度，根據(jù)本發(fā)明的板材構(gòu)件也可通過使用所謂的拼焊板而具有不均勻的板材厚度。

根據(jù)本發(fā)明的板材構(gòu)件的板材材料可在過硬化構(gòu)件區(qū)域之外具有基本上均勻的強度，該強度尤其是在介于1300MPa至1500MPa之間的強度范圍中。

在過硬化構(gòu)件區(qū)域之外，板材材料也可具有不同的強度。由此表示，根據(jù)本發(fā)明的板材構(gòu)件、如在DE202012000616U1中所描述的、包括至少一個第一構(gòu)件區(qū)域和至少一個第二構(gòu)件區(qū)域，其具有不同強度和/或不同延展性(在此也可設(shè)置至少一個未硬化或僅輕微硬化的區(qū)域)以及包括至少一個第三過硬化構(gòu)件區(qū)域。第一區(qū)域可例如具有300MPa至500MPa的強度并且第二區(qū)域可例如具有1300MPa至1500MPa的強度。更延展的第一區(qū)域在碰撞負荷下具有良好的變形特性，而過硬化的第三區(qū)域用作預定的斷裂位置。根據(jù)本發(fā)明的板材構(gòu)件可這樣構(gòu)造，使得在碰撞負荷下延展的區(qū)域首先變形并且時延地在至少一個過硬化區(qū)域中產(chǎn)生開裂和/或斷裂。

在過硬化構(gòu)件區(qū)域中，板材材料可具有這樣的強度，該強度比過硬化構(gòu)件區(qū)域之外的最高板材強度或者說材料強度高至少100MPa、優(yōu)選至少200MPa、特別優(yōu)選至少300MPa并且尤其是至少400MPa。過硬化構(gòu)件區(qū)域中的強度可例如至少為1600MPa、優(yōu)選至少1700MPa、特別優(yōu)選至少1800MPa并且尤其至少1900MPa。過硬化構(gòu)件區(qū)域中的強度也可為直至2000MPa或更高。優(yōu)選過硬化構(gòu)件區(qū)域中的高強度均勻地構(gòu)成。

過硬化構(gòu)件區(qū)域可從板材構(gòu)件的一個外邊緣延伸至該板材構(gòu)件的至少另一外邊緣。優(yōu)選過硬化構(gòu)件區(qū)域帶狀地在板材構(gòu)件的兩個外邊緣之間延伸。在碰撞負荷下在相關(guān)外邊緣之間在通過板材材料的過硬化形成的預定的斷裂位置處產(chǎn)生開裂和/或斷裂，在此在可能的情況下可能導致完全斷開。但并非必須斷開和/或折斷。

根據(jù)本發(fā)明的加壓淬火的板材構(gòu)件尤其是用于機動車的車身構(gòu)件、如橫梁、車頂框架、側(cè)門檻、縱梁、A柱或B柱、發(fā)動機支架或類似物。特別優(yōu)選涉及用于機動車車身的加強件或加固件，如側(cè)門檻加強件、縱梁加強件、柱加強件、通道加強件或類似物。但根據(jù)本發(fā)明的加壓淬火的板材構(gòu)件也可涉及底盤構(gòu)件。

根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)件復合體包括至少一個根據(jù)本發(fā)明的加壓淬火的板材構(gòu)件，其在碰撞負荷下可在至少一個過硬化構(gòu)件區(qū)域中開裂和/或斷裂，以便由此將碰撞能量有針對性地轉(zhuǎn)移到其它構(gòu)件和尤其是構(gòu)件復合體的相鄰構(gòu)件中。優(yōu)選規(guī)定，至少另一并且尤其是相鄰的構(gòu)件構(gòu)造為能量吸收元件，其可通過定義的變形(即以預定的變形可能性進行變形)吸收和消除碰撞能量。

在發(fā)生事故時，碰撞能量(撞擊能量)因此有針對性地被轉(zhuǎn)向并且例如遠離車輛乘客被導向，這可通過根據(jù)本發(fā)明的加壓淬火的板材構(gòu)件在至少一個通過過硬化預規(guī)定的預定的斷裂位置上的開裂和/或斷裂實現(xiàn)。相反，在現(xiàn)有技術(shù)中試圖避免這種開裂和/或斷裂和/或通過加壓淬火的板材構(gòu)件的可能的變形來消除碰撞能量。

根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)件復合體例如是用于機動車車身的、包括多個構(gòu)件的組合構(gòu)件(例如構(gòu)造為組合構(gòu)件的車身構(gòu)件)，如在DE102013007805A1中所描述的那樣。但根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)件復合體也可以是機動車車身的組成部分或者在結(jié)構(gòu)上集成的車身結(jié)構(gòu)區(qū)域。因此根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)件復合體包括其它構(gòu)件，它們以適合的方式與根據(jù)本發(fā)明的加壓淬火的板材構(gòu)件接合，在此例如可以是鑄件、板材件或板材成形件(尤其是也具有不同強度)、型材件、塑料件或塑料復合件(如碳纖維塑料復合件、玻璃纖維塑料復合件)和/或類似物。這些構(gòu)件中的每一個可構(gòu)造為能量吸收元件。

附圖說明

下面參考附圖詳細說明本發(fā)明。附圖如下：

圖1以透視圖示出機動車車身的車身前端；

圖2同樣以透視圖示出圖1的車身前端的前橫梁。

具體實施方式

在圖1中示意性且無設(shè)計細節(jié)示出的轎車機動車車身的車身前端100包括兩個縱梁111和112，它們在它們的前端部上通過一個前橫梁120連接?？v梁111/112和前橫梁120涉及尤其與碰撞有關(guān)或者碰撞功能的車身構(gòu)件。車身前端100還包括兩個同樣與前橫梁120連接的支撐梁131和132以及多個上部支承元件141、142和143。

在所示的示例中，前橫梁120、縱梁111/112的前端部或前區(qū)段以及兩個支撐梁131/132構(gòu)成一個車身結(jié)構(gòu)區(qū)域，其在本發(fā)明意義中是構(gòu)件復合體，為其還附加地配設(shè)有另外的元件、如支承元件141/142/143。

機動車車身的所示局部此外包括一個具有上端壁橫梁或者擋風玻璃橫梁155的端壁150、多個車頂框架160、兩個側(cè)門檻171和172、兩個A柱181和182和一個通道190。

圖2示出構(gòu)造為加壓淬火的板材成形件的前橫梁120，其根據(jù)圖1在其兩個端部上與縱梁111/112和支撐梁131/132連接。該前橫梁120具有過硬化構(gòu)件區(qū)域或者過硬化區(qū)域125，在該過硬化構(gòu)件區(qū)域或者過硬化區(qū)域中，鋼板材料M基于在加壓淬火時進行的過硬化具有非常低的延展性，以致其在碰撞負荷下(例如以箭頭F表示)在該位置處出現(xiàn)開裂和/或斷裂。過硬化構(gòu)件區(qū)域125在連續(xù)的面狀件(或者說面狀區(qū)段)中的相對置縱向邊緣之間延伸，在該面狀件中，板材材料M具有非常高并且基本上均勻的強度。橫梁120也可以類似的方式具有多個過硬化構(gòu)件區(qū)域。

在通過過硬化預定的位置處的構(gòu)件失效是有意的。由此出現(xiàn)的碰撞能量有針對性地被轉(zhuǎn)移到相鄰的縱梁111/112和支撐梁131/132中并且由其進一步被轉(zhuǎn)移到例如支承元件141/142/143中和/或由其通過變形吸收和消除。

縱梁111/112和支撐梁131/132在一定程度上可用作能量吸收元件并且優(yōu)選相應構(gòu)成為，使得可實現(xiàn)定義的變形(即以預定的變形可能性進行變形)。支承元件141/142/143也可用作能量吸收元件并且相應地構(gòu)成。

其它加壓淬火的車身構(gòu)件、如端壁加強件或者端壁橫梁155也可以類似的方式構(gòu)成為具有以上述方式構(gòu)成預定的斷裂位置的過硬化區(qū)域或者說過硬化區(qū)。

附圖標記列表

100 車身前端(機動車車身)

111 縱梁

112 縱梁

120 橫梁

125 過硬化區(qū)域、預定的斷裂位置

131 支撐梁

132 支撐梁

141 支承元件

142 支承元件

143 支承元件

150 端壁

155 端壁橫梁

160 車頂框架

171 側(cè)門檻

172 側(cè)門檻

181 A柱

182 A柱

190 通道

F 碰撞負荷

M 鋼板材料