发明内容

本发明的任务在于，给出一种方法，该方法尤其是在简单且快速以及成本有利的措施方面能够根据区域不同地形成以热成形方法、尤其是以模内淬火方法制造的构件的材料特性。

所述任务通过一种根据权利要求1所述的用于使尤其是板形的半成品热成形以形成构件的方法来解决。从属权利要求涉及该方法的可能的实施方式。

本发明涉及一种用于使尤其是板形的半成品热成形以形成构件、尤其是机动车构件的方法，其包括：(a)在加热过程中加热待成形的半成品，其中，在加热过程期间半成品经历从至少一个热源出发的热量输入，和(b)在实施成形的成形过程中使被加热的半成品成形。该方法的特征在于，在加热半成品期间，在热源与半成品之间设置使半成品至少部分地被热屏蔽的屏蔽装置，使得第一半成品区段与第二半成品区段不同地被加热。用于热成形的方法优选涉及一种直接或间接的热成形方法，在此将也被称为板坯件的半成品、例如金属板加热到大约950℃的温度并且在成型期间尤其是在深冲模具中冷却。半成品的加热在加热过程中进行，其中，半成品经历由热源产生的热量输入。半成品例如可以从连续带上剪下并且在切割过程之后优选已经至少部分地具有制成的构件的二维基本形状。由半成品通过成形过程、尤其是深冲过程成形出三维构件。直接热成形的特征在于，最终的构件形状仅在一个成形过程中制成。深冲过程例如可以在使用下压装置、凸模以及凹模的情况下进行，其中，优选至少凸模和/或凹模可以设置有冷却通道，以便在深冲过程期间至少部分地冷却半成品或者实现从被加热的半成品中的热量排出。半成品例如可以由钢、尤其是由硼锰钢合金制成。

为了实现半成品的与区域相关的不同特性并且因此也实现由半成品制成的构件的不同特性，可以规定，在加热半成品期间，在使半成品成形之前，在所述至少一个热源与半成品之间这样设置或构造有屏蔽装置，使得半成品至少部分地或局部地由屏蔽装置热屏蔽。由此实现了，第一半成品区段与第二半成品区段不同地通过所述至少一个热源加热。换句话说，通过屏蔽装置至少部分地屏蔽半成品实现了，半成品的第一区域吸收热量输入的第一热量数值，并且半成品的第二区域吸收热量输入的与第一热量数值不同的第二热量数值。由于对半成品的不同区域进行不同地调温，实现了半成品的特性、尤其是材料特性在加热之后与区域相关地是不同的。在这样加热的半成品经历成形过程之后，对于由此产生的构件也与区域相关地产生不同的特性，尤其是与区域相关地产生不同的构件特性。也可以利用对半成品的有针对性地不同的调温，以便在成形方法内、尤其是在深冲方法内实现半成品的有针对性的与区域相关的不同特性。

屏蔽装置可以至少利用其热屏蔽作用的区域不仅沿半成品的纵向方向而且沿横向方向延伸到部分区域上。因此，屏蔽装置例如可以这样设置或构造，使得沿着半成品的纵向轴线和/或横向轴线，两个或更多个互相分隔开的区域相对于热源由屏蔽装置热屏蔽。

可能的是，所述构件在加热期间这样由屏蔽装置至少部分地热屏蔽，使得第一构件区段具有在第一温度范围内的温度并且第二构件区段具有在与第一温度范围不同的第二温度范围内的第二温度，优选地所述第一温度范围在750℃至1100℃的范围内、优选在775℃至1050℃的范围内、特别优选在800℃至975℃的范围内，并且所述第二温度范围在500℃至950℃的范围内、优选在600℃至950℃的范围内、特别优选在650℃至850℃的范围内。所给出的值域可以优选设置有如下条件，即未被屏蔽装置屏蔽的第一半成品区段被加热到比第二半成品区段高至少10℃的温度范围内。在加热期间，至少一个半成品区段被加热到例如930℃并在此被转移到奥氏体范围内。随后将所述半成品插入、成形或保持在例如水冷却或油冷却的模具(例如深冲模具)中并且因此在短时间内冷却到大约100-200℃。通过热处理产生马氏体组织结构。这增加了构件的强度并且能够实现多达1650MPa的抗拉强度。通过热变形使构件更牢固。然而，在所述过程中，断裂延伸率降低，即构件变得更脆。由于半成品至少部分地通过借助屏蔽装置的屏蔽经受更少的加热，在所述区域中不实现如在未被屏蔽的区域中那样强度的这种提高。被屏蔽的区域在加热之后具有比未被屏蔽的区域更易延展的或更塑性的特性。换句话说，在半成品的被屏蔽装置屏蔽的至少一个区域中进行较少的热量输入，从而产生不同的区域或混合组织，所述区域或混合组织又在随后的热成形中对构件特性具有影响。总体上，能够以高的程度确保构件的尺寸精度，因为在一个过程中在成型模具内实现成形和冷却。这种构件例如可以被应用在机动车中。这种构件特别适合用作与碰撞场景相协调的车辆构件，因为在碰撞情况下，通过具有提高的延展或塑性性能的区域存在更高的能量吸收能力。

可以适宜地使用至少一个屏蔽装置，该屏蔽装置至少部分地由热绝缘材料和/或热绝缘材料结构构成，尤其是该屏蔽装置至少部分地由(a)在800℃的平均温度下具有在0.03至0.25W/mK的范围内、优选地在0.08至0.20W/mK的范围内、特别优选地在0.11至0.15W/mK的范围内的热导率的材料和/或材料结构构成，和/或由(b)在1100℃下在24小时之后具有小于8％、优选小于6％、特别优选小于4％的线性收缩特性的材料和/或材料结构构成。这种材料或这种材料结构基于热绝缘特性和耐温性确保在加热期间有效地屏蔽半成品的待屏蔽的部分区域并且由此实现局部不同的到半成品中的热量输入。耐温度变化性可以是有利的，因为因此半成品的限定的区域经受较少的加热并且这也摆脱多个热循环。也就是说，例如在将屏蔽装置用于多个加热过程时，待加热的半成品经历同类的或相同的区域特定的调温或热屏蔽。

所述至少一个屏蔽装置可以至少部分地由纤维或由纤维状的材料构成，优选地屏蔽装置至少部分地具有天然纤维和/或化学纤维，特别优选地屏蔽装置至少部分地具有由无机材料构成的纤维。这种无机纤维例如可以至少部分地包括陶瓷纤维、石英纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维、碳纤维、尤其是硅酸盐纤维、尤其是铝-硅酸盐纤维和/或玻璃纤维材料。

替代地或附加地，至少一个屏蔽装置可以至少部分地由多孔的材料和/或多孔的材料结构构成。因此，屏蔽装置、尤其是屏蔽器件可以由熔融方法、烧结方法或发泡方法形成或制造。所述多孔的材料和/或多孔的材料结构能够至少部分地由陶瓷和/或钢构成，优选地屏蔽装置至少部分地由瓷和/或由耐腐蚀的钢构成。在耐腐蚀的钢的情况下，使用温度不敏感的钢、也就是具有低膨胀性能的钢可以证实为是有利的。尤其是鉴于尽可能可在多个使用周期上使用的屏蔽装置有利的是，实现保持屏蔽装置的形状和尺寸，以便始终热屏蔽半成品的限定的区域。

在一种有利的实施方式中适宜的是，使用至少一个屏蔽装置，该屏蔽装置具有至少一个具有第一热屏蔽特性的第一屏蔽区段和具有与所述第一屏蔽区段不同的热屏蔽特性的第二屏蔽区段，优选地所述不同的热屏蔽特性的特征在于不同的热绝缘特性或者说热绝缘能力和/或不同的蓄热特性或者说蓄热能力和/或不同的导热特性或者说导热能力。通过设置至少一个具有两种不同的热屏蔽特性的屏蔽装置可以实现，半成品具有至少三个不同热地通过热源加热的区域。半成品的没设有屏蔽装置的第一区域可以无阻碍地通过热源加热，从而所述区域吸收第一热量数值。通过加热装置的第一屏蔽区段屏蔽的第二区域可以在第一程度上被这样热屏蔽，使得比未被屏蔽的区域的第一热量数值低的第二热量数值被第二区域吸收。在通过第二屏蔽区段与热源屏蔽的第三区域中，在与第一程度不同的第二程度上能够被这样热屏蔽，使得由第三区域吸收与第一和第二热量数值不同的第三热量数值。由此可以实现，半成品以及随后的构件具有至少三个具有不同构件特性的预先确定的区域。所述至少两个屏蔽区段例如可以通过如下方式实现，即屏蔽装置对于相应的屏蔽区段来说在材料和/或材料结构和/或布置结构和/或体积和/或重量和/或几何形状方面具有至少一个区别。

所述至少一个屏蔽装置可以至少具有第一屏蔽区段和第二屏蔽区段，所述第一屏蔽区段具有用于容纳第一屏蔽器件的第一屏蔽器件容纳单元，所述第二屏蔽区段具有用于容纳第二屏蔽器件的第二屏蔽器件容纳单元，优选地所述至少两个屏蔽器件在其材料和/或材料结构和/或布置结构和/或体积和/或重量和/或几何形状方面不同地构造。所述屏蔽器件容纳单元例如可以构造成容器，该容器优选在指向半成品和/或指向热源的面中设有至少一个空隙部。屏蔽器件可以设置在所述容器中。所述至少一个空隙部允许热量从热源到半成品或到屏蔽器件的限定的输送和/或继续输送。例如，屏蔽器件容纳单元笼状地构造，其中，在屏蔽器件容纳单元的内部区域中插入所述屏蔽器件。屏蔽器件可以力锁合、形锁合和/或材料锁合地固定在屏蔽器件容纳单元中。尤其是，屏蔽器件通过至少一个保持元件形锁合地和/或力锁合地固定在屏蔽器件容纳单元中。

屏蔽装置可以包括至少一个保持或支承屏蔽器件的保持器件，优选地该保持器件这样设置或构造，使得所述至少一个屏蔽装置至少部分地被制止热膨胀。例如，保持器件刚性地且牢固地构造，使得与其材料锁合地、形锁合地和/或材料锁合地连接的屏蔽器件被防止其热膨胀，或者使得其热膨胀以降低的程度来实施。由此实现了尽管存在热加载，屏蔽器件在其几何形状和/或位置或定向方面相对于半成品保持恒定。例如，保持器件在至少两个彼此对置的侧面区域上、优选在两个垂直于半成品的纵向延伸部定向的侧面区域上包围所述屏蔽器件。

屏蔽装置可以这样构造，使得在加热半成品期间将半成品至少部分地在上侧上热屏蔽并且至少部分地在下侧上热屏蔽。优选地，屏蔽装置在半成品上侧和下侧上的全等的和/或相对置的屏蔽区域中热屏蔽半成品。为此，屏蔽装置例如可以在加热期间至少部分地包围半成品。由此通过屏蔽装置同时热屏蔽半成品的上侧和下侧。

在进一步的实施方式中，屏蔽装置至少部分地构造成C形的。优选地，屏蔽装置具有两个自由的支腿，它们具有最大15mm、优选最大10mm、特别优选最大5.5mm的间距。例如在加热过程中在加热期间，半成品可以至少部分地设置在所述C形的屏蔽装置的内部空间中。优选地，屏蔽装置在上侧和/或下侧上具有加固器件，该加固器件这样构造，使得C形的屏蔽装置的上支腿和/或下支腿不会由于其自重和/或由于热交变应力而变形。因此，例如通过至少一个在其温度不敏感性方面被优化的加固器件能够防止与加固器件尤其是刚性连接的屏蔽装置由于温度波动引起的变形。

可能的是，将半成品设置在尤其是栅格状的货架上，尤其是平放地设置，将其供应给加热区域并且在该加热区域中进行对半成品的加热，优选地屏蔽装置能够通过固定装置尤其是可拆卸地、也就是说无损地可拆卸地与所述货架固定。特别优选地，屏蔽装置根据栅格的型式尤其是暂时可被固定在所述货架的至少两个区域上。所述货架使半成品的移动变得容易，从而至少一个位于货架上的半成品能够通过货架的运动而运动到热区域中和从热区域中运动出来。由于屏蔽装置在加热区域之外可被固定在货架上，可以实现，在将屏蔽装置装配在货架上和/或拆卸期间，加热区域能可被用于其它加热过程。优选地，所述货架可以具有满足用于屏蔽装置的至少两个固定位置和/或固定定向的屏蔽装置容纳装置。由此实现了屏蔽装置能够以简单且可重复的方式在相应的固定位置和/或固定定向上简单且舒适地被固定在货架上。为此，所述至少两个、尤其是设置在货架上的固定装置可以根据栅格的型式存在于货架上和/或屏蔽装置上。所述货架的固定装置可以间接地或直接地至少部分地容纳屏蔽装置和/或固定屏蔽装置。

可能的是，所述至少一个货架包括至少一个屏蔽装置容纳装置，在该屏蔽装置容纳装置中至少暂时和/或部分地可容纳有屏蔽装置，优选地该屏蔽装置容纳装置这样设置和/或构造，使得减少或防止容纳在屏蔽装置容纳装置中的至少一个屏蔽装置的热膨胀。由于屏蔽装置容纳装置设置或构造在货架上，可以快速地为货架装备遮蔽装置。屏蔽装置容纳装置也可以可拆卸地连接在货架上。在此，屏蔽装置容纳装置能够在至少两个预先确定的固定位置上，尤其是根据栅格结构被固定在货架上。

所使用的半成品例如可以具有0.1至4.0mm的厚度、优选1.5至3.2mm的厚度、特别优选2.2至2.6mm的厚度。替代地或附加地，半成品可以至少部分地由金属制成，优选地半成品至少部分地由钢制成，特别优选地半成品至少部分地由热成形钢制成。所述热成形钢例如可以是可热成形的钢，例如优选为用锌涂敷的硼锰钢，尤其是使用22MnB5型硼锰钢。具体地，可以使用CR300MB、尤其是CR300MB-UC，或CR380MB、尤其是CR380MB GI70/70。

除了用于热成形尤其是板形的半成品以形成构件的方法之外，本发明还涉及一种用于根据在此所述的制造方法的热成形方法的屏蔽装置，屏蔽装置用于至少部分地热屏蔽半成品。

根据本发明的方法的全部优点、细节、实施方式和/或特征可被转用或应用到根据本发明的屏蔽装置上。