[发明专利]热金属气体成型的车顶纵梁及其制造方法

说明书

本发明涉及一种制造成型的铝部件的方法。所述方法包括如下步骤：i.提供铝或铝合金的中空型材，所述型材具有预定的长度并且包括具有预定厚度的外壁；ii.将中空的铝型材放置在弯曲工具的腔内并且使用弯曲工具压弯型材；以及iii.将型材转移至成型工具的腔内并且使型材的内部经受升高的气体压力，由此型材的截面扩张直至型材的外壁抵接成型工具，从而提供成型的铝部件；其中步骤ii和iii在350‑470℃的工具温度下进行。本发明还涉及一种通过这种方法制造的成型的铝部件。

技术领域

本发明涉及一种制造成型的铝部件的方法。本发明还涉及一种通过这种方法制造的成型的铝部件、特别是铝制的车顶纵梁。

背景技术

现代客运车辆越来越多地配备有永久地安装至车顶的车顶纵梁。这种纵梁沿着车顶的每侧在纵向方向上延伸。通常，纵梁由抛光铝制成，提供与车辆车体的光洁度形成对比的美观对比。

这种纵梁可以通过已知为液压成型的技术制造，其中，将管的一部分置于模具中，并且在室温或近室温下通过内部液压进行扩张直至管已呈模具的形状。通常使用超过2000Bar的压力。

专利申请EP 1090811A2公开了一种车顶纵梁，该车顶纵梁包括管状齿条和与齿条集成的纵梁基部。车顶纵梁可以由铝或其他轻质金属制成。车顶纵梁通过这样的方法制造，其中型材区的内部上作用有压力介质，因而引起型材区的增宽。压力介质优选是水，并且优选施加2500Bar的压力。

除了制造车顶纵梁的现有方法之外，还需要制造车顶纵梁的改进方法。特别地需要在维持材料特征的同时提供复杂形状的有效方法。

发明内容

本发明的发明人已经确定了与制造诸如车顶纵梁的部件的已知方法和通过这些方法制造的车顶纵梁相关的大量缺点。使用液压成型需要高压并且因而需要高专业化设备，并且由于可获得的最大延展性为直径增大约12％，使得所制造的部件的复杂性受限。

本发明的一个目的是提供一种制造成型的铝部件(特别是车顶纵梁)的方法，该成型的铝部件更简单、更快速且更经济。同时，通过该方法成型的部件必须机械合理且美学上令人愉悦，几乎没有可观察到的缺点或瑕疵。

该目的通过根据以下制造成型铝部件的方法而实现。

该方法包括如下步骤：

i.提供铝或铝合金的中空型材，所述型材具有预定长度并且包括具有预定厚度的外壁；

ii.将中空铝型材置于弯曲工具的腔内并且使用弯曲工具压弯型材；以及

iii.将型材放置在成型工具的腔内并且使得型材的内部经受升高的气体压力，由此型材的截面扩张直至型材的外壁抵接成型工具，从而提供成形的铝部件；其中

步骤ii和iii在350-470℃、优选370-460℃、更优选400-440℃的工具温度下进行。

将型材放置在腔内指的是如果型材尚未位于相关腔内，则将型材转移至相关腔内；或者如果型材已经位于相关腔内，则将型材维持在相关腔内。例如，如果使用用于弯曲和成型的不同腔，则型材在这些腔之间转移；然而如果关于弯曲和成型使用单一腔，则型材在弯曲操作和成型操作之间可以维持在该腔内。

在升高的温度下进行弯曲和成型减少了弯曲和成型型材所需的力。通过使用热金属气体成型，可以制造复杂的三维部件，因为热金属气体成型允许膨胀比远超过使用液压成型可达到的膨胀比。在弯曲和成型步骤中将温度限制至350-470℃避免了铝产品中的晶粒生长，并且因而生产了美学上吸引人的产品。

步骤iii可以在350-470℃、诸如400-470℃、440-460℃或445-455℃之间的任何工具温度下进行。步骤iii优选在370-460℃、更优选在400-440℃的工具温度下进行。步骤iii可以在50-250Bar、优选约200Bar的压力下进行。当在如上讨论的温度下操作时，这种压力足以使型材成型。