COMPONENTE CON DIFERENTES PROPIEDADES DE RESISTENCIA.

Procedimiento para la fabricación de un componente, especialmente de un componente para un automóvil,

estando constituido el componente por una primera pletina y al menos una segunda pletina, estando unidas ambas pletinas entre sí por unión de materiales, de forma y/o de fuerza y conformándose conjuntamente para dar el componente, caracterizado porque la primera pletina está constituida por un material de acero templable en prensa y al menos otra pletina por un material de acero con alto contenido de manganeso con un contenido de manganeso del 6% en peso al 30% en peso y estructura esencialmente austenítica y durante el conformado común la pletina templable en prensa se conforma en caliente y se templa en prensa.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E09153749.

Solicitante: THYSSENKRUPP STEEL EUROPE AG.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: KAISER-WILHELM-STRASSE 100 47166 DUISBURG ALEMANIA.

Inventor/es: LENZE, FRANZ-JOSEF, BECKER,JENS-ULRIK, SIKORA,SASCHA, DORNSCHEIDT,Christian, Korves,Lukas.

Fecha de Publicación: .

Fecha Solicitud PCT: 26 de Febrero de 2009.

Clasificación PCT:

  • B62D25/00 SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES.B62 VEHICULOS TERRESTRES QUE SE DESPLAZAN DE OTRO MODO QUE POR RAILES.B62D VEHICULOS DE MOTOR; REMOLQUES (dirección o guiado de máquinas o instrumentos agrícolas según un recorrido determinado A01B 69/00; ruedas, ruedecillas pivotantes, mejora de la adherencia de ruedas B60B; neumáticos para vehículos, inflado de neumáticos, cambio o reparación de neumáticos B60C; conexiones entre vehículos de un mismo tren o de un conjunto similar B60D; vehículos raíl-carretera, vehículos anfibios o transformables B60F; disposiciones de suspensión B60G; calefacción, refrigeración, ventilación u otros dispositivos de tratamiento del aire B60H; ventanas, parabrisas, techos descapotables, puertas o dispositivos similares, cubiertas de protección para vehículos fuera de servicio B60J; disposiciones de conjuntos de propulsión, accionamientos auxiliares, transmisiones, disposición de instrumentos o tableros de a bordo B60K; equipo eléctrico o propulsión de vehículos de tracción eléctrica B60L; alimentación de energía eléctrica para vehículos de tracción eléctrica B60M; disposiciones para pasajeros no previstas en otro lugar B60N; vehículos adaptados al transporte de cargas o para llevar cargas u objetos especiales B60P; adaptación de los dispositivos de señalización o de iluminación, su montaje o soporte, circuitos a este efecto, para vehículos en general B60Q; vehículos, equipos o partes de vehículos, no previstos en otro lugar B60R; servicio,limpieza, reparación, elevación o maniobra, no previstos en otro lugar B60S; frenos, sistemas de control de frenos o partes de estos sistemas B60T; vehículos de colchón de aire B60V; ciclos de motor, sus accesorios B62J, B62K; ensayo de vehículos G01M). › Subconjuntos de carrocería; Elementos o detalles de ellos no previstos en otro lugar.
  • B62D25/04 B62D […] › B62D 25/00 Subconjuntos de carrocería; Elementos o detalles de ellos no previstos en otro lugar. › Montantes de puertas.
  • C21D1/673 SECCION C — QUIMICA; METALURGIA.C21 METALURGIA DEL HIERRO.C21D MODIFICACION DE LA ESTRUCTURA FISICA DE LOS METALES FERROSOS; DISPOSITIVOS GENERALES PARA EL TRATAMIENTO TERMICO DE METALES O ALEACIONES FERROSOS O NO FERROSOS; PROCESOS DE MALEABILIZACION POR DESCARBURACION, REVENIDO U OTROS TRATAMIENTOS (cementación por procesos de difusión C23C; tratamiento de la superficie de materiales metálicos utilizando al menos un proceso cubierto por la clase C23 y al menos un proceso cubierto por la presente subclase, C23F 17/00; solidificación unidireccional de materiales eutécticos o separación unidireccional de materiales eutectoides C30B). › C21D 1/00 Métodos o dispositivos generales para tratamientos térmicos, p. ej. recocido, endurecido, temple o revenido. › para el temple en concha.
  • C21D6/00 C21D […] › Tratamiento térmico de aleaciones ferrosas.
  • C21D9/48 C21D […] › C21D 9/00 Tratamiento térmico, p. ej. recocido, endurecido, revenido, temple, adaptado para artículos particulares; Sus hornos. › láminas embutidas.
  • C21D9/50 C21D 9/00 […] › para juntas de soldadura.
  • C22C38/04 C […] › C22 METALURGIA; ALEACIONES FERROSAS O NO FERROSAS; TRATAMIENTO DE ALEACIONES O METALES NO FERROSOS.C22C ALEACIONES (tratamiento de alegaciones C21D, C22F). › C22C 38/00 Aleaciones ferrosas, p. ej. aleaciones del acero (aleaciones de hierro colado C22C 37/00). › que contienen manganeso.
  • C22C38/44 C22C 38/00 […] › con molibdeno o tungsteno.

Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia, Ex República Yugoslava de Macedonia, Albania.

PDF original: ES-2375197_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

La invención se refiere a un procedimiento para la fabricación de un componente, especialmente de un componente para un automóvil, estando constituido el componente por una primera pletina y al menos una segunda pletina, estando unidas ambas pletinas entre sí por unión de materiales, de forma y/o de fuerza y conformándose conjuntamente para dar el componente. Además, la invención se refiere a un componente constituido por al menos una primera y una segunda pletina unidas entre sí por unión de materiales, de forma y/o de fuerza y conformadas conjuntamente, así como a usos ventajosos del componente según la invención. Especialmente en la construcción de vehículos, a los componentes relevantes en las colisiones cada vez se les exigen mayores requisitos. Por una parte, los componentes presentarán resistencias muy altas, por otra parte, los componentes deben garantizar ductilidad suficiente para superar sin rotura, por ejemplo, deformaciones en caso de un accidente. La ductilidad de un componente es responsable de cómo de alta es su capacidad de absorción de energía. Por tanto, los componentes relevantes en las colisiones presentarán a la máxima resistencia una ductilidad lo más alta posible, es decir, valores de alargamiento o valores de alargamiento a la rotura lo más altos posibles. Mediante la utilización de calidades de acero conformables en frío o la utilización de aceros templables en prensa, por ejemplo, aceros de manganeso-boro, no siempre pudieron cumplirse estos requisitos. Concretamente, mediante el conformado en caliente o el templado en prensa se hace posible fabricar componentes estables con resistencias muy altas de más de 1500 MPa. Sin embargo, la estructura martensítica de los componentes inherente al procedimiento de fabricación hace que el alargamiento a la rotura residual sólo caiga aproximadamente del 5 al 8%. Sin embargo, para componentes que absorben energía, este alargamiento a la rotura residual es demasiado bajo para convertir suficiente energía mecánica en energía de deformación y, por tanto, para disiparla en caso de un accidente. Aunque mediante el revenido específico de componentes templados en prensa pueden generarse zonas con alargamiento a la rotura claramente mayor, el aumento del alargamiento a la rotura está limitado a aproximadamente como máximo el 20%. No obstante, para poner a disposición componentes con propiedades de resistencia mejor adaptadas al caso de aplicación respectivo, en la publicación para información de solicitud de patente alemana DE 10 2004 054 795 A1 se propone fabricar un componente de carrocería para un vehículo de dos chapas fuertemente unidas entre sí, una chapa de acero para temple y revenido o de cementación aleado con boro y al menos otra chapa de un material de acero aproximadamente equivalente u otro material de acero. Al menos la zona del componente formada a partir del acero para temple y revenido o de cementación aleado con boro se templará en prensa. No obstante, las propiedades de alargamiento a la rotura que pueden alcanzarse están limitadas debido a los materiales de acero propuestos. La presente invención se basa en el objetivo de proponer un procedimiento para la fabricación de un componente, especialmente de un componente para un automóvil, con el que puedan fabricarse componentes para automóviles con valores de alargamiento a la rotura claramente mayores con resistencia constantemente alta. Además, la presente invención se basa en el objetivo de especificar un componente correspondientemente fabricado y proponer usos ventajosos de este componente. El objetivo anteriormente señalado se alcanza según una primera exposición de la presente invención por el hecho de que la primera pletina esté constituida por un material de acero templable en prensa y al menos otra pletina de un material de acero con alto contenido de manganeso con un contenido de manganeso del 6% en peso al 30% en peso y con estructura esencialmente austenítica y durante la conformación común se conformen en caliente y se templen en prensa. Mediante la combinación del material de acero templable en prensa con al menos un material de acero con alto contenido de manganeso con un contenido de manganeso del 6% en peso al 30% en peso se consigue concretamente que el material de acero templable en prensa pueda templarse en prensa en el molde de conformado y así se proporcionen altas resistencias. Pero, a pesar de las altas temperaturas en el conformado en caliente común, la segunda pletina del material de acero con alto contenido de manganeso y que esencialmente presenta estructura austenítica conserva la estructura. Como resultado, después del conformado, la primera pletina de un material de acero templable en prensa está presente con estructura esencialmente martensítica, mientras que la segunda pletina todavía presenta estructura austenítica con un alto alargamiento a la rotura residual. La zona del componente constituido por el material de acero austenítico con alto contenido de manganeso puede entonces poner a disposición valores de alargamiento muy altos de claramente más del 50%. Mediante esto puede elevarse claramente la capacidad de absorción de energía de los componentes, especialmente de componentes estructurales, de un automóvil que van a fabricarse de tal manera. Según una primera configuración del procedimiento según la invención, ambas pletinas se calientan antes del conformado a una temperatura por encima de la temperatura AC3, de manera que el material de acero templable en prensa puede convertirse de forma sencilla casi completamente en estructura martensítica mediante enfriamiento 2 E09153749 05-01-2012   en el molde de conformado. La segunda pletina de material de acero con alto contenido de manganeso conserva la estructura esencialmente austenítica. Un conformado especialmente sencillo de la segunda pletina conjuntamente con la primera pletina puede realizarse por el hecho de que la pletina con alto contenido de manganeso se acondicione térmicamente durante el conformado, preferiblemente se conforme a temperaturas del molde de 400 650ºC. Los aceros con alto contenido de manganeso pueden conformarse más fácilmente a estas temperaturas del molde sin pasar por una conversión estructural. Según otra forma de realización preferida del procedimiento según la invención, la pletina con alto contenido de manganeso está constituida por un material de acero con la siguiente composición de aleación en porcentaje en peso: el resto Fe e impurezas inevitables. C 1,25%, Si 8,0%, 6,0% Mn 30%, Al 11,5%, Cr 10,0%, Ti 0,5%, Nb 0,5%, S 0,01%, Ni 10,0%, Cu 5%, Va 0,5%, Se ha mostrado que las pletinas del material especificado tampoco pasan por la conversión estructural en un conformado acondicionado térmicamente en un calentamiento por encima del punto de temperatura AC3 y, por tanto, después del conformado acondicionado térmicamente también están esencialmente constituidas por estructura austenítica. Según otra configuración del procedimiento según la invención, pueden ponerse a disposición valores de alargamiento todavía mayores por el hecho de que la pletina con alto contenido de manganeso esté constituida por un material de acero con la siguiente composición de aleación en porcentaje en peso: 0,01% C 1,0%, 0,1% Si 8,0%, 10,0% Mn 30%, 0,01% Al 10,0%, 0,05% Cr 10,0%, 0,005% Ti 0,5%, 0,005% Nb 0,5%, S 0,01%, 0,1% Ni 8,0%, 0,001% Cu 5%, 0,005% Va 0,5%, 3 E09153749 05-01-2012   el resto Fe e impurezas inevitables. Las propiedades del componente pueden mejorarse por el hecho de que según una forma de realización preferida del procedimiento según la invención los contenidos de los elementos de aleación Si, Al, Cr, Ti y Ni de la pletina con alto contenido de manganeso se limiten a los siguientes valores en porcentaje en peso: 0,1% Si 5%, 0,01% Al 5%, 0,05% Cr 6%, 0, 005% Ti 0,3%, 0,1% Ni 4%. La limitación de los contenidos de aluminio y/o silicio a como máximo el 5% en peso, especialmente a como máximo el 3% en peso, mejora la soldabilidad de la pletina con alto contenido de manganeso. El cromo se limita preferiblemente para mejorar las propiedades de corrosión como máximo al 6% en peso, preferiblemente a menos del 4% en peso, ya que en este caso se reduce la formación de carburos de cromo. El contenido de níquel asciende como máximo al 4% en peso para reducir los costes de fabricación de la pletina con alto contenido de manganeso con resistencia a la corrosión constante. El titanio forma precipitaciones como elemento de microaleación y contribuye a la finura de grano de la estructura que influye positivamente en las propiedades mecánicas de la pletina con alto contenido de manganeso. Sin embargo, a más del 0,3% en peso se reduce la eficacia de la adición de titanio. Ambas pletinas se unen preferiblemente por unión de materiales... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1.- Procedimiento para la fabricación de un componente, especialmente de un componente para un automóvil, estando constituido el componente por una primera pletina y al menos una segunda pletina, estando unidas ambas pletinas entre sí por unión de materiales, de forma y/o de fuerza y conformándose conjuntamente para dar el componente, caracterizado porque la primera pletina está constituida por un material de acero templable en prensa y al menos otra pletina por un material de acero con alto contenido de manganeso con un contenido de manganeso del 6% en peso al 30% en peso y estructura esencialmente austenítica y durante el conformado común la pletina templable en prensa se conforma en caliente y se templa en prensa. 2.- Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque ambas pletinas se calientan antes del conformado a una temperatura por encima de la temperatura AC3. 3.- Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la pletina con alto contenido de manganeso se acondiciona térmicamente durante el conformado, preferiblemente se conforma a temperaturas del molde de 400 a 650ºC. 4.- Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la pletina con alto contenido de manganeso está constituida por un material de acero con la siguiente composición de aleación en porcentaje en peso: el resto Fe e impurezas inevitables. C 1,25%, Si 8,0%, 6,0% Mn 30%, Al 11,5%, Cr 10,0%, Ti 0,5%, Nb 0,5%, S 0,01%, Ni 10,0%, Cu 5%, Va 0,5%, 5.- Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la pletina con alto contenido de manganeso está constituida por un material de acero con la siguiente composición de aleación en porcentaje en peso: 0,01% C 1, 0%, 0, 1% Si 8,0%, 10,0% Mn 30%, 0,01% Al 10,0%, 0,05% Cr 10,0%, 0,005% Ti 0,5%, 0,005% Nb 0,5%, S 0,01%, 0,1% Ni 8,0%, 8 E09153749 05-01-2012   el resto Fe e impurezas inevitables. 0,001% Cu 5%, 0,005% Va 0,5%, 6.- Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque las proporciones de los elementos de aleación Si, Al, Cr, Ti y Ni de la aleación de acero de la pletina con alto contenido de manganeso se limitan a los siguientes valores en porcentaje en peso: 0,1% Si 5%, 0,01% Al 5%, 0,05% Cr 6%, 0,005% Ti 0,3%, 0,1% Ni 4%. 7.- Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque ambas pletinas se unen entre sí por unión de materiales mediante un procedimiento de soldadura, especialmente mediante un procedimiento de soldadura por radiación. 8.- Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el calentamiento de las pletinas se realiza por encima de la temperatura AC3 usando un gas protector. 9.- Componente (9) constituido por al menos una primera y una segunda pletina (4a, 4b, 6, 7, 8) unidas entre sí por unión de materiales, de forma y/o de fuerza y conformadas conjuntamente, fabricado con un procedimiento según la reivindicación 1 a 8, caracterizado porque la primera pletina (4a, 6) está constituida por un material de acero templable en prensa y al menos la segunda pletina (4b, 7, 8) por un material de acero con alto contenido de manganeso con un contenido de manganeso del 6% en peso al 30% en peso y con estructura esencialmente austenítica, y la primera pletina está templada en prensa después del conformado y contiene estructura esencialmente austenítica. 10.- Componente según la reivindicación 9, caracterizado porque la pletina con alto contenido de manganeso (4b, 7, 8) está constituida por un material de acero con la siguiente composición de aleación en porcentaje en peso: el resto Fe e impurezas inevitables. C 1,25%, Si 8, 0%, 6,0 % Mn 30%, Al 11,5%, Cr 10,0%, Ti 0,5%, Nb 0,5%, S 0,01%, Ni 10,0%, Cu 5%, Va 0,5%, 11.- Componente según la reivindicación 10 u 11, caracterizado porque la pletina con alto contenido de manganeso (4b, 7, 8) está constituida por un material de acero con la siguiente composición de aleación en porcentaje en peso: 0,01% C 1,0%, 9 E09153749 05-01-2012   el resto Fe e impurezas inevitables. 0,1% Si 8,0%, 10,0% Mn 30%, 0,01% Al 10,0%, 0,05% Cr 10,0%, 0,005% Ti 0,5%, 0,005% Nb 0,5%, S 0,01%, 0,1% Ni 8,0%, 0,001% Cu 5%, 0,005% Va 0,5%, 12.- Componente según la reivindicación 8 a 11, caracterizado porque las proporciones de los elementos de aleación Si, Al, Cr, Ti y Ni de la aleación de acero de la pletina con alto contenido de manganeso se limitan a los siguientes valores: 0,1% Si 5%, 0,01% Al 5%, 0,05% Cr 6%, 0,005% Ti 0,3%, 0,1% Ni 4%. 13.- Componente según la reivindicación 8 a 12, caracterizado porque el componente (9) se fabrica a partir de una pieza en bruto a medida (tailored blank) (4), estando constituida la pieza en bruto a medida (tailored blank) por al menos la primera pletina y la segunda pletina unida a ésta por unión de materiales. 14.- Componente según la reivindicación 8 a 13, caracterizado porque la segunda o más pletinas con alto contenido de manganeso (4b, 7, 8) están dispuestas como refuerzo (7) sobre la primera pletina (6). 15.- Uso de un componente según la reivindicación 8 a 14 como parte estructural en la construcción de automóviles, especialmente como pilar A, B, C, viga longitudinal o transversal, refuerzo de túnel, marco del techo o caja de impacto. E09153749 05-01-2012   11 E09153749 05-01-2012   12 E09153749 05-01-2012

 

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