Konštrukčný diel z oceľového plechu s galvanizovanou ochrannou vrstvou proti korózii

Je ešte 6 strán.

Pozerať všetko strany alebo stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

Konštrukčný diel z oceľového plechu s galvanizovanou ochrannou vrstvou proti korózii Popis0001 Vynález sa týka kaleného konštrukčného dielu z oceľového plechu.0002 V oblasti výroby automobilov pretrváva snaha o zníženie celkovej hmotnosti vozidla alebo pri zlepšenej výbave nenechal vzrásť celkovú hmotnosť vozidla. Toto je možné uskutočniť len vtedy,keď sa zníži hmotnosť určitých komponentov vozidla. Pritom sa obzvlášť pokúša výrazne znížiť hmotnosť surovej karosérie vozidla oproti doterajšej hmotnosti. Súčasne však vzrástli nároky na bezpečnosť, obzvlášť bezpečnosť osôb vo vozidle a na reakcie vozidla pri nehode. Zatial čo sa pre zníženie hmotnosti karosérie znižuje počet dielov aobzvlášť redukuje aj hrúbka, očakáva sa, že surová karoséria so zníženou hmotnosťou vykáže v prípade nehody zvýšenú pevnosť a nepoddajnosť pri definovaných deformačných vlastnostiach.0003 Najčastejšie používaná surovina pri výrobe karosérie je oceľ. So žiadnou inou surovinou nie je možné zabezpečiť v takých rozsiahlych oblastiach nákladovo výhodné konštrukčné diely s najrozličnejšími materiálovými vlastnosťami.0004 Zo zmenených požiadaviek vyplýva, že pri vysokých pevnostíach sú zaručené aj vysoké hodnoty pružnosti a tým pádom zlepšená schopnosť tvárnenia za studena. Ďalej bola rozšírená oblasť zobraziteľných pevnosti pre ocele.0005 Perspektívou obzvlášť pre karosérie vo výrobe automobilov sú pritom konštrukčne diely z tenkého oceľové plechu s pevnosťou v závislosti od zloženia zliatiny v rozsahu od 1000 do 2000 MPa. Aby sa v konštrukčnom diele dosiahla taká vysoká pevnosť, je známe vyrezávanie plošných dosiek z plechov, zahriatie plošných dosiek na teplotu, ktorá sa nachádza nad teplotou austenitizácie anásledne tvámenie konštrukčného dielu vlise, pričom sa počas procesu pretvárania súčasne uskutoční rýchle ochladenie za účelom zakalenia materiálu.0006 Počas žihania za účelom austenitizácie plechov sa na povrchu vytvorí vrstva okovin. Táto sa po pretvarovaní a vychladnutí odstráni. Toto sa zvyčajne deje V priebehu procesu pieskovania. Pred alebo po tomto odstránení okovin sa vykoná konečné odrezanie a predierovanie otvorov. Keď sa konečné odrezanie a predierovanie otvorov vykonávajú pred pieskovaním, je nevýhodou, že tým taktiež utrpia rezné hrany a hrany otvorov. Nezávisle od poradia spracovateľských krokov po kalení je pri odstraňovaní okovin pieskovanim a porovnatelnými postupmi nevýhodou, že sa tým konštrukčný diel často pretiahne. Po uvedenom spracovateľskom kroku sa uskutoční takzvané kusové nanášania sprotikoróznou vrstvou. Napriklad sa nanesie katódovo účinná protikorózna vrstva.0007 Pritom je nevýhodou, že dodatočné opracovanie kaleného konštrukčného dielu je mimoriadne náročné a na základe kalenia konštrukčného dielu podlieha veľmi vysokému opotrebovaniu. Ďalej je nevýhodou, že kusové nanášanie spôsobí zvyčajne ochranu proti korózii, ktorá nie je obzvlášť veľmi výrazná. Okrem toho hrúbky vrstvy nie sú jednotné, ale kolíšu na ploche konštrukčného dielu.0008 Vmodiñkácii tohto postupu je tiež známe, že konštrukčný diel sa pretvaruje za studena z plechovej plošnej dosky a následne sa zahreje na teplotu austenitizácie a potom sa rýchlo ochladí v kalibračnom nástroji, pričom kalibračný nástroj je zodpovedný za to, že konštrukčný diel, ktorý sa zahriatim pretiahol, sa kalibruje z hľadiska pretvarovaných oblastí. Následne sa uskutoční predtým popísané dodatočné spracovanie. Tento postup umožňuje oproti vyššie popísanému postupu komplexnejšie geometrie, nakoľko pri súčasnom pretvarovaní a kalení je v princípe možné vyrábať len lineáme fonny, komplexné formy však pri takýchto procesoch pretvárania nie sú realizovateľné. 0009 ZGB 1490 535 je známy spôsob výroby kaleného oceľového konštrukčného dielu, pri ktorom sa plech z kalenej ocele zahreje na kaliacu teplotu anásledne sa umiestni v tvarovacom zariadení, v ktorom sa plech vytvaruje do požadovaného konečného tvaru, pričom počaspretvarovania je simultánne rýchlo ochladzovaný, takže sa získa martenzitická alebo banitická štruktúra, zatiaľ čo plech zostane v tvárniacom zariadení. Ako východiskový materiál sa používa napríklad bórová uhlíková oceľ alebo uhlíková mangánová oceľ. Podľa tohto dokumentu je tvámenie prednostne lisovanie ale taktiež môžu byť aplikované iné postupy. Tvámenie a ochladzovanie majú byť prednostne uskutočnené takou formou avykonané tak rýchlo, aby sa získala jemnozmná martenzitická alebo bainitická štruktúra.0010 Z EP l 253 208 Al je známy spôsob výroby kaleného plechového profilu z plošnej dosky,ktorá sa v lisovacom náradí pretvaruje za tepla na plechový profil a zakalí. Na plechovom profile sa pritom zroviny plošnej dosky vytvoria vyčnievajúce referenčné body respektive manžety, ktoré slúžia na orientáciu polohy plechového profilu v nasledujúcich výrobných operáciách. Manžety majú byť pri procese tvámenia vytvarované znedierovaných oblastí plošnej dosky, pričom referenčné body sú vytvárané vpodobne razeni zokrajovej strany alebo ako návlačky respektive manžeta vplechovom profile. Tvámenie za tepla akalenie vlisovacom zariadení má mať na základe racionálneho spôsobu práce prostrednictvom kombinácie procesu tvámenia a zušľachťovania vnástroji všeobecne výhody. Na základe upnutia plechového profilu vnástroji a na základe teplotných napätí však má dochádzať k pretiahnutiu na konštrukčnom diely, ktoré nie je možné exaktne určiť vopred. Toto môže nevýhodne pôsobiť na následné výrobné operácie, kvôli čomu sú na plechovom profile vytvárané referenčné body.0011 Z DE 197 23 655 A je známy spôsob výroby výrobkov z oceľového plechu, pričom výrobok zoceľového plechu je tvarovaný vpáre chladených nástrojov, pokiaľ je horúci avytvrdne do martenzitickej štruktúry, zatial čo sa ešte stále nachádza v nástroji, takže nástroje slúžia ako ñxácia počas zakalenia. V oblastiach, ktorých sa má po zakaleni uskutočniť spracovanie, má byť oceľ uchovaná v oblasti mäkkej ocele, pričom sa vložky do nástrojov používajú na to, aby sa zabránilo rýchlemu vychladnutiu a tým pádom martenzitickej štruktúre v týchto oblastiach. Rovnaký účinok má byť možné dosiahnuť aj výrezmi v nástrojoch, takže medzi oceľovým plechom a nástrojmi vznikne medzera. Pri tomto postupe je nevýhodou, že na základe podstatného pretiahnutia, ku ktorému pritom môže dôjsť, je predložený postup nevhodný pre kalenie lisovaním konštrukčných dielov s komplexnou štruktúrou.0012 ZDE 100 49 660 Al je známy spôsob výroby lokálne zosilnených plechových výliskov,pričom základný plech dielu konštrukcie je v plochom stave spojený s posilňovacím plechom podľa definície polohy a tento takzvaný spojený vrstvený plech sa následne spolu pretvaruje. Na zlepšenie výrobného postupu zhľadiska produktu avýsledku ako aj zhľadiska odľahčenia prostriedkov vykonávajúcich postup sa spojený vrstvený plech pred tvámenim zahreje na asi 800 asi 850 °C,rýchlo sa vloží, v teplom stave plynule pretvaruje a následne pri mechanickom zachovaní stavu pretvárania ochladí kontaktovaním s definovaným tvárniacim nástrojom nútene chladeným z vnútornej strany. Cez obzvlášť smerodajný teplotný rozsah 800 až 500 °C sa má prejsť s definovanou rýchlosťou ochladzovania. Krok spájania zosilňujúceho plechu azákladného plechu má byť možné bez všetkého integrovať do procesu tvárnenia, pričom sa diely navzájom na tvrdo prispájkujú, čím je možné dosiahnuť účinnú ochranu proti korózii na kontaktnej zóne. Pri tomto postupe je nevýhodou, že nástroje sú veľmi náročné obzvlášť z dôvodu deñnovaného vnútomého chladenia.0013 ZDE 2 003 306 je známy spôsob azariadenie na lisovania a kalenie oceľového plechu. Cieľom je do formy vylisovať a zakaliť kusy oceľového plechu, pričom sa má vyhnúť nevýhodám známych postupov, obzvlášť tomu, že diely z oceľového plechu sa vyrábajú v na seba nasledujúcich osobitných krokoch na tvarovanie lisovaním a kalenie. Obzvlášť sa má zabrániť tomu, aby vytvrdzované a prudko ochladzované výrobky vykazovali oproti požadovanému tvaru pretiahnutie,takže sú potrebné dodatočné pracovné kroky. Na uskutočnenie je naplánované, že potom, čo boloceľový kus zahriaty na teplotu, ktorá mu privodí jeho austenitický stav, sa oceľový kus vloží medzi pár súčinných tvarovacích prvkov, na čo sa kus vylisuje a súčasne sa od kusu do výliskov rýchlo odvádza teplo. Výlisky sú počas celého procesu udržiavaná na teplote chladenia, takže na kus pôsobí účinok prudkćho ochladenia za pôsobenia tvámiaceho tlaku.0014 ZDE 101 20 063 C 2 je známe, že sa kovové proñlovć konštrukčné diely pre motorové vozidlá z východiskového materiálu pripraveného vo forme pásov privádzajú do jednotky na proñlovanie valcovaním a pretvarujú sa na valcovaný profil, pričom po výstupe z jednotky na profilovanie valcovaním sa parciálne oblasti valcovaného profilu induktívne zahrejú na teplotu potrebnú na zakalenie a následne sa šokovo ochladia V chladiacej jednotke. Následne na to sa valcované profily narežú na proñlové konštrukčné diely.0015 Z US 6,564,604 B 2 je známy spôsob výroby dielu s veľmi vysokými mechanickými vlastnosťami, pričom diel má byť vyrobený lisovaním pásu z valcovaného oceľového plechu a obzvlášť je konštrukčný diel valcovaný za tepla a s povrchovou úpravou s nanesenou vrstvou kovu alebo kovovej zliatiny, ktorá má chrániť povrch ocele, pričom oceľový plech sa nareže, aby sa získal predlisok z oceľového plechu, predlisok z oceľového plechu sa tvámi za studena alebo za tepla a buď sa ochladí a zakalí po tvámení za tepla alebo sa po tvámení za studena zahreje a následne ochladí. lntermetalická zliatina má byť nanesená na povrch pred alebo po tvámení a poskytovať ochranu proti korózii a oduhličovaniu ocele, pričom táto intermetalická zmes okrem toho môže mať mazaciu funkciu. Následne sa prečnievajúci materiálu odoberíe z tvarovaného kusu. Povrchová úprava má pritom všeobecne vychádzať zo zinku alebo zinku-hliníku. Pritom je možné použiť oceľ, ktorá je obojstranne elektrolyticky pozinkovaná, pričom austenitizácia sa má uskutočniť pri 950 °C. Dôjde k tomu, že pri tvámení a počas držania za účelom chladenia povrchová úprava nebráni odtoku tepla cez nástroj a dokonca odtok tepla zlepšuje. Okrem toho tento dokument navrhuje ako alternatívu k elektrolyticky pozinkovanému pásu použiť povrchovú úpravu zo 45 až 50 zinku, zvyšok hliník. Pri uvedenom postupe je pri oboch formách uskutočnenia nevýhodou, že už prakticky nie je prítomná katódová ochrana proti korózii. Okrem toho je takáto vrstva tak krehká, že pri tvámení sa môžu vyskytnúť trhliny. Povrchová úprava so zmesou zo 45 až 50 zinku a 55 až 45 hliníka taktiež nevytvára žiadnu významnú katódovú ochranu proti korózii. Síce sa V tomto dokumente tvrdí,že by použitie zinku alebo zliatin zinku ako povrchovej úpravy dokonca poskytlo galvanickú ochranu pre hrany, toto však V praxi nie je možné dosiahnuť. V praxi nie je možné pomocou popísaných povrchových úprav dosiahnuť ani dostatočnú galvanickú ochranu na ploche.0016 Z EP 1 013 785 Al je známy spôsob výroby konštrukčného dielu z valcovaného oceľového pásu a obzvlášť z pásu valcovaného za tepla. Cieľom má byť možnosť ponúknuť valcované oceľové plechy hrúbky od 0,2 do 2,0 mm, ktoré majú po valcovaní za tepla okrem iného povrchovú úpravu a sú podrobované tvámeniu bud za studena alebo za tepla, s následným terrnickým ošetrením, pričom má byť zabezpečený nárast teploty bez oduhličovania ocele abez oxidácie povrchu uvedených plechov pred, počas a po tvámení za tepla alebo termíckom ošetrení. Za týmto účelom má byť plech vybavený kovom alebo zliatinou kovu, ktorá zabezpečuje ochranu povrchu plechu, následne sa plech podrobí zvýšeniu teploty za účelom tvámenia, následne sa vykoná tvámenie plechu a diel sa na záver ochladí. Obzvlášť má byť plech s povrchovou úpravou lisovaný V horúcom stave a diel vzniknutý hlbokým ťahaním má byť ochladený, aby sa zakalil a síce s rýchlosťou, ktorá je vyššia ako kritická rýchlosť kalenia. Ďalej sa uvádza oceľová zliatina, ktorá má byť vhodná, pričom sa tento oceľový plech má austenitizovať pri 950 °C skôr, ako sa V nástroji pretvaruje a zakalí. Nanesená povrchová úprava má pozostávať obzvlášť z hliníku a hliníkovej zliatiny, pričom má z toho vyplynúť nielen ochrana proti oxidácii a oduhličeniu ale aj mazací účinok. Pri tomto postupe sa V protiklade k iným známym postupom má zabrániť tomu, aby sa plechový diel po zahriatí na teplotu austenitizácíe zoxidoval, tvámenie za studena, ako je toto znázornená v tomto dokumente, však pri plechochpohlinikovaných ohňom nie je možné, nakoľko ohňom pohlíníkovaná vrstva vykazuje príliš nízku duktilitu pre väčšie tvámenie. Obzvlášť hĺbkové procesy komplexných tvarov nie sú uskutočniteľné stakýmito plechmi vstudenom stave. S takouto povrchovou úpravou sú tvámenia za tepla, to znamená tvámenie akalenie, možné vjednom jedinom nástroji, konštrukčný diel však potom nevykazuje žiadnu katódovú ochranu. Okrem toho musí byť aj takýto konštrukčný diel po zakalení opracovaný mechanicky alebo pomocou laseru, takže nastane vyššie popísaná nevýhoda, že následné spracovateľské kroky sú veľmi náročné z dôvodu tvrdosti materiálu. Okrem toho je nevýhodou, že žiadne oblasti tvarovaného výlisku, ktoré musia byť rezané laserom alebo mechanicky, nedisponujú žiadnym druhom ochrany proti korózii.0017 Z DE 102 54 695 B 3 je známe, za účelom výroby kovového tvarovaného výlisku, obzvlášť konštrukčného dielu karosérie z polotovaru, z nekaleného oceľového plechu tvarovateľného za tepla,polotovar najskôr tvámiť spôsobom tvámenia za studena, obzvlášť hĺbkovým ťahaním do podoby predlisku konštrukčného dielu. Následne má byť predlisok konštrukčného dielu na okrajoch orezaný na ohraničujúcu kontúru približne zodpovedajúcu konštrukčnému dielu, ktorý má byť vyrobený. Na záver sa orezaný predlisok konštrukčného dielu zahreje a zakalí lisovaním v tvámiacom nástroji za tepla. Pri tom vyrobený konštrukčný diel už po tvámení za tepla vykazuje požadovanú ohraničujúcu kontúru, takže odpadá záverečné orezanie okraju konštrukčného dielu. Týmto spôsobom majú byť podstatne skrátené časy cyklov pri výrobe kalených konštrukčných dielov z oceľového plechu. Použitá oceľ má byť oceľ kalená na vzduchu, ktorá sa prip. zahrieva v ochrannej atmosfére, aby sa zabránilo zoxidovaniu počas zahríevania. V opačnom pripade sa vrstva okovín na výlisku konštrukčného dielu odstráni po tvámení výlisku konštrukčného dielu za tepla. V tomto dokumente sa spomína, že v rámci procesu tvámenia polotovaru konštrukčného dielu za studena sa vytvaruje približne do konečných kontúr, pričom približne do konečných kontúr sa má chápať tak, že tie časti geometrie hotového konštrukčného dielu, ktoré idú ruka vruke smakroskopickým tokom materiálu, sú po ukončení procesu tvámenia za studena úplne predlisované do polotovaru konštrukčného dielu. Po ukončení procesu tvámenia za studena má byť tak na výrobu trojdimenzionálneho tvaru konštrukčného dielu potrebných už len niekoľko málo prispôsobení tvaru,ktoré si vyžadujú minimálny lokálny tok materiálu. Pri tomto postupe je nevýhodou, že tak ako predtým sa rez konečného tvaru celkovej kontúry uskutočňuje v teplom stave, pričom za účelom zabránenia zoxidovaniu sa musí isť bud známou cestou, a to že sa musí žíhať pod ochranným plynom alebo diely musia byť zbavené okovín. Po oboch procesoch musí nasledovať následná kusová povrchová úpravu na ochranu proti korózii.0018 Celkovo možno povedať, že pri všetkých vyššie uvedených spôsoboch je nevýhodou, že vyrobené diely musia byť po tvámení a zakalení ďalej spracovávané, čo je drahé a náročné. Okrem toho konštmkčné diely bud nevykazujú žiadnu alebo len nedostatočnú ochranu proti korózii.0019 Úlohou vynálezu je vytvoriť zakalený konštrukčný diel zoceľového plechu, ktorý má katódovú ochranu proti korózii, je rozmerovo stabilný apresný avykazuje minimálne výrobné tolerancie.0020 Úloha je riešená konštrukčným dielom zo zakaleného oceľového plechu s charakteristikami podľa nároku l. Výhodné ďalšie uskutočnenia sú označené v závislých nárokoch.0021 Podľa vynálezu sa tvámenie konštrukčných dielov ako aj orezanie a dierovanie konštrukčných dielov vprincipe vykonáva vnezakalenom stave. Relatívne dobrá tvarovateľnosť použitého špeciálneho materiálu v nezakalenom stave umožňuje uskutočnenie komplexných gcometrií konštrukčného dielu a nahrádza drahé dodatočné orezanie v zakalenom stave podstatne cenovo výhodnejšími mechanickými rezacími operáciami pred procesom kalenía.

MPK / Značky

MPK: C21D 1/673, F16S 1/06, B21J 5/00, B21D 22/04, C23C 2/02, C21D 1/02, C23C 2/26

Značky: galvanizovanou, proti, vrstvou, konštrukčný, plechů, ocelového, korózii, ochrannou

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/14-e14764-konstrukcny-diel-z-oceloveho-plechu-s-galvanizovanou-ochrannou-vrstvou-proti-korozii.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Konštrukčný diel z oceľového plechu s galvanizovanou ochrannou vrstvou proti korózii</a>

Podobne patenty