AT15624U1 - Heat treatment process and heat treatment device - Google Patents
Heat treatment process and heat treatment device Download PDFInfo
- Publication number
- AT15624U1 AT15624U1 ATGM205/2016U AT2052016U AT15624U1 AT 15624 U1 AT15624 U1 AT 15624U1 AT 2052016 U AT2052016 U AT 2052016U AT 15624 U1 AT15624 U1 AT 15624U1
- Authority
- AT
- Austria
- Prior art keywords
- steel component
- temperature
- regions
- furnace
- heat treatment
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/18—Hardening; Quenching with or without subsequent tempering
- C21D1/19—Hardening; Quenching with or without subsequent tempering by interrupted quenching
- C21D1/22—Martempering
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/0068—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for particular articles not mentioned below
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/18—Hardening; Quenching with or without subsequent tempering
- C21D1/19—Hardening; Quenching with or without subsequent tempering by interrupted quenching
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/26—Methods of annealing
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/62—Quenching devices
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/62—Quenching devices
- C21D1/667—Quenching devices for spray quenching
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/62—Quenching devices
- C21D1/673—Quenching devices for die quenching
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/78—Combined heat-treatments not provided for above
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/84—Controlled slow cooling
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/0062—Heat-treating apparatus with a cooling or quenching zone
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/46—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for sheet metals
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B9/00—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity
- F27B9/02—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity of multiple-track type; of multiple-chamber type; Combinations of furnaces
- F27B9/028—Multi-chamber type furnaces
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/56—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering characterised by the quenching agents
- C21D1/60—Aqueous agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/56—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering characterised by the quenching agents
- C21D1/613—Gases; Liquefied or solidified normally gaseous material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
- C21D2211/001—Austenite
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
- C21D2211/008—Martensite
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D2221/00—Treating localised areas of an article
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
- C21D8/005—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment of ferrous alloys
Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur gezielten bauteilzonenindividuellen Wärmebehandlung eines Stahlbauteils (200). ln einem oder mehreren ersten Bereichen (210) des Stahlbauteils (200) ist ein vorrangig austenitisches Gefüge einstellbar, aus dem durch Abschrecken ein mehrheitlich martensitisches Gefüge darstellbar ist, und in einem oder mehreren zweiten Bereichen (220) des Stahlbauteils (200) ist ein mehrheitlich ferritisch-perlitisches Gefüge einstellbar, wobei das Stahlbauteil (200) zunächst in einem ersten Ofen (110) auf eine Temperatur unterhalb der AC3-Temperatur aufgeheizt wird, das Stahlbauteil (200) anschließend in eine Behandlungsstation (150) transferiert wird, wobei es während des Transfers abkühlen kann, und in der Behandlungsstation (150) die ein oder mehreren zweiten Bereiche (220) des Stahlbauteils (200) innerhalb einer Verweilzeit t150 auf eine Abkühlstopptemperatur ϑS abgekühlt werden, anschließend in einen zweiten Ofen (130) transferiert wird, in dem dem Stahlbauteil (200) Wärme zugeführt wird, wobei die Temperatur des einen oder der mehreren zweiten Bereiche (220) während der Verweilzeit t130 wieder auf eine Temperatur unterhalb der AC3-Temperatur ansteigt, während die Temperatur des einen oder der mehreren ersten Bereiche (210) in der gleichen Verweilzeit t130 auf eine Temperatur oberhalb der AC3-Temperatur aufgeheizt wird.The invention relates to a method and a device for the targeted component zone-specific heat treatment of a steel component (200). In one or more first regions (210) of the steel component (200), a predominantly austenitic structure is adjustable, from which a majority martensitic structure can be represented by quenching, and in one or more second regions (220) of the steel component (200) is a majority adjustable ferritic-pearlitic structure, wherein the steel component (200) is first heated in a first furnace (110) to a temperature below the AC3 temperature, the steel component (200) is subsequently transferred to a treatment station (150), wherein during the Transfers can be cooled, and in the treatment station (150), the one or more second regions (220) of the steel component (200) are cooled to a cooling stop temperature θS within a dwell time t150, then transferred to a second furnace (130), in which Heat is supplied to the steel component (200), the temperature of the one or more second regions (220) w during the dwell time t130 again rises to a temperature below the AC3 temperature, while the temperature of the one or more first regions (210) in the same residence time is heated to a temperature above the AC3 temperature t130.
Description
Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur gezielten bauteilzonenindividuellen Wärmebehandlung eines Stahlbauteils.Description [0001] The invention relates to a method and a device for the targeted component zone-specific heat treatment of a steel component.
[0002] In der Technik besteht bei vielen Anwendungsfällen in unterschiedlichen Branchen der Wunsch nach hochfesten Metallblechteilen bei geringem Teilegewicht. Beispielsweise ist es in der Fahrzeugindustrie das Bestreben, den Kraftstoffverbrauch von Kraftfahrzeugen zu reduzieren und den C02-Ausstoß zu senken, dabei aber gleichzeitig die Insassensicherheit zu erhöhen. Es besteht daher ein stark zunehmender Bedarf an Karosseriebauteilen mit einem günstigen Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht. Zu diesen Bauteilen gehören insbesondere A- und B-Säulen, Seitenaufprallschutzträger in Türen, Schweller, Rahmenteile, Stoßstangenfänger, Querträger für Boden und Dach, vordere und hintere Längsträger. Bei modernen Kraftfahrzeugen besteht die Rohkarosse mit einem Sicherheitskäfig üblicherweise aus einem gehärteten Stahlblech mit ca. 1.500 MPa Festigkeit. Dabei werden vielfach Al-Si-beschichtete Stahlbleche verwendet. Zur Herstellung eines Bauteils aus gehärtetem Stahlblech wurde der Prozess des so genannten Presshärtens entwickelt. Dabei werden Stahlbleche zuerst auf Austenittemperatur erwärmt, dann in ein Pressenwerkzeug gelegt, schnell geformt und durch das wassergekühlte Werkzeug zügig auf weniger als Martensitstarttemperatur abgeschreckt. Dabei entsteht hartes, festes Martensitgefüge mit ca. 1.500 MPa Festigkeit. Ein solcherart gehärtetes Stahlblech weist aber nur eine geringe Bruchdehnung auf. Die kinetische Energie eines Aufpralls kann deshalb nicht ausreichend in Verformungswärme umgesetzt werden.In the art, in many applications in different industries, the desire for high strength sheet metal parts with low part weight. For example, in the automotive industry, efforts are being made to reduce the fuel consumption of automobiles and to reduce CO 2 emissions, while at the same time increasing occupant safety. There is therefore a rapidly increasing demand for body components with a favorable strength to weight ratio. These components include, in particular, A and B pillars, side impact beams in doors, sills, frame members, bumper, cross members for floor and roof, front and rear side members. In modern motor vehicles, the body shell with a safety cage usually consists of a hardened steel sheet with about 1,500 MPa strength. In many cases Al-Si-coated steel sheets are used. For the production of a component from hardened steel sheet the process of the so-called press hardening was developed. In this process, steel sheets are first heated to austenitic temperature, then placed in a press tool, rapidly formed and rapidly quenched by the water cooled tool to less than martensite start temperature. This results in hard, firm martensite with about 1,500 MPa strength. However, such a hardened steel sheet has only a small elongation at break. The kinetic energy of an impact can therefore not be sufficiently converted into deformation heat.
[0003] Für die Automobilindustrie ist es daher wünschenswert, Karosseriebauteile hersteilen zu können, die mehrere unterschiedliche Dehnungs- und Festigkeitszonen im Bauteil aufweisen, so dass eher feste Bereiche (im Folgenden erste Bereiche) einerseits und eher dehnfähige Bereiche (im Folgenden zweite Bereiche) andererseits in einem Bauteil vorliegen. Einerseits sind Bauteile mit hoher Festigkeit grundsätzlich wünschenswert, um mechanisch hoch belastbare Bauteile mit geringem Gewicht zu erhalten. Auf der anderen Seite sollen auch hochfeste Bauteile partiell weiche Bereiche haben können. Dieses bringt 1 die gewünschte, partiell erhöhte Deformierbarkeit im Crashfall. Nur damit kann die kinetische Energie eines Aufpralls abgebaut werden und so die Beschleunigungskräfte auf Insassen und das übrige Fahrzeug minimiert werden. Zudem erfordern moderne Fügeverfahren entfestigte Stellen, die das Fügen artgleicher oder unterschiedlicher Materialien ermöglichen. Oft müssen beispielsweise Falz-, Crimp- oder Nietverbindungen zum Einsatz kommen, die verformbare Bereiche im Bauteil voraussetzen.For the automotive industry, it is therefore desirable to be able to produce body parts that have several different strain and strength zones in the component, so that more solid areas (hereinafter, first areas) on the one hand and more stretchable areas (hereinafter, second areas) on the other present in a component. On the one hand, components with high strength are basically desirable in order to obtain components of high mechanical strength with low weight. On the other hand, even high-strength components should be able to have partially soft areas. This brings 1 the desired, partially increased deformability in the event of a crash. This is the only way to reduce the kinetic energy of an impact and minimize the acceleration forces on the occupants and the rest of the vehicle. In addition, modern joining methods require de-consolidated points, which allow the joining of identical or different materials. Often, for example, crimping, crimping or riveting must be used, which require deformable areas in the component.
[0004] Dabei sollten die allgemeinen Ansprüche an eine Produktionsanlage weiterhin beachtet sein: so sollte es zu keiner Taktzeiteinbuße an der Presshärteanlage kommen, die Gesamtanlage sollte uneingeschränkt allgemein verwendet und schnell produktspezifisch umgerüstet werden können. Der Prozess sollte robust und wirtschaftlich sein und die Produktionsanlage nur minimalen Platz benötigen. Die Form und Kantengenauigkeit des Bauteils sollte hoch sein.The general demands on a production plant should continue to be respected: so there should be no cycle time loss at the press hardening plant, the entire system should be universally used unrestricted and can be quickly converted product-specific. The process should be robust and economical and the production plant need only minimal space. The shape and edge accuracy of the component should be high.
[0005] Bei allen bekannten Verfahren erfolgt die gezielte Wärmebehandlung des Bauteils in einem zeitintensiven Behandlungsschritt, der wesentlichen Einfluss auf die Taktzeit der gesamten Wärmebehandlungsvorrichtung hat.In all known methods, the targeted heat treatment of the component takes place in a time-consuming treatment step, which has a significant influence on the cycle time of the entire heat treatment device.
[0006] Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur gezielten bauteilzonenindividuellen Wärmebehandlung eines Stahlbauteils anzugeben, wobei Bereiche unterschiedlicher Härte und Duktilität erzielbar sind, bei dem der Einfluss auf die Taktzeit der gesamten Wärmebehandlungsvorrichtung minimiert ist.The object of the invention is therefore to provide a method and apparatus for targeted component zone-specific heat treatment of a steel component, wherein areas of different hardness and ductility can be achieved, in which the influence on the cycle time of the entire heat treatment apparatus is minimized.
[0007] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 7. Die Aufgabe wird ferner durch eine Vorrichtung nach Anspruch 8 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Vorrichtung ergeben sich aus den Unteransprüchen 9 bis 16.According to the invention this object is achieved by a method having the features of independent claim 1. Advantageous developments of the method will become apparent from the dependent claims 2 to 7. The object is further achieved by a device according to claim 8. Advantageous embodiments of the device will become apparent from the dependent claims 9 to 16.
[0008] Ein Stahlbauteil wird zunächst bis unterhalb der Austenitisierungstemperatur AC3 er wärmt.A steel component is first heated to below the austenizing temperature AC3 he.
[0009] Anschließend wird das Stahlbauteil in eine Behandlungsstation transferiert. Hier wird der zweite oder die zweiten Bereiche möglichst rasch innerhalb einer Behandlungszeit tB abgekühlt. In einer bevorzugten Ausführungsform der Wärmebehandlungsvorrichtung weist die Behandlungsstation eine Positioniereinrichtung auf, mit deren Hilfe die genaue Positionierung der einzelnen Bereiche gewährleistet wird. Die schnelle Abkühlung des zweiten oder der zweiten Bereiche erfolgt in einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens durch Anblasen mit einem gasförmigen Fluid, beispielsweise Luft oder einem Schutzgas. Die Behandlungsstation weist dazu in einer vorteilhaften Ausführungsform eine Vorrichtung zum Anblasen des beziehungsweise der zweiten Bereiche auf. Diese Vorrichtung kann beispielsweise eine oder mehrere Düsen aufweisen. In einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens erfolgt das Anblasen des zweiten oder der zweiten Bereiche durch Anblasen mit einem gasförmigen Fluid, wobei dem gasförmigen Fluid Wasser, beispielsweise in vernebelter Form, beigefügt ist. Dazu weist die Vorrichtung in einer vorteilhaften Ausführungsform eine oder mehrere Vernebelungsdüsen auf. Durch das Anblasen mit dem mit Wasser versetzten gasförmigen Fluid wird die Wärmeabfuhr aus dem oder aus den zweiten Bereichen erhöht. Nach Ablauf der Behandlungszeit tB hat der zweite Bereich beziehungsweise haben die zweiten Bereiche eine Abkühlstopptemperatur £s erreicht. Die Behandlungszeit tB bewegt sich dabei üblicherweise im Bereich weniger Sekunden. Dabei kann der zweite beziehungsweise können die zweiten Bereiche auch bis deutlich unter die Martensit-Starttemperatur Ms abgekühlt werden. Die Martensit-Starttemperatur Ms liegt beispielsweise für den häufig verwendeten Karosseriebaustahl 22MnB5 bei ca. 410 °C. Der erste Bereich beziehungsweise die ersten Bereiche werden in der Behandlungsstation keiner besonderen Behandlung unterzogen, d.h. sie werden weder angeblasen noch über andere besonderen Maßnahmen beheizt oder gekühlt. Der beziehungsweise die ersten Bereiche kühlen in der Behandlungsstation beispielsweise über natürliche Konvektion langsam ab. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn in der Behandlungsstation Maßnahmen für die Verringerung der Temperaturverluste des ersten beziehungsweise der ersten Bereiche getroffen sind. Solche Maßnahmen können beispielsweise das Anbringen eines Wärmestrahlungsreflektors und/oder das Isolieren von Oberflächen der Behandlungsstation im Bereich des ersten beziehungsweise der ersten Bereiche sein.Subsequently, the steel component is transferred to a treatment station. Here, the second or the second regions are cooled as quickly as possible within a treatment time tB. In a preferred embodiment of the heat treatment apparatus, the treatment station has a positioning device, with the aid of which the exact positioning of the individual areas is ensured. The rapid cooling of the second or the second regions takes place in a preferred embodiment of the method by blowing with a gaseous fluid, for example air or an inert gas. In an advantageous embodiment, the treatment station has a device for blowing on the second region (s). This device may, for example, have one or more nozzles. In an advantageous embodiment of the method, the blowing of the second or the second regions is carried out by blowing with a gaseous fluid, wherein the gaseous fluid water, for example in nebulized form, is attached. For this purpose, in an advantageous embodiment, the device has one or more nebulizing nozzles. By blowing with the gaseous fluid mixed with water, the heat removal from or from the second regions is increased. After the treatment time tB has expired, the second region or the second regions have reached a cooling stop temperature E s. The treatment time tB usually moves in the range of a few seconds. In this case, the second or the second regions can also be cooled to well below the martensite start temperature Ms. The martensite start temperature Ms is for example for the frequently used body steel 22MnB5 at about 410 ° C. The first area (s) are not subjected to any special treatment in the treatment station, i. they are neither blown nor heated or cooled by other special measures. The first or the first areas cool slowly in the treatment station, for example, via natural convection. It has proven to be advantageous if measures are taken in the treatment station for reducing the temperature losses of the first or the first regions. Such measures can be, for example, the attachment of a heat radiation reflector and / or the isolation of surfaces of the treatment station in the region of the first or the first regions.
[0010] Anschließend, d.h. nach Ablauf der Behandlungszeit tB wird das Stahlbauteil in einen zweiten Ofen transferiert. In diesem zweiten Ofen wird das gesamte Stahlbauteil beheizt. Die Beheizung kann beispielsweise durch Wärmestrahlung erfolgen. Dabei verbleibt das Stahlbauteil während einer Verweilzeit ti30 im zweiten Ofen, die so bemessen ist, dass die Temperatur des ersten beziehungsweise der ersten Bereiche über die AC3-Temperatur ansteigt. Da der zweite beziehungsweise die zweiten Bereiche aus den vorhergehenden Verfahrensschritten zu Beginn der Verweilzeit ti30 eine deutlich niedrigeren Temperatur aufweisen als der beziehungsweise die ersten Bereiche, haben sie zum Ende der Verweilzeit ti30 im zweiten Ofen die AC3-Temperatur nicht erreicht. Anschließend kann das Stahlbauteil in ein Presshärtewerkzeug transferiert werden, wobei der erste beziehungsweise die ersten Bereiche vollständige auste-nitisiert sind, während der zweite beziehungsweise die zweiten Bereiche nicht austenitisiert sind, so dass durch das Abschrecken bei einem anschließenden Presshärten der erste beziehungsweise die ersten Bereiche martensitisches Gefüge mit hohen Festigkeitswerten bilden. Da der zweite beziehungsweise die zweiten Bereiche in dem Verfahren zu keiner Zeit austenitisiert wurden, weisen sie nach dem Presshärteschritt feritisch-perlitisches Gefüge mit nur geringen Festigkeitswerten bei hoher Duktilität auf.Subsequently, i. E. after the treatment time tB, the steel component is transferred to a second furnace. In this second furnace, the entire steel component is heated. The heating can be done for example by thermal radiation. In the process, the steel component remains in the second furnace during a residence time ti30, which is dimensioned so that the temperature of the first or the first regions rises above the AC3 temperature. Since the second or the second regions from the preceding process steps at the beginning of the residence time ti30 have a significantly lower temperature than the first or the first regions, they did not reach the AC3 temperature at the end of the residence time ti30 in the second furnace. Thereafter, the steel member may be transferred to a press-hardening tool, wherein the first and first portions are fully austenitized while the second and second portions are not austenitized, such that quenching during subsequent press-hardening causes the first or first portions to become martensitic Form structure with high strength values. Since the second or the second regions were not austenitized in the process at any time, they exhibit, after the press-hardening step, a ferritic-pearlitic structure with only low strength values at high ductility.
[0011] Erfindungsgemäß werden die Bauteile nach wenigen Sekunden in der Behandlungsstation, die zudem über eine Positioniervorrichtung verfügen kann, um die genaue Positionierung der unterschiedlichen Bereiche zu gewährleisten, in einen zweiten Ofen befördert, die vorzugsweise keine speziellen Vorrichtungen zur unterschiedlichen Behandlung der verschiedenen Bereiche besitzt. In einer Ausführungsform wird lediglich eine Ofentemperatur θ4, d.h. eine im Wesentlichen homogene Temperatur im gesamten Ofenraum, eingestellt, die oberhalb der Austenitisierungstemperatur AC3 liegt. Klar konturierte Abgrenzungen der einzelnen Bereiche sind realisierbar und durch den geringen Temperaturunterschied zwischen den beiden Bereichen wird der Verzug der Bauteile minimiert. Geringe Spreizungen im Temperaturniveau des Bauteils wirken sich vorteilhaft bei der weiteren Verarbeitung in der Presse aus.According to the invention, the components after a few seconds in the treatment station, which may also have a positioning device to ensure the accurate positioning of the different areas, transported in a second oven, which preferably has no special devices for different treatment of the different areas , In one embodiment, only one furnace temperature θ4, i. a substantially homogeneous temperature in the entire furnace chamber, which is above the Austenitisierungstemperatur AC3. Clearly contoured boundaries of the individual areas can be realized, and the low temperature difference between the two areas minimizes distortion of the components. Small spreads in the temperature level of the component have an advantageous effect on further processing in the press.
[0012] Vorteilhafterweise ist in einer Ausführungsform ein Durchlaufofen als erster Ofen vorgesehen. Durchlauföfen weisen in der Regel eine große Kapazität auf und sind für die Massenproduktion besonders gut geeignet, da sie sich ohne großen Aufwand beschicken und betreiben lassen. Aber auch ein Batchofen, beispielsweise ein Kammerofen, kann als erster Ofen eingesetzt werden.Advantageously, in one embodiment, a continuous furnace is provided as the first furnace. Continuous furnaces usually have a large capacity and are particularly well suited for mass production, since they can be fed and operated without much effort. But even a batch oven, such as a chamber oven, can be used as the first oven.
[0013] Vorteilhafterweise ist in einer Ausführungsform der zweite Ofen ein Durchlaufofen.Advantageously, in one embodiment, the second furnace is a continuous furnace.
[0014] Sind sowohl erster als auch zweiter Ofen als Durchlaufofen ausgeführt, können die notwendigen Verweilzeiten für die den oder die ersten und zweiten Bereiche in Abhängigkeit der Bauteillänge über die Einstellung der Fördergeschwindigkeit und der Auslegung der jeweiligen Ofenlänge realisiert werden. Eine Beeinflussung der Taktzeit der gesamten Produktionslinie mit Wärmebehandlungsvorrichtung und Presse für ein anschließendes Presshärten ist so vermeidbar.If both first and second furnace designed as a continuous furnace, the necessary residence times for the one or more first and second areas depending on the component length on the setting of the conveying speed and the interpretation of the respective kiln length can be realized. An influencing of the cycle time of the entire production line with heat treatment device and press for a subsequent press hardening is thus avoidable.
[0015] In einer alternativen Ausführungsform ist der zweite Ofen ein Batchofen, beispielsweise ein Kammerofen.In an alternative embodiment, the second furnace is a batch furnace, for example a chamber furnace.
[0016] In einer bevorzugten Ausführungsform weist die die Behandlungsstation eine Vorrichtung zum schnellen Abkühlen eines oder mehrerer zweiter Bereiche des Stahlbauteils auf. In einer vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Düse zum Anblasen des oder der zweiten Bereiche des Stahlbauteils mit einem gasförmigen Fluid, beispielsweise Luft oder ein Schutzgas wie beispielsweise Stickstoff, auf. Dazu weist die Vorrichtung in einer vorteilhaften Ausführungsform eine oder mehrere Vernebelungsdüsen auf. Durch das Anblasen mit dem mit Wasser versetzten gasförmigen Fluid wird die Wärmeabfuhr aus dem oder aus den zweiten Bereichen erhöht.In a preferred embodiment, the treatment station has a device for rapid cooling of one or more second regions of the steel component. In an advantageous embodiment, the device has a nozzle for blowing the second part or regions of the steel component with a gaseous fluid, for example air or an inert gas, for example nitrogen. For this purpose, in an advantageous embodiment, the device has one or more nebulizing nozzles. By blowing with the gaseous fluid mixed with water, the heat removal from or from the second regions is increased.
[0017] In einer weiteren Ausführungsform wird der zweite beziehungsweise werden die zweiten Bereiche über Wärmeleitung, beispielsweise durch das Inkontaktbringen mit einem Stempel oder mehreren Stempeln gekühlt, der beziehungsweise die eine deutlich niedrigere Temperatur als das Stahlbauteil aufweist oder aufweisen. Dazu kann der Stempel aus einem gut wärmeleitenden Werkstoff hergestellt sein und/oder direkt oder indirekt gekühlt sein. Auch eine Kombination der Kühlungsarten ist denkbar.In a further embodiment, the second or the second regions are cooled via heat conduction, for example by contacting with a stamp or a plurality of punches, which has or have a significantly lower temperature than the steel component or. For this purpose, the stamp can be made of a good heat-conducting material and / or be cooled directly or indirectly. A combination of the types of cooling is conceivable.
[0018] Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Wärmebehandlungsvorrichtung kann Stahlbauteilen mit jeweils einem oder mehreren ersten und/oder zweiten Bereichen, die auch komplex geformt sein können, wirtschaftlich ein entsprechendes Temperaturprofil aufgeprägt werden, da die unterschiedlichen Bereiche konturscharf sehr schnell auf die notwendigen Prozesstemperaturen gebracht werden können.With the method according to the invention and the heat treatment apparatus according to the invention steel components with one or more first and / or second areas, which can also be complex formed, economically a corresponding temperature profile can be impressed as the different areas contour sharp very quickly to the necessary process temperatures can be brought.
[0019] Erfindungsgemäß ist es mit dem gezeigten Verfahren und mit der erfindungsgemäßen Wärmebehandlungsvorrichtung möglich, nahezu beliebig viele zweite Bereiche einzustellen. Der zweite oder die zweiten Bereiche wurden während des Verfahrensablauf nie austenitisiert und weisen auch nach dem Abpressen geringe Festigkeitswerte ähnlich den ursprünglichen Festigkeiten des unbehandelten Stahlbauteils auf. Auch ist die gewählte Geometrie der Teilbereiche frei wählbar. Punkt- oder linienförmige Bereiche sind ebenso wie z.B. großflächige Bereiche darstellbar. Auch die Lage der Bereiche ist unerheblich. Die zweiten Bereiche können vollständig von ersten Bereichen umschlossen sein, oder sich am Rand des Stahlbauteils befinden. Selbst eine vollflächige Behandlung ist denkbar. Eine besondere Orientierung des Stahlbauteils zur Durchlaufrichtung ist zum Zwecke des erfindungsgemäßen Verfahrens zur gezielten bauteilzonenindividuellen Wärmebehandlung eines Stahlbauteils nicht erforderlich. Eine Begrenzung der Anzahl der gleichzeitig behandelten Stahlbauteile ist allenfalls durch das Presshärtewerkzeug oder die Fördertechnik der gesamten Wärmebehandlungsvorrichtung gegeben. Die Anwendung des Verfahrens auf bereits vorgeformte Stahlbauteile ist ebenfalls möglich. Durch die dreidimensional ausgeformten Oberflächen bereits vorgeformter Stahlbautei- le ergibt sich lediglich ein höherer konstruktiver Aufwand zur Darstellung der Gegenflächen.According to the invention it is possible with the method shown and with the heat treatment device according to the invention to set almost any number of second areas. The second or the second areas were never austenitized during the course of the process and, even after being pressed off, have low strength values similar to the original strengths of the untreated steel component. Also, the selected geometry of the sections is freely selectable. Dot or line areas are as well as e.g. large areas representable. The location of the areas is irrelevant. The second regions may be completely enclosed by first regions or located at the edge of the steel component. Even a full-surface treatment is conceivable. A special orientation of the steel component to the passage direction is not required for the purpose of the method according to the invention for the targeted component zone-specific heat treatment of a steel component. A limitation of the number of simultaneously treated steel components is possibly given by the press hardening tool or the conveying technique of the entire heat treatment apparatus. The application of the method to already preformed steel components is also possible. Due to the three-dimensionally shaped surfaces of already preformed steel components, there is only a greater constructive effort for the representation of the opposing surfaces.
[0020] Weiterhin ist es vorteilhaft, dass auch bereits vorhandene Wärmebehandlungsanlangen auf das erfindungsgemäße Verfahren adaptiert werden können. Hierzu muss bei einer konventionellen Wärmebehandlungsvorrichtung mit nur einem Ofen hinter diesem nur die Behandlungsstation und der zweite Ofen installiert werden. Je nach Ausgestaltung des vorhandenen Ofens ist es auch möglich, diesen zu teilen, so dass aus dem ursprünglichen einen Ofen der erste und der zweite Ofen entstehen.Furthermore, it is advantageous that even existing heat treatment systems can be adapted to the inventive method. For this purpose, in a conventional heat treatment device with only one oven behind this only the treatment station and the second oven must be installed. Depending on the design of the existing furnace, it is also possible to divide this, so that from the original one furnace, the first and the second furnace arise.
[0021] Weitere Vorteile, Besonderheiten und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Darstellung bevorzugter Ausführungsbeispiele anhand der Abbildungen.Further advantages, features and expedient developments of the invention will become apparent from the dependent claims and the following description of preferred embodiments with reference to the figures.
[0022] Von den Abbildungen zeigt: [0023] Fig. 1 eine typische Temperaturkurve bei der Wärmebehandlung eines Stahlbauteils mit einem ersten und einem zweiten Bereich [0024] Fig. 2 eine erfindungsgemäße thermische Wärmebehandlungsvorrichtung in einerFIG. 1 shows a typical temperature curve during the heat treatment of a steel component with a first and a second area. FIG. 2 shows a thermal heat treatment apparatus according to the invention in one. FIG
Draufsicht als Schemazeichnung [0025] Fig. 3 eine weitere erfindungsgemäße thermische Wärmebehandlungsvorrichtung in einer Draufsicht als Schemazeichnung [0026] Fig. 4 eine weitere erfindungsgemäße thermische Wärmebehandlungsvorrichtung in einer Draufsicht als Schemazeichnung [0027] Fig. 5 eine weitere erfindungsgemäße thermische Wärmebehandlungsvorrichtung in einer Draufsicht als Schemazeichnung [0028] Fig. 6 eine weitere erfindungsgemäße thermische Wärmebehandlungsvorrichtung in einer Draufsicht als Schemazeichnung.3 is a schematic plan view of another thermal heat treatment apparatus according to the invention; FIG. 4 is a schematic plan view of a further thermal treatment apparatus according to the invention; FIG. 5 is a plan view of a further thermal heat treatment apparatus according to the invention. [0027] FIG Schematic drawing FIG. 6 shows another plan view of a thermal heat treatment device according to the invention in a plan view.
[0029] Fig. 7 eine weitere erfindungsgemäße thermische Wärmebehandlungsvorrichtung in einer Draufsicht als Schemazeichnung [0030] In der Fig. 1 ist eine typische Temperaturkurve bei der Wärmebehandlung eines Stahlbauteils 200 mit einem ersten Bereich 210 und einem zweiten Bereich 220 gemäß dem erfinderischen Verfahren. Das Stahlbauteil 200 wird im ersten Ofen 110 gemäß des schematisch eingezeichneten Temperaturlaufs θ200,-ιιο während der Verweilzeit tn0 im ersten Ofen auf eine Temperatur unterhalb der AC3-Temperatur aufgeheizt. Anschließend wird das Stahlbauteil 200 mit einer Transferzeit ti20 in die Behandlungsstation 150 transferiert. Dabei verliert das Stahlbauteil Wärme. In der Behandlungsstation wird ein zweiter Bereich 220 des Stahlbauteils 200 schnell abgekühlt, wobei der zweite Bereich 220 gemäß des eingezeichneten Verlaufs θ22ο,ΐ5ο an Wärme verliert. Das Anblasen endet nach Ablauf der Behandlungszeit tB, die in Abhängigkeit der Dicke des Stahlbauteils 200 und der Größe des zweiten Bereichs 220 nur einige wenige Sekunden beträgt. In erster Näherung ist dabei die Behandlungszeit tB gleich der Verweilzeit t150 in der Behandlungsstation 150. Der zweite Bereich 220 hat nun die Abkühlstopptemperatur £s erreicht. Zeitgleich ist auch die Temperatur des ersten Bereichs 210 in der Behandlungsstation 150 gemäß des eingezeichneten Temperaturverlaufs θ210,ΐ5ο gefallen, wobei der erste Bereich 210 sich nicht im Bereich der Abkühleinrichtung befindet. Nach Ablauf der Behandlungszeit tB wird das Stahlbauteil 200 während der Transferzeit t12i in den zweiten Ofen 130 transferiert, wobei es weiter an Wärme verliert. Im zweiten Ofen 130 verändert sich die Temperatur des ersten Bereichs 210 des Stahlbauteils 200 gemäß dem schematisch eingezeichneten Temperaturverlauf θ2ιο,ΐ3ο während der Verweilzeit t130, d.h. die Temperatur des ersten Bereichs 210 des Stahlbauteils 200 wird auf eine Temperatur oberhalb der AC3-Temperatur aufgeheizt. Auch die Temperatur des zweiten Bereichs 220 des Stahlbauteils 200 steigt gemäß dem eingezeichneten Temperaturverlauf θ220,-ι30 während der Verweilzeit t130 an, ohne die AC3-Temperatur zu erreichen. Der zweite Ofen 130 verfügt über keine speziellen Vorrichtungen zur unterschiedlichen Behandlung der verschiedenen Bereiche 210, 220. Es wird lediglich eine Ofentemperatur d.h. eine im Wesentlichen homoaene Temoeratur im aesamten Innenraum des zweitenFIG. 1 shows a typical temperature curve during the heat treatment of a steel component 200 having a first region 210 and a second region 220 according to the inventive method. [0029] FIG. The steel component 200 is heated to a temperature below the AC3 temperature in the first furnace 110 during the residence time tn0 in the first furnace 110 according to the schematically indicated temperature run θ200, -ιιο. Subsequently, the steel component 200 is transferred to the treatment station 150 with a transfer time ti20. The steel component loses heat. In the treatment station, a second region 220 of the steel component 200 is rapidly cooled, wherein the second region 220 loses heat in accordance with the indicated curve θ22ο, ΐ5ο. The blowing ends after the treatment time tB has elapsed, which is only a few seconds, depending on the thickness of the steel component 200 and the size of the second region 220. In a first approximation, the treatment time tB is equal to the residence time t150 in the treatment station 150. The second area 220 has now reached the cooling stop temperature £ s. At the same time, the temperature of the first region 210 in the treatment station 150 has fallen in accordance with the plotted temperature profile θ210, ΐ5ο, wherein the first region 210 is not located in the region of the cooling device. After the lapse of the treatment time tB, the steel member 200 is transferred to the second furnace 130 during the transfer time t12i, further losing heat. In the second furnace 130, the temperature of the first region 210 of the steel component 200 changes according to the schematically drawn temperature profile θ2ιο, ΐ3ο during the residence time t130, i. the temperature of the first region 210 of the steel member 200 is heated to a temperature above the AC3 temperature. The temperature of the second region 220 of the steel component 200 increases according to the plotted temperature profile θ220, -ι30 during the dwell time t130, without reaching the AC3 temperature. The second furnace 130 has no special devices for different treatment of the various regions 210, 220. Only one furnace temperature, i. an essentially homoge- neous temerature in the entire interior of the second
Ofens 130, eingestellt, die oberhalb der Austenitisierungstemperatur AC3 liegt. Da der beziehungsweise die zweiten Bereiche eine deutlich niedrigere Temperatur als der beziehungsweise die ersten Bereiche zu Beginn der Verweilzeit t130 im zweiten Ofen 130 aufweisen und beide Bereiche im zweiten Ofen 130 gleich aufgeheizt werden, weisen sie zum Ende der Verweilzeit ti3o eine ebenfalls unterschiedliche Temperatur auf. Die Verweilzeit ti30 des Stahlbauteils 200 im zweiten Ofen 130 ist so bemessen, dass der erste Bereich beziehungsweise die ersten Bereiche zum Ende der Verweilzeit t130 eine Temperatur oberhalb der AC3-Temperatur aufweisen, während der zweite beziehungsweise die zweiten Bereiche zu diesem Zeitpunkt die AC3-Temperatur noch nicht erreicht haben.Furnace 130, which is above the Austenitisierungstemperatur AC3. Since the second region or regions have a significantly lower temperature than the first region (s) at the beginning of the residence time t130 in the second furnace 130 and both regions are heated in the same way in the second furnace 130, they also have a different temperature at the end of the residence time ti3o. The residence time ti30 of the steel component 200 in the second furnace 130 is dimensioned so that the first region or the first regions at the end of the residence time t130 have a temperature above the AC3 temperature, while the second and the second regions at this time the AC3 temperature not yet reached.
[0031] Anschließend kann das Stahlbauteil während einer Transferzeit ti3i in ein Presshärtewerkzeug 160, das in einer nicht gezeigten Presse eingebaut ist, transferiert werden. Während der Transferzeit ti3i verliert das Stahlbauteil 200 erneut an Wärme, so dass die Temperatur des oder der ersten Bereiche auch unter die AC3-Temperatur abfallen kann. Dieser beziehungsweise diese Bereiche sind aber im Wesentlichen vollständig austenitisiert, wenn sie den zweiten Ofen 130 verlassen, so dass sie durch eine Abschreckung während einer Verweilzeit t16o im Presshärtewerkezug 160 eine Umwandlung in hartes martensitisches Gefüge erfahren.Subsequently, the steel component can be transferred during a transfer time ti3i into a press-hardening tool 160, which is installed in a press, not shown. During the transfer time ti3i, the steel member 200 loses heat again, so that the temperature of the first region (s) may also fall below the AC3 temperature. However, this or these areas are essentially completely austenitized when they leave the second furnace 130, so that they undergo a transformation into hard martensitic structure by quenching for a residence time t16o in the press hardening train 160.
[0032] Zwischen den beiden Bereichen 210, 220 sind klar konturierte Abgrenzungen der einzelnen Bereiche 210, 220 realisierbar und durch den geringen Temperaturunterschied wird der Verzug des Stahlbauteils 200 minimiert. Geringe Spreizungen im Temperaturniveau des Stahlbauteils 200 wirken sich vorteilhaft bei der weiteren Verarbeitung in dem Presshärtewerkzeug 160 aus. Die notwendige Verweilzeit ti30 des Stahlbauteils 200 im zweiten Ofen 130 kann in Abhängigkeit von der Länge des Stahlbauteils 200 über die Einstellung der Fördergeschwindigkeit und der Auslegung der Länge des zweiten Ofens 130 realisiert werden. Eine Beeinflussung der Taktzeit der Wärmebehandlungsvorrichtung 100 wird so minimiert, sie kann sogar gänzlich vermieden werden.Clearly contoured delimitations of the individual regions 210, 220 can be realized between the two regions 210, 220, and the distortion of the steel component 200 is minimized by the small temperature difference. Small spreads in the temperature level of the steel component 200 have an advantageous effect on further processing in the press-hardening tool 160. The necessary residence time ti30 of the steel component 200 in the second furnace 130 can be realized depending on the length of the steel component 200 via the adjustment of the conveying speed and the design of the length of the second furnace 130. Influencing the cycle time of the heat treatment device 100 is thus minimized, it can even be avoided altogether.
[0033] Fig. 2 zeigt eine erfindungsgemäße Wärmebehandlungsvorrichtung 100 in 90°- Anordnung. Die Wärmebehandlungsvorrichtung 100 weist eine Beladungsstation 101 auf, über die Stahlbauteile dem ersten Ofen 110 zugeführt werden. Weiterhin weist die Wärmebehandlungsvorrichtung 100 die Behandlungsstation 150 und in Hauptdurchflussrichtung D dahinter angeordnet den zweiten Ofen 130 auf. Weiter in Hauptdurchflussrichtung D dahinter angeordnet befindet sich eine Entnahmestation 131, die mit einer Positioniervorrichtung (nicht gezeigt) ausgerüstet ist. Die Hauptdurchflussrichtung knickt nun um im Wesentlichen 90° ab, um ein Presshärtewerkzeug 160 in einer Presse (nicht gezeigt) folgen zu lassen, in dem das Stahlbauteil 200 pressgehärtet wird. In Achsrichtung des ersten Ofens 110 und des zweiten Ofens 130 ist ein Behälter 161 angeordnet, in den Ausschussteile verbracht werden können. Der erste Ofen 110 und der zweite Ofen 120 sind bei dieser Anordnung bevorzugt als Durchlauföfen, beispielsweise Rollenherdöfen, ausgeführt.FIG. 2 shows a heat treatment device 100 according to the invention in a 90 ° arrangement. The heat treatment device 100 has a loading station 101, via which steel components are fed to the first furnace 110. Furthermore, the heat treatment device 100, the treatment station 150 and arranged in the main flow direction D behind the second furnace 130. Next in the main flow direction D arranged behind it is a removal station 131, which is equipped with a positioning device (not shown). The main flow direction now bends substantially 90 ° to allow a press hardening tool 160 to follow in a press (not shown) in which the steel component 200 is press hardened. In the axial direction of the first furnace 110 and the second furnace 130, a container 161 is arranged, can be spent in the rejects. The first furnace 110 and the second furnace 120 are preferably designed in this arrangement as continuous furnaces, for example roller hearth furnaces.
[0034] Fig. 3 zeigt eine erfindungsgemäße Wärmebehandlungsvorrichtung 100 in gerader Anordnung. Die Wärmebehandlungsvorrichtung 100 weist eine Beladungsstation 101 auf, über die Stahlbauteile dem ersten Ofen 110 zugeführt werden. Weiterhin weist die Wärmebehandlungsvorrichtung 100 die Behandlungsstation 150 und in Hauptdurchflussrichtung D dahinter angeordnet den zweiten Ofen 130 auf. Weiter in Hauptdurchflussrichtung D dahinter angeordnet befindet sich eine Entnahmestation 131, die mit einer Positioniervorrichtung (nicht gezeigt) ausgerüstet ist. Weiter folgt in nun weiter gerader Hauptdurchflussrichtung ein Presshärtewerkzeug 160 in einer Presse (nicht gezeigt), in dem das Stahlbauteil 200 pressgehärtet wird. Im Wesentlichen in 90° zu der Entnahmestation 131 ist ein Behälter 161 angeordnet, in den Ausschussteile verbracht werden können. Der erste Ofen 110 und der zweite Ofen 120 sind bei dieser Anordnung ebenfalls bevorzugt als Durchlauföfen, beispielsweise Rollenherdöfen, ausgeführt.Fig. 3 shows a heat treatment apparatus 100 according to the invention in a straight arrangement. The heat treatment device 100 has a loading station 101, via which steel components are fed to the first furnace 110. Furthermore, the heat treatment device 100, the treatment station 150 and arranged in the main flow direction D behind the second furnace 130. Next in the main flow direction D arranged behind it is a removal station 131, which is equipped with a positioning device (not shown). Further, in a further straight main flow direction, a press hardening tool 160 follows in a press (not shown) in which the steel component 200 is press-hardened. At substantially 90 ° to the removal station 131, a container 161 is arranged, can be spent in the rejects. The first furnace 110 and the second furnace 120 are also preferably designed as continuous furnaces, for example roller hearth furnaces, in this arrangement.
[0035] Fig. 4 zeigt eine weitere Variante einer erfindungsgemäßen Wärmebehandlungsvorrichtung 100. Die Wärmebehandlungsvorrichtung 100 weist wieder eine Beladungsstation 101 auf, über die Stahlbauteile dem ersten Ofen 110 zugeführt werden. Der erste Ofen 110 ist bei dieserFIG. 4 shows a further variant of a heat treatment apparatus 100 according to the invention. The heat treatment apparatus 100 again has a loading station 101, via which steel components are supplied to the first furnace 110. The first oven 110 is at this
Ausführung wieder vorzugsweise als Durchlaufofen ausgebildet. Weiterhin weist die Wärmebehandlungsvorrichtung 100 die Behandlungsstation 150 auf, die in dieser Ausführungsform mit einer Entnahmestation 131 kombiniert ist. Die Entnahmevorrichtung 131 kann beispielsweise über eine Greifvorrichtung (nicht gezeigt) verfügen. Die Entnahmestation 131 entnimmt beispielsweise mittels der Greifvorrichtung die Stahlbauteile 200 aus dem ersten Ofen 110. Die Wärmebehandlung mit dem Abkühlen des zweiten beziehungsweise der zweiten Bereiche 220 wird durchgeführt und das Stahlbauteile beziehungsweise die Stahlbauteile 200 werden in einen im Wesentlichen um 90° zur Achse des ersten Ofens 110 angeordneten zweiten Ofen 130 einlegt. Dieser zweite Ofen 130 ist in dieser Ausführungsform vorzugsweise als Kammerofen, beispielsweise mit mehreren Kammern, vorgesehen. Nach Ablauf der Verweilzeit t130 der Stahlbauteile 200 im zweiten Ofen 130 werden die Stahlbauteile 200 über die Entnahmestation 131 aus dem zweiten Ofen 130 entnommen und in ein gegenüberliegendes, in eine Presse (nicht gezeigt) eingebautes Presshärtewerkzeug 160 eingelegt. Dazu kann die Entnahmestation 131 über eine Positioniereinrichtung (nicht gezeigt) verfügen. In Achsrichtung des ersten Ofens 110 ist hinter der Entnahmestation 131 ein Behälter 161 angeordnet, in den Ausschussteile verbracht werden können. Die Hauptdurchflussrichtung D beschreibt bei dieser Ausführungsform eine Umlenkung von im Wesentlichen 90°. In dieser Ausführungsform ist kein zweites Positioniersystem für die Behandlungsstation 150 erforderlich. Darüber hinaus ist diese Ausführungsform vorteilhaft, wenn in Achsrichtung des ersten Ofens 110 nicht ausreichend Platz beispielsweise in einer Produktionshalle zur Verfügung steht. Die Abkühlung der zweiten Bereiche 220 des Stahlbauteils 200 kann bei dieser Ausführungsform auch zwischen Entnahmestation 131 und zweiten Ofen 130 erfolgen, so dass es keiner ortsfesten Behandlungsstation 150 bedarf. Beispielsweise kann eine Abkühlvorrichtung, beispielsweise eine Blasdüse, in die Greifvorrichtung integriert sein. Die Entnahmevorrichtung 131 sorgt für den Transfer des Stahlbauteils 200 von dem ersten Ofen 110 in den zweiten Ofen 130 und in das Presshärtewerkzeug 160 beziehungsweise in den Behälter 161.Execution again preferably designed as a continuous furnace. Furthermore, the heat treatment apparatus 100 has the treatment station 150, which in this embodiment is combined with a removal station 131. The removal device 131 may, for example, have a gripping device (not shown). The removal station 131 removes the steel components 200 from the first furnace 110, for example, by means of the gripping device. The heat treatment with the cooling of the second or the second regions 220 is carried out and the steel components or the steel components 200 become substantially at 90 ° to the axis of the first Furnace 110 arranged second oven 130 inserts. This second furnace 130 is preferably provided in this embodiment as a chamber furnace, for example with a plurality of chambers. After expiration of the residence time t130 of the steel components 200 in the second furnace 130, the steel components 200 are removed from the second furnace 130 via the removal station 131 and inserted into an opposed press-hardening tool 160 installed in a press (not shown). For this purpose, the removal station 131 may have a positioning device (not shown). In the axial direction of the first furnace 110, a container 161 is arranged behind the removal station 131, can be spent in the rejects. The main flow direction D describes in this embodiment, a deflection of substantially 90 °. In this embodiment, no second positioning system for the treatment station 150 is required. Moreover, this embodiment is advantageous if there is insufficient space in the axial direction of the first furnace 110, for example in a production hall. The cooling of the second regions 220 of the steel component 200 in this embodiment can also take place between the removal station 131 and the second furnace 130, so that no stationary treatment station 150 is required. For example, a cooling device, for example a blowing nozzle, can be integrated into the gripping device. The removal device 131 ensures the transfer of the steel component 200 from the first furnace 110 into the second furnace 130 and into the press-hardening tool 160 or into the container 161.
[0036] Auch bei dieser Ausführungsform kann die Position von Presshärtewerkzeug 160 und Behälter 161 vertauscht werden, wie in Fig. 5 zu sehen. Die Hauptdurchflussrichtung D beschreibt bei dieser Ausführungsform zwei Umlenkungen von im Wesentlichen 90°.Also in this embodiment, the position of the press-hardening tool 160 and container 161 can be reversed, as seen in FIG. The main flow direction D in this embodiment describes two deflections of substantially 90 °.
[0037] Ist der Platz für die Aufstellung der Wärmebehandlungsvorrichtung beschränkt, bietet sich eine Wärmebehandlungsvorrichtung gemäß Fig. 6 an: Im Vergleich zu der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform ist der zweite Ofen 130 in eine zweite Ebene oberhalb des ersten Ofens 110 versetzt. Auch bei dieser Ausführungsform kann die Abkühlung der zweiten Bereiche 220 des Stahlbauteils 200 ebenfalls zwischen Entnahmestation 131 und zweiten Ofen 130 erfolgen, so dass es keiner ortsfesten Behandlungsstation 150 bedarf. Erneut ist es vorteilhaft, den ersten Ofen 110 als Durchlaufofen und den zweiten Ofen 120 als Kammerofen, eventuell mit mehreren Kammern auszuführen.If the space for the installation of the heat treatment device is limited, offers a heat treatment apparatus according to FIG. 6: Compared to the embodiment shown in Fig. 4, the second furnace 130 is displaced in a second plane above the first furnace 110. Also in this embodiment, the cooling of the second regions 220 of the steel component 200 can also take place between the removal station 131 and the second furnace 130, so that no stationary treatment station 150 is required. Again, it is advantageous to run the first furnace 110 as a continuous furnace and the second furnace 120 as a chamber furnace, possibly with multiple chambers.
[0038] In Fig. 7 schließlich ist eine letzte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Wärmebehandlungsvorrichtung schematisch gezeigt. Im Vergleich zu der in Fig. 6 gezeigten Ausführungsform sind die Positionen von Presshärtewerkzeug 160 und Behälter 161 vertauscht.Finally, in Fig. 7, a final embodiment of the heat treatment apparatus according to the invention is shown schematically. Compared to the embodiment shown in FIG. 6, the positions of the press-hardening tool 160 and the container 161 are reversed.
[0039] Die hier gezeigten Ausführungsformen stellen nur Beispiele für die vorliegende Erfindung dar und dürfen daher nicht einschränkend verstanden werden. BEZUGSZEICHENLISTE: 100 Wärmebehandlungsvorrichtung 110 erster Ofen 130 zweiter Ofen 131 Entnahmestation 135 Entnahmestation 150 Behandlungsstation 152 punktförmiger Infrarotstrahler 153 Heizfeld 160 Presshärtewerkzeug 161 Behälter 200 Stahlbauteil 210 erster Bereich 220 zweiter Bereich D HauptdurchflussrichtungThe embodiments shown here are only examples of the present invention and therefore should not be understood as limiting. REFERENCE LIST: 100 heat treatment device 110 first furnace 130 second furnace 131 removal station 135 removal station 150 treatment station 152 point infrared radiator 153 heating field 160 press hardening tool 161 container 200 steel component 210 first region 220 second region D main flow direction
Ms Martensit-Starttemperatur tB Behandlungszeit t110 Verweilzeit im ersten Ofen ti2o Transferzeit Stahlbauteil in Behandlungsstation ti2i Transferzeit Stahlbauteil in zweiten Ofen t130 Verweilzeit im zweiten Ofen ti3i Transferzeit Stahlbauteil in Presshärtewerkzeug tiso Verweilzeit in Behandlungsstation t160 Verweilzeit im PresshärtewerkzeugMs martensite start temperature tB treatment time t110 residence time in first furnace ti2o transfer time steel component in treatment station ti2i transfer time steel component in second furnace t130 residence time in second furnace ti3i transfer time steel component in press hardening tool tiso residence time in treatment station t160 residence time in press hardening tool
Abkühlstopptemperatur $3 Innentemperatur des ersten Ofens $4 Innentemperatur des zweiten Ofens O20o, no Temperaturverlauf des Stahlbauteils im ersten Ofen $210,150 Temperaturverlauf des ersten Bereichs des metallischen Bauteils in der Be handlungsstation $220,150 Temperaturverlauf des zweiten Bereichs des Stahlbauteils in der Behandlungs station $210,130 Temperaturverlauf des ersten Bereichs des Stahlbauteils im zweiten Ofen $220,130 Temperaturverlauf des zweiten Bereichs des Stahlbauteils im zweiten Ofen $2oo,i6o Temperaturverlauf des Stahlbauteils in dem PresshärtewerkzeugCooling stop temperature $ 3 Internal temperature of the first furnace $ 4 Internal temperature of the second furnace O20o, no Temperature profile of the steel component in the first furnace $ 210,150 Temperature profile of the first area of the metallic component in the treatment station $ 220,150 Temperature profile of the second area of the steel component in the treatment station $ 210,130 Temperature profile of the first area of the steel component in the second furnace $ 220,130 Temperature profile of the second area of the steel component in the second furnace $ 2oo, i6o Temperature profile of the steel component in the press hardening tool
Claims (16)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102016201025.5A DE102016201025A1 (en) | 2016-01-25 | 2016-01-25 | Heat treatment process and heat treatment device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| AT15624U1 true AT15624U1 (en) | 2018-03-15 |
Family
ID=57965906
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ATGM205/2016U AT15624U1 (en) | 2016-01-25 | 2016-08-23 | Heat treatment process and heat treatment device |
Country Status (14)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20190032164A1 (en) |
| EP (1) | EP3408416B1 (en) |
| JP (2) | JP7168450B2 (en) |
| KR (1) | KR20180119580A (en) |
| CN (2) | CN206204351U (en) |
| AT (1) | AT15624U1 (en) |
| BR (1) | BR112018014947B1 (en) |
| DE (2) | DE102016201025A1 (en) |
| ES (1) | ES2904571T3 (en) |
| HU (1) | HUE057631T2 (en) |
| MX (1) | MX2018008998A (en) |
| PL (1) | PL3408416T3 (en) |
| PT (1) | PT3408416T (en) |
| WO (1) | WO2017129602A1 (en) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102017115755A1 (en) * | 2017-07-13 | 2019-01-17 | Schwartz Gmbh | Method and device for heat treatment of a metallic component |
| CN117483561A (en) * | 2018-08-08 | 2024-02-02 | 宝山钢铁股份有限公司 | Method for manufacturing hot-stamped component with aluminum-silicon alloy coating and hot-stamped component |
| DE102022108510A1 (en) * | 2021-04-16 | 2022-10-20 | Aerospace Transmission Technologies GmbH | Process for the heat treatment of metallic workpieces |
| EP4174190A1 (en) * | 2021-10-26 | 2023-05-03 | Benteler Automobiltechnik GmbH | Method for producing a moulded motor vehicle component |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10208216C1 (en) * | 2002-02-26 | 2003-03-27 | Benteler Automobiltechnik Gmbh | Production of a hardened metallic component used as vehicle component comprises heating a plate or a pre-molded component to an austenitizing temperature, and feeding via a transport path while quenching parts of plate or component |
| EP2143808A1 (en) * | 2008-06-30 | 2010-01-13 | Benteler Automobiltechnik GmbH | Partial hot forming and hardening with infrared lamp heating |
Family Cites Families (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6174389B1 (en) * | 1999-08-17 | 2001-01-16 | Caterpillar Inc. | Fixture and method for selectively quenching a predetermined area of a workpiece |
| JP2002097519A (en) * | 2000-09-19 | 2002-04-02 | Aisin Seiki Co Ltd | Method for strengthening steel sheet and strengthened steel sheet |
| KR20070046103A (en) * | 2004-08-18 | 2007-05-02 | 비숍 이노베이션 리미티드 | Method of manufacturing a hardened forged steel component |
| DE102009015013B4 (en) * | 2009-03-26 | 2011-05-12 | Voestalpine Automotive Gmbh | Process for producing partially hardened steel components |
| JP4795486B2 (en) | 2009-06-22 | 2011-10-19 | 新日本製鐵株式会社 | Steel plate hot press forming method, steel plate hot press forming apparatus, and steel forming member |
| DE102010004081C5 (en) * | 2010-01-06 | 2016-11-03 | Benteler Automobiltechnik Gmbh | Method for thermoforming and curing a circuit board |
| DE102010010156A1 (en) * | 2010-03-04 | 2011-09-08 | Kirchhoff Automotive Deutschland Gmbh | Process for producing a molded part with at least two structural areas of different ductility |
| DE102010049205B4 (en) * | 2010-10-13 | 2012-04-26 | Elisabeth Braun | Hot forming line and method for hot forming sheet metal |
| PT2497840T (en) * | 2011-03-10 | 2017-08-08 | Schwartz Gmbh | Oven system and process for partially heating steel blanks |
| EP2548975A1 (en) * | 2011-07-20 | 2013-01-23 | LOI Thermprocess GmbH | Method and device for producing a hardened metallic component with at least two areas of different ductility |
| US9951395B2 (en) * | 2012-03-13 | 2018-04-24 | Asteer Co., Ltd. | Method for strengthening steel plate member |
| EP2674504A1 (en) * | 2012-06-11 | 2013-12-18 | Siemens S.p.A. | Method and system for thermal treatments of rails |
| JP6014430B2 (en) * | 2012-09-12 | 2016-10-25 | 株式会社アステア | bumper |
| KR101482336B1 (en) * | 2012-12-21 | 2015-01-13 | 주식회사 포스코 | Method for manufacturing hot forming parts having strength distribution |
| DE102013008853A1 (en) * | 2013-05-23 | 2014-11-27 | Linde Aktiengesellschaft | Plant and method for hot forming of blanks |
| JP6100676B2 (en) * | 2013-11-12 | 2017-03-22 | 株式会社神戸製鋼所 | Spheroidizing heat treatment method for alloy steel |
| KR101583899B1 (en) * | 2014-01-02 | 2016-01-13 | 한양대학교 에리카산학협력단 | Hot-rolled steel sheet, method of manufacturing the same, and manufacturing equipment for the same |
| DE102014201259A1 (en) * | 2014-01-23 | 2015-07-23 | Schwartz Gmbh | Heat treatment device |
-
2016
- 2016-01-25 DE DE102016201025.5A patent/DE102016201025A1/en not_active Withdrawn
- 2016-07-29 DE DE202016104194.5U patent/DE202016104194U1/en active Active
- 2016-08-23 AT ATGM205/2016U patent/AT15624U1/en unknown
- 2016-09-08 CN CN201621044071.2U patent/CN206204351U/en active Active
-
2017
- 2017-01-25 MX MX2018008998A patent/MX2018008998A/en unknown
- 2017-01-25 HU HUE17703345A patent/HUE057631T2/en unknown
- 2017-01-25 JP JP2018538676A patent/JP7168450B2/en active Active
- 2017-01-25 WO PCT/EP2017/051510 patent/WO2017129602A1/en active Application Filing
- 2017-01-25 US US16/072,677 patent/US20190032164A1/en not_active Abandoned
- 2017-01-25 PT PT177033453T patent/PT3408416T/en unknown
- 2017-01-25 EP EP17703345.3A patent/EP3408416B1/en active Active
- 2017-01-25 CN CN201780007568.8A patent/CN108884508B/en active Active
- 2017-01-25 BR BR112018014947-0A patent/BR112018014947B1/en active IP Right Grant
- 2017-01-25 ES ES17703345T patent/ES2904571T3/en active Active
- 2017-01-25 PL PL17703345T patent/PL3408416T3/en unknown
- 2017-01-25 KR KR1020187024554A patent/KR20180119580A/en not_active Application Discontinuation
-
2021
- 2021-07-19 JP JP2021118531A patent/JP7261267B2/en active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10208216C1 (en) * | 2002-02-26 | 2003-03-27 | Benteler Automobiltechnik Gmbh | Production of a hardened metallic component used as vehicle component comprises heating a plate or a pre-molded component to an austenitizing temperature, and feeding via a transport path while quenching parts of plate or component |
| EP2143808A1 (en) * | 2008-06-30 | 2010-01-13 | Benteler Automobiltechnik GmbH | Partial hot forming and hardening with infrared lamp heating |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| HUE057631T2 (en) | 2022-05-28 |
| JP2021179012A (en) | 2021-11-18 |
| BR112018014947B1 (en) | 2022-11-22 |
| DE202016104194U1 (en) | 2017-04-27 |
| MX2018008998A (en) | 2019-01-10 |
| PT3408416T (en) | 2022-01-26 |
| CN108884508B (en) | 2020-08-14 |
| KR20180119580A (en) | 2018-11-02 |
| CN108884508A (en) | 2018-11-23 |
| WO2017129602A1 (en) | 2017-08-03 |
| CN206204351U (en) | 2017-05-31 |
| PL3408416T3 (en) | 2022-03-28 |
| US20190032164A1 (en) | 2019-01-31 |
| EP3408416A1 (en) | 2018-12-05 |
| ES2904571T3 (en) | 2022-04-05 |
| EP3408416B1 (en) | 2021-11-10 |
| JP7168450B2 (en) | 2022-11-09 |
| JP7261267B2 (en) | 2023-04-19 |
| DE102016201025A1 (en) | 2017-07-27 |
| BR112018014947A2 (en) | 2018-12-26 |
| JP2019506532A (en) | 2019-03-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2497840B2 (en) | Oven system for partially heating steel blanks | |
| DE102005032113B3 (en) | Thermal deformation and partial hardening apparatus, e.g. for automobile components, comprises mold of at least two parts, each formed from segments adjustable to different temperatures | |
| EP2993241B1 (en) | Method and press for manufacturing cured sheet metal components, in sections at least | |
| EP2864506B1 (en) | Method and device for producing a press-hardened metal component | |
| EP3045551B1 (en) | Process for partial heat treatment of a warm formed and press hardened motor vehicle component | |
| EP3408417B1 (en) | Heat treatment method | |
| DE202010018370U1 (en) | Device for producing molded parts with at least two structural areas of different ductility | |
| DE102009043926A1 (en) | Method and device for producing a metal component | |
| WO2010020212A1 (en) | Method for mould annealing with intermediate cooling | |
| EP3408416B1 (en) | Heat treatment method and heat treatment device | |
| EP2905346A1 (en) | Heat treatment device | |
| DE102011114764B4 (en) | Process for the production of form-hardened components and continuous furnace for heating a board provided for molding | |
| DE102009060388A1 (en) | Method for sheet deformation, involves heating zone of work piece at high temperature, and inserting heated work piece into heat insulated or heated deformation device | |
| DE102011102167A1 (en) | Producing molded component with two structural regions of different ductility which are made of flat or preformed circuit board of hardenable steel, comprises heating circuit board in first region, shaping circuit board and partially curing | |
| WO2018109034A1 (en) | Method for producing locally hardened steel sheet components | |
| WO2017137259A1 (en) | Heat treatment method and heat treatment device | |
| EP3420111B1 (en) | Process for targeted heat treatment of individual component zones | |
| DE202022100505U1 (en) | heat treatment device | |
| WO2019120858A1 (en) | Method for producing a profiled component, and profiled component |