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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur optimierten Herstellung wärmebehandelter
Blechformteile aus einem Stahlblechmaterial, wobei das Stahlblechmaterial
mit einer Korrosionsschutzbeschichtung, insbesondere mit einer metallischen
Korrosionsschutzbeschichtung, versehen ist. Die Erfindung betrifft
ferner ein Blechformteil aus einem Stahlblechmaterial mit einer
wenigstens einseitig aufgebrachten Korrosionsschutzbeschichtung,
insbesondere mit einer im Wesentlichen metallischen Korrosionsschutzbeschichtung,
gemäß dem Oberbegriff des nebengeordneten Anspruchs.
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Ein
Blechformteil im Sinne der Erfindung ist ein aus einem ebenen Blechzuschnitt
(Platine) von einem Stahlblechmaterial durch Umformung hergestelltes,
räumliches Bauteil. Bevorzugt handelt es sich hierbei um
ein Bauteil für ein Kraftfahrzeug.
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Insbesondere
im Kraftfahrzeugbau werden zunehmend wärmebehandelbare
Stahlblechmaterialien eingesetzt, deren Werkstoffeigenschaften und insbesondere
mechanischen Werkstoffeigenschaften, wie z. B. die Festigkeit und/oder
Härte, mittels einer Wärmebehandlung gezielt veränderbar
sind.
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Um
eine Korrosion von Stahlblechmaterialien und/oder der hieraus hergestellten
Blechformteile zu verhindern, sind aus dem Stand der Technik diverse
Korrosionsschutzbeschichtungen bekannt. Eine gängige Korrosionsschutzbeschichtung
ist z. B. durch einen metallischen Überzug gebildet. Die
Wahl einer wirksamen metallischen Korrosionsschutzbeschichtung setzt
die Kenntnis der korrosionschemischen Zusammenhänge voraus.
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Stahlblechmaterialien
mit Korrosionsschutzbeschichtung sind typischerweise nicht für
eine Wärmebehandlung geeignet, da hierbei die Korrosionsschutzbeschichtung
z. B. durch Abdampfen, Oxidation und/oder Verzunderung beschädigt
werden kann, insbesondere dann, wenn die Wärmebehandlung
in hohen Temperaturbereichen erfolgt, z. B. oberhalb 400°C
und teilweise sogar ob erhalb von 900°C.
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Aus
der
DE 20 2004
021 264 U1 ist ein neuartiges Stahlblechmaterial mit einer
metallischen Korrosionsschutzbeschichtung bzw. einem metallischen Überzug
bekannt, bei dem sich während einer Wärmebehandlung
eine schützende Schutzschicht auf der metallischen Korrosionsschutzbeschichtung ausbildet,
so dass dieses Stahlblechmaterial für eine Wärmebehandlung
geeignet ist. Diese Schutzschicht ist im Wesentlichen aus Oxiden
gebildet. Die Schichtdicke einer solchen Schutzschicht beträgt
z. B. 150 nm bis 200 nm, wobei zum Teil auch kleinere Schichtdicken
von ca. 100 nm gemessen wurden.
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Vor
der Weiterverarbeitung eines aus einem solchen Stahlblechmaterial
hergestellten und wärmebehandelten Blechformteils muss
diese Schutzschicht nach heutigem Stand der Technik zumindest bereichsweise
entfernt bzw. abgetragen werden, insbesondere in jenen Bereichen,
in denen nachfolgend ein Beschichten und/oder Fügen des
Blechformteils beabsichtigt ist.
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Die
DE 10 2007 022 174
B3 schlägt hierzu ein Reinigen des Blechformteils
mit Trockeneispartikeln vor. Bei Trockeneis handelt es sich um Kohlendioxid
(CO
2) im festen Aggregatszustand. Nachteilig hieran
sind der hohe Aufwand und die hohen Kosten. Ferner hat sich in der
Praxis gezeigt, dass bei der Entfernung der Schutzschicht mittels
von Trockeneispartikeln häufig nicht die für nachfolgende
Fertigungsschritte erforderliche Qualität erreicht wird.
Außerdem kann es in Abhängigkeit von den Umgebungsbedingungen,
wie insbesondere Luftfeuchte und Temperatur (Taupunkt), zur Kondensatabscheidung
auf dem Blechformteil kommen, was korrosionsproblematisch ist. Zudem
erscheint die Verwendung von Trockeneis unter Umweltgesichtspunkten zunehmend
bedenklich.
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Die
Anmelderin hat erkannt, dass die Schutzschicht auch auf andere Art
und Weise von einem hergestellten und wärmebehandelten
Blechformteil entfernt werden kann, was Gegenstand einer anderen
Erfindung ist. Jedoch sind auch diese Maßnahmen mit Aufwand
und Kosten verbunden.
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Die
Aufgabe der Erfindung es, den Gesamtaufwand bei der Herstellung
wärmebehandelter Blechformteile aus einem Stahlblechmaterial
mit einer Korrosionsschutzbeschichtung, insbesondere im Hinblick
auf ein nachfolgendes Beschichten und/oder Fügen dieser
Blechformteile, zu reduzieren.
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Diese
Aufgabe wird gelöst durch das erfindungsgemäße
Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Diese Aufgabe wird
ferner gelöst durch das erfindungsgemäße
Blechformteil mit den Merkmalen des nebengeordneten Anspruchs. Vorteilhafte und
bevorzugte Weiterbildungen und/oder Ausführungsmöglichkeiten
sind Gegenstand der jeweils abhängigen Ansprüche.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren nach dem Anspruch 1
dient der Herstellung wärmebehandelter Blechformteile mit
einer Korrosionsschutzbeschichtung. Es umfasst (zumindest) die folgenden
Schritte:
- – Bereitstellen einer Platine
aus einem wärmebehandelbaren Stahlblechmaterial, mit der
wenigstens einseitig aufgebrachten Korrosionsschutzbeschichtung;
- – Umformen dieser Platine zu einem Blechformteil;
- – Ausführen einer Wärmebehandlung
am Blechformteil, zur Veränderung der Werkstoffeigenschaften
des Stahlblechmaterials, wobei sich während der Wärmebehandlung
definiert und zumindest bereichsweise eine Schutzschicht auf der Korrosionsschutzbeschichtung
ausbildet.
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Erfindungsgemäß ist
vorgesehen, dass das Verfahren derart ausgeführt wird,
dass eine ausreichende Schichtqualität der Schutzschicht
im Hinblick auf ein nachfolgendes Beschichten und/oder Fügen des
Blechformteils erzielt bzw. erreicht wird, so dass die Schutzschicht
auf dem Blechformteil verbleiben kann.
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Erfindungsgemäß kann
dies dadurch erfolgen, dass der gesamte Verfahrensablauf bzw. Verfahrensdurchlauf
(chronologische Ausführung der einzelnen Schritte) oder
einzelne Schritte und/oder einzelne Teilschritte derart eingestellt
werden, dass im Ergebnis eine ausreichende Schichtqualität
der Schutzschicht erzielt wird. Unter „Einstellen” wird
ein manuelles oder automatisches Verändern und insbesondere
Anpassen irgendeiner relevanten Einflussgröße
verstanden.
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Die
einzelnen Schritte und/oder Teilschritte eines Verfahrensablaufs
können unmittelbar aufeinander folgend oder aber mit Unterbrechungen
ausgeführt werden. Eine Unterbrechung ist z. B. dann gegeben,
wenn das herzustellende Blechformteil nach dem Umformen zwischengelagert
oder an einen anderen Bearbeitungsort transportiert wird.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren dient der Herstellung
wenigstens eines wärmebehandelten Blechformteils und bevorzugt
einer Vielzahl von wärmebehandelten Blechformteilen, die
insbesondere durch eine wiederholende Ausführung des Verfahrensablaufs
hergestellt werden.
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Zur
Definition eines Blechformteils und zur Funktion einer Korrosionsschutzbeschichtung
wird auf die einleitenden Erläuterungen verwiesen.
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Nach
dem erfindungsgemäßen Verfahren ist vorgesehen,
dass die Korrosionsschutzbeschichtung zumindest einseitig und bevorzugt
beidseitig bereits auf dem bereitgestellten Stahlblechmaterial bzw.
der hiervon zugeschnittenen Platine ausgebildet ist. Bevorzugt ist
vorgesehen, dass es sich um eine im Wesentlichen metallische Korrosionsschutzbeschichtung
in Form eines Überzugs handelt, die insbesondere im Wesentlichen
aus Aluminium und/oder Zink und/oder deren Verbindungen gebildet
ist. Eine solche metallische Korrosionsschutzbeschichtung ist z. B.
herstellerseitig mittels einer kontinuierlichen Schmelztauchbeschichtung
aufgebracht. Auch diesbezüglich wird auf die
DE 20 2004 021 264 U1 und
DE 10 2007 022 174
B3 verwiesen. Bevorzugt beträgt die Dicke der
Korrosionsschutzbeschichtung nicht mehr als 200 g/m
2.
Insbesondere ist vorgesehen, dass die Korrosionsschutzbeschichtung
eine Schichtdicke von 7 bis 14 μm aufweist.
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Unter
einer Platine wird ein Zuschnitt aus einem bereitgestellten Stahlblechmaterial
verstanden. Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens kann
der Zuschnitt nach unterschiedlichen Maßgaben erfolgen.
Bevorzugt ist das Fertigschneiden der Platine vor dem Umformen vorgesehen,
so dass nachfolgend keine weiteren Schnittoperationen erforderlich
sind. Demgegenüber besteht die Möglichkeit, aus
dem bereitgestellten Stahlblechmaterial zunächst einen
Vorschnitt zu erzeugen und nach dem Umformen und/oder nach dem Wärmebehandeln das
Blechformteil abschließend zu beschneiden.
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Der
Stahlwerkstoff des Stahlblechmaterials, aus dem die Platine gebildet
wird, ist wärmbehandelbar und insbesondere durch eine Wärmebehandlung härtbar.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass es sich um einen 22MnB5-Stahlwerkstoff
handelt, oder das der Stahlwerkstoff zumindest hierauf basiert.
Dieser wärmebehandelbare Stahlwerkstoff eignet sich insbesondere
für Karosseriebauteile für Kraftfahrzeuge, wobei
die Bezeichnung „22MnB5” eine Gruppenbezeichnung
von ähnlichen Stahlwerkstoffen ist. Alternativ kann auch
ein hierzu vergleichbarer Stahlwerkstoff bzw. eine Stahlwerkstoffgruppe
eingesetzt werden, wie z. B. ein 19MnB5.
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Das
Umformen der bereitgestellten Platine zu einem Blechformteil erfolgt
bevorzugt mittels Tiefziehen. Hierfür können eine
einzelne Ziehstufe oder mehrere Ziehstufen vorgesehen sein. Alternativ
sind auch andere Umformverfahren möglich, wie z. B. ein Biegen
im Gesenk, ein Abkanten und dergleichen mehr.
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Unter
einer Wärmebehandlung werden Maßnahmen zur definierten
Einstellung technologischer Werkstoffeigenschaften und insbesondere
der mechanischen Werkstoffeigenschaften des Stahlblechmaterials
(genau genommen des hierin umfassten Stahlwerkstoffs) bei erhöhten
Temperaturen verstanden. Solche mechanischen Werkstoffeigenschaften sind
z. B. der Elastizitätsmodul, die Festigkeit (Zugfestigkeit,
Scherfestigkeit etc.), die Härte und dergleichen mehr.
Aus dem Stand der Technik ist eine Vielzahl von Wärmebehandlungsmaßnahmen
für Stahlwerkstoffe bekannt, wie z. B. Spannungsarmglühen, Weichglühen,
Normalglühen, Hochglühen, Rekristallisationsglühen,
Härten, Anlassen und dergleichen mehr.
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Das
Ausführen der Wärmebehandlung am Blechformteil
erfolgt im Wesentlichen nach dem Umformen. Mit „im Wesentlichen” ist
gemeint, dass das Ausführen der Wärmebehandlung
auch mit dem Umformen, insbesondere mit einem abschließenden Umformschritt
wie z. B. einem Kalibrierpressen, zumindest teilweise kombiniert
werden kann. Ferner kann es gemäß dem erfindungsgemäßen
Verfahren vorgesehen sein, das bereits fertig umgeformte und wärmebehandelte
Blechformteil einer weiteren Wärmebehandlung zu unterziehen,
um gezielt weitere Werkstoffeigenschaften, insbesondere mechanische Werkstoffeigenschaften,
einzustellen.
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Beim
Ausführen der Wärmebehandlung und/oder einer weiteren
Wärmebehandlung (wie zuvor erläutert), bildet
sich auf der Korrosionsschutzbeschichtung des Stahlblechmaterials
definiert und zumindest bereichsweise eine Schutzschicht aus. Hierbei
handelt es sich insbesondere um eine Oxidschicht. Diese Schutzschicht
dient dem Schutz der Korrosionsschutzbeschichtung, um diese während der
Wärmebehandlung z. B. vor einem Abdampfen, einer übermäßigen
Oxidation und/oder einer Verzunderung, sowie gegebenenfalls auch
einem mechanischen Abrieb im Umformwerkzeug, zu schützen.
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Unter
einer definierten Ausbildung der Schutzschicht ist zu verstehen,
dass diese während der Wärmebehandlung und hierbei
insbesondere während des Erwärmens nicht zufällig
oder als Nebenprodukt entsteht, sondern dass das mit der Korrosionsschutzbeschichtung
bereitgestellte Stahlblechmaterial gezielt hierfür ausgebildet
ist, wie z. B. in der
DE
10 2004 021 U1 oder der
DE 10 2007 022 174 B3 beschrieben. Diese
Schutzschicht besteht z. B. im Wesentlichen aus Oxiden (z. B. Aluminiumoxid,
Magnesiumoxid, Calciumoxid, Titanoxid, Siliziumoxid, Bortrioxid,
Manganoxid und/oder dergleichen mehr), einschließlich etwaiger
Verunreinigungen, die z. B. aus der Atmosphäre und/oder
einer Beölung der Platine für das Umformen herrühren.
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Um
das wärmebehandelte Blechformteil, auf dem sich gemäß den
vorausgehenden Erläuterungen eine Schutzschicht ausgebildet
hat, in einem nachfolgenden Fertigungsschritt beschichten und/oder
fügen zu können, ist erfindungsgemäß vorgesehen,
dass das Verfahren, d. h. zumindest ein Schritt oder Teilschritt,
derart ausgeführt wird, dass eine ausreichende Schichtqualität
der Schutzschicht im Hinblick auf dieses nachfolgende Beschichten und/oder
Fügen des Blechformteils erreicht bzw. erzielt wird, so
dass im Ergebnis die Schutzschicht auf dem Blechformteil verbleiben
kann.
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Unter
einem Beschichten wird das Aufbringen eines fest haftenden Beschichtungswerkstoffs auf
das Blechformteil verstanden. Unter Beschichten wird insbesondere
ein Lackieren des Blechformteils verstanden, wobei die aufgebrachte
Lackschicht mehrere Einzelschichten umfassen kann. Unter Fügen
wird das bevorzugt stoffschlüssige Verbinden des Blechformteils
mit einem anderen Bauteil verstanden. Eine stoffschlüssige
Fügverbindung ist insbesondere eine Schweißverbindung,
gegebenenfalls auch eine Lötverbindung oder eine Klebeverbindung. Dies
schließt nicht aus, dass die nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren hergestellten Blechformteile zumindest ergänzend
auch durch Fügelemente, wie z. B. Schrauben, Nieten und
dergleichen, gefügt sein können.
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Während
im Stand der Technik unabdingbar das Entfernen der Schutzschicht
gefordert wird, um das hergestellte und wärmebehandelte
Blechformteil beschichten und/oder fügen zu können,
liegt eine wesentliche Idee der Erfindung darin, auf ein Entfernen bzw.
Abtragen der Schutzschicht zu verzichten und stattdessen diese dauerhaft
auf dem Blechformteil zu belassen. Hierfür muss die Schutzschicht
jedoch eine ausreichende Schichtqualität aufweisen. Die Bezeichnung „Schichtqualität” fasst
verschiedenste Aspekte zusammen, welche für ein nachfolgendes Beschichten
und/oder Fügen von Relevanz sein können. Solche
Aspekte beziehen sich nicht ausschließlich nur auf die
Schutzschicht, sondern können auch weitere Gesichtspunkte,
wie z. B. den Stahlwerkstoff des Stahlblechmaterials, etwaige Zwischenschichten,
eine Haftwirkung und dergleichen mit einbeziehen. Mit „ausreichend” ist
gemeint, dass die Schichtqualität der Schutzschicht wenigstens
einer Mindestanforderung genügt, wobei eine solche Mindestanforderung
auch ein Mindestanforderungsbereich sein kann.
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Die
erfindungsgemäße Lösung hat viele Vorteile.
Ein Vorteil liegt z. B. in der Aufwand- und Kostenersparnis, die
durch den Verzicht auf das Entfernen der Schutzschicht erreicht
wird. Ein weiterer Vorteil ist z. B. darin zu sehen, dass auf das
umweltbedenkliche Trockeneis, welches bisher zum Entfernen der Schutzschicht
verwendet wird, verzichtet werden kann. Ein weiterer Vorteil ist
darin zu sehen, dass die Schutzschicht eine zusätzliche
Korrosionsschutzwirkung für das Blechformteil haben kann.
Diese Aufzählung ist nicht abschließend.
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Gemäß einer
bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Wärmebehandlung
ein Härtevorgang ist, um eine Härtung und gegebenenfalls auch
eine Erhöhung der Festigkeit des Stahlblechmaterials herbeizuführen.
Ein Härtevorgang umfasst zumindest die Teilschritte Erwärmen
und Abkühlen, gegebenenfalls Abschrecken, des Stahlblechmaterials,
wodurch nach den bekannten Mechanismen eine Härtung und/oder
Festigkeitserhöhung eintritt.
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Bevorzugt
ist vorgesehen, dass die Wärmebehandlung ein Presshärtevorgang
ist, bei dem das Stahlblechmaterial quasi in einem zusammengefassten
Schritt umgeformt und gehärtet wird. Dies kann z. B. dadurch
erfolgen, dass das Stahlblechmaterial auf eine Temperatur oberhalb
der Austenitisierungstemperatur, üblicherweise bei 870°C
oder oberhalb von 900°C, erwärmt und anschließend
in einem kühlen Umformwerkzeug umgeformt wird. Das Umformwerkzeug
verformt hierbei das heiße Stahlblechmaterial, welches
aufgrund des Oberflächenkontakts zum Umformwerkzeug sehr
schnell abkühlt, wodurch eine Härtung und/oder
Festigkeitserhöhung eintritt. Alternativ kann das Stahlblechmaterial
zunächst im kalten Zustand umgeformt und abschließend
einem Presshärtevorgang unterzogen werden, bei dem es z.
B. auf Maßhaltigkeit kalibriert wird. Wie bereits oben
erläutert kann nachfolgend eine weitere Wärmebehandlung
vorgesehen sein. Eine solche weitere Wärmebehandlung ist
z. B. ein Anlassen.
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Die
sich während der Wärmebehandlung und insbesondere
beim Härten bzw. Presshärten einstellende Schutzschicht
und die Schichtqualität kann durch Einstellen und insbesondere
Anpassen des Verfahrensablaufs, eines einzelnen Schritts und/oder Teilschritts
des erfindungsgemäßen Verfahrens beeinflusst werden.
Dies kann z. B. gemäß der nachfolgend näher
erläuterten Maßnahmen erfolgen, die gleichfalls
Gegenstand bevorzugter Weiterbildungen sind.
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Gemäß einer
bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die ausriechende
Schichtqualität der Schutzschicht (im Hinblick auf ein
nachfolgendes Beschichten und/oder Fügen) durch Auswahl
eines Stahlblechmaterials erzielt wird. Dies kann z. B. durch die
Auswahl eines Stahlwerkstoffs einschließlich dessen Legierungselemente
und/oder der Blechdicke, sowie durch die Auswahl der Korrosionsschutzbeschichtung
und/oder deren Schichtdicke erfolgen. Dies hat Einfluss auf die
erhaltene Schichtqualität der Schutzschicht.
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Gemäß einer
bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die ausreichende
Schichtqualität der Schutzschicht (im Hinblick auf ein
nachfolgendes Beschichten und/oder Fügen) durch Auswahl
eines Umformverfahrens und/oder wenigstens einer begleitenden umformtechnischen
Maßnahme erzielt wird. So kann z. B. zwischen einer Kaltumformung oder
Warmumformung ausgewählt werden, worüber Einfluss
auf die Schutzschichtausbildung und die Schichtqualität
während der nachfolgenden Wärmebehandlung genommen
werden kann. Begleitende umformtechnische Maßnahmen sind
z. B. das Auftragen und gegebenenfalls Entfernen eines Schmierstoffs,
worüber z. B. durch die Auswahl des Schmierstoffs und/oder
der Schmierstoffmenge Einfluss auf die Schutzschichtausbildung und
Schichtqualität während der nachfolgenden Wärmebehandlung
genommen werden kann.
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Gemäß einer
bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die ausreichende
Schichtqualität der Schutzschicht (im Hinblick auf ein
nachfolgendes Beschichten und/oder Fügen) durch Einstellen
wenigstens einer Prozessvariablen der Wärmebehandlung,
die insbesondere ein Härtevorgang ist, erzielt wird. Eine
Prozessvariable ist jegliche Einflussgröße, über
die Einfluss auf die Schutzschichtausbildung und die Schichtqualität
während der Wärmebehandlung genommen werden kann.
Unter „Einstellen” wird ein manuelles oder automatisches
Verändern und insbesondere Anpassen dieser Prozessvariablen
im Hinblick auf eine optimale Schutzschichtausbildung und Schichtqualität
verstanden.
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Bevorzugt
ist vorgesehen, dass diese Prozessvariable eine Einlegetemperatur,
die Ofentemperatur, die Durchlaufzeit, eine Entnahmetemperatur, eine
Abkühlzeit, der Pressdruck und/oder die Werkzeugtemperatur
ist. Hierunter ist im Einzelnen zu verstehen: die Einlegetemperatur
des Blechformteils und/oder der Platine in den Heizofen, die Ofentemperatur
des Heizofens, die Durchlaufzeit des Blechformteils und/oder der
Platine durch den Heizofen, die Entnahmetemperatur des Blechformteils und/oder
der Platine aus dem Heizofen, die freie Abkühlzeit und/oder
die geführte Abkühlzeit nach der Entnahme des
Blechformteils aus dem Umformwerkzeug, der Pressdruck beim Presshärten,
die Werkzeugtemperatur des Umformwerkzeugs beim Presshärten,
die Entnahmetemperatur des Blechformteils nach dem Presshärten
und/oder eine freie Abkühlzeit zwischen zwei Teilschritten
der Wärmebehandlung. Dies ist selbstverständlich
keine abschließende Aufzählung. So kann z. B.
auch durch Auswahl eines Kühlmediums, wie z. B. eines Gases
oder Öls, und dessen Temperatur Einfluss auf die Schutzschichtausbildung
und die Schichtqualität genommen werden.
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Des
weiteren kann z. B. durch ein Reinigen und insbesondere Waschen
des Blechformteils vor dem Wärmebehandeln, was insbesondere
dem Entfernen von Schmutz- und Ölrückständen
z. B. aus dem Umformprozess dient, Einfluss auf die Schichtqualität
der Schutzschicht genommen werden. Gegebenenfalls kann an dieser
Stelle auch durch eine gegenteilige Maßnahme, d. h. dem
Auftragen eines bestimmten Schmierstoffs oder dergleichen, Einfluss auf
die Schichtqualität genommen werden. Ebenfalls kann zuerst
gereinigt und dann eine Beschichtung, insbesondere Beölung,
auf das Blechformteil aufgebracht werden.
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Des
weiteren kann auch über ein Zwischenlagern des Stahlblechmaterials
und/oder des Blechformteils zwischen den einzelnen Schritten des
erfindungsgemäßen Verfahrens und/oder einzelnen
Teilschritten Einfluss auf die Schichtqualität der Schutzschicht
genommen werden. Während eines Zwischenlagerns können
z. B. relevante Alterungsprozesse ablaufen.
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Gemäß einer
bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Wärmebehandlung
wenigstens ein weiterer Schritt folgt, um eine ausreichende Schichtqualität
der Schutzschicht (im Hinblick auf ein nachfolgendes Beschichten
und/oder Fügen des Blechformteils) zu erzielen.
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Bevorzugt
ist vorgesehen, dass dieser weitere Schritt ein chemisches Behandeln,
ein Vorbeschichten, eine weitere Wärmebehandlung und/oder ein
Auslagern des Blechformteils ist. Ein chemisches Behandeln ist z.
B. ein Laugen oder Ätzen des Blechformteils. Ein Vorbeschichten
kann mit einem oder mehreren unterschiedlichsten Beschichtungsmaterialien
erfolgen, das bzw. die im Hinblick auf das nachfolgende Beschichten
und/oder Fügen des Blechformteils entsprechend auszuwählen
sind. Ein solches Vorbeschichten kann insbesondere auch ein Beölen bzw.
Rückbeölen des wärmebehandelten Blechformteils
sein. Hierbei kann durchaus der Fall eintreten, dass eine Vorbeschichtung
vor dem Beschichten und/oder Fügen wieder zu entfernen
ist. Eine weitere Wärmbehandlung ist z. B. ein Anlassen des
wärmebehandelten Blechformteils. Unter einem Auslagern
wird ein Zwischenlagern des Blechformteils vor dem Beschichten und/oder
Fügen verstanden. Während der Lagerzeit können
Alterungsprozesse ablaufen, was Einfluss auf die Schichtqualität der
Schutzschicht haben kann. Ein Auslagern kann zudem unter veränderten
Atmosphärenbedingungen erfolgen, z. B. in einer aktiven
oder inerten Atmosphäre, was ebenfalls die Schichtqualität
der Schutzschicht beeinflussen kann. Ein solcher weiterer Schritt
kann z. B. auch ein Reinigen und insbesondere Waschen des Blechformteils
sein, was insbesondere dem Entfernen von Schmutz- und Ölrückständen
dient. Diese Maßnahmen sind auch miteinander kombinierbar.
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Gemäß einer
bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Schichtqualität
der Schutzschicht anhand wenigstens eines Parameters quantifiziert
wird, der Aufschluss darüber gibt, ob das Blechformteil
nachfolgend beschicht- und/oder fügbar ist. Hierbei kann
der Fall gegeben sein, dass unterschiedliche Parameter für
das Beschichten und das Fügen zu bestimmen sind. Ein solcher
quantifizierter Parameter soll zuverlässig sein und kann messtechnisch
bestimmt bzw. ermittelt und/oder auch durch Abschätzung
bestimmt werden. Bevorzugt wird die Schichtqualität der
Schutzschicht anhand mehrerer Parameter bestimmt. Ein solcher Parameter
wird bevorzugt zum Ende des Herstellungsverfahrens und/oder am fertig
hergestellten Blechformteil und vor dem nachfolgenden Beschichten und/oder
Fügen bestimmt. Alternativ und/oder ergänzend
besteht die Möglichkeit, einen solchen Parameter während
des Verfahrensablaufs für das herzustellende Blechformteil
zu prognostizieren und basierend hierauf in den Verfahrensablauf
einzugreifen, z. B. nach einem der oben erläuterten Maßnahmen,
um ein Blechformteil mit einer ausreichenden Schichtqualität
der Schutzschicht zu erhalten. Dies wird nachfolgend noch näher
erläutert.
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Bevorzugt
ist vorgesehen, dass dieser Parameter ein elektrischer Widerstandswert,
ein Schallleitungswert, ein Wärmeleitungswert, ein Schichtdickenwert
der Schutzschicht, ein Rauwert der Schutzschicht, ein Haftwert der
Schutzschicht, ein Härtewert der Schutzschicht, ein Farbwert
der Schutzschicht und/oder ein Spektralwert ist. Dies ist keine abschließende
Aufzählung. Jeder dieser Werte lässt sich manuell
oder automatisch bestimmen. Nachfolgend werden Möglichkeiten
zur Bestimmung dieser Werte aufgezeigt.
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Ein
elektrischer Widerstandswert, ein Schallleitungswert und ein Wärmeleitungswert
können z. B. durch Aufsetzen von Messsensoren bestimmt
werden, wobei sich der bestimmte bzw. ermittelte Wert nicht ausschließlich
auf die Schutzschicht beziehen muss. Ein Schichtdickenwert der Schutzschicht
kann z. B. berührungslos mittels einer Röntgen-
oder Ultraschallmessung bestimmt werden. Ein Rauwert der Schutzschicht
kann taktil und/oder berührungslos durch entsprechende
Messvorrichtungen bestimmt werden. Ein Haftwert der Schutzschicht
kann z. B. mittels eines Klebestreifen-Abziehtests bestimmt werden.
Ein Härtewert der Schutzschicht kann z. B. mittels eines
Ritztests bestimmt werden. Ein Farbwert der Schutzschicht kann augenscheinlich
z. B. durch den Vergleich mit Farbtafeln bestimmt werden. Ein Farbwert
kann z. B. auch mittels einer Auflichtmessung bestimmt werden. Der
bestimmte bzw. ermittelte Farbwert kann auch von der Korrosionsschutzbeschichtung
unterhalb der Schutzschicht mit beeinflusst sein. Ein Spektralwert
kann durch eine Spektralanalyse bestimmt werden, die nicht auf die Schutzschicht
beschränkt sein muss.
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Bevorzugt
ist vorgesehen, dass wenigstens einer der vorangehend genannten
Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens derart
ausgeführt und gegebenenfalls angepasst wird, dass sich
der Parameter für die Schichtqualität der Schutzschicht
des hergestellten oder herzustellenden Blechformteils zumindest
innerhalb eines definierten Bereichs (Range) befindet, wobei sicherzustellen
ist, dass sich auch wenigstens eine definierte mechanische Werkstoffeigenschaft
des Blechformteils zumindest innerhalb eines definierten Bereichs
befindet. Ein definierter Bereich kann geschlossen oder einseitig
offen sein. Mit „zumindest” ist gemeint, dass
anstelle eines definierten Bereichs auch ein Einzelwert vorgegeben sein
kann, dem zu entsprechen ist.
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Hierunter
ist zu verstehen, dass das Einstellen und insbesondere Anpassen
einzelner Schritte und/oder Teilschritte des erfindungsgemäßen
Verfahrens, z. B. mittels der zuvor erläuterten Maßnahmen, nicht
zu Ungunsten der erhaltenen mechanischen Werkstoffeigenschaften
des hergestellten oder herzustellenden Blechformteils erfolgen darf.
Hiermit sind insbesondere die mittels der Wärmebehandlung definiert
einzustellenden mechanischen Werkstoffeigenschaften, wie z. B. die
Härte und/oder die Festigkeit, gemeint. Dies basiert auf
der Idee, dass sich für den gesamten Verfahrensablauf,
einzelne Schritte und/oder einzelne Teilschritte ein oder mehrere
Prozessfenster definieren lassen, innerhalb derer nur Einstellungen
und insbesondere Anpassungen vorgenommen werden können,
um jeweils hinsichtlich der mechanischen Werkstoffeigenschaften
und der Schichtqualität der Schutzschicht ein Gutteil zu
erhalten.
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Gemäß einer
bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die einzelnen Schritte
des erfindungsgemäßen Verfahrens voreingestellt
ausgeführt werden, um ein Blechformteil mit einer ausreichenden
Schichtqualität der Schutzschicht zu erhalten. Dies schließt
auch sämtliche Teilschritte eines Schritts mit ein. Das
Einstellen erfolgt bevorzugt innerhalb vorgegebener Grenzen (Prozessfenster), wozu
auf die Erläuterungen im vorhergehenden Absatz verwiesen
wird. Die Voreinstellungen werden z. B. beim Bereistellen des Stahlblechmaterials
einmalig vorgenommen und bleiben ohne Eingriff und/oder Regelung
bestehen. Dieses Voreinstellen kann z. B. auf Erfahrungswerten oder
auf Abschätzungen bzw. Prognosen basieren und stützt
sich z. B. auf das bereitgestellte Stahlblechmaterial (z. B. die
Dicke des Stahlblechmaterials, den Stahlwerkstoff, das Material und
die Dicke der Korrosionsschutzbeschichtung) und/oder dessen Grundbeölung
(z. B. die Menge und/oder die Schmierstoffart), sowie auf sonstige
Angaben und/oder Werte, was manuell und/oder automatisch erfasst
werden kann. Die gewünschte bzw. zu erhaltende Schichtqualität
wird bevorzugt anhand eines Parameters bemessen, der zumindest in
einem definierten Bereich liegen muss, wie obenstehend erläutert.
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Gemäß einer
anderen bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Ausführung
wenigstens eines Schritts (oder eines Teilschritts) während des
Verfahrensablaufs des erfindungsgemäßen Verfahrens
angepasst wird, um ein Blechformteil mit einer ausreichenden Schichtqualität
der Schutzschicht zu erhalten. Dieses Einstellen kann z. B. in einem
direkten Regelkreis erfolgen, wozu während des Verfahrensablaufs
wenigstens eine Istgröße erfasst wird, aufgrund
derer ein automatisches Anpassen einzelner Schritte oder auch einzelner
Teilschritte erfolgt.
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Dieses
Anpassen erfolgt bevorzugt innerhalb vorgegebener Grenzen (Prozessfenster),
wozu auf die diesbezüglichen vorausgehenden Erläuterungen verwiesen
wird. Als Istgröße kommt jede aussagekräftige
Angabe und/oder jeder aussagekräftige Wert in Betracht,
die bzw. der geeignet ist, automatisch erfasst und ausgewertet zu
werden und die bzw. der in irgendeiner Korrelation zur Schichtqualität
steht. Die gewünschte bzw. zu erhaltende Schichtqualität
wird bevorzugt anhand eines Parameters bemessen, der zumindest in
einem definierten Bereich liegen muss, wie zuvor erläutert.
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Gemäß einer
anderen bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Schritte
eines Verfahrensablaufs wiederholend ausgeführt werden,
um mehrere Blechformteile herzustellen, wobei zumindest stichprobenartig
die Schichtqualität der Schutzschicht eines hergestellten
Blechformteils bestimmt wird und gegebenenfalls basierend hierauf
die Ausführung wenigstens eines Schritts (oder Teilschritts) eines
nachfolgenden Verfahrensablaufs angepasst wird, um nachfolgend ein
Blechformteil mit einer ausreichenden Schichtqualität der
Schutzschicht zu erhalten. Die Schichtqualität des hergestellten
Blechformteils wird bevorzugt anhand eines Parameters bemessen,
der in einem definierten Bereich liegen muss, wie zuvor erläutert.
Der Parameter wird bevorzugt automatisch bestimmt, wobei auch eine
manuelle Bestimmung möglich ist. Die auf der Bestimmung der
Schichtqualität des hergestellten Blechformteils basierende
Anpassung eines nachfolgenden Verfahrensablaufs, wobei es sich bevorzugt
um den unmittelbar nachfolgenden Verfahrensablauf handelt, erfolgt
insbesondere in einem Regelkreis, wobei im Gegensatz zu dem im vorhergehenden
Absatz erläuterten Regelkreis die Istgröße
nach dem Verfahrensablauf bestimmt wird und somit nur noch zum Anpassen eines
nachfolgenden Verfahrensablaufs genutzt werden kann.
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Gemäß einer
bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass ein hergestelltes
Blechformteil anhand der Schichtqualität seiner Schutzschicht
klassifiziert wird, um dieses für ein nachfolgendes Beschichten
und/oder Fügen freizugeben, einer Nachbearbeitung zuzuführen
oder einem anderweitigen Verwendungszweck zuzuführen. Je
nach Klassifizierung ist unter Umständen auch eine Aussonderung eines
hergestellten Blechformteils erforderlich. Die Klassifizierung bezüglich
der Schichtqualität erfolgt bevorzugt manuell oder automatisch,
z. B. anhand wenigstens eines Parameters, wozu auf die diesbezüglichen
vorangehenden Erläuterungen verwiesen wird. Eine mögliche
Nachbearbeitung besteht z. B. darin, einzelne Schritte und/oder
Teilschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens
mit dem betreffenden Blechformteil, gegebenenfalls manuell, erneut
auszuführen.
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Gemäß einer
bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass eine computerbasierte
und/oder SPS-basierte Verfahrenssteuerung erfolgt.
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Das
erfindungsgemäße Blechformteil ist aus einem Stahlblechmaterial
mit einer wenigstens einseitig aufgebrachten Korrosionsschutzbeschichtung gebildet,
wobei auf dieser Korrosionsschutzbeschichtung infolge einer Wärmebehandlung
zumindest bereichsweise eine definierte Schutzschicht ausgebildet
ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass diese
Schutzschicht dauerhaft auf dem Blechformteil verbleibt.
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Die
Korrosionsschutzbeschichtung ist insbesondere aus einem metallischen
Material gebildet, wozu auf die diesbezüglichen obenstehenden
Erläuterungen verwiesen wird. Die Schutzschicht ist insbesondere
eine Oxidschicht, wozu ebenfalls auf die diesbezüglichen
obenstehenden Erläuterungen verwiesen wird. Das erfindungsgemäße
Blechformteil ist insbesondere nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren hergestellt.
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Gemäß einer
bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass dieses Blechformteil
mit der Schutzschicht beschichtet und/oder gefügt ist.
Ein Fügen des Blechformteils erfolgt bevorzugt stoffschlüssig,
wie obenstehend erläutert. Alternativ und/oder ergänzend
kann das Blechformteil auch durch Fügelemente wie z. B.
Schrauben, Nieten und dergleichen gefügt sein.
-
Gemäß einer
bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass dieses Blechformteil
ein Karosseriebauteil oder ein Karosserieanbauteil für
ein Kraftfahrzeug ist. Ein Karosseriebauteil ist insbesondere ein
Strukturbauteil. Ein Karosserieanbauteil ist z. B. ein Stoßfängerträger
oder dergleichen.
-
Das
erfindungsgemäße Blechformteil lässt sich
sinngemäß nach den oben im Zusammenhang mit dem
erfindungsgemäßen Verfahren erläuterten Merkmalen
weiterbilden.
-
Nachfolgend
wird die Erfindung anhand der Figuren beispielhaft näher
erläutert. Es zeigen:
-
1 einen
Schnitt durch das Stahlblechmaterial eines nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren hergestellten und wärmebehandelten Blechformteils;
-
2 das
erfindungsgemäße Verfahren in einer bevorzugten
Ausführungsmöglichkeit, in einer schematischen Übersicht;
und
-
3 die
anschauliche Darstellung eines Prozessfensters zur Herstellung von
Gutteilen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren.
-
1 zeigt
einen Schnitt durch das Stahlblechmaterial
1 eines entsprechend
dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten
Blechformteils nach einer Wärmebehandlung und insbesondere nach
einem Presshärtevorgang, wie nachfolgend im Zusammenhang
mit der
2 erläutert. Das Stahlblechmaterial
1 umfasst
einen wärmebehandelbaren bzw. härtbaren Stahlwerkstoff
10,
der herstellerseitig mit einer einseitig aufgebrachten Korrosionsschutzbeschichtung
12 versehen
ist. Diese Korrosionsschutzbeschichtung
12 kann auch zweiseitig
auf den Stahlwerkstoff
10 aufgebracht sein. Besonders bevorzugt
ist vorgesehen, dass der Stahlwerkstoff
10 ein 22MnB5 ist.
Besonders bevorzugt ist die Korrosionsschutzbeschichtung
12 im
Wesentlichen aus Zink oder einer Zinkverbindung gebildet, eventuell
zuzüglich eines Eisen- und/oder Aluminiumanteils und weiterer
Bestandteile. Zwischen der Korrosionsschutzbeschichtung
12 und
dem Stahlblechwerkstoff
10 kann eine nicht näher
dargestellte Hemmschicht
11 oder ein Hemmschichtmechanismus
ausgebildet sein, wie in der
DE 10 2007 022 174 B3 beschrieben.
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Während
der Wärmebehandlung hat sich auf der Korrosionsschutzbeschichtung
12 definiert
eine Schutzschicht
13 ausgebildet. Diese Schutzschicht
13 besteht
aus Oxiden, wie z. B. aus Aluminiumoxid, welches sich während
der Wärmebehandlung im Wesentlichen aus einem geringfügigen
Aluminiumanteil in der Korrosionsschutzbeschichtung
12 gebildet
hat, wie dies z. B. in der
DE 20 2004 021 264 U1 beschrieben ist. Daneben
umfasst die Schutzschicht
13 auch weitere Bestandteile,
wie insbesondere Verunreinigungen.
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Sowohl
die Korrosionsschutzbeschichtung 12 als auch die Schutzschicht 13 weisen
aufgrund der Wärmebehandlung Risse 14 und 15 auf.
Zudem können zwischen der Korrosionsschutzbeschichtung 12 und
der Schutzschicht 13 Hohlräume 16 ausgebildet
sein. Dies kann neben anderem eine schlechte Haftung der Schutzschicht 13 an
der Korrosionsschutzbeschichtung 12 bedingen, weshalb die Schutzschicht 13 gemäß dem
Stand der Technik, insbesondere im Hinblick auf ein nachfolgendes
Beschichten und/oder Fügen des Blechformteils, zu entfernen
ist, was jedoch mit diversen Nachteilen einhergeht, wie eingangs
erläutert. Zur Abhilfe wird das erfindungsgemäße
Verfahren vorgeschlagen.
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2 gibt
eine Übersicht über das erfindungsgemäße
Verfahren gemäß einer bevorzugten Ausführungsmöglichkeit.
Die Übersicht umfasst sechs Verfahrenschritte I bis VI,
wobei der erste Verfahrenschritt 1 und der letzte Verfahrenschritt
VI im Wesentlichen der Erläuterung dienen, und nicht maßgebliche
Bestandteile des erfindungsgemäßen Verfahrens
sind. Das erfindungsgemäße Verfahren kann zudem
nicht dargestellte und im Folgenden nicht näher erläuterte
Zwischen- und Teilschritte umfassen.
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Das
Verfahren beginnt im Schritt II mit dem Bereitstellen einer zugeschnittenen
Platine 2 aus einem wärmebehandelbaren Stahlblechmaterial 1,
mit einer wenigstens einseitig aufgebrachten Korrosionsschutzbeschichtung 12.
Das Stahlblechmaterial 1 wird im Schritt I z. B. im Coil
oder im Stapel bereitgestellt.
-
Zur
Ausbildung eines Blechformteils 3 wird die Platine 2 im
Schritt III in einem Tiefziehvorgang einer Kaltumformung unterzogen.
Diese Kaltumformung kann in mehreren Ziehstufen erfolgen. Die Endgeometrie
des Blechformteils 3 wird hierbei mit einer Maßhaltigkeit
von ca. 95% oder größer ausgebildet. Alternativ
kann dieses Umformen der Platine 2 zu einem Blechformteil 3 auch
anders erfolgen.
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Dem
Umformen schließt sich im Schritt IV ein Presshärtevorgang
an, bei dem das Stahlblechmaterial 1 gehärtet
und das Blechformteil 3 quasi gleichzeitig auf 100% Maßhaltigkeit
kalibriert wird. Hierbei bildet sich auf der Korrosionsschutzbeschichtung 12 des
Stahlblechmaterials 1 definiert eine Schutzschicht 13 aus,
wie in 1 gezeigt. Die Ausbildung dieser Schutzschicht 13 ist
werkstoffseitig bereits im angelieferten Stahlblechmaterial 1 veranlagt.
-
Der
Presshärtevorgang im Schritt IV umfasst diverse Teilschritte,
die hier im Einzelnen nicht näher erläutert sind.
Ein solcher Teilschritt ist z. B. das Erwärmen des Blechformteils 3 in
einem Durchlaufofen. Alternativ können die Schritte III
und IV auch zusammengefasst werden, was durch eine Bindeklammer
dargestellt ist. So kann z. B. die Platine 2 zunächst
erwärmt und anschließend in einem kühlen Umformwerkzeug
umgeformt und gleichzeitig abgekühlt oder sogar abgeschreckt
werden, wodurch eine Härtung und gegebenenfalls auch Festigkeitserhöhung
des Stahlblechmaterials 1 (genau genommen des Stahlwerkstoffs 10)
eintritt. Anstelle eines Presshärtevorgangs kann das Blechformteil 3 auch
einer anderen Wärmebehandlung unterzogen werden. Ferner
kann dem Presshärtevorgang optional eine weitere Wärmebehandlung
des Blechformteils 3 folgen, wie z. B. ein Anlassen.
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Erfindungsgemäß ist
vorgesehen, dass das Verfahren, und insbesondere wenigstens einer
der Schritte II, III oder IV, derart ausgeführt wird, dass eine
ausreichende Schichtqualität der Schutzschicht 13 im
Hinblick auf ein nachfolgendes Beschichten und/oder Fügen
des Blechformteils 3 erreicht bzw. erzielt wird, so dass
die Schutzschicht 13 auf dem Blechformteil 3 verbleiben
kann. Dies ist vor dem Hintergrund zu sehen, dass gemäß dem
Stand der Technik die zwingende Entfernung einer solchen Schutzschicht 13 vorgesehen
ist, um das Blechformteil 3 beschichten und/oder fügen
zu können.
-
Eine
Schutzschicht 13 mit einer ausreichenden Schichtqualität
in diesem Sinne zeichnet sich z. B. aus, durch eine geringe Rissigkeit,
eine gute Haftung an der Korrosionsschutzbeschichtung 12,
eine zweckmäßige Dicke und/oder Dichte, eine förderliche
Oberflächenrauheit, eine geeignete Zusammensetzung und
dergleichen mehr.
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Bevorzugt
wird diese ausreichende Schichtqualität der Schutzschicht 13 durch
Einstellen und insbesondere Anpassen des Verfahrensablaufs, einzelner
Schritte und/oder Teilschritte erzielt. So kann z. B. in den Schritten
I und/oder II durch die Auswahl eines Stahlblechmaterials 1,
was die Auswahl eines Stahlwerkstoffs 10 und/oder die Auswahl
einer Korrosionsschutzbeschichtung 12 mit einschließt,
Einfluss auf die Schichtqualität der Schutzschicht 13 genommen
werden. Im Schritt III kann durch Auswahl eines Umformverfahrens
und/oder wenigstens einer begleitenden umformtechnischen Maßnahme
Einfluss auf die Schichtqualität der Schutzschicht 13 genommen
werden. Im Schritt IV kann durch Einstellen wenigstens einer Prozessvariablen
des Presshärtevorgangs, oder einer begleitenden Maßnahme
wie z. B. ein vorheriges Waschen, Einfluss auf die Schichtqualität
der Schutzschicht 13 genommen werden. Diesbezüglich
wird im Einzelnen auf die obenstehenden, detaillierten Erläuterungen
verwiesen.
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Um
eine ausreichende Schichtqualität der Schutzschicht 13 zu
erhalten, ist gegebenenfalls ein weiterer, optionaler Schritt V
erforderlich. Dieser weitere Schritt V kann z. B. ein chemisches
Behandeln, ein Vorbeschichten, eine weitere Wärmebehandlung und/oder
ein Auslagern des wärmebehandelten Blechformteils 3 sein,
wie obenstehend erläutert.
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Falls
ein fertig hergestelltes Blechformteil 3 keine ausreichende
Schichtqualität aufweist, ist optional eine Nachbearbeitung
des betreffenden Blechformteils 3 vorgesehen oder gegebenenfalls
auch die Zuführung zu einem anderen Verwendungszweck oder
auch eine Aussonderung. Eine entsprechende Zuordnung kann z. B.
durch Klassifizierung der Schichtqualität erfolgen. Die
Schichtqualität der Schutzschicht 13 eines Blechformteils 3 kann
z. B. anhand wenigstens eines bestimmbaren Parameters quantifiziert
werden, der z. B. Aufschluss darüber gibt, ob das Blechformteil 3 nachfolgend
beschicht- und/oder fügbar ist. Auch diesbezüglich
wird auf die obenstehenden detaillierten Erläuterungen
verwiesen.
-
Hiernach
kann das fertig hergestellte und wärmebehandelte Blechformteil 3' im
Schritt VI beschichtet (z. B. lackiert) und/oder gefügt
(z. B. verschweißt) werden, ohne dass hierfür
die Schutzschicht 13 zu entfernen ist, was Aufwand, Energie und
Kosten einspart. Dieses Beschichten und/oder Fügen des
hergestellten Blechformteils 3' ist nicht mehr Bestandteil
des erfindungsgemäßen Verfahrens. Gleichwohl dient
das erfindungsgemäße Verfahren dazu, dieses nachfolgende
Beschichten und/oder Fügen des Blechformteils 3 zu
ermöglichen.
-
Das
erfindungsgemäße Verfahren kann einmalig zur Herstellung
eines wärmebehandelten Blechformteils 3 oder wiederholend
zur Herstellung einer Vielzahl solcher Blechformteile 3 ausgeführt werden.
Hierbei besteht die Möglichkeit, dass die einzelnen Schritte,
insbesondere die Schritte II bis V, voreingestellt ausgeführt
werden, um ein Blechformteil 3 mit einer ausreichenden
Schichtqualität zu erhalten. Ferner besteht die Möglichkeit,
dass die Ausführung wenigstens eines Schritts während
des Verfahrensablaufs angepasst wird, um ein Blechformteil 3 mit
einer ausreichenden Schichtqualität zu erhalten. Dies kann
z. B. in einem Regelkreis erfolgen. Weiterhin besteht die Möglichkeit,
dass die Schichtqualität eines hergestellten Blechformteils 3' zumindest
stichprobenartig bestimmt wird und gegebenenfalls basierend hierauf
die Ausführung wenigstens eines Schritts eines nachfolgenden
Verfahrensablaufs angepasst wird, um nachfolgend ein Blechformteil 3 mit
einer ausreichenden Schichtqualität zu erhalten. Auch dies
kann z. B. in einem Regelkreis erfolgen. Das Einstellen bzw. Voreinstellen
und insbesondere Anpassen kann jeweils manuell oder automatisch vorgenommen
werden. Hinsichtlich bevorzugter Maßnahmen zum Anpassen
des Verfahrensablaufs, einzelner Schritte und/oder Teilschritte
wird auf die vorausgehenden Erläuterungen verwiesen.
-
Gegebenenfalls
kann zu berücksichtigen sein, dass das Einstellen und insbesondere
Anpassen des Verfahrensablaufs, einzelner Schritte und/oder Teilschritte,
um eine ausreichende Schichtqualität der Schutzschicht 13 zu
erreichen, innerhalb eines oder mehrerer Prozessfenster erfolgen
muss, so dass sich wenigstens auch eine definierte mechanische Werkstoffeigenschaft
des Blechformteils 3 innerhalb eines definierten Bereichs
befindet. Dies ist schematisch in der 3 dargestellt.
Der rechteckige Rahmen repräsentiert ein herzustellendes
Blechformteil 3, das nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren hergestellt wird. Dieses Blechformteil 3 ist
unter anderem durch seine mechanischen Werkstoffeigenschaften, wie
z. B. Härte, Elastizitätsmodul, Festigkeit und
dergleichen, und durch die Schichtqualität der Schutzschicht 13 bestimmt.
Die linke Ellipse A repräsentiert eine Menge an Einstellungs-
und Anpassungsmöglichkeiten im Verfahrensablauf hinsichtlich der
zu erzielenden mechanischen Werkstoffeigenschaften des herzustellenden Blechformteils 3.
Die rechte Ellipse B repräsentiert eine Menge an Einstellungs-
und Anpassungsmöglichkeiten im Verfahrensablauf hinsichtlich
der zu erzielenden Schichtqualität der Schutzschicht 13.
Für die Herstellung eines Gutteils, hinsichtlich der mechanischen
Werkstoffeigenschaften und der Schichtqualität der Schutzschicht 13,
können jedoch nur solche Einstellungs- und Anpassungsmöglichkeiten
genutzt werden, die sich innerhalb der Schnittmenge C befinden.
-
- 1
- Stahlblechmaterial
(mit Korrosionsschutzbeschichtung)
- 10
- Stahlwerkstoff
- 11
- Hemmschicht
- 12
- Korrosionsschutzbeschichtung
- 13
- Schutzschicht
- 14
- Riss
- 15
- Riss
- 16
- Hohlraum
- 2
- Platine
(Zuschnitt)
- 3,
3'
- Blechformteil
- A
- Einstellungs-
und Anpassungsmöglichkeiten (Werkstoffeigenschaften)
- B
- Einstellungs-
und Anpassungsmöglichkeiten (Schichtqualität)
- C
- Schnittmenge
- I
- erster
Schritt – Bereitstellen Stahlblechmaterial
- II
- zweiter
Schritt – Zuschneiden Platine/Bereitstellen Platine
- III
- dritter
Schritt – Umformen
- IV
- vierter
Schritt – Presshärten
- V
- fünfter
Schritt – optionaler Schritt
- VI
- sechster
Schritt – Beschichten und/oder Fügen
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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-
Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 202004021264
U1 [0006, 0012, 0019, 0063]
- - DE 102007022174 B3 [0008, 0012, 0019, 0026, 0062]
- - DE 102004021 U1 [0026]