DE102010004081B3

DE102010004081B3 - Verfahren zum Warmformen und Härten einer Platine

Info

Publication number: DE102010004081B3
Application number: DE102010004081A
Authority: DE
Inventors: Martin Dr. Pohl; Markus Pellmann; Otto Buschsieweke; Stefan Adelbert
Original assignee: Benteler Automobiltechnik GmbH
Current assignee: Benteler Automobiltechnik GmbH
Priority date: 2010-01-06
Filing date: 2010-01-06
Publication date: 2011-03-24
Anticipated expiration: 2030-01-07
Also published as: FR2954915B1; FR2954915A1; US20120006089A1; CZ2010939A3; CZ305430B6; US8733144B2; DE102010004081C5

Abstract

Es wird vorgeschlagen, eine von einem Band aus härtbarem Warmformstahl (3) abgeteilte Platine (5) in einem Durchlaufofen (7) auf eine homogene Temperatur kleiner dem oberen Umwandlungspunkt AC-Punkt im Eisen-Kohlenstoff-Diagramm zu erwärmen. Anschließend wird die Platine (5) mittels einer konduktiven Erwärmungsstation (8) in einem Bereich erster Art (9) auf eine Temperatur über den AC-Punkt gebracht und dann in einem Warmform- und Härtewerkzeug (11) in dem Bereich erster Art (9) gehärtet. Dadurch wird ein Formbauteil aus Stahl mit mindestens zwei Gefügebereichen unterschiedlicher Duktulität erzeugt. Auf diese Weise können in einer herkömmlichen Warmformlinie (1) partiell gehärtete Bauteile hergestellt werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Warmformen und Härten einer ebenen oder vorgeformten stählernen Platine mit mindestens zwei Gefügebereichen unterschiedlicher Duktilität gemäß den Merkmalen im Oberbegriff der Ansprüche 1 und 2.
Im Fahrzeugbau werden mehr und mehr Fahrzeugbauteile aus festem und hochfestem Stahl eingesetzt, um den Leichtbaukriterien gerecht zu werden. Dies gilt insbesondere für den Karosseriebau, wo unter anderem Struktur- und/oder Sicherheitsteile wie Türaufprallträger, A- und B-Säulen, Stoßfänger oder Längs- und Querträger immer öfter zur Erreichung der Gewichtsziele und der Sicherheitsanforderungen aus einem warmgeformten und pressgehärteten Stahl mit Zugfestigkeiten > 1.000 MPa hergestellt werden.
Aus der DE 24 52 486 C2 ist ein Verfahren zum Pressformen und Härten eines Stahlblechs mit geringer Materialdicke und guter Maßhaltigkeit bekannt, bei dem ein Blech aus einem borlegierten Stahl auf eine Temperatur über dem oberen Umwandlungspunkt AC₃ im Eisen-Kohlenstoff-Diagramm (nachfolgend E-K-D genannt) erwärmt und danach in weniger als 5 Sekunden in die endgültige Form zwischen zwei indirekt gekühlten Werkzeugen unter wesentlicher Formveränderung gepresst sowie unter Verbleiben in der Presse einer Schnellkühlung so unterzogen wird, dass man ein martensitisches und/oder bainitisches Gefüge erzielt. Aufgrund dieser Maßnahmen erhält man ein Produkt mit hoher Formgenauigkeit, guter Maßhaltigkeit und hohen Festigkeitswerten, das sich hervorragend für Struktur- und Sicherheitsteile im Fahrzeugbau eignet.
Dieser Prozess ist nachfolgend mit Warmformen und Presshärten gemeint. Dabei können sowohl ebene als auch vorgeformte Platinen warmgeformt und pressgehärtet werden. Der Formvorgang kann sich bei vorgeformten Platinen auch auf eine Formung von einigen wenigen Prozent der Endgeometrie oder auf ein Kalibrieren beschränken.
In verschiedenen Anwendungsfällen der Kraftfahrzeugtechnik sollen Formbauteile in bestimmten Abschnitten eine hohe Festigkeit, in anderen Abschnitten wiederum eine im Verhältnis dazu höhere Duktilität aufweisen. Neben der Verstärkung unter Einsatz von Zusatzblechen oder dem Zusammenfügen von Teilen unterschiedlicher Festigkeit ist es in diesem Zusammenhang auch bekannt, über Wärmebehandlungen ein Formbauteil so auszubilden, dass es lokal Abschnitte höherer Festigkeit oder höherer Duktilität aufweist.
Aus der DE 102 08 216 C1 ist ein Verfahren zur Herstellung eines gehärteten metallischen Bauteils mit mindestens zwei Abschnitten unterschiedlicher Duktilität bekannt. Dabei wird eine ebene oder vorgeformte Platine in einer Erwärmungseinrichtung auf Austenitisierungstemperatur erwärmt und anschließend über einen Transportweg einem Härteprozess zugeführt. Während des Transports werden Bereiche erster Art der ebenen oder vorgeformten Platine, die im Endbauteil höhere Duktilitätseigenschaften aufweisen, abgekühlt. Das Verfahren wird dadurch für die Massenproduktion optimiert, dass die Bereiche erster Art von einer vorbestimmten Abkühl-Starttemperatur an, die oberhalb der γ-α-Umwandlungstemperatur im E-K-D liegt, abgeschreckt werden, und dass das Abschrecken beendet wird, wenn eine vorgegebene Abkühl-Stopptemperatur erreicht ist, und zwar bevor eine Umwandlung in Ferrit und/oder Perlit oder nachdem erst eine geringe Umwandlung in Ferrit und/oder Perlit stattgefunden hat. Anschließend wird das Werkstück annähernd isotherm zur Umwandlung des Austenits in Ferrit und/oder Perlit gehalten. Währenddessen ist in den Bereichen zweiter Art, die im Endbauteil im Verhältnis geringere Duktilitätseigenschaften aufweisen, die Härtetemperatur gerade so hoch, dass eine ausreichende Martensitbildung während eines Härteprozesses stattfinden kann. Danach wird der Härteprozess durchgeführt. Bei diesem Verfahren wird in die Bereiche erster Art zunächst mehr Wärmeenergie in die ebene oder vorgeformte Platine eingebracht als nötig und sodann wird in einem zweiten Prozessschritt Wärmeenergie wieder entzogen, was ebenfalls mit einem Energieaufwand verbunden ist. Das Verfahren hat daher eine relativ schlechte Energiebilanz.
Die DE 101 08 926 C1 offenbart ein Wärmebehandlungsverfahren zur Veränderung der physikalischen Eigenschaften eines Metallgegenstands. Dabei wird der Gegenstand mindestens in einem vorbestimmten Oberflächenabschnitt unter Verwendung eines Emitters mit einer Temperatur von 2.900 K oder mehr im Bereich des nahen Infrarots mit hoher Leistungsdichte elektromagnetisch bestrahlt. Dadurch nimmt das Material einer Oberflächenschicht in Abhängigkeit von den Materialparametern eine vorbestimmte Behandlungstemperatur an. Anschließend wird der bestrahlte Oberfächenabschnitt aktiv gekühlt und auf diese Weise vergütet. Ein vollständiges Erwärmen eines großflächigen Gegenstands von Raumtemperatur bis auf Härtetemperatur dürfte aber in der Praxis mit dem in der DE 101 08 926 C1 beschriebenen Verfahren für eine industrielle Warmformlinie zu unwirtschaftlich sein.
In der DE 102 56 621 B3 wird ein Verfahren zur Herstellung eines Formbauteils mit mindestens zwei Bereichen unterschiedlicher Duktilität aus einem Halbzeug aus härtbarem Stahl mit einer Erwärmung in einem Durchlaufofen und einem Härteprozess offenbart. Dabei ist vorgesehen, dass das zu erwärmende Halbzeug während des Transports durch den Durchlaufofen gleichzeitig mindestens zwei nebeneinander in Durchlaufrichtung angeordnete Zonen mit unterschiedlichen Temperaturniveaus passiert und dabei unterschiedlich stark erwärmt wird, so dass sich bei einem anschließenden Härteprozess mindestens zwei Gefügebereiche unterschiedlicher Duktilität einstellen. Die beiden Zonen sind voneinander mittels einer Trennwand getrennt, so dass ein den Ofen durchlaufendes Werkstück sich bereichsweise sowohl in der einen als auch in der anderen Zone befindet und in beiden Zonen eine getrennte Temperaturregelung möglich ist. Dieser Mehrzonenofen ist allerdings ein Spezialofen für partiell zu erwärmende Bauteile.
Der Erfindung liegt – ausgehend vom Stand der Technik – die Aufgabe zugrunde, eine herkömmliche Warmformlinie wirtschaftlich im Pressentakt für die Herstellung einer partiell gehärteten Platine bereitstellen zu können.
Diese Aufgabe löst die Erfindung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 oder des Anspruchs 2.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Ansprüche 3 bis 7.
Demnach wird vorgeschlagen, eine ebene oder vorgeformte Platine aus einem härtbaren Stahl zunächst in einem Ofen auf eine homogene Temperatur kleiner dem AC₃-Punkt im E-K-D zu erwärmen. Insbesondere erfolgt die Erwärmung in einem Durchlaufofen. Anschließend wird die Platine in einer konduktiven Erwärmungsstation oder in einer offenen, Öl- oder Gasbrenner aufweisenden Erwärmungsstation in einem Bereich erster Art auf eine Temperatur über den AC₃-Punkt erhitzt und dann die Platine in einem Warmform- und Härtewerkzeug in dem Bereich erster Art gehärtet. Dadurch wird eine Platine aus Stahl mit mindestens zwei Gefügebereichen unterschiedlicher Duktilität geschaffen. Dank des konventionellen Ofens, insbesondere einem Durchlaufofen, können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren in einer herkömmlichen Warmformlinie partiell gehärtete Platinen bereitgestellt werden. Der Vorformgang kann sich auch auf eine Formung von einigen wenigen Prozenten der Endgeometrie oder auf ein Kalibrieren der Platine beschränken.
Beim Warmformen und Presshärten muss die Platine einen definierten Wärmeeintrag erfahren. Jeder Bereich, der aufgrund des Härtens eine möglichst vollständige Gefügeumwandlung in Martensit erfahren soll, muss zuvor auf eine Temperatur größer oder gleich dem AC₃-Punkt erwärmt worden sein. Dieser wird nachfolgend als Bereich erster Art bezeichnet. Bereiche, die nicht oder nicht vollständig gehärtet werden sollen, im folgenden Bereiche zweiter Art genannt, dürfen nicht auf eine Temperatur über AC₃ erwärmt werden. Für den Presshärtevorgang würde es genügen, wenn die Bereiche zweiter Art Raumtemperatur hätten. Dies wäre auch energetisch die günstigste Variante. Allerdings hat Stahl bei Raumtemperatur ein wesentlich geringeres Umformvermögen als erwärmter Stahl. Daher ist es für den Umformvorgang zumindest bei komplexeren Tiefziehteilen notwendig, dass der Stahl auch in den Bereichen zweiter Art erwärmt wird, zumal gängiger Warmformstahl nach einem Kaltformen rückfedert, was sich negativ auf die einzuhaltenden Toleranzen auswirkt. Hinzu kommt, dass ein zu großer Temperaturgradient zwischen dem Bereich erster Art und den Bereichen zweiter Art nach dem Härten zu Spannungen in den Übergangsbereichen führen kann.
Um die Bildung von Martensit in den Bereichen zweiter Art nach dem Härten auszuschließen, wird in einer bevorzugten Ausführungsform die Platine in dem Durchlaufofen auf eine Temperatur bis maximal zum unteren Umwandlungspunkt AC₁ im E-K-D erwärmt. Nach Überschreiten des AC₁-Punktes beginnt bereits eine Teilgefügeumwandlung, die nach dem Härten auch zu einer Teilmartensitbildung führen kann, was nicht gewünscht ist. Umgekehrt soll die konduktive Erwärmung oder die Erwärmung mit offenen Brennern (nachfolgend kurz Erwärmung genannt) aber nicht zu lange dauern. Deswegen soll die Starttemperatur für die Erwärmung möglichst hoch liegen. Folglich wird die gesamte Platine bevorzugt auf eine homogene Temperatur bis maximal zum AC₁-Punkt in einem Ofen erwärmt und anschließend in die Erwärmungsstation umgelagert, um den Bereich erster Art auf über AC₃ zu erwärmen. Die Bereiche zweiter Art werden währenddessen gar nicht erwärmt oder lediglich auf ihrer Temperatur gehalten. Auf diese Weise erfolgt die Erwärmung schnell genug, um die Fertigungsfolge im Pressentakt zu gewährleisten. Sollte die Erwärmung des Bereichs erster Art auf über AC₃ langsamer sein als der Pressentakt, muss mit zwei oder mehr Erwärmungsstationen gearbeitet werden. Es ist daher ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens, die herkömmlichen Durchlauföfen in einer konventionellen Fertigungslinie für das Warmformen beizubehalten und die konventionelle Linie einfach und wirtschaftlich für die Herstellung einer nur partiell gehärteten Platine umrüsten zu können. Zudem ist es möglich, bei einer eigens eingerichteten Fertigungslinie den Durchlaufofen insgesamt einfacher und günstiger zu gestalten, wenn der Durchlaufofen nur Temperaturen bis AC₁ und nicht bis auf über AC₃ erbringen und im Dauerbetrieb diesen Temperaturen Stand halten muss.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird die Platine im Ofen insgesamt auf eine homogene Temperatur kleiner AC_3, aber größer AC₁ erwärmt und dann in die Erwärmungsstation umgelagert, wo der Bereich erster Art auf über AC₃ erwärmt wird. In den Bereichen zweiter Art tritt nach dem Härten ein Mischgefüge auf, das zwischen den Eigenschaften des Ausgangsgefüges und den Eigenschaften des harten Gefüges angesiedelt ist. Dieses Mischgefüge kann für bestimmte Einsatzzwecke vorteilhaft sein. Die Platinenparameter können daher mit einer Leistungssteigerung in der Erwärmungsstation je nach Bedarf flexibel eingestellt werden.
Das Verfahren eignet sich besonders für das Warmformen einer Platine aus einer Stahllegierung, die sich, ausgedrückt in Gewichtsprozenten, zusammensetzt aus
Kohlenstoff (C) 0,18% bis 0,3%
Silizium (Si) 0,1% bis 0,7%
Mangan (Mn) 1,0% bis 2,5%
Phosphor (P) maximal 0,025%
Chrom (Cr) bis 0,8%
Molybdän (Mo) bis 0,5%
Schwefel (S) maximal 0,01%
Titan (Ti) 0,02% bis 0,05%
Bor (B) 0,002% bis 0,005%
Aluminium (Al) 0,01% bis 0,06%
Rest Eisen und erschmelzungsbedingte Verunreinigungen
Hierbei handelt es sich um einen borlegierten, unbeschichteten Warmformstahl. Eine Platine aus diesem Stahl wird zunächst homogen auf mindestens 400°C, vorzugsweise auf etwa 700°C erwärmt und dann in dem Bereich erster Art konduktiv oder mittels offenen Brennern auf eine Temperatur von ca. 930°C erwärmt. Die Bereiche zweiter Art werden währenddessen auf etwa 700°C gehalten. Sofort im Anschluss an die Erwärmung wird die Platine einem Warmform- und Härtewerkzeug zugeführt und geformt sowie in dem Bereich erster Art gehärtet. Dadurch erhält man eine partiell gehärtete, maßgetreue, warmgeformte Platine mit definierten Eigenschaften in den Bereichen erster und zweiter Art.
Das Verfahren ist jedoch auch für eine Platine aus einem mit einer metallischen Schicht, wie beispielsweise Aluminium oder Zink, versehenen Warmformstahl anwendbar. Insbesondere eine Platine aus einem mit einer aluminiumhaltigen Schicht beschichteten Warmformstahl muss zur Ausbildung einer so genannten intermetallischen Phase zunächst auf eine Temperatur über dem AC₃-Punkt erwärmt und durchlegiert werden. Zur wirtschaftlichen Anwendung des hier beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens muss eine Platine aus einem mit Aluminium beschichteten Warmformstahl daher zunächst in einem separaten Arbeitsschritt durchlegiert werden. Am besten wäre dieser Arbeitsschritt beim Stahlhersteller bereits bei der Herstellung des Coils auszuführen.
Schließlich ist es erfindungsgemäß noch zweckmäßig, dass in der Erwärmungsstation unterschiedliche Temperaturfelder vorgesehen und mittels eines Schotts voneinander getrennt werden.
Nachfolgend ist die Erfindung anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen genauer beschrieben. Es zeigen:
1 im Schema eine Warmformlinie für eine Platine aus einem unbeschichteten Stahl;
2 ebenfalls im Schema eine Warmformlinie für eine Platine aus einem beschichteten Stahl;
3 in vergrößertem Maßstab im schematischen Schnitt eine Erwärmungsstation der Warmformlinie gemäß den 1 und 2;
4 im Schema die Härteverteilung bei einer Platine in Form einer B-Säule für ein Kraftfahrzeug und
5 eine Erwärmungskurve eines Bereichs erster Art der Platine.
In der 1 ist mit 1 schematisch eine Warmformlinie für eine Platine 5 bezeichnet. Ein zu einem Coil 2 gewickelter unbeschichteter Warmformstahl 3 wird kontinuierlich von dem Coil 2 abgewickelt und in einer Schneidestation 4 zu Platinen 5 geschnitten.
Die Platinen 5 können in einer Formstation 6 wahlweise kalt vorgeformt und/oder beschnitten werden. Das Kaltformen ist in der Regel ein Tiefziehen bei Raumtemperatur und der Beschnitt wird möglichst endkonturennah ausgeführt. Die Formstation 6 ist optional und abhängig von der Komplexität der Bauteilgeometrie. Sie kann auch völlig entfallen.
Anschließend werden die Platinen 5 in einen Ofen, konkret einen Durchlaufofen 7 überführt. In dem Durchlaufofen 7 werden die Platinen 5 homogen auf eine Temperatur kleiner dem oberen Umwandlungspunkt AC₃ im Eisen-Kohlenstoff-Diagramm erwärmt und dann sofort in eine Erwärmungsstation 8 umgelagert. Die Erwärmungsstation 8 ist hier als separate Station dargestellt. Sie kann aber auch in den Durchlaufofen 7 integriert sein, beispielsweise in dessen Endbereich.
In der Erwärmungsstation 8 werden die Platinen 5 in einem Bereich erster Art 9 auf eine Temperatur über den AC₃-Punkt erwärmt. Die Bereiche zweiter Art 10 verbleiben auf einer Temperatur unterhalb von AC₃.
Sowohl der Durchlaufofen 7 als auch die Erwärmungsstation 8 können auf konduktive Weise betrieben werden. Es sind aber auch mit Gas oder Öl betriebene offene Brenner vorstellbar.
In dem Ausführungsbeispiel der 1 und 3 liegen die Bereiche zweiter Art 10 an den jeweiligen Enden der Platinen 5 und der Bereich erster Art 9 in der Mitte der Platinen 5. Die so vorerwärmten Platinen 5 werden im Anschluss einem zwangsgekühlten Form- und Härtewerkzeug 11 zugeführt und hierin warmgeformt sowie partiell gehärtet.
Die in 2 schematisch veranschaulichte Variante für eine Warmformlinie 1a verwendet einen beschichteten Stahl 3a. Ein zum Coil 12 gewickelter Warmformstahl 3a, der mit einer aluminiumhaltigen Legierung beschichtet ist, wird kontinuierlich abgewickelt und durch einen Durchlaufofen 7 transportiert. In dem Durchlaufofen 7 wird der beschichtete Warmformstahl 3a homogen auf eine Temperatur über den AC₃-Punkt erwärmt, so dass die Beschichtung durchlegiert und mit dem Grundmaterial eine sogenannte intermetallische Phase ausbildet. Der erwärmte beschichtete Stahl 3a wird dann allerdings nicht abgeschreckt, so dass er nicht härtet, denn dann wäre sein Formänderungswiderstand für ein weiteres Verarbeiten zu hoch. Beim Verlassen des Durchlaufofens 7 wird der durchlegierte beschichtete Stahl 3a wieder zu einem Coil 12 gewickelt.
Von diesem Coil 12 wird der beschichtete Stahl 3a sodann kontinuierlich abgewickelt und in einer Schneidestation 4 zu beschichteten Platinen 5a geschnitten. Die Formstation 6 gemäß 1 zum Kaltvorformen entfällt hierbei, weil die beim Durchlegieren entstandene intermetallische Phase nicht kalt geformt werden kann ohne zu reißen.
Daher werden die Platinen 5a direkt in einen Durchlaufofen 7 überführt. In dem Durchlaufofen 7 werden die beschichteten Platinen 5a homogen auf eine Temperatur kleiner AC₃ erwärmt und dann sofort in eine konduktiv oder mit Gas- oder Ölbrennern betriebene Erwärmungsstation 8 umgelagert. Die Erwärmungsstation 8 ist hier ebenfalls als separate Station dargestellt. Sie kann aber auch in den Durchlaufofen 7 integriert sein, beispielsweise in deren Endbereich. In der Erwärmungsstation 8 werden die Platinen 5a in einem mittleren Bereich erster Art 9 auf eine Temperatur über den AC₃-Punkt erwärmt. Die endseitigen Bereiche zweiter Art 10 verbleiben auf einer Temperatur unterhalb von AC₃. Die so vorerwärmten Platinen 5a werden dann einem zwangsgekühlten Form- und Härtewerkzeug 11 zugeführt und hier warm geformt sowie partiell gehärtet.
3 zeigt in vergrößertem Maßstab schematisch die Erwärmungsstation 8 gemäß den 1 und 2. An einer Halterung 13 sind Konduktoren 14 angebracht. Die Konduktoren 14 sind in äußeren Temperaturfeldern 15 und 16 so gesteuert, dass sie eine auf einer Halterung 17 liegende vorgeformte und vorerwärmte Platine 5, 5a jeweils in den Bereichen zweiter Art 10 auf etwa 700°C halten. Im mittleren Temperaturfeld 18 sind die Konduktoren 14 so gesteuert, dass sie die Platinen 5, 5a mittig in einem Bereich erster Art 9 auf ca. 930°C erwärmen.
In der 3 sind die Temperaturfelder 15, 16 und 18 durch Schotte 19 voneinander getrennt. Mit den Schotten 19 können die Temperaturverteilungen der Platinen 5, 5a besser beherrscht und die Härtewerte letztlich im fertigen Bauteil 20 (4) genauer eingestellt werden.
Nach dem Warmformen und Härten ist aus den Platinen 5, 5a gemäß der 3 eine in 4 genauer dargestellte partiell gehärtete B-Säule 20 entstanden. Die B-Säule 20 ist in einem Kopfbereich 21 und in einem Säulenfuß 22 relativ duktil. In dem mittleren Bereich 23 ist die B-Säule 20 gehärtet. In den Übergangsbereichen 24 von dem gehärteten Mittelbereich 23 auf die ungehärteten Endbereiche 21, 22 hat sich ein Mischgefüge eingestellt.
5 zeigt eine Erwärmungskurve 25 eines Bereichs erster Art 9 einer Platine 5, 5a. Dargestellt ist die Temperatur in Grad Celsius über die Zeit in Sekunden. Der Kurvenbereich 26 zeigt die kontinuierliche Aufheizung der Platinen 5, 5a in einem Durchlaufofen 7. Innerhalb von knapp 200 Sekunden wird die gesamte Platine 5, 5a homogen von Raumtemperatur auf die Temperatur von ca. 700°C gebracht. Sodann wird die Platine 5, 5a beim Kurvenpunkt 27 in eine konduktive Erwärmungsstation 8 umgelagert und hier innerhalb von etwa 30 Sekunden auf knapp 930°C aufgeheizt. Beim Kurvenpunkt 28 ist die Erwärmung der Platine 5, 5a abgeschlossen.
Bezugszeichenliste

1: Warmformlinie
1a: Warmformlinie
2: Coil
3: Warmformstahl
3a: beschichteter Stahl
4: Schneidestation
5: Platinen
5a: Platinen
6: Formstation
7: Durchlaufofen
8: Erwärmungsstation
9: Bereich erster Art
10: Bereich zweiter Art
11: Form- und Härtewerkzeug
12: Coil
13: Halterung
14: Konduktoren
15: Temperaturfeld
16: Temperaturfeld
17: Halterung
18: Temperaturfeld
19: Schotten
20: B-Säule
21: Kopfbereich von 20
22: Säulenfuß von 20
23: Mittelbereich von 20
24: Übergangsbereiche zwischen 23 zu 21 und 22
25: Erwärmungskurve
26: Kurvenbereich
27: Kurvenpunkt
28: Kurvenpunkt

Claims

Verfahren zum Warmformen und Härten einer ebenen oder vorgeformten stählernen Platine (5, 5a) mit mindestens zwei Gefügebereichen (9, 10) unterschiedlicher Duktilität, welche abschnittsweise unterschiedlich erwärmt und dann in einem Warmform- und Härtewerkzeug (11) geformt sowie bereichsweise gehärtet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Platine (5, 5a) zunächst in einem Ofen (7) auf eine homogene Temperatur kleiner dem oberen Umwandlungspunkt AC₃-Punkt im Eisen-Kohlenstoff-Diagramm erwärmt, danach in einer konduktiven Erwärmungsstation (8) in einem Bereich erster Art (9) auf eine Temperatur über dem AC₃-Punkt erhitzt und schließlich in dem Warmform- und Härtewerkzeug (11) in dem Bereich erster Art (9) gehärtet wird.
Verfahren zum Warmformen und Härten einer ebenen oder vorgeformten stählernen Platine (5, 5a) mit mindestens zwei Gefügebereichen (9, 10) unterschiedlicher Duktilität, welche abschnittsweise unterschiedlich erwärmt und dann in einem Warmform- und Härtewerkzeug (11) geformt sowie bereichsweise gehärtet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Platine (5, 5a) zunächst in einem Ofen (7) auf eine homogene Temperatur kleiner dem AC₃-Punkt der Legierung erwärmt, danach in einer mindestens einen offenen Brenner aufweisenden Erwärmungsstation (8) in einem Bereich erster Art (9) auf eine Temperatur über dem AC₃-Punkt erhitzt und schließlich in dem Warmform- und Härtewerkzeug (11) in dem Bereich erster Art (9) gehärtet wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Platine (5, 5a) in dem Ofen (7) auf eine homogene Temperatur bis maximal dem unteren Umwandlungspunkt AC₁ im Eisen-Kohlenstoff-Diagramm erwärmt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Platine (5, 5a) in dem Ofen (7) auf eine homogene Temperatur kleiner dem AC₃-Punkt, aber größer dem AC₁-Punkt erwärmt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Stahllegierung eingesetzt wird, die sich, ausgedrückt in Gewichtsprozenten, zusammensetzt aus Kohlenstoff (C) 0,18% bis 0,3% Silizium (Si) 0,1% bis 0,7% Mangan (Mn) 1,0% bis 2,5% Phosphor (P) maximal 0,025% Chrom (Cr) bis 0,8% Molybdän (Mo) bis 0,5% Schwefel (S) maximal 0,01% Titan (Ti) 0,02% bis 0,05% Bor (B) 0,002% bis 0,005% Aluminium (Al) 0,01% bis 0,06% Rest Eisen und erschmelzungsbedingte Verunreinigungen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine mit einer metallischen Beschichtung versehene Platine (5, 5a) eingesetzt wird, wobei die Beschichtung im Vorfeld durchlegiert worden ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der Erwärmungsstation (8) unterschiedliche Temperaturfelder (15, 16, 18) vorgesehen und mittels eines Schotts (19) voneinander getrennt werden.