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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines geformten Aluminiumlegierungsstrukturteils oder Karosseriegerippe- bzw. Rohkarosserie-Teils (body-in-white; BIW) eines Kraftfahrzeugs aus einer Aluminiumlegierung, wobei die Aluminiumlegierung eine Legierung der AA7000-Reihe ist.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Es ist zu beachten, dass sich nachstehend, sofern nicht anders angegeben, die Aluminiumlegierungsbezeichnungen und Härtegradbezeichnungen auf die Bezeichnungen der Aluminum Association in „Aluminum Standards and Data and the Registration Records”, wie sie von der Aluminum Association im Jahr 2010 veröffentlicht wurden, beziehen.
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Bei der Beschreibung von Legierungszusammensetzungen oder bevorzugten Legierungszusammensetzungen beziehen sich alle Prozentangaben auf Gew.-%, außer es ist anders angegeben.
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Ein Karosseriegerippe (BIW) besteht aus den Strukturbauteilen des Automobils, nicht beinhaltend Verschließmittel (z. B. Türverkleidungen, Motorhaubenverkleidungen, Kofferraumdeckelverkleidungen).
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Bei der Herstellung von Kraftfahrzeugen sind insbesondere Aluminiumlegierungen der Reihen AA5xxx und AA6xxx, wie zum Beispiel 5051, 5182, 5454, 5754, 6009, 6016, 6022 und 6111, verwendet worden, um Automobil-Strukturteile und Karosseriegerippe-Teile (BIW-Teile) herzustellen.
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Es besteht Bedarf an der Verwendung von Aluminiumlegierungen, insbesondere für geformte Strukturteile (i. f. auch Strukturformteile) und BIW-Teile, welche verformbar sind und insbesondere eine erhöhte Festigkeit aufweisen, nachdem sie einem Einbrennvorgang unterzogen worden sind. Darüber hinaus beinhalten die normalerweise für derartige Teile benötigten Eigenschaften eine hohe Umformbarkeit für den Umformungsvorgang (üblicherweise mittels Stanzen, Tiefziehen oder Profilwalzen), hohe mechanische Festigkeit nach dem Einbrennen, um eine Reduzierung der Stärken und somit Minimierung des Gewichts des Teils, gutes Verhalten bei den verschiedenen in der Kraftfahrzeugherstellung verwendeten Zusammenbauverfahren, wie beispielsweise Punktschweißen, Laserschweißen, Laserstrahlhartlöten, Drucksetzfügen (Clinchen) oder Nieten, und akzeptable Kosten bei der Massenfertigung zu ermöglichen.
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Die internationale Patentanmeldung
WO 2010/049445 A1 (Aleris) offenbart ein Automobil-Strukturbauteil aus einem Aluminiumlegierungsblechprodukt mit einer Stärke im Bereich von 0,5 bis 4 mm und mit einer Zusammensetzung bestehend aus, in Gew.-%: Zn 5,0–7,0, Mg 1,5–2,3, Cu max. 0,20, Zr 0,05–0,25, optional Mn und/oder Cr, Ti max. 0,15, Fe max. 0,4, Si max. 0,3, und der Rest besteht aus Verunreinigungen und Aluminium. Das Blechprodukt ist lösungswärmebehandelt (solution heat treatment, SHT) und nach der SHT-Behandlung abgekühlt worden, auf eine Dehngrenze von wenigstens 390 MPa gealtert worden, nach dem Altern umgeformt worden, um ein Automobil-Strukturformbauteil zu erhalten, dann mit einem oder mehreren anderen Metallteilen zusammengebaut worden, um eine Baugruppe zu bilden, welche ein Kraftfahrzeugbauteil bildet, und einem Einbrennvorgang unterzogen worden.
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BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Strukturformteils aus einem Blechprodukt einer Legierung der AA7000-Reihe zur Verfügung zu stellen.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung eines Automobil-Strukturformteils aus einem Blechprodukt einer Legierung der AA7000-Reihe zur Verfügung zu stellen.
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Diese und andere Aufgaben und weitere Vorteile werden erreicht oder übertroffen durch die vorliegende Erfindung, welche ein Verfahren zur Verfügung stellt zur Herstellung eines Strukturformteils oder Karosseriegerippe-Formteils (BIW) eines Kraftfahrzeugs aus einer Aluminiumlegierung, wobei das Verfahren die Schritte umfasst:
- a. Bereitstellen eines gewalzten Aluminiumblechprodukts, wobei die Aluminiumlegierung eine Aluminiumlegierung der AA7000-Reihe ist und eine Stärke im Bereich von etwa 0,5 bis 4 mm, und bevorzugt von etwa 0,7 bis 3,5 mm, aufweist, und einer Wärmebehandlung unterzogen wird bei einer Temperatur, welche in einem Phasenbereich der Aluminiumlegierung liegt, in dem eine erhebliche Festigkeitserhöhung nach einem Abkühlvorgang verwirklicht wird, und beinhaltend die oft angewandte Lösungswärmebehandlung („SHT”, solution heat treatment) gefolgt von Abschrecken,
- b. Umformen des Aluminiumlegierungsblechs, um ein dreidimensionales Formteil zu erhalten,
- c. Erwärmen des dreidimensionalen Formteils auf eine Voralterungstemperatur im Bereich zwischen 50°C und 250°C, und
- d. das vorgealterte Formteil einem Einbrennzyklus unterziehen, und wobei der Einbrennzyklus zu einer Dehngrenze von wenigstens 350 MPa, und bevorzugter von wenigstens 400 MPa, bei dem Produkt der AA7000-Legierungsreihe führt.
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Erfindungsgemäß hat sich gezeigt, dass die Anwendung einer Voreinbrenn- oder Voralterungsbehandlung nach dem Umformen des Blechprodukts, jedoch vor dem Einbrennzyklus, die verzögerte Bruchanfälligkeit des Aluminiumformteils aus dem Blechprodukt aus einer Aluminiumlegierung der Reihe AA7000 erheblich verringerte. Es hat sich gezeigt, dass Bleche aus Legierungen der AA7000-Reihe bei Umformung beispielsweise mittels Stanzen in dreidimensionale Bauteile anfällig für Bruchrissbildung bei Raumtemperatur in einer umgebenden Atmosphäre wie in einem Presswerk, und somit in einer üblicherweise nicht aggressiven korrosiven Umgebung, sein können. Dies führt dazu, dass die gestanzten Bauteile eine erhebliche Neigung zur Bildung von Rissen nicht unmittelbar während oder bei dem Umformungsvorgang, sondern mit einiger Verzögerung von nur ein paar Stunden oder sogar erstmalig nach mehreren Tagen in einer Raumumgebung zeigen können. Dies wird hier auch als Anfälligkeit für verzögerte Rissbildung bezeichnet. Wenn das Formbauteil jedoch einer Voralterungsbehandlung unterzogen wird, ist die Anfälligkeit für verzögerte Rissbildung erheblich vermindert, und durch Optimierung der Voralterungsbehandlung abhängig von dem Umformungsvorgang der verwendeten Legierung kann sie sogar vermieden werden.
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Die Voralterungsbehandlung kann aus einer einzelnen Wärmebehandlung bestehen, sie kann jedoch auch als eine Reihe von zwei oder mehr Wärmebehandlungen bei unterschiedlichen Temperaturen durchgeführt werden. Und sie kann als isothermische Wärmebehandlung(en) oder alternativ als nicht-isothermische Wärmebehandlung(en) innerhalb der beschriebenen Temperatur-Zeit-Bereiche durchgeführt werden.
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Eine bevorzugte Obergrenze für die Voralterungstemperatur ist etwa 210°C, bevorzugt etwa 190°C, und bevorzugter etwa 140°C. Eine zu hohe Temperatur kann zu einer gegenteiligen Wirkung auf die Festigkeitsniveaus nach dem Einbrennzyklus führen.
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Eine bevorzugte Untergrenze für die Voralterungstemperatur ist etwa 70°C und bevorzugter etwa 100°C.
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Die Voralterungsbehandlung in dem definierten Temperaturbereich wird bevorzugt derart durchgeführt, dass das Formprodukt während nicht länger als 5 Stunden, und bevorzugter nicht länger als etwa 1 Stunde, bei der Voralterungstemperatur ist, um eine Verminderung der Produktivität zu vermeiden. Die Mindestzeit ist etwa 1 Minute. Üblicherweise wird die Voralterungsbehandlung bei den Voralterungstemperaturen während einiger Minuten, z. B. 2 bis 30 Minuten, beispielsweise etwa 4 oder 8 Minuten, durchgeführt.
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Es hat sich gezeigt, dass eine zunehmende Voralterungszeit, insbesondere wenn am oberen Ende des Temperaturbereichs gearbeitet wird, zu einem spitzengealterten oder einem nahezu spitzengealterten Produkt führen kann, was nach dem Einbrennzyklus zu einer überalterten Legierung führt. Ein überaltertes Material hat üblicherweise eine verbesserte Korrosionsleistung, während im Gegenzug die Festigkeitsniveaus sinken. Letzteres ist erfindungsgemäß bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Blechmaterials nicht gewünscht.
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Übliche Aufwärmgeschwindigkeiten lägen im Bereich von 5°C/Stunde bis 300°C/Stunde.
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Es hat sich gezeigt, dass die während der Voralterungsbehandlung gebildeten Ausfällungen recht stabil sind, so dass die Abkühlgeschwindigkeit von der Voralterungstemperatur auf Umgebungstemperatur nicht kritisch ist. Folglich hat sich gezeigt, dass übliche Luftabkühlung oder Umgebungsabkühlung auf Umgebungstemperatur ein praktischer Weg der Abkühlung ist. Erzwungene Abkühlgeschwindigkeiten mittels Luft, Nebel oder Wasser sollten bevorzugt vermieden werden, da hierdurch die Menge an Verwerfung bzw. Verzerrung in dem Formteil negativ erhöht werden kann.
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Das erfindungsgemäße Verfahren kann für eine breite Palette an Aluminiumlegierungen der 7000-Reihe angewendet werden, und einige neigen mehr als andere zu Anfälligkeit für verzögerte Rissbildung, und es könnte auch einen Einfluss des Umformungsvorgangs geben, insbesondere den Grad an Verformung in dem Blechformprodukt. Aus diesem Grund kann die Zeitverzögerung zwischen dem Umformungsvorgang und der Voralterungsbehandlung bis zu einem gewissen Maß verändert werden, sie sollte jedoch idealerweise verhältnismäßig kurz gehalten werden. Es wird bevorzugt, dass sie innerhalb etwa 30 Stunden nach dem Umformungsvorgang, und bevorzugt innerhalb etwa 20 Stunden, und bevorzugter innerhalb etwa 12 Stunden, durchgeführt wird.
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Es sollte erwähnt werden, dass Voralterungs-Wärmebehandlungen im Stand der Technik bei der Herstellung von Automobilbauteilen bekannt sind. Hierbei handelt es sich jedoch um Wärmebehandlungen von Blechprodukten aus Legierungen der AA6000-Reihe nach SHT und Abschrecken und vor irgendeinem Umformungsvorgang (z. B. Stanzen, Tiefziehen), um die so genannte Einbrennreaktion zu erhöhen, wobei letztere eine erhebliche Festigkeitszunahme des Legierungsblechs während des Automobil-Einbrennzyklus ist. Die Anwendung einer Voralterungsbehandlung fördert die Ausfällungskinetik und vermindert die Größe der Ausfällung und verringert die durchschnittliche interpartikuläre Trennung. Somit betrifft sie eine Voralterungsbehandlung, welche auf eine andere Reihe von Aluminiumlegierungen angewendet wird, welche zu einem anderen Zeitpunkt im Herstellungsverfahren und zur Erzielung einer anderen technischen Wirkung angewendet wird.
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Das gewalzte Aluminiumlegierungsblech kann durch aus dem Stand der Technik bekannte Verfahren erhalten werden, und diese beinhalten Stranggießen oder DC-Gießen eines Walzgutes, Homogenisierung und/oder Vorwärmen des Walzgutes, Warmwalzen und/oder Kaltwalzen auf eine endgültige Stärke, üblicherweise im Bereich von etwa 0,5 bis 4 mm. Abhängig von der Legierungszusammensetzung und der Menge an Kaltverformung kann ein Zwischenglühen vor oder während des Kaltwalzvorgangs verwendet werden.
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Die Wärmebehandlung, wie beispielsweise SHT und Abschrecken des Blechprodukts, kann als kontinuierlicher Vorgang, zum Beispiel unter Verwendung einer Bandglühanlage, durchgeführt werden, wonach das Blechprodukt wieder aufgewickelt wird. Das aufgewickelte Blechprodukt kann dann zu einem Presswerk für die weitere Verarbeitung zu einem Formteil transportiert werden.
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Da das lösungswärmebehandelte und abgeschreckte Blechprodukt aufgrund des Auftretens einer spontanen natürlichen Alterungswirkung bei Umgebungstemperatur in einem instabilen Zustand ist (im Stand der Technik auch als W-Zustand bezeichnet), ist die Zeit zwischen dem Abschreckvorgang und dem Umformungsvorgang bevorzugt weniger als 2 Wochen, und bevorzugter weniger als 4 Tage.
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In einer alternativen Ausführungsform wird das Blechprodukt nach SHT und Abschrecken künstlich bei einer Temperatur im Bereich von 50°C bis 250°C gealtert. Zum Beispiel auf einen unteralterten T6-Härtegrad, z. B. T61, T64 oder T65 gemäß EN515. In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Blechprodukt auf einen überalterten T7x-Härtegrad gealtert, zum Beispiel einen T79-Härtegrad. Ein Vorteil der Verwendung eines überalterten Härtegrads ist, dass während des Einbrennzyklus im Wesentlichen keine weitere Überalterung erfolgt, was dazu führt, dass kein erheblicher Festigkeitsverlust in dem Blechprodukt als Folge des Einbrennzyklus auftritt.
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In einer alternativen Ausführungsform wird das kaltgewalzte Blechprodukt einer Wärmebehandlung unterzogen bei einer Temperatur, welche in einem Phasenfeld der Aluminiumlegierung liegt, in dem eine erhebliche Festigkeitszunahme nach einem Abkühlvorgang verwirklicht wird, insbesondere kann es SHT gefolgt von Abschrecken nahe beim oder im Presswerk sein derart, dass die Verweildauer zwischen dem Abkühlen und dem Umformungsvorgang vermindert wird. Abhängig von der logistischen Gestaltung kann das Produkt immer noch als ein aufgewickeltes Produkt hergestellt werden oder alternativ zunächst unaufgewickelt, dann in ein getrenntes Blechprodukt mit kleineren Abmessungen geschnitten werden, wobei das geschnittene Blechprodukt einzeln oder in einem kleinen Batch wärmebehandelt, anschließend abgekühlt und, bevorzugt innerhalb 4 Stunden nach dem Abkühlen, zu einem dreidimensionalem Formteil oder Bauteil umgeformt wird.
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Falls gewünscht ist es auch möglich, dass das wärmebehandelte und abgekühlte Blech eine kontrollierte Menge an Strecken erfährt, üblicherweise im Bereich von 0,5% bis 4%, um die Flachheit des Blechprodukts vor einem anschließenden Umformungsvorgang zu erhöhen. In einer Alternative wird das Blechprodukt komprimiert, üblicherweise im Bereich von 1% bis 5%, zum Beispiel unter Verwendung eines Vorgangs in einer Pressform.
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Nach der Wärmebehandlung und dem Abkühlen und dem optionalen Strecken oder Komprimieren kann das Blechprodukt zu einem dreidimensionalen BIW-Formteil oder einer anderen Strukturbauteilkonfiguration eines Kraftfahrzeugs umgeformt werden.
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Der Umformungsvorgang kann jeder Umformungsvorgang sein, welcher zum Formen dreidimensionaler Kraftfahrzeugbauteile verwendet wird, und beinhaltet insbesondere Vorgänge wie Stanzen, Tiefziehen, Pressen, Pressformen und Walzformen, entweder bei Umgebungstemperatur oder bei einer höheren Temperatur.
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Vor dem Umgestalten kann das Produkt mit einem Schmiermittel, einem Öl oder einem Trockenschmiermittel, welches für den Umformungsvorgang, die Baugruppe und die Oberflächenbehandlung des herzustellenden Strukturteils geeignet ist, bedeckt werden.
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Nach dem Umformungsvorgang und der Voralterungsbehandlung wird das Formteil üblicherweise Teil einer Baugruppe oder anderer Metallbauteile, wie es im Bereich der Herstellung von Fahrzeugbauteilen üblich ist, und wird einem Einbrennvorgang unterzogen, um die aufgebrachte Farb- oder Lackschicht auszuhärten.
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Alternativ wird das Formteil zuerst Teil einer Baugruppe oder anderer Metallbauteile, wie es in dem Bereich üblich ist, z. B. eine B-Säule, und dann wird die gesamte Baugruppe der Voralterungsbehandlung unterzogen und Teil einer Autokarosseriestruktur und gefolgt von einem getrennten Einbrennvorgang, um die aufgebrachte Farb- oder Lackschicht auszuhärten.
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Der Zusammenbauvorgang kann einen Fügevorgang, beispielsweise Falzbiegen, Schweißen, Durchsetzfügen oder Vernieten, beinhalten.
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Der Einbrennvorgang ist eine Wärmebehandlung, welche klar von der erfindungsgemäßen Voralterungsbehandlung getrennt ist. Die Zeitverzögerung zwischen diesen zwei Wärmebehandlungen ist vorwiegend auf logistische Zwänge bei der Herstellung der einzelnen Teile in der Massenfertigung, welche vielerlei Arbeitsschritte beinhaltet, zurückzuführen. Die Zeitverzögerung beträgt mehr als etwa 1 Stunde und kann mehrere Tage oder sogar mehrere Wochen betragen.
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Während des Einbrennzyklus erzielt das Formprodukt aus einer Legierung der AA7000-Reihe die gewünschten abschließenden Festigkeitsniveaus. Der Einbrennvorgang oder Einbrennzyklus umfasst üblicherweise eine oder mehrere aufeinander folgende kurze Wärmebehandlungen im Bereich von 140°C bis 200°C während eines Zeitraums von 10 bis weniger als 40 Minuten, und üblicherweise von weniger als 30 Minuten. Ein üblicher Einbrennzyklus würde eine erste Wärmebehandlung von etwa 180°C@20 Minuten, Abkühlen auf Umgebungstemperatur, dann etwa 160°C@20 Minuten und Abkühlen auf Umgebungstemperatur umfassen. Abhängig vom Originalhersteller bzw. OEM kann ein derartiger Einbrennzyklus 2 und sogar bis zu 5 aufeinander folgende Schritte umfassen und beinhaltet Trockenschritte, aber so oder so beträgt die kumulierte Zeit bei erhöhter Temperatur (100°C bis 200°C) des Aluminiumlegierungprodukts weniger als 120 Minuten.
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Das erfindungsgemäße Verfahren kann auf eine breite Palette von Legierungen der AA7000-Reihe angewendet werden, insbesondere diejenigen, welche eine Neigung zu natürlicher Alterung aufweisen. In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Aluminiumlegierung ausgewählt aus der Gruppe von AA7021, AA7136, AA7075, AA7081, AA7181, AA7085, AA7050, AA7150, AA7055 und Abwandlungen hiervon.
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In einer anderen bevorzugten Ausführungsform umfasst die Legierung der AA7000-Reihe, in Gew.-%:
| Zn | 6 bis 7 |
| Mg | 1,5 bis 2,1 |
| Cu | 0 bis 0,35 |
| Mn | 0 bis 0,15, bevorzugt 0 bis 0,05, |
| Zr | 0,04 bis 0,25 |
| Ti | 0 bis 0,15 |
| Fe | 0 bis 0,35 |
| Si | 0 bis 0,25, |
andere Elemente und unvermeidbare Verunreinigungen jeweils maximal 0,05, gesamt 0,20, Rest Aluminium.
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In einer Ausführungsform ist das Blechprodukt aus einer Aluminiumlegierung der AA7000-Reihe mit einer Metallplattierschicht versehen worden, welche auf wenigstens eine Seite aufgebracht wurde, wobei das Metallplattierschichtmaterial eine innere Oberfläche und eine äußere Oberfläche aufweist, und wobei die innere Oberfläche dem Material der AA7000-Reihe zugewandt ist.
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Die Plattierschicht oder Plattierschichten sind üblicherweise viel dünner als das Kernblech, und jede Plattierschicht macht etwa 1% bis 25% der gesamten Verbundblechdicke aus. Eine Plattierschicht macht noch üblicherweise so etwa 1% bis 14% der Gesamtdicke des Verbundblechs aus.
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Das Plattierschichtmaterial kann aus einer Aluminiumlegierung der Reihen AA3000, AA4000, AA5000, AA6000 oder einer anderen Aluminiumlegierung der AA7000-Reihe hergestellt sein im Vergleich zu der Kernlegierung.
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In einer Ausführungsform besteht das Plattierschichtmaterial aus einer Legierung der AA5000-Reihe mit mehr als 3,8% Mg. Bevorzugter weist das Plattierschichtmaterial mehr als 4,8% Mg, und bevorzugt weniger als 7%, und bevorzugter weniger als 5,9%, auf. Mit dem Aufbringen der Plattierschicht werden insbesondere die Charakteristika für die Vorbehandlung wie Phosphatierung, Passivierung oder alternative Verfahren, welche bei den OEMs verwendet werden, verbessert. Aluminiumlegierungen der AA5000-Reihe sind der Automobilbranche bekannt, und die Verwendung einer Legierung der AA5000-Reihe als Außenoberfläche führt dazu, dass wenig oder keine Anpassung erforderlich ist für die Oberflächenvorbehandlung der Verbundstruktur verglichen mit Aluminiumlegierungen, welche bereits für Automobilanwendungen verwendet werden. Daher gibt es keine Probleme mit bestehenden Legierungssystemen. Ein anderer Vorteil der Verbundstruktur ist, dass sie für die Herstellung von Bauteilen verwendet werden kann, welche eine hohe Schlagzähigkeit oder eine gute Crash-Leistung aufweisen. Die Anwendung einer Plattierschicht der AA5000-Reihe mit einem hohen Mg-Gehalt führt zu einer günstigen Bildung von weniger Rissen an der Oberfläche, da diese Legierungen eine gute Biegbarkeit aufweisen, während die definierte Kernlegierung der AA7000-Reihe die erforderliche hohe Festigkeit verleiht.
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In einer Ausführungsform besteht das Plattierschichtmaterial aus einer Aluminiumlegierung der AA6000-Reihe, um die Korrosionsleistung des Formteils insgesamt zu erhöhen. Bevorzugte Legierungen sind Legierungen der Reihen AA6016 und AA6005.
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Aufgrund dieser hohen Dehngrenze nach einem Einbrennzyklus, guter Umformbarkeit und niedrigem Gewicht ist das erfindungsgemäß hergestellte BIW-Teil ein idealer Kandidat, um Teile zu ersetzen, welche aus Dualphasenstahl, wie beispielsweise den Stahlsorten dp600, dp800, und Borstählen, hergestellt werden, was eine erhebliche Gewichtseinsparung in dem Kraftfahrzeug ermöglicht.
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In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird das Verfahren verwendet, um ein Strukturautomobilteil oder -element herzustellen, und bevorzugt ein Strukturteil ausgewählt aus der Gruppe: Türträger, Dachträger, Seitenträger, Instrumententafelstützträger, Säulenverstärkung, Tunnel, B-Säulen-Verstärkung, Karosseriegerippeteil (BIW part).
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Eine bevorzugte Anwendung des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Herstellung einer Säulenverstärkung, insbesondere einer B-Säulen-Verstärkung.
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In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Strukturformteil für ein Kraftfahrzeug oder ein BIW-Teil eines Kraftfahrzeugs, wobei das Teil, welches aus einer Aluminiumlegierung der AA7000-Reihe hergestellt wird und eine Stärke im Bereich von 0,5 bis 4 mm, und bevorzugt im Bereich von 0,7 bis 3,5 mm, aufweist, und wobei das Teil lösungswärmebehandelt, abgeschreckt, aus Blech in ein dreidimensionales Formteil umgeformt worden ist und nach dem Umformen einer Voralterungsbehandlung unterliegt, indem es bei einer Temperatur zwischen 50°C und 250°C, und am bevorzugtesten zwischen 70°C und 170°C, gehalten worden ist, um die Anfälligkeit für verzögerte Rissbildung bei Umgebungstemperatur zu vermindern. Danach kann das vorgealterte Formteil einem Einbrennzyklus unterzogen werden, um eine Dehngrenze von wenigstens 350 MPa, und üblicherweise von wenigstens 400 MPa, zu erzielen.
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In einem anderen Aspekt betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug, welches ein BIW-Formteil aus einer Aluminiumlegierung, welches gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung erhalten wurde, beinhaltet.
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Das folgende Beispiel dient dazu, die Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung weiter darzustellen. Es soll den Umfang der vorliegenden Erfindung jedoch in keinster Weise beschränken.
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BEISPIEL.
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Es war ein Blech aus Aluminiumlegierung mit einer Stärke von 1,2 mm und einer Zusammensetzung von etwa 7,3% Zn, etwa 1,95% Mg, etwa 0,07% Cu, etwa 0,1% Zr, Rest Verunreinigungen und Aluminium, unter Verwendung einer üblichen Verarbeitungsstraße hergestellt worden. Das Blech war erneut wärmebehandelt und abgeschreckt worden (so genannter „frischer W-Härtegrad”) und unmittelbar zu einem Näpfchen unter Verwendung des bekannten Erichsen-Tiefziehungsversuchs bei Umgebungstemperatur und umgebender Atmosphäre tiefgezogen worden. Innerhalb von 24 Stunden bei Umgebungstemperatur und umgebender Atmosphäre zeige das tiefgezogene Näpfchen eine schwerwiegende Bildung einer Reihe von Rissen in dem Näpfchen, wie in 1 dargestellt ist.
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Wurde das tiefgezogene Näpfchen jedoch innerhalb etwa 1 Stunde einer Wärmebehandlung von 4 Stunden bei 130°C unterzogen, so kam es zu keiner Rissbildung in dem Näpfchen, und nach 5 Tagen war das wärmebehandelte Näpfchen erfolgreich einem simulierten Einbrennzyklus unterzogen worden.
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Eine ähnliche Wirkung zeigte sich, wenn die Wärmebehandlung etwa 0,5 Stunden und 10 Stunden nach dem Tiefziehen des Näpfchens durchgeführt wurde.
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Man hat auch herausgefunden, dass die Bildung von Rissen durch Verwendung kürzerer Wärmebehandlungszeiten bei 130°C vermieden werden konnte.
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Das verzögerte Brechen bzw. Reißen bei tiefgezogenen Näpfchen trat auch bei demselben Blechmaterial auf, welches jedoch lösungswärmebehandelt, abgeschreckt und auf einen T79-Härtegrad vor dem Tiefziehen bei Umgebungstemperatur und umgebender Atmosphäre überaltert worden war. Auch hier führte die erfindungsgemäße Voralterungsbehandlung zur Vermeidung von Rissbildung in den tiefgezogenen Näpfchen, und diese vorgealterten tiefgezogenen Näpfchen waren nach 5 Tagen erfolgreich einem simulierten Einbrennzyklus unterzogen worden.
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Es wurden zwar verschiedene Ausführungsformen der hier beschriebenen Technologie detailliert beschrieben, es ist jedoch offensichtlich, dass Abwandlungen und Anpassungen dieser Ausführungsformen dem Fachmann in den Sinn kommen werden. Es ist jedoch ausdrücklich festzuhalten, dass derartige Abwandlungen und Anpassungen im Geist und Umfang der vorliegend offenbarten Technologie liegen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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