DE10128200A1 - Verfahren zur Herstellung eines gehärteten Blechprofils - Google Patents

Verfahren zur Herstellung eines gehärteten Blechprofils

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines gehärteten Blechprofils aus einer Platine. Hierbei sind zunächst an der Platine 1 Durchzüge 5 mit vorstehenden Kragen 6 erzeugt worden sowie zwei nutartig gestaltete Sicken 7. Auf den Sicken 7 liegend wird die Platine 1 dann auf einem Fördermittel 4 in dem Ofen 2 erwärmt, anschließend in einem Pressenwerkzeug zum Blechprofil warm umgeformt und dann gehärtet. Im Bedarfsfall können die Sicken 7 vor dem Härten im Pressenwerkzeug eingeebnet werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines gehärteten Blech­ profils aus einer Platine, wobei die Platine im Bedarfsfall auch vorgeformt sein kann.
Durch die DE 24 52 486 A1 zählt ein Verfahren zur Herstellung eines ge­ härteten Blechprofils aus einer Platine in einem Presshärtverfahren zum Stand der Technik, bei dem eine aus härtbarem Stahl bestehende Platine auf Härtetemperatur erhitzt, dann in einem Pressenwerkzeug warm umge­ formt und anschließend ausgehärtet wird, während das Blechprofil im Pres­ senwerkzeug verbleibt. Da das Blechprofil bei der im Zuge des Härtungsvor­ gangs vorgenommenen Kühlung im Pressenwerkzeug eingespannt ist, erhält man ein Produkt mit guter Maßhaltigkeit.
Das Warmumformen und Härten im Pressenwerkzeug hat aufgrund der durch die Kombination von Umform- und Vergütungsvorgang in einem Werk­ zeug rationellen Arbeitsweise generell Vorteile.
Im Rahmen der WO 99/07492 ist vorgesehen, das vorbeschriebene Press­ härtverfahren zu modifizieren und im Pressenwerkzeug die randseitigen Be­ reiche von vorgefertigten Löchern abzubiegen, so dass Kragen entstehen. Das Abbiegen der Löcher geschieht im Pressenwerkzeug vor dem Härten. Die Öffnungen im Blechprofil sollen als Durchführungslöcher für Befesti­ gungsschrauben dienen. Denkbar ist es, solche Löcher auch zur Lageorien­ tierung des Blechprofils in nachfolgenden Fertigungsoperationen heranzu­ ziehen.
Derartige Öffnungen mit Kragen bezeichnet man fachterminologisch auch als Durchzüge. Sie werden in der Praxis, insbesondere im Automobilbau, ferner angewandt, um Bohrungen oder Durchbrüche in Kraftfahrzeugbautei­ len, beispielsweise Querträgern, zu verstärken. Diese Durchzüge sollen vermeiden, dass bei einem Crash die Bauteile in diesen Bereichen vorzeitig einknicken und versagen.
Der Erfindung liegt ausgehend vom Stand der Technik die Aufgabe zugrunde, ein rationelles Verfahren zur Herstellung von gehärteten Blech­ profilen mit Durchzügen aufzuzeigen.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht gemäß der Erfindung in einem Verfahren nach Patentanspruch 1. Danach werden zunächst aus ebenen Bereichen der Platine Durchzüge mit vorstehenden Kragen sowie mindestens eine in Richtung der Kragen ausgestellte Sicken ausgeformt. Das Herstellen der Durchzüge kann in einem Zug oder an vorgefertigten Löchern erfolgen. Zeit­ gleich oder zeitversetzt wird die Sicke bzw. werden die Sicken hergestellt. Vorzugsweise erfolgt die Herstellung der Durchzüge und der Sicken im Zuge des Platinenbeschnitts. Anschließend kann die so vorbereitete Platine auf einem Fördermittel liegend in eine Wärmebehandlungsanlage transportiert und dort erwärmt werden. Nach der Erwärmung wird die Platine in einem Pressenwerkzeug zum Blechprofil warmumgeformt und abgekühlt, wodurch sich eine Härtung einstellt.
Die Durchzüge können als Referenzpunkte zur Lageorientierung des Blech­ profils in nachfolgenden Fertigungsoperationen oder zur Versteifung des Blechprofils bzw. als Montagelöcher dienen.
Bevorzugt kommt eine Platine bzw. ein Halbzeug aus einem Stahl zum Ein­ satz, der in Gewichtsprozenten ausgedrückt besteht aus Kohlenstoff (C) 0,19 bis 0,25, Silizium (Si) 0,15 bis 0,50, Mangan (Mn) 1,10 bis 1,40, Titan (Ti) 0,020 bis 0,050, Bor (B) 0,002 bis 0,005, Aluminium (Al) 0,02 bis 0,06 sowie Phosphat (P) in einem Anteil bis max. 0,025, Schwefel (S) max. 0,015, Chrom (Cr) max. 0,35 und Molybdän (Mo) max. 0,35, wobei der Rest Eisen (Fe) ist einschließlich erschmelzungsbedingter Verunreinigungen.
Die mit Durchzügen und Sicken versehene Platine wird in der Wärmebe­ handlungsanlage auf Härtungstemperatur, das heißt auf eine über Ac3 lie­ gende Temperatur erhitzt, wo sich der Stahl in austenitischem Zustand be­ findet. In der Regel liegt diese Temperatur zwischen 775°C und 1000°C. Anschließend erfolgt der Umformvorgang im Pressenwerkzeug, worauf durch Kühlung das Härten einsetzt. Hierbei stellt sich ein feinkörniges mar­ tensitisches oder bainitisches Werkstoffgefüge ein. Das Blechprofil befindet sich während des Härtungsvorgangs eingespannt im Pressenwerkzeug. Die hierbei vorgenommene Kühlung kann direkt oder indirekt durchgeführt wer­ den. Bei der direkten Kühlung wird das Blechprofil unmittelbar in Kontakt mit einem Kühlmittel gebracht. Bei der indirekten Kühlung wird das Pressen­ werkzeug bzw. Teile hiervon gekühlt.
Nach den Merkmalen von Anspruch 2 ist eine Sicke tiefer als ein Kragen eines Durchzugs ausgebildet. Hierdurch ist sichergestellt, dass die Platine zuverlässig auf dem Fördermittel liegend von den Sicken getragen wird. Die Durchzüge bzw. Kragen jedoch liegen mit Abstand zum Fördermittel frei.
In der als für die Praxis besonders zweckmäßigen Ausgestaltung gemäß Patentanspruch 3 sind die Sicken nutartig gestaltet und in Förderrichtung orientiert. Diese Maßnahme trägt zu einem zuverlässigen Transport der Pla­ tinen durch die Wärmebehandlungsanlage bei. Ein Hängenbleiben der Pla­ tine am Fördermittel, beispielsweise zwischen den Ofenrollen, wird vermie­ den. Die nutartigen Sicken gewährleisten eine definierte Auflagefläche auf dem Fördermittel. Zudem wird die Platine insgesamt versteift, so dass es auch nur zu geringen Durchbiegungen der Platine in der Wärmebehand­ lungsanlage während des Transports und der Erwärmung kommt.
Im Pressenwerkzeug können die Sicken, falls dies erforderlich ist, zweck­ mäßigerweise vor der Abkühlstufe wieder eingeebnet und somit entfernt werden (Patentanspruch 4).
Durch die erfindungsgemäß vorgesehenen Sicken in der Platine bleibt die Stapelfähigkeit der Platinen erhalten. Ein Kippen oder Wippen des Platinen­ stapels wird je nach Ausbildung der Sicken verringert oder zuverlässig ver­ hindert. Zudem gewährleisten die Sicken, wie bereits erwähnt, dass die Durchzüge beim Transport auf dem Fördermittel durch die Wärmebehand­ lungsanlage nicht beschädigt werden oder eine Platine am Fördermittel hän­ gen bleibt. Wie bereits erwähnt, wird die Platine versteift, so dass es nur zu einer geringen Durchbiegung in der Wärmebehandlungsanlage während des Transports kommt.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 in perspektivischer Darstellungsweise eine Platine auf einem Fördermittel liegend und
Fig. 2 eine Frontansicht auf die Darstellung der Fig. 1 gemäß dem Pfeil II.
Die Fig. 1 und 2 zeigen eine Platine 1 beim Durchgang durch eine nicht näher veranschaulichte Wärmebehandlungsanlage in Form eines Ofens 2.
Die Platine 1 wird hierbei auf einem aus Ofenrollen 3 gebildeten Fördermittel 4 getragen.
Die Platine 1 weist aus ihrer Ebene vorstehende in Bildebene nach unten offene Durchzüge 5 mit umlaufenden Kragen 6 auf. Diese sind beim Plati­ nenbeschnitt hergestellt worden, ebenso wie zwei sich nahezu über die ge­ samte Länge der Platine 1 erstreckende nutartige Sicken 7. Die Sicken 7 verlaufen parallel zur Längsrichtung der rechteckigen Platine 1 und sind in Förderrichtung (Pfeil F) orientiert - also rechtwinklig zur Längsachse der Ofenrollen 3. Durch die Fig. 2 wird deutlich, dass die Sicken 7 tiefer als die Kragen 6 der Durchzüge 5 ausgebildet sind. Die Durchzüge 5 liegen folglich mit Bodenfreiheit zu den Ofenrollen 3. Die Platine 1 wird von den mit den Ofenrollen 3 in Kontakt gelangenden Sicken 7 getragen durch den Ofen 2 transportiert. Eine Beschädigung der Durchzüge 5 während des Transports auf den Ofenrollen 3 ebenso wie ein Hängenbleiben der Platine 1 an den Ofenrollen 3 wird vermieden. Zudem bewirken die Sicken 7 eine Versteifung der Platine 1, so dass sie sowohl im Handling als auch beim Zwischenlagern einfacher zu handhaben ist. Infolge der Versteifung kommt es auch im Ofen 2 während des Transports nur zu einer geringeren Durchbiegung.
Im Ofen 2 wird die Platine 1 auf eine Temperatur von ca. 970°C erwärmt und anschließend in einem Pressenwerkzeug zum Blechprofil warmumge­ formt und dann gehärtet. Die Härtung des Blechprofils erfolgt noch im Pres­ senwerkzeug eingespannt.
Bezugszeichenaufstellung
1
Platine
2
Ofen
3
Ofenrolle
4
Fördermittel
5
Durchzug
6
Kragen
7
Sicke
F Förderrichtung

Claims (4)

1. Verfahren zur Herstellung eines gehärteten Blechprofils aus einer gegebe­ nenfalls vorgeformten Platine, wobei zunächst aus ebenen Bereichen der Platine (1) Durchzüge (5) mit vorstehenden Kragen (6) sowie zumindest eine in Richtung der Kragen (6) ausgestellte Sicke (7) ausgeformt werden, wonach die Platine (1) auf einem Fördermittel (4) in einer Wärmebehand­ lungsanlage (2) erwärmt, anschließend in einem Pressenwerkzeug zum Blechprofil warm umgeformt und dann gehärtet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei eine Sicke (7) tiefer als ein Kragen (6) ausgebildet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Sicke (7) nutartig gestaltet und in Förderrichtung (F) orientiert wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Sicke (7) im Pres­ senwerkzeug eingeebnet wird.
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