DE102005032113B3 - Thermal deformation and partial hardening apparatus, e.g. for automobile components, comprises mold of at least two parts, each formed from segments adjustable to different temperatures - Google Patents

Thermal deformation and partial hardening apparatus, e.g. for automobile components, comprises mold of at least two parts, each formed from segments adjustable to different temperatures Download PDF

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Abstract

In an apparatus for thermally deforming and partially hardening a component (10) in a mold (20) of at least two parts (21, 22), between which the component, at its hardening temperature or above, is compressed to the mold contour by a press (30), each mold part is subdivided into segments separated by thermal insulation (60). The segments are adjustable to different, controlled temperatures for adjusting the component to different temperatures during pressing. An independent claim is included for a corresponding method for thermally deforming and partially hardening a component.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Warmumformen und partiellen Härten eines Bauteils in einem Werkzeug, wobei das Werkzeug aus wenigstens zwei Werkzeughälften besteht. Zwischen die Werkzeughälften ist ein wenigstens auf Härtetemperatur erwärmtes Bauteil so einbringbar, dass die Außenkontur der beiden Werkzeughälften beim Zusammenpressen der Werkzeughälften durch eine Presse auf das Bauteil übertragen wird.The The invention relates to a device for hot forming and partial hardening a component in a tool, wherein the tool of at least two tool halves consists. Between the tool halves is at least at hardening temperature heated Component so einbringbar that the outer contour of the two tool halves when Pressing the tool halves together is transferred by a press on the component.
  • Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Warmumformen und partiellen Härten eines Bauteils.The The invention further relates to a method for hot forming and partial hardening a component.
  • Im Bereich der Fertigung und Behandlung von Formbauteilen ist es üblich, Formteile gezielt mit gewünschten Werkstoffeigenschaften herzustellen. Beispielsweise werden Formbauteile wie Querlenker, B-Säulen oder Stoßfänger für Kraftfahrzeuge durch eine vollständige Erwärmung mit einer anschließenden Abschreckung gehärtet. Daran kann sich für eine Vergütung ein Anlassverfahren anschließen. In verschiedenen Anwendungsfällen insbesondere der Kraftfahrzeugstechnik ist es jedoch vorteilhaft, dass Formbauteile in verschiedenen Bereichen unterschiedliche Werkstoffeigenschaften aufweisen. Beispielsweise kann es vorgesehen sein, dass ein Bauteil in einem Bereich eine hohe Festigkeit, jedoch in einem anderen Bereich eine im Verhältnis dazu höhere Duktilität aufweisen soll.in the Field of manufacture and treatment of moldings it is common to moldings targeted with desired To produce material properties. For example, mold components like wishbones, B-pillars or bumpers for motor vehicles through a complete warming with a subsequent Hardened quenching. This can be up for a remuneration connect a starting procedure. In different applications In particular, the automotive engineering, it is advantageous, that molded components in different areas different material properties exhibit. For example, it may be provided that a component high strength in one area, but in another area one in proportion higher ductility should have.
  • Um Formbauteile zu realisieren, welche in mehreren Bereichen unterschiedlichen Beanspruchungen genügen, besteht beispiels weise die Möglichkeit, Bauteile mit unterschiedlichen Eigenschaften zusammenzufügen. Ferner können Bauteile durch Zusatzbleche verstärkt werden. In Frage kommt auch das Weichglühen von vorher vollständig gehärteten Formbauteilen an den entsprechenden Stellen, um Bereiche mit höherer Duktilität zu erreichen. Dies führt jedoch zu nicht tolerierbaren Formveränderungen im Bauteil.Around To realize mold components which differ in several areas Loads are sufficient, example, there is the possibility Assemble components with different properties. Further can Components are reinforced by additional sheets. It is a possibility also the soft annealing from before completely hardened molded components in the appropriate places to reach areas with higher ductility. this leads to however, to intolerable changes in the shape of the component.
  • Daneben besteht die Möglichkeit, Formbauteile bereits bei der Herstellung so zu behandeln, dass Bereiche mit unterschiedlichen Werkstoffeigenschaften erzeugt werden. Dabei bilden sich Bereiche mit unterschiedlichen Gefügen aus und zur Herstellung von Formbauteilen mit wenigstens zwei Gefügebereichen sind aus dem Stand der Technik verschiedene Verfahren und Vorrichtungen bekannt. Beispielsweise ist die partielle Erwärmung von Bauteilen mit Induktionsstrom bekannt. Hierbei ist jedoch mit hohen Kosten und einer ungleichförmigen Erwärmung zu rechnen.Besides it is possible, Molded parts already in the production process so that areas be produced with different material properties. there Formed areas with different structures and for the production Molded parts with at least two structural areas are out of the ordinary Various methods and devices are known in the art. For example is the partial warming known from components with induction current. Here, however, with high Costs and a nonuniform warming to count.
  • Ferner offenbart die europäische Patentanmeldung EP 1 426 454 A1 ein Verfahren zur Herstellung eines Formbauteils mit mindestens zwei Gefügebereichen unterschiedlicher Duktilität und einen Durchlaufofen zur Durchführung des Verfahrens. Dabei wird ein zu erwärmendes Halbzeug als Platine oder vorgeformtes Bauteil durch einen Durchlaufofen transportiert, welcher zwei nebeneinander angeordnete Zonen umfasst, in denen unterschiedliche Temperaturniveaus eingestellt werden. Dadurch wird das Bauteil im Ofen auf zwei verschiedene Temperaturen erwärmt und anschließend einem Warmformprozess und/oder einem Härteprozess unterworfen. Dabei stellt sich in dem höher erwärmten Bereich des Bauteils ein duktileres Gefüge ein, während sich in dem geringer erwärmten Bereich ein festes oder hochfestes Gefüge einstellt.Further, the European patent application discloses EP 1 426 454 A1 a method for producing a molded component having at least two structural areas of different ductility and a continuous furnace for carrying out the method. Here, a semifinished product to be heated is transported as a blank or preformed component through a continuous furnace, which comprises two juxtaposed zones in which different temperature levels are set. As a result, the component is heated in the oven to two different temperatures and then subjected to a thermoforming process and / or a hardening process. In this case, a more ductile microstructure arises in the higher-heated region of the component, while a solid or high-strength microstructure sets in the less heated region.
  • Die deutsche Gebrauchsmusterschrift DE 200 14 361 U1 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung einer B-Säule mit unterschiedlichen Gefügebereichen, bei dem die B-Säule in einem Ofen erwärmt und damit austenitisiert und anschließend in einem gekühlten Werkzeug gehärtet wird. Bei der Erwärmung im Ofen werden großflächige Bereiche der verwendeten Platine bzw. des Halbzeugs gegen die Temperatureinwirkung isoliert, so dass sich in den abgeschirmten Bereichen kein martensitisches Werkstoffgefüge mit hohen Festigkeiten einstellt. Dies stellt jedoch ein unsicheres Verfahren dar, da im Falle einer Betriebsstörung Wärme in die abgedeckten Bereiche eindringen kann und somit auch diese Bereiche auf Härtetemperatur erwärmt werden.The German Utility Model DE 200 14 361 U1 describes a method for producing a B-pillar with different microstructure ranges, in which the B-pillar is heated in an oven and austenitized with it and then cured in a cooled mold. When heating in the oven large areas of the board or the semifinished product used are isolated against the effect of temperature, so that sets in the shielded areas no martensitic material structure with high strengths. However, this represents an unsafe process, since in the case of a malfunction heat can penetrate into the covered areas and thus these areas are heated to hardening temperature.
  • Ferner ist aus dem Abstract der japanischen Patentanmeldung JP 2003328031 A eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Warmumformen und partiellen Härten eines Bauteils bekannt, bei denen das erwärmte Bauteil zwischen zwei Werkzeughälften gebracht und gepresst wird. Durch Öffnungen in den zwei Werkzeughälften werden im Bauteil unterschiedliche Abkühlraten bewirkt.Furthermore, from the abstract of the Japanese patent application JP 2003328031 A a device and a method for hot working and partial hardening of a component known in which the heated component is placed and pressed between two mold halves. Through openings in the two tool halves different cooling rates are effected in the component.
  • Die bekannten Verfahren sind insbesondere für einen Massenbetrieb mit einer Taktzeit von etwa 15 Sekunden und den im Kraftfahrzeugbau gegebenen Anforderungen an die Prozesssicherheit nicht geeignet, da sie den vorgeschriebenen Härteverlauf im Bauteil nicht dauerhaft sicherstellen können.The known methods are particularly for mass operation with a Cycle time of about 15 seconds and given in the automotive industry Requirements for process safety are not suitable because they are the prescribed hardness in the Can not permanently secure component.
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zur schnellen Herstellung von Formbauteilen mit wenigstens zwei Gefügebereichen unterschiedlicher Härte und Duktilität bereitzustellen, die eine hohe Prozesssicherheit gewährleistet.task The invention is therefore an apparatus for rapid production of molded components with at least two structural areas of different Hardness and ductility to provide that ensures a high process reliability.
  • Aufgabe der Erfindung ist es ferner, ein Verfahren zur Herstellung von Formbauteilen bereitzustellen.task The invention further relates to a method for the production of molded components provide.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Vorrichtung ergeben sich aus den Unteransprüchen 2–5. Die Aufgabe wird ferner durch ein Verfahren nach Anspruch 6 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen des Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen 6–10.According to the invention this Object by a device having the features of the independent claim 1 solved. Advantageous developments of the device will be apparent from the dependent claims 2-5. The The object is further achieved by a method according to claim 6. advantageous embodiments of the method will become apparent from the dependent claims 6-10.
  • Die Erfindung umfasst eine Vorrichtung zum Warmumformen und Härten eines Bauteils gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wobei das Werkzeug aus wenigstens zwei Werkzeughälften besteht, zwischen die ein wenigstens auf Härtetemperatur erwärmtes Bauteil so einbringbar ist, dass die Außenkontur der beiden Werkzeughälften beim Zusammenpressen der Werkzeughälften durch eine Presse auf das Bauteil übertragen wird. Erfindungsgemäß ist jede der beiden Werkzeughälften in wenigstens zwei temperaturgeregelte Segmente aufgeteilt, wobei die Segmente durch eine Wärmeisolierung voneinander getrennt sind. So können in den Segmenten wenigstens zwei unterschiedliche Temperaturen eingestellt werden, wodurch beim Kontakt der Segmente mit dem Bauteil beim Pressvorgang unterschiedliche Temperaturen in dem Bauteil einstellbar sind.The The invention comprises an apparatus for hot working and hardening of a Component according to the preamble of claim 1, wherein the tool consists of at least two mold halves, between the one at least to hardening temperature heated Component is so einbringbar that the outer contour of the two tool halves when Pressing the tool halves together is transferred by a press on the component. According to the invention, each the two tool halves divided into at least two temperature-controlled segments, wherein the segments through a thermal insulation are separated from each other. So can at least two different temperatures are set in the segments, whereby upon contact of the segments with the component during the pressing process different temperatures are adjustable in the component.
  • Die Segmente der beiden Werkzeughälften umfassen Mittel für eine Kühlung und/oder eine Beheizung der Segmente, wobei es sich vorzugsweise um Kanalsysteme handelt, durch welche ein Kühl- oder Wärmemittel geleitet wird. Die Kühlung eines Segments erfolgt beispielsweise mittels eines ersten Kanalsystems, durch welches Luft und/oder Wasser geführt wird. Für die Beheizung kann ein Wärmeträgermittel wie Öl oder Salz durch ein zweites Kanalsystem geführt werden.The Segments of the two tool halves include Funds for a cooling and / or a heating of the segments, which is preferably to Channel systems through which a cooling or heating means is passed. The cooling a segment takes place for example by means of a first channel system, through which air and / or water is passed. For heating, a heat transfer medium like oil or salt through a second channel system.
  • In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung umfasst die Vorrichtung zur Temperaturregelung der Segmente der beiden Werkzeughälften ein oder mehrere Thermoelemente und Regler. Die Temperaturen in den Segmenten der beiden Werkzeughälften werden vorzugsweise auf Temperaturen zwischen 200°C und 600°C eingestellt. Dabei entsprechen die ein gestellten Temperaturen den erforderlichen Temperaturen für einen gewünschten Abschreck- und Umwandlungsvorgang in demjenigen Bereich des Bauteils, in welchem die entsprechende Temperatur einstellbar ist.In a particularly preferred embodiment the invention comprises the device for temperature control of Segments of the two tool halves one or more thermocouples and controllers. The temperatures in The segments of the two mold halves are preferably at temperatures between 200 ° C and 600 ° C set. The temperatures correspond to the required temperatures for a desired one Quenching and conversion process in that area of the component, in which the corresponding temperature is adjustable.
  • Die Erfindung hat den Vorteil, dass damit Bauteile mit unterschiedlichen Gefügen herstellbar sind, wobei es sich um einen schnellen Prozess handelt, mit dem sich kurze Taktzeiten realisieren lassen. Ferner stellt die Erfindung einen sicheren Prozess dar, bei dem es zu keinen unerwünschten Formänderungen des Bauteils kommt und die Gefügebildung stets verlässlich eingestellt werden kann. Zum Betrieb des erfindungsgemäßen Verfahrens sind ferner keine speziell ausgestalteten Öfen erforderlich, sondern herkömmliche Erwärmungsöfen können verwendet werden. Die Erfindung kann ferner in bestehende Pressen integriert werden.The Invention has the advantage that it allows components with different structures can be produced, which is a fast process, with which short cycle times can be realized. Further notes the invention is a safe process in which it is not undesirable deformations the component comes and the structure always reliable can be adjusted. For operation of the method according to the invention Furthermore, no specially designed ovens are required, but conventional Heating ovens can be used become. The invention can further be integrated into existing presses become.
  • Auch das verwendete Werkzeug kann vielseitig für verschiedene Anwendungszwecke eingesetzt werden. Wird beispielsweise die Temperaturregelung der Segmente so ausgestaltet, dass durch entsprechende Kühlsysteme auch eine vollständige Kühlung des Werkzeugs möglich ist, kann das Werkzeug dadurch auch für herkömmliche Abkühlungsvorgänge eingesetzt werden, bei denen kein partielles Härten erforderlich ist.Also The tool used can be versatile for various applications be used. For example, if the temperature control of the Segments designed so that by appropriate cooling systems also a complete cooling of the Tool possible Thus, the tool can also be used for conventional cooling processes, at which do not have partial hardening is required.
  • Weitere Vorteile, Besonderheiten und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Darstellung bevorzugter Ausführungsbeispiele anhand der Abbildungen.Further Advantages, special features and expedient developments of the invention emerge from the dependent claims and the following description of preferred embodiments based on the pictures.
  • Von den Abbildungen zeigt:From the pictures shows:
  • 1 ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Werkzeugs zum Umformen und partiellen Härten eines Bauteils; 1 a particularly preferred embodiment of a tool according to the invention for forming and partial hardening of a component;
  • 2 einen Ausschnitt eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Werkzeugs; und 2 a section of an embodiment of the tool according to the invention; and
  • 3 ein Diagramm mit verschiedenen einstellbaren Abkühlungskurven eines härtbaren Stahls. 3 a diagram with different adjustable cooling curves of a hardenable steel.
  • In 1 ist ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Warmumformung eines Bauteils 10 dargestellt. Die Vorrichtung sieht eine Presse 30 vor, welche vorzugsweise zwei Werkzeughälften 21 und 22 eines Werkzeugs 20 umfasst. Die Werkzeughälften sind üblicherweise so ausgebildet, dass ihre Außenkontur beim Pressvorgang auf ein Bauteil 10 übertragen wird, welches zwischen den beiden Werkzeughälften eingebracht wird. Erfindungsgemäß ist jede Werkzeughälfte in wenigstens zwei Segmente unterteilt, welche unterschiedlich beheizt und/oder gekühlt werden. Das erste Segment umfasst beispielsweise eine Temperaturregelung, welche mit der Bezugsziffer 40 gekennzeichnet ist, während das zweite Segment eine davon getrennte Temperaturregelung 50 aufweist. Die beiden Segmente sind durch eine Wärmeisolierung 60 voneinander getrennt, so dass der Wärmefluss zwischen den jeweiligen Segmenten reduziert oder sogar völlig unterbunden wird.In 1 is a particularly preferred embodiment of the inventive device for hot forming a component 10 shown. The device sees a press 30 which preferably two mold halves 21 and 22 a tool 20 includes. The tool halves are usually designed so that their outer contour during the pressing process on a component 10 is transferred, which is introduced between the two mold halves. According to the invention, each mold half is divided into at least two segments, which are heated and / or cooled differently. The first segment includes, for example, a temperature control, which is denoted by the reference numeral 40 while the second segment has a separate temperature control 50 having. The two segments are covered by a thermal insulation 60 separated, so that the heat flow between the respective segments is reduced or even completely prevented.
  • Die Temperaturregelung der oberen Werkzeughälfte 21 ist in der 2 schematisch in einem Ausschnitt dargestellt. Die Kühlung des linken Segments erfolgt beispielsweise durch ein Kanalsystem 40, durch welches ein Kühlmittel geleitet wird.The temperature control of the upper mold half 21 is in the 2 shown schematically in a section. The cooling of the left segment is done for example by a channel system 40 through which a coolant is passed.
  • Das linke Segment kann in diesem Fall auch als Hauptwerkzeug angesehen werden, mit welchem der größere Bereich des Bauteils auf übliche Weise abgeschreckt wird. Bei dem Kühlmittel handelt es sich beispielsweise um Luft oder Wasser. Das kleinere rechte Segment wird vorzugsweise durch ein zweites Kanalsystem 50 beheizt, wobei sich als Wärmeträger Öl oder Salz als vorteilhaft erwiesen haben. Die Temperaturregelung beider Segmente kann jedoch auch elektrisch oder durch beliebige andere geeignete Verfahren erfolgen. Ferner sind von der Erfindung auch Ausführungsformen umfasst, bei denen lediglich ein kleinerer Bereich des Bauteils abgeschreckt wird, während der verbleibende größere Restbereich erwärmt wird.The left segment can also be considered in this case as the main tool with which the larger area of the component is quenched in the usual way. The coolant is, for example, air or water. The smaller right segment is preferably through a second channel system 50 heated, which have proved to be advantageous as a heat transfer oil or salt. However, the temperature control of both segments can also be done electrically or by any other suitable method. Furthermore, embodiments of the invention are also encompassed in which only a smaller area of the component is quenched while the remaining larger residual area is heated.
  • In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung kann das zweite Kanalsystem 50 ebenfalls mit einem Kühlmittel gespeist werden, so dass das gesamte Bauteil gleichmäßig abgeschreckt wird. Dies hat den Vorteil, dass das Werkzeug nicht nur zum partiellen, sondern auch zum vollständigen Härten von Bauteilen eingesetzt werden kann.In a particularly preferred embodiment of the invention, the second channel system 50 also be fed with a coolant, so that the entire component is quenched uniformly. This has the advantage that the tool can be used not only for partial, but also for complete curing of components.
  • Die Temperaturregelung erfolgt vorzugsweise über einen oder mehrere Thermoelemente in Verbindung mit mehreren Reglern. Dabei werden in den Segmenten der Werkzeughälften typischerweise Temperaturen zwischen 200–600°C eingestellt. Die eingestellten Temperaturen entsprechen den Temperaturen, welche für den gewünschten Härt- bzw. Abschreckprozess in den verschiedenen Bereichen des Bauteils erforderlich sind.The Temperature control is preferably via one or more thermocouples in conjunction with several controllers. It will be in the segments the tool halves typically set temperatures between 200-600 ° C. The set Temperatures correspond to the temperatures required for the desired Hardening or Quenching process in the various areas of the component required are.
  • Ein Bauteil 10 kann beispielsweise durch ein Blech, eine Platine oder ein Halbzeug gegeben sein. Das Bauteil besteht aus einem härtbaren Stahl, der in einem separaten Ofen wenigstens auf Härtetemperatur erwärmt und in die Presse 30 eingebracht wird. Durch die Temperaturregelung können in verschiedenen Bereichen des Bauteils unterschiedliche Abkühlgeschwindigkeiten realisiert werden, welche beispielsweise verschiedenen Kurven eines in 3 dargestellten Diagramms folgen, in welchem die Temperatur in Abhängigkeit von der Zeit aufgetragen ist. Die Abkühlgeschwindigkeiten sind dabei werkstoffspezifisch und somit abhängig vom verwendeten Stahl des Bauteils. Das in 3 dargestellte Diagramm ist daher nur als Beispiel anzusehen. Beispielsweise kann ein Bereich des Bauteils gemäß der Kurve mit der Bezeichnung 480 abgekühlt werden, wodurch sich eine Vickershärte von 480 HV10 ergeben würde. Eine andere Abkühlung kann beispielsweise gemäß der Kurve 200 eine Vickershärte von 200 HV10 ergeben. Die erforderliche Abschreckkurve ist somit über die Temperaturregelung der beiden Segmente einer Werkzeughälfte einstellbar.A component 10 can be given for example by a sheet, a board or a semi-finished product. The component consists of a hardenable steel which heats up to a hardening temperature in a separate furnace and into the press 30 is introduced. Due to the temperature control different cooling rates can be realized in different areas of the component, which, for example, different curves of a in 3 illustrated diagram in which the temperature is plotted against time. The cooling rates are material-specific and thus dependent on the used steel of the component. This in 3 Diagram shown is therefore only to be regarded as an example. For example, an area of the component according to the curve labeled 480 be cooled, which would give a Vickers hardness of 480 HV10. Another cooling, for example, according to the curve 200 give a Vickers hardness of 200 HV10. The required Abschreckkurve is thus adjustable via the temperature control of the two segments of a mold half.
  • Durch die unterschiedlichen Temperaturverläufe bei der Abkühlung des Bauteils im Werkzeug werden in einem umgeformten und gehärteten Bauteil erfindungsgemäß wenigstens zwei Bereiche unterschiedlicher Härte und Duktilität erzeugt. In dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird beispielsweise ein Bauteil 10' hergestellt, das in einem linken Bereich 11 gehärtet ist, während es in einem rechten Bereich 12 eine gewisse Dehnbarkeit aufweist. Durch die Wärmeisolierung 60 zwischen den einzelnen Segmenten des Werkzeugs ist der Wärmefluss zwischen den Segmenten gering, so dass die Beeinflussung der Gefügebildung durch die Kühlung bzw. Beheizung im jeweils angrenzenden Bereich des anderen Segments ebenfalls gering gehalten werden kann.Due to the different temperature profiles during the cooling of the component in the tool, according to the invention at least two regions of different hardness and ductility are produced in a formed and hardened component. In the in 1 illustrated embodiment of the invention, for example, a component 10 ' made in a left area 11 is cured while in a right area 12 has a certain elasticity. By the heat insulation 60 between the individual segments of the tool, the heat flow between the segments is low, so that the influence of the structure formation by the cooling or heating in each adjacent region of the other segment can also be kept low.
  • Durch unterschiedliche Temperaturen können auch Haltetemperaturen an vorbestimmten Stellen erzeugt werden, um dort gewünschte Gefügebildungen wie beispielsweise Bainitgefüge (Bs) zu erreichen. Für bestimmte Gefügebildungen, zu denen auch das Bainit gehört, ist es je nach Vorgabe erforderlich, das Werkstück im partiell heißen Zustand über eine längere Zeit zu halten. Dabei müssen beispielsweise beim Bainit über eine bestimmte Zeit Temperaturen von 400–500°C gehalten werden. Um eine schnelle Taktfolge einhalten zu können und das Werkzeug nicht zu lange mit einem Bauteil zu besetzen, kann das Bauteil dazu nach einer bestimmten Abschreckzeit aus dem Werkzeug entnommen und in einer separaten Warmhaltekammer über die erforderliche Haltezeit gehalten werden. Nach Ablauf der Haltezeit kann das Bauteil gegebenenfalls erneut in die Presse eingebracht und weiter behandelt werden.By different temperatures can also holding temperatures are generated at predetermined locations, wanted there structure formation such as bainite (Bs). For certain microstructures, which also includes bainite, It is depending on the specification required, the workpiece in a partially hot state over a longer To keep time. It must for example, when bainite over a certain time temperatures of 400-500 ° C are kept. To a fast Clock sequence to be able to comply and not too long to occupy the tool with a component, can the component for this purpose after a certain quenching time from the tool taken and in a separate holding chamber over the required holding time are kept. After expiration of the holding time if necessary, the component can be re-introduced into the press and continue to be treated.
  • 1010
    Bauteil, Halbzeug, Platinecomponent Semi-finished product, circuit board
    10'10 '
    Bauteil nach dem Umformen und Härtencomponent after forming and hardening
    1111
    Erster Gefügebereich eines Bauteilsfirst structure region a component
    1212
    Zweiter Gefügebereich eines Bauteilssecond structure region a component
    2020
    Presswerkzeugpress tool
    2121
    Erste WerkzeughälfteFirst tool half
    2222
    Zweite WerkzeughälfteSecond tool half
    3030
    PressePress
    4040
    Kanalsystem/Temperaturregelung im ersten SegmentChannel system / temperature control in the first segment
    5050
    Kanalsystem/Temperaturregelung im zweiten SegmentChannel system / temperature control in the second segment
    6060
    Isolierung, WärmedämmungInsulation, thermal insulation

Claims (10)

  1. Vorrichtung zum Warmumformen und partiellen Härten eines Bauteils (10) in einem Werkzeug (20), wobei das Werkzeug (20) aus wenigstens zwei Werkzeughälften (21; 22) besteht, zwischen die ein wenigstens auf Härtetemperatur erwärmtes Bauteil (10) so einbringbar ist, dass die Außenkontur der beiden Werkzeughälften beim Zusammenpressen der Werkzeughälften (21; 22) durch eine Presse (30) auf das Bauteil (10) übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, dass jede der beiden Werkzeughälften (21; 22) in wenigstens zwei temperaturgeregelte Segmente aufgeteilt ist, wobei die Segmente durch eine Wärmeisolierung (60) voneinander getrennt sind und dass in den Segmenten wenigstens zwei unterschiedliche Temperaturen einstellbar sind, wodurch beim Kontakt der Segmente mit dem Bauteil (10) beim Pressvorgang unterschiedliche Temperaturen in dem Bauteil (10) einstellbar sind.Apparatus for hot forming and partiel len hardening of a component ( 10 ) in a tool ( 20 ), the tool ( 20 ) from at least two mold halves ( 21 ; 22 ) between which a heated at least to hardening temperature component ( 10 ) is so einbringbar that the outer contour of the two tool halves when pressing the tool halves ( 21 ; 22 ) by a press ( 30 ) on the component ( 10 ), characterized in that each of the two mold halves ( 21 ; 22 ) is divided into at least two temperature-controlled segments, wherein the segments by a heat insulation ( 60 ) are separated from each other and that in the segments at least two different temperatures are adjustable, whereby upon contact of the segments with the component ( 10 ) during the pressing process different temperatures in the component ( 10 ) are adjustable.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente der beiden Werkzeughälften (21; 22) Mittel für eine Kühlung und/oder eine Beheizung aufweisen.Apparatus according to claim 1, characterized in that the segments of the two tool halves ( 21 ; 22 ) Have means for cooling and / or heating.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlung der Segmente mittels eines Kanalsystems erfolgt, durch welches Luft und/oder Wasser geführt wird, während die Beheizung mittels eines Kanalsystems erfolgt, durch welches als Wärmeträgermittel Öl oder Salz geführt wird.Device according to claim 2, characterized in that that cooling the segments takes place by means of a channel system through which air and / or Water guided will, while the heating takes place by means of a channel system through which as heat transfer medium oil or salt guided becomes.
  4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Temperaturregelung der Segmente der beiden Werkzeughälften (21; 22) ein oder mehrere Thermoelemente und Regler umfasst.Device according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that the device for temperature control of the segments of the two tool halves ( 21 ; 22 ) comprises one or more thermocouples and regulators.
  5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturen in den Segmenten der beiden Werkzeughälften (21; 22) auf Temperaturen zwischen 200°C und 600°C einstellbar sind, wobei die eingestellten Temperaturen den erforderlichen Temperaturen für einen gewünschten Abschreck- und Umwandlungsvorgang in demjenigen Bereich des Bauteils (10) entsprechen, in welchem die entsprechende Temperatur einstellbar ist.Device according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that the temperatures in the segments of the two mold halves ( 21 ; 22 ) are adjustable to temperatures between 200 ° C and 600 ° C, the set temperatures being the required temperatures for a desired quenching and conversion process in that region of the component ( 10 ), in which the corresponding temperature is adjustable.
  6. Verfahren zum Warmumformen und partiellen Härten eines Bauteils (10) in einem Werkzeug (20), bei dem ein wenigstens auf Härtetemperatur erwärmtes Bauteil (10) in das Werkzeug (20) eingebracht wird und die Außenkontur der beiden Werkzeughälften beim Zusammenpressen der Werkzeughälften (21; 22) durch eine Presse (30) auf das Bauteil (10) übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeughälften (21; 22) des Werkzeugs (20) jeweils in wenigstens zwei temperaturgeregelte Segmente aufgeteilt werden, wobei in den beiden Segmenten wenigstens zwei unterschiedliche Temperaturen eingestellt werden und beim Kontakt der Segmente mit dem Bauteil (10) beim Pressvorgang unterschiedliche Temperaturen in dem Bauteil (10) eingestellt werden.Method for hot forming and partial hardening of a component ( 10 ) in a tool ( 20 ), in which a component heated at least to hardening temperature ( 10 ) into the tool ( 20 ) and the outer contour of the two tool halves when pressing the tool halves ( 21 ; 22 ) by a press ( 30 ) on the component ( 10 ), characterized in that the tool halves ( 21 ; 22 ) of the tool ( 20 ) are each divided into at least two temperature-controlled segments, wherein in the two segments at least two different temperatures are set and upon contact of the segments with the component ( 10 ) during the pressing process different temperatures in the component ( 10 ).
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente der beiden Werkzeughälften (21; 22) gekühlt und/oder beheizt werden.A method according to claim 6, characterized in that the segments of the two tool halves ( 21 ; 22 ) are cooled and / or heated.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente mit einem Kanalsystem gekühlt werden, durch welches Luft und/oder Wasser geführt wird, während die Segmente mit einem Kanalsystem beheizt werden, durch welches ein Wärmeträgermittel wie Öl oder Salz geführt wird.Method according to claim 7, characterized in that that the segments are cooled by a duct system through which air and / or water will, while the segments are heated by a duct system through which a heat transfer agent like oil or salt becomes.
  9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die in den Segmenten der beiden Werkzeughälften (21; 22) eingestellten Temperaturen den erforderlichen Temperaturen für einen gewünschten Abschreck- und Umwandlungsvorgang in demjenigen Bereich des Bauteils (10) entsprechen, in welchem die entsprechende Temperatur eingestellt wird.Method according to one or more of claims 6 to 8, characterized in that in the segments of the two tool halves ( 21 ; 22 ) set the required temperatures for a desired quenching and conversion process in that region of the component ( 10 ), in which the corresponding temperature is set.
  10. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturen in den Segmenten der beiden Werkzeughälften (21; 22) auf Temperaturen zwischen 200°C und 600°C eingestellt werden.Method according to one or more of claims 6 to 9, characterized in that the temperatures in the segments of the two mold halves ( 21 ; 22 ) are set to temperatures between 200 ° C and 600 ° C.
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