DE102010048209C5 - Verfahren zur Herstellung eines warmumgeformten pressgehärteten Metallbauteils - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Herstellung eines warmumgeformten und pressgehärteten Metallbauteils für ein Kraftfahrzeug, wobei das Metallbauteil mindestens zwei Bereiche unterschiedlicher Härte erhält, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensmerkmale: – Bereitstellen einer härtbaren Blechplatine, welche auf mindestens Austenitisierungstemperatur erwärmt wird, – Durchführung einer Zwischenkühlung mit Kühlplatten in einem extra Werkzeug, wobei zum Zwischenkühlen eines ersten Bereiches der Blechplatine die Abkühlgeschwindigkeit größer der unteren kritischen Abkühlgeschwindigkeit des Werkstoffes der Blechplatine gewählt wird, wobei ein zweiter Bereich bis zur Zuführung in das Presshärtewerkzeug oberhalb der Austenitisierungstemperatur gehalten wird und der erste Bereich auf der Abkühltemperatur der Zwischenkühlung für eine vorgebbare Zeit gehalten wird, – Warmformen und Presshärten der Blechplatine zu dem Metallbauteil in einem Presshärtewerkzeug, wobei der erste Bereich in dem Presshärtewerkzeug aus der bainitischen Gefügeumwandlungsstufe abgeschreckt wird, so dass im ersten Bereich ein Mischgefüge aus Martensit und Bainit eingestellt wird.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines warmumgeformten und pressgehärteten Metallbauteils für ein Kraftfahrzeug.
  • Das Anforderungsprofil an Kraftfahrzeugstrukturbauteilen besteht heutzutage darin, dass die Bauteile ein besonders geringes Eigengewicht, bei gleichzeitig gezielt einstellbaren Festigkeitsbereichen aufweisen. Das geringe Bauteilgewicht dient der Reduzierung des Gesamtgewichtes des Kraftfahrzeugs, was sich wiederum vorteilig auf den Kraftstoffverbrauch und den CO2-Ausstoß auswirkt.
  • Die gezielt einstellbaren Festigkeitswerte des Kraftfahrzeugstrukturbauteils dienen dabei zum einen der spezifischen Gewichtsreduzierung bei gleichbleibender Steifigkeit, zum anderen der gezielt einstellbaren Duktilität in bestimmten Bereichen, so dass die Crashsicherheit der Gesamtkraftfahrzeugkarosserie mit Bezug auf den Insassenschutz erhöht wird.
  • Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Warmumform- und Presshärteverfahren zur Herstellung von metallischen Bauteilen mit hohen Festigkeitseigenschaften bei geringem Eigengewicht bekannt. Insbesondere sind aus dem Stand der Technik zur gezielten Einstellung von partiellen Festigkeitsbereichen Nachbehandlungsverfahren eines warmumgeformten und pressgehärteten Metallbauteils bekannt. Beispielsweise werden Bereiche durch induktives Nacherwärmen, Anlassen oder ähnliches vergütet, so dass hier duktile Werkstoffeigenschaften entstehen. Nachteilig bei solchen Folgeverfahrensschritten ist, dass die Herstellungskosten durch die Nachbehandlungsoperationen relativ hoch anzusetzen sind. Ebenso sind mindestens zwei Verfahrensschritte meist in unterschiedlichen Werkzeugen notwendig, um solche Nachfolgeoperationen auszuführen. In der Folge ist auch die Herstellungszeit eines solchen wärmenachbehandelten Kraftfahrzeugbauteils hoch.
  • Aus dem Stand der Technik ist weiterhin beispielsweise die DE 102 08 216 C1 bekannt. Hierbei werden Kraftfahrzeugmetallbauteile mit Bereichen erster Art ausgebildet, die im späteren Endbauteil duktiler sind, als Bereich zweiter Art. Hierzu werden die Bereiche erster Art von einer Abkühlstarttemperatur, die oberhalb der γya-Umwandlungstemperatur liegt, abgeschreckt, wobei das Abschrecken beendet wird, wenn eine vorgegebene Abkühlstoptemperatur, die oberhalb der Martensit-Starttemperatur liegt, erreicht ist und zwar bevor eine Umwandlung in Ferrit und/oder Perlt stattgefunden hat oder nachdem erst eine geringe Umwandlung in Ferrit und/oder Perlit stattgefunden hat. Hieran anschließend werden diese Bereiche erster Art isotherm zur Umwandlung des Austenits in ein Gefüge mit hohem Ferrit- und/oder Perlitanteil gehalten. Währenddessen wird in Bereichen zweiter Art, die im Verhältnis geringere Duktilitäteigenschaften aufweisen, eine Härtetemperatur erreicht, die mindestens gerade so hoch ist, dass eine außreichende Martensit-Bildung in den Bereich zweiter Art während eines Härteprozesses stattfinden kann. Dieser Umformschritt wird in einer Zwischenbearbeitungsstation in Form einer Kühlung durchgeführt. Hieran anschließend wird das Bauteil einem Härteprozess zugeführt.
  • Die mit einem zuvor genannten Verfahren hergestellten Bauteile erreichen eine Festigkeit in den Bereichen erster Art, die sich in einem Bereich von ca. 500 und 600 MPa bewegen.
  • Ferner ist aus der DE 10 2008 022 399 A1 ein Verfahren zur Herstellung eines metallischen Formbauteils bekannt, bei dem unterschiedliche Bereiche mit unterschiedlichen Werkstoffeigenschaften hergestellt werden. Hierzu wird ein Vormaterial erwärmt, in einem Pressenwerkzeug geformt und anschließend nachbehandelt. Ein solches Verfahrenstechnisches Vorgehen bedarf insbesondere in einer Fertigungslinie in der Produktion von Kraftfahrzeugen eines entsprechenden Werkzeugaufwandes sowie einer hohen Produktionszeit.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ausgehend vom Stand der Technik, ein Verfahren aufzuzeigen, mit dem es möglich ist, Kraftfahrzeugstrukturbauteile mit Bereichen verschiedener Festigkeit aufzuzeigen, das gegenüber aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren verbessert ist.
  • Diese Aufgabe wird durch Verfahren mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst.
  • Vorteilhafte Ausführungsvarianten des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Bestandteil der abhängigen Patentansprüche.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren sieht hierzu vor, dass zur Herstellung eines warmumgeformten pressgehärteten Metallbauteils für ein Kraftfahrzeug, wobei das Metallbauteil mindestens zwei Bereiche unterschiedliche Härte erhält, dass folgende Verfahrensmerkmale durchgeführt werden:
    • – Bereitstellen einer härtbaren Blechplatine, welche auf mindestens Austenitisierungstemperatur erwärmt wird,
    • – Zwischenkühlen eines ersten Bereiches der Blechplatine, wobei die Abkühlgeschwindigkeit größer der unteren kritischen Abkühlgeschwindigkeit des Werkstoffes der Blechplatine gewählt wird,
    • – Warmformen und Presshärten der Blechplatine zu dem Metallbauteil in einem Presshärtewerkzeug.
  • Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird zeitgesteuert und/oder temperaturgesteuert ein Zwischenstufengefüge eingestellt. Das Zwischenstufengefüge wird insbesondere in dem ersten Bereich der Blechplatine durch ein Zwischenkühlen eingestellt. Die Abkühlgeschwindigkeit des Zwischenkühlens wird dabei im Rahmen der Erfindung so gewählt, dass sie oberhalb, der unteren kritischen Abkühlgeschwindigkeit des Werkstoffes der Blechplatine liegt. Sie ist also größer als die untere kritische Abkühlgeschwindigkeit. Insbesondere werden Bereiche gekühlt, die nach dem Presshärten weich sein sollen, d. h. sie weisen eine höhere Duktilität auf. Der Abkühlvorgang des Zwischenkühlens wird dabei nach dem Erwärmen der härtbaren Blechplatine auf Austenitisierungstemperatur durchgeführt, er wird jedoch im Rahmen der Erfindung vor der Warmform- und Presshärteprozesses durchgeführt.
  • Sofern die Zwischenkühlung vor dem Warmform- und Presshärten stattfindet, so ist eine Produktionslinie mit entsprechenden Zwischentransfers der über Austenitisierungstemperatur erwärmten Blechplatine hierunter zu verstehen.
  • Der auf die Abkühltemperatur abgekühlte Zwischengefügebereich wird in dem Presshärtwerkzeug selber aus der bainitischen Gefügeumwandlungsstufe weiter abgeschreckt, so dass im ersten Bereich ein Mischgefüge aus Martensit und Bainit eingestellt wird. Durch das Abschrecken des ersten Bereiches, in dem das Gefüge eine Zwischenstufe aufweist, werden die Rest-Austenitanteile beim Presshärten zu Martensitanteilen umgewandelt. Hierdurch entsteht in den ersten Bereichen ein Martensit-Bainit-Mischgefüge. Die Anteile des Bainits im Verhältnis zum Martensit hängen dabei wiederum von der Dauer ab, die der erste Bereich in der Zwischenstufe gehalten wird, bevor der Presshärtevorgang beginnt.
  • Die Abkühlung selber kann beispielsweise durch freie Konvektion, Kühlwalzen, einseitige Temperierplatten mit Isoliergegenlage oder durch andere entsprechende Abkühlvorrichtungen durchgeführt werden. Vorzugsweise erfolgt hier eine Abkühlgeschwindigkeit bei der Zwischenkühlung zwischen 200 Kelvin pro Sekunde und 5 Kelvin pro Sekunde. Besonders bevorzugt ist eine Abkühlgeschwindigkeit von 50 Kelvin pro Sekunde vorzusehen. Die Abkühlung findet dabei bevorzugt unmittelbar nach der Entnahme aus dem Ofen statt. Hierdurch werden Festigkeitswerte in den ersten Bereichen zwischen 550 und 900 MPa eingestellt. Vorzugsweise werden Festigkeitswerte von im Wesentlichen 700 MPa eingestellt.
  • Insbesondere wird ein zweiter Bereich, wobei der zweite Bereich jedweder Bereich der Blechplatine ist, der nicht durch den ersten Bereich vereinnahmt wurde, oberhalb der Austenitisierungstemperatur gehalten. Dies bedeutet, dass nach dem Erwärmen der Blechplatine auf mindestens Austenitisierungstemperatur eine entsprechende Temperatur oberhalb der Austenitisierungstemperatur gehalten wird. Dies kann beispielsweise aktiv durch externe Wärmequellen geschehen, oder aber passiv durch entsprechende Isolierung.
  • Im Falle von externen Wärmequellen kann das Halten der Temperatur in dem zweiten Bereich, insbesondere durch Infrarotlampen, Heizwendeln, Porenbrennern, Isolierplatten oder ähnliche externe Wärmequellen erfolgen. Ebenfalls ist es im Rahmen der Erfindung möglich, eine Temperatur deutlich oberhalb der Austenitisierungstemperatur zu wählen, so dass die Zeit, die nach Abschluss der Erwärmung auf über Austenitisierungstemperatur bis zum Beginn des Presshärtevorganges und die hierbei erfolgende Abkühlung derart aufeinander abgestimmt sind, dass bei Beginn des Presshärtevorganges der zweite Bereich immer noch eine Temperatur aufweist, die mindestens oberhalb der Austenitisierungstemperatur liegt.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung wird die Abkühlgeschwindigkeit beim Zwischenkühlen des ersten Bereiches so gewählt, dass ein bainitisches Gefüge erhalten wird, vorzugsweise wird auf eine Temperatur zwischen 600 und 400°C abgekühlt, insbesondere auf 500°C. Bei Abkühlgeschwindigkeiten, die größer der unteren kritischen Abkühlgeschwindigkeit des jeweilig eingesetzten Werkstoffes liegen, jedoch oberhalb der Martensit-Starttemperatur stoppen, erfolgt die sogenannte Bainitbildung bei isothermen Halten der Abkühltemperatur, auch als Zwischengefüge oder aber auch Zwischenstufe bekannt.
  • Im Gegensatz zu den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren, bei denen Perlit oder Ferrit gebildet wird, wobei sich der Perlit maßgeblich durch Diffusion direkt aus dem Austenit bildet, ist in der Zwischenstufe des Bainits durch die schnellere Abkühlung die Diffusion des Kohlenstoffes im Austenit stark erschwert. Es wandeln sich dabei bei der Bainitbildung meist von Korngrenzen ausgehend, kleine Austenitbereiche in ein verzehrtes alpha-Gitter um. Da die Diffusionsgeschwindigkeit im alpha-Gitter wesentlich größer ist, als im gamma-Gitter, scheinen sich nun in diesen an Kohlenstoff übersättigten alpha-Mischkristallen kleine Zementitkörnchen aus, die feiner sind, je schneller abgekühlt wird. Hierbei entsteht eine im Wesentlichen nadelige Struktur des bainitischen Gefüges. Hierbei entsteht eine körnige Struktur der Karbide in Folge der durch zunehmende Kornfeinheit anwachsenden Härte. Bei dem bainitischen Gefüge wird weiterhin zwischen einer oberen Zwischenstufe, in der die Karbide zur größeren Einwandung vereinigt und einer unteren Zwischenstufe, in der die Karbide feinstverteilt sind, unterschieden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsvariante des vorliegenden Verfahrens, wird der erste Bereich auf der Abkühltemperatur der Zwischenkühlung für eine vorgebbare Zeit gehalten, vorzugsweise findet das Halten der Temperatur im Wesentlichen isotherm statt. Durch diese Ausführungsvariante kann das bainitische Zwischengefüge mit den jeweils geforderten bzw. gewünschten Festigkeitswerten genau eingestellt werden. Die Zwischenkühlung erfolgt bei dieser Ausführungsvariante maßgeblich auf eine Temperatur, in der sich das Werkstoffgefüge des ersten Bereiches in Austenit umgewandelt hat oder aber erfolgt direkt in das Zwischengefüge hinein. Von dieser Abkühltemperatur aus, erfolgt eine weitere Umwandlung des Werkstoffgefüges durch isothermes Halten für einen bestimmten Zeitraum. Der Werkstoff wandelt sich dann im Falle von einem austenitischem Gefüge in ein bainitisches Gefüge. Wird der Werkstoff durch die Wahl der Abkühlgeschwindigkeit direkt in die Zwischenstufe hinein gekühlt, so ist bereits auch hier ein Mischgefüge zwischen Austenit und Bainit eingestellt. Durch das Halten auf der Abkühltemperatur, erfolgt ein Halten im reinen bainitischen Umwandlungsgefügebereich für eine bestimmte Zeit. Je länger der erste Bereich auf dieser Temperatur gehalten wird, umso größer wird der bainitische Anteil des Gefüges.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung wird die Abkühlgeschwindigkeit beim Zwischenkühlen oberhalb der oberen kritischen Abkühlgeschwindigkeit des verwendeten Werkstoffes gewählt. Hierdurch kann gezielt ein austenitischer Bereich eingestellt werden, der im Folgenden auf einem Temperaturlevel vorzugsweise isotherm über eine vorgebbare Zeit gehalten wird, so dass die Gefügeumwandlung über die Haltezeit gezielt bainitsch eingestellt wird. Je nach verwendeter Haltezeit kann hierbei dann ein teilweise bainitisches austenitisches Gefüge eingestellt werden. Im Falle eines bainitisch-austenitischen Gefüges, wird dieses durch den nachfolgenden Presshärtevorgang in ein bainitisch-martensitisches Gefüge umgewandelt.
  • Im Rahmen der Erfindung ist ein Halten auf im Wesentlichen gleicher Temperatur unterhalb der Ferrit- und Perlittemperatur, also maßgeblich unter 600°C, insbesondere unter 550°C, jedoch oberhalb einer Martensit-Starttemperatur zu verstehen. So kann es bei einem isothermen Halten über einen längeren Zeitbereich beispielsweise zu einem Abnehmen der Temperatur von 500 auf 400°C kommen, was jedoch im Rahmen der Erfindung immer noch als im Wesentlichen isotherm zu sehen ist. Besonders bevorzugt wird der erste Bereich isotherm in einem Zeitbereich von 1 Sekunde bis zu 80 Sekunden gehalten. Besonders bevorzugt sind 15 Sekunden als Haltezeit vorzusehen. Dies ist jedoch der jeweils eingesetzten Werkstofflegierung abhängig zu wählen.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens, wird die Zwischenkühlung des ersten Bereiches in dem Presshärtewerkzeug durchgeführt, vorzugsweise durch in dem Presshärtewerkzeug angeordnete Kühlplatten. Hierdurch verringern sich die Taktzeiten und auch die Herstellungskosten. Insbesondere wird ein Kraftfahrzeugbauteil mit Bereich unterschiedlicher Festigkeit in nur zwei Werkzeugschritten hergestellt. Zunächst erfolgt ein Erwärmen in einer Ofenanlage und anschließend ein kombiniertes Zwischenkühlen und Warmumformen und Presshärten in nur einem Werkzeug.
  • Für die Abkühlgeschwindigkeit beim eigentlichen Presshärtevorgang wird mindestens eine Abkühlgeschwindigkeit von 25 Kelvin pro Sekunde gewählt. Besonders bevorzugt mehr als 27 Kelvin pro Sekunde. Insbesondere werden jedoch höhere Abkühlgeschwindigkeiten für den eigentlichen Presshärtevorgang gewählt. Maßgeblich erfolgt der Presshärtevorgang dann insbesondere in sowohl dem ersten Bereich als auch in dem zweiten Bereich mit der gleichen Abkühlgeschwindigkeit. Aufgrund der verschiedenen Temperaturen bei Beginn des Presshärtevorganges in beiden Bereichen kann jedoch die Abkühlgeschwindigkeit von erstem zu zweitem Bereich leicht divergieren.
  • Besonders bevorzugt wird härtbarer Stahl bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet, der als mikrolegierter Vergütungsstahl einzustufen ist. Dieser weist insbesondere folgende Legierungselemente als Massengewichtsprozentanteile auf:
    Kohlenstoff (C) 0,19 bis 0,25
    Silizium (Si) 0,15 bis 0,30
    Mangan (Mn) 1,10 bis 1,40
    Phosphor (P) 0 bis 0,025
    Schwefel (S) 0 bis 0,015
    Chrom (Cr) 0 bis 0,35
    Molybdän (Mo) 0 bis 0,35
    Titan (Ti) 0,020 bis 0,050
    Bor (B) 0,002 bis 0,005
    Aluminium (Al) 0,02 bis 0,06.
  • Besonders bevorzugt wird im Rahmen der Erfindung das Zwischenkühlen der ersten Bereiche mit einem Werkzeug mit integrierten Kühlplatten durchgeführt. Die Kühlplatten haben dabei eine Eigentemperatur von bis zu 600° Celsius, die jedoch gegenüber der AC3-Temperatur von mehr als 900° Celsius kälter ist. Mittels dieser Kühlplatten kann der erste Bereich abgekühlt werden und dann gegebenenfalls auch isotherm über einen Zeitraum gehalten werden. Beispielsweise können solche Kühlplatten aufgrund von elektrischen Heizpatronen oder aber über eine rückseitige Brennererwärmung oder aber über Thermoöle auf die jeweils erforderliche Temperatur gebracht werden.
  • In einer weiteren Ausführungsvariante kann die Zwischenkühlung auch über im Wesentlichen kalte Kühlplatten erfolgen. Die Platten weisen dann eine Temperatur vorzugsweise zwischen –100°C und +100°C, besonders bevorzugt zwischen –10°C und +25°C auf. Eine isotherme Haltezeit ist jedoch mit kalten Kühlplatten nur bedingt durchführbar. Besonders bevorzugt werden beide Versionen von Kühlplatten, beispielsweise auch in ein Warmumformwerkzeug und Pressenwerkzeug integriert, sodass der gesamte Prozess nach der eigentlichen Ofenerwärmung in nur einem Werkzeug durchgeführt wird. Im Rahmen der Erfindung können die Kühlplatten zur Durchführung der Zwischenkühlung jedoch auch in einem extra Werkzeug untergebracht werden, sodass der Prozess von Erwärmungsofen über Zwischenkühlung zum eigentlichen Warmumform- und Presshärtwerkzeug stattfindet.
  • Weitere Vorteile, Merkmale, Eigenschaften und Aspekte der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden schematischen Figurenbeschreibung. Diese dient dem einfachen Verständnis der Erfindung.
  • In der Figur ist ein ZTU-Schaubild eines exemplarischen Stahls dargestellt, der den Bereich der vorliegenden Erfindung nicht beschränkt. Es sind die verschiedenen Gefügestrukturen eingezeichnet, die sich bei Abkühlgeschwindigkeiten über die Temperatur bei dem Werkstoff einstellen. Im unteren Bildbereich ist die Martensitbildung gezeigt. Darüber, im mittleren Bildbereich, die Bainitbildung und wiederum darüber die Perlit- bzw. Ferritbildung.
  • In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel sind drei verschiedene Kurven für verschiedene Abkühlprozesse gezeigt. Kurve 1 zeigt den Temperaturverlauf für einen ersten Bereich, wobei dieser zunächst auf eine Temperatur über AC3-Temperatur erhitzt ist. Von dieser Temperatur wird auf eine Zwischentemperatur auf ca. 520°C abgekühlt mit einer Abkühlgeschwindigkeit, die in diesem Falle größer ist, als die obere kritische Abkühlgeschwindigkeit oK des hier gezeigten Werkstoffes. Bei Erreichen der Abkühlungstemperatur der Zwischenkühlung von ca. 520°C wird der erste Bereich auf einer Temperatur für den Zeitraum t1 im Wesentlichen isotherm gehalten. Die Temperatur fällt dabei aufgrund von Wärmeabgang in Form von beispielsweise Wärmestrahlung, Konvektion oder aber auch Wärmeleitung von ca. 520°C auf ca. 480°C. Es stellt sich somit beim Zeitpunkt Z1 der Zwischenkühlung ein austenitisches Gefüge ein und zum Zeitpunkt P1, der Beginn des Presshärtens in der ersten Ausführungsvariante, ein bainitisch-austenitisches Mischgefüge.
  • Im weiteren Verlauf wird bei der ersten Ausführungsvariante vom Zeitpunkt P1 aus derart durch den Presshärtevorgang abgeschreckt, dass das bainitisch-austenitische Mischgefüge im ersten Bereich in ein bainitisch-martensitisches Mischgefüge umgewandelt wird. Parallel hierzu wird der zweite Bereich von einer Temperatur oberhalb von AC3 durch Presshärten abgeschreckt, sodass hier direkt aus einem austenitischen Gefüge ein martensitisches Gefüge entsteht, was hier der Übersichtlichkeit halber jedoch nicht näher dargestellt ist.
  • Eine zweite Ausführungsvariante, die jedoch nicht unter den Schutzbereich von Patentanspruch 1 fällt, ist mit dem Abkühlverlauf gemäß Kurve 2 des ersten Bereiches dargestellt. Der Abkühlverlauf der Kurve 2 folgt analog dem Abkühlverlauf 1, wobei von einem Zeitpunkt Z2 (gleich Z1) die Abkühltemperatur länger gehalten wird, sodass der Presshärtevorgang zu einem Zeitpunkt P2 beginnt. Folglich ist die Zeitspanne t2 größer als t1. Das Gefüge im ersten Bereich hat sich zur Zeitpunkt P2 vollständig in Bainit umgewandelt und erfährt somit durch die Abkühlgeschwindigkeit nach dem Zeitpunkt P2 keine weitere Gefügeumwandlung mehr.
  • In einer dritten Ausführungsvariante gemäß der vorliegenden Erfindung, wird eine Abkühlgeschwindigkeit von einer Temperatur oberhalb der AC3-Temperatur gemäß Kurve 3 gewählt, sodass direkt in das bainitische Zwischengefüge beim Abkühlvorgang der Zwischenkühlung umgewandelt wird. Hierbei wurde in dem ersten Bereich ein austenitisches-bainitisches Zwischengefüge eingestellt, so dass bei Einsetzen des Presshärtevorganges zum Zeitpunkt P3 dieses bainitisch-austenitische Mischgefüge in ein bainitisch-martensitisches Mischgefüge im ersten Bereich umgewandelt wird. Bei den Ausführungsvarianten gemäß Kurve 2 und 3 wird jeweils der zweite Bereich, der während der Zwischenkühlung oberhalb der AC3-Temperatur gehalten ist, durch eine Abkühlung während des Presshärtevorganges vom austenitischen Bereich direkt in Martensit umgewandelt. Bei der Ausführungsvariante gemäß Kurve 3 wird die Temperatur erfindungsgemäß immer größer der unteren kritischen Abkühlgeschwindigkeit uK des jeweilig eingesetzten Werkstoffes gewählt.

Claims (4)

  1. Verfahren zur Herstellung eines warmumgeformten und pressgehärteten Metallbauteils für ein Kraftfahrzeug, wobei das Metallbauteil mindestens zwei Bereiche unterschiedlicher Härte erhält, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensmerkmale: – Bereitstellen einer härtbaren Blechplatine, welche auf mindestens Austenitisierungstemperatur erwärmt wird, – Durchführung einer Zwischenkühlung mit Kühlplatten in einem extra Werkzeug, wobei zum Zwischenkühlen eines ersten Bereiches der Blechplatine die Abkühlgeschwindigkeit größer der unteren kritischen Abkühlgeschwindigkeit des Werkstoffes der Blechplatine gewählt wird, wobei ein zweiter Bereich bis zur Zuführung in das Presshärtewerkzeug oberhalb der Austenitisierungstemperatur gehalten wird und der erste Bereich auf der Abkühltemperatur der Zwischenkühlung für eine vorgebbare Zeit gehalten wird, – Warmformen und Presshärten der Blechplatine zu dem Metallbauteil in einem Presshärtewerkzeug, wobei der erste Bereich in dem Presshärtewerkzeug aus der bainitischen Gefügeumwandlungsstufe abgeschreckt wird, so dass im ersten Bereich ein Mischgefüge aus Martensit und Bainit eingestellt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abkühlgeschwindigkeit beim Zwischenkühlen des ersten Bereiches so gewählt wird, dass ein bainitisches Gefüge erhalten wird, vorzugsweise wird auf eine Temperatur zwischen 600 und 400°C abgekühlt, insbesondere auf 500°C.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Bereich auf der Abkühltemperatur der Zwischenkühlung isotherm für eine vorgebbare Zeit gehalten wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abkühlgeschwindigkeit der Zwischenkühlung größer der oberen kritischen Abkühlgeschwindigkeit gewählt wird.
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