DE102011078075A1 - Features tailored by heat treatment post-processing - Google Patents

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DE102011078075A1
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Jaswinder Singh
Nicholas D. Adam
Pascal P. Charest
Alexander Zak
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Abstract

Ein Verfahren zum Bilden eines Erzeugnisses aus einem Ausgangsrohling umfasst ein Vornehmen eines Warmbehandlungs- und Presshärtungsvorganges an dem Ausgangsrohling zur Bildung des Erzeugnisses mit im Wesentlichen einer gleichmäßigen ersten Zugfestigkeit. Anschließend wird an dem Erzeugnis eine Warmbehandlungsnachbearbeitung vorgenommen, bei der ein erster Bereich des Erzeugnisses selektiv auf über eine bekannte Temperatur unter Verwendung eines von einem Konduktionserwärmen, einem Widerstandserwärmen und einem Induktionserwärmen erwärmt wird. Der erste Bereich wird anschließend derart abgekühlt, dass der erste Bereich eine zweite Zugfestigkeit erhält, die im Wesentlichen kleiner als die erste Zugfestigkeit ist.A method of forming a product from a starting blank comprises performing a heat-treating and press-hardening operation on the starting blank to form the product having a substantially uniform first tensile strength. Thereafter, a post-treatment heat treatment is performed on the product, wherein a first portion of the product is selectively heated above a known temperature using one of conduction heating, resistance heating, and induction heating. The first region is then cooled such that the first region obtains a second tensile strength that is substantially less than the first tensile strength.

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Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung betrifft allgemein metallische Erzeugnisse mit passendgemachten Eigenschaften und insbesondere ein Verfahren zum Herstellen von Bereichen verringerter Härte und verringerter Festigkeit bei Erzeugnissen mittels einer Warmbehandlungsnachbearbeitung.The invention relates generally to metallic products having suitable properties and, more particularly, to a method for producing areas of reduced hardness and reduced strength in products by means of a post-heat treatment.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Auf dem Gebiet des Fahrzeugbaus wird eine zunehmende Anzahl von Fahrzeugteilen, die aus hochfestem und ultrahochfestem Stahl bestehen, eingesetzt, um den Anforderungen der Leichtbauweise zu genügen. Dies gilt auch für den Fahrzeugchassisbau, wo zu dem Zweck, Gewichtsvorgaben und Sicherheitsanforderungen zu erfüllen, beispielsweise Struktur- und/oder Sicherheitselemente wie Türaufpralleisten, A- und B-Säulen, Stoßdämpfer, Seitenschienen und Querschienen, vermehrt aus UHSS (Ultra High Strength Steel UHSS, ultrahochfester Stahl), thermogeformtem und pressgehärtetem Stahl mit Zugfestigkeiten von mehr als 1000 MPa hergestellt werden.In the field of vehicle construction, an increasing number of vehicle parts, which are made of high-strength and ultra-high-strength steel, used to meet the requirements of lightweight construction. This also applies to the vehicle chassis, where for the purpose of meeting weight requirements and safety requirements, such as structural and / or safety elements such as door slats, A and B pillars, shock absorbers, side rails and cross rails, increasingly made of UHSS (Ultra High Strength Steel UHSS , ultra-high-strength steel), thermoformed and press-hardened steel with tensile strengths of more than 1000 MPa.

Bei verschiedenen Anwendungen im Motorfahrzeugbau müssen geformte Teile in bestimmten Bereichen eine hohe Festigkeit aufweisen, während sie in anderen Bereichen relativ hierzu eine höhere Duktilität bzw. Verformbarkeit aufweisen müssen. Das „Passendmachen” der Eigenschaften der geformten Teile vereinfacht auf diese Weise nachfolgende Formungsvorgänge, so beispielsweise ein Zuschneiden oder Perforieren des Teiles, und führt zu Bereichen, die Aufprallenergie mittels Knautschung in Verformung umwandeln können.In various applications in motor vehicle construction, molded parts must have high strength in certain areas, while in other areas they must have higher ductility or deformability relative thereto. "Matching" the properties of the molded parts in this way simplifies subsequent molding operations, such as cutting or perforating the part, and results in areas that can convert impact energy into deformation by crinkling.

Es ist bekannt, ein Teil unter Verwendung von Wärmebehandlungen derart zu behandeln, dass örtliche Bereiche eine höhere Zugfestigkeit oder eine höhere Duktilität bzw. Verformbarkeit aufweisen. Lundström offenbart eine derartige Vorgehensweise in dem US-Patent mit der Nummer 5,916,389 , in dem eine Platte aus härtbarem Stahl auf eine Austenitisierungstemperatur erwärmt und anschließend zwischen gekühlten Pressformhälften gepresst wird, um ein geformtes Teil mit gewünschtem Profil zu bilden. Abschnitte der Pressformhälften, die benachbart zu Abschnitten des Teiles sind, die eine höhere Duktilität bzw. Verformbarkeit in dem fertigen Erzeugnis aufweisen sollen, sind dafür ausgelegt, eine schnelle Abkühlung zu verhindern, damit eine Härtung innerhalb dieser Abschnitte nicht im selben Ausmaß auftritt, wie dies in anderen Abschnitten des fertigen Erzeugnisses der Fall ist. Nachteiligerweise müssen die Pressformhälften für jedes Teil eigens angefertigt werden, was aufwändig und kostenintensiv ist. Zusätzlich ist spezieller Aufwand dafür von Nöten, das Ausmaß der Bildung von Übergangsbereichen zwischen den verschiedenen Abschnitten zu minimieren, da diese Übergangsbereiche üblicherweise Eigenschaften aufweisen, die weniger wohldefiniert als die Eigenschaften des restlichen fertigen Erzeugnisses sind.It is known to treat a part using heat treatments such that localized areas have higher tensile strength or higher ductility. Lundström discloses such an approach in the U.S. Patent No. 5,916,389 in which a hardenable steel plate is heated to an austenitizing temperature and then pressed between cooled die halves to form a molded part of desired profile. Sections of the die halves adjacent to portions of the part which are to have higher ductility in the finished article are designed to prevent rapid cooling so that curing within these sections does not occur to the same extent as this in other sections of the finished product. Disadvantageously, the mold halves for each part must be made specifically, which is complicated and costly. In addition, special effort is needed to minimize the extent of formation of transition areas between the various sections, as these transition areas typically have properties that are less well-defined than the properties of the remainder of the finished product.

Bei einer anderen Vorgehensweise wird ein geformtes Erzeugnis mit einer im Wesentlichen gleichmäßigen Härte unter Verwendung herkömmlicher Warmbehandlungs- und Presshärtungstechniken, gefolgt von einer separaten zusätzlichen Warmbehandlungsbearbeitung des Erzeugnisses hergestellt, um darin Bereiche mit niedrigerer Zugfestigkeit auszubilden. So offenbart beispielsweise Patberg in der Veröffentlichung der US-Patentanmeldung mit der Nummer 2010/0086803 ein Verfahren zum Bilden von milden Zonen entlang einer Biegekante einer warmbehandelten und pressgehärteten Komponente. insbesondere wird ein Laserstrahl zum Erwärmen eines schmalen Bereiches der Komponente entlang der Biegekante verwendet. Zusätzlich schlägt Patberg vor, dass Wärme, die durch Schweißen erzeugt wird, zur Bildung von milden Zonen benachbart zu einer Schweißnaht führen kann. Nachteiligerweise steigert die Verwendung der hochgradig spezialisierten Laserausrüstung Kosten und Komplexität bei der Herstellung der Komponente. Darüber hinaus ist diese Vorgehensweise für eine Chargenbearbeitung oder für Anwendungen, bei denen die Bildung von beträchtlichen Bereichen mit verringerter Zugfestigkeit innerhalb der Komponente erforderlich ist, weniger gut geeignet.In another approach, a molded product having a substantially uniform hardness is prepared using conventional heat treatment and press-hardening techniques, followed by a separate additional heat treatment treatment of the product to form lower tensile strength regions therein. For example, in US Patent Application Publication No. 2010/0086803, Patberg discloses a method of forming mild zones along a bending edge of a heat treated and press cured component. In particular, a laser beam is used to heat a narrow portion of the component along the bending edge. In addition, Patberg suggests that heat generated by welding may result in the formation of mild zones adjacent to a weld. Unfortunately, the use of the highly specialized laser equipment increases the cost and complexity of manufacturing the component. Moreover, this approach is less well-suited for batch processing or applications where the formation of significant areas of reduced tensile strength within the component is required.

Erwünscht ist daher, ein Verfahren bereitzustellen, das wenigstens einige der vorstehend aufgeführten Beschränkungen aus dem Stand der Technik überwindet.It is therefore desirable to provide a method which overcomes at least some of the limitations of the prior art noted above.

Zusammenfassung von Ausführungsbeispielen der ErfindungSummary of embodiments of the invention

Entsprechend wenigstens einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Bilden eines Erzeugnisses aus einem Ausgangsrohling bereitgestellt, bei dem an dem Ausgangsrohling zunächst ein Warmbehandlungs- und Presshärtungsvorgang vorgenommen wird, um so das Erzeugnis mit im Wesentlichen einer gleichmäßigen ersten Zugfestigkeit zu bilden. insbesondere wird der Ausgangsrohling auf eine Temperatur über einer Übergangstemperatur Ac3 erwärmt, die als diejenige Temperatur definiert ist, bei der der Übergang von Ferrit nach Austenit beim Erwärmen beendet wird. Als spezifisches und nichtbegrenzendes Beispiel sei aufgeführt, dass der Ausgangsrohling auf annähernd 950°C erwärmt wird. Der erwärmte Ausgangsrohling wird in eine gekühlte Presse eingeführt, die ein Paar von Pressformhälften aufweist, die sowohl zum Warmbehandeln wie auch zum Härten des Erzeugnisses verwendet werden. Die Presse wird anschließend geschlossen, wodurch der Ausgangsrohling derart verformt wird, dass er Konturen entspricht, die entlang zueinanderweisender Oberflächen der Pressformhälften definiert sind. Das Verformen und das gleichzeitige schnelle Abkühlen des Ausgangsrohlings innerhalb der Presshälften erzeugen das Erzeugnis, bei dem die Austenitstruktur in eine Martensitstruktur übergegangen ist. Die Zugfestigkeit und die Härte des Erzeugnisses sind durchweg im Wesentlichen gleichmäßig. Gegebenenfalls werden die Pressformhälften nicht gekühlt, vorausgesetzt dass eine geeignet schnelle Abkühlrate des Erzeugnisses immer noch erreicht werden kann, um die Martensitstruktur zu bilden.According to at least one embodiment of the present invention, there is provided a method of forming a product from a starting blank by first performing a heat-treating and press-hardening process on the starting blank so as to form the product having a substantially uniform first tensile strength. In particular, the starting blank is heated to a temperature above a transition temperature Ac3, which is defined as the temperature at which the transition from ferrite to austenite upon heating is terminated. As a specific and non-limiting example, it should be noted that the starting blank is heated to approximately 950 ° C. The heated starting blank is introduced into a cooled press having a pair of die halves, used for both heat-treating and curing the product. The press is then closed, thereby deforming the starting blank to conform to contours defined along facing surfaces of the die halves. The deformation and simultaneous rapid cooling of the starting blank within the pressing halves produce the product in which the austenite structure has changed to a martensite structure. The tensile strength and hardness of the product are consistently substantially uniform throughout. Optionally, the mold halves are not cooled provided that a suitably fast cooling rate of the product can still be achieved to form the martensite structure.

Im Wesentlichen wird in einem zweiten thermischen Behandlungsschritt ein erster Bereich des Erzeugnisses selektiv auf eine bekannte Temperatur erwärmt, die niedriger als die Übergangstemperatur Ac3 ist. Als spezifisches und nichtbeschränkendes Beispiel sei angeführt, dass der erste Bereich des Erzeugnisses auf eine Temperatur zwischen annähernd 370°C und 800°C erwärmt wird. Bei einem Ausführungsbeispiel wird der erste Bereich des Erzeugnisses auf eine Temperatur innerhalb des Bereiches von Temperaturen zwischen etwa 400°C und 700°C erwärmt. Als spezifische und nichtbeschränkende Beispiele sei angeführt, dass der erste Bereich des Erzeugnisses unter Verwendung eines Konduktionserwärmens, eines Widerstandserwärmens und eines Induktionserwärmens erwärmt wird. Die erste Bereich wird anschließend derart abgekühlt, dass der erste Bereich eine zweite Zugfestigkeit erhält, die im Wesentlichen kleiner als die erste Zugfestigkeit ist. Die zweite thermische Behandlung bei einer Temperatur zwischen annähernd 370°C und 800°C führt zu einer getemperten Martensitverbindung innerhalb des ersten Bereiches.In essence, in a second thermal treatment step, a first portion of the product is selectively heated to a known temperature lower than the transition temperature Ac3. By way of specific and nonlimiting example, the first portion of the product is heated to a temperature between approximately 370 ° C and 800 ° C. In one embodiment, the first region of the product is heated to a temperature within the range of temperatures between about 400 ° C and 700 ° C. As specific and non-limiting examples, it should be noted that the first portion of the product is heated using conduction heating, resistance heating, and induction heating. The first region is then cooled such that the first region obtains a second tensile strength that is substantially less than the first tensile strength. The second thermal treatment at a temperature between approximately 370 ° C and 800 ° C results in an annealed martensite compound within the first range.

Gegebenenfalls kann das Konduktionserwärmen unter Verwendung von Erwärmungsplatten, so beispielsweise einer erwärmten Pressform, oder unter Verwendung eines erwärmten Fluids und eines geeigneten Kontaktmediums, so beispielsweise warmer komprimierter Luft und entweder Sand oder Keramik oder Salz oder dergleichen durchgeführt werden. Gegebenenfalls wird das Induktionserwärmen unter Verwendung einer oder mehrerer Induktionsspulen durchgeführt; alternativ wird das Induktionserwärmen unter Verwendung von Induktionsplatten durchgeführt.Optionally, the conduction heating may be performed using heating plates, such as a heated die, or using a heated fluid and a suitable contact medium, such as, for example, warm compressed air and either sand or ceramic or salt or the like. Optionally, the induction heating is performed using one or more induction coils; alternatively induction heating is carried out using induction plates.

Entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird der erste Bereich des Erzeugnisses im Anschluss an den zweiten thermischen Behandlungsschritt gasgekühlt. Gegebenenfalls wird der erste Bereich des Erzeugnisses unter Verwendung einer anderen geeigneten Abkühltechnik abgekühlt, so beispielsweise durch eines von Gas-Blasting, Abkühlen im Fluidbett, Pressformabkühlen, Wasser/Nebel-Abkühlen und Abkühlen unter Verwendung von Kühlgebläsen oder Strahlen.According to an embodiment of the present invention, the first region of the product is gas-cooled following the second thermal treatment step. Optionally, the first portion of the product is cooled using another suitable cooling technique, such as by gas blasting, fluid bed cooling, mold cooling, water / mist cooling, and cooling using cooling fans or jets.

Entsprechend einem Ausführungsbeispiel werden andere Bereiche des Erzeugnisses abgekühlt oder wenigstens vor einer Erwärmung auf die bekannte Temperatur als Ergebnis eines von einem Konduktionserwärmen, Widerstandserwärmen und Induktionserwärmen isoliert. So wird das Erzeugnis beispielsweise unter Verwendung eines gekühlten Kragens ergriffen, der einen zweiten Bereich des Erzeugnisses, der benachbart zu dem ersten Bereich ist, umgibt. Alternativ wird der zweite Bereich des Erzeugnisses vor einer Erwärmung unter Verwendung eines Vorhangs aus gekühltem Gas, so beispielsweise Luft, oder durch Sprühen oder Einnebeln des zweiten Bereiches mit einer geeigneten Kühlflüssigkeit, so beispielsweise Wasser, geschützt.According to one embodiment, other portions of the product are cooled or at least insulated from heating to the known temperature as a result of conduction heating, resistance heating and induction heating. For example, the product is gripped using a cooled collar surrounding a second region of the product adjacent to the first region. Alternatively, the second area of the product is protected from being heated by using a curtain of cooled gas, such as air, or by spraying or fogging the second area with a suitable cooling liquid, such as water.

Eine Zwischenbearbeitung, so beispielsweise ein Formen und/oder Schneiden und/oder Perforieren und dergleichen mehr, wird gegebenenfalls im Anschluss an die Warmbehandlungs- und Presshärtungsschritte, jedoch vor der Warmbehandlungsnachbearbeitung durchgeführt. Gegebenenfalls wird ein Formen und/oder Schneiden und/oder Perforieren oder dergleichen im Anschluss an die Warmbehandlungsnachbearbeitung durchgeführt.Intermediate processing, such as forming and / or cutting and / or perforating and the like, is optionally performed subsequent to the heat treatment and press curing steps, but before the post heat treatment. Optionally, molding and / or cutting and / or perforating or the like is performed subsequent to the post-heat treatment.

Entsprechend einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung werden die Warmbehandlungs- und Presshärtungsschritte weggelassen. Als ein spezifisches und nichtbeschränkendes Beispiel sei angeführt, dass das Erzeugnis aus einer Rolle eines ultrahochfesten Stahles walzgeformt wird, woraufhin an ihm eine nach dem Formen erfolgende thermische Behandlung durch eines von einem Konduktionserwärmen, einem Widerstandserwärmen und einem Induktionserwärmen, wie vorstehend beschrieben worden ist, vorgenommen wird. Insbesondere können Erzeugnisse mit einer Geometrie gebildet werden, die nicht übermäßig komplex ist, wie es die Verwendung von Warmbehandlungs- und Presshärtungstechniken erfordert.According to another embodiment of the present invention, the heat treatment and press curing steps are omitted. As a specific and non-limiting example, the product is roll-formed from a roll of ultra high-strength steel, followed by a post-molding thermal treatment by one of conduction heating, resistance heating and induction heating as described above becomes. In particular, products may be formed having a geometry that is not excessively complex, as required by the use of heat treatment and press-hardening techniques.

Gegebenenfalls ist der Ausgangsrohling entweder aus einem beschichteten Material oder einem unbeschichteten Material gebildet.Optionally, the starting blank is formed from either a coated material or an uncoated material.

Entsprechend einem Aspekt eines Ausführungsbeispieles der Erfindung wird ein Verfahren zum Bilden eines Erzeugnisses aus einem Ausgangsrohling bereitgestellt, umfassend: Vornehmen eines Warmbehandlungs- und Presshärtungsvorganges an dem Ausgangsrohling zur Bildung des Erzeugnisses mit im Wesentlichen einer gleichmäßigen ersten Zugfestigkeit; und anschließendes Vornehmen einer Warmbehandlungsnachbearbeitung an dem Erzeugnis, die umfasst: ein selektives Erwärmen eines ersten Bereiches des Erzeugnisses auf über eine bekannte Temperatur, während gleichzeitig ein zweiter Bereich des Erzeugnisses, der benachbart zu dem ersten Bereich ist, unter der bekannten Temperatur gehalten wird, und sodann ein Abkühlen des ersten Bereiches derart, dass der erste Bereich eine zweite Zugfestigkeit erhält, die im Wesentlichen geringer als die erste Zugfestigkeit ist.According to one aspect of an embodiment of the invention, there is provided a method of forming a product from a starting blank, comprising: performing a heat-treating and press-hardening operation on the starting blank to form the product having a substantially uniform first tensile strength; and then performing a post-heat treatment the article comprising: selectively heating a first portion of the product above a known temperature while simultaneously maintaining a second portion of the product adjacent to the first portion below the known temperature, and then cooling the first portion such that the first region obtains a second tensile strength that is substantially less than the first tensile strength.

Entsprechend einem Aspekt eines Ausführungsbeispieles der Erfindung wird ein Verfahren zum Bilden eines Erzeugnisses aus einem Ausgangsrohling bereitgestellt, umfassend: Erwärmen des Ausgangsrohlings auf eine Austenitisierungstemperatur; Warmformen des Ausgangsrohlings in einem gekühlten Paar von Pressformen zur Bildung des Erzeugnisses; Kühlen des Erzeugnisses während einer ersten Zeitspanne unter Verwendung einer Abkühlrate, die ausreichend schnell ist, um die Bildung einer martensitischen Struktur innerhalb im Wesentlichen des gesamten Erzeugnisses zu unterstützen; Vornehmen einer Warmbehandlungsnachbearbeitung an einem ersten Abschnitt des Erzeugnisses, die umfasst: ein selektives Erwärmen des ersten Abschnittes des Erzeugnisses auf eine bekannte Temperatur, die niedriger als die Austenitisierungstemperatur ist, während gleichzeitig ein zweiter Abschnitt des Erzeugnisses, der benachbart zu dem ersten Abschnitt ist, unter der bekannten Temperatur gehalten wird; und Abkühlen des Erzeugnisses derart, dass getempertes Martensit innerhalb des ersten Abschnittes des Erzeugnisses gebildet wird, während gleichzeitig der zweite Abschnitt des Erzeugnisses im Wesentlichen frei von getempertem Martensit bleibt.According to one aspect of an embodiment of the invention, there is provided a method of forming a product from a starting blank, comprising: heating the starting blank to an austenitizing temperature; Thermoforming the starting blank in a cooled pair of dies to form the product; Cooling the product during a first time period using a cooling rate that is fast enough to assist formation of a martensitic structure within substantially the entire product; Performing a post heat treatment on a first portion of the product, comprising: selectively heating the first portion of the product to a known temperature lower than the austenitizing temperature while simultaneously leaving a second portion of the product adjacent the first portion the known temperature is maintained; and cooling the product such that tempered martensite is formed within the first portion of the product while at the same time the second portion of the product remains substantially free of tempered martensite.

Entsprechend einem Aspekt eines Ausführungsbeispieles der Erfindung wird ein Verfahren zum Bilden eines Erzeugnisses aus einem Ausgangsrohling bereitgestellt, umfassend: Bereitstellen des Ausgangsrohlings; Erwärmen des Ausgangsrohlings in den Austenitzustand; Warmprägen des Ausgangsrohlings in einem gekühlten Paar von Pressformen zur Bildung des Erzeugnisses; Härten im Wesentlichen des gesamten Erzeugnisses, während dieses weiterhin innerhalb des Paares von Pressformen ist, durch Abkühlen des Erzeugnisses unter Verwendung einer Abkühlrate, die ausreichend schnell ist, um eine martensitische Struktur zu bilden; unter Verwendung eines Konduktionserwärmens erfolgendes Erwärmen eines ersten Abschnittes des Erzeugnisses auf wenigstens eine vorbestimmte erste Temperatur, während gleichzeitig ein zweiter Abschnitt des Erzeugnisses unter einer vorbestimmten zweiten Temperatur, die niedriger als die erste Temperatur ist, gehalten wird; und Abkühlen des Erzeugnisses derart, dass getempertes Martensit innerhalb des ersten Abschnittes des Erzeugnisses gebildet wird, während gleichzeitig der zweite Abschnitt des Erzeugnisses im Wesentlichen frei von getempertem Martensit bleibt, wobei im Anschluss an das Abkühlen eine Zugfestigkeit des ersten Abschnittes des Erzeugnisses kleiner als eine Zugfestigkeit des zweiten Abschnittes des Erzeugnisses ist.According to one aspect of an embodiment of the invention, there is provided a method of forming a product from an initial blank, comprising: providing the starting blank; Heating the starting blank to the austenite state; Hot stamping the starting blank in a cooled pair of dies to form the product; Curing substantially all of the product while still within the pair of dies by cooling the product using a cooling rate that is sufficiently fast to form a martensitic structure; using conduction heating, heating a first portion of the product to at least a predetermined first temperature while simultaneously maintaining a second portion of the product below a predetermined second temperature lower than the first temperature; and cooling the product such that tempered martensite is formed within the first portion of the product while at the same time leaving the second portion of the product substantially free of tempered martensite, wherein upon cooling, a tensile strength of the first portion of the product is less than a tensile strength the second section of the product.

Entsprechend einem Aspekt eines Ausführungsbeispieles der Erfindung wird ein Verfahren zum Bilden eines Erzeugnisses aus einem Ausgangsrohling bereitgestellt, umfassend: Bereitstellen des Ausgangsrohlings; Erwärmen des Ausgangsrohlings in den Austenitzustand; Warmformen des Ausgangsrohlings in einem gekühlten Paar von Pressformen zur Bildung des Erzeugnisses; Härten im Wesentlichen des gesamten Erzeugnisses, während dieses weiterhin innerhalb des Paares von Pressformen ist, durch Abkühlen des Erzeugnisses unter Verwendung einer Abkühlrate, die ausreichend schnell ist, um eine martensitische Struktur zu bilden; unter Verwendung eines Widerstandserwärmens erfolgendes Erwärmen eines ersten Abschnittes des Erzeugnisses auf wenigstens eine vorbestimmte erste Temperatur, während gleichzeitig ein zweiter Abschnitt des Erzeugnisses unter einer vorbestimmten zweiten Temperatur, die niedriger als die erste Temperatur ist, gehalten wird; und Abkühlen des Erzeugnisses derart, dass getempertes Martensit innerhalb des ersten Abschnittes des Erzeugnisses gebildet wird, während gleichzeitig der zweite Abschnitt des Erzeugnisses im Wesentlichen frei von getempertem Martensit bleibt, wobei im Anschluss an das Abkühlen eine Zugfestigkeit des ersten Abschnittes des Erzeugnisses kleiner als eine Zugfestigkeit des zweiten Abschnittes des Erzeugnisses ist.According to one aspect of an embodiment of the invention, there is provided a method of forming a product from an initial blank, comprising: providing the starting blank; Heating the starting blank to the austenite state; Thermoforming the starting blank in a cooled pair of dies to form the product; Curing substantially all of the product while still within the pair of dies by cooling the product using a cooling rate that is sufficiently fast to form a martensitic structure; heating a first portion of the product to at least a predetermined first temperature using resistance heating while simultaneously maintaining a second portion of the product below a predetermined second temperature lower than the first temperature; and cooling the product such that tempered martensite is formed within the first portion of the product while at the same time the second portion of the product remains substantially free of tempered martensite, following which a tensile strength of the first portion of the martensite Product is less than a tensile strength of the second section of the product.

Entsprechend einem Aspekt eines Ausführungsbeispieles der Erfindung wird ein Verfahren zum Bilden eines Erzeugnisses aus einem Ausgangsrohling bereitgestellt, umfassend: Bereitstellen des Ausgangsrohlings; Erwärmen des Ausgangsrohlings in den Austenitzustand; Warmprägen des Ausgangsrohlings in einem gekühlten Paar von Pressformen zur Bildung des Erzeugnisses; Härten im Wesentlichen des gesamten Erzeugnisses, während dieses weiterhin innerhalb des Paares von Pressformen ist, durch Abkühlen des Erzeugnisses unter Verwendung einer Abkühlrate, die ausreichend schnell ist, um eine martensitische Struktur zu bilden; unter Verwendung eines Induktionserwärmens erfolgendes Erwärmen eines ersten Abschnittes des Erzeugnisses auf wenigstens eine vorbestimmte erste Temperatur, während gleichzeitig ein zweiter Abschnitt des Erzeugnisses unter einer vorbestimmten zweiten Temperatur, die niedriger als die erste Temperatur ist, gehalten wird; und Abkühlen des Erzeugnisses derart, dass getempertes Martensit innerhalb des ersten Abschnittes des Erzeugnisses gebildet wird, während gleichzeitig der zweite Abschnitt des Erzeugnisses im Wesentlichen frei von getempertem Martensit bleibt, wobei im Anschluss an das Abkühlen eine Zugfestigkeit des ersten Abschnittes des Erzeugnisses kleiner als eine Zugfestigkeit des zweiten Abschnittes des Erzeugnisses ist.According to one aspect of an embodiment of the invention, there is provided a method of forming a product from an initial blank, comprising: providing the starting blank; Heating the starting blank to the austenite state; Hot stamping the starting blank in a cooled pair of dies to form the product; Curing substantially all of the product while still within the pair of dies by cooling the product using a cooling rate that is sufficiently fast to form a martensitic structure; using induction heating, heating a first portion of the product to at least a predetermined first temperature while simultaneously maintaining a second portion of the product below a predetermined second temperature lower than the first temperature; and cooling the product such that tempered martensite is formed within the first portion of the product while at the same time leaving the second portion of the product substantially free of tempered martensite, wherein upon cooling, a tensile strength of the first portion of the product is less than a tensile strength the second section of the product.

Kurzbeschreibung der ZeichnungBrief description of the drawing

Exemplarische Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend in Verbindung mit der nachfolgenden Zeichnung beschrieben, die sich wie folgt zusammensetzt.Exemplary embodiments of the invention will be described below in conjunction with the following drawing, which is composed as follows.

1 zeigt ein schematisches Diagramm einer Thermoformungsstraße für eine Stahlkomponente, die eine Warmbehandlungsnachbearbeitung beinhaltet, entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 1 FIG. 12 is a schematic diagram of a thermoforming line for a steel component incorporating a post heat treatment according to an embodiment of the present invention. FIG.

2 ist eine Draufsicht zur Darstellung einer B-Säule mit einer im Wesentlichen gleichmäßigen Zugfestigkeit, die durch eine herkömmliche Warmbehandlungsbearbeitung gebildet worden ist 2 Fig. 10 is a plan view showing a B pillar having a substantially uniform tensile strength formed by a conventional heat treatment processing

3 ist eine Draufsicht zur Darstellung der B-Säule von 2, wobei an einem ersten Bereich hiervon eine Warmbehandlungsnachbearbeitung vorgenommen wird, entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 3 is a plan view illustrating the B-pillar of 2 wherein a post-treatment heat treatment is performed on a first portion thereof according to an embodiment of the present invention.

4 ist eine Draufsicht zur Darstellung der B-Säule von 2 mit im Wesentlichen zwei Bereichen verschiedener Zugfestigkeit infolge einer Warmbehandlungsnachbearbeitung entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 4 is a plan view illustrating the B-pillar of 2 having substantially two regions of different tensile strength as a result of a post-treatment heat treatment according to an embodiment of the present invention.

5a ist eine vereinfachte Seitenansicht eines Systems zur Warmbehandlungsnachbearbeitung durch Konduktionserwärmen unter Verwendung von Erwärmungsplatten entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 5a FIG. 12 is a simplified side view of a heat treatment post-processing system by conduction heating using heating plates in accordance with one embodiment of the present invention. FIG.

5b ist ein vereinfachtes Diagramm zur Darstellung eines ersten Bereiches eines Erzeugnisses, das zwischen dem Paar von Konduktionserwärmungsplatten von 5a angeordnet ist. 5b FIG. 10 is a simplified diagram illustrating a first portion of a product that is interposed between the pair of conductive heating plates of FIG 5a is arranged.

6a ist eine vereinfachte perspektivische Ansicht zur Darstellung eines Erzeugnisses, an dem ein Konduktionserwärmen unter Verwendung eines erwärmten Fluides und eines geeigneten Kontaktmediums vorgenommen wird, entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 6a Figure 5 is a simplified perspective view illustrating a product to which conduction heating is performed using a heated fluid and a suitable contact medium according to an embodiment of the present invention.

6b ist eine teilweise freigeschnittene Ansicht zur Darstellung des Erzeugnisses, an dem ein Konduktionserwärmen durch das erwärmte Fluid und das geeignete Kontaktmedium von 6a vorgenommen wird. 6b is a partially cut-away view illustrating the product, at which a Konduktionserwärmen by the heated fluid and the suitable contact medium of 6a is made.

7 ist ein vereinfachtes Diagramm zur Darstellung eines ersten Bereiches eines Erzeugnisses, an dem ein Widerstandserwärmen vorgenommen wird, entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 7 Figure 5 is a simplified diagram illustrating a first portion of a product to which resistance heating is applied, according to one embodiment of the present invention.

8a ist ein vereinfachtes Diagramm zur Darstellung eines Erzeugnisses, an dem ein Induktionserwärmen unter Verwendung von Spulen vorgenommen wird, die entlang entgegengesetzter bzw. gegenüberliegender Seiten eines ersten Bereiches des Erzeugnisses angeordnet sind, entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 8a FIG. 5 is a simplified diagram illustrating a product to which induction heating is performed using coils disposed along opposite sides of a first region of the product according to one embodiment of the present invention. FIG.

8b ist ein vereinfachtes Diagramm zur Darstellung eines Erzeugnisses, an dem ein Induktionserwärmen unter Verwendung einer Spule vorgenommen wird, die einen ersten Bereich des Erzeugnisses umschließt, entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 8b Figure 5 is a simplified diagram illustrating a product to which induction heating is performed using a coil that encloses a first region of the product, according to one embodiment of the present invention.

9a ist eine vereinfachte perspektivische Ansicht zur Darstellung eines ersten Bereiches eines Erzeugnisses, an dem ein Induktionserwärmen unter Verwendung von Induktionsplatten vorgenommen wird, entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 9a FIG. 10 is a simplified perspective view illustrating a first portion of a product to which induction heating using induction plates according to an embodiment of the present invention is performed.

9b ist eine vereinfachte Seitenansicht zur Darstellung des Erzeugnisses von 9a, an dem ein Induktionserwärmen unter Verwendung von Induktionsplatten vorgenommen wird, entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 9b is a simplified side view illustrating the product of 9a in which induction heating is performed using induction plates according to an embodiment of the present invention.

10 ist ein vereinfachtes Flussdiagramm eines Verfahrens entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 10 FIG. 10 is a simplified flowchart of a method according to one embodiment of the present invention. FIG.

11 ist ein vereinfachtes Flussdiagramm eines weiteren Verfahrens entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 11 is a simplified flowchart of another method according to an embodiment of the present invention.

12 ist ein vereinfachtes Flussdiagramm eines weiteren Verfahrens entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 12 is a simplified flowchart of another method according to an embodiment of the present invention.

Detailbeschreibung von Ausführungsbeispielen der ErfindungDetailed description of embodiments of the invention

Die nachfolgende Beschreibung wird präsentiert, um einen Durchschnittsfachmann in die Lage zu versetzen, die Erfindung umzusetzen und zu verwenden, und ist im Kontext einer bestimmten Anwendung und von deren Anforderungen vorgesehen. Verschiedene Abwandlungen an den offenbarten Ausführungsbeispielen erschließen sich einem Fachmann auf dem einschlägigen Gebiet unmittelbar, wobei die darin definierten allgemeinen Prinzipien auch auf andere Ausführungsbeispiele und Anwendungen angewandt werden können, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen. Damit soll die vorliegende Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsbeispiele beschränkt sein, sondern den weitest möglichen Umfang, der zu den hier offenbarten Prinzipien und Merkmalen konsistent ist, abdecken.The following description is presented to enable one of ordinary skill in the art to implement and use the invention, and is provided in the context of a particular application and its requirements. Various modifications to the disclosed embodiments will be readily apparent to those skilled in the art, and the general principles defined herein may be applied to other embodiments and applications without departing from the scope of the invention Deviating scope of the invention. Thus, the present invention should not be limited to the disclosed embodiments, but should cover the broadest scope consistent with the principles and features disclosed herein.

In 1 ist ein schematisches Diagramm einer Thermoformungsstraße für eine Stahlkomponente entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gezeigt. Als spezifisches und nichtbeschränkendes Beispiel sei aufgeführt, dass die Komponente, die in 1 hergestellt wird, eine B-Säule für ein Kraftfahrzeug ist. Selbstredend können auch andere Typen von Komponenten auf ähnliche Weise hergestellt werden, weshalb das spezifische Beispiel einer B-Säule lediglich zu illustrativen Zwecken und zur Erleichterung eines tieferen Verständnisses der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung angegeben ist.In 1 Fig. 12 is a schematic diagram of a thermoforming line for a steel component according to an embodiment of the present invention. As a specific and non-limiting example, it should be noted that the component used in 1 is manufactured, a B-pillar for a motor vehicle. Of course, other types of components can be made in a similar manner, so the specific example of a B-pillar is given for illustrative purposes only and to facilitate a deeper understanding of the embodiments of the present invention.

Es wird ein Ausgangsrohling 100 bereitgestellt. Der Ausgangsrohling 100 wird beispielsweise aus einer Platte härtbaren Stahles, so beispielsweise aus Usibor® 1500P, Usibor® 1500, einem anderen geeigneten Borstahl oder einem beliebigen geeigneten warmprägepressgehärteten Material hergestellt. Gegebenenfalls ist der Ausgangsrohling 100 für die Herstellung einer B-Säule spezifisch vorgeformt, so beispielsweise durch einen zusätzlichen Schneideschritt oder einen zusätzlichen Kaltformungsschritt (in 1 nicht gezeigt). Der gesamte Ausgangsrohling 100 wird sodann in einem Ofen 102 auf eine Temperatur über der Ac3-Temperatur erwärmt. Als spezifisches und nichtbeschränkendes Beispiel sei angeführt, dass der Ofen 102 ein Walzofen oder ein Ofen vom Chargentyp (batch style oven) ist. Sobald der Ausgangsrohling 100 im Austenitzustand ist, wird er schnell zu einem Pressformensatz verbracht, der allgemein mit 104 bezeichnet ist, wobei der Pressformensatz 104 eine obere Pressformhälfte 106 und eine untere Pressformhälfte 108 aufweist. Der Pressformensatz 104 wird gegebenenfalls abgekühlt, um sicherzustellen, dass eine ausreichend schnelle Abkühlrate des Ausgangsrohlings 100 erreicht wird, damit Martensit gebildet wird. Als spezifisches und nichtbeschränkendes Beispiel sei angeführt, dass Kanäle durch die obere Pressformhälfte 106 und durch die untere Pressformhälfte 108 festgelegt sein können, durch die ein Kühlfluid, so beispielsweise Wasser, Öl, eine Salzlösung und dergleichen mehr, durch die beiden Pressformhälften fließen kann, um eine schnelle Abkühlrate des aus dem Ausgangsrohling 100 gebildeten Erzeugnisses zu erreichen. Eine typische Abkühlrate liegt beispielsweise in dem Bereich von etwa 30°C/sec bis etwa 100°C/sec. Das Erzeugnis wird während des Abkühlens innerhalb des Pressformensatzes gehalten, um so die gewünschte Form des Erzeugnisses zu erhalten, während es abgekühlt und gehärtet wird. Nach der Herausnehme aus dem Pressformensatz 104 wird das Erzeugnis (mit 110 bezeichnet) weiter etwa auf Raumtemperatur oder wenigstens auf eine Temperatur zwischen etwa 20°C und etwa 250°C abgekühlt. In diesem Zustand weist das Erzeugnis 110 im Wesentlichen eine gleichmäßige Martensitstruktur auf.It becomes a starting blank 100 provided. The starting blank 100 is made for example of a plate hardenable steel, such as from Usibor ® 1500P, Usibor ® 1500, other suitable boron steel or any suitable hot stamping press-hardened material. Optionally, the starting blank 100 specifically preformed for the manufacture of a B-pillar, for example by an additional cutting step or an additional cold-forming step (in 1 Not shown). The entire starting blank 100 is then in an oven 102 heated to a temperature above the Ac3 temperature. As a specific and non-limiting example, it should be noted that the oven 102 is a rolling furnace or a batch type oven. Once the starting blank 100 is in Austenitzustand, he is quickly spent on a press molding set, which is generally with 104 is designated, wherein the set of press molds 104 an upper mold half 106 and a lower mold half 108 having. The die set 104 is optionally cooled to ensure that a sufficiently fast cooling rate of the starting blank 100 is reached so that martensite is formed. As a specific and non-limiting example, it should be noted that channels pass through the upper mold half 106 and through the lower mold half 108 may be determined by which a cooling fluid, such as water, oil, a salt solution and the like, more, can flow through the two die halves to a rapid cooling rate of the out of the starting blank 100 product. For example, a typical cooling rate is in the range of about 30 ° C / sec to about 100 ° C / sec. The product is held within the mold set during cooling so as to obtain the desired shape of the product while it is cooled and cured. After taking out of the set of press molds 104 the product (with 110 further cooled to about room temperature or at least to a temperature between about 20 ° C and about 250 ° C. In this state, the product indicates 110 essentially a uniform martensite structure.

Nachdem das Erzeugnis 110 auf die gewünschte Temperatur abgekühlt worden ist, nimmt man an ihm eine Wärmebehandlungsnachbearbeitung 112 vor. Die Wärmebehandlungsnachbearbeitung 112 beinhaltet ein Erwärmen eines ersten Bereiches 120 des Erzeugnisses 110, das eine verringerte Zugfestigkeit im fertigen Erzeugnis aufweisen soll (das heißt eine „weiche Zone”), auf eine bekannte Temperatur. Die bekannte Temperatur ist in einem Bereich zwischen etwa 370°C und etwa 800°C und insbesondere zwischen etwa 400°C und etwa 700°C.After the product 110 has been cooled to the desired temperature, taking him to a heat treatment post-processing 112 in front. The heat treatment post-processing 112 involves heating a first area 120 of the product 110 which is said to have a reduced tensile strength in the finished product (ie a "soft zone") to a known temperature. The known temperature is in a range between about 370 ° C and about 800 ° C and more preferably between about 400 ° C and about 700 ° C.

Wie in 1 gezeigt ist, wird der erste Bereich 120 des Erzeugnisses 110 unter Verwendung eines von einem Konduktionserwärmen, Widerstandserwärmen und Induktionserwärmen erwärmt. Das Erwärmen mittels Konduktionserwärmen wird detaillierter anhand 5a, 5b, 6a und 6b beschrieben, das Erwärmen mittels Widerstandserwärmen wird detaillierter anhand 7 beschrieben, und das Erwärmen mittels Induktionserwärmen wird detaillierter anhand 8a, 8b, 9a und 9b beschrieben. Der erste Bereich 120 wird auf die bekannte Temperatur zwischen etwa 370°C und etwa 800°C und insbesondere zwischen etwa 400°C und etwa 700°C erwärmt. Gegebenenfalls wird ein zweiter Bereich 122 benachbart zu dem ersten Bereich 120 abgekühlt und/oder isoliert, um so ein merkliches Erwärmen des zweiten Bereiches 122 während der Wärmebehandlungsnachbearbeitung zu verhindern. Der zweite Bereich 122, der eine hohe Zugfestigkeit im fertigen Erzeugnis aufweisen soll, wird von Erwärmung beispielsweise durch Verwendung eines Vorhanges aus gekühltem Gas (so beispielsweise aus gekühlter Luft) oder durch Sprühen oder Einnebeln mit einer Kühlflüssigkeit (so beispielsweise Wasser) geschützt.As in 1 shown is the first area 120 of the product 110 using one of conduction heating, resistance heating and induction heating. Heating by conduction heating is explained in more detail 5a . 5b . 6a and 6b heating by means of resistance heating is described in more detail 7 and heating by means of induction heating will be described in more detail 8a . 8b . 9a and 9b described. The first area 120 is heated to the known temperature between about 370 ° C and about 800 ° C and especially between about 400 ° C and about 700 ° C. Optionally, a second area 122 adjacent to the first area 120 cooled and / or isolated so as to noticeably heat the second region 122 during heat treatment post-processing. The second area 122 which is to have a high tensile strength in the finished product is protected from heating by, for example, using a curtain of cooled gas (such as from cooled air) or by spraying or misting with a cooling liquid (such as water).

Am Ende der Warmbehandlungsnachbearbeitung wird der erste Bereich 120 des Erzeugnisses 110 auf Raumtemperatur gekühlt. Entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird der erste Bereich 120 gasgekühlt. Gegebenenfalls wird ein Haltegestell verwendet, um die Abmessungen des Erzeugnisses 110 während des Abkühlprozesses zu erhalten. Gegebenenfalls wird der erste Bereich 120 des Weiteren unter Verwendung einer anderen geeigneten Abkühltechnik abgekühlt, so beispielsweise einer von Gas-Blasting, Abkühlen im Fluidbett, Pressformabkühlen, Wasser/Nebel-Abkühlen und Abkühlen unter Verwendung von Kühlgebläsen oder Strahlen und dergleichen mehr. Gegebenenfalls wird ein zusätzliches nicht dargestelltes Nachbearbeiten im Anschluss an das Abkühlen durchgeführt, so beispielsweise ein Zuschneiden oder Perforieren oder dergleichen mehr.At the end of the heat treatment post-processing becomes the first area 120 of the product 110 cooled to room temperature. According to an embodiment of the present invention, the first region becomes 120 gas cooled. Optionally, a support frame is used to measure the dimensions of the product 110 during the cooling process. If necessary, the first area 120 further cooled using another suitable cooling technique, such as gas blasting, fluid bed cooling, mold cooling, water / mist cooling and cooling using cooling fans or jets and the like. If necessary, an additional, not shown reworking following the Cooling performed, such as a cutting or perforating or the like.

Gegebenenfalls wird ein zusätzliches nicht dargestelltes Nachbearbeiten im Anschluss an die Warmbehandlungs- und Presshärtungsschritte, jedoch vor der Warmbehandlungsnachbearbeitung durchgeführt.Optionally, additional post-processing, not shown, is performed subsequent to the heat-treating and press-hardening steps, but before the post-heat-treatment.

Die Warmbehandlungsnachbearbeitung führt zur Bildung von getempertem Martensit innerhalb des ersten Bereiches 120 des Erzeugnisses 110 aufgrund des Metalls innerhalb desjenigen Bereiches, der auf zwischen etwa 370°C und etwa 800°C wiedererwärmt und sodann abgekühlt wird. Demgegenüber wird der zweite Bereich 122 des Erzeugnisses 110 nicht auf diese Weise wiedererwärmt und abgekühlt, sodass getempertes Martensit innerhalb des zweiten Bereiches 122 nicht gebildet wird. Anstatt dessen wird die ursprüngliche Martensitstruktur, die während des Warmbehandlungs- und Presshärtungsvorganges gebildet wurde, innerhalb des zweiten Bereiches 122 im fertigen Erzeugnis beibehalten. Selbstredend ist eine Übergangszone (nicht dargestellt) einer endlichen Breite entlang der „Grenze” 124 zwischen dem ersten Bereich 120 und dem zweiten Bereich 122 vorhanden. Die Zugfestigkeit des Erzeugnisses 110 innerhalb der Übergangszone liegt zwischen der Zugfestigkeit innerhalb des ersten Bereiches 120 und der Zugfestigkeit innerhalb des zweiten Bereiches 122.The post heat treatment results in the formation of tempered martensite within the first region 120 of the product 110 due to the metal within the range that is reheated to between about 370 ° C and about 800 ° C and then cooled. In contrast, the second area 122 of the product 110 not reheated and cooled in this way, so tempered martensite within the second range 122 is not formed. Instead, the original martensite structure formed during the heat-treating and press-hardening process is within the second range 122 retained in the finished product. Of course, a transition zone (not shown) of finite width along the "border" 124 between the first area 120 and the second area 122 available. The tensile strength of the product 110 within the transition zone lies between the tensile strength within the first range 120 and the tensile strength within the second range 122 ,

Gegebenenfalls werden zusätzliche Zyklen des Erwärmens des Erzeugnisses 110, gefolgt von einem Abkühlen des Erzeugnisses 110 durchgeführt, um zusätzliche „weiche Zonen” innerhalb verschiedener Bereiche des Erzeugnisses 110 zu bilden. Alternativ werden zwei oder mehr nicht aneinander anschließende Bereiche des Erzeugnisses 110 gleichzeitig erwärmt, damit zwei oder mehr „weiche Zonen” in einem einzigen Durchlauf gebildet werden.Optionally, additional cycles of heating the product 110 , followed by cooling the product 110 performed to additional "soft zones" within different areas of the product 110 to build. Alternatively, two or more non-contiguous regions of the product 110 heated simultaneously so that two or more "soft zones" are formed in a single pass.

In 2 gezeigt ist das Erzeugnis 110, das an einem Punkt „A” der Thermoformungsstraße von 1 bereitsteht. Das Erzeugnis 110 an dem Punkt „A” weist im Wesentlichen eine gleichmäßige Martensitstruktur auf. In 3 gezeigt ist das Erzeugnis 110 entsprechend einem Punkt „B” der Thermoformungsstraße von 1. Die Struktur des Erzeugnisses 110 an dem Punkt „B” ist ebenfalls eine im Wesentlichen gleichmäßige Martensitstruktur, wobei an dem ersten Bereich 120 des Erzeugnisses 110 eine Warmbehandlungsnachbearbeitung vorgenommen wird. 4 zeigt, dass zwei Bereiche mit im Wesentlichen verschiedener Zugfestigkeit an dem Punkt „C” der Thermoformungsstraße von 1 gegeben sind, gefolgt von der Beendigung der Warmbehandlungsnachbearbeitung des Erzeugnisses 110. Insbesondere bleibt im Anschluss an die erfolgte Wiedererwärmung und anschließende Abkühlung auf Raumtemperatur der zweite Bereich 122 auf einer Seite der Grenze 124 bei der ursprünglichen Martensitstruktur, während getempertes Martensit innerhalb des ersten Bereiches 120 auf der anderen Seite der Grenze 124 gebildet worden ist. Wie vorstehend diskutiert worden ist, ist eine Übergangszone (nicht dargestellt) endlicher Breite entlang der „Grenze” 124 zwischen dem ersten Bereich 120 und dem zweiten Bereich 122 vorhanden.In 2 the product is shown 110 at a point "A" of the thermoforming line of 1 ready. The product 110 at the point "A" has substantially a uniform martensite structure. In 3 the product is shown 110 corresponding to point "B" of the thermoforming line of 1 , The structure of the product 110 at the point "B" is also a substantially uniform martensite structure, wherein at the first region 120 of the product 110 a heat treatment post-processing is made. 4 shows that two regions of substantially different tensile strength at the point "C" of the thermoforming line of 1 followed by the completion of the post-treatment of the product 110 , In particular, after the re-heating has taken place and subsequent cooling to room temperature, the second region remains 122 on one side of the border 124 in the case of the original martensite structure, while tempered martensite within the first area 120 on the other side of the border 124 has been formed. As discussed above, a transition zone (not shown) of finite width along the "boundary" is 124 between the first area 120 and the second area 122 available.

Der erste Bereich 120 des Erzeugnisses 110 kann durch eines von einem Konduktionserwärmen, einem Widerstandserwärmen und einem Induktionserwärmen erwärmt werden. Jedes Erwärmungsverfahren wird nachstehend detaillierter beschrieben.The first area 120 of the product 110 can be heated by one of conduction heating, resistance heating and induction heating. Each heating method will be described in more detail below.

In 5a gezeigt ist eine vereinfachte Seitenansicht eines Systems 500 zur Warmbehandlungsnachbearbeitung mittels Konduktionserwärmen unter Verwendung von erwärmten Platten. Das System 500 umfasst eine Presse 502 mit einer oberen erwärmten Platte 504 und einer unteren erwärmten Platte 506. Ein Erzeugnis 508, an dem eine Warmbehandlungsnachbearbeitung vorgenommen werden soll, ist in der Presse derart positioniert, dass ein erster Bereich hiervon zwischen der oberen erwärmten Platte 504 und der unteren erwärmten Platte 506 angeordnet ist. Diese Positionierung ist besser in 5b dargestellt, die einen ersten Bereich 508a des Erzeugnisses 508 zeigt, der in stapelartiger Anordnung zwischen den oberen und unteren erwärmten Platten 504 und 506 angeordnet ist. Ein zweiter Bereich 508b, der benachbart zu dem ersten Bereich 508a ist, ist in Bezug auf die erwärmten Platten 504/506 extern positioniert.In 5a shown is a simplified side view of a system 500 for heat treatment post-processing by conduction heating using heated plates. The system 500 includes a press 502 with an upper heated plate 504 and a lower heated plate 506 , A product 508 at which a post-treatment post-treatment is to be made is positioned in the press such that a first portion thereof is interposed between the upper heated plate 504 and the lower heated plate 506 is arranged. This positioning is better in 5b represented a first area 508a of the product 508 shows, in a stack-like arrangement between the upper and lower heated plates 504 and 506 is arranged. A second area 508b that is adjacent to the first area 508a is, in relation to the heated plates 504 / 506 positioned externally.

Ein Betätiger, so beispielsweise ein hydraulischer Zylinder 510, bringt die obere erwärmte Platte in Kontakt mit dem ersten Bereich 508a des Erzeugnisses 508 oder beendet den Kontakt und übt zusätzlich einen ausreichenden Druck aus, um eine Wärmekonduktion von den oberen und unteren erwärmten Platten 504 und 506 in den ersten Bereich 508a des Erzeugnisses 508 sicherzustellen. Gegebenenfalls wird der erste Bereich 508a während einer vorbestimmten Zeitspanne getränkt bzw. eingeweicht (soaked), während er eine gewünschte Temperatur erreicht, bevor die obere erwärmte Platte 504 unter Wirkung des Betätigers 510 herausgezogen wird. Gegebenenfalls beinhaltet das System 500 des Weiteren ein nichtdargestelltes Abkühluntersystem, das ein merkliches Erwärmen des zweiten Bereiches 508b des Erzeugnisses 508 verhindert.An actuator, such as a hydraulic cylinder 510 , brings the upper heated plate in contact with the first area 508a of the product 508 or terminates the contact and additionally applies sufficient pressure to heat conduction from the upper and lower heated plates 504 and 506 in the first area 508a of the product 508 sure. If necessary, the first area 508a soaked while it reaches a desired temperature before the upper heated plate 504 under the action of the actuator 510 is pulled out. If necessary, the system includes 500 Further, an unillustrated cooling subsystem that significantly heats the second region 508b of the product 508 prevented.

Die oberen und unteren erwärmten Platten 504 und 506 sind aus einem geeigneten thermisch leitfähigen Material gebildet, so beispielsweise aus Kupfer. Obwohl 5a und 5b ein Erzeugnis 508 mit einem im Wesentlichen flachen zweiten Bereich 508b zeigen, der zwischen flachen oberen und unteren erwärmten Platten 504 und 506 angeordnet ist, sollte einsichtig sein, dass die oberen und unteren erwärmten Platten 504 und 506 gegebenenfalls mit Konturen ausgebildet sind, die beliebigen Konturen des zweiten Bereiches 508b des Erzeugnisses 508 entsprechen. Mit anderen Worten, es können die oberen und unteren erwärmten Platten 504 und 506 obere und untere Pressformhälften sein, die ähnlich zu der oberen Pressformhälfte 106 beziehungsweise der unteren Pressformhälfte 108 sind, die zur Warmbehandlung und Presshärtung des Erzeugnisses 110, wie es anhand 1 beschrieben worden ist, verwendet werden.The upper and lower heated plates 504 and 506 are formed of a suitable thermally conductive material, such as copper. Even though 5a and 5b a product 508 with a substantially flat second area 508b show that between flat upper and lower heated plates 504 and 506 disposed is, should be clear that the upper and lower heated plates 504 and 506 optionally formed with contours, the arbitrary contours of the second area 508b of the product 508 correspond. In other words, it can be the upper and lower heated plates 504 and 506 upper and lower die halves similar to the upper die half 106 or the lower mold half 108 are used for heat treatment and press hardening of the product 110 as it is based 1 has been described.

Um ein besseres Verständnis zu ermöglichen, zeigt 5a nicht die Energieversorgung oder elektrische Verdrahtung, die sich zwischen der Energieversorgung und den oberen und unteren erwärmten Platten 504 und 506 erstreckt. Darüber hinaus sind geeignete Temperatursteuerungen und/oder Temperatursensoren aus 5a weggelassen. Selbstredend können zahlreiche Abwandlungen an dem System, das in 5a gezeigt ist, vorgenommen werden, so beispielsweise ein Ersetzen des hydraulischen Betätigers 510 durch eine andere Art von Betätiger oder ein Bewegen der unteren erwärmten Platte 506 anstatt eines Bewegens der oberen erwärmten Platte 504 oder auch zusätzlich hierzu und dergleichen mehr.To facilitate a better understanding, shows 5a not the power supply or electrical wiring that is between the power supply and the upper and lower heated plates 504 and 506 extends. In addition, suitable temperature controls and / or temperature sensors are off 5a omitted. Needless to say, numerous modifications can be made to the system incorporated in 5a is shown, such as a replacement of the hydraulic actuator 510 by another type of actuator or moving the lower heated plate 506 instead of moving the upper heated plate 504 or in addition to this and the like more.

In 6a gezeigt ist eine vereinfachte perspektivische Ansicht eines Erzeugnisses 600, an dem ein Konduktionserwärmen unter Verwendung eines erwärmten Fluids und eines geeigneten Kontaktmediums 602 vorgenommen wird. Das Erzeugnis 600 ist teilweise in das erwärmte Fluid/Kontaktmedium 602 eingetaucht, das innerhalb eines Behältergefäßes es 604 befindlich ist. Das Fluid kann ein Gas sein, so beispielsweise warme komprimierte Luft, während das Kontaktmedium eine geeignete teilchenartige Substanz ist, so beispielsweise Sand, Keramik oder Salz. Als ein spezifisches und nichtbeschränkendes Beispiel sei angeführt, dass das erwärmte Fluid/Kontaktmedium 602 auf eine gewünschte Temperatur zwischen etwa 370°C und etwa 800°C und insbesondere auf den Bereich zwischen etwa 400°C und etwa 700°C eingestellt wird.In 6a Shown is a simplified perspective view of a product 600 at which conduction heating using a heated fluid and a suitable contact medium 602 is made. The product 600 is partially in the heated fluid / contact medium 602 dipped inside a tank vessel it 604 is located. The fluid may be a gas, such as warm compressed air, while the contact medium is a suitable particulate substance, such as sand, ceramics or salt. As a specific and non-limiting example, it should be noted that the heated fluid / contact medium 602 is set at a desired temperature between about 370 ° C and about 800 ° C, and more preferably in the range between about 400 ° C and about 700 ° C.

6b ist eine teilweise freigeschnittene Ansicht zur Darstellung des Erzeugnisses 600, an dem ein Konduktionserwärmen unter Verwendung des erwärmten Fluid/Kontaktmediums 602 von 6a vorgenommen worden ist. Insbesondere ist ein erster Bereich 600a des Erzeugnisses 600 in das erwärmte Fluid/Kontaktmedium 602 eingetaucht. Der erste Bereich 600a des Erzeugnisses 600 wird in dem erwärmten Fluid/Kontaktmedium 602 eingetaucht belassen, bis der erste Bereich 600a die gewünschte Temperatur in dem Bereich von zwischen etwa 370°C bis etwa 800°C erreicht, oder kann bei jener Temperatur während einer gewissen Zeitspanne getränkt bzw. eingeweicht (soaked) werden. Gegebenenfalls wird ein zweiter Bereich 600b des Erzeugnisses 600 vor Erwärmung beispielsweise durch Verwendung eines Kragenkastens, der um den zweiten Bereich 600b herum angeordnet ist, um den zweiten Bereich abzukühlen/zu isolieren, geschützt. Gegebenenfalls wird der zweite Bereich 600b vor Erwärmung durch Verwendung eines Vorhanges aus gekühltem Gas (so beispielsweise aus gekühlter Luft) oder durch Sprühen oder Einnebeln mit einer Kühlflüssigkeit (so beispielsweise Wasser) geschützt. 6b is a partially cutaway view showing the product 600 at which conduction heating using the heated fluid / contact medium 602 from 6a has been made. In particular, a first area 600a of the product 600 into the heated fluid / contact medium 602 immersed. The first area 600a of the product 600 is in the heated fluid / contact medium 602 dipped left until the first area 600a reaches the desired temperature in the range of between about 370 ° C to about 800 ° C, or may be soaked at that temperature for a certain period of time. Optionally, a second area 600b of the product 600 before heating, for example, by using a collar box around the second area 600b is arranged around to cool / isolate the second area, protected. If necessary, the second area 600b protected from being heated by using a curtain of cooled gas (such as from cooled air) or by spraying or misting with a cooling fluid (such as water).

Das Erzeugnis 600 wird anschließend aus dem erwärmten Fluid/Kontaktmedium 602 entfernt, woraufhin das Erzeugnis 600 auf Raumtemperatur abgekühlt wird. Entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird der erste Bereich 600a gasgekühlt. Gegebenenfalls wird ein Haltegestell verwendet, um die Abmessungen des Erzeugnisses 600 während des Abkühlprozesses zu erhalten. Gegebenenfalls wird der erste Bereich 600a unter Verwendung einer weiteren geeigneten Abkühltechnik abgekühlt, so beispielsweise einer von Gas-Blasting, Abkühlen im Fluidbett, Pressformabkühlen, Wasser/Neben-Abkühlen und Abkühlen unter Verwendung von Kühlgebläsen/Strahlen und dergleichen mehr.The product 600 is then removed from the heated fluid / contact medium 602 removed, whereupon the product 600 is cooled to room temperature. According to an embodiment of the present invention, the first region becomes 600a gas cooled. Optionally, a support frame is used to measure the dimensions of the product 600 during the cooling process. If necessary, the first area 600a cooled using another suitable cooling technique, such as gas blasting, fluid bed cooling, mold cooling, water / sub-cooling and cooling using cooling fans / jets and the like.

Um ein tieferes Verständnis zu ermöglichen, zeigen 6a und 6b keinen Einlass oder Auslass des Behältergefäßes 604, die verwendet werden, wenn eine Strömung des erwärmten Fluids durch das Behältergefäß 604 bereitgestellt wird. Zusätzlich wurden geeignete Temperatursteuerungen, Temperatursensoren, Druckluftquellen und dergleichen mehr aus 6a und 6b weggelassen.To enable a deeper understanding, show 6a and 6b no inlet or outlet of the container vessel 604 used when a flow of the heated fluid through the tank vessel 604 provided. In addition, appropriate temperature controls, temperature sensors, compressed air sources and the like have become more 6a and 6b omitted.

Gegebenenfalls wird die Warmbehandlungsnachbearbeitung unter Verwendung eines Konduktionserwärmens vorgenommen, bei der das Erzeugnis in Kontakt mit warmer bzw. heißem Öl oder Gas oder einem anderen geeigneten festen oder fluiden Medium zur selektiven Übertragung von Wärme auf den ersten Bereich, der eine „weiche Zone” im fertigen Erzeugnis werden soll, gebracht wird. Gegebenenfalls wird die Warmbehandlungsnachbearbeitung unter Verwendung eines Konduktionserwärmens durchgeführt, bei dem das Erzeugnis in Kontakt mit einem oder mehreren von einer Flamme, einem Plasma, einer Mikrowellenstrahlung, einer Infrarotstrahlung und dergleichen mehr gebracht wird.Optionally, the post-processing heat treatment is performed using conduction heating in which the product is in contact with hot or hot oil or gas or other suitable solid or fluid medium for selective transfer of heat to the first region which produces a "soft zone" Product is to be brought. Optionally, the post-heat treatment is performed using conduction heating in which the product is brought into contact with one or more of a flame, a plasma, a microwave radiation, an infrared radiation, and the like.

In 7 gezeigt ist ein vereinfachtes Diagramm eines Erzeugnisses 700, an dem eine Warmbehandlungsnachbearbeitung vorgenommen wird, bei der ein Widerstandserwärmen verwendet wird, um einen ersten Bereich 700a des Erzeugnisses 700 zu erwärmen. Eine Energieversorgung 702 ist elektrisch mit dem ersten Bereich 700a des Erzeugnisses 700 über Kontakte 704a und 704b und Leitungen 706a und 706b gekoppelt. Bei dem in 7 gezeigten Beispiel sind die Kontakte 704a und 704b elektrisch leitfähige Klemmen.In 7 Shown is a simplified diagram of a product 700 on which a post-treatment post-treatment is performed, in which a resistance heating is used, around a first area 700a of the product 700 to warm up. An energy supply 702 is electric with the first area 700a of the product 700 via contacts 704a and 704b and wires 706a and 706b coupled. At the in 7 example shown are the contacts 704a and 704b electrically conductive terminals.

Im Einsatz wird elektrischer Strom durch den ersten Bereich 700a des Erzeugnisses 700 geleitet, wie durch die gestrichelten Pfeile in 7 dargestellt ist, wodurch der erste Bereich 700a des Erzeugnisses 700 auf eine gewünschte Temperatur erwärmt wird. Als spezifisches und nichtbeschränkendes Beispiel sei angeführt, dass der erste Bereich 700a auf eine gewünschte Temperatur zwischen etwa 370°C und etwa 800°C und insbesondere in den Bereich von zwischen etwa 400°C und etwa 700°C erwärmt wird. Gegebenenfalls wird der zweite Bereich 700b vor Erwärmung beispielsweise durch Verwendung eines Vorhanges aus gekühltem Gas (beispielsweise aus gekühlter Luft) oder durch Sprühen oder Einnebeln mit einer Kühlflüssigkeit (das heißt Wasser) geschützt.In use, electric current is passing through the first area 700a of the product 700 directed as indicated by the dashed arrows in 7 is shown, creating the first area 700a of the product 700 is heated to a desired temperature. As a specific and non-limiting example, it should be noted that the first range 700a is heated to a desired temperature between about 370 ° C and about 800 ° C and in particular in the range of between about 400 ° C and about 700 ° C. If necessary, the second area 700b before heating, for example, by using a curtain of cooled gas (for example, from cooled air) or by spraying or misting with a cooling liquid (ie water) protected.

8a und 8b zeigen vereinfachte Diagramme eines Erzeugnisses 800, an dem eine Warmbehandlungsnachbearbeitung vorgenommen wird, bei der ein Induktionserwärmen verwendet wird, um einen ersten Abschnitt 800a des Erzeugnisses 800 zu erwärmen. 9a und 9b sind vereinfachte Diagramme eines Erzeugnisses 900, an dem eine Wärmbehandlungsnachbearbeitung vorgenommen wird, bei der Induktionserwärmen verwendet wird, um einen ersten Abschnitt 900a des Erzeugnisses 900 zu erwärmen. 8a and 8b show simplified diagrams of a product 800 in which a post-processing heat treatment is performed, wherein induction heating is used to form a first section 800a of the product 800 to warm up. 9a and 9b are simplified diagrams of a product 900 in which a heat treatment post-processing is performed, in which induction heating is used to form a first section 900a of the product 900 to warm up.

Im Allgemeinen ist das Induktionserwärmen der Prozess des Erwärmens eines elektrisch leitfähigen Objektes mittels elektromagnetischer Induktion, bei der Wirbelströme innerhalb des Objektes erzeugt werden, wobei der Widerstand zu einer Joule'schen Erwärmung führt. Die Induktionserwärmung kann hohe Leistungsdichten erzeugen, die kurze Reaktionszeiten zum Erreichen der gewünschten Temperatur ermöglichen. Dies ermöglicht eine genaue Steuerung des Erwärmungsmusters, wobei das Muster dem anliegenden Magnetfeld vergleichsweise eng folgt und eine verringerte Wärmeableitung und Beschädigung ermöglicht. Die Tiefe der Induktionserwärmung kann durch Wahl der Induktionsfrequenz, der Leistungsdichte und der Wechselwirkungszeit gesteuert werden.In general, induction heating is the process of heating an electrically conductive object by electromagnetic induction, in which eddy currents are generated within the object, the resistance resulting in Joule heating. Induction heating can produce high power densities that allow short reaction times to reach the desired temperature. This allows accurate control of the heating pattern, which pattern comparatively closely follows the applied magnetic field and allows for reduced heat dissipation and damage. The depth of induction heating can be controlled by choosing the induction frequency, the power density and the interaction time.

Insbesondere in 8a gezeigt ist ein System zum Erwärmen des ersten Abschnittes 800a des Erzeugnisses 800 mittels Induktionserwärmen unter Verwendung eines Paares von Induktionsspulen 802 und 804. Die Induktionsspulen 802 und 804 sind jeweils entlang entgegengesetzter Seiten des ersten Abschnittes 800a des Erzeugnisses 800 angeordnet.In particular in 8a shown is a system for heating the first section 800a of the product 800 by induction heating using a pair of induction coils 802 and 804 , The induction coils 802 and 804 are each along opposite sides of the first section 800a of the product 800 arranged.

In 8b gezeigt ist ein System zum Erwärmen des ersten Abschnittes 800a des Erzeugnisses 800 mittels Induktionserwärmen unter Verwendung einer einzigen Induktionsspule 806. Wie in 8b gezeigt ist, umschließt die Induktionsspule 806 den ersten Abschnitt 800a des Erzeugnisses 800.In 8b shown is a system for heating the first section 800a of the product 800 by induction heating using a single induction coil 806 , As in 8b is shown encloses the induction coil 806 the first section 800a of the product 800 ,

In 9a gezeigt ist ein System zum Erwärmen des ersten Abschnittes 900a des Erzeugnisses 900 durch Induktionserwärmen unter Verwendung von Induktionsplatten 904 und 906.In 9a shown is a system for heating the first section 900a of the product 900 by induction heating using induction plates 904 and 906 ,

9b ist eine vereinfachte Seitenansicht zur Darstellung des ersten Abschnittes 900a des Erzeugnisses 900 während dessen Erwärmung mittels Induktionserwärmen unter Verwendung der Induktionsplatten 904 und 906 des Systems von 9a. 9b is a simplified side view illustrating the first section 900a of the product 900 during its heating by means of induction heating using the induction plates 904 and 906 of the system of 9a ,

In 10 gezeigt ist ein vereinfachtes Flussdiagramm eines Verfahrens entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Bei 1000 wird an einem Ausgangsrohling ein Wärmebehandlungs- und Presshärtungsvorgang vorgenommen, um ein Erzeugnis mit im Wesentlichen einer gleichmäßigen ersten Zugfestigkeit zu erzeugen. Bei 1002 wird an dem Erzeugnis eine Warmbehandlungsnachbearbeitung vorgenommen. Die Warmbehandlungsnachbearbeitung beinhaltet ein selektives Erwärmen eines ersten Bereiches des Erzeugnisses auf über eine bekannte Temperatur, während gleichzeitig ein zweiter Bereich des Erzeugnisses, der benachbart zu dem ersten Bereich ist, unter der bekannten Temperatur gehalten wird, sowie ein sodann folgendes Abkühlen des ersten Bereiches derart, dass der erste Bereich eine zweite Zugfestigkeit erhält, die im Wesentlichen geringer als die erste Zugfestigkeit ist.In 10 Shown is a simplified flowchart of a method according to one embodiment of the present invention. at 1000 a heat treatment and press-hardening process is performed on a starting blank to produce a product having a substantially uniform first tensile strength. at 1002 a post-treatment of the product is made on the product. The post-heat treatment includes selectively heating a first portion of the product above a known temperature while maintaining a second portion of the product adjacent to the first portion below the known temperature, and then subsequently cooling the first portion thereof; that the first region obtains a second tensile strength that is substantially less than the first tensile strength.

In 11 gezeigt ist ein vereinfachtes Flussdiagramm eines Verfahrens entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Bei 1100 wird der Ausgangsrohling auf eine Austenitisierungstemperatur erwärmt. Bei 1102 wird der Ausgangsrohling in einem gekühlten Paar von Pressformen warmgeformt, um das Erzeugnis zu bilden. Bei 1104 wird das Erzeugnis während einer ersten Zeitspanne unter Verwendung einer Abkühlrate abgekühlt, die im Wesentlichen ausreichend schnell ist, um die Bildung einer Martensitstruktur innerhalb im Wesentlichen des gesamten Erzeugnisses zu unterstützen. Bei 1106 wird an einem ersten Abschnitt des Erzeugnisses eine Warmbehandlungsnachbearbeitung vorgenommen, die umfasst: ein selektives Erwärmen des ersten Abschnittes des Erzeugnisses auf eine bekannte Temperatur, die geringer als die Austenitisierungstemperatur ist, während gleichzeitig ein zweiter Abschnitt des Erzeugnisses, der benachbart zu dem ersten Abschnitt ist, unter der bekannten Temperatur gehalten wird. Bei 1108 wird das Erzeugnis derart abgekühlt, dass getempertes Martensit innerhalb des ersten Bereiches des Erzeugnisses gebildet wird, während gleichzeitig der zweite Abschnitt des Erzeugnisses im Wesentlichen frei von getempertem Martensit bleibt.In 11 Shown is a simplified flowchart of a method according to one embodiment of the present invention. at 1100 the starting blank is heated to an austenitizing temperature. at 1102 For example, the starting blank is thermoformed in a cooled pair of dies to form the product. at 1104 For example, the product is cooled for a first time using a cooling rate that is substantially fast enough to assist in the formation of a martensite structure within substantially the entire product. at 1106 a post-heat treatment is performed on a first portion of the product comprising: selectively heating the first portion of the product to a known temperature that is less than the austenitizing temperature while simultaneously having a second portion of the product adjacent to the first portion; kept below the known temperature. at 1108 the product is cooled such that tempered martensite is formed within the first region of the product while at the same time the second section of the product remains substantially free of tempered martensite.

In 12 gezeigt ist ein vereinfachtes Flussdiagramm eines Verfahrens entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegende Erfindung. Der Ausgangsrohling wird bei 1200 bereitgestellt. Bei 1202 wird der Ausgangsrohling in den Austenitzustand erwärmt. Bei 1204 wird der Ausgangsrohling in einem gekühlten Paar von Pressformen heißgeformt, um so das Erzeugnis zu bilden. Bei 1206 wird das gesamte Erzeugnis gehärtet, während es weiterhin innerhalb des Paares von Pressformen befindlich ist, und zwar durch Abkühlen des Erzeugnisses unter Verwendung einer Abkühlrate, die ausreichend schnell ist, um eine Martensitstruktur zu bilden. Bei 1208 wird eines von einem Konduktionserwärmen, einem Widerstandserwärmen und einem Induktionserwärmen verwendet, um einen ersten Abschnitt des Erzeugnisses auf wenigstens eine vorbestimmte erste Temperatur zu erwärmen, während gleichzeitig ein zweiter Abschnitt des Erzeugnisses unter einer vorbestimmten zweiten Temperatur, die geringer als die erste Temperatur ist, gehalten wird. Bei 1210 wird das Erzeugnis derart abgekühlt, dass getempertes Martensit innerhalb des ersten Abschnittes des Erzeugnisses entsteht, während gleichzeitig der zweite Abschnitt des Erzeugnisses im Wesentlichen frei von getempertem Martensit bleibt. Bei einem Erzeugnis, das entsprechend dem anhand 12 beschriebenen Verfahren gebildet worden ist, ist die Zugfestigkeit des ersten Abschnittes des Erzeugnisses geringer als eine Zugfestigkeit des zweiten Abschnittes des Erzeugnisses.In 12 Shown is a simplified flowchart of a method according to one embodiment of the present invention. The starting blank is added 1200 provided. at 1202 the starting blank is heated to the austenitic state. at 1204 For example, the starting blank is heat-formed in a cooled pair of dies so as to form the product. at 1206 For example, the entire product is cured while still being within the pair of dies by cooling the product using a cooling rate that is sufficiently fast to form a martensite structure. at 1208 For example, one of conduction heating, resistance heating, and induction heating is used to heat a first portion of the product to at least a predetermined first temperature while maintaining a second portion of the product below a predetermined second temperature less than the first temperature becomes. at 1210 the product is cooled such that tempered martensite is formed within the first portion of the product, while at the same time the second portion of the product remains substantially free of tempered martensite. In the case of a product which, according to the 12 has been formed, the tensile strength of the first portion of the product is less than a tensile strength of the second portion of the product.

Es sind zahlreiche weitere Ausführungsbeispiele möglich, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.Numerous other embodiments are possible without departing from the scope of the present invention.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • US 5916389 [0004] US 5916389 [0004]

Claims (21)

Verfahren zum Bilden eines Erzeugnisses aus einem Ausgangsrohling, umfassend: Vornehmen eines Warmbehandlungs- und Presshärtungsvorganges an dem Ausgangsrohling zur Bildung des Erzeugnisses mit im Wesentlichen einer gleichmäßigen ersten Zugfestigkeit; und anschließend Vornehmen einer Warmbehandlungsnachbearbeitung an dem Erzeugnis, die umfasst: ein selektives Erwärmen eines ersten Bereiches des Erzeugnisses auf über eine bekannte Temperatur, während gleichzeitig ein zweiter Bereich des Erzeugnisses, der benachbart zu dem ersten Bereich ist, unter der bekannten Temperatur gehalten wird, und sodann ein Abkühlen des ersten Bereiches derart, dass der erste Bereich eine zweite Zugfestigkeit erhält, die im Wesentlichen geringer als die erste Zugfestigkeit ist.A method of forming a product from a starting blank, comprising: Performing a heat-treating and press-hardening operation on the starting blank to form the product having a substantially uniform first tensile strength; and subsequently Performing a post heat treatment on the product, comprising: selectively heating a first portion of the product above a known temperature while simultaneously maintaining a second portion of the product adjacent to the first portion below the known temperature, and then a Cooling the first region such that the first region obtains a second tensile strength that is substantially less than the first tensile strength. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Warmbehandlungsnachbearbeitung ein Verwenden eines Konduktionserwärmens zum Erwärmen des ersten Bereiches des Erzeugnisses auf über die bekannte Temperatur umfasst.The method of claim 1, wherein the post heat treatment includes using conduction heating to heat the first region of the product above the known temperature. Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Konduktionserwärmen unter Verwendung einer erwärmten Pressform durchgeführt wird, die wenigstens eines von einer oberen erwärmten Pressformhälfte und einer unteren erwärmten Pressformhälfte beinhaltet.The method of claim 2, wherein the conduction heating is performed using a heated die including at least one of an upper heated die half and a lower heated die half. Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Konduktionserwärmen unter Verwendung wenigstens einer erwärmten Platte durchgeführt wird.The method of claim 2, wherein the conduction heating is performed using at least one heated plate. Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Konduktionserwärmen unter Verwendung eines erwärmten Fluids durchgeführt wird.The method of claim 2, wherein the conduction heating is performed using a heated fluid. Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Konduktionserwärmen unter Verwendung eines erwärmten Fluids und eines Kontaktmediums durchgeführt wird.The method of claim 2, wherein the conduction heating is performed using a heated fluid and a contact medium. Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Kontaktmedium aus einer Gruppe ausgewählt ist, die aus Sand, Salz und Keramik besteht.The method of claim 6, wherein the contact medium is selected from a group consisting of sand, salt and ceramic. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Warmbehandlungsnachbearbeitung ein Verwenden eines Widerstandserwärmens zum Erwärmen des ersten Bereiches des Erzeugnisses auf über die bekannte Temperatur umfasst.The method of claim 1, wherein the post-heat treatment includes using resistance heating to heat the first region of the product above the known temperature. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Warmbehandlungsnachbearbeitung ein Verwenden eines Induktionserwärmens zum Erwärmen des ersten Bereiches des Erzeugnisses auf über die bekannte Temperatur umfasst.The method of claim 1, wherein the post-heat treatment includes using induction heating to heat the first region of the product above the known temperature. Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Induktionserwärmen unter Verwendung eines Paares von Induktionsspulen durchgeführt wird, die jeweils entlang entgegengesetzter bzw. gegenüberliegender Seiten des ersten Bereiches angeordnet sind.The method of claim 9, wherein the induction heating is performed using a pair of induction coils respectively disposed along opposite sides of the first region. Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Induktionserwärmen unter Verwendung einer einzigen Induktionsspule durchgeführt wird.The method of claim 9, wherein the induction heating is performed using a single induction coil. Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Induktionserwärmen unter Verwendung eines Paares von Induktionsplatten durchgeführt wird, die jeweils entlang entgegengesetzter bzw. gegenüberliegender Seiten des ersten Bereiches angeordnet sind.The method of claim 9, wherein the induction heating is performed using a pair of induction plates, each disposed along opposite sides of the first region. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Ausgangsrohling auf eine Austenitisierungstemperatur während des Warmbehandlungs- und Presshärtungsvorganges erwärmt wird und wobei die bekannte Temperatur im Wesentlichen niedriger als die Austenitisierungstemperatur ist.The method of claim 1, wherein the starting blank is heated to an austenitizing temperature during the heat treating and press hardening process and wherein the known temperature is substantially lower than the austenitizing temperature. Verfahren nach Anspruch 1, umfassend ein Schützen des zweiten Bereiches vor Erwärmung auf im Wesentlichen die bekannte Temperatur.The method of claim 1, comprising protecting the second region from heating to substantially the known temperature. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die bekannte Temperatur zwischen annähernd 370°C und annähernd 800°C ist.The method of claim 1, wherein the known temperature is between approximately 370 ° C and approximately 800 ° C. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die bekannte Temperatur zwischen annähernd 400°C und annähernd 700°C ist.The method of claim 1, wherein the known temperature is between approximately 400 ° C and approximately 700 ° C. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Ausgangsrohling aus einem presshärtbaren Stahllegierungsmaterial gefertigt ist.The method of claim 1, wherein the starting blank is made of a press-hardenable steel alloy material. Verfahren zum Bilden eines Erzeugnisses aus einem Ausgangsrohling, umfassend: Erwärmen des Ausgangsrohlings auf eine Austenitisierungstemperatur; Warmformen des Ausgangsrohlings in einem gekühlten Paar von Pressformen zur Bildung des Erzeugnisses; Kühlen des Erzeugnisses während einer ersten Zeitspanne unter Verwendung einer Abkühlrate, die ausreichend schnell ist, um die Bildung einer martensitischen Struktur innerhalb im Wesentlichen des gesamten Erzeugnisses zu unterstützen; Vornehmen einer Warmbehandlungsnachbearbeitung an einem ersten Abschnitt des Erzeugnisses, die umfasst: ein selektives Erwärmen des ersten Abschnittes des Erzeugnisses auf eine bekannte Temperatur, die niedriger als die Austenitisierungstemperatur ist, während gleichzeitig ein zweiter Abschnitt des Erzeugnisses, der benachbart zu dem ersten Abschnitt ist, unter der bekannten Temperatur gehalten wird; und Abkühlen des Erzeugnisses derart, dass getempertes Martensit innerhalb des ersten Abschnittes des Erzeugnisses gebildet wird, während gleichzeitig der zweite Abschnitt des Erzeugnisses im Wesentlichen frei von getempertem Martensit bleibt.A method of forming a product from a starting blank, comprising: heating the starting blank to an austenitizing temperature; Thermoforming the starting blank in a cooled pair of dies to form the product; Cooling the product during a first time period using a cooling rate that is fast enough to assist formation of a martensitic structure within substantially the entire product; Performing a post heat treatment on a first portion of the product, comprising: selectively heating the first portion of the product to a known temperature lower than the austenitizing temperature while concurrently leaving a second portion of the product adjacent the first portion the known temperature is maintained; and Cooling the product such that tempered martensite is formed within the first portion of the product while at the same time the second portion of the product remains substantially free of tempered martensite. Verfahren zum Bilden eines Erzeugnisses aus einem Ausgangsrohling, umfassend: Bereitstellen des Ausgangsrohlings; Erwärmen des Ausgangsrohlings in den Austenitzustand; Warmprägen des Ausgangsrohlings in einem gekühlten Paar von Pressformen zur Bildung des Erzeugnisses; Härten im Wesentlichen des gesamten Erzeugnisses, während dieses weiterhin innerhalb des Paares von Pressformen ist, durch Abkühlen des Erzeugnisses unter Verwendung einer Abkühlrate, die ausreichend schnell ist, um eine martensitische Struktur zu bilden; unter Verwendung eines Konduktionserwärmens erfolgendes Erwärmen eines ersten Abschnittes des Erzeugnisses auf wenigstens eine vorbestimmte erste Temperatur, während gleichzeitig ein zweiter Abschnitt des Erzeugnisses unter einer vorbestimmten zweiten Temperatur, die niedriger als die erste Temperatur ist, gehalten wird; und Abkühlen des Erzeugnisses derart, dass getempertes Martensit innerhalb des ersten Abschnittes des Erzeugnisses gebildet wird, während gleichzeitig der zweite Abschnitt des Erzeugnisses im Wesentlichen frei von getempertem Martensit bleibt, wobei im Anschluss an das Abkühlen eine Zugfestigkeit des ersten Abschnittes des Erzeugnisses kleiner als eine Zugfestigkeit des zweiten Abschnittes des Erzeugnisses ist.A method of forming a product from a starting blank, comprising: Providing the starting blank; Heating the starting blank to the austenite state; Hot stamping the starting blank in a cooled pair of dies to form the product; Curing substantially all of the product while still within the pair of dies by cooling the product using a cooling rate that is sufficiently fast to form a martensitic structure; using conduction heating, heating a first portion of the product to at least a predetermined first temperature while simultaneously maintaining a second portion of the product below a predetermined second temperature lower than the first temperature; and Cooling the product such that tempered martensite is formed within the first portion of the product while at the same time the second portion of the product remains substantially free of tempered martensite, wherein, following cooling, a tensile strength of the first portion of the product is less than a tensile strength of the second portion of the product. Verfahren zum Bilden eines Erzeugnisses aus einem Ausgangsrohling, umfassend: Bereitstellen des Ausgangsrohlings; Erwärmen des Ausgangsrohlings in den Austenitzustand; Warmprägen des Ausgangsrohlings in einem gekühlten Paar von Pressformen zur Bildung des Erzeugnisses; Härten im Wesentlichen des gesamten Erzeugnisses, während dieses weiterhin innerhalb des Paares von Pressformen ist, durch Abkühlen des Erzeugnisses unter Verwendung einer Abkühlrate, die ausreichend schnell ist, um eine martensitische Struktur zu bilden; unter Verwendung eines Widerstandserwärmens erfolgendes Erwärmen eines ersten Abschnittes des Erzeugnisses auf wenigstens eine vorbestimmte erste Temperatur, während gleichzeitig ein zweiter Abschnitt des Erzeugnisses unter einer vorbestimmten zweiten Temperatur, die niedriger als die erste Temperatur ist, gehalten wird; und Abkühlen des Erzeugnisses derart, dass getempertes Martensit innerhalb des ersten Abschnittes des Erzeugnisses gebildet wird, während gleichzeitig der zweite Abschnitt des Erzeugnisses im Wesentlichen frei von getempertem Martensit bleibt, wobei im Anschluss an das Abkühlen eine Zugfestigkeit des ersten Abschnittes des Erzeugnisses kleiner als eine Zugfestigkeit des zweiten Abschnittes des Erzeugnisses ist.A method of forming a product from a starting blank, comprising: Providing the starting blank; Heating the starting blank to the austenite state; Hot stamping the starting blank in a cooled pair of dies to form the product; Curing substantially all of the product while still within the pair of dies by cooling the product using a cooling rate that is sufficiently fast to form a martensitic structure; heating a first portion of the product to at least a predetermined first temperature using resistance heating while simultaneously maintaining a second portion of the product below a predetermined second temperature lower than the first temperature; and Cooling the product such that tempered martensite is formed within the first portion of the product while at the same time the second portion of the product remains substantially free of tempered martensite, wherein, following cooling, a tensile strength of the first portion of the product is less than a tensile strength of the second portion of the product. Verfahren zum Bilden eines Erzeugnisses aus einem Ausgangsrohling, umfassend: Bereitstellen des Ausgangsrohlings; Erwärmen des Ausgangsrohlings in den Austenitzustand; Warmprägen des Ausgangsrohlings in einem gekühlten Paar von Pressformen zur Bildung des Erzeugnisses; Härten im Wesentlichen des gesamten Erzeugnisses, während dieses weiterhin innerhalb des Paares von Pressformen ist, durch Abkühlen des Erzeugnisses unter Verwendung einer Abkühlrate, die ausreichend schnell ist, um eine martensitische Struktur zu bilden; unter Verwendung eines Induktionserwärmens erfolgendes Erwärmen eines ersten Abschnittes des Erzeugnisses auf wenigstens eine vorbestimmte erste Temperatur, während gleichzeitig ein zweiter Abschnitt des Erzeugnisses unter einer vorbestimmten zweiten Temperatur, die niedriger als die erste Temperatur ist, gehalten wird; und Abkühlen des Erzeugnisses derart, dass getempertes Martensit innerhalb des ersten Abschnittes des Erzeugnisses gebildet wird, während gleichzeitig der zweite Abschnitt des Erzeugnisses im Wesentlichen frei von getempertem Martensit bleibt, wobei im Anschluss an das Abkühlen eine Zugfestigkeit des ersten Abschnittes des Erzeugnisses kleiner als eine Zugfestigkeit des zweiten Abschnittes des Erzeugnisses ist.A method of forming a product from a starting blank, comprising: Providing the starting blank; Heating the starting blank to the austenite state; Hot stamping the starting blank in a cooled pair of dies to form the product; Curing substantially all of the product while still within the pair of dies by cooling the product using a cooling rate that is sufficiently fast to form a martensitic structure; using induction heating, heating a first portion of the product to at least a predetermined first temperature while simultaneously maintaining a second portion of the product below a predetermined second temperature lower than the first temperature; and Cooling the product such that tempered martensite is formed within the first portion of the product while at the same time the second portion of the product remains substantially free of tempered martensite, wherein, following cooling, a tensile strength of the first portion of the product is less than a tensile strength of the second portion of the product.
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