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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Halbwarmumformen höchstzugfester Stahlbleche bei gleichzeitigem Verbessern der Festigkeit und Umformbarkeit.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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In jüngster Vergangenheit ist die Verwendung höchstzugfester Stahlbleche während der Entwicklung der Fahrzeugindustrie angestiegen. Das höchstzugfeste Stahlblech bezieht sich auf ein Stahlmaterial, das eine höhere Zugfestigkeit aufweisen kann als ein höchstzugfestes Stahlblech, das eine Zugfestigkeit von in etwa 50 kg/mm2 aufweist, und das des Weiteren eine verbesserte Kaltverfestigung, Abschrecken, Glühen, Vergüten, Normalglühen, Ausscheidungshärten, Kornverfeinerung, Mischkristallverfestigung und Ähnliches unter Verwendung verschiedener festigkeitssteigender Mechanismen aufweist. Jedoch kann das höchstzugfeste Stahlblech eine verminderte Umformbarkeit aufweisen, die umgekehrt proportional zu der Verbesserung der Festigkeit ist.
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Darüber hinaus kann das höchstzugfeste Stahlblech in dem in Bezug stehenden Stand der Technik aufgrund verminderter Umformbarkeit des höchstzugfesten Stahlblechs nicht auf Teile angewandt werden, die eine komplexe Form aufweisen, Teile, die eine tiefgezogene Tiefe aufweisen, oder Ähnliches, sodass viele Versuche ausgeführt worden sind, um durch Aufwärmen die Umformbarkeit von höchstzugfestem Stahlblech zu verbessern.
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Da jedoch ein Fahrzeugteil im Allgemeinen eine genaue Festigkeit und eine präzise Formbeständigkeit benötigt, kann höchstzugfestes Stahlblech aufgrund der Verminderung der Festigkeit, einer Verwindung von Teilen und deren Maßänderung nicht für Fahrzeugteile verwendet werden.
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In jüngster Vergangenheit wurde bei verschiedenen Bemühungen, die obigen Probleme zu lösen, höchstzugfestes Stahlblech für Fahrzeugteile durch Gesenkschmiedeverfahren hergestellt, welches die Umformbarkeit durch Erwärmen eines Stahlblech auf eine Temperatur von in etwa 900°C oder mehr verbessern kann. Dementsprechend kann das Stahlblech verformt und durch schnelles Abkühlen des Stahlblechs gleichzeitig mit einem Ausführen von Formpressen unter Verwendung einer speziellen Form, in der Kühlwasser umgewälzt wird, eine hohe Festigkeit erreicht werden.
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Das Gesenkschmiedeverfahren kann dem Stahlblech eine verbesserte Festigkeit von in etwa 150 K oder mehr durch Transformieren einer austenitischen Phase eines Stahlblechs in eine martensitische Phase bereitstellen. Das Gesenkschmiedeverfahren verursacht dabei möglicherweise kein Zurückfedern, selbst nach der Entnahme des Stahlblechs, und kann ferner einer Veränderung der Teileabmessungen vorbeugen, da die Teile in der Form in einem fixierten Zustand vollständig abgekühlt werden.
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Jedoch kann das Gesenkschmiedeverfahren eine niedrige Produktivität auf einem Niveau von 2SPM aufweisen, da eine spezielle Form, in der das Kühlwasser umgewälzt wird, verwendet werden muss, Laserzuschneiden einer gezogenen Platte ausgeführt werden muss und das Stahlblech vollständig in der Form abgekühlt wird.
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Da die Heiztemperatur des Stahlblechs auf eine A3-Transformationstemperatur oder mehr von Austenit ansteigen kann, wenn das höchstzugfeste Stahlblech durch Ausscheidungshärten behandelt wird, kann ferner ein festigkeitssteigender Effekt beim Stahlblech aufgrund von Ausscheidungen vermindert werden.
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Mit anderen Worten kann durch auf das Stahlblech aufgebrachte Hochtemperatur eine Rekristallisation auftreten, sodass ein Großteil der festigkeitssteigernden Effekte vermindert und eine Gitterstruktur und eine Gitterkonstante in Abhängigkeit einer Veränderung der kristallinen Phase verformt und als Ergebnis eine Abmessung des Stahlblechs ebenfalls verändert werden kann.
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Das Gesenkschmiedeverfahren als solches, was derzeit schnell angewandt wird, kann nicht als optimales Verfahren zum Herstellen eines höchstzugfesten Stahlblechs für Fahrzeugteile angesehen werden. Folglich soll die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Verfügung stellen, das die oben genannten Probleme löst.
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In dem in Bezug stehenden Stand der Technik wurde in „Steel Strip For The Automotive Reinforcement Parts And Method Of Manufacturing Thereof (
KR 10-0530068 )“ und „Quenched Steel Sheet Having Ultra High Strength, Parts Made Of It And The Method For Manufacturing Thereof (
KR 10-0878614 )“ von einem bestimmten Verfahren zum Vorbeugen gegen eine Abnahme der Umformbarkeit eines Stahlblechs berichtet.
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Darüber hinaus wurde in „Steel Strip For The Automotive Reinforcement Parts And Method Of Manufacturing Thereof (
KR 10-0530068 )“ von einem speziellen Verfahren zum Herstellen von Bandstahl über Fahrzeugverstärkungsteile berichtet. Die Fahrzeugverstärkungsteile, die durch das Verfahren einschließlich eines Ausführens einer Homogenisierungsbehandlung an aluminiumberuhigtem Stahl bei 1050 bis 1300°C, anschließendem Warmwalzen bei einem Fertigwalztemperaturzustand von 850 bis 950°C, die gerade über einem Ar3-Transformationspunkt liegt, seinem Aufrollen in einem Temperaturbereich von 650 bis 800°C und einem anschließenden Ausführen von Kaltwalzen mit einem Kaltverkleinerungsverhältnis von 30 bis 80%, hergestellt werden, können verbesserte Wärmebehandlungseigenschaften aufweisen.
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Darüber hinaus wurden in dem in Bezug stehenden Stand der Technik ein abgeschrecktes Stahlblech, Teile aus dem Stahlblech und das Verfahren zu dessen Herstellung entwickelt, wie in „Quenched Steel Sheet Having Ultra High Strength, Parts Made Of It And The Method For Manufacturing Thereof (
KR 10-0878614 )“ berichtet. Das abgeschreckte Stahlblech kann durch festigkeitssteigernde Wärmebehandlung eine verbesserte Zugfestigkeit aufweisen und danach eine verbesserte Streckgrenze nach dem Unterlaufen einer Lackwärmebehandlung.
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Jedoch bleiben die oben genannten technischen Probleme, wie zum Beispiel eine verminderte Produktivität aufgrund der Verwendung der speziellen Form und des schnellen Abkühlens der Form, eines verminderten festigkeitssteigenden Effekts aufgrund der Rekristallisation, einer Veränderung der Gitterkonstante und der Gitterstruktur und Ähnlichem bei dem in Bezug stehenden Stand der Technik bestehen.
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Die obige in diesem Hintergrundabschnitt offenbarte Information ist lediglich für eine Verbesserung des Verständnisses des Hintergrunds der Erfindung und kann deswegen Informationen enthalten, die keinen Stand der Technik darstellen, der bereits in diesem Land einem Fachmann bekannt ist.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Daher stellt die vorliegende Erfindung bei einem bevorzugten Aspekt ein Verfahren zum Halbwarmumformen eines höchstzugfesten Stahlblechs bereit. Das Verfahren kann die Produktivität und genaue Festigkeit durch Sichern der thermischen Strukturbeständigkeit und Formbeständigkeit erhöhen, wenn das höchstzugfeste Stahlblech erwärmt und umgeformt wird.
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Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ein Verfahren zum Halbwarmumformen eines höchstzugfesten Stahlblechs einschließen: Erwärmen eines Stahlblechs mit einer Einphasenstruktur auf eine A1-Transformationstemperatur oder weniger; Pressen des erwärmten Stahlblechs in eine Form, um es zu einer vorbestimmten Form umzuformen; und Herausnehmen und Abkühlen des gepressten Stahlblechs.
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Das Stahlblech kann ein Stahlblech sein, welches eine einphasige Martensitstruktur aufweist, oder ein Stahlblech, das eine einphasige Ferritstruktur aufweist.
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Das Stahlblech mit der einphasigen Ferritstruktur kann durch Ausscheidungshärten eine verbesserte Festigkeit aufweisen.
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Eine beim Pressen verwendete Temperatur der Form kann ohne zusätzliches Erwärmen und Abkühlen durch Wärme gesteuert werden, die von dem erwärmten Stahlblech übertragen wird.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die oberen und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindungen sind deutlicher durch die folgende detaillierte Beschreibung in Zusammenhang mit den dazugehörigen Zeichnungen zu verstehen, in denen:
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1 ein beispielhafter Graph ist, der eine Dehnung und Festigkeit eines Stahlblechs aus dem in Bezug stehenden Stand der Technik veranschaulicht, der eine Mehrphasenstruktur aufweist und bei der jeweiligen Temperatur durch einen festigkeitssteigernden Mechanismus verfestigt wird;
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2 ist ein beispielhafter Graph, der veranschaulicht, dass eine Festigkeit eines Stahlblechs verändert wird, wenn das Stahlblech mit der Mehrphasenstruktur und ein beispielhaftes Stahlblech mit einer Einphasenstruktur in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung auf in etwa 400°C bis 700°C erwärmt und dann abgekühlt werden; und
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3 ist ein beispielhafter Graph, der eine Änderung der Temperatur, eine Änderung der Festigkeit und eine Änderung der Dehnung eines beispielhaften höchstzugfesten Stahlblechs zu dem Zeitpunkt einer Halbwarmumformung in Übereinstimmung mit der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
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Ausführliche Beschreibung
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Es ist verständlich, dass der Begriff „Fahrzeug“ oder „ein Fahrzeug betreffend“ oder ein anderer ähnlicher Begriff, der hierin verwendet wird, Fahrzeuge im Allgemeinen, wie zum Beispiel Pkw einschließlich Sport Utility Vehicle (SUV), Busse, Lastwagen, vielfältige kommerziell erhältliche Fahrzeuge, Wasserfahrzeuge, einschließlich eine Vielfalt von Booten und Schiffen, Luftfahrzeugen und Ähnlichem, und Hybridfahrzeuge, elektrische Fahrzeuge, elektrische Plugin-Hybridfahrzeuge, wasserstoffbetriebene Fahrzeuge und andere Fahrzeuge mit alternativen Kraftstoffen (zum Beispiel Kraftstoffe, die von anderen Quellen als Rohöl stammen) einschließt. Ein Hybridfahrzeug, auf das hierin Bezug genommen wird, ist ein Fahrzeug, das zwei oder mehr Energiequellen aufweist, beispielsweise ein kraftstoffbetriebenes Fahrzeug wie auch ein elektrisch betriebenes Fahrzeug.
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Die hierin verwendete Terminologie ist nur zum Zwecke einer Beschreibung bestimmter beispielhafter Ausführungsformen und ist nicht als die Erfindung einschränkend vorgesehen. Es ist beabsichtigt, dass die hierin verwendeten einzahligen Formen „einer/eine/eines“ und „der/die/das“ auch die mehrzahlige Form einschließen, es sei denn, der Zusammenhang weist klar auf etwas anderes hin. Es ist ferner verständlich, dass die Begriffe „umfassen/aufweisen“ und/oder „umfassend/aufweisend“, wenn in dieser Beschreibung verwendet, das Vorhandensein von genannten Merkmalen, Einheiten, Schritten, Vorgängen, Elementen und/oder Komponenten angeben, jedoch nicht das Vorhandensein oder Hinzufügen von einem oder mehreren anderen Merkmalen, Einheiten, Schritten, Vorgängen, Elementen, Komponenten und/oder Gruppen davon ausschließen. Der hierin verwendete Begriff „und/oder“ schließt beliebige und Kombinationen alle von einem oder mehreren der entsprechend aufgeführten Gegenstände ein.
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Außer besonders angemerkt oder offensichtlich aus dem Zusammenhang ist der hierin verwendete Begriff „in etwa“ als innerhalb eines Bereichs normaler Toleranz im Stand der Technik zu verstehen, beispielsweise innerhalb von zwei Standardabweichungen des Mittelwerts. „In etwa“ kann als innerhalb von 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2%, 1%, 0,5%, 0,1%, 0,05% oder 0,01% des angegebenen Werts zu verstehen sein. Wenn nicht anders auf klare Weise angegeben, sind alle numerischen hierin angegebenen Werte über den Begriff „in etwa“ zu verstehen.
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Hiernach wird eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen und den Stand der Technik beschrieben und Bezugszeichen der vorangegangenen Komponenten werden ähnlich verwendet, außer es wird besonders darauf hingewiesen.
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Ein Verfahren zum Halbwarmumformen eines nachfolgend beschriebenen höchstzugfesten Stahlblechs ist eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und ist nicht auf die beispielhafte Ausführungsform beschränkt, sondern kann auf vielfältige Weisen umgesetzt werden.
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Wie allgemein aus dem Stand der Technik bekannt, kann einer Bewegung von Atomen zum Verbessern der Festigkeit von Metall, das elastisch und plastisch verformt wird, vorgebeugt werden. Als solche wurden verschiedene festigkeitssteigernde Mechanismen, wie Kaltverfestigung, Abschrecken, Glühen, Vergüten, Normalglühen, Ausscheidungshärten, Kornverfeinerung, Mischkristallverfestigung und Ähnliches verwendet, welche die Bewegung von Atomen in einem Gitter einschränken.
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Wenn der festigkeitssteigernde Mechanismus auf ein Stahlblech angewandt wird, können eine Phasenänderung und eine Strukturänderung des Stahlblechs im Inneren auftreten, sodass die Festigkeit des Stahlblechs stark ansteigt, jedoch die Umformbarkeit umgekehrt proportional zu der Festigkeit vermindert wird und somit ungeeignete Eigenschaften aufweist, um Teile mit einer komplexen Form herzustellen.
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Um das Stahlblech, das durch den festigkeitssteigernden Mechanismus hergestellt worden ist, auf Teile mit einer komplexen Form entsprechend anwenden zu können, kann die Umformbarkeit durch einen getrennten Aufwärmvorgang verbessert werden. Das heißt, dass Teile mit einer vorbestimmten Form durch Aufwärmen des Stahlblechs auf eine hohe Temperatur hergestellt werden können, um die Dehnung des Stahlblechs zu erhöhen und anschließend das Formpressen anzuwenden.
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Jedoch kann eine Phasenänderung, eine Strukturänderung, eine Änderung der Gitterstruktur und Ähnliches bei der inneren Struktur des Stahlblechs aufgrund starker auf das Stahlblech aufgebrachter Wärme auftreten, sodass der festigkeitssteigernde Mechanismus abgeschwächt werden kann und folglich das Abschrecken gleichzeitig mit dem Formpressen unter Verwendung einer Form ausgeführt wird, in der Kühlwasser strömt, um die Festigkeit des Stahlblechs sicherzustellen.
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Dementsprechend stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Halbwarmumformen eines höchstzugfesten Stahlblechs bereit. Insbesondere können bei dem Verfahren der vorliegenden Erfindung der festigkeitssteigernde Mechanismus und die Gitterstruktur unempfindlich auf Temperatur reagieren und es muss kein zusätzlicher Abkühlvorgang, wie zum Beispiel ein Abschrecken oder eine Wasserkühlung, verwendet werden.
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Das Verfahren zum Halbwarmumformen eines höchstzugfesten Stahls in Übereinstimmung mit der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann einen Aufwärmvorgang, einen Pressvorgang und einen Kühlvorgang einschließen.
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Der Aufwärmvorgang kann ein Vorgang zum Aufwärmen des Stahlblechs, um die Umformbarkeit des Stahlblechs zu verbessern, und ein Einstellen der Aufwärmtemperatur des Stahlblechs auf die A1-Transformationstemperatur oder weniger sein.
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Die mechanisch physikalischen Eigenschaften des Stahlblechs können in Abhängigkeit der Aufwärmtemperatur stark verändert werden. Wenn die Temperatur des Stahlblechs beispielsweise ansteigt, kann die Vibrationsenergie des Gitters erhöht werden und somit ein plastisches Verhalten in ein viskoelastisches Verhalten geändert werden, sodass die Dehnung, wie in 1 veranschaulicht, erhöht werden kann.
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1 ist ein beispielhafter Graph, der die Dehnung und Festigkeit des Stahlblechs veranschaulicht, das eine Mehrphasenstruktur aufweist, die durch den festigkeitssteigernden Mechanismus jeweils bei der Raumtemperatur, bei in etwa 300°C, in etwa 400°C, in etwa 500°C und in etwa 600°C verfestigt wurde.
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Wie in 1 gezeigt, kann das Stahlblech eine Festigkeit von in etwa 1200 MPa aufweisen, wenn die Temperatur des Stahlblechs der Raumtemperatur entspricht. Bei ansteigender Temperatur kann die Festigkeit vermindert werden und die Dehnung kann umgekehrt proportional zu der Festigkeit erhöht werden.
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Der Anstieg bei der Dehnung des Stahlblechs kann eine Verbesserung der Umformbarkeit bedeuten, sodass die Teile, welche eine komplexe Form aufweisen, auf einfache Weise durch Pressformen hergestellt werden können, wenn die Umformbarkeit verbessert ist.
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Jedoch kann sich das Stahlblech mit der Mehrphasenstruktur, in dem Phasen, wie zum Beispiel Ferrit, Austenit und Martensit, vermischt sind, durch eine Phasenänderung, eine Strukturänderung und eine Änderung der Gitterstruktur und Ähnlichem mit ansteigender Temperatur verschlechtern. Während die Temperatur des Stahlblechs ansteigt, kann die Festigkeit vermindert werden, wodurch die in Bezug auf den Stand der Technik zu lösenden technischen Probleme nicht gelöst werden.
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Daher sollte der Aufwärmvorgang in Übereinstimmung mit der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auf das Stahlblech mit einer Einphasenstruktur und nicht der Mehrphasenstruktur angewandt werden. Beispielsweise kann das Stahlblech mit der Einphasenstruktur auf eine A1-Transformationstemperatur oder weniger erwärmt werden.
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2 ist ein beispielhafter Graph, der veranschaulicht, dass die Festigkeit des Stahlblechs verändert wird, wenn das Stahlblech mit der Mehrphasenstruktur und das Stahlblech mit der Einphasenstruktur auf in etwa 400°C bis 700°C erwärmt und dann abgekühlt werden.
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Wie in 2 gezeigt, kann die letztendliche Festigkeit des abgekühlten Stahlblechs, wenn das Stahlblech mit der Einphasenstruktur abgekühlt wird, im Vergleich zu einer Ausgangsfestigkeit vor dem Erwärmen des Stahlblechs nicht wesentlich verändert werden. Im Gegenteil dazu kann die letztendliche Festigkeit des Stahlblechs mit der mehrfachen Struktur nach der Abkühlung mit ansteigender Aufwärmtemperatur stark vermindert sein.
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Wenn das Stahlblech mit der Einphasenstruktur, und nicht das Stahlblech mit der Mehrphasenstruktur, durch den festigkeitssteigernden Mechanismus verfestigt wird und dann auf die A1-Transformationstemperatur oder weniger erwärmt wird, kann mit anderen Worten sowohl die Festigkeit als auch die Umformbarkeit verbessert werden.
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Insbesondere kann ferner eine Temperatur bis zur A1-Transformationstemperatur oder weniger auf das Stahlblech angewandt werden, um einer Abnahme der Formstabilität aufgrund des Phänomens der Phasenänderung, der Strukturänderung, der Änderung der Gitterstruktur, der Änderung der Gitterkonstante und Ähnlichem vorzubeugen, die verursacht werden kann, wenn die hohe Wärme der A1-Transformationstemperatur oder mehr auf das Stahlblech mit der Einphasenstruktur angewandt wird. Ferner kann einer Verminderung der Festigkeit aufgrund eines verminderten festigkeitssteigernden Mechanismus vorgebeugt werden.
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Insbesondere kann das Stahlblech mit der Einphasenstruktur eine Einphasenstruktur aus Martensit oder Ferrit aufweisen, um eine verbesserte Festigkeit bereitzustellen, die für höchstzugfestes Stahlblech benötigt wird. Der Martensit kann eine nadelförmige Struktur aufweisen und eine im Wesentlichen verbesserte Festigkeit und kann daher auf geeignete Weise für das höchstzugfeste Stahlblech verwendet werden.
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Der Ferrit kann relativ weniger Festigkeit als der Martensit aufweisen, kann jedoch eine verbesserte Festigkeit durch verschiedene festigkeitssteigernde Mechanismen aufweisen und kann somit dem Verfahren des Halbwarmumformens von höchstzugfestem Stahlblech in Übereinstimmung mit der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgesetzt werden.
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Darüber hinaus kann ein Stahlblech, dessen Festigkeit durch die Ausscheidungshärtung verbessert ist, unter den Stahlblechen mit der Ferritstruktur eingesetzt werden, sodass die verbesserte Festigkeit, die für das höchstzugfeste Stahlblech benötigt wird, erreicht werden kann. Da die Aufwärmtemperatur ebenfalls gleich oder weniger als die A1-Transformationstemperatur beträgt, kann der Ausscheidungshärtungseffekt ohne Verschlechterung erhalten bleiben.
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Der Pressvorgang kann das Stahlblech, das durch den Aufwärmvorgang erwärmt worden ist, in eine vorbestimmte Form umformen. Insbesondere wenn das Verfahren zum Halbwarmumformen in Übereinstimmung mit der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewandt wird, muss das Abschrecken in dem in Zusammenhang stehenden Stand der Technik nicht ausgeführt werden, da die Festigkeit, die Phase, die Struktur, die Gitterstruktur, die Gitterkonstante und Ähnliches des Stahlblechs nicht verändert werden.
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Der Pressvorgang kann verschiedene Verfahren zum Umformen eines Stahlblechs verwenden. In Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung kann eine im Allgemeinen verwendete Form verwendet werden, sodass keine Kühlung zum Zeitpunkt des Formpressens ausgeführt werden muss und somit keine Glühzeit notwendig ist.
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Ferner kann die Temperatur der Form ohne zusätzliches Heizen und Kühlen durch von dem erwärmten Stahlblech übertragene Wärme gesteuert werden, sodass die im Allgemeinen verwendete Form verwendet werden kann, anstatt eine in dem im Zusammenhang stehenden Stand der Technik verwendete spezifische Form, die Kühlwasser aufweist.
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Der Luftabkühlprozess kann das Stahlblech von dem Pressvorgang ausheben und dann Abkühlen. In dem im Zusammenhang stehenden Stand der Technik kann das Stahlblech von der Innenseite der Form ausgehoben werden, nachdem das Stahlblech abgekühlt ist, um einer Änderung der Form des gepressten Stahlblechs und einer Reduktion des Stahlblechs vorzubeugen. In Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann jedoch das Ausheben und Kühlen des Stahlblechs ohne Ausführen zusätzlichen Kühlens nach dem Pressvorgang abgeschlossen werden.
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Da die Festigkeit, die Phase, die Struktur, die Gitterstruktur, die Gitterkonstante und Ähnliches des Stahlblechs sich, wie oben beschrieben, nicht verändert, gibt es ferner keine Notwendigkeit, ein Kühlverfahren, wie zum Beispiel Kühlwasser und Abschrecken, das einen signifikanten Zeitraum in Anspruch nimmt, zu verwenden. Beispielsweise kann effektiv eine Luftkühlung angewandt werden.
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Wenn das erwärmte und gepresste Stahlblech abgekühlt wird, kann das Stahlblech ohne Wartezeit direkt nach dem Ausheben durch Luft abgekühlt werden, sodass als Ergebnis die Produktionseffizienz wesentlich verbessert werden kann.
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3 ist ein beispielhafter Graph, der die Veränderung der Temperatur, die Veränderung der Festigkeit und die Veränderung der Dehnung eines beispielhaften höchstzugfesten Stahlblechs in Übereinstimmung mit der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung während eines beispielhaften Halbwarmumformvorgangs in einem Temperaturbereich von 200°C bis 600°C in Übereinstimmung mit der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Insbesondere kann die Temperatur unter der A1-Transformationstemperatur des verwendeten Stahlblechs gehalten werden.
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Wie in 3 gezeigt, kann die Festigkeit auf eine vorbestimmte Höhe vermindert werden und die Dehnung bzw. Bruchdehnung kann umgekehrt proportional dazu verbessert werden, wenn die Temperatur des Stahlblechs ansteigt.
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Wenn jedoch das erwärmte Stahlblech transportiert und in die Form gelegt wird, kann die Temperatur des Stahlblechs wesentlich vermindert werden. Da keine zusätzliche Heizvorrichtung in der Form montiert ist und somit die Temperatur der Form eine geringere Höhe aufweist als die der erwärmten Form, wenn das erwärmte Stahlblech die Form berührt, kann die Temperatur stark vermindert werden.
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Im Gegensatz dazu kann die verminderte Festigkeit wieder erhöht und somit ferner die vorbestimmte Höhe aufrechterhalten werden und die Dehnung kann wesentlich vermindert und dann kann die vorbestimmte Höhe aufrechterhalten werden.
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Die Dehnung kann wesentlich vermindert werden und dann zu dem Zeitpunkt des Pressvorgangs aufgrund der Temperatur des Stahlblechs, die stark vermindert sein kann und dann auf der vorbestimmten Höhe gehalten wird, auf der vorbestimmten Höhe gehalten werden. Als solche kann die Dehnung vermindert werden und somit kann das gepresste Stahlblech nicht auf einfache Weise verformt werden und die Form des Stahlblechs kann beibehalten werden.
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Wenn das gepresste Stahlblech unmittelbar ohne einen zusätzlichen Vorgang ausgehoben wird und dann durch Luft gekühlt wird, kann die Temperatur des Stahlblechs über die Zeit auf Raumtemperatur vermindert werden und die Festigkeit kann im Gegensatz dazu weiter erhöht und die Dehnung kann vermindert werden, sodass kein weiteres Umformen ausgeführt werden kann.
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In Übereinstimmung mit verschiedenen beispielhaften Verfahren zum Halbwarmumformen eines höchstzugfesten Stahlblechs kann, wie oben beschrieben, eine verbesserte Festigkeit des Stahlblechs gleichzeitig mit einer verbesserten Umformbarkeit erreicht werden, wenn die umzuformenden Teile eine komplexe Form aufweisen, wodurch die Produktivität verbessert wird.
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Die vorliegende Erfindung kann die folgenden verschiedenen Vorteile bereitstellen.
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Als Erstes kann die vorliegende Erfindung die Produktivität verbessern, da keine Phasenänderung auftreten muss und kein zusätzlicher Kühlvorgang benötigt wird.
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Als Zweites kann die vorliegende Erfindung das Aufwärmen auf die A1-Transformationstemperatur oder darunter ausführen, sodass eine Verschwendung von Heizzeit und Energie minimiert wird.
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Als Drittes kann die vorliegende Erfindung die Festigkeit beim Herstellen der Teile mit einer komplexen Form verbessern.
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Als Viertes kann die vorliegende Erfindung das höchstzugfeste Stahlblech mit einer wesentlich verbesserten Formbeständigkeit und thermischen Strukturbeständigkeit herstellen.
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Als Fünftes kann die vorliegende Erfindung den auf das Stahlblech angewandten Verfestigungseffekt des Verfahrens beibehalten.
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Die vorliegende Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beispielhaften Ausführungsformen im Detail beschrieben, jedoch ist der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung nicht auf die speziellen beispielhaften Ausführungsformen beschränkt, sondern muss durch die begleitenden Ansprüche ausgelegt werden. Ferner ist verständlich, dass die vorliegende Erfindung durch den Fachmann auf vielfältige Weise modifiziert und verändert werden kann, ohne den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- KR 10-0530068 [0011, 0012]
- KR 10-0878614 [0011, 0013]
