DE102016201025A1 - Heat treatment process and heat treatment device - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur gezielten bauteilzonenindividuellen Wärmebehandlung eines Stahlbauteils. In einem oder mehreren ersten Bereichen des Stahlbauteils ist ein vorrangig austenitisches Gefüge einstellbar, aus dem durch Abschrecken ein mehrheitlich martensitisches Gefüge darstellbar ist, und in einem oder mehreren zweiten Bereichen des Stahlbauteils ist ein mehrheitlich feritisch-perlitisches Gefüge, wobei das Stahlbauteil zunächst in einem ersten Ofen auf eine Temperatur unterhalb der AC3-Temperatur aufgeheizt wird, das Stahlbauteil anschließend in eine Behandlungsstation transferiert wird, wobei es während des Transfers abkühlen kann, und in der Behandlungsstation die ein oder mehreren zweiten Bereiche des Stahlbauteils innerhalb einer Verweilzeit t150 auf eine Abkühlstopptemperatur ϑS abgekühlt werden, anschließend in einen zweiten Ofen transferiert wird, in dem dem Stahlbauteil Wärme zugeführt wird, wobei die Temperatur des einen oder der mehreren zweiten Bereiche während der Verweilzeit t130 wieder auf eine Temperatur unterhalb der AC3-Temperatur ansteigt, während die Temperatur des einen oder der mehreren ersten Bereiche in der gleichen Verweilzeit t130 auf eine Temperatur oberhalb der AC3-Temperatur aufgeheizt werden.The invention relates to a method and a device for the targeted component zone-specific heat treatment of a steel component. In one or more first areas of the steel component, a predominantly austenitic structure is adjustable, from which a majority martensitic structure can be represented by quenching, and in one or more second areas of the steel component is a majority feritic-pearlitic structure, the steel component initially in a first Oven is heated to a temperature below the AC3 temperature, the steel component is then transferred to a treatment station, where it can cool during the transfer, and cooled in the treatment station, the one or more second portions of the steel component within a dwell time t150 to a cooling stop temperature θS are then transferred to a second furnace in which heat is supplied to the steel component, wherein the temperature of the one or more second regions during the residence time t130 again rises to a temperature below the AC3 temperature, wä During the same residence time t130, the temperature of the one or more first regions is heated to a temperature above the AC3 temperature.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur gezielten bauteilzonenindividuellen Wärmebehandlung eines Stahlbauteils. The invention relates to a method and a device for the targeted component zone-specific heat treatment of a steel component.
In der Technik besteht bei vielen Anwendungsfällen in unterschiedlichen Branchen der Wunsch nach hochfesten Metallblechteilen bei geringem Teilegewicht. Beispielsweise ist es in der Fahrzeugindustrie das Bestreben, den Kraftstoffverbrauch von Kraftfahrzeugen zu reduzieren und den CO2-Ausstoß zu senken, dabei aber gleichzeitig die Insassensicherheit zu erhöhen. Es besteht daher ein stark zunehmender Bedarf an Karosseriebauteilen mit einem günstigen Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht. Zu diesen Bauteilen gehören insbesondere A- und B-Säulen, Seitenaufprallschutzträger in Türen, Schweller, Rahmenteile, Stoßstangenfänger, Querträger für Boden und Dach, vordere und hintere Längsträger. Bei modernen Kraftfahrzeugen besteht die Rohkarosse mit einem Sicherheitskäfig üblicherweise aus einem gehärteten Stahlblech mit ca. 1.500MPa Festigkeit. Dabei werden vielfach Al-Si-beschichtete Stahlbleche verwendet. Zur Herstellung eines Bauteils aus gehärtetem Stahlblech wurde der Prozess des so genannten Presshärtens entwickelt. Dabei werden Stahlbleche zuerst auf Austenittemperatur erwärmt, dann in ein Pressenwerkzeug gelegt, schnell geformt und durch das wassergekühlte Werkzeug zügig auf weniger als Martensitstarttemperatur abgeschreckt. Dabei entsteht hartes, festes Martensitgefüge mit ca. 1.500MPa Festigkeit. Ein solcherart gehärtetes Stahlblech weist aber nur eine geringe Bruchdehnung auf. Die kinetische Energie eines Aufpralls kann deshalb nicht ausreichend in Verformungswärme umgesetzt werden.In the art, in many applications in different industries there is a desire for high strength sheet metal parts with low part weight. For example, in the automotive industry there is a desire to reduce the fuel consumption of motor vehicles and to reduce CO 2 emissions, while at the same time increasing occupant safety. There is therefore a rapidly increasing demand for body components with a favorable strength to weight ratio. These components include, in particular, A and B pillars, side impact beams in doors, sills, frame members, bumper, cross members for floor and roof, front and rear side members. In modern motor vehicles, the body shell with a safety cage usually consists of a hardened steel sheet with about 1,500 MPa strength. In many cases Al-Si-coated steel sheets are used. For the production of a component from hardened steel sheet the process of the so-called press hardening was developed. In this process, steel sheets are first heated to austenitic temperature, then placed in a press tool, rapidly formed and rapidly quenched by the water cooled tool to less than martensite start temperature. This results in hard, firm martensite with about 1.500MPa strength. However, such a hardened steel sheet has only a small elongation at break. The kinetic energy of an impact can therefore not be sufficiently converted into deformation heat.
Für die Automobilindustrie ist es daher wünschenswert, Karosseriebauteile herstellen zu können, die mehrere unterschiedliche Dehnungs- und Festigkeitszonen im Bauteil aufweisen, so dass eher feste Bereiche (im Folgenden erste Bereiche) einerseits und eher dehnfähige Bereiche (im Folgenden zweite Bereiche) andererseits in einem Bauteil vorliegen. Einerseits sind Bauteile mit hoher Festigkeit grundsätzlich wünschenswert, um mechanisch hoch belastbare Bauteile mit geringem Gewicht zu erhalten. Auf der anderen Seite sollen auch hochfeste Bauteile partiell weiche Bereiche haben können. Dieses bringt 1 die gewünschte, partiell erhöhte Deformierbarkeit im Crashfall. Nur damit kann die kinetische Energie eines Aufpralls abgebaut werden und so die Beschleunigungskräfte auf Insassen und das übrige Fahrzeug minimiert werden. Zudem erfordern moderne Fügeverfahren entfestigte Stellen, die das Fügen artgleicher oder unterschiedlicher Materialien ermöglichen. Oft müssen beispielsweise Falz-Crimp- oder Nietverbindungen zum Einsatz kommen, die verformbare Bereiche im Bauteil voraussetzen.For the automotive industry, it is therefore desirable to be able to produce body parts that have several different expansion and strength zones in the component, so that more solid areas (hereinafter first areas) on the one hand and more stretchable areas (hereinafter second areas) on the other hand in a component available. On the one hand, components with high strength are basically desirable in order to obtain components of high mechanical strength with low weight. On the other hand, even high-strength components should be able to have partially soft areas. This brings 1 the desired, partially increased deformability in the event of a crash. This is the only way to reduce the kinetic energy of an impact and minimize the acceleration forces on the occupants and the rest of the vehicle. In addition, modern joining methods require de-consolidated points, which allow the joining of identical or different materials. Often, for example, crimp or rivet joints must be used, which require deformable areas in the component.
Dabei sollten die allgemeinen Ansprüche an eine Produktionsanlage weiterhin beachtet sein: so sollte es zu keiner Taktzeiteinbuße an der Presshärteanlage kommen, die Gesamtanlage sollte uneingeschränkt allgemein verwendet und schnell produktspezifisch umgerüstet werden können. Der Prozess sollte robust und wirtschaftlich sein und die Produktionsanlage nur minimalen Platz benötigen. Die Form und Kantengenauigkeit des Bauteils sollte hoch sein. The general demands on a production plant should continue to be respected: so there should be no cycle time loss at the press hardening plant, the entire system should be universally used without restrictions and can be retrofitted quickly product specific. The process should be robust and economical and the production plant need only minimal space. The shape and edge accuracy of the component should be high.
Bei allen bekannten Verfahren erfolgt die gezielte Wärmebehandlung des Bauteils in einem zeitintensiven Behandlungsschritt, der wesentlichen Einfluss auf die Taktzeit der gesamten Wärmebehandlungsvorrichtung hat.In all known methods, the targeted heat treatment of the component takes place in a time-consuming treatment step, which has a significant influence on the cycle time of the entire heat treatment device.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur gezielten bauteilzonenindividuellen Wärmebehandlung eines Stahlbauteils anzugeben, wobei Bereiche unterschiedlicher Härte und Duktilität erzielbar sind, bei dem der Einfluss auf die Taktzeit der gesamten Wärmebehandlungsvorrichtung minimiert ist.The object of the invention is therefore to provide a method and a device for targeted component zone-specific heat treatment of a steel component, wherein areas of different hardness and ductility can be achieved, in which the influence on the cycle time of the entire heat treatment apparatus is minimized.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 5. Die Aufgabe wird ferner durch eine Vorrichtung nach Anspruch 8 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Vorrichtung ergeben sich aus den Unteransprüchen 6 bis 15. According to the invention, this object is achieved by a method having the features of independent claim 1. Advantageous developments of the method will become apparent from the dependent claims 2 to 5. The object is further achieved by a device according to claim 8. Advantageous embodiments of the device will become apparent from the dependent claims 6 to 15.
Ein Stahlbauteil wird zunächst bis unterhalb der Austenitisierungstemperatur AC3 erwärmt.A steel component is first heated to below the austenitizing temperature AC3.
Anschließend wird das Stahlbauteil in eine Behandlungsstation transferiert. Hier wird der zweite oder die zweiten Bereiche möglichst rasch innerhalb einer Behandlungszeit tB abgekühlt. In einer bevorzugten Ausführungsform der Wärmebehandlungsvorrichtung weist die Behandlungsstation eine Positioniereinrichtung auf, mit deren Hilfe die genaue Positionierung der einzelnen Bereiche gewährleistet wird. Die schnelle Abkühlung des zweiten oder der zweiten Bereiche erfolgt in einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens durch Anblasen mit einem gasförmigen Fluid, beispielsweise Luft oder einem Schutzgas. Die Behandlungsstation weist dazu in einer vorteilhaften Ausführungsform eine Vorrichtung zum Anblasen des beziehungsweise der zweiten Bereiche auf. Diese Vorrichtung kann beispielsweise eine oder mehrere Düsen aufweisen. In einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens erfolgt das Anblasen des zweiten oder der zweiten Bereiche durch Anblasen mit einem gasförmigen Fluid, wobei dem gasförmigen Fluid Wasser, beispielsweise in vernebelter Form, beigefügt ist. Dazu weist die Vorrichtung in einer vorteilhaften Ausführungsform eine oder mehrere Vernebelungsdüsen auf. Durch das Anblasen mit dem mit Wasser versetzten gasförmigen Fluid wird die Wärmeabfuhr aus dem oder aus den zweiten Bereichen erhöht. Nach Ablauf der Behandlungszeit tB hat der zweite Bereich beziehungsweise haben die zweiten Bereiche eine Abkühlstopptemperatur ϑS erreicht. Die Behandlungszeit tB bewegt sich dabei üblicherweise im Bereich weniger Sekunden. Dabei kann der zweite beziehungsweise können die zweiten Bereiche auch bis deutlich unter die Martensit-Starttemperatur MS abgekühlt werden. Die Martensit-Starttemperatur MS liegt beispielsweise für den häufig verwendeten Karosseriebaustahl 22MnB5 bei ca. 410 °C. Der erste Bereich beziehungsweise die ersten Bereiche werden in der Behandlungsstation keiner besonderen Behandlung unterzogen, d.h. sie werden weder angeblasen noch über andere besonderen Maßnahmen beheizt oder gekühlt. Der beziehungsweise die ersten Bereiche kühlen in der Behandlungsstation beispielsweise über natürliche Konvektion langsam ab. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn in der Behandlungsstation Maßnahmen für die Verringerung der Temperaturverluste des ersten beziehungsweise der ersten Bereiche getroffen sind. Solche Maßnahmen können beispielsweise das Anbringen eines Wärmestrahlungsreflektors und/oder das Isolieren von Oberflächen der Behandlungsstation im Bereich des ersten beziehungsweise der ersten Bereiche sein.Subsequently, the steel component is transferred to a treatment station. Here, the second or the second regions are cooled as quickly as possible within a treatment time t B. In a preferred embodiment of the heat treatment apparatus, the treatment station has a positioning device, with the aid of which the exact positioning of the individual areas is ensured. The rapid cooling of the second or the second regions takes place in a preferred embodiment of the method by blowing with a gaseous fluid, for example air or an inert gas. In an advantageous embodiment, the treatment station has a device for blowing on the second region (s). This device may, for example, have one or more nozzles. In an advantageous embodiment of the method, the blowing of the second or the second regions is carried out by blowing with a gaseous fluid, wherein the gaseous fluid water, for example in nebulized form, is attached. For this purpose, in an advantageous embodiment, the device has one or more nebulizing nozzles. By the Blowing with the water-added gaseous fluid increases heat removal from or out of the second regions. After expiry of the treatment time t B , the second region or the second regions have reached a cooling stop temperature θ S. The treatment time t B usually moves in the range of a few seconds. In this case, the second or the second regions can also be cooled to well below the martensite start temperature M S. The martensite start temperature M S is approximately 410 ° C., for example, for the frequently used body steel 22MnB5. The first area or the first areas are not subjected to any special treatment in the treatment station, ie they are neither blown nor heated or cooled by other special measures. The first or the first areas cool slowly in the treatment station, for example, via natural convection. It has proven to be advantageous if measures are taken in the treatment station for reducing the temperature losses of the first or the first regions. Such measures can be, for example, the attachment of a heat radiation reflector and / or the isolation of surfaces of the treatment station in the region of the first or the first regions.
Anschließend, d.h. nach Ablauf der Behandlungszeit tB wird das Stahlbauteil in einen zweiten Ofen transferiert. In diesem zweiten Ofen wird das gesamte Stahlbauteil beheizt. Die Beheizung kann beispielsweise durch Wärmestrahlung erfolgen. Dabei verbleibt das Stahlbauteil während einer Verweilzeit t130 im zweiten Ofen, die so bemessen ist, dass die Temperatur des ersten beziehungsweise der ersten Bereiche über die AC3-Temperatur ansteigt. Da der zweite beziehungsweise die zweiten Bereiche aus den vorhergehenden Verfahrensschritten zu Beginn der Verweilzeit t130 eine deutlich niedrigeren Temperatur aufweisen als der beziehungsweise die ersten Bereiche, haben sie zum Ende der Verweilzeit t130 im zweiten Ofen die AC3-Temperatur nicht erreicht. Anschließend kann das Stahlbauteil in ein Presshärtewerkzeug transferiert werden, wobei der erste beziehungsweise die ersten Bereiche vollständige austenitisiert sind, während der zweite beziehungsweise die zweiten Bereiche nicht austenitisiert sind, so dass durch das Abschrecken bei einem anschließenden Presshärten der erste beziehungsweise die ersten Bereiche martensitisches Gefüge mit hohen Festigkeitswerten bilden. Da der zweite beziehungsweise die zweiten Bereiche in dem Verfahren zu keiner Zeit austenitisiert wurden, weisen sie nach dem Presshärteschritt feritisch-perlitisches Gefüge mit nur geringen Festigkeitswerten bei hoher Duktilität auf. Subsequently, ie after the end of the treatment time t B , the steel component is transferred to a second furnace. In this second furnace, the entire steel component is heated. The heating can be done for example by thermal radiation. In this case, the steel component remains during a residence time t 130 in the second furnace, which is dimensioned such that the temperature of the first or the first regions above the AC3 temperature increases. Since the second or the second regions from the preceding process steps at the beginning of the residence time t 130 have a significantly lower temperature than the or the first regions, they did not reach the AC3 temperature at the end of the residence time t 130 in the second furnace. Subsequently, the steel component can be transferred into a press-hardening tool, wherein the first or the first areas are completely austenitized, while the second or the second areas are not austenitized, so that by quenching in a subsequent press-hardening of the first or the first areas martensitic structure with form high strength values. Since the second or the second regions were not austenitized in the process at any time, they exhibit, after the press-hardening step, a ferritic-pearlitic structure with only low strength values at high ductility.
Erfindungsgemäß werden die Bauteile nach wenigen Sekunden in der Behandlungsstation, die zudem über eine Positioniervorrichtung verfügen kann, um die genaue Positionierung der unterschiedlichen Bereiche zu gewährleisten, in einen zweiten Ofen befördert, die vorzugsweise keine speziellen Vorrichtungen zur unterschiedlichen Behandlung der verschiedenen Bereiche besitzt. In einer Ausführungsform wird lediglich eine Ofentemperatur ϑ4, d.h. eine im Wesentlichen homogene Temperatur im gesamten Ofenraum, eingestellt, die oberhalb der Austenitisierungstemperatur AC3 liegt. Klar konturierte Abgrenzungen der einzelnen Bereiche sind realisierbar und durch den geringen Temperaturunterschied zwischen den beiden Bereichen wird der Verzug der Bauteile minimiert. Geringe Spreizungen im Temperaturniveau des Bauteils wirken sich vorteilhaft bei der weiteren Verarbeitung in der Presse aus. According to the invention, after a few seconds, the components in the treatment station, which may also have a positioning device to ensure the accurate positioning of the different areas, are conveyed to a second oven which preferably does not have any special devices for different treatment of the different areas. In one embodiment, only one furnace temperature θ 4 , ie a substantially homogeneous temperature in the entire furnace chamber, is set which is above the austenitizing temperature AC 3 . Clearly contoured boundaries of the individual areas can be realized, and the low temperature difference between the two areas minimizes distortion of the components. Small spreads in the temperature level of the component have an advantageous effect on further processing in the press.
Vorteilhafterweise ist in einer Ausführungsform ein Durchlaufofen als erster Ofen vorgesehen. Durchlauföfen weisen in der Regel eine große Kapazität auf und sind für die Massenproduktion besonders gut geeignet, da sie sich ohne großen Aufwand beschicken und betreiben lassen. Aber auch ein Batchofen, beispielsweise ein Kammerofen, kann als erster Ofen eingesetzt werden.Advantageously, in one embodiment, a continuous furnace is provided as the first furnace. Continuous furnaces usually have a large capacity and are particularly well suited for mass production, since they can be fed and operated without much effort. But even a batch oven, such as a chamber oven, can be used as the first oven.
Vorteilhafterweise ist in einer Ausführungsform der zweite Ofen ein Durchlaufofen.. Sind sowohl erster als auch zweiter Ofen als Durchlaufofen ausgeführt, können die notwendigen Verweilzeiten für die den oder die ersten und zweiten Bereiche in Abhängigkeit der Bauteillänge über die Einstellung der Fördergeschwindigkeit und der Auslegung der jeweiligen Ofenlänge realisiert werden. Eine Beeinflussung der Taktzeit der gesamten Produktionslinie mit Wärmebehandlungsvorrichtung und Presse für ein anschließendes Presshärten ist so vermeidbar.Advantageously, in one embodiment, the second furnace is a continuous furnace. If both first and second furnace designed as a continuous furnace, the necessary residence times for the one or more first and second areas depending on the component length on the setting of the conveying speed and the interpretation of the respective Furnace length can be realized. An influencing of the cycle time of the entire production line with heat treatment device and press for a subsequent press hardening is thus avoidable.
In einer alternativen Ausführungsform ist der zweite Ofen ein Batchofen, beispielsweise ein KammerofenIn an alternative embodiment, the second furnace is a batch furnace, for example a chamber furnace
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die die Behandlungsstation eine Vorrichtung zum schnellen Abkühlen eines oder mehrerer zweiter Bereiche des Stahlbauteils auf. In einer vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Düse zum Anblasen des oder der zweiten Bereiche des Stahlbauteils mit einem gasförmigen Fluid, beispielsweise Luft oder ein Schutzgas wie beispielsweise Stickstoff, auf. Dazu weist die Vorrichtung in einer vorteilhaften Ausführungsform eine oder mehrere Vernebelungsdüsen auf. Durch das Anblasen mit dem mit Wasser versetzten gasförmigen Fluid wird die Wärmeabfuhr aus dem oder aus den zweiten Bereichen erhöht.In a preferred embodiment, the treatment station has a device for rapid cooling of one or more second regions of the steel component. In an advantageous embodiment, the device has a nozzle for blowing the second part or regions of the steel component with a gaseous fluid, for example air or an inert gas, for example nitrogen. For this purpose, in an advantageous embodiment, the device has one or more nebulizing nozzles. By blowing with the gaseous fluid mixed with water, the heat removal from or from the second regions is increased.
In einer weiteren Ausführungsform wird der zweite beziehungsweise werden die zweiten Bereiche über Wärmeleitung, beispielsweise durch das Inkontaktbringen mit einem Stempel oder mehreren Stempeln gekühlt, der beziehungsweise die eine deutlich niedrigere Temperatur als das Stahlbauteil aufweist oder aufweisen. Dazu kann der Stempel aus einem gut wärmeleitenden Werkstoff hergestellt sein und/oder direkt oder indirekt gekühlt sein. Auch eine Kombination der Kühlungsarten ist denkbar. In a further embodiment, the second or the second regions are cooled via heat conduction, for example by contacting them with one or more punches, which has or have a significantly lower temperature than the steel component. For this purpose, the stamp can be made of a good heat-conducting material and / or be cooled directly or indirectly. A combination of the types of cooling is conceivable.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Wärmebehandlungsvorrichtung kann Stahlbauteilen mit jeweils einem oder mehreren ersten und/oder zweiten Bereichen, die auch komplex geformt sein können, wirtschaftlich ein entsprechendes Temperaturprofil aufgeprägt werden, da die unterschiedlichen Bereiche konturscharf sehr schnell auf die notwendigen Prozesstemperaturen gebracht werden können. With the method according to the invention and the heat treatment apparatus according to the invention, steel components having in each case one or more first and / or second regions, which may also be complexly formed, can be economically stamped with a corresponding temperature profile, since the different regions can be brought to the required process temperatures very quickly ,
Erfindungsgemäß ist es mit dem gezeigten Verfahren und mit der erfindungsgemäßen Wärmebehandlungsvorrichtung möglich, nahezu beliebig viele zweite Bereiche einzustellen. Der zweite oder die zweiten Bereiche wurden während des Verfahrensablauf nie austenitisiert und weisen auch nach dem Abpressen geringe Festigkeitswerte ähnlich den ursprünglichen Festigkeiten des unbehandelten Stahlbauteils auf. Auch ist die gewählte Geometrie der Teilbereiche frei wählbar. Punkt- oder linienförmige Bereiche sind ebenso wie z.B. großflächige Bereiche darstellbar. Auch die Lage der Bereiche ist unerheblich. Die zweiten Bereiche können vollständig von ersten Bereichen umschlossen sein, oder sich am Rand des Stahlbauteils befinden. Selbst eine vollflächige Behandlung ist denkbar. Eine besondere Orientierung des Stahlbauteils zur Durchlaufrichtung ist zum Zwecke des erfindungsgemäßen Verfahrens zur gezielten bauteilzonenindividuellen Wärmebehandlung eines Stahlbauteils nicht erforderlich. Eine Begrenzung der Anzahl der gleichzeitig behandelten Stahlbauteile ist allenfalls durch das Presshärtewerkzeug oder die Fördertechnik der gesamten Wärmebehandlungsvorrichtung gegeben. Die Anwendung des Verfahrens auf bereits vorgeformte Stahlbauteile ist ebenfalls möglich. Durch die dreidimensional ausgeformten Oberflächen bereits vorgeformter Stahlbauteile ergibt sich lediglich ein höherer konstruktiver Aufwand zur Darstellung der Gegenflächen. According to the invention, it is possible with the method shown and with the heat treatment device according to the invention to set almost any number of second regions. The second or the second areas were never austenitized during the course of the process and, even after being pressed off, have low strength values similar to the original strengths of the untreated steel component. Also, the selected geometry of the sections is freely selectable. Dot or line areas are as well as e.g. large areas representable. The location of the areas is irrelevant. The second regions may be completely enclosed by first regions or located at the edge of the steel component. Even a full-surface treatment is conceivable. A special orientation of the steel component to the passage direction is not required for the purpose of the method according to the invention for the targeted component zone-specific heat treatment of a steel component. A limitation of the number of simultaneously treated steel components is possibly given by the press hardening tool or the conveying technique of the entire heat treatment apparatus. The application of the method to already preformed steel components is also possible. Due to the three-dimensionally shaped surfaces of already preformed steel components, only a higher constructive effort for the representation of the mating surfaces results.
Weiterhin ist es vorteilhaft, dass auch bereits vorhandene Wärmebehandlungsanlangen auf das erfindungsgemäße Verfahren adaptiert werden können. Hierzu muss bei einer konventionellen Wärmebehandlungsvorrichtung mit nur einem Ofen hinter diesem nur die Behandlungsstation und der zweite Ofen installiert werden. Je nach Ausgestaltung des vorhandenen Ofens ist es auch möglich, diesen zu teilen, so dass aus dem ursprünglichen einen Ofen der erste und der zweite Ofen entstehen.Furthermore, it is advantageous that already existing heat treatment systems can be adapted to the method according to the invention. For this purpose, in a conventional heat treatment device with only one oven behind this only the treatment station and the second oven must be installed. Depending on the design of the existing furnace, it is also possible to divide this, so that from the original one furnace, the first and the second furnace arise.
Weitere Vorteile, Besonderheiten und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Darstellung bevorzugter Ausführungsbeispiele anhand der Abbildungen.Further advantages, features and expedient developments of the invention will become apparent from the dependent claims and the following description of preferred embodiments with reference to the drawings.
Von den Abbildungen zeigt: From the pictures shows:
In der
Anschließend kann das Stahlbauteil während einer Transferzeit t131 in ein Presshärtewerkzeug
Zwischen den beiden Bereichen
Die Wärmebehandlungsvorrichtung
Auch bei dieser Ausführungsform kann die Position von Presshärtewerkzeug
In
Die hier gezeigten Ausführungsformen stellen nur Beispiele für die vorliegende Erfindung dar und dürfen daher nicht einschränkend verstanden werden. Alternative durch den Fachmann in Erwägung gezogene Ausführungsformen sind gleichermaßen vom Schutzbereich der vorliegenden Erfindung umfasst.The embodiments shown herein are only examples of the present invention and therefore should not be considered as limiting. Alternative embodiments contemplated by one skilled in the art are equally within the scope of the present invention.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 100100
- Wärmebehandlungsvorrichtung Heat treatment device
- 110110
- erster Ofen first oven
- 130130
- zweiter Ofen second oven
- 131131
- Entnahmestation removal station
- 135135
- Entnahmestation removal station
- 150150
- Behandlungsstation treatment station
- 152152
- punktförmiger Infrarotstrahler punctiform infrared radiator
- 153153
- Heizfeld heating field
- 160160
- Presshärtewerkzeug Press hardening tool
- 161161
- Behälter container
- 200200
- Stahlbauteil steel component
- 210210
- erster Bereich first area
- 220220
- zweiter Bereich second area
- DD
- Hauptdurchflussrichtung Main flow direction
- MS M s
- Martensit-Starttemperatur Martensite start temperature
- tB t B
- Behandlungszeit treatment time
- t110 t 110
- Verweilzeit im ersten Ofen Residence time in the first oven
- t120 t 120
- Transferzeit Stahlbauteil in Behandlungsstation Transfer time of steel component in treatment station
- t121 t 121
- Transferzeit Stahlbauteil in zweiten Ofen Transfer time steel component in second furnace
- t130 t 130
- Verweilzeit im zweiten Ofen Residence time in the second oven
- t131 131
- Transferzeit Stahlbauteil in Presshärtewerkzeug Transfer time of steel component in press hardening tool
- t150 t 150
- Verweilzeit in Behandlungsstation Residence time in treatment station
- t160 t 160
- Verweilzeit im Presshärtewerkzeug Dwell time in the press hardening tool
- ϑS θ S
- Abkühlstopptemperatur Abkühlstopptemperatur
- ϑ3 θ 3
- Innentemperatur des ersten Ofens Internal temperature of the first furnace
- ϑ4 θ 4
- Innentemperatur des zweiten Ofens Internal temperature of the second furnace
- ϑ200,110 θ 200,110
- Temperaturverlauf des Stahlbauteils im ersten Ofen Temperature profile of the steel component in the first furnace
- ϑ210,150 θ 210.150
- Temperaturverlauf des ersten Bereichs des metallischen Bauteils in der Behandlungsstation Temperature profile of the first region of the metallic component in the treatment station
- ϑ220,150 θ 220.150
- Temperaturverlauf des zweiten Bereichs des Stahlbauteils in der Behandlungsstation Temperature profile of the second region of the steel component in the treatment station
- ϑ210,130 θ 210.130
- Temperaturverlauf des ersten Bereichs des Stahlbauteils im zweiten Ofen Temperature profile of the first region of the steel component in the second furnace
- ϑ220,130 θ 220,130
- Temperaturverlauf des zweiten Bereichs des Stahlbauteils im zweiten Ofen Temperature profile of the second region of the steel component in the second furnace
- ϑ200,160 θ 200.160
- Temperaturverlauf des Stahlbauteils in dem Presshärtewerkzeug Temperature profile of the steel component in the press hardening tool
Claims (16)
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