DE102016201237A1

DE102016201237A1 - Verfahren und Anordnung zur Herstellung eines Blechumformteils

Info

Publication number: DE102016201237A1
Application number: DE102016201237.1A
Authority: DE
Inventors: Lars Gebel
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2015-02-11
Filing date: 2016-01-28
Publication date: 2016-08-11

Abstract

Verfahren und Anordnung zur Herstellung eines Blechumformteils, wobei ein Blechteil (B') bereitgestellt wird, welches mit einem härtbaren Metallwerkstoff gebildet ist und welches vorbestimmte Abmessungen hat, das Blechteil austenitisiert wird, indem es auf eine vorbestimmte Austenitisierungstemperatur erwärmt wird, eine Vorkonditionierung des austenitisierten Blechteils durchgeführt wird, wobei dieses abschreckgehärtet wird und dadurch der Metallwerkstoff des Blechteils ein zumindest teilmartensitisches Umwandlungsgefüge erhält, das abschreckgehärtete Blechteil angelassen wird, indem es auf eine vorbestimmte Anlasstemperatur erwärmt wird, und das angelassene Blechteil zu dem fertigen Blechumformteil umgeformt wird. Um eine hohe Fertigungsflexibilität bei der Herstellung des Blechumformteils zu gewährleisten, wird die Vorkonditionierung des Blechteils in einem Presshärtungswerkzeug (26) durchgeführt.

Description

Die Erfindung betrifft ein wie im Oberbegriff des Anspruchs 1 definiertes Verfahren zur Herstellung eines Blechumformteils und eine wie im Oberbegriff des Anspruchs 7 definierte Anordnung zur Herstellung eines Blechumformteils.
Ein Herstellungsverfahren und eine Herstellungsanordnung der eingangsgenannten Art sind beispielsweise aus DE 10 2012 006 941 A1 bekannt. Gemäß diesem Dokument werden ein Austenitisieren und ein Abschreckhärten eines platinenförmigen Blechteils vor der Bereitstellung des Blechteils zur Herstellung des Blechumformteils bei einem Stahlhersteller durchgeführt. Dies senkt den Energieaufwand beim Hersteller des Blechumformteils und stellt diesem Halbzeuge mit so definiert voreingestellten Eigenschaften bereit, dass aus diesen hochfeste Blechumformteile herstellbar sind.
Allerdings wird durch diese Vorkonditionierung der Blechteile beim Stahlhersteller die Fertigungsflexibilität des Herstellers von Blechumformteilen im Rahmen der definiert voreingestellten Eigenschaften beschränkt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein wie im Oberbegriff des Anspruchs 1 definiertes Verfahren (Herstellungsverfahren) und eine wie im Oberbegriff des Anspruchs 7 definierte Anordnung (Herstellungsanordnung) zur Herstellung eines Blechumformteils so bereitzustellen, dass hochfeste Blechumformteile mit hoher Fertigungsflexibilität herstellbar sind.
Dies wird für das Herstellungsverfahren mit den Merkmalen in kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 und für die Herstellungsanordnung mit den Merkmalen in kennzeichnenden Teil des Anspruchs 7 erreicht. Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweiligen abhängigen Ansprüchen definiert.
Gemäß der Erfindung umfasst ein Verfahren (Herstellungsverfahren) zur Herstellung eines Blechumformteils die Schritte: Bereitstellen eines Blechteils, welches mit einem härtbaren Metallwerkstoff gebildet ist und welches vorbestimmte Abmessungen hat; Austenitisieren des Blechteils durch Erwärmen des Blechteils auf eine vorbestimmte Austenitisierungstemperatur; Durchführen einer Vorkonditionierung des austenitisierten Blechteils, wobei dieses abschreckgehärtet wird und dadurch der Metallwerkstoff des Blechteils ein zumindest teilmartensitisches Umwandlungsgefüge erhält; Anlassen des abschreckgehärteten Blechteils durch Erwärmen des Blechteils auf eine vorbestimmte Anlasstemperatur; und Umformen des angelassenen Blechteils zu dem fertigen Blechumformteil. Bevorzugt umfasst das Bereitstellen des Blechteils, dass das Blechteil in Platinenform bereitgestellt wird. Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren zeichnet sich dadurch aus, dass die Vorkonditionierung des Blechteils in einem Presshärtungswerkzeug durchgeführt wird.
Mit anderen Worten werden gemäß der Erfindung das Austenitisieren des Blechteils und die das Abschreckhärten umfassende Vorkonditionierung des Blechteils erst beim Hersteller des Blechumformteils durchgeführt. Damit kann der Blechumformteilhersteller gezielt die Vorkonditionierung des Blechteils beeinflussen und erhält somit eine höhere Fertigungsflexibilität.
Die Austenitisierungstemperatur ist bevorzugt größer als 900 °C und beträgt insbesondere etwa 1150 °C. Die Anlasstemperatur liegt bevorzugt in einem Bereich von etwa 400 °C bis etwa 500 °C.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung beinhaltet die Vorkonditionierung des Blechteils außerdem eine Umformung des Blechteils in dem Presshärtungswerkzeug. Bevorzugt besteht die in der Vorkonditionierung enthaltene Umformung des Blechteils aus einer Verdichtung des Metallwerkstoffs des Blechteils in dem Presshärtungswerkzeug. Damit kann gezielt die Festigkeit des Blechteils erhöht werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird die in der Vorkonditionierung enthaltene Umformung des Blechteils unter Beibehaltung von dessen Platinenform durchgeführt. Insbesondere wird als Presshärtungswerkzeug zur Vorkonditionierung ein Plattenwerkzeug verwendet, welches einen Stempel und eine damit zusammenwirkende Matrize hat, die jeweils eine platinenförmige Topografie zum Druckbeaufschlagen des Blechteils sowie Kühlmittel zum Abschreckhärten des Blechteils aufweisen. Somit kann der Blechumformhersteller zur nachfolgenden Herstellung hochfester Blechumformteile platinenförmige Blechteile als Halbzeuge mit bedarfsgerecht voreingestellten Eigenschaften bereitstellen.
Gemäß noch einer Ausführungsform der Erfindung kann das Blechteil nach der Vorkonditionierung einer Entzunderungsbehandlung unterzogen werden, falls das Blechteil keine Beschichtung aufweist und/oder der Metallwerkstoff des Blechteils bei der Austenitisierungstemperatur zum Verzundern neigt. Bevorzugt wird als Metallwerkstoff für das Blechteil ein nichtrostender Edelstahl eingesetzt, welcher nicht zum Verzundern neigt. Gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann das fertiggeformte Blechumformteil zum Aushärten an Luft ausgelagert werden.
Durch die Erfindung können vorteilhaft die Herstellung von insbesondere platinenförmigen Blechteilen als Halbzeugen mit bedarfsgerecht voreingestellten Eigenschaften und die Herstellung von hochfesten Blechumformteilen als Fertigteilen mit jeweils gewünschten Parametern wie Temperaturen und Haltezeiten durchgeführt bzw. voneinander entkoppelt werden, wodurch eine hohe Fertigungsflexibilität gewährleistet wird.
Gemäß der Erfindung werden nur die bevorzugt platinenförmigen Blechteile pressgehärtet und werden die Blechteile in einem anschließenden Anlassprozess auf die Anlasstemperatur erwärmt, um die Härte des martensithaltigen Gefüges der Blechteile für diesen Zeitraum herabzusetzen und dann im erwärmten Zustand die formgebende Umformung der Blechteile zu den fertigen Blechumformteilen durchzuführen. Gemäß der Erfindung können das Presshärten und die entsprechende Martensitbildung als vorgelagerte Elemente von dem Anlassen des Martensits bei unterschiedlichen Temperaturen getrennt bzw. entkoppelt werden und kann die Wärmebehandlung des Anlasssens mit der daraus resultierenden reduzierten Festigkeit der Blechteile zur Warmumformung genutzt werden.
Durch die Erfindung wird auch eine Anordnung (Herstellungsanordnung) zur Herstellung eines Blechumformteils bereitgestellt. Bevorzugt ist die erfindungsgemäße Herstellungsanordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens vorgesehen und eingerichtet. Die erfindungsgemäße Herstellungsanordnung bietet die gleichen wie oben mit Bezug auf das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren angegebenen Vorteile, weshalb diese im Folgenden nicht noch einmal wiederholt werden.
Die erfindungsgemäße Herstellungsanordnung weist eine Austenitisierungseinrichtung, eine Vorkonditionierungseinrichtung, eine Anlasseinrichtung und eine Umformeinrichtung auf. Die Austenitisierungseinrichtung ist eingerichtet zum auf eine vorbestimmte Austenitisierungstemperatur Erwärmen eines platinenförmigen Blechteils, welches mit einem härtbaren Metallwerkstoff gebildet ist und welches vorbestimmte Abmessungen hat. Die Vorkonditionierungseinrichtung ist eingerichtet, im Rahmen einer Vorkonditionierung das austenitisierte Blechteil einer Abschreckhärtung zu unterziehen und dadurch dem Metallwerkstoff des Blechteils ein zumindest teilmartensitisches Umwandlungsgefüge zu geben. Die Anlasseinrichtung ist eingerichtet zum auf eine vorbestimmte Anlasstemperatur Erwärmen des abschreckgehärteten Blechteils. Die Umformeinrichtung ist eingerichtet zum Umformen des angelassenen Blechteils zu dem fertigen Blechumformteil. Die erfindungsgemäße Herstellungsanordnung zeichnet sich dadurch aus, dass die Vorkonditionierungseinrichtung ein Presshärtungswerkzeug zum Presshärten des Blechteils aufweist.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist das Presshärtungswerkzeug eingerichtet, das Blechteil im Rahmen der Vorkonditionierung umzuformen. Bevorzugt ist das Presshärtungswerkzeug eingerichtet, das Blechteil unter Beibehaltung von dessen Platinenform im Rahmen der Vorkonditionierung zu verdichten. Insbesondere ist das Presshärtungswerkzeug als Plattenwerkzeug ausgebildet, welches einen Stempel und eine damit zusammenwirkende Matrize hat, die jeweils eine platinenförmige Topografie zum Druckbeaufschlagen des Blechteils sowie Kühlmittel zum Abschreckhärten des Blechteils aufweisen.
Die Erfindung erstreckt sich ausdrücklich auch auf solche Ausführungsformen, welche nicht durch Merkmalskombinationen aus expliziten Rückbezügen der Ansprüche gegeben sind, womit die offenbarten Merkmale der Erfindung – soweit dies technisch sinnvoll ist – beliebig miteinander kombiniert sein können.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen und unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben werden.
1 zeigt in schematischer Ansicht einen ersten Teil einer gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ausgestalteten Anordnung zur Herstellung eines Blechumformteils.
2 zeigt in schematischer Ansicht einen zweiten Teil der Anordnung von 1.
Im Folgenden werden unter Bezugnahme auf die 1 und 2 gemäß Ausführungsformen der Erfindung eine Anordnung 1 zur Herstellung eines Blechumformteils B'' (im Folgenden Herstellungsanordnung 1) sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Blechumformteils B'' beschrieben werden. Die Herstellungsanordnung 1 dient bevorzugt zur Herstellung von Blechumformteilen B'' für die Kraftfahrzeugproduktion.
Wie in 1 gezeigt, weist die erfindungsgemäße Herstellungsanordnung 1 in einem für eine Halbzeugherstellung vorgesehenen ersten Teil eine Abwickelvorrichtung 5, eine Zuschneidevorrichtung 10, eine Austenitisierungseinrichtung 20, eine Vorkonditionierungseinrichtung 25 und eine erste Speichereinrichtung 30 auf.
Wie in 2 gezeigt, weist die erfindungsgemäße Herstellungsanordnung 1 in einem für eine Fertigteilherstellung vorgesehenen zweiten Teil eine zweite Speichereinrichtung 35, eine Anlasseinrichtung 40, eine Umformeinrichtung 45 und eine dritte Speichereinrichtung 50 auf.
Die Abwickelvorrichtung 5 ist vorgesehen und eingerichtet, um in Rollenform aufgewickeltes bandförmiges Rohblech B (Rohblech B in Coilform) vorbestimmter Bandbreite in definierter Weise abzuwickeln und der Zuschneidevorrichtung 10 zuzuführen. Das Rohblech B ist dabei von einem härtbaren Metallwerkstoff wie insbesondere Stahl gebildet. Die Zuschneidevorrichtung 10 umfasst ein Schneidwerkzeug 11 zum auf eine vorbestimmte Länge Ablängen von platinenförmigen Blechteilen B' aus dem bandförmigen Rohblech B. Die Abwickelvorrichtung 5 und die Zuschneidevorrichtung 10 bilden somit eine Bereitstellungseinrichtung 15 zum Bereitstellen von mit vorbestimmten Abmessungen versehenen Blechteilen B' aus härtbarem Metallwerkstoff.
Die Austenitisierungseinrichtung 20 ist vorgesehen und eingerichtet, um die platinenförmigen Blechteile B' jeweils auf eine vorbestimmte Austenitisierungstemperatur zu erwärmen und über einen vorbestimmten Zeitraum auf dieser Austenitisierungstemperatur zu halten. Die Austenitisierungseinrichtung 20 umfasst bevorzugt einen elektrisch betriebenen Heizofen, in dem die einzelnen Blechteile B' dieser Austenitisierungsbehandlung unterzogen werden können.
Die Vorkonditionierungseinrichtung 25 ist vorgesehen und eingerichtet, um im Rahmen einer Vorkonditionierung die austenitisierten Blechteile B' jeweils einer Abschreckhärtung zu unterziehen und dadurch dem Metallwerkstoff der Blechteile B' jeweils ein zumindest teilmartensitisches Umwandlungsgefüge zu geben. Die Vorkonditionierungseinrichtung 25 ist außerdem vorgesehen und eingerichtet, um die Blechteile B' unter Beibehaltung ihrer Platinenform im Rahmen der Vorkonditionierung jeweils umzuformen, so dass der Metallwerkstoff der Blechteile B' jeweils verdichtet wird.
Zu diesem Zweck weist die Vorkonditionierungseinrichtung 25 ein Presshärtungswerkzeug 26 zum Presshärten der jeweiligen Blechteile B' auf. Das Presshärtungswerkzeug 26 ist dabei als Plattenwerkzeug ausgebildet, welches einen Stempel 27 und eine damit zusammenwirkende Matrize 28 hat, die jeweils eine wie in 1 gezeigte platinenförmige bzw. ebene Topografie aufweisen, um die jeweiligen Blechteile B' mit Druck zu beaufschlagen und dadurch per Umformung zu verdichten. Zum Härten der Blechteile B' sind in den Stempel 27 und die Matrize 28 des Presshärtungswerkzeugs 26 nicht dargestellte Kühlkanäle (Kühlmittel) integriert, welche mit einem Kühlmedium wie Wasser beaufschlagbar sind, um beim Verdichten gleichzeitig eine rasche Abkühlung bzw. Abschreckung der in der Austenitisierungseinrichtung 20 erwärmten Blechteile B' zu ermöglichen.
Die erste Speichereinrichtung 30 umfasst eine Stapelvorrichtung (nicht separat bezeichnet) zum Abstapeln der vorkonditionierten Blechteile B'. Die zweite Speichereinrichtung 35 umfasst ebenfalls eine Stapelvorrichtung (nicht separat bezeichnet), welche zum Bereitstellen von gestapelten vorkonditionierten (abschreckgehärteten und verdichteten) Blechteilen B' dient und welche identisch mit der Stapelvorrichtung der ersten Speichereinrichtung 30 sein kann.
Die Anlasseinrichtung 40 ist vorgesehen und eingerichtet, um die vorkonditionierten (abschreckgehärteten und verdichteten) Blechteile B' jeweils auf eine vorbestimmte Anlasstemperatur zu erwärmen und über einen vorbestimmten Zeitraum auf dieser Anlasstemperatur zu halten. Die Anlasseinrichtung 40 umfasst bevorzugt einen elektrisch betriebenen Heizofen, in dem die einzelnen Blechteile B' dieser Anlassbehandlung unterzogen werden können.
Die Umformeinrichtung 45 ist vorgesehen und eingerichtet, um die angelassenen Blechteile B' zu jeweiligen fertigen Blechumformteilen B'' umzuformen. Zu diesem Zweck weist die Umformeinrichtung 45 ein Umformwerkzeug 46 auf, welches einen Stempel 47 und eine damit zusammenwirkende Matrize 48 hat, die jeweils eine wie in 2 gezeigte Topografie mit Erhöhungen und Vertiefungen aufweisen, um die platinenförmigen Blechteile B' z.B. unter Nutzung von einem oder mehreren Tiefziehprozessen zu fertigen Blechumformteilen B'' umzuformen.
Die dritte Speichereinrichtung 50 umfasst wieder eine Stapelvorrichtung (nicht separat bezeichnet) zum Abstapeln der fertigen Blechumformteile B''.
Im Folgenden wird nun unter Bezugnahme auf die 1 und 2 und die beschriebene Struktur der erfindungsgemäßen Herstellungsanordnung 1 ein erfindungsgemäßes Verfahren (im Folgenden Herstellungsverfahren) zur Herstellung von Blechumformteilen B'' beschrieben werden. Dabei wird das Herstellungsverfahren anhand der Herstellung eines der Blechumformteile B'' beschrieben, da die Blechumformteile B'' bevorzugt nacheinander in Serie hergestellt werden. Gemäß der hier beschriebenen Ausführungsform des Herstellungsverfahrens wird dieses unter Verwendung der erfindungsgemäßen Herstellungsanordnung 1 durchgeführt.
Zuerst wird durch die Bereitstellungseinrichtung 15 aus dem Rohblech B ein platinenförmiges Blechteil B' (in Platinenform) bereitgestellt, welches mit härtbarem Metallwerkstoff wie Stahl gebildet ist und welches vorbestimmte Abmessungen hinsichtlich Breite, Länge und Blechdicke hat.
Mittels einer nicht separat bezeichneten Transfervorrichtung (in den 1 und 2 sind eine Mehrzahl von jeweils nicht separat bezeichneten Transfervorrichtungen der Herstellungsanordnung 1 schematisch durch horizontale Pfeile zwischen den einzelnen Einrichtungen schematisch dargestellt) wird das Blechteil B' der Austenitisierungseinrichtung 20 zugeführt und in dieser auf die vorbestimmte Austenitisierungstemperatur erwärmt und über den vorbestimmten Zeitraum (Austenitisierungszeitraum) auf dieser Austenitisierungstemperatur gehalten, um in dem Gefüge des Metallwerkstoffs des Blechteils B' Austenit auszubilden. Die Austenitisierungstemperatur ist dabei bevorzugt größer als 900 °C und beträgt insbesondere etwa 1150 °C.
Nach Ablauf des Austenitisierungszeitraums wird das austenitisierte und erwärmte Blechteil B' mittels einer Transfervorrichtung in die Vorkonditionierungseinrichtung 25 überführt, um in dieser eine Vorkonditionierung des Blechteils B' durchzuführen. Im Rahmen der Vorkonditionierung wird das Blechteil B' in dem Presshärtungswerkzeug 26 der Vorkonditionierungseinrichtung 25 umgeformt und dadurch der Metallwerkstoff des Blechteils B' verdichtet. Genauer besteht gemäß der Erfindung die in der Vorkonditionierung enthaltene Umformung des Blechteils B' aus der Verdichtung des Metallwerkstoffs des Blechteils B' in dem Presshärtungswerkzeug 1.
Die Umformung des Blechteils B' wird dabei unter Verwendung des als Plattenwerkzeug ausgebildeten Presshärtungswerkzeugs 1 und unter Beibehaltung der Platinenform des Blechteils B' durchgeführt. Gleichzeitig mit der Umformung des Blechteils B' wird das austenitisierte und erwärmte Blechteil B' im Rahmen der Vorkonditionierung abschreckgehärtet und erhält dadurch der Metallwerkstoff des Blechteils B' ein zumindest teilmartensitisches Umwandlungsgefüge.
Nach der Vorkonditionierung wird das Blechteil B' mittels einer Transfervorrichtung in die erste Speichereinrichtung 30 überführt und auf der Stapelvorrichtung der ersten Speichereinrichtung 30 abgelegt und kann dort auf Raumtemperatur abkühlen. Das Blechteil B' bildet nun ein Halbzeug, welches sofort oder aber auch nach zwischenzeitlicher Zwischenlagerung zu einen Fertigteil, nämlich einem Blechumformteil B'', weiterverarbeitet werden kann.
Obwohl in den 1 und 2 nicht gezeigt, kann das Blechteils B', bevor es in die erste Speichereinrichtung 30 überführt wird oder nachdem es in die erste Speichereinrichtung 30 überführt wurde, einer Entzunderungsbehandlung unterzogen werden, falls das Blechteil B' keine Beschichtung aufweist und/oder der Metallwerkstoff des Blechteils B' bei der Austenitisierungstemperatur zum Verzundern neigt. Bevorzugt wird als Metallwerkstoff für das Blechteil B' ein nichtrostender Edelstahl eingesetzt, welcher nicht zum Verzundern neigt.
Das vorkonditionierte (abschreckgehärtete und verdichtete) sowie ggf. entzunderte Blechteil B' wird dann in der zweiten Speichereinrichtung 35 bereitgestellt. Genauer wird das vorkonditionierte und ggf. entzunderte Blechteil B' auf der Stapelvorrichtung der zweiten Speichereinrichtung 35 bereitgestellt, welche bevorzugt identisch mit der Stapelvorrichtung der ersten Speichereinrichtung 30 ist.
Aus der zweiten Speichereinrichtung 35 wird das Blechteil B' mittels einer Transfervorrichtung in die Anlasseinrichtung 40 überführt und in dieser auf die vorbestimmte Anlasstemperatur erwärmt und über den vorbestimmten Zeitraum (Anlasszeitraum) auf dieser Anlasstemperatur gehalten, um die Härte des Metallwerkstoffs des Blechteils B' in gewünschtem Ausmaß zu reduzieren und dessen Duktilität in gewünschtem Ausmaß zu erhöhen. Die Anlasstemperatur liegt dabei bevorzugt in einem Bereich von etwa 400 °C bis etwa 500 °C.
Nach Ablauf des Anlasszeitraums wird das angelassene und erwärmte Blechteil B' mittels einer Transfervorrichtung in die Umformeinrichtung 45 überführt und dort mittels des Umformwerkzeugs 46 unter Verlassen bzw. Veränderung seiner ursprünglichen Platinenform zu dem fertigen Blechumformteil B'' umgeformt.
Das fertige Blechumformteil B'' wird dann mittels einer Transfervorrichtung in die dritte Speichereinrichtung 50 überführt und auf deren Stapelvorrichtung abgelegt. In der dritten Speichereinrichtung 50 kann das fertige Blechumformteil B'' dann auf Raumtemperatur abkühlen und ggf. durch Auslagerung an Luft aushärten.
Im Folgenden werden nun noch mögliche Alternativen bzw. Weiterbildungen für das oben beschriebene Verfahren zur Herstellung eines Blechumformteils B'' und/oder die oben beschriebene Anordnung 1 zur Herstellung eines Blechumformteils B'' aufgezeigt werden.
Gemäß einer Alternative kann die Vorkonditionierung des Blechteils B' statt in dem Presshärtungswerkzeug 26 oder zusätzlich in anderen Abschreckprozessen wie Sprayfeldkühlung, Wasser, Öl, Salzen usw. durchgeführt werden.
Gemäß einer Weiterbildung des als Plattenwerkzeug ausgebildeten Presshärtungswerkzeugs 26 kann dieses am oberen und/oder unteren Werkzeugteil (Stempel 27 und/oder Matrize 28) mit ausgeprägten Kühlkanälen und integrierten Werkzeugriffeln versehen sein, um bereits bei der Vorkonditionierung des Blechteils B' partiell eine raschere Abkühlung zu erwirken und dadurch lokale Härte- bzw. Festigkeitsunterschiede einzustellen. Die Werkzeuggriffel können dabei z.B. als konvex gewölbte Vorsprünge am oberen und/oder unteren Werkzeugteil (Stempel 27 und/oder Matrize 28) ausgebildet sein. Der ausgeprägte Kühlreislauf mit den insbesondere erweiterten Kühlkanälen verläuft dabei bevorzugt innerhalb der späteren Bauteilgeometrie.
Gemäß eines alternativen Fertigungsverfahrens kann das Blechformteil auch in der folgenden Weise hergestellt werden:

– Zuschneiden einer Platine,
– Erwärmen der Platine auf Austenitisierungstemperatur, vorzugsweise auf über 900 Grad Celsius,
– Umformen der Platine, vorzugsweise bis zu 95% der Endgeometrie und Härten im Umformwerkzeug,
– Abkühlen der Platine, vorzugsweise an der Luft,
– Anlassen der Platine, vorzugsweise durch Erwärmen auf etwa 600 Grad Celsius
– Umformen der Platine in eine Endgoemetrie
– Abkühlen der Platine, vorzugsweise an der Luft.

Dies hat den Vorteil, dass die lange Erwärmungszeit des zu härtenden Materials und damit die gesamte Prozesszeit verkürzt werden kann. Zudem kann ein fester und gleichzeitig duktiler Werkstoff eingesetzt werden, wodurch sich die Festigkeit von Fahrzeugbauteilen bei gleichzeitiger Gewichtsreduzierung erhöhen lässt. Dazu wird nach dem Austenitisieren der Platine direkt auf 95% der Bauteil-Endgeometrie pressgehärtet. Nach einer kurzen aber formgebenden Haltezeit von wenigen Sekunden kühlt das Material an der Luft ab. Das anschließende Anlassen bei ca. 600 Grad Celsius setzt die Festigkeit herunter und die finale Geometrie wird im zweiten Umformschritt erzeugt.
Wesentlich ist hierbei das Trennen des Presshärtens und der entsprechenden Martensitbildung als vorgelagertes Element, sowie das Anlassen von Martensit bei unterschiedlichen Temperaturen und das Ausnutzen dieser Wärmebehandlung, bei reduzierter Festigkeit für die Halbwarmumformung. Dabei können die Temperaturen oder Wärmebehandlungszeiten individuell abgewandelt werden. Zudem ist es möglich, Teile des Prozesses wegzulassen, z.B. das Entzundern oder das Auslagern an der Luft.
Bezugszeichenliste

1: Herstellungsanordnung
5: Abwickelvorrichtung
10: Zuschneidevorrichtung
11: Schneidwerkzeug
15: Bereitstellungseinrichtung
20: Austenitisierungseinrichtung
25: Vorkonditionierungseinrichtung
26: Presshärtungswerkzeug
27: Stempel
28: Matrize
30: Speichereinrichtung
35: Speichereinrichtung
40: Anlasseinrichtung
45: Umformeinrichtung
46: Umformwerkzeug
47: Stempel
48: Matrize
50: Speichereinrichtung
B: Rohblech
B': Blechteile
B'': Blechumformteil

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102012006941 A1 [0002]

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Blechumformteils (B''), aufweisend: Bereitstellen eines Blechteils (B'), welches mit einem härtbaren Metallwerkstoff gebildet ist und welches vorbestimmte Abmessungen hat, Austenitisieren des Blechteils (B') durch Erwärmen des Blechteils (B') auf eine vorbestimmte Austenitisierungstemperatur, Durchführen einer Vorkonditionierung des austenitisierten Blechteils (B'), wobei dieses abschreckgehärtet wird und dadurch der Metallwerkstoff des Blechteils (B') ein zumindest teilmartensitisches Umwandlungsgefüge erhält, Anlassen des abschreckgehärteten Blechteils (B') durch Erwärmen des Blechteils (B') auf eine vorbestimmte Anlasstemperatur, und Umformen des angelassenen Blechteils (B') zu dem fertigen Blechumformteil (B''), dadurch gekennzeichnet, dass die Vorkonditionierung des Blechteils (B') in einem Presshärtungswerkzeug (26) durchgeführt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das Bereitstellen des Blechteils (B') umfasst, dass das Blechteil (B') in Platinenform bereitgestellt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 2, wobei die Vorkonditionierung des Blechteils (B') eine Umformung des Blechteils (B') in dem Presshärtungswerkzeug (26) beinhaltet.
Verfahren gemäß Anspruch 3, wobei die in der Vorkonditionierung enthaltene Umformung des Blechteils (B') aus einer Verdichtung des Metallwerkstoffs des Blechteils (B') in dem Presshärtungswerkzeug (26) besteht.
Verfahren gemäß Anspruch 3 oder 4, wobei die in der Vorkonditionierung enthaltene Umformung des Blechteils (B') unter Beibehaltung von dessen Platinenform durchgeführt wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1–5, wobei als Presshärtungswerkzeug (26) zur Vorkonditionierung ein Plattenwerkzeug verwendet wird, welches einen Stempel (27) und eine damit zusammenwirkende Matrize (28) hat, die jeweils eine platinenförmige Topografie zum Druckbeaufschlagen des Blechteils (B') aufweisen.
Anordnung (1) zur Herstellung eines Blechumformteils (B''), aufweisend: eine Austenitisierungseinrichtung (20) zum auf eine vorbestimmte Austenitisierungstemperatur Erwärmen eines platinenförmigen Blechteils (B'), welches mit einem härtbaren Metallwerkstoff gebildet ist und welches vorbestimmte Abmessungen hat, eine Vorkonditionierungseinrichtung (25), die eingerichtet ist, im Rahmen einer Vorkonditionierung das austenitisierte Blechteil (B') einer Abschreckhärtung zu unterziehen und dadurch dem Metallwerkstoff des Blechteils (B') ein zumindest teilmartensitisches Umwandlungsgefüge zu geben, eine Anlasseinrichtung (40) zum auf eine vorbestimmte Anlasstemperatur Erwärmen des abschreckgehärteten Blechteils (B'), und eine Umformeinrichtung (45) zum Umformen des angelassenen Blechteils (B') zu dem fertigen Blechumformteil (B''), dadurch gekennzeichnet, dass die Vorkonditionierungseinrichtung (25) ein Presshärtungswerkzeug (26) zum Presshärten des Blechteils (B') aufweist.
Anordnung (1) gemäß Anspruch 7, wobei das Presshärtungswerkzeug (26) eingerichtet ist, das Blechteil (B') im Rahmen der Vorkonditionierung umzuformen.
Anordnung (1) gemäß Anspruch 7 oder 8, wobei das Presshärtungswerkzeug (26) eingerichtet ist, das Blechteil (B') unter Beibehaltung von dessen Platinenform im Rahmen der Vorkonditionierung zu verdichten.
Anordnung (1) gemäß einem der Ansprüche 7–9, wobei das Presshärtungswerkzeug (26) als Plattenwerkzeug ausgebildet, welches einen Stempel (27) und eine damit zusammenwirkende Matrize (28) hat, die jeweils eine platinenförmige Topografie zum Druckbeaufschlagen des Blechteils (B') aufweisen.
Verfahren zur Herstellung eines Blechumformteils mit folgenden Verfahrensschritten: – Zuschneiden einer Platine, – Erwärmen der Platine auf Austenitisierungstemperatur, vorzugsweise auf über 900 Grad Celsius, – Umformen der Platine, vorzugsweise bis zu 95% der Endgeometrie und Härten im Umformwerkzeug, – Abkühlen der Platine, vorzugsweise an der Luft, – Anlassen der Platine, vorzugsweise durch Erwärmen auf etwa 600 Grad Celsius – Umformen der Platine in eine Endgoemetrie – Abkühlen der Platine, vorzugsweise an der Luft.