DE102018114318A1

DE102018114318A1 - Verfahren zum Bilden von Zonen mit unterschiedlicher Festigkeit bei einer Fahrzeugkomponente

Info

Publication number: DE102018114318A1
Application number: DE102018114318.4A
Authority: DE
Inventors: Raj Sohmshetty; Constantin CHIRIAC
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2017-06-16
Filing date: 2018-06-14
Publication date: 2018-12-20
Also published as: US20180363096A1; CN109136474A

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Bilden von Festigkeitszonen bei einer Fahrzeugkomponente bereitgestellt. Das Verfahren beinhaltet das Identifizieren eines Zustands eines Rohlings über Sensoren an einem Ofeneinlass. Das Verfahren beinhaltet ferner das Ausgeben von Ofenbefehlssignalen durch eine Steuerung basierend auf einem vorbestimmten Wärmebehandlungszeitplan für den identifizierten Zustand des Rohlings zum Erwärmen eines ersten Rohlingabschnitts, um eine vollständige martensitische Mikrostruktur zu bilden, und zum Erwärmen eines zweiten Rohlingabschnitts, um eine Mikrostruktur mit einem oder mehreren von Ferrit, Perlit und Austenit zu bilden. Das Verfahren kann ferner das Ausgeben der Ofenbefehlssignale basierend auf Variationen der Ofentemperatur beinhalten, die durch Ofensensoren erkannt werden, die mit der Steuerung kommunizieren. Das Verfahren kann ferner das Ausgeben der Ofenbefehlssignale basierend auf einem oder mehreren von einer erkannten chemischen Zusammensetzung des Rohlings, einer erkannten Art der Rohlingbeschichtung, einer erkannten Rohlingdicke und einer erkannten Materialart des Rohlings beinhalten.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Diese Offenbarung betrifft ein Verfahren und einen Prozess zum Bilden von Zonen mit unterschiedlicher Festigkeit bei einer Fahrzeugkomponente.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Automobilhersteller engagieren sich hinsichtlich des Entwerfens leichter Fahrzeuge mit einer erhöhten Crashsicherheit und reduziertem Kraftstoffverbrauch. Die Hersteller sind von einer Nutzung von Flussstählen für Fahrzeugkomponenten zu fortschrittlichen hochfesten Stählen und ultrahochfesten Stählen sowie Aluminium übergegangen. Heißprägeprozesse für Fahrzeugkomponenten ermöglichen die Schaffung vollständig martensitischer Strukturen. Dennoch kann die einheitliche Wärmebehandlung von Fahrzeugkomponenten während des Heißprägeprozesses Fahrzeugkomponenten mit unerwünschten Eigenschaften schaffen.
Heißprägeprozesse können zum Beispiel dazu führen, dass Fahrzeugkomponenten Probleme beim Verbinden von Stahllegierungen mit Aluminium aufweisen und dass Fahrzeugkomponenten eine hochfeste Schneidvorrichtung für Stanzvorgänge erfordern. Diese Offenbarung bezieht sich auf das Lösen der vorstehenden Probleme und anderer nachstehend zusammengefasster Probleme.
KURZDARSTELLUNG
Ein Verfahren zum Bilden von Zonen mit unterschiedlicher Festigkeit bei einer Fahrzeugkomponente beinhaltet das Auswählen eines Materials für einen Rohling und das Identifizieren eines Wärmebehandlungszeitplans für mindestens drei Rohlingzonen basierend auf Ausgestaltungsanforderungen, die eine Rohlingposition für eines von einem geometrischen Übergangsbereich, einem vorbestimmten Verformungsbereich und einem Verbindungsbereich spezifizieren. Das Verfahren beinhaltet ferner das derartige Anordnen des Rohlings innerhalb eines Ofens, dass vorbestimmte Wärmezonen mit den Rohlingzonen ausgerichtet sind, um vorbestimmte Mikrostrukturen zu bilden, die auf der Ausgestaltungsanforderung basieren. Das Verfahren beinhaltet ferner das Ausführen des Wärmebehandlungszeitplans, um die vorbestimmten Mikrostrukturen der Rohlingzonen zu bilden, und das Formen des Rohlings zu der Fahrzeugkomponente in einer Pressform. Die Auswahl eines Materials für die Rohlingzonen kann das Auswählen einer durch eine Presse härtbaren Stahlsorte aus einem von 20MNB5, 22MNB5, 8MNCrB3, 27MnCrB5, 37MnB4, Heißumformungssorten von Aperam, Ductibor, HF 340/480, Usibor 1500, HF1050/1500; Usibor 1900, HF 1200/1900 und US Steel 10B20 beinhalten. Das Verfahren kann ferner beinhalten, dass vor der Ausführung des Wärmebehandlungszeitplans erkannt wird, ob der Rohling eine Beschichtung beinhaltet. Ein erster Wärmebehandlungszeitplan kann an dem Rohling angewendet werden, wenn eine Beschichtung erkannt wird, und ein zweiter Wärmebehandlungszeitplan kann an dem Rohling angewendet werden, wenn keine Beschichtung erkannt wird. Der erste Wärmebehandlungszeitplan kann ferner als ein Wärmebehandlungszeitplan definiert sein, bei dem die Heizleistung des Ofens auf Materialmerkmalen eines von Zink, Aluminium-Silizium und Zink-Nickel, sowie auf vorbestimmten Temperaturen basiert, die notwendig sind, um eine Rohlingmikrostruktur zu bilden, die eines von Merkmalen einer Zone mit niedriger Festigkeit, Merkmalen einer Zone mit mittlerer Festigkeit und Merkmalen einer Zone mit hoher Festigkeit beinhaltet. Das Verfahren kann ferner das derartige Anordnen des Rohlings innerhalb des Ofens beinhalten, dass sich eine der mindestens drei Rohlingzonen außerhalb des Ofens erstreckt, um eine minimale oder keine Wärme aufzunehmen. Eine Temperatur einer der vorbestimmten Wärmezonen kann 900 Grad Celsius betragen oder über einer Ac3-Temperatur des Materials liegen, um eine Zone mit hoher Festigkeit zu bilden. Eine Temperatur einer der vorbestimmten Wärmezonen kann zwischen einer Ac1- und einer Ac3-Temperatur des ausgewählten Materials des Rohlings liegen, um eine Zone des Rohlings mit mittlerer Festigkeit zu bilden, die benachbart zu einer Zone des Rohlings mit hoher Festigkeit ist. Die Zone mit mittlerer Festigkeit kann in den ausgewählten Ausgestaltungsanforderungen zum Erreichen von Festigkeitsniveaus definiert sein, die zwischen einem Rohling im aufgenommenen Zustand und einem vollständig gehärteten Zustand eines mit einer Presse härtbaren Stahlmaterials liegen.
Ein Verfahren zum Bilden von Festigkeitszonen bei einer Fahrzeugkomponente beinhaltet das Identifizieren eines Zustands eines Rohlings über Sensoren an einem Ofeneinlass. Das Verfahren beinhaltet ferner das Ausgeben von Ofenbefehlssignalen durch eine Steuerung basierend auf einem vorbestimmten Wärmebehandlungszeitplan für den identifizierten Zustand des Rohlings zum Erwärmen eines ersten Rohlingabschnitts, um eine vollständig martensitische Mikrostruktur zu bilden, und zum Erwärmen eines zweiten Rohlingabschnitts, um eine Mikrostruktur mit einem oder mehreren von Ferrit, Perlit und Austenit zu bilden. Das Verfahren kann ferner das Ausgeben der Ofenbefehlssignale basierend auf Variationen der Ofentemperatur beinhalten, die durch Ofensensoren erkannt werden, die mit der Steuerung kommunizieren. Das Verfahren kann ferner das Ausgeben der Ofenbefehlssignale basierend auf einem oder mehreren von einer erkannten chemischen Zusammensetzung des Rohlings, einer erkannten Art der Rohlingbeschichtung, einer erkannten Rohlingdicke und einer erkannten Materialart des Rohlings beinhalten. Die Ofenbefehlssignale können darauf basieren, dass erkannt wird, dass der Rohling eines von Heißumformungssorten von Aperam, Ductibor, HF 340/480, Usibor 1500, HF1050/1500, Usibor 1900, HF 1200/1900 und US Steel 10B20 ist. Das Verfahren kann ferner beinhalten, dass vor der Ausführung des Wärmebehandlungszeitplans erkannt wird, ob der Rohling eine Beschichtung beinhaltet. Ein erster Wärmebehandlungszeitplan kann an dem Rohling angewendet werden, wenn eine Beschichtung erkannt wird, und ein zweiter Wärmebehandlungszeitplan kann an dem Rohling angewendet werden, wenn keine Beschichtung erkannt wird. Der erste Wärmebehandlungszeitplan kann ferner als ein Wärmebehandlungszeitplan definiert sein, bei dem die Heizleistung des Ofens auf Materialmerkmalen eines von Zink, Aluminium-Silizium und Zink-Nickel, sowie auf vorbestimmten Temperaturen basiert, die notwendig sind, um eine Rohlingmikrostruktur zu bilden, die eines von Merkmalen einer Zone mit niedriger Festigkeit, Merkmalen einer Zone mit mittlerer Festigkeit und Merkmalen einer Zone mit hoher Festigkeit beinhaltet. Das Verfahren kann ferner das Auswählen einer Position für den ersten Rohlingabschnitt an einer Fahrzeugkomponente basierend auf einer vorbestimmten Ausgestaltungsanforderung beinhalten, die einen von einem geometrischen Übergangsbereich, einem vorbestimmten Verformungsbereich und einem Verbindungsbereich aufweist.
Ein Verfahren zum Bilden von Zonen mit unterschiedlicher Festigkeit bei einer Fahrzeugkomponente beinhaltet das Auswählen einer Materialart für einen Rohling, um diesen zu einer Fahrzeugkomponente basierend auf einer vorbestimmten Festigkeitsanforderung und einer Korrosionsschutzanforderung für die Fahrzeugkomponente zu formen. Das Verfahren beinhaltet ferner das Auswählen eines Wärmebehandlungszeitplans basierend auf der Materialart und das Ausführen des Wärmebehandlungszeitplans innerhalb des Ofens zum Behandeln des Rohlings, um entlang der Fahrzeugkomponente Zonen mit unterschiedlicher Festigkeit zu bilden. Das Verfahren beinhaltet ferner das Ausführen eines angepassten Kühlprozesses für separate Abschnitte des Rohlings, um mindestens zwei Zonenmikrostrukturen mit unterschiedlicher Festigkeit zu bilden, die benachbart zu einander an einem von einem geometrischen Übergangsbereich, einem vorbestimmten Verformungsbereich und einem Verbindungsbereich sind. Bei der Auswahl des Wärmebehandlungszeitplans kann es sich um einen von einem ersten Zeitplan, bei dem der Rohling vollständig in einen Ofen eingeführt ist, und einem zweiten Zeitplan handeln, bei dem sich ein Abschnitt des Rohlings außerhalb des Ofens erstreckt. Der Ofen kann mehr als eine Wärmezone zum Erwärmen mit unterschiedlichen Temperaturen beinhalten. Der Rohling kann derart in dem Ofen positioniert sein, dass die Rohlingzonen mit den mehr als einen Wärmezonen ausgerichtet sind, um Mikrostrukturen für die Rohlingzonen basierend auf vorbestimmten Ausgestaltungsanforderungen zu bilden. Eine Temperatur einer der Wärmezonen kann zwischen Ac1 und Ac3 bei annähernd 700 bis 900 Grad Celsius liegen, um eine Zone des Rohlings mit mittlerer Festigkeit zu bilden, die benachbart zu einer Zone des Rohlings mit hoher Festigkeit ist. Die Zone mit mittlerer Festigkeit kann derart angeordnet sein, dass sie einen Teil der von einer axialen Last auf die Fahrzeugkomponente zwischen 5.000 und 15.000 Pfund aufgenommenen Energie verformt und absorbiert. Das Verfahren kann ferner das Erkennen von Ofenwärmezuständen über Sensoren und das Ausgeben eines Ofenbefehls über eine Steuerung zum Einstellen einer Temperatur des Ofens basierend auf dem erkannten Wärmezustand beinhalten.
Figurenliste

1 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Beispiel für ein Verfahren zum Bilden von mehreren Festigkeitszonen bei einer Fahrzeugkomponente zeigt.
2 ist ein Querschnitt einer schematischen Darstellung eines Beispiels für eine Erwärmungsvorrichtung und eines Rohlings, die zur gezielten Wärmebehandlung zueinander angeordnet sind.
3 ist eine Seitenansicht eines Beispiels für eine Vorderschiene einer Unterbodenbaugruppe.
4 ist eine perspektivische Ansicht eines Beispiels für eine Stoßfängerträgerbaugruppe.
5 ist eine Seitenansicht eines Beispiels für eine Heckschiene einer Unterbodenbaugruppe.
6 ist eine perspektivische Ansicht einer Kraftstofftankschutzbaugruppe.
7 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel für einen Heißprägeprozess zeigt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Hier werden Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Dabei versteht es sich, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich Beispiele sind und andere Ausführungsformen verschiedene und alternative Formen annehmen können. Die Figuren sind nicht zwingend maßstabsgetreu; einige Merkmale können vergrößert oder verkleinert dargestellt sein, um Details bestimmter Komponenten zu zeigen. Daher sind hier offenbarte konkrete strukturelle und funktionelle Details nicht als einschränkend auszulegen, sondern lediglich als repräsentative Grundlage, um den Fachmann die vielfältige Verwendung der vorliegenden Offenbarung zu lehren. Für einen Durchschnittsfachmann versteht es sich, dass verschiedene Merkmale, die in Bezug auf beliebige der Figuren veranschaulicht und beschrieben sind, mit Merkmalen kombiniert sein können, welche in einer oder mehreren anderen Figuren veranschaulicht sind, um Ausführungsformen zu erzeugen, welche nicht explizit veranschaulicht oder beschrieben sind. Die Kombinationen aus veranschaulichten Merkmalen stellen repräsentative Ausführungsformen für typische Anwendungen bereit. Unterschiedliche Kombinationen und Modifikationen der Merkmale, die mit den Lehren dieser Offenbarung vereinbar sind, können jedoch in bestimmten Anwendungen oder Umsetzungen verwendet werden.
1 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Beispiel für ein Verfahren zum Bilden einer Fahrzeugkomponente mit Zonen mit unterschiedlicher Festigkeit zeigt, das als Verfahren 100 bezeichnet wird. Bei Vorgang 104 wird eine Ausgestaltungsanforderung für die Fahrzeugkomponente identifiziert. Zum Beispiel kann bei Vorgang 104 die Art einer Fahrzeugkomponente zusammen mit strukturellen Steifigkeitsanforderungen identifiziert werden. Nicht einschränkende Beispiele für die Art der Fahrzeugkomponente beinhalten eine Heckschiene einer Unterbodenbaugruppe, eine Vorderschiene einer Unterbodenbaugruppe, einen Stoßfängerträger und ein Querelement einer Kraftstofftankschutzbaugruppe. In einem anderen Beispiel kann es sich bei der Ausgestaltungsanforderung um eine Festigkeitsanforderung oder eine Korrosionsschutzanforderung für eine Fahrzeugkomponente handeln.
Die strukturellen Steifigkeitsanforderungen können Verformungsmerkmale für die Fahrzeugkomponente beinhalten, wenn diese einem Aufprall ausgesetzt wird. Diese Verformungsmerkmale können auf der Leistung beim Aufprall aufgrund von Mikrostrukturen verschiedener Abschnitte der Fahrzeugkomponente, die einer Festigkeitszone entsprechen, basieren. Zum Beispiel kann eine Zone mit härterer Festigkeit in einer Zone der Fahrzeugkomponente mit einem geometrischen Übergang, wie etwa einer Biegung, gewünscht sein. Eine Zone mit weicherer Festigkeit kann in einer Zone der Fahrzeugkomponente gewünscht sein, in der eine Verformung bei einem Aufprall gewünscht ist. Diese Verformung kann dazu beitragen, dass Energie von dem Aufprall absorbiert wird, und kann ein Biegescharnier an einer Zielposition schaffen. Alternativ dazu kann eine Zone mit weicherer Festigkeit in einer Zone der Fahrzeugkomponente gewünscht sein, um das Verbinden mit oder Befestigen an einer anderen Fahrzeugkomponente zu erleichtern. Zusätzliche Beispiele für Ausgestaltungsanforderungen beinhalten Materialverformbarkeitsmerkmale, Materiallackierbarkeitsmerkmale, Materialkorrosionsmerkmale und Verbindungsanforderungen von Fahrzeugkomponenten.
Optional kann das Verfahren 100 mit einem adaptiven System betrieben werden, um die Wärmebehandlung des Rohlings basierend auf erkannten Rohlings- oder Fahrzeugkomponentenzuständen einzustellen. Zum Beispiel kann bzw. können bei Vorgang 105 ein oder mehrere Sensoren mit einem Ofen und einer Steuerung betrieben werden, um das Identifizieren von Informationen zu unterstützen, die eine Art des Rohlingmaterials und einen Zustand des Rohlings betreffen. Die Sensoren können die Informationen der Steuerung bereitstellen und die Steuerung kann Ofenbefehlssignale basierend auf vorbestimmten Wärmebehandlungszeitplänen, die den Informationen zugeordnet sind, ausgeben. In einem Beispiel kann bzw. können der eine oder die mehreren Sensoren erkennen, dass der Rohling eine erste Dicke und eine Beschichtungsart aufweist. Die Steuerung kann Befehle ausgeben, um eine Heizleistungsmenge und eine Zeit der Heizleistung durch den Ofen an verschiedene Ofenwärmezonen basierend auf vorbestimmten Wärmebehandlungszeitplänen gemäß der ersten Dicke und der Beschichtungsart zu steuern.
Der eine Sensor oder die mehreren Sensoren kann bzw. können Ofensensoren beinhalten. Die Ofensensoren können Wärmebetriebsbedingungen des Ofens überwachen und die überwachten Informationen der Steuerung bereitstellen, damit die Steuerung als Reaktion darauf die Wärmeleistung des Ofens einstellen kann. Die Ofensensoren können zum Beispiel eine Temperatur innerhalb des Ofens erkennen, die unter einem anfänglichen Temperaturbefehl liegt. In diesem Beispiel kann die Steuerung die Temperatur des Ofens einstellen, um den Unterschied zwischen der gemessenen Ofentemperatur und einem anfänglichen Temperaturbefehl auszugleichen.
Bei Vorgang 106 wird eine Art eines Rohlingmaterials ausgewählt. Unterschiedliche Arten von Rohlingmaterialien weisen unterschiedliche Merkmale auf, die für bestimmte Wärmebehandlungsanwendungen gewünscht sein können oder nicht. Beispiele für Materialien für Rohlinge beinhalten Heißumformungssorten von Aperam, Ductibor (HF 340/480), Usibor 1500 (HF1050/1500), Usibor 1900 (HF 1200/1900), US Steel 10B20, Boron, 20MNB5, 22MNB5, 8MNCrB3, 27MnCrB5 und 37MnB4.
Das ausgewählte Rohlingmaterial kann beschichtet oder unbeschichtet sein. Die Bestimmung, ob der Rohling eine Beschichtung beinhaltet, und der Art der Beschichtung kann bei Vorgang 105 erkannt werden. Die Beschichtung kann das Minimieren oder das Verhindern der Oxidation einer Oberfläche des Rohlings unter bestimmten Wärmebedingungen, wie etwa bei einer Wärmebehandlung mit 250 Grad Celsius oder höher, unterstützen. Die Beschichtung kann zudem Korrosionsbeständigkeitsvorteile für die Fahrzeugkomponente bereitstellen, die später Umwelteinflüssen ausgesetzt sein kann. Beispiele für Substanzen für die Beschichtung beinhalten Zink, Aluminium-Silizium und Zink-Nickel. Unbeschichtete Rohlinge können zum Reduzieren der Produktionskosten oder für Fahrzeugkomponenten verwendet werden, die nicht für einen Oberflächenkorrosionsschutz ausgestaltet sein müssen.
Bei Vorgang 108 wird ein Wärmebehandlungszeitplan zum Wärmebehandeln von Zielzonen des Rohlings basierend auf der zuvor definierten Ausgestaltungsanforderung und der Materialauswahl identifiziert, um vorbestimmte Mikrostrukturen der Fahrzeugkomponente zu bilden. Der Wärmebehandlungszeitplan kann einen Erwärmungsprozess, bei dem der Rohling vollständig in einen Ofen eingeführt ist, oder einen Wärmebehandlungszeitplan beinhalten, bei dem sich ein Abschnitt des Rohlings außerhalb des Ofens erstreckt.
Der Abschnitt des Rohlings, der sich aus dem Ofen erstreckt, kann zum Beispiel eine minimale oder keine Wärme aufnehmen, um die Merkmale der Zone mit weicher Festigkeit zu behalten. Eine Zone mit weicher Festigkeit kann zum unterkritischen Glühen oder ohne Erwärmen wärmebehandelt werden. Die Zone mit weicher Festigkeit kann eine Mikrostruktur mit einem von Ferrit und Perlit oder mit beiden beinhalten. Die Zone mit weicher Festigkeit kann eine Zugfestigkeit von 400 MPa bis 600 MPa aufweisen. Die anderen Abschnitte des Rohlings, die vollständig in den Ofen eingeführt sind, können wärmebehandelt werden, um eine Zone mit mittlerer Festigkeit oder eine Zone mit harter Festigkeit zu bilden. Eine Zone mit mittlerer Festigkeit kann zwischen Ac1 und Ac3 zum zwischenkritischen Glühen wärmebehandelt werden. Die Zone mit mittlerer Festigkeit kann eine Mikrostruktur mit einem von oder mehreren von Ferrit, Perlit, Martensit und Bainit beinhalten. Die Zone mit mittlerer Festigkeit kann eine Zugfestigkeit von 600 MPa bis 1000 MPa aufweisen. Eine Zone mit harter Festigkeit kann über Ac3 zum superkritischen Glühen wärmebehandelt werden. Die Zone mit harter Festigkeit kann eine vollständig martensitische Mikrostruktur beinhalten. Die Zone mit harter Festigkeit kann eine Zugfestigkeit von 1000 MPa bis 1900 MPa aufweisen.
Wenn ein beschichtetes Material für den Rohling ausgewählt wird, kann der Wärmebehandlungszeitplan zum Bilden einer Zone mit weicher Festigkeit das Erwärmen des Rohlings unter Ac1 unter Nutzung von Konvektionserwärmung bei einer Temperatur zum Entwickeln der Beschichtung beinhalten, um Probleme mit nachgelagerten Prozessen, wie etwa Verformbarkeit, zu verhindern. Ac1 ist eine Temperatur bei der ein Material beginnt, Austenit zu bilden. Eine Temperatur, die Ac1 zugeordnet ist, variiert je nach Materialart und ob das Material beschichtet oder unbeschichtet ist. Alternativ dazu können die Abschnitte des Rohlings, bei denen eine Zone mit weicher Festigkeit gewünscht ist, derart angeordnet sein, dass sie eine minimale oder keine Wärme aufnehmen, um eine Mikrostruktur des Rohlings, wie sie geliefert wurde, zu behalten.
Bei einem beschichteten Rohling kann der Wärmebehandlungszeitplan zum Bilden einer Zone mit mittlerer Festigkeit oder der Zone mit harter Festigkeit das Erwärmen des Rohlings bei 870 Grad Celsius oder höher und mit einer Rate zur Vermeidung einer Beschichtungsverdampfung beinhalten. Die Beschichtungsverdampfung tritt zum Beispiel bei Usibor bei 12 Grad Celsius pro Sekunde auf.
Wenn ein unbeschichtetes Material für den Rohling ausgewählt wird, kann der Wärmebehandlungszeitplan zum Bilden einer Zone mit weicher Festigkeit das derartige Anordnen des Rohlings mit einer Erwärmungsvorrichtung beinhalten, dass die weichen Zielzonen des Rohlings eine minimale oder keine Wärme aufnehmen, um eine Ferrit- und/oder Perlitmikrostruktur zu behalten.
Wenn ein unbeschichtetes Material für den Rohling ausgewählt wird, kann der Wärmebehandlungszeitplan zum Bilden einer Zone mit mittlerer Festigkeit das Erwärmen der Zielzone mit mittlerer Festigkeit bei Ac1 bis Ac3 beinhalten, um eine Mikrostruktur mit einem oder mehreren von Ferrit, Perlit, Bainit und Martensit zu bilden. Bei Ac3 handelt es sich um die Übergangstemperatur, bei der Ferrit vollständig zu Austenit übergeht. Temperaturen, die Ac1 und Ac3 zugeordnet sind, variieren je nach der Art des unbeschichteten Materials.
Wenn ein unbeschichtetes Material für den Rohling ausgewählt wird, kann der Wärmebehandlungszeitplan zum Bilden einer Zone mit harter Festigkeit das Erwärmen der Zielzone mit harter Festigkeit über Ac3 beinhalten, um den Rohling vollständig zu austenitisieren und die vollständig martensitische Mikrostruktur zu bilden.
Bei Vorgang 112 wird der Rohling innerhalb des Ofens derart angeordnet, dass die Wärmezonen des Ofens mit den Zielzonen des Rohlings basierend auf dem identifizierten Wärmebehandlungszeitplan ausgerichtet sind, um jede Wärmezone entsprechend zu erwärmen.
Bei Vorgang 114 wird der Rohling gemäß dem Wärmebehandlungszeitplan wärmebehandelt, einschließlich des Aussetzens des Rohlings gegenüber Wärme, basierend auf der Materialart des Rohlings und der gewünschten Mikrostrukturen der Rohlingzonen. Zum Beispiel wird ein Abschnitt des beschichteten Rohlings, bei dem eine Zone mit harter Festigkeit gewünscht ist, mit einer Ofenwärmezone angeordnet, um Wärme bei einer Temperatur von 900 Grad Celsius oder höher aufzunehmen. Ein Abschnitt, bei dem eine Zone mit mittlerer Festigkeit gewünscht ist, kann mit einer Ofenwärmezone angeordnet sein, um Wärme bei einer Temperatur zwischen 700 und 900 Grad Celsius aufzunehmen. Ein Abschnitt des Rohlings, bei dem eine Zone mit weicher Festigkeit gewünscht ist, kann derart mit dem Ofen angeordnet sein, dass er eine minimale oder keine Wärme aufnimmt, um eine Mikrostruktur der Zone mit weicher Festigkeit zu behalten. Im Allgemeinen sind die Temperatur und Wärmezeiten für einen unbeschichteten Rohling geringer.
Optional kann der Wärmebehandlungszeitplan einen angepassten Kühlprozess oder einen einheitlichen Kühlprozess beinhalten, um die Bildung der gewünschten Mikrostrukturen zu unterstützen. Wenn die Kühlung angepasst ist, kann jede der Zonen mit unterschiedlicher Festigkeit mit einer anderen Rate gekühlt werden. Das Kühlen bei einer Rate über einer kritischen Kühlrate bildet die Zone mit harter Festigkeit. Das Kühlen bei einer Rate unter der kritischen Kühlrate bildet die Zone mit mittlerer Festigkeit.
Bei Vorgang 116 wird der Rohling in einer Pressform zu einer Fahrzeugkomponente geformt. Wie nachstehend beschrieben, beinhalten Beispiele für Fahrzeugkomponenten eine Heckschiene einer Unterbodenbaugruppe, eine Vorderschiene einer Unterbodenbaugruppe, einen Stoßfängerträger und ein Querelement einer Fahrzeugkomponentenschutzbaugruppe. Bei Vorgang 120 kann die Fahrzeugkomponente in der Pressform durch einen Kühlprozess pressgehärtet werden.
2 ist ein Querschnitt einer schematischen Darstellung einer beispielhaften Beziehung zwischen einem Rohling und einer Erwärmungsvorrichtung zur zielgerichteten Wärmebehandlung, wie in dem Verfahren 100 beschrieben ist. Ein Rohling 140 beinhaltet einen ersten Abschnitt 142, einen zweiten Abschnitt 144, einen dritten Abschnitt 146 und einen vierten Abschnitt 148. Eine vorbestimmte Mikrostruktur für jeden der Abschnitte des Rohlings 140 kann vor dem Betrieb einer Erwärmungsvorrichtung 152 identifiziert werden. Die Erwärmungsvorrichtung 152, wie etwa ein Ofen, beinhaltet eine erste Wärmezone 154, eine zweite Wärmezone 156 und eine dritte Wärmezone 158. Die Erwärmungsvorrichtung 152 kann dazu betrieben werden, jede der Wärmezonen mit einer vorbestimmten Temperatur zu erwärmen, um die vorbestimmte Mikrostruktur für den Abschnitt des Rohlings 140 zu bilden. Zum Beispiel kann der erste Abschnitt 142, der sich außerhalb der Erwärmungsvorrichtung 152 befindet, eine minimale oder keine Wärme aufnehmen, um eine Ferrit- und/oder Perlitmikrostruktur zu behalten, die erste Wärmezone 154 kann auf eine Temperatur zum Bilden einer Mikrostruktur mit einem oder mehreren von Ferrit, Perlit, Martensit und Bainit des zweiten Abschnitts 144 erwärmt werden, die zweite Wärmezone 156 kann auf eine Temperatur zum Bilden einer vollständig martensitischen Mikrostruktur des dritten Abschnitts 146 erwärmt werden, und die dritte Wärmezone 158 kann auf eine Temperatur zum Bilden einer Mikrostruktur mit einem oder mehreren von Ferrit, Perlit, Martensit und Bainit des vierten Abschnitts 148 erwärmt werden.
3 bis 6 veranschaulichen Beispiele für Fahrzeugkomponenten, die mit dem vorstehend beschriebenen Verfahren 100 geschaffen werden können. 3 veranschaulicht ein Beispiel für eine Vorderschiene 170 für eine Fahrzeugunterbodenbaugrupe, die wärmebehandelt sein kann, um eine Ausgestaltungsanforderung betreffs eines geometrischen Übergangs umzusetzen. Die Vorderschiene 170 kann durch das Verfahren 100 zum Bilden von Zonen mit unterschiedlichen Festigkeiten geschaffen werden. Die Vorderschiene 170 kann zum Beispiel eine erste Zone 172, eine zweite Zone 174, eine dritte Zone 176 und eine vierte Zone 178 beinhalten. Die dritte Zone 176 erstreckt sich zwischen der zweiten Zone 174 und der vierten Zone 178. Die dritte Zone 176 kann sich an einem Abschnitt der Vorderschiene 170 befinden, wobei sie eine Biegung an einem Übergang zwischen einem vorderen Abschnitt der Vorderschiene 170 und einem oberen Ende der Sicherungsstruktur 180 beinhaltet.
4 veranschaulicht ein Beispiel für eine Stoßfängerbaugruppe 184 für ein Fahrzeug, die wärmebehandelt sein kann, um eine Ausgestaltungsanforderung betreffs gezielter Verformungsmerkmale umzusetzen. Komponenten der Stoßfängerbaugruppe 184 können durch das Verfahren 100 zum Bilden von Zonen mit unterschiedlichen Festigkeiten geschaffen werden. Die Stoßfängerbaugruppe 184 beinhaltet zum Beispiel einen Stoßfängerträger 186 mit einem ersten Ende 188, einem zweiten Ende 190 und einem Mittelabschnitt 192, der sich zwischen dem ersten Ende 188 und dem zweiten Ende 190 erstreckt. Das erste Ende 188 erstreckt sich innerhalb und außerhalb einer von einem Paar Quetschdosen 196. Das zweite Ende 190 erstreckt sich innerhalb und außerhalb der anderen der Quetschdosen 196.
Beispiele nach dem Stand der Technik für Stoßfängerträger können eine einheitliche martensitische Struktur aufweisen, die eine gewünschte Verformung bei einem Aufprall verhindern kann. Selektiv angeordnete Zonen mit unterschiedlicher Festigkeit entlang des Stoßfängerträgers 186 können das Erreichen der aus einem Aufprall resultierenden gewünschten Verformung unterstützen. Zum Beispiel können das erste Ende 188 und das zweite Ende 190 wärmebehandelt sein, um Zonen mit mittlerer Festigkeit zu definieren, die eine Zugfestigkeit von weniger als 1000 MPa aufweisen. Der Mittelabschnitt 192 kann wärmebehandelt sein, um eine Zone mit harter Festigkeit zu definieren, die eine Zugfestigkeit zwischen 1000 MPa und 1900 MPa aufweist. Die Zonenidentifikatoren können durch eine Mikrostruktur definiert sein, die auf einer Fahrzeugkomponente aufgrund der Wärmebehandlung, wie sie vorstehend beschrieben ist, verfügbar gemacht wird. Das Wärmebehandeln des ersten Endes 188 und des zweiten Endes 190 als Zonen mit mittlerer Festigkeit ermöglicht dem Stoßfängerträger 186, sich selektiv zu verformen, wenn er einem Aufprall ausgesetzt wird, und zusätzlichen Stauchabstand vor der jeweiligen Quetschdose 196 bereitzustellen, um Energie von einem Aufprall zu absorbieren. Wenn der Stoßfängerträger 186 nicht mit Zonen mit unterschiedlicher Festigkeit wärmebehandelt ist, verformt sich der Stoßfängerträger 186 möglicherweise nicht in angemessener Weise, um Energie zu verteilen, wenn er einem Aufprall ausgesetzt wird. In einem Stoßfängerträgerbeispiel ohne Zonen mit unterschiedlicher Festigkeit kann der Stoßfängerträger in die stützenden Quetschdosen eindringen, was zu höheren Kräften und Energie führt, welche die Quetschdosen absorbieren müssen.
5 veranschaulicht ein Beispiel für eine Heckschiene 200 für eine Fahrzeugunterbodenbaugrupe, die wärmebehandelt sein kann, um eine Ausgestaltungsanforderung betreffs eines geometrischen Übergangs umzusetzen. Die Heckschiene 200 kann durch das Verfahren 100 zum Bilden von Zonen mit unterschiedlichen Festigkeiten geschaffen werden. Die Heckschiene 200 beinhaltet einen hinteren Abschnitt 202, einen ersten Mittelabschnitt 204, einen zweiten Mittelabschnitt 206 und einen vorderen Abschnitt 208. Eine Quetschdose 210 erstreckt sich von dem hinteren Abschnitt 202. Der hintere Abschnitt 202 definiert eine erste zentrale Achse 214. Der vordere Abschnitt 208 und ein Teil des zweiten Mittelabschnitts 206 definieren eine zweite zentrale Achse 216. Die erste zentrale Achse 214 kann sich in einer ersten Ebene befinden und die zweite zentrale Achse 216 kann sich in einer zweiten Ebene befinden. Der zweite Mittelabschnitt 206 erstreckt sich an einem Übergangsbereich 220 von der ersten zentralen Achse 214 zu der zweiten zentralen Achse 216. In einem Beispiel kann sich der zweite Mittelabschnitt 206 nach unten und nach außen zu dem vorderen Abschnitt 208 erstrecken.
Der erste Mittelabschnitt 204 kann wärmebehandelt sein, um eine Zone mit mittlerer Festigkeit zu bilden, und der zweite Mittelabschnitt 206 kann wärmebehandelt sein, um eine Zone mit harter Festigkeit zu definieren. Jede der Heckschienen 200 kann derart wärmebehandelt werden, dass der hintere Abschnitt 202 und der vordere Abschnitt 208 keine Wärme oder eine minimale Wärme aufnehmen, um eine Zone mit weicher Festigkeit zu behalten. Die Zone mit mittlerer Festigkeit wird derart gebildet, dass sie eine Mikrostruktur von einem oder mehreren von Ferrit, Perlit, Martensit und Bainit beinhaltet und eine Zugfestigkeit von 600 MPa bis 1000 MPa aufweist. Die Zone mit harter Festigkeit wird derart gebildet, dass sie eine vollständig martensitische Mikrostruktur beinhaltet und eine Zugfestigkeit von 1000 MPa bis 1900 MPa aufweist. Die Zone mit weicher Festigkeit beinhaltet eine Mikrostruktur aus Ferrit und/oder Perlit und weist eine Zugfestigkeit von 400 MPa bis 600 MPa auf. Der erste Mittelabschnitt 204 kann auf eine Temperatur zwischen 700 und 900 Grad Celsius erwärmt werden, um die Zone mit mittlerer Festigkeit zu bilden. Der zweite Mittelabschnitt 206 kann auf eine Temperatur von 900 Grad Celsius oder höher erwärmt werden, um die Zone mit harter Festigkeit zu bilden.
6 veranschaulicht ein Beispiel für eine Schutzbaugruppe für einen Fahrzeugunterboden, bei der Komponenten wärmebehandelt sein können, um eine Ausgestaltungsanforderung betreffs gezielter Verformungsmerkmale umzusetzen. Die Schutzbaugruppe beinhaltet ein erstes Querelement 230, ein zweites Querelement 232, ein erstes Längselement 236, ein zweites Längselement 238 und ein Paar Seitenschienen 242. Jedes des ersten Querelements 230 und des zweiten Querelements 232 erstreckt sich zwischen dem Paar Seitenschienen 242. Jede des Paares Seitenschienen 242 ist an einer eines Paares Wippen 246 angebracht. Jedes des ersten Längselements 236 und des zweiten Längselements 238 erstreckt sich zwischen den Querelementen. Die Schutzbaugruppe stellt eine strukturelle Verstärkung bei Seiten- und Heckaufprallen bereit. Ein Kraftstofftank kann zum Beispiel mit der Schutzbaugruppe angeordnet sein, um einen Kontakt von anderen Fahrzeugkomponenten mit dem Kraftstofftank aufgrund eines Fahrzeugaufpralls zu verhindern oder zu beschränken. Eine gezielte Wärmebehandlung der Komponenten der Schutzbaugruppe unterstützt das Verhindern oder Beschränken des Kontakts.
Zum Beispiel kann das erste Querelement 230 wärmebehandelt sein, um eine Zone mit harter Festigkeit in einem zentralen Bereich 250 und Zonen mit weicher Festigkeit auf beiden Seiten des zentralen Bereichs 250 an einem ersten Ende 252 und einem zweiten Ende 254 zu bilden. Das zweite Querelement 232 kann wärmebehandelt sein, um eine Zone mit harter Festigkeit in einem zentralen Bereich 260 und Zonen mit weicher Festigkeit auf beiden Seiten des zentralen Bereichs 260 an einem ersten Ende 262 und einem zweiten Ende 264 zu bilden.
Durch eine Wärmebehandlung der Enden des ersten Querelements 230 und des zweiten Querelements 232, um Festigkeitszonen zu bilden, die eine geringere Zugfestigkeit aufweisen als die entsprechenden zentralen Regionen, kann ein Materialbereich mit geringerer Festigkeit geschaffen werden, um ein „Biegescharnier“ oder Scharniergelenk zu erschaffen, um Energie zu absorbieren und eine Verformung in einen Bereich des Kraftstofftanks zu minimieren. Die Zonen mit weicher Festigkeit der Enden des ersten Querelements 230 und des zweiten Querelements 232 können einen zusätzlichen Stauchabstand oder Verformungsabstand bereitstellen, um das Eintreten einer von einem Seitenaufprall betroffenen Fahrzeugkomponente in den Bereich des Kraftstofftanks zu minimieren oder zu verhindern. Eine Position von Zonen mit weicher Festigkeit an Quetschkontaktflächen trägt dazu bei, ein abschnittsweises Versagen des ersten Querelements 230 und des zweiten Querelements 232 zu erleichtern, um eine zusätzliche Energieabsorption bereitzustellen, bevor die Aufprallbelastung die Zone mit harter Festigkeit des entsprechenden zentralen Bereichs erreicht.
Wie vorstehend erwähnt, kann das Verfahren 100 mit einem adaptiven System betrieben werden, um Temperaturausgabefehle an einen Ofen zu steuern. 7 ist eine schematische Ansicht eines Beispiels für eine Heißprägestraße, die ein adaptives Steuersystem verwenden kann. Das adaptive Steuersystem kann einen Ofen 201, ein robotergeführtes Überführungssystem 203 und eine Pressform 205 beinhalten. Ein oder mehrere Sensoren kann bzw. können in dem adaptiven System zum Überwachen von verschiedenen Zuständen davon enthalten sein. Zum Beispiel kann ein Sensor 209 derart auf dem Ofen 201 positioniert sein, dass Merkmale und Zustände eines Rohlings 211 vor dem Eintritt in den Ofen identifiziert werden. Der Sensor 209 kann Materialeigenschaften des Rohlings 211 erkennen, und ob eine beliebige Beschichtung vorhanden ist. Optional kann der Ofen 201 einen Ofensensor (nicht gezeigt) zum Überwachen von Wärmezuständen innerhalb des Ofens 201 beinhalten.
Eine Steuerung 215 kann mit dem Ofen 201, dem robotergeführten Überführungssystem 203, der Pressform 205 und dem einen oder den mehreren Sensoren kommunizieren, um den Betrieb davon zu steuern. Die Steuerung 215 kann für verschiedene Vorgänge programmiert sein, wie etwa den hier beschriebenen Wärmebehandlungsprozess. Die Steuerung 215 kann zum Beispiel dazu programmiert sein, den Betrieb des adaptiven Steuersystems basierend auf von dem einen oder den mehreren Sensoren empfangenen Informationen zu steuern. Ein Wärmebehandlungszeitplan und ein Prägezeitplan können nach der Erkennung einer bestimmten Materialart des Rohlings 211 durch den Sensor 209 und einer Fahrzeugkomponenteneingabe initiiert werden. In einem anderen Beispiel kann ein Temperaturbefehl an den Ofen 201 von dem Ofensensor basierend auf gemessenen Wärmezuständen des Ofens 201 gesendet werden, wie vorstehend beschrieben ist.
In einem Betriebsbeispiel kann der Rohling 211 in dem Ofen 201 positioniert und über eine Austenit bildende Phasenübergangstemperatur erwärmt werden. Bei der Phasenübergangstemperatur handelt es sich um die Übergangstemperatur, bei der Ferrit vollständig zu Austenit übergeht. Zum Beispiel kann der Rohling 211 bei 900 bis 950 Grad Celsius für eine vorbestimmte Zeit in dem Ofen 201 erwärmt werden. Die Backzeit und Ofentemperatur können in je nach dem Material des Rohlings 211 und den gewünschten Eigenschaften des fertigen Bauteils variieren. Nach dem Erwärmen kann das robotergeführte Überführungssystem 203 den nun austenitisierten Rohling 211 in die Pressform 205 überführen. Die Pressform 205 prägt den Rohling 211 zu einer gewünschten Form einer Fahrzeugkomponente 221, während der Rohling 211 noch heiß ist.
Die Fahrzeugkomponente 221 kann durch einen einheitlichen oder angepassten Kühlprozess gekühlt werden, wie vorstehend beschrieben ist. Zum Beispiel kann die Fahrzeugkomponente 221 unter Verwendung von Wasser oder einem anderen Kühlmittel gequencht werden, während die Pressform 205 noch geschlossen ist. Das Quenchen kann mit einer Kühlgeschwindigkeit von 30 bis 150 Grad Celsius pro Sekunde für eine vorbestimmte Dauer am Hubwegsende bereitgestellt sein. Nach dem Quenchen wird die Fahrzeugkomponente 221 aus der Pressform 205 entfernt, während die Fahrzeugkomponente 221 noch heiß ist (z. B. etwa 150 Grad Celsius). Die Fahrzeugkomponente 221 kann dann auf Ablagen abgekühlt werden.
Obwohl vorstehend verschiedene Ausführungsformen beschrieben sind, sollen diese Ausführungsformen nicht alle möglichen Formen beschreiben, die von den Patentansprüchen umschlossen werden. Die in der Beschreibung verwendeten Ausdrücke sind vielmehr beschreibende Ausdrücke als einschränkende Ausdrücke, und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Geist und Umfang der Offenbarung abzuweichen. Wenngleich verschiedene Ausführungsformen gegenüber anderen Ausführungsformen oder Umsetzungen nach dem Stand der Technik hinsichtlich einer oder mehrerer gewünschter Eigenschaften als vorteilhaft oder bevorzugt beschrieben sein können, erkennt der Durchschnittsfachmann, dass ein oder mehrere Merkmale oder eine oder mehrere Eigenschaften in Frage gestellt werden können, um die gewünschten Gesamtattribute des Systems zu erzielen, die von der konkreten Anwendung und Umsetzung abhängig sind. Diese Attribute können unter anderem Folgendes umfassen: Kosten, Festigkeit, Lebensdauer, Lebenszykluskosten, Marktfähigkeit, Erscheinungsbild, Verpackung, Größe, Betriebsfähigkeit, Gewicht, Herstellbarkeit, bequeme Montage usw. Daher liegen Ausführungsformen, welche in Bezug auf eine oder mehrere Eigenschaften als weniger wünschenswert als andere Ausführungsformen oder Umsetzungen auf dem Stand der Technik beschrieben werden, nicht außerhalb des Umfangs der Offenbarung und können für bestimmte Anwendungen wünschenswert sein.

Claims

Verfahren zum Bilden von Zonen mit unterschiedlicher Festigkeit bei einer Fahrzeugkomponente, umfassend: Auswählen eines Materials für einen Rohling und das Identifizieren eines Wärmebehandlungszeitplans für mindestens drei Rohlingzonen basierend auf Ausgestaltungsanforderungen, die eine Rohlingposition für eines von einem geometrischen Übergangsbereich, einem vorbestimmten Verformungsbereich und einem Verbindungsbereich spezifizieren; Anordnen des Rohlings innerhalb eines Ofens derart, dass vorbestimmte Wärmezonen mit den Rohlingzonen ausgerichtet sind, um vorbestimmte Mikrostrukturen zu bilden, die auf der ausgewählten Ausgestaltungsanforderung basieren; Ausführen des Wärmebehandlungszeitplans, um die vorbestimmten Mikrostrukturen der Rohlingzonen zu bilden; und Formen des Rohlings zu der Fahrzeugkomponente in einer Pressform.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Auswählen eines Materials für die Rohlingzonen das Auswählen einer durch eine Presse härtbaren Stahlsorte aus einem von 20MNB5, 22MNB5, 8MNCrB3, 27MnCrB5, 37MnB4, Heißumformungssorten von Aperam, Ductibor, HF 340/480, Usibor 1500, HF1050/1500; Usibor 1900, HF 1200/1900 und US Steel 10B20 umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend das Erkennen, ob der Rohling eine Beschichtung beinhaltet, vor der Ausführung des Wärmebehandlungszeitplans, wobei ein erster Wärmebehandlungszeitplan an dem Rohling angewendet wird, wenn eine Beschichtung erkannt wird, und ein zweiter Wärmebehandlungszeitplan an dem Rohling angewendet wird, wenn keine Beschichtung erkannt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei der erste Wärmebehandlungszeitplan ferner als ein Wärmebehandlungszeitplan definiert ist, bei dem die Heizleistung des Ofens auf Materialmerkmalen eines von Zink, Aluminium-Silizium und Zink-Nickel, sowie auf vorbestimmten Temperaturen basiert, die notwendig sind, um eine Rohlingmikrostruktur zu bilden, die eines von Merkmalen einer Zone mit niedriger Festigkeit, Merkmalen einer Zone mit mittlerer Festigkeit und Merkmalen einer Zone mit hoher Festigkeit beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend das derartige Anordnen des Rohlings innerhalb des Ofens, dass sich eine der mindestens drei Rohlingzonen außerhalb des Ofens erstreckt, um eine minimale oder keine Wärme aufzunehmen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei eine Temperatur einer der vorbestimmten Wärmezonen 900 Grad Celsius beträgt oder über einer Ac3-Temperatur des Materials liegt, um eine Zone mit hoher Festigkeit zu bilden.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei eine Temperatur einer der vorbestimmten Wärmezonen zwischen einer Ac1- und einer Ac3-Temperatur des ausgewählten Materials des Rohlings liegt, um eine Zone des Rohlings mit mittlerer Festigkeit zu bilden, die benachbart zu einer Zone des Rohlings mit harter Festigkeit ist, und wobei die Zone mit mittlerer Festigkeit in der ausgewählten Ausgestaltungsanforderung definiert ist, um Festigkeitsniveaus zu erreichen, die zwischen dem Rohling im aufgenommenen Zustand und einem vollständig gehärteten Zustand eines mit einer Presse härtbaren Stahlmaterials liegen.
Verfahren zum Bilden einer Festigkeitszone bei einer Fahrzeugkomponente: Identifizieren eines Zustands eines Rohlings über Sensoren an einem Ofeneinlass; und Ausgeben von Ofenbefehlssignalen durch eine Steuerung basierend auf einem vorbestimmten Wärmebehandlungszeitplan für den identifizierten Zustand des Rohlings zum Erwärmen eines ersten Rohlingabschnitts, um eine vollständige martensitische Mikrostruktur zu bilden, und zum Erwärmen eines zweiten Rohlingabschnitts, um eine Mikrostruktur mit einem oder mehreren von Ferrit, Perlit und Austenit zu bilden.
Verfahren nach Anspruch 8, ferner umfassend das Ausgeben der Ofenbefehlssignale basierend auf Variationen der Ofentemperatur, die durch Ofensensoren erkannt werden, die mit der Steuerung kommunizieren.
Verfahren nach Anspruch 8, ferner umfassend das Ausgeben der Ofenbefehlssignale basierend auf einem oder mehreren von einer erkannten chemischen Zusammensetzung des Rohlings, einer erkannten Art der Rohlingbeschichtung, einer erkannten Rohlingdicke und einer erkannten Materialart des Rohlings.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Ofenbefehlssignale darauf basieren, dass erkannt wird, dass der Rohling eines von Heißumformungssorten von Aperam, Ductibor, HF 340/480, Usibor 1500, HF1050/1500, Usibor 1900, HF 1200/1900 und US Steel 10B20 ist.
Verfahren nach Anspruch 8, ferner umfassend das Erkennen, ob der Rohling eine Beschichtung beinhaltet, vor der Ausführung des Wärmebehandlungszeitplans, wobei ein erster Wärmebehandlungszeitplan an dem Rohling angewendet wird, wenn eine Beschichtung erkannt wird, und ein zweiter Wärmebehandlungszeitplan an dem Rohling angewendet wird, wenn keine Beschichtung erkannt wird.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei der erste Wärmebehandlungszeitplan ferner als ein Wärmebehandlungszeitplan definiert ist, bei dem die Heizleistung des Ofens auf Materialmerkmalen eines von Zink, Aluminium-Silizium und Zink-Nickel, sowie auf vorbestimmten Temperaturen basiert, die notwendig sind, um eine Rohlingmikrostruktur zu bilden, die eines von Merkmalen einer Zone mit niedriger Festigkeit, Merkmalen einer Zone mit mittlerer Festigkeit und Merkmalen einer Zone mit hoher Festigkeit beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 8, ferner umfassend das Auswählen einer Position für den ersten Rohlingabschnitt an einer Fahrzeugkomponente basierend auf einer vorbestimmten Ausgestaltungsanforderung, die einen von einem geometrischen Übergangsbereich, einem vorbestimmten Verformungsbereich und einem Verbindungsbereich aufweist.
Verfahren zum Bilden von Zonen mit unterschiedlicher Festigkeit bei einer Fahrzeugkomponente, umfassend: Auswählen einer Materialart für einen Rohling, um diesen zu einer Fahrzeugkomponente basierend auf einer vorbestimmten Festigkeitsanforderung und einer Korrosionsschutzanforderung für die Fahrzeugkomponente zu formen; Auswählen eines Wärmebehandlungszeitplans basierend auf der Materialart; Ausführen des Wärmebehandlungszeitplans zum Behandeln des Rohlings innerhalb des Ofens, um entlang der Fahrzeugkomponente Zonen mit unterschiedlicher Festigkeit zu bilden; und Ausführen eines angepassten Kühlprozesses für separate Abschnitte des Rohlings, um mindestens zwei Zonenmikrostrukturen mit unterschiedlicher Festigkeit zu bilden, die benachbart zueinander an einem von einem geometrischen Übergangsbereich, einem vorbestimmten Verformungsbereich und einem Verbindungsbereich sind.