DE102019121701A1

DE102019121701A1 - Verfahren zum Herstellen eines partiell gehärteten Blechbauteils

Info

Publication number: DE102019121701A1
Application number: DE102019121701.6A
Authority: DE
Inventors: Andreas Sommer; Karl Radlmayr
Original assignee: Voestalpine Metal Forming GmbH
Current assignee: Voestalpine Metal Forming GmbH
Priority date: 2019-08-12
Filing date: 2019-08-12
Publication date: 2021-02-18

Abstract

Verfahren zum Herstellen eines gehärteten Stahlbauteils wobei ein mit Zink oder einer Zinklegierung als Korrosionsschutz beschichtetes Stahlblech aus einem Stahlblechband ausgeschnitten wird und anschließend das ausgeschnittene Stahlblech zur Erzielung eines gehärteten Stahlblechbauteils mit Bauteilbereichen unterschiedlicher Härte in den Bereichen (12), in denen eine Härtung erwünscht ist, auf eine Temperatur oberhalb 850°C bis 940°C jedoch mindestens Ac3aufgeheizt wird und in diesen Bereichen auf der Temperatur gehalten wird bis der Bereich (12) vorzugsweise vollständig austenitisch ist, während die Bereiche die weich verbleiben sollen nicht mehr als auf 700°C erwärmt werden und das in dieser Weise mit Bereichen unterschiedlicher Gefüge ausgebildete Stahlblech in eine Vorkühlstation überführt wird, wobei das Stahlblech so vorgekühlt wird, dass das Stahlblech nach dem Einlegen in einer Umformstation und zum Umformstart (25) in den zu härtenden Bereichen (12) eine Temperatur von mehr als 525°C und in den nicht zu härtenden Bereichen (11) eine Temperatur von unter 500°C aufweist, sodass nach dem Umformen und damit dem vollständigen Anliegen des Stahlblechs am Umformwerkzeug in den zu härtenden Bereichen (12) des umgeformten Blechs noch eine Temperatur von mehr als 390°C vorhanden ist, sodass eine anschließende Härtung durch Wärmeentzug insbesondere mit einer Abkühlrate welche größer ist als die kritische Abkühlrate durch das Umformwerkzeug stattfinden kann.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung partiell gehärteter Blechbauteile und ein Blechbauteil welches nach dem Verfahren hergestellt ist.
Es ist seit langem bekannt zur Erhöhung der Festigkeit und insbesondere der Zugfestigkeit von Stahlblechbauteilen Stahlblechbauteile aus abschreckhärtbaren Stahllegierungen zum Beispiel 22MnB5 herzustellen, wobei derartige Bleche auf eine Temperatur aufgeheizt werden in der sich das Stahlmaterial welches das Blech ausbildet im Zustand des Austenits, also des γ-Eisens befindet. Diese Hochtemperaturform des Eisens beziehungsweise des Stahles entsteht oberhalb der sogenannten Ac₃ Temperatur. Die Ac₃ Temperatur hängt von der jeweiligen Stahllegierung ab und liegt bei etwa 820°C.
Ein solches austenitisiertes Stahlmaterial kann durch Abschrecken mit einer Geschwindigkeit von mehr als 23 K/s in ein sogenanntes martensitisches Gefüge umgewandelt werden. Da die Löslichkeit des Austenits höher für Kohlenstoff ist als die des Martensit kommt es bei der Martensitbildung zu Ausscheidungen von Kohlenstoff, die zu einer Verzerrung des Gitters führen. Diese Gitterverzerrungen führen zu einer Härtung. Mit diesem Härteverfahren sind Härten von 1500 MPa und darüber möglich.
Dieser Effekt wird eingesetzt, um das sogenannte Presshärten durchzuführen, bei dem ein austenitisiertes Stahlblech in ein Formwerkzeug eingelegt wird und dann mit einem oder mehreren Pressenhüben umgeformt wird. Durch das Anliegen des Stahlmaterials am Formwerkzeug beim, beziehungsweise unmittelbar nach dem Umformen wird dem Stahlblech so viel Wärme entzogen, dass eine Temperaturabnahme mit einer Geschwindigkeit oberhalb 23 K/s erfolgt, sodass die zuvor beschriebene Härtung stattfindet. Dieses sogenannte Presshärteverfahren wurde Mitte der 70er Jahre entwickelt und zur Jahrtausendwende auch bei beschichteten Stahlblechen, insbesondere mit Zink oder Zinklegierungen beschichteten Stahlblechen und mit Aluminium oder Aluminiumlegierungen beschichteten Stahlblechen durchgeführt.
Diese Presshärteverfahren wurden im Laufe der Zeit weiterentwickelt, so ist es mittlerweile üblich Bleche umzuformen und zu härten, die aus unterschiedlichen Stahlblechqualitäten zusammengesetzt und insbesondere zusammengeschweißt sind. Hierdurch kann zum Beispiel erreicht werden, dass ein härtbares und ein nicht oder weniger härtbares Blech miteinander kombiniert werden, sodass am Ende ein Stahlblechbauteil erzeugt wird, welches unterschiedliche Festigkeitsbereiche aufweist. Derartige Teile werden auch als tailor-welded parts bezeichnet.
Darüber hinaus ist es üblich Blechbauteile mit unterschiedlichen Festigkeitseigenschaften (im nachfolgenden und voran genannten bezieht sich der Begriff „Festigkeit“ üblicherweise auf die Zugfestigkeit R_m) herzustellen, wobei hierbei bestimmte Teile des Stahlblechs entweder erst gar nicht aufgeheizt werden und somit nicht austenitisiert werden und somit auch beim nachfolgenden Pressen und Abkühlen nicht gehärtet werden können, oder eine Platine uniform aufgeheizt wird und anschließend, jedoch nur in den Bereichen die gehärtet werden sollen, schnell abgekühlt wird während in den anderen Bereichen eine langsame Abkühlung durchgeführt wird, die eine Härtung nicht erlaubt sondern die Umwandlung des austenitischen Gefüges in ein ferritisches oder ferritisch-/perlitisches Gefüge zur Folge hat.
Mittlerweile gibt es hier auch Zwischenformen die zu unterschiedlichsten Ergebnissen führen können.
Es ist darüber hinaus bekannt, dass Zinkbeschichtungen auf derartigen, zu härtenden Stahlblechen zu Problemen führen können. Es wurde herausgefunden, dass die bislang nicht vollständig aufgeklärte Reaktion zwischen flüssigem Zink oder flüssigen Zinkphasen einerseits und vorhandenem Austenit zu tiefen Rissen nicht nur in der Beschichtung, sondern auch im Grundmaterial, also dem Stahl führen kann. Da dies auf die Anwesenheit von flüssigem Beschichtungsmetall zurückgeführt wird (aber durchaus noch nicht feststeht dass dieses dafür verantwortlich ist) spricht man vom sogenannten liquid metal embrittlement (LME).
Diesem sogenannten liquid metal embrittlement versucht man dadurch zu begegnen, dass man umwandlungsverzögerte, härtbare Stahlsorten verwendet, bei denen noch unterhalb der Temperatur in der das Zink flüssig wäre, also im Zustand des festen Zinks noch Austenit vorhanden ist, der dann durch das Presshärten in ein martensitisches Gefüge übergeführt werden kann.
Aus der DE 11 2010 000 702 B4 ist es zur Vermeidung des liquid metal embrittlements bei einem Verfahren zum Herstellen eines Bauteils mit mehreren unterschiedlichen Festigkeitsbereichen bekannt, einen hochfesten abgeschreckten Bereich mit einer Zugfestigkeit von mindestens 1000 MPa nach dem Abschrecken und Formen und einen weniger festen Bereich mit einer Zugfestigkeit von höchstens 800 MPa nach dem Formen auszubilden. Bei diesem Verfahren soll zunächst ein Stahlblech mit Zink mit einer Zinkschicht ausgebildet werden, die mindestens 0.15 m% aber weniger als 2 m% Aluminium und/oder Silizium besitzt. Ein Bereich des mit Zink überzogenen Stahlblechs soll auf eine Temperatur erwärmt werden, die bei oder über dem Ac₃ Punkt aber höchstens bei 950°C liegt und ein Bereich auf eine Temperatur, die bei mindestens 500°C aber unter dem Ac₃ Punkt liegt aufgewärmt werden. Das derart erzeugte Stahlblech soll dann abgekühlt werden und zwar auf eine Temperatur zwischen 730°C und mindestens 500°C innerhalb von 60 Sekunden und anschließend soll das Stahlblech dann gepresst und endgültig abgekühlt werden.
Auf diese Weise soll ein Stahlblech erzeugt werden, welches unterschiedliche Festigkeitsbereiche aufweist, jedoch keine Risse durch liquid metal embrittlement.
Bei einem solchen Verfahren wurde als negativ festgestellt, dass bei den nicht austenitisierten Platinenbereichen die Zinkschicht nicht vollständig durchreagiert ist. Hierzu ist anzumerken, dass durch die Temperaturbehandlung die Zinkschicht mit der darunterliegenden Stahl(Eisen-)schicht eine durch Diffusion gesteuerte Legierung erzeugt, die aus Zink und Eisen besteht und zum einen eine höhere Temperaturbeständigkeit aufweist als eine reine Zinkschicht und zudem auch härter ist als eine reine Zinkschicht.
Die nach der DE 11 210 000 702 B4 erzeugte Beschichtung entsprechend der aufgeheizten und weniger aufgeheizten Bereiche des Stahlblechs ist jedoch, wie bereits ausgeführt, im weniger aufgeheizten Bereich nicht durchreagiert, sodass bei den üblichen Umformstarttemperaturen zwischen 730°C und 500°C das relativ weiche Zink Zinkanhaftungen im Werkzeug verursacht, was unerwünscht ist, da es zu erhöhten Reinigungsaufwänden beziehungsweise Stillstandszeiten führt.
Es konnte ferner sehr überraschend festgestellt werden, dass die Umformbarkeit der nicht austenitisierten Blech- beziehungsweise Platinenbereiche bei den üblichen Umformstarttemperaturen zwischen 730°C und 500°C schlechter ausfällt als die der austenitisierten Bereiche, was sehr überraschend ist. Hierdurch konnten im Bereich der weniger aufgeheizten Platinenbereiche unerwünschte Einschnürungen und Risse festgestellt werden.
Aufgabe der Erfindung ist es Zinkanhaftungen im Werkzeug im nicht austenitisierten Bereich des selektiv gehärteten Blechs (tailored heated blank = THB) zu vermeiden.
Eine weitere Aufgabe ist es die Umformbarkeit im nicht austenitisierten THB Weichbereich zu verbessern.
Die Aufgaben werden mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruch 1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Unteransprüchen gekennzeichnet.
Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung beispielhaft erläutert. Es zeigen dabei:

1: den erfindungsgemäßen Temperatur-Zeit-Verlauf bei einer ersten Ausführungsform des Verfahrens mit einer entsprechenden Platine mit einem Weich- und einem Hartbereich bzw. ein grob schematisches Anlagenschema;
2: den erfindungsgemäßen Temperatur-Zeit-Verlauf bei einer zweiten Ausführungsform des Verfahrens mit einer stärkeren Vorkühlung des Weichbereichs bzw. ein grob schematisches Anlagenschema.

In 1 ist der Temperatur-Zeit-Verlauf nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung gezeigt
Der Temperaturverlauf für den TPP-Weichbereich, also jene Bereiche der Platine bzw. Bauteil welche weich verbleiben sollen, wird mit (11) bezeichnet, jener für den TPP-Hartbereich, also jene Bereiche der Platine bzw. Bauteil welche gehärtet werden sollen mit (12).
Wobei hier die jeweiligen Zeiten folgendermaßen bezeichnet sind:

• t_1 Zeit Transfer Ofen zur Vorkühlung (VK) (22)
• t_VK Zeit Vorkühlung (23)
• t_2 Zeit Vorkühlung zu Umformstart (24)
• t_HZ Zeit Presse geschlossen (Presshaltezeit) (27)

Gleiches gilt bezüglich der oben genannten Bezeichnungen auch für die zweite Ausführungsform in 2.
Die Transferzeit t_1 vom Ofen zur Vorkühlung sollte relativ kurz sein, da hierbei die Taktzeit beeinflusst wird, allerdings kann durch die baulichen Gegebenheiten eine gewisse Mindestzeit erforderlich sein, so dass die Zeit für die Überführung aus dem Ofen (1.2) in die Vorkühlstation (1.3) zwischen 1 und 10 Sekunden bevorzugt 3 bis 7 Sekunden beträgt. Diese Zeit wird vom Verlassen des Ofens (21) gemessen.
Die Dauer der Vorkühlung t_VK kann sowohl stark von der jeweils gewählten Vorkühlmethode als auch von der gewünschten Zieltemperatur und Blechdicke abhängen. Hierbei sind sehr kurze Zeitspannen von 0,1 bis 2 Sekunden bei beispielsweise einer Kontaktkühlung mit starker Kühlwirkung möglich als auch längere Zeitspannen von 2 bis 15 Sekunden bei einer konvektiven Kühlung (z.B. Luft oder Wasser).
Die Überführung zwischen der Vorkühlstation (1.3) und der Umformstation bzw. Presse (1.4) t_2 kann zwischen 1 und 14 Sekunden bevorzugt zwischen 3 und 10 Sekunden betragen. Vorteilhafterweise kann die Zeit eher kurz gehalten werden um die Taktzeit nicht negativ zu beeinflussen.
Die Umformung des Bleches selbst wird nach der Überführung gestartet und kann vom Umformstart (25) bis zum Umformende (26) zwischen 0,5 und 3 Sekunden bevorzugt 0,7 bis 1,5 Sekunden dauern. Dies ist wiederum abhängig sowohl von der Komplexität der Geometrie als auch von der Blechdicke.
Die Haltezeit nach dem Umformende (26) bis zum Härteende (28) t_HZ kann 1 bis 15 Sekunden bevorzugt 2 bis 8 Sekunden betragen. Diese Zeit kann entsprechend der Blechdicke und des gewählten Werkstoffes gewählt werden und kann die ausreichende Härtung der Bauteile mit einer Abkühlung über der kritischen Abkühlrate sicherstellen.
Im unteren Bereich der 1 kann man in (1) das grobe Anlagenschema bzw. die Draufsicht der Platine erkennen. 1.2 bezeichnet hier den Härteofen mittels des ersten Transfers (7) wird die Platine mit dem weich zu verbleibenden Bereich (1.6) und zu härtenden Bereich (1.5) der Vorkühlung (1.3) zugeführt, wobei diese Vorkühlung in diesem Fall gleichmäßig auf die gesamte Platine angewandt wird. Abschließend erfolgt der zweite Transfer (8) zur Presse (1.4).
Bei beiden Ausführungsformen der 1 als auch 2 wurde ein Stahlblech mit 1,5 mm Dicke der Güte 20MnB8 verwendet.

Als Stahlzusammensetzung kann dabei grundsätzlich ein Werkstoff mit folgender Analyse verwendet werden (alle Angaben in Masse-%):

Kohlenstoff (C)	0,08-0,6
Mangan (Mn)	0,8-3,0
Aluminium (Al)	0,01-0,07
Silizium (Si)	0,01-0,7
Chrom (Cr)	0,02-0,6
Titan (Ti)	0,01-0,08
Stickstoff (N)	< 0,02
Bor (B)	0,002-0,02
Phosphor (P)	< 0,01
Schwefel (S)	< 0,01
Molybdän (Mo)	< 1
Rest Eisen und erschmelzungsbedingte Verunreinigungen

Grundsätzlich geeignet sind alle jene Stahlbleche welche unter die oben genannte Legierungszusammensetzung fallen, wobei insbesondere die Güten 22MnB5, 20MnB8 sich besonders auszeichnen können.
Bei Verwendung eines 22MnB5 kann eine Kontaktvorkühlung zu einem robusteren Prozessablauf führen.
Man erkennt, dass ein Stahlblech zunächst uniform auf eine Temperatur unter 700°C aufgeheizt wird und anschließend der Bereich, der gehärtet werden soll, selektiv auf einen Temperaturbereich von oberhalb 850°C aufgeheizt wird. Der Weichbereich verbleibt bei 700°C oder darunter.
Beim Verlassen des Ofens sind somit zwei Blechbereiche vorhanden. Einer, der einen Temperaturbereich von etwa 860°C besitzt und somit austenitisiert ist, und einen Bereich, der eine Temperatur von etwa 700°C besitzt und somit nicht austenitisiert ist.
Nach dem Verlassen des Ofens wird dieses Blech in an sich bekannter Weise in eine Vorkühlstation überführt.
Durch freie Abkühlung während dieser Manipulation verliert der geplante Hartbereich nahezu 100°C an Temperatur, während der geplante Weichbereich aufgrund der geringeren Ausgangstemperatur einen geringeren Temperaturabfall aufweist und auf etwa 650°C abkühlt.
In der Vorkühlstation erfolgt dann eine erzwungene Abkühlung (in diesem Fall eine konvektive Vorkühlung), die den weicheren Bereich auf 540°C abkühlt und den härteren Bereich auf 600°C. Das Blech wird nach der Vorkühlung weiter zur eigentlichen Umformstation bewegt, wobei eine weitere freie Abkühlung stattfindet, die insbesondere im geplanten Weichbereich zu einer Umformstarttemperatur von 490°C führt, während der geplante härtere Bereich eine Umformstarttemperatur von über 500°C aufweist.
Durch das Umformen wird die Temperatur erneut abgesenkt, wobei nach dem das Werkzeug vollständig geschlossen ist die eigentliche Härtezeit beginnt, in die der härtere Bereich mit größer 390°C gelangt.
Die jeweiligen Zeiten für Aufheizung, Umformung und Abkühlung können von der jeweils verwendeten Blechdicke abhängig sein und daher variieren. Wie erwähnt sind die Werte in den 1 und 2 für ein Blech von 1,5 mm Dicke angeführt. Die Blechdicke kann jedoch beliebig zwischen 1 mm und 3 mm gewählt werden.
Es ist auf jeden Fall darauf zu achten, dass diese Temperatur auf keinen Fall unterschritten wird, da die Martensit-Start-Temperatur vor Umformende nicht unterschritten werden darf. Die Temperatur des weicheren Bereichs ist hierbei weniger wichtig, da im weichen Bereich eine Martensitbildung nicht stattfindet. Durch das Anlegen der Werkzeugelemente im geschlossenen Zustand und einer entsprechenden Haltezeit, wird dann das Bauteil auf eine Endtemperatur herabgekühlt, die deutlich unter den Temperaturen liegt, bei denen Umwandlungen stattfinden. Bei dieser ersten Ausführungsform der Erfindung wird ein Blech somit in die Umformstation eingelegt, deren harter Bereich oder zu härtender Bereich auf einer Temperatur oberhalb von 525°C liegt und dessen weicherer Bereich auf einer Temperatur deutlich unter 500°C liegt.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung (2) wird ebenfalls ein Stahlblech aufgeheizt, wobei der weiche Bereich unter oder bei 700°C gehalten wird, während der harte Bereich oder der zu härtende Bereich einer gesonderten Aufheizung bis über 850°C unterzogen wird. Durch das Handling zwischen dem Verlassen des Ofens und der Vorkühlstation wiederum kühlt der weiche Bereich um 50°C auf etwa 650°C ab, während der zu härtende Bereich etwa um 100°C abkühlt. Somit treten der weichere Bereich mit 650°C und der härtere Bereich mit 760°C in die Vorkühlstation ein.
In der Vorkühlstation wird im Gegensatz zur ersten Verfahrensvariante jedoch eine nochmals stärkere aktive Abkühlung des weicheren Bereichs vorgenommenso dass beide Bereiche mit einer Temperaturdifferenz von 100°C in die freie Abkühlungsphase zwischen der Vorkühlstation und der Umformstation während des Handlings zwischen beiden Stationen gelangen. Dies kann man auch gut in 2 im unteren Bereich nachvollziehen, hier wird in (2) das grobe Anlagenschema bzw. die Draufsicht der Platine dargestellt. 2.2 bezeichnet hier den Härteofen mittels des ersten Transfers (7) wird die Platine mit dem weich zu verbleibenden Bereich (2.6) und zu härtenden Bereich (2.5) wieder der Vorkühlung (2.3) zugeführt, wobei diese Vorkühlung in diesem Fall nicht gleichmäßig auf die gesamte Platine angewandt wird, sondern der schraffierte untere weichere Bereich (also im Wesentlichen der Bereich (2.6) stärker aktiv gekühlt wird. Abschließend erfolgt der zweite Transfer (8) zur Presse (2.4).
Der zu härtende Bereich tritt in die Umformstation beim Umformstart mit oberhalb 500°C ein, wobei diese Temperatur so gewählt wird, dass bei Umformende zumindest noch eine Temperatur von größer 390°C herrscht. Der kühlere Bereich kann mit 450°C oder darunter eingelegt werden, da für ihn die Martensit-Starttemperatur nicht entscheidend ist und mit abgesenkter Temperatur die Neigung zum Schmieren der Zinkschicht bzw. Anhaften von Zinkschichtbestandteilen im Formwerkzeug verringert und die Umformbarkeit verbessert wird.
Die stärkere Kühlung des Bereichs, der weicher verbleiben soll, kann dabei bei einer konvektiven Vorkühlung durch sogenannte Blendenbleche und/oder angepasste Düsendurchmesser und/oder -längen erfolgen. Zudem kann eine stärkere Abkühlung auch durch stärkeres Besprühen mit Luft oder dergleichen erfolgen, gegebenenfalls auch mit bzw. durch Einmischen von Flüssigkeiten.
Darüber hinaus können die weicheren Bereiche während des Handlings oder während der freien Abkühlung zwischen der Vorkühlstation und dem Umformstart auf Trägern bewegt werden oder in anderer Weise mit Wärmeabsorptionsmassen in Kontakt gebracht werden. Alle diese Maßnahmen können auch während der Transporte durchgeführt werden. Grundlegendes Ziel ist, die weicher verbleibenden Bereiche mit einer möglichst geringen Temperatur umzuformen. Somit können hierzu geeignete Maßnahmen, während des Handlings und des Vorkühlens kombiniert oder einzeln ausgeführt werden.
Die Anpassung der Vorkühlung hinsichtlich einer stärkeren Kühlung im Weichbereich des Blechs kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass die Vorkühlung in diesen Bereichen besonders stark durchgeführt wird, z. B. durch stärkeres Ausströmen mit Kühlfeldern, stärker gekühlte Kühlplatten etc.
Da im weicheren Bereich aufgrund der unterdrückten Austenitisierung sowieso keine Härtung stattfinden darf (im Gegensatz zu dem Bereich, der gehärtet werden soll), kann der Martensit-Startpunkt, der etwa bei 390°C liegt, gefahrlos unterschritten werden.
Überraschenderweise konnte festgestellt werden, dass bei diesen, deutlich niedrigeren Temperaturen als im Stand der Technik angegeben, nicht nur die Verschmutzung des Formwerkzeuges sind, sondern auch, das Umformverhalten sich verbessert und insbesondere sehr gut vorhersehbar ist.
Bei der Erfindung ist von Vorteil, dass durch die stärkere Abkühlung des weichzubleibenden Bereichs das Ablagern von Zinkbeschichtungen im Formwerkzeug verringert wird.
Wird der weiche Bereich noch stärker vorgekühlt als der heiße Bereich, können auch Einlegetemperaturen unter 450°C erzielt werden, was sich erfindungsgemäß vorteilhaft auch auf die Umformbarkeit auswirkt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 112010000702 B4 [0010]
DE 11210000702 B4 [0013]

Claims

Verfahren zum Herstellen eines gehärteten Stahlbauteils wobei ein mit Zink oder einer Zinklegierung als Korrosionsschutz beschichtetes Stahlblech aus einem Stahlblechband ausgeschnitten wird und a) anschließend das ausgeschnittene Stahlblech zur Erzielung eines gehärteten Stahlblechbauteils mit Bauteilbereichen unterschiedlicher Härte b) in den Bereichen (12), in denen eine Härtung erwünscht ist, auf eine Temperatur oberhalb 850°C bis 940°C jedoch mindestens Ac₃ aufgeheizt wird und c) in diesen Bereichen auf der Temperatur gehalten wird bis der Bereich (12) vorzugsweise vollständig austenitisch ist, während die Bereiche die weich verbleiben sollen nicht mehr als auf 700°C erwärmt werden und d) das in dieser Weise mit Bereichen unterschiedlicher Gefüge ausgebildete Stahlblech in eine Vorkühlstation überführt wird, wobei das Stahlblech so vorgekühlt wird, dass das Stahlblech nach dem Einlegen in einer Umformstation und zum Umformstart (25) in den zu härtenden Bereichen (12) eine Temperatur von mehr als 525°C und in den nicht zu härtenden Bereichen (11) eine Temperatur von unter 500°C aufweist, sodass e) nach dem Umformen und damit dem vollständigen Anliegen des Stahlblechs am Umformwerkzeug in den zu härtenden Bereichen (12) des umgeformten Blechs noch eine Temperatur von mehr als 390°C vorhanden ist, sodass eine anschließende Härtung durch Wärmeentzug insbesondere mit einer Abkühlrate welche größer ist als die kritische Abkühlrate durch das Umformwerkzeug stattfinden kann.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorkühlung so durchgeführt wird, dass die Bereiche die weich verbleiben sollen aktiv stärker abgekühlt werden als die Bereiche die hart verbleiben sollen, sodass nach dem Einlegen in das Formwerkzeug zum Umformstart die Bereiche die weich verbleiben sollen eine Temperatur von 450°C oder darunter besitzen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Blechbauteil nach Verlassen des Ofens (21) in die Vorkühlstation (1.3) geführt wird, wobei das Stahlblech während des Überführens in die Vorkühlstation (1.3) einer freien Abkühlung unterliegt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Blechbauteil nach Verlassen des Ofens (21) in die Vorkühlstation (1.3) geführt wird, wobei das Stahlblech während des Überführens in die Vorkühlstation (1.3) zumindest in den Bereichen (11) die weich verbleiben sollen einer aktiven Abkühlung mit einer Kühlrate von mehr als 10 K/sek unterliegt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stahlblech nach dem Verlassen der Vorkühlstation (1.3) in die Umformstation (1.4) überführt wird, wobei das Stahlblech während des Überführens in die Umformstation (1.4) einer freien Abkühlung unterliegt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeit für die Überführung aus dem Ofen (21) in die Vorkühlstation (1.3) zwischen 3 und 10 Sekunden beträgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen 0,1 und 15 Sekunden bevorzugt 1 bis 10 Sekunden vorgekühlt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Überführung zwischen der Vorkühlstation (1.3) und der Umformstation (1.4) zwischen 3 und 14 Sekunden beträgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeit vom Umformstart (25) bis zum Umformende (26) zwischen 0,5 und 3 Sekunden bevorzugt 0,7 bis 1,5 Sekunden beträgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltezeit nach dem Umformende (26) bis zum Härtende 1 bis 15 Sekunden bevorzugt 2 bis 8 Sekunden beträgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die weicheren Bereiche (11) beim Verlassen des Ofens (21) eine Temperatur von 700°C oder darunter besitzen und beim Einlegen in die Vorkühlstation (1.3) eine Temperatur von 650°C oder darunter besitzen und nach dem Vorkühlen eine Temperatur von 500°C oder darunter besitzen und beim Einlegen in die Umformstation (1.4) beziehungsweise beim Umformstart (25) eine Temperatur von unter 500°C, vorzugsweise 490°C, weiter bevorzugt unter 450°C besitzen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorkühlung durch das Anlegen einer Kühlmasse oder Besprühen mit Liquiden oder Luftabkühlung oder das Anlegen von Blechen erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die stärkere Vorkühlung der weicher bleibenden Bereiche (11) durch das Anlegen von Kühlmasse oder Besprühen mit Liquiden oder Luftabkühlung oder das Anlegen von Blechen erfolgt.