DE102019214133A1 - Stahlblech mit einer deterministischen Oberflächenstruktur - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein insbesondere beschichtetes, mit einer deterministischen Oberflächenstruktur (2) dressiertes Stahlblech (1) sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein insbesondere beschichtetes, mit einer deterministischen Oberflächenstruktur dressiertes Stahlblech. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines insbesondere beschichteten, mit einer deterministischen Oberflächenstruktur dressierten Stahlblechs.
  • Aus dem Stand der Technik sind gattungsgemäße insbesondere beschichtete, mit einer deterministischen Oberflächenstruktur dressierte Stahlbleche bekannt, s. zum Beispiel Patentschrift EP 2 892 663 B1 . Des Weiteren ist auch bekannt, insbesondere beschichtete Stahlbleche zu dressieren, wobei an der Oberfläche der dressierten Stahlbleche eine negative Schiefe Rsk eingestellt wird, um den Reibungskoeffizient für Umformprozesse niedrig und damit die Formgebung derartig strukturierter, beschichteter Stahlbleche positiv zu gestalten, s. Offenlegungsschrift EP 3 354 360 A1 .
  • Hinsichtlich des bekannten Standes der Technik besteht Optimierungsbedarf, insbesondere mit Blick auf eine Reduzierung der Ölauflage.
  • Die Aufgabe ist daher, ein mit einer deterministischen Oberflächenstruktur dressiertes Stahlblech zur Verfügung zu stellen, welches im Vergleich zum Stand der Technik gleichwertige bzw. bessere Eigenschaften mit gleichzeitig reduziertem Öleinsatz bereitstellt.
  • Die Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
  • Die Erfinder haben festgestellt, dass bei einem insbesondere beschichteten, mit einer deterministischen Oberflächenstruktur dressierten Stahlblech im Vergleich zum Stand der Technik gleichwertige bzw. bessere Eigenschaften insbesondere mit gleichzeitig reduziertem Öleinsatz bereitgestellt werden können, wenn die Oberflächenstruktur ausgehend von einer Oberfläche des insbesondere beschichteten Stahlblechs bis zu einer Texturtiefe von maximal 2 µm in das insbesondere beschichtete Stahlblech eingeprägt ist, wobei die Texturtiefe dem Abstand zwischen der höchsten Spitze und dem tiefsten Tal des Oberflächenstrukturprofils entspricht. Die Texturtiefe der Oberflächenstruktur beträgt insbesondere bis zu maximal 1,8 µm, vorzugsweise bis zu maximal 1,6 µm, bevorzugt bis zu maximal 1,4 µm, besonders bevorzugt bis zu maximal 1,2 µm, um den Ölbedarf zu minimieren. Die Texturtiefe beträgt mindestens 0,3 µm, insbesondere mindestens 0,5 µm um sicherzustellen, dass eine entsprechende Ausprägung einer deterministischen Oberflächenstruktur mit den entsprechenden Vorteilen auf einem insbesondere beschichteten Stahlblech überhaupt erst bereitgestellt werden kann. Insbesondere entspricht die Texturtiefe dem Wert Rt nach DIN EN ISO 4287, wobei Rt der maximale Abstand zwischen der höchsten Spitze und des tiefsten Tals der Oberflächenstruktur entlang einer definierten Messstrecke ist, vgl. DIN EN ISO 4287.
  • Unter deterministischer Oberflächenstruktur sind wiederkehrende Oberflächenstrukturen zu verstehen, welche eine definierte Form und/oder Ausgestaltung aufweisen, vgl. EP 2 892 663 B1 . Insbesondere gehören hierzu zudem Oberflächen mit einer (quasi-)stochastischen Anmutung, die jedoch mittels eines deterministischen Texturierungsverfahrens aufgebracht werden und sich somit aus deterministischen Formelementen zusammensetzen.
  • Unter Oberflächenstrukturprofil ist ein Verlauf respektive ein Profil der Oberflächenstruktur im Schnitt entlang einer definierten Messstrecke zu verstehen.
  • Unter Stahlblech ist allgemein ein Stahlflachprodukt zu verstehen, welches in Blechform bzw. in Platinenform oder in Bandform bereitgestellt werden kann.
  • Das erfindungsgemäß ausgebildete Stahlblech kann unbeschichtet oder vorzugsweise beschichtet sein. Ist das Stahlblech beschichtet, so umfasst die Beschichtung des beschichteten Stahlblechs einen metallischen Überzug.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen gehen aus der nachfolgenden Beschreibung hervor. Ein oder mehrere Merkmale aus den Ansprüchen, der Beschreibung wie auch der Zeichnung können mit einem oder mehreren anderen Merkmalen daraus zu weiteren Ausgestaltungen der Erfindung verknüpft werden. Es können auch ein oder mehrere Merkmale aus den unabhängigen Ansprüchen durch ein oder mehrere andere Merkmale verknüpft werden.
  • Gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Stahlblechs weist die Oberflächenstruktur einen Flankenbereich auf, welcher ausgehend von der Oberfläche des insbesondere beschichteten Stahlblechs bis zu einem Talbereich verläuft und zur Senkrechten des insbesondere beschichteten Stahlblechs mit einem Winkel zwischen 1° und 89° ausgebildet ist. Der Winkel kann insbesondere zwischen 50° und 87°, vorzugsweise zwischen 60° und 85°, besonders bevorzugt zwischen 65° und 82° ausgebildet sein. Der Tal- und Flankenbereich (negative Form) der Oberflächenstruktur entspricht im Wesentlichen der Oberfläche (positive Form) an einer Dressierwalze, welche durch entsprechende Einwirkung auf das insbesondere beschichtete Stahlblech die Oberflächenstruktur ausbildet, respektive einprägt. Der die Oberflächenstruktur umlaufende und ausbildende Flankenbereich definiert zusammen mit dem einstückig an den Flankenbereich angeschlossenen Talbereich ein geschlossenes Volumen der in das insbesondere beschichtete Stahlblech mittels Dressieren eingeprägten Oberflächenstruktur. Das geschlossene Volumen, das sogenannte Leervolumen, beträgt erfindungsgemäß insbesondere zwischen 0,25 und 1,5 cm3/m2 und kann für die spätere Verarbeitung mittels Umformverfahren auf das zu applizierende Umformmittel, insbesondere Öl, abgestimmt sein.
  • Gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Stahlblechs weist die Oberfläche des insbesondere beschichteten Stahlblechs eine positive Schiefe Rsk nach DIN EN ISO 4287 auf. Die Schiefe Rsk ist per Definition ein Maß für die Asymmetrie der Amplitudendichtekurve, vgl. DIN EN ISO 4287. Überraschend haben die Erfinder festgestellt, dass im Vergleich zur negativen Schiefe Rsk, welche im Stand der Technik als vorteilhaft und dadurch eine Oberfläche mit gutem Tragverhalten angegeben ist, trotz positiver Schiefe Rsk, demnach Rsk > 0, wobei 0 inkludiert sein soll (Rsk >= 0), ein zum Stand der Technik vergleichbares bzw. verbessertes Ergebnis erzielt werden kann, wobei durch die Verteilung der Amplitudendichte in Richtung Talbereich bzw. im Talbereich der Oberflächenstruktur Prozessmedien, wie zum Beispiel Öle, Schmierstoffe, Umformhilfe, etc. besser für weiterführende Prozesse innerhalb der Oberflächenstruktur und damit verbunden auch in geringen Mengen (zurück)gehalten werden können.
  • Gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Stahlblechs ist das Stahlblech mit einem zinkbasierten Überzug beschichtet, welcher durch Schmelztauchbeschichten aufgebracht ist, wobei im Überzug neben Zink und unvermeidbaren Verunreinigungen zusätzliche Elemente wie Aluminium mit einem Gehalt von bis zu 5 Gew.-% und/oder Magnesium mit einem Gehalt von bis zu 5 Gew.-% in dem Überzug enthalten sein können. Stahlbleche mit zinkbasiertem Überzug weisen einen sehr guten kathodischen Korrosionsschutz auf, welche seit Jahren im Automobilbau eingesetzt werden. Ist ein verbesserter Korrosionsschutz vorgesehen, weist der Überzug zusätzlich Magnesium mit einem Gehalt von mindestens 0,3 Gew.-%, insbesondere von mindestens 0,6 Gew.-%, vorzugsweise von mindestens 0,9 Gew.-% auf. Aluminium kann alternativ oder zusätzlich zu Magnesium mit einem Gehalt von mindestens 0,3 Gew.-% vorhanden sein, um insbesondere eine Anbindung des Überzugs an das Stahlblech zu verbessern und insbesondere eine Diffusion von Eisen aus dem Stahlblech in den Überzug bei einer Wärmebehandlung des beschichteten Stahlblechs im Wesentlichen zu vermeiden, damit beispielsweise eine gute Klebeignung gewährleistet werden kann. Dabei kann eine Dicke des Überzugs zwischen 1,5 und 15 µm, insbesondere zwischen 2 und 12 µm, vorzugsweise zwischen 5 und 10 µm betragen. Unterhalb der Mindestgrenze kann kein ausreichender kathodischer Korrosionsschutz gewährleistet werden und oberhalb der Höchstgrenze können Fügeprobleme beim Verbinden des erfindungsgemäßen Stahlblechs respektive eines daraus gefertigten Bauteils mit einem anderen Bauteil auftreten, insbesondere kann bei Überschreiten der Dicke des Überzugs angegebenen Höchstgrenze kein stabiler Prozess beim thermischen Fügen bzw. Schweißen sichergestellt werden.
  • Gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Stahlblechs weist der Überzug des beschichteten Stahlblechs eine Dicke auf, die gleich oder größer ist als die Texturtiefe der Oberflächenstruktur. Dies ist von Vorteil, da der Verformungswiderstand des Überzugs geringer ist als der Verformungswiderstand des Stahlblechs, sodass geringere Kräfte zum Einprägen der Oberflächenstruktur erforderlich sind im Vergleich zu der aus dem Stand der Technik bekannten Oberflächenstruktur, welche nicht nur über die Dicke des Überzugs sondern zum Teil auch in die Oberfläche des Substrats bzw. Stahlblechs eingeprägt ist.
  • Gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Stahlblechs ist das insbesondere beschichtete Stahlblech zusätzlich mit einem Öl beölt, wobei insbesondere das Öl mit einer Auflage bis zu 1,4 g/m2 in der Oberflächenstruktur aufgenommen ist. Aufgrund der Dimensionierung der Oberflächenstruktur besteht nur wenig Bedarf an Öl, sodass die Auflage bis zu 1,4 g/m2, insbesondere bis zu 1,1 g/m2, vorzugsweise bis zu 0,8 g/m2, bevorzugt bis zu 0,5 g/m2 begrenzt sein kann. Insbesondere durch die Kapillarwirkung lagert sich das Öl nach der Beölung am Flanken- und/oder Talbereich der Oberflächenstruktur ab und steht für weitere Prozesse, wie zum Beispiel für formgebende Prozesse, vorzugsweise für Tiefzieh-prozesse, bereit, um die Schmierung zu verbessern und die Reibung und somit den Verschleiß der formgebenden Mittel, wie zum Beispiel Formgebungsvorrichtungen, vorzugsweise (Tiefzieh-)Pressen, zu reduzieren. Insbesondere kann eine Anlagerung des Öls an tribologisch ungünstigen Bereichen, die nicht zur Ölzufuhr in die eigentliche Kontakt- bzw. Reibzone beitragen, wirksam unterdrückt werden. Beispielsweise sollte eine Auflage von mindestens 0,2 g/m2, insbesondere von mindestens 0,3 g/m2 berücksichtigt werden. Somit hat das erfindungsgemäße Stahlblech mit verringerter Ölauflage sehr gute tribologische Eigenschaften und ist im Vergleich zu dem aus dem Stand der Technik bekannten, beölten Stahlblechen umweltschonender insbesondere durch geringeren Ressourceneinsatz.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines insbesondere beschichteten, mit einer deterministischen Oberflächenstruktur dressierten Stahlblechs umfassend folgende Schritte:
    • - Bereitstellen eines insbesondere beschichteten Stahlblechs,
    • - Dressieren des insbesondere beschichten Stahlblechs mit einer Dressierwalze, wobei die Oberfläche der Dressierwalze, welche auf die Oberfläche des insbesondere beschichteten Stahlblechs einwirkt, mit einer deterministischen Oberflächenstruktur derart eingerichtet ist, dass nach dem Dressieren die Oberflächenstruktur ausgehend von einer Oberfläche des insbesondere beschichteten Stahlblechs bis zu einer Texturtiefe von maximal 2 µm in das beschichtete Stahlblech eingeprägt ist, wobei die Texturtiefe dem Abstand zwischen der höchsten Spitze und dem tiefsten Tal des Oberflächenstrukturprofils entspricht.
  • Die Oberfläche (positive Form) der Dressierwalze bildet durch Krafteinwirkung auf die Oberfläche des insbesondere beschichteten Stahlblechs eine Oberflächenstruktur aus, welche einen Tal- und Flankenbereich (negative Form) definiert und entspricht im Wesentlichen der Oberfläche (positive Form) der Dressierwalze. Die Dressierwalze zur Ausbildung einer deterministischen Oberflächenstruktur kann mit geeigneten Mitteln bearbeitet werden, beispielsweise mittels Laser, vgl. EP 2 892 663 B1 .
  • Um Wiederholungen zu vermeiden, wird jeweils auf die Ausführungen zu dem erfindungsgemäßen insbesondere beschichteten, mit einer deterministischen Oberflächenstruktur dressierten Stahlblech verwiesen.
  • Gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Oberfläche der Dressierwalze derart eingerichtet, dass nach dem Dressieren die Oberfläche des insbesondere beschichteten Stahlblechs eine positive Schiefe Rsk nach DIN EN ISO 4287 aufweist.
  • Gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird vor dem Bereitstellen des Stahlblechs das Stahlblech durch Schmelztauchbeschichten beschichtet. Vorzugsweise kann die Schmelze zum Schmelztauchbeschichten neben Zink und unvermeidbaren Verunreinigungen zusätzliche Elemente wie Aluminium mit einem Gehalt von bis zu 5 Gew.-% und/oder Magnesium mit einem Gehalt von bis zu 5 Gew.-% enthalten.
  • Gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das insbesondere beschichtete Stahlblech nach dem Dressieren zusätzlich mit Öl beölt, wobei das Öl mit einer Auflage bis zu 1,4 g/m2, bevorzugt mit einer Auflage bis zu 0,5 g/m2 aufgebracht wird.
  • Im Folgenden werden konkrete Ausgestaltungen der Erfindung mit Bezugnahme auf die Zeichnung im Detail näher erläutert. Die Zeichnung und begleitende Beschreibung der resultierenden Merkmale sind nicht beschränkend auf die jeweiligen Ausgestaltungen zu lesen, dienen jedoch der Illustration beispielhafter Ausgestaltung. Weiterhin können die jeweiligen Merkmale untereinander wie auch mit Merkmalen der obigen Beschreibung genutzt werden für mögliche weitere Entwicklungen und Verbesserungen der Erfindung, speziell bei zusätzlichen Ausgestaltungen, welche nicht dargestellt sind. Gleiche Teile sind stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
  • Die Zeichnung zeigt in
    • 1 eine Teilsicht auf ein beschichtetes, mit einer deterministischen Oberflächenstruktur dressiertes Stahlblech in einer Rasterkraftmikroskopie-Aufnahme,
    • 2 eine schematische Querschnittsansicht entlang des Schnitts A-A in 1 und
    • 5 eine Teilsicht auf ein beschichtetes, mit einer deterministischen Oberflächenstruktur dressiertes und beöltes Stahlblech in einer Raman-Spektroskopie-Aufnahme.
  • In 1 ist eine Teilansicht auf ein beschichtetes, mit einer deterministischen Oberflächenstruktur (2) dressiertes Stahlblech (1) in einer Rasterkraftmikroskopie-Aufnahme gemäß einer Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Die deterministische Oberflächenstruktur (2) ist im Folgenden am Beispiel einer immer wiederkehrenden I-förmigen Einprägung untersucht worden. Andere Ausführungsformen sind ebenfalls denkbar und anwendbar und nicht auf eine I-förmige Einprägung beschränkt. 1 zeigt zwei nebeneinander angeordnete I-förmige Einprägungen. Die Oberflächenstruktur (2) ist ausgehend von einer Oberfläche (1.1) des beschichteten Stahlblechs (1) bis zu einer Texturtiefe (T) von maximal 2 µm in das beschichtete Stahlblech (1) eingeprägt, wobei die Texturtiefe (T) dem Abstand zwischen der höchsten Spitze (2.11) und dem tiefsten Tal (2.12) des Oberflächenstrukturprofils (3) entspricht, s. auch 2.
  • Die 2 zeigt eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A in 1, wobei gut zu erkennen ist, dass die Oberflächenstruktur (2) einen Flankenbereich (2.3) aufweist, welcher ausgehend von der Oberfläche (1.1) bis zu einem Talbereich (2.2) verläuft und zur Senkrechten (0) des beschichteten Stahlblechs (1) mit einem Winkel (α) zwischen 1° und 89° ausgebildet ist. In diesem Ausführungsbeispiel beträgt der Winkel (α) ca. 80°, wobei die unterschiedlichen Skalierungen in der Figur zu beachten sind. Die Texturtiefe (T) in diesem Ausführungsbeispiel beträgt ca. 1,5 µm, wobei die Texturtiefe (T) dem Abstand zwischen der höchsten Spitze (2.11) und dem tiefsten Tal (2.12) des Oberflächenstrukturprofils (3) entspricht. Das Oberflächenstrukturprofil (3) ist in diesem Ausführungsbeispiel entlang einer definierten Messstrecke von ca. 35 µm (x-Achse) im Schnitt gezeigt. Der die Oberflächenstruktur (2) umlaufende und ausbildende Flankenbereich (2.3) definiert zusammen mit dem einstückig an den Flankenbereich (2.3) angeschlossenen bzw. angebundenen Talbereich (2.2) ein geschlossenes Volumen der in das beschichtete Stahlblech (1) mittels Dressieren eingeprägten Oberflächenstruktur (2), vgl. auch 1 und 3. Der Überzug (1.2) des beschichteten Stahlblechs (1) hat eine Dicke (D), die gleich oder größer ist als die Texturtiefe (T) der Oberflächenstruktur (2). Der Übergang zwischen Überzug (1.2) und Stahlsubstrat ist lediglich symbolisch strichliniert in 2 dargestellt. Die Dicke (D) des Überzugs lag bei ca. 2 µm. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Oberflächenstruktur kann auch auf einem unbeschichteten Stahlblech umgesetzt werden.
  • Die beschichteten, mit einer deterministischen Oberflächenstruktur (2) dressierten Stahlbleche (1) werden mit Öl beölt, was in weiterführenden Prozessen von Vorteil ist, insbesondere in formgebenden Prozessen, wie zum Beispiel für Tiefzieh-Prozesse. In dem geschlossenen Volumen der Oberflächenstruktur (2) sammelt sich Öl während bzw. nach der Beölung des beschichteten Stahlblechs (1) entlang des umlaufenden Flankenbereichs (2.3) an, welches den hellen Flecken in der gezeigten Raman-Spektroskopie-Aufnahme in 3 entspricht, wobei das Volumen (I-förmige Einprägung) nicht vollständig ausfüllt ist, sodass der Talbereich (2.2) der Oberflächenstruktur (2) nicht oder nur zum Teil mit Öl benetzt ist, wodurch der Bedarf an Öl reduziert werden kann und dadurch die Ölauflage auf maximal bis zu 1,4 g/m2 beschränkt werden kann.
  • Das in den 1 bis 3 untersuchte erfindungsgemäß beschichtete, mit einer deterministischen Oberflächenstruktur (2) dressierte Stahlblech (1) mit einer beispielhaften immer wiederkehrenden I-förmigen Einprägung, wurde, wie folgt, hergestellt. Es wurde ein beschichtetes Stahlblech bereitgestellt. Vor dem Bereitstellen des beschichteten Stahlblechs wurde das Stahlblech durch Schmelztauchbeschichten mit einem zinkbasierten Überzug beschichtet. Vorzugsweise kann die Schmelze zum Schmelztauchbeschichten neben Zink und unvermeidbaren Verunreinigungen auch Aluminium mit einem Gehalt von bis zu 5 Gew.-% und/oder Magnesium mit einem Gehalt von bis zu 5 Gew.-% enthalten. Das Schmelztauchbeschichten wurde konventionell durchgeführt, insbesondere in einer kontinuierlichen und konventionellen Feuerbeschichtungsanlage. Nach dem Beschichten wurde das beschichtete Stahlblech mit einer Dressierwalze dressiert, wobei die Oberfläche der Dressierwalze, welche auf die Oberfläche (1.1) des beschichteten Stahlblechs (1) einwirkte, mit einer deterministischen Oberflächenstruktur derart eingerichtet war, dass nach dem Dressieren eine Oberflächenstruktur (2) ausgehend von einer Oberfläche (1.1) des beschichteten Stahlblechs (1) bis zu einer Texturtiefe (T) von maximal 2 µm in das beschichtete Stahlblech (1) eingeprägt wurde. Die einzelnen Verfahrensschritte sind nicht dargestellt.
  • Für weitere Untersuchungen wurden vier beschichtete, dressierte Stahlbleche (V1 bis V4) hergestellt. Die Art der Beschichtung wurde für alle Stahlbleche gleich gewählt, ein zinkbasierter Überzug (Zink und unvermeidbare Verunreinigungen), welcher im serienmäßigen Feuerbeschichtungsprozess aufgebracht wurde und eine Dicke von ca. 7 µm einnahm. V1 und V2 entsprechen erfindungsgemäßen Stahlblechen (1) und V3 und V4 bilden Referenzbleche mit dem Unterschied zu V1 und V2, dass die Dressierwalze eine stochastische Oberflächenstruktur aufwies, wobei die Oberfläche der Dressierwalze beispielsweise mittels EDT strukturiert wurde, und somit auch eine stochastische Oberflächenstruktur in die Referenzbleche eingeprägt wurde, wobei die Texturtiefe ausgehend von der Oberfläche ebenfalls auf maximal 2 µm eingeschränkt wurde. Texturtiefen (T) der Oberflächenstruktur (2) wurden jeweils mit 1,5 µm und 1,8 µm erstellt. Die Strukturtiefen (T) beziehen sich auf den Wert Rt nach DIN EN ISO 4287. In Tabelle 1 ist eine Gegenüberstellung der erfindungsgemäßen Stahlbleche (1) und Referenzbleche angegeben. Tabelle 1
    Stahlbleche RPc [1/mm] Rsk Öl [g/m2] Napfziehversuch
    V1 (1,5 µm) 12,5 0,168 0,8 ++
    V2 (1,8 µm) 13,3 0,104 1,1 ++
    V3 (1,5 µm) 9,23 -0,735 1,5 +
    V4 (1,8 µm) 10,2 -0,508 1,8 0
  • Die Oberflächenparameter RPc (Spitzenzahl ermittelt entlang einer definierten Länge/Messstrecke, im obigen Fall pro mm) und Rsk lassen sich aus der DIN EN ISO 4287 bestimmen. Zu erkennen ist u. a., dass die erfindungsgemäßen Stahlbleche V1 und V2 eine positive Schiefe Rsk im Vergleich zu den Referenzblechen V3 und V4 mit einer negativen Schiefe Rsk aufweisen. Theoretisch sollte dadurch ein schlechteres Tragverhalten der Oberfläche vorliegen. Die Angaben in Tabelle 1 in Bezug auf einen Streifenziehversuch sowie einen Napfziehversuch nach DIN EN 1669, welcher bei allen vier Stahlblechen V1 bis V4 unter gleichen Bedingungen durchgeführt wurde, zeigen aber überraschend, dass bessere Ergebnisse im Vergleich zwischen V1/V2 und V3/V4 erzielt werden konnten. Bewertet wurde nach folgenden Kriterien:
    • ++ bedeutet, dass sowohl der im Streifenziehversuch ermittelte Reibwert als auch die Ausdünnung am Auslauf der Stempelkante am geformten Stahlblech geringer ist als bei der Referenz V4 (Reibwert 15% geringer, geringe Ausdünnung unter 5% der Ausgangsstahlblechdicke),
    • + bedeutet, dass die minimale Ausdünnung am umgeformten Stahlblech über 5% aber unter 10% der Ausgangsstahlblechdicke liegt, wobei der Reibwert ca. 10% geringer als bei der Referenz V4 ist, und
    • 0 weist auf eine deutlich erkennbare Ausdünnung ohne Reißer hin, welche nicht mehr im tolerierbaren Bereich liegt (15% bis 25% der Ausgangsstahlblechdicke).
  • Zudem konnte gleichzeitig die Ölauflage am erfindungsgemäß beschichteten, mit einer deterministischen Oberflächenstruktur dressierten Stahlblech V1 und V2 auf unterhalb von 1,4 g/m2 reduziert werden, wobei die Menge ausreichend war, um ein entsprechend gutes Ergebnis zu erzielen.
  • 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
    • EP 2892663 B1 [0002, 0007, 0018]
    • EP 3354360 A1 [0002]
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • DIN EN ISO 4287 [0006, 0013, 0020, 0029, 0030]
    • DIN EN 1669 [0030]

Claims (12)

  1. Mit einer deterministischen Oberflächenstruktur (2) dressiertes Stahlblech (1), dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenstruktur (2) ausgehend von einer Oberfläche (1.1) des Stahlblechs (1) bis zu einer Texturtiefe (T) von maximal 2 µm in das Stahlblech (1) eingeprägt ist, wobei die Texturtiefe (T) dem Abstand zwischen der höchsten Spitze (2.11) und dem tiefsten Tal (2.12) des Oberflächenstrukturprofils (3) entspricht.
  2. Stahlblech nach Anspruch 1, wobei die Oberflächenstruktur (2) einen Flankenbereich (2.3) aufweist, welcher ausgehend von der Oberfläche (1.1) bis zu einem Talbereich (2.2) verläuft und zur Senkrechten (0) des Stahlblechs (1) mit einem Winkel (α) zwischen 1° und 89° ausgebildet ist.
  3. Stahlblech nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Oberfläche (1.1) des Stahlblechs (1) eine positive Schiefe Rsk nach DIN EN ISO 4287 aufweist.
  4. Stahlblech nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Stahlblech mit einem zinkbasierten Überzug (1.2) beschichtet ist, welcher durch Schmelztauchbeschichten aufgebracht ist, wobei im Überzug (1.2) neben Zink und unvermeidbaren Verunreinigungen zusätzliche Elemente wie Aluminium mit einem Gehalt von bis zu 5 Gew.-% und/oder Magnesium mit einem Gehalt von bis zu 5 Gew.-% in dem Überzug (1.2) enthalten sein können.
  5. Stahlblech nach Anspruch 4, wobei der Überzug (1.2) des beschichteten Stahlblechs (1) eine Dicke (D) aufweist, die gleich oder größer ist als die Texturtiefe (T) der Oberflächenstruktur (2).
  6. Stahlblech nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Stahlblech (1) zusätzlich mit einem Öl beölt ist, wobei insbesondere das Öl mit einer Auflage bis zu 1,4 g/m2 in der Oberflächenstruktur (2) aufgenommen ist.
  7. Verfahren zum Herstellen eines mit einer deterministischen Oberflächenstruktur (2) dressierten Stahlblechs (1) umfassend folgende Schritte: - Bereitstellen eines Stahlblechs, - Dressieren des Stahlblechs mit einer Dressierwalze, wobei die Oberfläche der Dressierwalze, welche auf die Oberfläche des Stahlblechs einwirkt, mit einer deterministischen Oberflächenstruktur derart eingerichtet ist, dass nach dem Dressieren die Oberflächenstruktur (2) ausgehend von einer Oberfläche (1.1) des Stahlblechs (1) bis zu einer Texturtiefe (T) von maximal 2 µm in das Stahlblech (1) eingeprägt wird, wobei die Texturtiefe (T) dem Abstand zwischen der höchsten Spitze (2.11) und dem tiefsten Tal (2.12) des Oberflächenstrukturprofils (3) entspricht.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Oberfläche der Dressierwalze derart eingerichtet ist, dass nach dem Dressieren die Oberfläche (1.1) des Stahlblechs (1) eine positive Schiefe Rsk nach DIN EN ISO 4287 aufweist.
  9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, wobei vor dem Bereitstellen des Stahlblechs das Stahlblech durch Schmelztauchbeschichten beschichtet wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Schmelze zum Schmelztauchbeschichten neben Zink und unvermeidbaren Verunreinigungen zusätzliche Elemente wie Aluminium mit einem Gehalt von bis zu 5 Gew.-% und/oder Magnesium mit einem Gehalt von bis zu 5 Gew.-% enthalten kann.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei das Stahlblech (1) nach dem Dressieren zusätzlich mit Öl beölt wird, wobei das Öl mit einer Auflage bis zu 1,4 g/m2 aufgebracht wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Öl mit einer Auflage bis zu 0,5 g/m2 aufgebracht wird.
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