DE112017007697T5 - Heißprägeteil und Verfahren zum Herstellen desselben - Google Patents

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Byung Gil YOO
Hyeong Hyeop Do
Chee Woong Song
Hee Joong Lim
Sung Yul Huh
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Hyundai Steel Co
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  • Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)

Abstract

Ein Verfahren zum Herstellen eines Heißpressteils weist auf: Wiedererwärmen einer Stahlbramme (S10) bei einer Temperatur von 1200°C bis 1250°C, wobei die Stahlbramme, in Gew.-%, 0,20 bis 0,50 % Kohlenstoff (C), 0,05 bis 1,00 % Silicium (Si), 0,10 bis 2,50% Mangan (Mn), mehr als 0 % und nicht mehr als 0,015 % Phosphor (P), mehr als 0 % und nicht mehr als 0,005 % Schwefel (S), 0,05 bis 1,00 % Chrom (Cr), 0,001 bis 0,009% Bor (B), 0,01 bis 0.09 % Titan (Ti) und einen Rest aus Eisen (Fe) und unvermeidbaren Verunreinigungen aufweist, Fertigwalzen (S20) der wiedererwärmten Stahlbramme bei einer Temperatur von 880°C bis 950°C, Kühlen der warmgewalzten Stahlplatte ohne Verwendung von Wasser und Wickeln (S30) der gekühlten Stahlplatte bei einer Temperatur von 680°C bis 800°C, um eine warmgewalzte entkohlte Schicht auf einer Oberfläche der Stahlplatte auszubilden, Beizen der gewickelten Stahlplatte, gefolgt von Kaltwalzen (S40), Glühen (S50) der kaltgewalzten Stahlplatte in einer reduzierenden Atmosphäre, Plattieren (S60) der geglühten Stahlplatte und Heißprägen (S70) der plattierten Stahlplatte.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Heißprägeteil und ein Verfahren zum Herstellen desselben.
  • HINTERGRUNDTECHNIK
  • Eine B-Säule, ein kritisches Bauteil für einen Fahrzeugaufprallenergieabsorber, ist hauptsächlich aus einem wärmebehandelten Stahl hergestellt, der einer Klasse von 150K oder höher entspricht. Sie spielt eine sehr wichtige Rolle beim Sicherstellen eines Überlebensraumes für den Fahrer, wenn es zu einem Seitenaufprall kommt. Darüber hinaus erfährt ein hochzähes Stahlelement, das als Aufprallenergieabsorber eingesetzt wird, einen Sprödbruch, der die Sicherheit des Fahrers bei einem Seitenaufprall gefährdet. Aus diesem Grund ist ein niedrigzähes Stahlelement mit dem unteren Ende der B-Säule verbunden, das einen Sprödbruch erfährt, wodurch die Aufprallenergieabsorptionsfähigkeit der B-Säule erhöht wird. Dieses Stahlelement wird als Stahlplatte für Taylor-Welded Blank (TWB) -Anwendungen bezeichnet. Die Stahlplatte für TWB-Anwendungen wird durch ein Warmwalzverfahren und ein Kaltwalzverfahren hergestellt, gefolgt von einem Heißpressverfahren wie dem Heißprägen.
  • Der Stand der Technik im Zusammenhang mit der vorliegenden Offenbarung ist im koreanischen Patent Nr. 1304621 (veröffentlicht am 6. August 2008, Titel „Verfahren zum Herstellen einer kohlenstoffreichen Stahlplatte mit ausgezeichneter Schlagzähigkeit“) offenbart.
  • KURZE ERFINDUNGSERLÄUTERUNG
  • Technische Aufgabe
  • Eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung stellt ein Heißprägeteil mit einem ausgezeichneten Aufprallverhalten und ein Verfahren zum Herstellen desselben bereit.
  • Eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung stellt ein Heißprägeteil mit hervorragenden mechanischen Eigenschaften, wie zum Beispiel Biegeeigenschaften und hohe Festigkeit und Zähigkeit sowie ein Verfahren zum Herstellen desselben bereit.
  • Technische Lösung
  • Das Verfahren zum Herstellen des Heißprägeteils weist die folgenden Schritte auf: Wiedererwärmen einer Stahlbramme bei einer Temperatur von 1200°C bis 1250°C, wobei die Stahlbramme, in Gew.-%, 0,20 bis 0,50 % Kohlenstoff (C), 0,05 bis 1,00 % Silicium (Si), 0,10 bis 2,50 % Mangan (Mn), mehr als 0 % und nicht mehr als 0,015 % Phosphor (P), mehr als 0% und nicht mehr als 0,005 % Schwefel (S), 0,05 bis 1,00 % Chrom (Cr), 0,001 bis 0,009 % Bor (B), 0,01 bis 0.09 % Titan (Ti) aufweist, wobei der Rest Eisen (Fe) und unvermeidbare Verunreinigungen sind, Fertigwalzen der wiedererwärmten Bramme bei einer Temperatur von 880°C bis 950°C, Kühlen der warmgewalzten Stahlplatte ohne Verwendung von Wasser und Wickeln der gekühlten Stahlplatte bei einer Temperatur von 680°C bis 800°C, um eine warmgewalzte entkohlte Schicht auf der Oberfläche der Stahlplatte auszubilden, Beizen der gewickelten Stahlplatte gefolgt von Kaltwalzen, Glühen der kaltgewalzten Stahlplatte in einer reduzierenden Atmosphäre, Plattieren der geglühten Stahlplatte und Heißprägen der plattierten Stahlplatte.
  • In einer Ausführungsform kann die Bramme ferner eines oder mehrere von 0,01 bis 0,80 Gew.-% Molybdän (Mo) und 0,01 bis 0,09 Gew.-% Niob (Nb) aufweisen.
  • In einer Ausführungsform kann die warmgewalzte entkohlte Schicht ausgebildet sein, um von der Oberfläche aus nach dem Wickeln eine Dicke von 10 bis 50 µm zu haben.
  • In einer Ausführungsform kann die warmgewalzte entkohlte Schicht nach dem Heißprägen von der Oberfläche aus eine Dicke von 5 bis 15 µm aufweisen.
  • In einer Ausführungsform kann die Mikrostruktur der warmgewalzten entkohlten Schicht nach dem Heißprägen eine Mischstruktur haben, die aus Ferrit, Bainit und Martensit zusammengesetzt ist.
  • In einer Ausführungsform kann das Glühen bei einem Taupunkt von -15°C oder weniger in einer Gasatmosphäre erfolgen, die aus Wasserstoff und dem Rest Stickstoff zusammengesetzt ist.
  • Offenbart wird ein Heißprägeteil gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung. Das Heißprägeteil weist einen Stahl mit einer Zusammensetzung auf, die, in Gew.-%, 0,20 bis 0,50 % Kohlenstoff (C), 0,05 bis 1,00 % Silicium (Si), 0,10 bis 2,50 % Mangan (Mn), mehr als 0 % und nicht mehr als 0,015 % Phosphor (P), mehr als 0 % und nicht mehr als 0,005 % Schwefel (S), 0,05 bis 1,00 % Chrom (Cr), 0,001 bis 0,009 % Bor (B), 0,01 bis 0,09 % Titan (Ti) enthält, wobei der Rest Eisen (Fe) und unvermeidbare Verunreinigungen sind, weist eine oberflächenentkohlte Schicht auf, die von der Oberfläche des Stahls aus zu einer Dicke von 5 bis 15 µm gebildet ist, und hat eine Zugfestigkeit (TS) von 1400 MPa oder mehr, eine Streckgrenze (YS) von 1000 MPa oder mehr und eine Dehnung (EL) von 7% oder mehr.
  • In einer Ausführungsform kann die Mikrostruktur der warmgewalzten entkohlten Schicht eine Mischstruktur haben, die aus Ferrit, Bainit und Martensit zusammengesetzt ist.
  • Vorteilhafte Wirkungen
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist es möglich, ein Heißprägeteil mit hervorragenden mechanischen Eigenschaften, zum Beispiel Aufprallverhalten, Biegeeigenschaften und hoher Festigkeit und Zähigkeit zu erhalten.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist es möglich, ein Verfahren zum Herstellen des oben beschriebenen Heißprägeteils mit hervorragenden mechanischen Eigenschaften bereitzustellen.
  • Figurenliste
    • 1 ist ein Ablaufdiagram, das schematisch ein Verfahren zum Herstellen eines Heißprägeteils gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
    • 2 zeigt eine Vorrichtung zum Durchführen eines Aufprallsimulationstests für den Stahl der vorliegenden Offenbarung.
    • 3A bis 3C zeigen die Ergebnisse der Beobachtung von Veränderungen der Querschnittsstruktur einer entkohlten Schicht nach dem Warmwalzvorgang, dem Kaltwalzvorgang und dem Heißprägevorgang gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
    • 4A bis 4C zeigen die Ergebnisse der Beobachtung von Veränderungen der Querschnittsstruktur einer entkohlten Schicht nach dem Warmwalzvorgang, dem Kaltwalzvorgang und dem Heißprägevorgang einer vergleichenden Ausführungsform für die vorliegende Offenbarung.
    • 5 ist ein Diagramm, das den Zusammenhang zwischen der Dicke einer warmgewalzten entkohlten Schicht und der Wickeltemperatur gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
    • 6 ist ein Diagramm, das die Veränderungen der Dicke einer entkohlten Schicht nach einem Warmwalzprozess und einem Kaltwalzprozess in Abhängigkeit von der Wickeltemperatur gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • Form für die Offenbarung
  • Nachfolgend wird die vorliegende Offenbarung ausführlich beschrieben. Wenn in der folgenden Beschreibung der vorliegenden Offenbarung berücksichtigt wird, dass die ausführliche Beschreibung der zugehörigen bekannten Technologie oder Konfiguration den Gegenstand der vorliegenden Erfindung unnötig verschleiern könnte, wird auf die ausführliche Beschreibung verzichtet.
  • Die nachfolgend beschriebenen Begriffe sind Begriffe, die unter Berücksichtigung von Funktionen in der vorliegenden Erfindung definiert sind, und können je nach Absicht oder Tätigkeit eines Benutzers oder Betreibers variieren. Dementsprechend sollten die Definitionen dieser Begriffe auf der Grundlage der Inhalte in der gesamten vorliegenden Beschreibung erfolgen, die die vorliegende Offenbarung beschreibt.
  • In der vorliegenden Beschreibung bezieht sich der Begriff „warmgewalzte entkohlte Schicht“ auf eine entkohlte Schicht, die in einem Stahl durch einen Warmwalzprozess gebildet wird, der Warmwalz-, Kühl- und Wickel-Schritte umfasst. Die warmgewalzte entkohlte Schicht kann auch nach Abschluss eines Kaltkühlvorgangs im Stahl verbleiben. So kann beispielsweise nach Kaltwalz-, Glüh-, Plattier- und Heißprägeprozessen die warmgewalzte entkohlte Schicht auf der Oberfläche des Stahls verbleiben, und können in der warmgewalzten entkohlten Schicht Bainit- und Ferritphasen gebildet werden, wodurch die Biegeleistung des Stahls verbessert wird. Die verbesserte Biegeleistung kann das Aufprallverhalten des Heißprägeprodukts verbessern.
  • Verfahren zum Herstellen eines Heißprägeteils
  • Eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines Heißprägeteils. 1 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zum Herstellen eines Heißprägeteils gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung schematisch darstellt. Unter Bezugnahme auf die 1 weist das Verfahren zum Herstellen eines Heißprägeteils einen Stahlbramme-Wiedererwärmungsschritt (S10), einen Warmwalzschritt (S20), einen Wickelschritt (S30), einen Kaltwalzschritt (S40), einen Glühschritt (S50), einen Plattierungsschritt (S60) und einen Heißprägeschritt (S70) auf.
  • Insbesondere weist das Verfahren zum Herstellen eines Heißprägeteils die folgenden Schritte auf: (S10) Wiedererwärmen einer Stahlbramme bei einer Temperatur von 1200°C bis 1250°C, wobei die Stahlbramme, in Gew.-%, 0,20 bis 0,50 % Kohlenstoff (C), 0,05 bis 1,00 % Silicium (Si), 0,10 bis 2,50 % Mangan (Mn), mehr als 0 % und nicht mehr als 0,015 % Phosphor (P), mehr als 0 % und nicht mehr als 0,005 % Schwefel (S), 0,05 bis 1,00 % Chrom (Cr), 0,001 bis 0,009 % Bor (B), 0,01 bis 0,09 % Titan (Ti) enthält,. wobei der Rest Eisen (Fe) und unvermeidbare Verunreinigungen sind, (S20) Fertigwalzen der wiedererwärmten Stahlbramme bei einer Temperatur von 880°C bis 950°C, (S30) Kühlen der warmgewalzten Stahlplatte ohne Verwendung von Wasser und Wickeln der gekühlten Stahlplatte bei einer Temperatur von 680°C bis 800°C, um eine warmgewalzte entkohlte Schicht auf der Oberfläche der Stahlplatte auszubilden, (S40) Beizen der gewickelten Stahlplatte gefolgt von Kaltwalzen, (S50) Glühen der kaltgewalzten Stahlplatte in einer reduzierenden Atmosphäre, (S60) Plattieren der geglühten Stahlplatte und (S70) Heißprägen der plattierten Stahlplatte.
  • In einigen Ausführungsformen kann die Stahlbramme ferner eines oder mehrere von 0,01 bis 0,80 Gew.-% Molybdän (Mo) und 0,01 bis 0,09 Gew.-% Niob (Nb) aufweisen.
  • Im Folgenden wird jeder Schritt des Verfahrens zum Herstellen eines Heißprägeteils gemäß der vorliegenden Offenbarung im Einzelnen beschrieben.
  • (S10) Stahlbrammen-Wiedererwärmunasschritt
  • Dieser Schritt ist ein Schritt des Wiedererwärmens einer Stahlbramme bei einer Temperatur von 1200°C bis 1250°C, wobei die Stahlbramme, in Gew.-%, 0,20 bis 0,50 % Kohlenstoff (C), 0,05 bis 1,00 % Silicium (Si), 0,10 bis 2,50 % Mangan (Mn), mehr als 0 % und nicht mehr als 0,015 % Phosphor (P), mehr als 0% und nicht mehr als 0,005% Schwefel (S), 0,05 bis 1,00% Chrom (Cr), 0,001 bis 0,009% Bor (B), 0,01 bis 0,09% Titan (Ti) enthält, wobei der Rest Eisen (Fe) und unvermeidbare Verunreinigungen sind.
  • In einigen Ausführungsformen kann die Stahlbramme ferner eines oder mehrere von 0,01 bis 0,80 Gew.-% Molybdän (Mo) und 0,01 bis 0,09 Gew.-% Niob (Nb) enthalten.
  • Im Folgenden werden die Funktionen und Gehalte der in der Stahlbramme enthaltenen Komponenten ausführlich beschrieben.
  • Kohlenstoff (C)
  • Kohlenstoff (C) ist ein wesentliches Element, das die Festigkeit und Härte des Stahls bestimmt, und ist enthalten, um die Zugfestigkeit des Stahls nach dem Heißpräge- (Heißpress-) -Prozess zu gewährleisten.
  • In einer Ausführungsform ist Kohlenstoff in einer Menge von 0,20 bis 0,50 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Stahlbramme, enthalten. Wenn Kohlenstoff in einer Menge von weniger als 0,20 Gew.-% enthalten ist, kann es schwierig sein, die mechanische Festigkeit der vorliegenden Erfindung zu erreichen, und wenn Kohlenstoff in einer Menge von mehr als 0,50 Gew.-% enthalten ist, kann es dahingehend ein Problem geben, dass die Zähigkeit des Stahls verringert ist oder es schwierig ist, die Sprödigkeit des Stahls zu steuern.
  • Silicium (Si)
  • Silicium (Si) wirkt als ein Ferritstabilisierungselement in der Stahlplatte. Es kann dazu dienen, die Duktilität des Stahls zu verbessern, indem es Ferrit rein macht, und die Kohlenstoffkonzentration im Austenit zu erhöhen, indem es die Carbidbildung in einem Niedertemperaturbereich unterdrückt.
  • In einer Ausführungsform ist Silicium in einer Menge von 0,05 bis 1,00 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Stahlbramme, enthalten. Wenn Silicium in einer Menge von weniger als 0,05 Gew.-% enthalten ist, kann es die oben beschriebenen Funktionen nicht ausreichend aufweisen, und wenn Silicium in einer Menge von mehr als 1,00 Gew.-% enthalten ist, kann die Schweißbarkeit der Stahlplatte verringert sein.
  • Mangan (Mn)
  • Mangan (Mn) ist zum Zweck des Erhöhens der Härtbarkeit und Festigkeit während der Wärmebehandlung enthalten.
  • In einer Ausführungsform ist Mangan in einer Menge von 0,10 bis 2,50 Gew.-%, basierend auf dem Gesamtgewicht der Stahlbramme, enthalten. Wenn Mangan in einer Menge von weniger als 0,10 Gew.-% enthalten ist, kann die Härtbarkeit und Festigkeit des Stahls verringert sein, und wenn Mangan in einer Menge von mehr als 2,50 Gew.-% enthalten ist, kann die Duktilität und Zähigkeit des Stahls aufgrund der Mangan-Entmischung verringert sein.
  • Phosphor (P)
  • Phosphor (P) ist ein leicht zu entmischendes Element und beeinträchtigt die Zähigkeit des Stahls. In einer Ausführungsform ist Phosphor (P) in einer Menge von mehr als 0 Gew.-% und nicht mehr als 0,015 Gew.-%, basierend auf dem Gesamtgewicht der Stahlbramme, enthalten. Wenn Phosphor in einer Menge innerhalb der oben beschriebenen Spanne enthalten ist, kann verhindert werden, dass die Zähigkeit des Stahls abnimmt. Wenn Phosphor in einer Menge von mehr als 0,015 Gew.-% enthalten ist, kann es während des Prozesses zu Rissbildungen führen und eine Eisenphosphidverbindung bilden, die die Zähigkeit des Stahls beeinträchtigen kann.
  • Schwefel (S)
  • Schwefel (S) ist ein Element, das die Bearbeitbarkeit und die physikalischen Eigenschaften beeinträchtigt. In einer Ausführungsform kann Schwefel in einer Menge von mehr als 0 Gew.-% und nicht mehr als
    0,005 Gew.-%, basierend auf dem Gesamtgewicht der Stahlbramme, enthalten sein. Wenn Schwefel in einer Menge von mehr als 0,005 Gew.-% enthalten ist, kann er die Warmwalz-Bearbeitbarkeit beeinträchtigen und durch das Erzeugen von Makroeinschlüssen Oberflächendefekte, wie zum Beispiel Risse verursachen.
  • Chrom (Cr)
  • Chrom (Cr) ist zum Zweck des Verbesserns der Härtbarkeit und Festigkeit des Stahls enthalten. In einer Ausführungsform ist Chrom in einer Menge von 0,05 bis 1,00 Gew.-%, basierend auf dem Gesamtgewicht der Stahlbramme, enthalten. Wenn Chrom in einer Menge von weniger als 0,05 Gew.-% enthalten ist, kann die Wirkung der Zugabe von Chrom möglicherweise nicht richtig dargestellt werden, und wenn Chrom in einer Menge von mehr als 1,00 Gew.-% enthalten ist, kann es die Zähigkeit des Stahls verschlechtern und die Produktionskosten erhöhen.
  • Bor (B)
  • Bor (B) ist zum Zweck des Sicherstellens der Härtbarkeit und Festigkeit des Stahls durch Sicherstellen einer Martensitstruktur enthalten, und hat die Wirkung, Körner durch Erhöhung der Wachstumstemperatur von Austenitkörnern zu verfeinern.
  • In einer Ausführungsform ist Bor in einer Menge von 0,001 bis 0,009 Gew.-%, basierend auf dem Gesamtgewicht der Stahlbramme, enthalten. Wenn Bor in einer Menge von weniger als 0,001 Gew.-% enthalten ist, kann die Wirkung des Erhöhens der Härtbarkeit unzureichend sein, und wenn Bor in einer Menge von mehr als 0,009 Gew.-% enthalten ist, kann das Risiko der Verschlechterung der Dehnung von Stahl zunehmen.
  • Titan (Ti)
  • Titan (Ti) ist zum Zweck des Verbesserns der Härtbarkeit und des Verbesserns der Eigenschaften durch die Bildung von Ausfällungen nach der Heißpräge-Wärmebehandlung enthalten. Darüber hinaus trägt Titan effektiv zur Austenitkornverfeinerung bei, durch Bilden von Ausfällungen, wie zum Beispiel Ti(C,N) bei hoher Temperatur.
  • In einer Ausführungsform ist Titan in einer Menge von 0,01 bis 0,09 Gew.-%, basierend auf dem Gesamtgewicht der Stahlbramme, enthalten. Wenn Titan in einer Menge von weniger als 0,01 Gew.-% enthalten ist, kann die Wirkung der Zugabe von Titan unbedeutend sein, und wenn Titan in einer Menge von mehr als 0,09 Gew.-% enthalten ist, kann es zu Fehlern beim Stranggießen kommen, kann es schwierig sein, die physikalischen Eigenschaften des Stahls zu gewährleisten, kann die Dehnung des Stahls verringert sein und können Risse an der Oberfläche des Stahls auftreten.
  • Molybdän (Mo)
  • Molybdän (Mo) kann zu einer Verbesserung der Festigkeit beitragen, durch Unterdrücken einer Ausfällungsvergröberung und Erhöhen der Härtbarkeit während des Warmwalzens und Heißprägens. Molybdän (Mo) kann in einer Menge von 0,01 Gew.-% bis 0,80 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Stahlplatte, enthalten sein. Wenn der Gehalt an Molybdän (Mo) weniger als 0,01 Gew.-% beträgt, kann die Wirkung der Zugabe von Molybdän nicht richtig dargestellt werden, und wenn der Gehalt an Molybdän (Mo) mehr als 0,80
    Gew.-% beträgt, kann es dahingehend zu einem Problem kommen, dass die Kosten für die Legierung steigen, was zu einer Verringerung der Wirtschaftlichkeit führt.
  • Niob (Nb)
  • Niob (Nb) ist zum Zweck des Erhöhens der Festigkeit und Zähigkeit durch Reduzieren der Martensitpaketgröße enthalten.
  • In einer Ausführungsform ist Niob in einer Menge von 0,01 Gew.-% bis 0,09 Gew.-%, basierend auf dem Gesamtgewicht der Stahlbramme, enthalten. Wenn Niob in einer Menge von weniger als 0,01 Gew.-% enthalten ist, kann die Wirkung des Verfeinerns von Körnern des Stahls im Warmwalz- und Kaltwalzprozess unbedeutend sein, und wenn Niob in einer Menge von mehr als 0,09 Gew.-% enthalten ist, kann es im Stahlherstellungsprozess grobe Ausfällungen ausbilden, die Dehnung des Stahls verschlechtern und in Bezug auf die Produktionskosten nachteilig sein.
  • In einer Ausführungsform kann die Stahlbramme bei einer Brammen-Wiedererwärmungstemperatur (SRT) von 1200°C bis 1250°C erwärmt werden. Bei dieser Stahlbrammen-Wiedererwärmungstemperatur wird die Wirkung der Homogenisierung der Legierungselemente vorteilhaft erreicht. Wenn die Stahlbramme bei einer Temperatur von weniger als 1200°C wiedererwärmt wird, kann die Wirkung der Homogenisierung der Legierungselemente reduziert sein, und wenn die Stahlbramme bei einer Temperatur von mehr als 1250°C wiedererwärmt wird, können die Prozesskosten steigen.
  • (S20) Warmwalzschritt
  • Dieser Schritt ist ein Schritt des Warmwalzens der wiedererwärmten Stahlbramme. In einer Ausführungsform kann das Warmwalzen durch Warmwalzen der wiedererwärmten Stahlbramme bei einer Fertigwalztemperatur (FDT) von 880°C bis 950°C durchgeführt werden. Wenn das Warmwalzen bei dieser Fertigwalztemperatur durchgeführt wird, kann die Wirkung der Homogenisierung der Legierungselemente vorteilhaft erreicht werden und kann die Steifigkeit und Umformbarkeit des Stahls ausgezeichnet sein.
  • (S30) Wickelschritt
  • Dieser Schritt ist ein Schritt des Wickelns der warmgewalzten Stahlbramme, um einen warmgewalzten Coil zu erzeugen. In einer Ausführungsform kann die warmgewalzte Stahlbramme bei einer Wickeltemperatur (CT) von 680°C bis 800°C gewickelt werden. In einer Ausführungsform kann die warmgewalzte Stahlbramme innerhalb der oben beschriebenen Spanne auf die Wickeltemperatur gekühlt und anschließend gewickelt werden. Bei dieser Wickeltemperatur wird eine Umverteilung von Kohlenstoff leicht erreicht und ist es möglich, eine ausreichende warmgewalzte entkohlte Schicht zu sichern und eine Verformung des warmgewalzten Coils zu verhindern.
  • In einer Ausführungsform kann das Kühlen mittels eines wasserfreien Kühlverfahrens erfolgen, das kein Wasser verwendet. Wenn das wasserfreie Kühlverfahrens verwendet wird, kann eine entkohlte Schicht vorteilhaft gebildet werden, indem die Abkühlgeschwindigkeit des warmgewalzten Coils verringert und die Kontaktzeit zwischen der Oberfläche der warmgewalzten Stahlplatte und Sauerstoff erhöht wird. Wenn die Wickeltemperatur kleiner als 680°C ist, ist es schwierig, eine ausreichende warmgewalzte entkohlte Schicht sicherzustellen und kann es zu Verformungen des warmgewalzten Coils kommen. Wenn die Wickeltemperatur höher als 800°C ist, kann es zu einer Verschlechterung der Umformbarkeit oder Festigkeit des Stahls aufgrund von ungewöhnlichem Kornwachstum oder übermäßigem Kornwachstum kommen.
  • In einer Ausführungsform kann die warmgewalzte entkohlte Schicht des gewickelten warmgewalzten Coils von der Oberfläche aus auf eine Dicke von 10 bis 50 µm ausgebildet sein.
  • (S40) Kaltwalzschritt
  • Dieser Schritt ist ein Schritt des Abwickelns des warmgewalzten Coils, gefolgt vom Kaltwalzen, um eine kaltgewalzte Stahlplatte zu erzeugen. In einer Ausführungsform kann der warmgewalzte Coil abgewickelt und dann gebeizt werden, gefolgt vom Kaltwalzen. Das Beizen kann zum Zweck des Entfernens von Zunder durchgeführt werden, der sich auf der Oberfläche des warmgewalzten Coils gebildet hat. In einer Ausführungsform kann das Kaltwalzen auf der gebeizten warmgewalzten Stahlplatte mit einem Kaltwalzreduktionsverhältnis von 60-80% durchgeführt werden. Wenn das Kaltwalzreduktionsverhältnis weniger als 60% beträgt, ist die Wirkung des Verformens der warmgewalzten Struktur geringfügig. Wenn das Kaltwalzreduktionsverhältnis mehr als 80% beträgt, können auf der anderen Seite dahingehend Probleme auftreten, dass die für das Kaltwalzen erforderlichen Kosten steigen, die Ziehfähigkeit des Stahls abnimmt und Risse am Rand der Stahlplatte auftreten, was zu einem Brechen der Stahlplatte führt. Beim Kaltwalzvorgang kann die Dicke der warmgewalzten entkohlten Schicht abnehmen.
  • (S50) Glühschritt
  • Dieser Schritt ist ein Schritt des Glühens und Plattierens der kaltgewalzten Stahlplatte. In einer Ausführungsform kann der Glühprozess bei einer Prozesstemperatur von 740°C bis 820°C erfolgen. In einer Ausführungsform kann das Glühen bei einem Taupunkt von -15°C oder weniger in einer Gasatmosphäre erfolgen, die aus Wasserstoff und dem Rest Stickstoff zusammengesetzt ist. Wenn das Glühen in einer Gasatmosphäre erfolgt, die aus Wasserstoff und dem Rest Stickstoff zusammengesetzt ist, kann das Auftreten einer Entkohlung während des Glühvorgangs verhindert werden. Anschließend kann die geglühte Stahlplatte gekühlt werden. Das Kühlen kann z.B. mit einer Abkühlgeschwindigkeit von 5 bis 50°C/sec. erfolgen.
  • (S60) Plattierungsschritt
  • Nach Abschließen des Glühvorgangs kann ein Vorgang zum Plattieren der Stahlplatte kontinuierlich durchgeführt werden. Der Plattierungsvorgang kann durchgeführt werden, indem das Kühlen der Stahlplatte angehalten und die Stahlplatte in ein Plattierungsbad getaucht wird, mit einer Temperatur von 650°C bis 660°C. Der Plattierungsprozess kann beispielsweise ein Prozess zum Bilden einer Aluminium-Silicium-(AI-Si)-Plattierungsschicht sein, und das Plattierungsbad kann geschmolzenes Aluminium und geschmolzenes Silicium enthalten.
  • (S70) Heißprägeschritt
  • Im Heißprägeschritt wird die plattierte Stahlplatte erwärmt und in einer Form, die eine vorgegebene Form hat, heißgeprägt. Der Heißprägevorgang kann durchgeführt werden, indem die kaltgewalzte Stahlplatte geschnitten wird, um einen Rohling auszubilden, und dann der Rohling bei einer Temperatur von 850°C bis 950°C erwärmt wird, gefolgt vom Warmformen mittels einer Pressform.
  • In einer Ausführungsform kann die warmgewalzte entkohlte Schicht nach dem Heißprägeprozess von der Oberfläche aus eine Dicke von 5 bis 15 µm aufweisen. Die warmgewalzte entkohlte Schicht kann eine Mikrostruktur haben, die aus Ferrit, Bainit und Martensit zusammengesetzt ist. Aufgrund der Ferritstruktur der warmgewalzten entkohlten Schicht kann die Oberflächensprödigkeit des Heißprägeteils gemildert werden und ist eine Verbesserung der Plastizität, Biegeleistung und des Aufprallverhaltens des Heißprägeteils möglich.
  • Mittels eines Verfahrens zum Herstellen eines Heißpräaeteils hergestelltes Heißpräaeteil
  • Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung bezieht sich auf ein Heißprägeteil, das mittels des Verfahrens zum Herstellen eines Heißprägeteils hergestellt wird. In einer Ausführungsform kann das Heißprägeteil einen Stahl mit einer Zusammensetzung aufweisen, die, in Gew.-%, 0,20 bis 0,50 % Kohlenstoff (C), 0,05 bis 1,00 % Silicium (Si), 0,10 bis 2,50 % Mangan (Mn), mehr als 0 % und nicht mehr als 0,015 % Phosphor (P), mehr als 0 % und nicht mehr als 0,005 % Schwefel (S), 0,05 bis 1,00 % Chrom (Cr), 0,001 bis 0,009 % Bor (B), 0.01 bis 0,09% Titan (Ti) enthält, wobei der Rest Eisen (Fe) und unvermeidbare Verunreinigungen sind, eine oberflächenentkohlte Schicht aufweisen, die von der Oberfläche des Stahls aus zu einer Dicke von 5 bis 15 µm ausgebildet ist, und eine Zugfestigkeit (TS) von 1400 MPa oder mehr, eine Streckgrenze (YS) von 1000 MPa oder mehr und eine Dehnung (EL) von 7% oder mehr aufweisen.
  • Die Komponenten und Gehalte davon im Heißprägeteil sind gleich wie die in der Stahlbramme enthaltenen Komponenten, so dass auf die ausführliche Beschreibung davon verzichtet wird. Die oberflächenentkohlte Schicht kann aus der nach dem Warmwalzprozess gebildeten warmgewalzten entkohlten Schicht resultieren.
  • In einer Ausführungsform kann die Mikrostruktur der im Heißprägeteil vorhandenen oberflächenentkohlten Schicht aus Ferrit, Bainit und Martensit zusammengesetzt sein. Aufgrund der Ferritstruktur der oberflächenentkohlten Schicht kann zu diesem Zeitpunkt die Oberflächensprödigkeit des Heißprägeteils gemildert sein und ist eine Verbesserung der Plastizität, der Biegeleistung und des Aufprallverhaltens des Heißprägeteils möglich.
  • Beispiele
  • Im Folgenden werden die Konfiguration und die Wirkungen der vorliegenden Offenbarung anhand von bevorzugten Beispielen im Einzelnen beschrieben. Diese Beispiele werden jedoch als bevorzugte Beispiele für die vorliegende Offenbarung dargestellt und sollen nicht so ausgelegt werden, dass sie die vorliegende Erfindung in irgendeiner Weise einschränken.
  • Eine Stahlbramme, die die in der Tabelle 1 unten gezeigten Komponenten enthält, die den Zusammensetzungsbereich der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung erfüllen und wobei der Rest Eisen (Fe) und unvermeidbare Verunreinigungen sind, wurde bei einer Temperatur von 1200°C wiedererwärmt und dann einem Warmwalzprozess gemäß den in der Tabelle 2 unten gezeigten Prozessbedingungen unterzogen, wodurch Proben der Vergleichsbeispiele 1 bis 4 und der Beispiele 1 bis 4 hergestellt wurden. Insbesondere wurden die Vergleichsbeispiele 1 bis 4 mittels eines wasserbasierten Kühlverfahrens unter den folgenden Prozessbedingungen erstellt: einer Fertigwalztemperatur (FDT) von 884°C bis 889°C und einer Wickeltemperatur (CT) von 555°C bis 643°C. Das heißt, dass nach dem Fertigwalzen das Kühlen der warmgewalzten Stahlplatte durch Sprühen von Wasser im Kühlprozess durchgeführt wurde, wobei die Wickeltemperatur erreicht wurde. Die Beispiele 1 bis 4 wurden mittels eines wasserfreien Kühlverfahrens unter den folgenden Prozessbedingungen hergestellt: einer Fertigwalztemperatur (FDT) von 885°C bis 927°C und einer Wickeltemperatur (CT) von 682°C bis 797°C. Das heißt, dass nach dem Fertigwalzen das Kühlen der warmgewalzten Stahlplatte ohne Zuführen von Wasser im Kühlprozess durchgeführt wurde, wobei die Wickeltemperatur erreicht wurde. Schließlich wurden die Proben der Vergleichsbeispiele 1 bis 4 und der Beispiele 1 bis 4 bereitgestellt.
  • Darüber hinaus wurde an den warmgewalzten Proben der Vergleichsbeispiele 1 bis 4 und der Beispiele 1 bis 4 ein Kaltwalzen durchgeführt und wurde dann eine Glühbehandlung bei einer Temperatur von 765°C durchgeführt, gefolgt von einem Kühlen mit einer Geschwindigkeit von 33°C/s. Während des Kühlens wurde ein Prozess zum Ausbilden einer Aluminium-Silicium- (Al-Si)-Plattierungsschicht durchgeführt, indem jede Stahlplatte in ein Plattierungsbad eingetaucht wurde, das geschmolzenes Aluminium und geschmolzenes Silicium bei einer Temperatur von 660°C enthielt. Die Glühbehandlung wurde bei einem Taupunkt von -15°C oder weniger in einer Gasatmosphäre durchgeführt, die aus Wasserstoff und dem Rest Stickstoff zusammengesetzt war.
  • Darüber hinaus wurden die Proben der Vergleichsbeispiele 1 bis 4 und der Beispiele 1 bis 4, auf denen die Plattierungsschicht gebildet wurde, 5 Minuten lang bei einer Temperatur von 930°C erwärmt, und wurde dann jede der erwärmten Stahlplatten innerhalb einer Transferzeit von etwa 10 Sekunden in eine Heißpressform überführt, einem Heißpressen unterzogen, wobei dadurch Formteile bereitgestellt wurden. Die Formteile wurden mit einer Kühlgeschwindigkeit von 75°C/s gekühlt, wodurch Heißpressteile hergestellt wurden. [Tabelle 1]
    Komponenten (Gew.-%)
    C Si Mn S P Cr B Ti
    0,23 0,25 1,25 0,003 0,011 0,21 0,0031 0,030
    [Tabelle 2]
    Klassifizierung Kühlverfahren Fertigwalztemperatur (°C) Wickeltemperatur (°C)
    Vergleichsbeispiel 1 Mit Verwendung von Wasser 889 555
    Vergleichsbeispiel 2 Mit Verwendung von Wasser 884 562
    Vergleichsbeispiel 3 Mit Verwendung von Wasser 886 605
    Vergleichsbeispiel 4 Mit Verwendung von Wasser 885 643
    Beispiel 1 Ohne Verwendung von Wasser 885 682
    Beispiel 2 Ohne Verwendung von Wasser 885 720
    Beispiel 3 Ohne Verwendung von Wasser 927 797
    Beispiel 4 Ohne Verwendung von Wasser 917 760
  • Für die Proben der Vergleichsbeispiele 1 bis 4 und der Beispiele 1 bis 4 wurden die Korngröße und die warmgewalzte entkohlte Schichtdicke von jeder der warmgewalzten Stahlplatten vor dem Kaltwalzprozess nach dem Warmwalzprozess gemessen. Darüber hinaus wurde für die Proben der Vergleichsbeispiele 1 bis 4 und der Beispiele 1 bis 4 vor dem Kaltwalzprozess nach dem Warmwalzprozess beobachtet, ob Verformungsfehler bei jedem Coil auftreten würden oder nicht. Darüber hinaus wurde für die Proben der Vergleichsbeispiele 1 bis 4 und der Beispiele 1 bis 4 der Mikrostrukturanteil nach Abschließen des Heißprägeprozesses gemessen. Die Messung wurde mittels eines bekannten systematischen manuellen ASTM E562-11 - Punktzählverfahrens durchgeführt. Für jede der Proben der Vergleichsbeispiele 1 bis 4 und der Beispiele 1 bis 4 wurden zehn Bilder von 500 µm × 500 µm aufgenommen und die Flächenanteile der Mikrostrukturen daraus gemessen. Der Durchschnittswert der gemessenen Flächenanteile für jede Probe ist in der nachfolgenden Tabelle 3 gezeigt.
  • Bezugnehmend auf die nachfolgende Tabelle 3 ist zu erkennen, dass bei einem Vergleich der Beispiele 1 bis 4 mit den Vergleichsbeispielen 1 bis 4 die Beispiele 1 bis 4 ähnliche Korngrößen wie die Vergleichsbeispiele 1 bis 4 aufweisen, wobei jedoch die Beispiele 1 bis 4 relativ dickere warmgewalzte entkohlte Schichten haben. Im Fall der Vergleichsbeispiele 1 bis 4 traten nach dem Warmwalzprozess Coilverformungsfehler auf, wohingegen im Fall der Beispiele 1 bis 4 keine Coilverformungsfehler auftraten. [Tabelle 3]
    Klassifizierung Beobachtung nach Warmwalzprozess Beobachtung nach Plattierungsprozess Beobachtung nach Heißprägeprozess
    Ob nach dem Warmwalzprozess Coilverformungsfehler auftreten würden oder nicht Korngröße (µm) Warm gewalzte entkohlte Schicht (µm) Nach dem Plattierungsvorgang verbleibende entkohlte Schicht (µm) Ferrit-Flächenanteil (%) Bainit-Flächenanteil (%) Martensit-Flächenanteil (%)
    Vergleichsbeispiel 1 Aufgetreten 17 2-3 0 7,5% 17,5% 75%
    Vergleichsbeispiel 2 Aufgetreten 18 3-4 0 6,5% 15,5% 78%
    Vergleichsbeispiel 3 Aufgetreten 18 3-4 0 7% 16,5% 76,5%
    Vergleichsbeispiel 4 Aufgetreten 18 4-5 0 7,5% 17% 75,5%
    Beispiel 1 Nicht aufgetreten 18 8-12 2-4 10,5% 17% 72,5%
    Beispiel 2 Nicht aufgetreten 18 12-18 4-6 13,5% 19% 67,5%
    Beispiel 3 Nicht aufgetreten 19 18-34 6-11 16% 21% 63%
    Beispiel 4 Nicht aufgetreten 18 15-24 5-8 15% 21,5% 63,5%
  • Die Ergebnisse der Beobachtung nach dem Kaltwalz-, dem Glüh- und dem Plattierungsprozess zeigten, dass eine Verringerung der Dicke der warmgewalzten entkohlten Schicht in jeder Probe der Vergleichsbeispiele 1 bis 4 und der Beispiele 1 bis 4 auftrat. Es wird berücksichtigt, dass die Dicke des warmgewalzten Stahlblechs durch das Kaltwalzen verringert wurde und damit auch die Dicke der warmgewalzten entkohlten Schicht verringert wurde. Im Fall der Proben der Vergleichsbeispiele 1 bis 4 wurde beobachtet, dass die warmgewalzte entkohlte Schicht nach dem aufeinanderfolgenden Durchführen des Kaltwalz-, des Glüh- und des Plattierungsprozesses mit einer sehr geringen Dicke zurückblieb. Auf der anderen Seite wurde nach dem Abschließen des Kaltwalz-, des Glüh- und des Plattierungsprozesses in den Proben der Beispiele 1 bis 4 eine entkohlte Restschicht mit einer Dicke von 2 bis 11 µm beobachtet.
  • Nach dem Heißprägen konnten die bereitgestellten Proben der Vergleichsbeispiele 1 bis 4 und der Beispiele 1 bis 4 eine Mischstruktur aus Ferrit, Bainit und Martensit aufweisen. Der Flächenanteil von Ferrit in den Proben der Beispiele 1 bis 4 war relativ höher als derjenige in den Vergleichsbeispielen 1 bis 4, und der Flächenanteil von Martensit in den Proben der Beispiele 1 bis 4 war relativ gering.
  • Indes erfüllten die hergestellten Heißprägeteile der Vergleichsbeispiele 1 bis 4 und der Beispiele 1 bis 4 alle die folgenden gewünschten mechanischen Eigenschaften: eine Zugfestigkeit (TS) von 1400 MPa oder mehr, eine Streckgrenze (YS) von 1000 MPa oder mehr und eine Dehnung (EL) von 7% oder mehr.
  • Darüber hinaus wurde für die Heißprägeteile der Vergleichsbeispiele 1 bis 4 und der Beispiele 1 bis 4 ein Aufprallsimulationstest durchgeführt. 2 zeigt eine Vorrichtung zum Durchführen eines Aufprallsimulationstests für den Stahl der vorliegenden Offenbarung. Für jedes der Beispiele 1 bis 4 und der Vergleichsbeispiele 1 bis 4 wurde eine Probe 210 mit einer Länge von 30 mm und einer Breite von 60 mm bereitgestellt und auf einem Paar von Walzen 220 mit einem Radius von 15 mm und in einem seitlichen Abstand voneinander in einem vorbestimmten Abstand angeordnet. Der seitliche Abstand kann beispielsweise proportional zu der Dicke der Probe 210 sein. Als ein Beispiel kann der seitliche Abstand des Paares von Walzen 220 auf einen Wert von 0,5 mm plus zweimal die Dicke der Probe 210 festgelegt sein. Anschließend wurde unter Verwendung einer in 2 gezeigten Testvorrichtung 1 ein Aufprallsimulationstest durchgeführt, bei dem Verformung und Bruch gemessen wurden, während durch Aufbringen einer Last mit einem Biegestempel 230 mit einem Stempelradius von 0,4 mm an einem Ende davon auf die Probe 210 von jedem der Beispiele 1 bis 4 und der Vergleichsbeispiele 1 bis 4 gedrückt wurde. Die Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle 4 gezeigt. [Tabelle 4]
    Klassifizierung Aufprallverhaltensimulation (Formkühlmaterial)
    Last (kN) Verschiebung (mm) Biegewinkel (°) Energie (J)
    Vergleichsbeispiel 1 7,9 7,1 61,6 53,8
    Vergleichsbeispiel 2 7,9 6,9 59,6 51,8
    Vergleichsbeispiel 3 7,9 7,1 60,9 52,6
    Vergleichsbeispiel 4 7,9 7,1 60,5 52,3
    Beispiel 1 7,9 7,3 63,8 56,1
    Beispiel 2 8,1 7,8 68,7 58,5
    Beispiel 3 8,1 7,5 62,6 57,8
    Beispiel 4 8,1 7,6 63,2 56,3
  • Wie in den Tabellen 3 und 4 oben zu sehen ist, zeigten bei einem Vergleich der Beispiele 1 bis 4 mit den Vergleichsbeispielen 1 bis 4 die Beispiele 1 bis 4, die eine relativ dicke, oberflächenentkohlte Schicht aufwiesen, im Vergleich zu den Vergleichsbeispielen 1 bis 4 relativ gute Werte in Bezug auf Werte der Last, Verschiebung, Biegewinkel und Biegeenergie, und zeigten insbesondere eine Verbesserung des Aufprallverhaltens um etwa 10% oder mehr in Bezug auf die Energie.
  • Test zur Beobachtung der Querschnittsstruktur
  • Die 3A bis 3C zeigen die Ergebnisse der Beobachtung von Veränderungen der Querschnittsstruktur der entkohlten Schicht nach dem Warmwalz-, dem Kaltwalz- und dem Heißprägeprozess gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Die 4A bis 4C zeigen die Ergebnisse der Beobachtung von Veränderungen der Querschnittsstruktur der entkohlten Schicht nach dem Warmwalzprozess, dem Kaltwalzprozess und dem Heißprägeprozess einer vergleichenden Ausführungsform für die vorliegende Offenbarung.
  • Als eine Ausführungsform ist die 3A ein Querschnittsbild, das nach dem Unterziehen einer Stahlbramme mit der in der Tabelle 1 oben gezeigten Zusammensetzung einem Warmwalzverfahren durch Fertigwarmwalzen bei einer Temperatur von 920°C, Kühlen ohne die Verwendung von Wasser und Wickeln bei einer Wickeltemperatur von 755°C erhalten wird. Wie darin zu sehen ist, wurde eine warmgewalzte entkohlte Schicht mit einer Dicke (T1 ) von 13 µm in der warmgewalzten Stahlplatte beobachtet. 3B ist ein Querschnittsbild, das nach zusätzlichem Durchführen eines Kaltwalzprozesses, eines Glühprozesses bei einer Temperatur von 765°C und eines Aluminium-Silicium-Plattierungsschicht-Ausbildungsprozesses bei einer Temperatur von 660°C erhalten wird. Wie darin zu sehen ist, wurde eine warmgewalzte entkohlte Schicht mit einer Dicke (T2 ) von 6 µm in der kaltgewalzten Stahlplatte beobachtet. 3C ist ein Querschnittsbild, das nach dem zusätzlichen Durchführen einer Heißprägebehandlung erhalten wird. Wie darin zu sehen ist, wurde eine warmgewalzte entkohlte Schicht mit einer Dicke (T3 ) von 6 µm in dem Heißpressteil beobachtet.
  • Als eine vergleichende Ausführungsform ist 4A ein Querschnittsbild, das nach dem Unterziehen einer Stahlbramme mit der oben in der Tabelle 1 oben gezeigten Zusammensetzung einem Warmwalzverfahren durch Fertigwarmwalzen bei einer Temperatur von 880°C, Kühlen unter Verwendung von Wasser und Wickeln bei einer Wickeltemperatur von 600°C erhalten wird. Wie darin zu sehen ist, wurde eine warmgewalzte entkohlte Schicht mit einer Dicke (T4 ) von 3 µm in der warmgewalzten Stahlplatte beobachtet. 4B ist ein Querschnittsbild, das nach dem zusätzlichem Durchführen eines Kaltwalzprozesses, eines Glühprozesses bei einer Temperatur von 765°C und eines Aluminium-Silicium-Plattierungsschicht-Ausbildungsprozesses bei einer Temperatur von 660°C erhalten wird. Wie darin zu sehen ist, wurde in der kaltgewalzten Stahlplatte eine warmgewalzte, entkohlte Schicht mit einer sehr geringen Dicke beobachtet. 4C ist ein Querschnittsbild, das nach dem zusätzlichen Durchführen einer Heißprägebehandlung erhalten wird. Wie darin zu sehen ist, wurde im Heißprägeteil nach der Heißprägebehandlung eine warmgewalzte, entkohlte Schicht mit einer sehr geringen Dicke beobachtet.
  • 5 ist ein Diagramm, das den Zusammenhang zwischen der Dicke einer warmgewalzten entkohlten Schicht und der Wickeltemperatur gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt. 5 ist ein Verteilungsdiagramm, das durch Messen der Dicke einer entkohlten Schicht nach dem Warmwalzprozess für insgesamt 78 Proben in den Vergleichsbeispielen 1 bis 4 und den Beispielen 1 bis 4, die oben beschrieben sind, und durch Auswerten der gemessenen Dicke in Abhängigkeit von der Wickeltemperatur erhalten wurde. Anschließend wurde eine Regressionsanalyse am Verteilungsdiagramm der 5 durchgeführt, um den folgenden Vergleichsausdruck zu erhalten: T = − 3,015 + 0,078 * e ( 0,0075 * CT )
    Figure DE112017007697T5_0001
    CT: Wickeltemperatur (°C), T: Dicke (µm) der warmgewalzten entkohlten Schicht.
  • Unter Bezugnahme auf die 5 kann bestätigt werden, dass mit steigender Wickeltemperatur die Dicke der warmgewalzten entkohlten Schicht exponentiell zunimmt.
  • 6 ist ein Verteilungsdiagramm, das die Veränderungen der Dicke einer entkohlten Schicht nach einem Warmwalzprozess und einem Kaltwalzprozess in Abhängigkeit von der Wickeltemperatur gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt. Bezugnehmend auf die 6 ist ein erstes Verteilungsdiagramm 610 identisch mit dem Verteilungsdiagramm der 5. Ein zweites Verteilungsdiagramm 620 ist ein Diagramm, das eine entkohlte Schicht zeigt, die in Abhängigkeit von der Warmwalz-/Wickeltemperatur im Stahl verbleibt, nachdem zusätzlich ein Kaltwalzprozess, ein Glühprozess bei einer Temperatur von 765°C und ein Aluminium-Silicium-Plattierungsschicht-Ausbildungsprozess bei einer Temperatur von 660°C an jedem der warmgewalzten Proben der Vergleichsbeispiele 1 bis 4 und der Beispiele 1 bis 4 durchgeführt wurden, aus denen das erste Verteilungsdiagramm 610 erhalten wurde.
  • Bezugnehmend auf die 6 kann bestätigt werden, dass in dem Fall, in dem die Wickeltemperatur während des Warmwalzprozesses unter 680°C lag, beim Durchführen des Kaltwalzprozesses, des Glühprozesses und des Plattierungsprozesses die Dicke der warmgewalzten entkohlten Schicht auf eine sehr geringe Dicke reduziert wurde. Dementsprechend kann es schwierig sein, die Wirkung der Verbesserung des Aufprallverhaltens des Heißprägeprodukts durch die verbleibende warmgewalzte entkohlte Schicht zu gewährleisten.
  • Es wird angemerkt, dass die vorliegende Offenbarung nicht nur die offenbarten Ausführungsformen, sondern auch verschiedene Modifizierungen und äquivalente andere Ausführungsformen umfasst, die ein Fachmann auf dem Gebiet aus den offenbarten Ausführungsformen ableiten kann. Daher ist der technische Schutzumfang der vorliegenden Erfindung durch die folgenden Ansprüche zu definieren.
  • 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
    • KR 1304621 [0003]

Claims (8)

  1. Verfahren zum Herstellen eines Heißprägeteils, aufweisend die folgenden Schritte: (a) Wiedererwärmen einer Stahlbramme bei einer Temperatur von 1200°C bis 1250°C (S10), wobei die Stahlbramme, in Gew.-%, 0,20 bis 0,50 % Kohlenstoff (C), 0,05 bis 1,00% Silicium (Si), 0,10 bis 2,50 % Mangan (Mn), mehr als 0 % und nicht mehr als 0,015 % Phosphor (P), mehr als 0 % und nicht mehr als 0,00 5% Schwefel (S), 0,05 bis 1,00 % Chrom (Cr), 0,001 bis 0,009 % Bor (B), 0,01 bis 0,09% Titan (Ti) und einen Rest aus Eisen (Fe) und unvermeidbaren Verunreinigungen aufweist, b) Fertigwalzen der wiedererwärmten Bramme bei einer Temperatur von 880°C bis 950°C (S20), (c) Kühlen der warmgewalzten Stahlplatte ohne Verwendung von Wasser und Wickeln der gekühlten Stahlplatte bei einer Temperatur von 680°C bis 800°C, um eine warmgewalzte entkohlte Schicht auf einer Oberfläche der Stahlplatte auszubilden (S30), (d) Beizen der gewickelten Stahlplatte, gefolgt von Kaltwalzen (S40), e) Glühen der kaltgewalzten Stahlplatte in einer reduzierenden Atmosphäre (S50), (f) Plattieren der geglühten Stahlplatte (S60) und g) Heißprägen der plattierten Stahlplatte (S70).
  2. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die Bramme ferner eines oder mehrere von 0,01 bis 0,80 Gew.-% Molybdän (Mo) und 0,01 bis 0,09 Gew.-% Niob (Nb) aufweist.
  3. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die warmgewalzte entkohlte Schicht ausgebildet wird, um in Schritt (c) von der Oberfläche aus eine Dicke von 10 bis 50 µm zu haben.
  4. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die warmgewalzte entkohlte Schicht nach dem Schritt (g) von der Oberfläche aus eine Dicke von 5 bis 15 µm hat.
  5. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei eine Mikrostruktur der warmgewalzten entkohlten Schicht nach dem Schritt (g) eine Mischstruktur aufweist, die aus Ferrit, Bainit und Martensit zusammengesetzt ist.
  6. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das Glühen in Schritt (e) bei einem Taupunkt von -15°C oder weniger in einer Gasatmosphäre durchgeführt wird, die aus Wasserstoff und einem Rest Stickstoff zusammengesetzt ist.
  7. Heißprägeteil, aufweisend einen Stahl mit einer Zusammensetzung, die, in Gew.-%, 0,20 bis 0,50 % Kohlenstoff (C), 0,05 bis 1,00 % Silicium (Si), 0,10 bis 2,50 % Mangan (Mn), mehr als 0 % und nicht mehr als 0,015% Phosphor (P), mehr als 0% und nicht mehr als 0,005% Schwefel (S), 0,05 bis 1,00% Chrom (Cr), 0,001 bis 0,009% Bor (B), 0,01 bis 0,09% Titan (Ti) aufweist, wobei der Rest Eisen (Fe) und unvermeidbare Verunreinigungen sind, wobei das Heißpressteil eine oberflächenentkohlte Schicht aufweist, die ausgebildet ist, um von einer Oberfläche des Stahls aus eine Dicke von 5 bis 15 µm zu haben, und eine Zugfestigkeit (TS) von 1400 MPa oder mehr, eine Streckgrenze (YS) von 1000 MPa oder mehr und eine Dehnung (EL) von 7% oder mehr aufweist.
  8. Heißprägeteil gemäß Anspruch 7, wobei eine Mikrostruktur der oberflächenentkohlten Schicht eine Mischstruktur aufweist, die aus Ferrit, Bainit und Martensit zusammengesetzt ist.
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