EP1786936B1 - Verfahren zum presshärten von bauteilen aus stahlblech - Google Patents

Verfahren zum presshärten von bauteilen aus stahlblech Download PDF

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EP1786936B1
EP1786936B1 EP05770058A EP05770058A EP1786936B1 EP 1786936 B1 EP1786936 B1 EP 1786936B1 EP 05770058 A EP05770058 A EP 05770058A EP 05770058 A EP05770058 A EP 05770058A EP 1786936 B1 EP1786936 B1 EP 1786936B1
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EP
European Patent Office
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component
die
workpiece
form hardening
forming
Prior art date
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EP05770058A
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Robert Vehof
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Voestalpine Metal Forming GmbH
Original Assignee
Voestalpine Metal Forming GmbH
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Publication date
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Publication of EP1786936B1 publication Critical patent/EP1786936B1/de
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    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D22/00—Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
    • B21D22/20—Deep-drawing
    • B21D22/26—Deep-drawing for making peculiarly, e.g. irregularly, shaped articles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D22/00—Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
    • B21D22/02—Stamping using rigid devices or tools
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    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/62—Quenching devices
    • C21D1/673—Quenching devices for die quenching
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C21D7/00—Modifying the physical properties of iron or steel by deformation
    • C21D7/13—Modifying the physical properties of iron or steel by deformation by hot working
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    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
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    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
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    • C21D8/04—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips to produce plates or strips for deep-drawing
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    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/0068—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for particular articles not mentioned below
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/18—Hardening; Quenching with or without subsequent tempering

Definitions

  • the invention relates to a method for producing hardened components from sheet steel, and to an apparatus for carrying out the method,
  • the most widely used raw material in bodybuilding is steel. With no other material can be in such large areas cost components with different material properties available.
  • a perspective, in particular for bodies in the automotive industry are components made of steel sheet with a strength depending on the alloy composition in a range of 1000 up to 2000 MPa.
  • a scale layer forms on the surface. This is removed after forming and cooling. This is usually done with sandblasting. Before or after this descaling, the final trimming and the insertion of holes is carried out. If the final trimming and the insertion of the holes are carried out before sandblasting, it is disadvantageous that the cut edges and hole edges are affected. Irrespective of the sequence of the processing steps after curing, it is disadvantageous in descaling by sand blasting and comparable methods that the component is often warped in this way. After the mentioned processing steps takes place a so-called piece coating with a corrosion protection layer. For example, a cathodically effective corrosion protection layer is applied.
  • the post-processing of the cured component is extremely expensive and is subject to very high wear due to the hardening of the component. Furthermore, it is disadvantageous that the piece coating usually causes a corrosion protection, which is not particularly pronounced. In addition, the layer thicknesses are not uniform, but fluctuate over the component surface.
  • this method it is also known to cold form a component from a sheet metal blank and then heat to the Austenitmaschinestemperatur and then cool rapidly in a calibration tool, wherein the calibration tool is responsible for the component, which is warped by the warm-up, with respect the reshaped areas are calibrated. Subsequently, the post-processing described above. Compared with the method described above, this method allows more complex geometries, since essentially only linear shapes can be produced during simultaneous forming and hardening, but complex shapes can not be realized in such forming processes.
  • a method for producing a hardened steel component in which a sheet of hardenable steel is heated to the hardening temperature and then placed in a shaping device in which the sheet is formed into the desired final shape, being simultaneously rapidly cooled during the forming, so that a martensitic or bainitic structure is obtained while the sheet remains in the molding apparatus.
  • a starting material for example, a boron-alloyed carbon steel or carbon manganese steel.
  • the deformation is preferably a compression but can also be used with other methods.
  • the forming and cooling should preferably be carried out and carried out so rapidly that a fine-grained martensitic or bainitic structure is obtained.
  • From the EP 1 253 208 A1 is a method for producing a hardened sheet metal profile from a board, which is hot formed and cured in a pressing tool to the sheet metal profile known.
  • On the sheet metal profile projecting reference points or collars are generated from the plane of the board, which serve for positional orientation of the sheet metal profile in subsequent manufacturing operations.
  • the collars should be formed during the forming process of non-perforated areas of the board, the reference points are generated in the form of marginal stampings or as enforcements or collar in the sheet metal profile.
  • the hot forming and hardening in the pressing tool should generally have advantages due to the efficient by the combination of forming and tempering process in a tool operation. Due to the clamping of the sheet metal profile in the tool and due to thermal stresses, however, it should come to not exactly predeterminable delay on the component. This can adversely affect downstream manufacturing operations, which is why the reference points are created on the sheet metal profile.
  • a method for producing locally reinforced sheet metal formed parts wherein the base sheet of the structural part connected in a flat state with the reinforcing sheet and defined this so-called patched composite sheet is then formed together.
  • the patched composite sheet is heated to at least about 800 to 850 ° C before forming, quickly inserted, rapidly formed in the warm state and then with mechanical maintenance of the forming state
  • Contacting with the internally forced-cooled forming tool defines cooled.
  • the extent relevant temperature range 800 to 500 ° C is to be traversed with a defined cooling rate.
  • the step of connecting reinforcing sheet and base sheet should be readily integrated in the forming process, wherein the parts are brazed together whereby an effective corrosion protection at the contact zone can be achieved at the same time.
  • the tools are very expensive, in particular due to the defined internal cooling.
  • a method and apparatus for pressing and hardening a steel part are known.
  • the aim is to press and harden sheet steel pieces in the form of avoiding the disadvantages of known methods, in particular that parts made of steel sheet are produced in successive separate steps for compression molding and hardening.
  • the cured or quenched products show a delay to the desired shape, so that additional steps are required.
  • it is intended to place a piece of steel, after the piece has been heated to a temperature attaining its austenitic condition, between a pair of cooperating mold members, whereupon the piece is pressed and at the same time heat is rapidly dissipated from the piece to the mold pieces.
  • the mold parts are kept at a cooling temperature throughout the process, so that a quenching effect is exerted on the piece under a molding pressure.
  • a method for producing a part having very high mechanical properties which part is to be produced by punching a strip from a rolled steel sheet, and in particular a hot-rolled and coated part with a metal or metal alloy coated, which is to protect the surface of the steel, wherein the steel sheet is cut to obtain a steel sheet preform, the steel sheet preform is cold or hot formed and either after hot working cooled and cured or heated after cold working and then cooled.
  • An intermetallic alloy is to be applied to the surface before or after forming and to provide protection against corrosion and steel decarburization, which intermetallic mixture may also have a lubricating function. Subsequently, the supernatant material is removed from the molding.
  • the coating should generally be based on zinc or zinc-aluminum.
  • a method of manufacturing a rolled steel strip component, and in particular a hot rolled strip is known.
  • the aim is to be able to offer rolled steel sheets of 0.2 to 2.0 mm thickness, which are coated inter alia after hot rolling and which are subjected to deformation either cold or hot, followed by a thermal treatment, wherein the increase in Temperature without steel decarburization and without oxidation of the surface of the aforementioned sheets before, during and after the hot deformation or the thermal treatment to be secured.
  • the sheet should be provided with a metal or a metal alloy, which ensures the protection of the surface of the sheet, then the sheet is subjected to a temperature increase for the forming, then a transformation of the sheet are performed and the part are finally cooled.
  • the coated sheet is to be pressed while hot and the part formed by the deep drawing to be cooled to be cured and that at a speed which is higher than the critical curing rate.
  • this steel sheet is also a Specified steel alloy, which should be suitable, this steel sheet to be austenitized at 950 ° C before it is deformed and hardened in the tool.
  • the applied coating should consist in particular of aluminum or an aluminum alloy, whereby not only an oxidation and decarburization protection, but also a lubricating effect should result.
  • the sheet metal part after heating to the austenitizing temperature, cold forming as shown in this document but is generally not possible with hot-dip aluminized sheet, as the mecanicaluminATOR layer has too low ductility for greater deformation.
  • deep-drawing processes of more complex shapes can not be realized with such sheets in the cold state.
  • the steel used should be an air-hardening steel, which may be heated under a protective gas atmosphere in order to avoid scaling during heating. Otherwise, a scale layer is descaled in front of the mold component after hot working of the mold component.
  • the component blank is shaped close to the final contour, "near net shape" being understood to mean that those parts of the geometry of the finished component which are associated with a macroscopic flow of material completely into the component blank after completion of the cold forming process are formed. After the completion of the cold forming process, only slight form adaptations are required to produce the three-dimensional shape of the component, which require a minimal local material flow.
  • Such a Touchier briefly requires a long, very labor intensive incorporation of the tool in which it is determined by means of applied paint, which areas of the component not yet fully rest against the tool. Accordingly, the surface must be constantly corrected. Nevertheless, all known press hardening methods have in common that it often and without it being predictable, despite the most careful incorporation to delay and cut edge offset, so that components are particularly twisted after molding and the cut edges are offset. Because of the great hardness such parts can not be reworked and, for example, be addressed. The post-processing in the known methods is limited to the final trimming by means of laser.
  • the object of the invention is to provide a method for producing hardened components made of sheet steel, which greatly reduces the training time of the tools, reduces tool wear and reliable components with high dimensional accuracy and accuracy and delivers without delay, with a post-processing of the workpieces can be omitted ,
  • the inventive method provides to heat the preformed and deep-drawn in particular components to the temperature necessary for curing and then to transfer into a tool.
  • the route of the as full-surface clamping or pressing as possible is eliminated and selectively pressed over part of the area. This can be reliably clamped and held in areas where is clamped with a very high pressure. This, however, preferably with a locally high pressure that possibly displaced material, bumps or local excesses and quasi forged.
  • the material works easily in the surface of the mold, so that the friction between the mold and the workpiece increases. The material is thus adjusted in the pressed area to a uniform maximum thickness.
  • the total required pressure of the press can be lower than in full-surface processes, so that significantly cheaper presses can be used.
  • the component is held clamped at least in the area of the cutting edges. Cut edges in the sense of the invention are both outer edges and holes or their edges.
  • the component can also be selectively clamped over its length or its surface.
  • clamping areas can be linear or grid-like over the entire surface or partial surfaces of the workpiece.
  • the component can be formed in the pressed areas with a hardness ranges or hardness profiles adapted to the best possible crash behavior. For example, it is possible to press along the main stress lines or force flow lines and thereby generate a higher degree of hardness. Furthermore, twisting can be prevented by this pressing or clamping, in particular during the molding of the workpiece.
  • the non-pressed areas which have a lower strength due to a possibly lower cooling rate, can form a deformation reserve of the component, so that a loaded hardened component does not break as usual in the case of homogeneously hardened or press-hardened components - but only slightly deforms. This prevents the component from separating in the event of an accident.
  • the component In the areas in which the component is not pressed, it is either on one side of a mold half and is spaced from the other mold half with an air gap or is spaced from both mold halves with an air gap.
  • the workpiece in the region in which a pressing does not take place, it is intended to support the component at least in the area of the positive radii of regions of the tool or of the mold halves.
  • the workpiece In areas of saddle points which have a narrow radius, for example 0.5 to 30 mm, the workpiece is advantageously pressed or clamped.
  • Saddle points are here defined so that in the area of a saddle point or saddle area, the workpiece has a positive radius with respect to two spatial axes.
  • the air gap or gaps are formed with a width of at least 0.02 mm and preferably 0.1 to 2.5 mm or larger.
  • the forming of the components as well as the trimming and punching of the components is carried out essentially or completely in the uncured state.
  • the relatively good deformability of the sheet metal material used in the unhardened state allows the realization of complex component geometries and replaces expensive subsequent trimming in the hardened state by significantly less expensive mechanical cutting operations before the hardening process.
  • a cutting operation such as the creation of a hole or cut, ie within the sheet, or the cutting of a part or the entire outer contour in the warm state can take place.
  • the mold halves in the clamping areas have corresponding recesses which receive the cutting tool.
  • a cutting tool is provided adjacent to the clamping area, outside the clamping area.
  • the hot cut is preferably carried out at component temperatures between 380 ° C and 800 ° C.
  • the unavoidable dimensional changes due to the heating of the component are already taken into account in the forming of the cold sheet, so that the component is made approximately 0.6 to 1.0% smaller and in particular 0.8% smaller than the final dimensions. At least the expected thermal expansion during forming is considered. However, the component is completely contoured and cut except for the reduction.
  • the component in the first embodiment after cold forming is about 0.8% smaller than the nominal final dimensions of the finished, hardened component.
  • Smaller here means that the component after cold forming in all three spatial axes is thus three-dimensionally finished molded.
  • the thermal expansion is thus considered equally for all three spatial axes.
  • the thermal expansion by, for example, the incomplete closure of the mold can not be considered for all spatial axes, as here only in the Z direction, by an incomplete formation, a Stretching could be considered.
  • the three-dimensional geometry or contour of the tool is preferably made smaller in all three spatial axes.
  • the uncured, galvanized special sheet is first cut into blanks.
  • the processed boards may be rectangular, trapezoidal or shaped boards.
  • all known cutting processes can be used.
  • cutting processes are used which do not introduce so much heat into the sheet during the cutting process that hardening occurs.
  • the final trimming is carried out in said conventional tools.
  • the molded part which has been formed in the cold state, is manufactured smaller than the nominal one by 0.8 Geometry of the end component, so that the thermal expansion during heating is compensated thereby.
  • the moldings produced by the processes mentioned should be cold formed, the dimensions of which are within the required by the customer for the finished part tolerance field. If larger tolerances occur in the aforesaid cold forming, they may be partially corrected later, minimally, during the molding hardening process, which will be discussed later. However, the tolerance correction in the mold hardening process is preferably performed only for shape deviations. Such form deviations can thus be corrected in the manner of a hot calibration.
  • the correction process should as far as possible be limited to one bending operation, wherein cutting edges that are dependent on the amount of material (in relation to the forming edge) should not and can not subsequently be influenced, ie, if the geometry of the cutting edges in the parts is not correct , in the form hardening tool no correction can be made.
  • the tolerance range with respect to the cutting edges corresponds to the tolerance range during the cold forming and the shape hardening process.
  • a flange is formed. After the formation of the flange, the outer trimming is carried out in the region of the flange.
  • This has the advantage that is cut in this section parallel to the opening and closing direction of the mold. Even with components in which a flange is actually not desired, it may still be advantageous in the cold state, this flange for the purpose of just described To produce cut.
  • the flange is then removed later in the course of the mold hardening process, as will be described below.
  • the deformed and cut part is heated to an annealing temperature above 780 ° C, especially 800 ° C to 950 ° C, and held at that temperature for a few seconds to a few minutes, at least until a desired austenitization has occurred ,
  • the component expands by 1%, so that it has an excess of 0.2% after annealing and shortly before insertion.
  • the component After the annealing process, the component is subjected to the inventive form hardening step.
  • a part is first removed by a robot from a conveyor belt and placed in a marking station, so that each part can be traceably marked before it is hardened. Subsequently, the robot places the part on an intermediate carrier, wherein the intermediate carrier runs over a conveyor belt in an oven and the part is heated.
  • a continuous furnace with convection heating for example, a continuous furnace with convection heating is used.
  • any other heat aggregates or ovens can be used, in particular ovens, in which the moldings are heated electromagnetically or with microwaves.
  • the molding passes through the furnace on the support, the support being provided so that the corrosion protection coating is not transferred to rolls of the continuous furnace or is rubbed off by it during heating.
  • the parts are heated to a temperature which is above the austenitizing temperature of the alloy used.
  • the parts After the parts have been heated to maximum temperature, they must be cooled above a certain minimum temperature (> 700 ° C) with a minimum cooling rate of> 20K / s to ensure complete hardening. This cooling rate is achieved during the subsequent mold hardening.
  • a robot takes the part, depending on the thickness at 780 ° C to 950 ° C, especially 860 ° C to 900 ° C from the oven and places it in the mold hardening tool.
  • the molded part loses approximately 10 ° C. to 80 ° C., in particular 40 ° C., wherein the robot for insertion is preferably designed such that it inserts the part accurately into the mold hardening tool at high speed.
  • the molded part is placed by the robot on a part lifter and then quickly shut down the press, the part lifter displaced and the part is fixed. This will ensure that the component is properly positioned and guided until the tool is closed.
  • the part By the time the press and thus the mold hardening tool are closed, the part still has a temperature of at least 780 ° C.
  • the surface of the tool has a temperature of less than 50 ° C, whereby the part is rapidly cooled to 80 ° C to 200 ° C.
  • the component After completion of the austenite / martensite transformation, ie below 250 ° C, the component can already be removed. In this way, in contrast to the prior art, time can be saved.
  • the part can also be kept until further cooling in the tool.
  • the air gaps can be purged with gas and in particular inert gases. Optionally, the gases can cause a cooling effect.
  • the tool is in this case loaded at the points where it rests on the workpiece by thermal shock, wherein the inventive method allows, in particular when no forming steps are carried out in the mold hardening step, interpret the tool respect. Its base material to a high thermal shock resistance. In conventional methods, the tools must also have a high abrasion resistance, but in the present case does not play a significant role and thus reduces the cost of the tool.
  • a hot forming still take place.
  • the trimming can be carried out perpendicular to the opening and closing direction of the mold, which allows a particularly accurate, accurate and simple cut.
  • this formed flange in the hot component which has been inserted into the mold, correspondingly reshaped or applied to the mold when closing the mold without the To stretch material.
  • a slide correspondingly exists, wherein the mold for the mold hardening process is first closed so far that the component is already held for example in a certain range of the upper mold and then the slides are retracted, the Press the flange against the mold on which the component rests. Since the component is clamped anyway in the area of the cutting edges, the slides take over this clamping in this area, whereby the clamping and / or the subsequent forced shrinking surprisingly succeeds so well that the previously existing bending edge of the flange hardly affects the finished component visible and verifiable.
  • a robot takes the parts out of the press and places them on a rack, where they continue to cool. Cooling may be accelerated, if desired, by additional blowing of air or immersion in liquids.
  • protruding tabs for the placement of the component may be provided on the parts lifter on the component. These parts are at least hardened in the area in which they are connected to the actual component.
  • a component to be cured is cold-formed and cut.
  • the component In the cold state, ie before curing, the component has an immanent hardness on conventional steel sheet. In this state, the sheet can cut relatively well and also reshape and deep-draw (in particular FIG. 10 ).
  • the component is formed in all three spatial axes about 0.8% smaller than it should be the final geometry.
  • the component In order to subsequently cure the component, the component is heated to the austenitizing temperature and, in particular, for example above 900 ° C. The heating of the component is carried out so that the change in length of the material is completed by the structural change that takes place by austenitizing ( FIG. 1 ). In FIG. 1 it can be seen that with sample components at about 750 ° C, the initially linear thermal expansion decreases with increasing temperature to about 820 ° C before it then rises further. This irregularity in linear strain should be completed prior to loading the workpiece into the tool.
  • the component ( FIG. 5, 6 ) at least in the area of the cutting edges (edges), clamped.
  • the component now tries to shrink due to the cooling, but is essentially hindered by the clamping and the shape of the tool. This results in considerable tensile stresses and it comes to plastic deformation in the component.
  • the positive radii ( FIG. 10 ) "support" the component, whereby the component in the corresponding areas to the molds creates. Due to the shrinkage, the component then adopts this shape, with inaccuracies in the shaping of the cold, soft component also being corrected here.
  • the component is left in the mold at least until the austenitic martensite transformation ( Figures 2 . 3 ) is completed. This is especially the case at about 250 ° C.
  • FIGS. 11 to 14 In practice ( FIGS. 11 to 14 ), the production runs in such a way that initially so-called molded blanks are cut out of a metal sheet. The shaped blanks are then shaped and in particular deep-drawn ( FIG. 12 ) and then the waste cut away. Usually, the cutting takes place sequentially, so that not all at once, the entire waste is cut away, but in two to three stages, because otherwise the waste can not be removed from the mold well. In addition, FIG. 14 ) Leave tabs on the part to be able to place the part on so-called part lifters and to be able to remove with these tabs also from the mold.
  • the mold hearing tool 1 ( FIG. 7, 8 ) has, for example, a mold top half 2 and a mold bottom half 3.
  • the component 4 to be hardened is simplified in the example pot-shaped or hat-shaped in cross-section with a bottom surface 5, two frames 6, 7 and two Lekssflansch Schemeen 8, 9.
  • the bottom surface 5 goes with two curves 10, 11 in the frames 6, 7th above.
  • the frames 6, 7 go with curves 12, 13 in the flanges 8, 9 on.
  • the upper mold half 2 forms positive radii with respect to the molded part
  • the mold half 3 forms positive radii with respect to the workpiece 4.
  • the workpiece 4 bears against the respective mold halves .
  • These positive radii opposite air gaps 14 are present, which extend into the bottom surface 5 and in frames 6, 7.
  • the air gaps 14 may overlap so that the component is located in partial areas of the frame, possibly also almost over the entire frame, without bearing on the tool halves.
  • the upper mold half or the lower half of the mold are formed adjacent to the air gaps 14 with protrusions 16 in such a way that the corresponding areas of the workpiece 4 are clamped there.
  • the air gaps 14 have a width which is at least 0.02 mm and preferably 0.1 to 2.5 mm or larger.
  • one or more pusher tools 17, 18 may be present in one of the mold halves or opposite in both mold halves 2, 3, which preferably upon closing of the mold the opposite half of the mold or are approached to each other and clamp, for example, holes in the frame. This ensures that even in the region of the frame arranged holes are held reliably during the mold hardening and shrinking.
  • the clamping webs can either be arranged firmly in the form or be present in the form of insert elements. According to the invention, clamping bars of this kind are provided in particular where the workpiece must be held securely in order to avoid twisting due to thermal stresses or cooling-down stresses and distortion, in particular in the case of very large or very long components.
  • the clamping webs preferably have a width of 5 to 20 mm
  • a bilateral full-surface clamping of these relatively small areas is performed in the area of saddle points.
  • saddle points points or areas are defined in which two positive radii of two tool space axes coincide, the two positive radii each having a relatively narrow radius of 0.5 to 30 mm.
  • the component is pressed exclusively in the region of the cutting edges and supported only in the region of the positive radii of the respective mold half and is not on the other areas of the mold halves on.
  • the component is at least with a small air gap spaced from the mold halves, wherein the width of the air gap can be adjusted depending on the desired cooling effect.
  • very small air gaps for example from 0.02 to 0.05 mm, have hardly any influence on the cooling, while very large air gaps of, for example, 1.00 to 2.5 mm and larger have a noticeable influence on the cooling performance and thus to have the hardness of the material.
  • a notching tool 21 may be present in the region of the longitudinal edge 15 at the location at which a tab 20 protrudes ( FIG. 7, 8 ), wherein this notching tool 21 is for example a projection in the region of the mold.
  • the notching tool is a spring-loaded hold-down 22, wherein the spring-loaded hold-down 22 has an outwardly angled extending support surface 23.
  • the hold-down 22 is ( FIG. 7 ) disposed opposite the part lifter 24, wherein the part lifter 24 has a support projection 25 on which the tab 20 rests.
  • the tab 20 After hardening can be raised with the projection 25, the tab 20 so that they support with the Notching tool 21 is raised angled in the region of the notching tool 21 on the longitudinal edge, wherein the hold-down 22 at the moment when the tab 20 abuts against the inclined surface 23 can be raised against the force of the spring. In the region of the notching tool 21, the tab breaks off due to the great hardness and brittleness.
  • the parts lifter 24 is arranged on the same side of the workpiece as the hold-down 22, wherein the parts lifter 24 is also resiliently mounted.
  • the part lifter 24 and the hold-down 22 opposite the notching tool 21 is arranged.
  • the part lifter 24 with respect to the workpiece is opposite to the opposite mold half 2 on the part lifter 24 wegbewegbares away and Abbruchwerkzeug 26 which is placed with a lateral projection 27 on the tab and the tab with respect to the notching tool 21 bends and breaks, said the tool 26 touches on the parts lifter 24 and the part lifter with its projection 25 and the tool with its projection 27 limit the tab 20 between them and 26 moves in a further movement of the tool lifter against the spring force of a spring 28 to the tab 20th breaks off in the region of the notching tool 21.
  • the process can be controlled so that the cancel takes place at the most favorable temperature for this purpose.
  • the mold halves have corresponding recesses in the clamping areas.
  • the hot cut is preferably carried out at component temperatures between 380 ° C and 800 ° C.
  • a flange 31 is formed.
  • the outer trimming is carried out in the region of the flange 31.
  • This has the advantage that is cut in this section parallel to the opening and closing direction of the mold. Even with components in which a flange is actually not desired, it may still be advantageous to produce this flange in the cold state for the purpose of the section just described.
  • the flange is then removed later in the course of the mold hardening process, as will be described below.
  • a hot forming in particular in the region of the cut edges 30 or the outer contour still take place a hot forming.
  • the trimming can be performed perpendicular to the opening and closing direction of the mold, which allows a particularly accurate, accurate and simple cut.
  • this formed flange in the hot component 29, which has been inserted into the mold 1 is correspondingly reformed again when the mold 1 is closed or applied to the mold 1 (arrows 32).
  • the mold 1 for the mold hardening process is initially closed so far that the component 29 is already held for example in a certain area 34 from the upper mold part 2 and then the slide 33 are retracted (arrows 35), the flange 31 with corresponding-projecting areas or dimensions 36 to the mold 1 and the mold base 3, on which the component 29 rests, press. Since the component 29 is clamped anyway in the area of the cut edges 30, the sliders 33 and the areas 36 take over this clamping in this area, whereby surprisingly this is so well achieved by the clamping and the subsequent forced shrinkage that the finished component is previously clamped existing bending edge of the flange 31 is hardly visible and detectable.
  • a flange or a bend can also be produced in the region of the cut edges or the outer contour in the warm state.
  • a slider acts accordingly on a projecting portion of the sheet, bends it to the desired extent and then clamps the flange, the cutting edge of the flange or the bent portion, while possibly the remaining area, the principle of forced shrinkage, not clamped becomes.
  • the whole procedure can proceed as follows 1. cutting boards, 2. the cold forming, for example, by deep drawing, then a mechanical cutting step, then heating, the form hardening, then optionally a cleaning such. B. an ultrasonic cleaning and then the camp. Since the form hardening dictates the cycle times and only one cutting step is present, the use of the existing often quite expensive presses and cutting lines with four to five large presses can be dispensed with and a slower press can be used which is set up, for example, to the level ground. Such presses do not have the high cycle rates or cycle times, such as large press lines, however, these are not required in the above method. The achievable pressing pressures are similar. However, investments are significantly lower.
  • an installation for carrying out the process ( FIG. 16 ) be designed modular. This means that the plant can be converted or configured according to a desired production. Since press lines are usually equipped with six presses in line, but in the mold hardening processes, a smaller number of presses are needed, a modular design is only partially possible, also the unused presses can not be degraded.
  • the clamping elements of the mold halves of resiliently mounted clamping inserts or clamping strips are formed, which are pressed when applying the clamping pressure in the molds, so that reduce the air gaps from a starting width and possibly disappear.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von gehärteten Bauteilen aus Stahlblech, und eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens,
  • Im Bereich des Automobilbaus besteht ein Bestreben das Fahrzeuggesamtgewicht abzusenken oder bei verbesserten Ausstattungen das Fahrzeuggesamtgewicht nicht ansteigen zu lassen. Dies kann nur realisiert werden, wenn das Gewicht bestimmter Fahrzeugkom onenten abgesenkt wird. Hierbei wird insbesondere versucht das Gewicht der Fahrzeugrohkarosserie deutlich gegenüber früher abzusenken. Gleichzeitig sind jedoch die Anforderungen an die Sicherheit, insbesondere die Personensicherheit im Kraftfahrzeug und an das Verhalten bei Verunfallung des Fahrzeuges gestiegen. Während für die Absenkung des Karosserierohgewichts die Anzahl der Teile verringert und insbesondere auch die Dicke reduziert wird, wird erwartet, dass die Rohkarosserie mit verringertem Gewicht bei einer Verunfallung eine erhöhte Festigkeit und Steifigkeit bei einem definierten Verformungsverhalten zeigt.
  • Der am meisten angewandte Rohstoff bei der Karosserieherstellung ist Stahl. Mit keinem anderen Werkstoff lassen sich in derart großen Bereichen kostengünstig Bauteile mit den unterschiedlichsten Werkstoffeigenschaften zur Verfügung stellen.
  • Aus den geänderten Anforderungen resultiert, dass bei hohen Festigkeiten, auch hohe Dehnungswerte und damit eine verbesserte Kaltumformbarkeit gewährleistet ist. Ferner ist der Bereich der darstellbaren Festigkeiten für Stähle erweitert worden.
  • Eine Perspektive insbesondere für Karosserien im Automobilbau sind dabei Bauteile aus Stahlfeinblech mit einer Festigkeit in Abhängigkeit der Legierungszusammensetzung in einem Bereich von 1000 bis zu 2000 MPa. Um derart hohe Festigkeiten im Bauteil zu erreichen, ist es bekannt, aus Blechen entsprechende Platinen zu schneiden, die Platinen auf eine Temperatur zu erwärmen die über der Austenitisierungstemperatur liegt und anschließend das Bauteil in einer Presse umzuformen, wobei während des Umformvorganges gleichzeitig ein rasches Abkühlen zum Härten des Werkstoffes durchgeführt wird.
  • Während des Glühens, um die Bleche zu austenitisieren, bildet sich an der Oberfläche eine Zunderschicht. Diese wird nach dem Umformen und Abkühlen entfernt. Dies geschieht üblicherweise mit Sandstrahlverfahren. Vor oder nach diesem Entzundern wird der Endbeschnitt und das Einfügen von Löchern durchgeführt. Werden der Endbeschnitt und das Einfügen der Löcher vor dem Sandstrahlen durchgeführt, ist von Nachteil, dass die Schnittkanten und Lochkanten in Mitleidenschaft gezogen werden. Unabhängig von der Reihenfolge der Bearbeitungsschritte nach dem Härten ist beim Entzundern durch Sandstrahlen und vergleichbaren Verfahren von Nachteil, dass hierdurch das Bauteil häufig verzogen wird. Nach den genannten Bearbeitungsschritten erfolgt eine sogenannte Stückbeschichtung mit einer Korrosionsschutzschicht. Beispielsweise wird eine kathodisch wirksame Korrosionsschutzschicht aufgebracht.
  • Hierbei ist von Nachteil, dass die Nachbearbeitung des gehärteten Bauteils außerordentlich aufwendig ist und aufgrund der Härtung des Bauteils sehr hohem Verschleiß unterliegt. Ferner ist von Nachteil, dass die Stückbeschichtung üblicherweise einen Korrosionsschutz bewirkt, der nicht besonders stark ausgeprägt ist. Zudem sind die Schichtdicken nicht einheitlich, sondern schwanken über die Bauteilfläche.
  • In einer Abwandlung dieses Verfahrens ist es auch bekannt, ein Bauteil aus einer Blechplatine kalt umzuformen und anschließend auf die Austenitisierungstemperatur aufzuheizen und dann in einem Kalibrierwerkzeug schnell abzukühlen, wobei das Kalibrierwerkzeug dafür verantwortlich ist, dass das Bauteil, welches durch das Aufwärmen verzogen wird, bezüglich der umgeformten Bereiche kalibriert wird. Anschließend erfolgt die zuvor beschriebene Nachbearbeitung. Dieses Verfahren ermöglicht gegenüber dem zuvor beschriebenen Verfahren komplexere Geometrien, da sich beim gleichzeitigen Umformen und Härten im Wesentlichen nur lineare Formen erzeugen lassen, komplexe Formen jedoch bei derartigen Umformvorgängen nicht realisierbar sind.
  • Aus der GB 1 490 535 ist ein Verfahren zum Herstellen eines gehärteten Stahlbauteils bekannt, bei dem ein Blech aus härtbaren Stahl auf die Härtetemperatur erhitzt wird und anschließend in einer Formgebungseinrichtung angeordnet wird in der das Blech in die gewünschte Endform geformt wird, wobei während der Umformung simultan schnell abgekühlt wird, so dass eine martensitische oder bainitische Struktur erhalten wird während das Blech in der Formvorrichtung verbleibt. Als Ausgangsmaterial wird beispielsweise ein borlegierter Kohlenstoffstahl oder Kohlenstoffmanganstahl verwendet. Nach dieser Druckschrift ist die Umformung vorzugsweise eine Pressung kann aber auch mit anderen Verfahren angewendet werden. Die Umformung und das Abkühlen sollen vorzugsweise so ausgeführt werden und so schnell durchgeführt werden, dass eine feinkörnige martensitische oder bainitische Struktur erhalten wird.
  • Aus der EP 1 253 208 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung eines gehärteten Blechprofils aus einer Platine, die in einem Presswerkzeug zum Blechprofil warm umgeformt und gehärtet wird, bekannt. Am Blechprofil werden hierbei aus der Ebene der Platine vorstehende Referenzpunkte beziehungsweise Kragen erzeugt, die zur Lageorientierung des Blechprofils in nachfolgenden Fertigungsoperationen dienen. Die Kragen sollen beim Umformvorgang aus ungelochten Bereichen der Platine ausgeformt werden, wobei die Referenzpunkte in Form von randseitigen Verprägungen oder als Durchstellungen beziehungsweise Kragen im Blechprofil erzeugt werden. Das Warmumformen und Härten im Presswerkzeug soll aufgrund der durch die Kombination von Umform- und Vergütungsvorgang in einem Werkzeug rationellen Arbeitsweise generell Vorteile haben. Aufgrund der Einspannung des Blechprofils im Werkzeug und aufgrund von Wärmespannungen soll es jedoch zu nicht exakt vorhehrbestimmbaren Verzug am Bauteil kommen. Dieser kann sich nachteilig auf nachgeschaltete Fertigungsoperationen auswirken, weshalb die Referenzpunkte am Blechprofil geschaffen werden.
  • Aus der DE 197 23 655 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung von Stahlblechprodukten bekannt, wobei ein Stahlblechprodukt in einem Paar gekühlter Werkzeuge geformt wird, solange es heiß ist und in eine martensitische Struktur gehärtet wird, während es immer noch im Werkzeug befindlich ist, so dass die Werkzeuge als eine Fixierung während des Härtens dienen. In den Bereichen in denen nach dem Härten eine Bearbeitung stattfinden soll, soll der Stahl im Flussstahlbereich gehalten werden, wobei Einsätze in den Werkzeugen dazu verwendet werden, eine schnelle Abkühlung und dadurch eine martensitische Struktur in diesen Bereichen zu verhindern. Die gleiche Wirkung soll auch durch Ausnehmungen in den Werkzeugen erreicht werden können, so dass ein Spalt zwischen dem Stahlblech und den Werkzeugen auftritt. Bei diesem Verfahren ist von Nachteil, dass aufgrund des erheblichen Verzuges, der hierbei auftreten kann, das vorliegende Verfahren zum Presshärten von Bauteilen mit komplexerer Struktur untauglich ist.
  • Aus der DE 100 49 660 A1 ist ein Verfahren zum Herstellen lokalverstärkter Blechumformteile bekannt, wobei das Basisblech des Strukturteils im Flachzustand mit dem Verstärkungsblech lagedefiniert verbunden und dieses sogenannte gepatchte Verbundblech anschließend gemeinsam umgeformt wird. Um das Herstellungsverfahren hinsichtlich Verfahrenserzeugnis und Ergebnis zu verbessern, sowie bezüglich der verfahrensübenden Mittel zu entlasten wird das gepatchte Verbundblech vor dem Umformen mindestens auf etwa 800 bis 850°C erwärmt, rasch eingelegt, im warmen Zustand zügig umgeformt und anschließend bei mechanischer Aufrechterhaltung des Umformzustandes durch Kontaktierung mit dem von innen her zwangsgekühlten Umformwerkzeug definiert abgekühlt. Insbesondere der insoweit maßgebende Temperaturbereich 800 bis 500°C soll mit einer definierten Abkühlgeschwindigkeit durchfahren werden. Der Schritt des Verbindens von Verstärkungsblech und Basisblech soll ohne weiteres in dem Umformprozess integriert werden können, wobei die Teile miteinander hartverlötet werden wodurch zugleich ein wirksamer Korrosionsschutz an der Kontaktzone erreicht werden kann. Bei diesem Verfahren ist von Nachteil, dass die Werkzeuge insbesondere durch die definierte Innenkühlung sehr aufwendig sind.
  • Aus der DE 2 003 306 sind ein Verfahren und eine Einrichtung zum Pressen und Härten eines Stahlteils bekannt. Ziel ist es Stahlblechstücke in Form zu pressen und zu härten, wobei die Nachteile bekannter Verfahren vermieden werden sollen, insbesondere, dass Teile aus Stahlblech in aufeinanderfolgenden gesonderten Schritten zum Formpressen und Härten hergestellt werden. Insbesondere soll vermieden werden, dass die gehärteten oder abgeschreckten Erzeugnisse gegenüber der gewünschten Form einen Verzug zeigen, so dass zusätzliche Arbeitsschritte erforderlich sind. Zur Verwirklichung ist es vorgesehen ein Stahlstück, nachdem das Stück auf eine seinen austenitischen Zustand herbeiführenden Temperatur erwärmt worden ist, zwischen einem Paar zusammenwirkender Formelemente zu legen, worauf das Stück gepresst und gleichzeitig schnell Wärme von dem Stück in die Formteile abgeleitet wird. Die Formteile werden während des gesamten Vorganges auf einer Kühltemperatur gehalten, so dass auf das Stück eine Abschreckwirkung unter einem Formdruck ausgeübt wird.
  • Aus der DE 101 20 063 C2 ist es bekannt, metallische Profilbauteile für Kraftfahrzeuge aus einem in Bandform bereitgestelltem Ausgangsmaterial einer Walzprofiliereinheit zuzuführen und zu einem Walzprofil umzuformen, wobei nach dem Austritt aus der Walzprofiliereinheit partielle Bereiche des Walzprofils induktiv auf eine zum Härten erforderliche Temperatur erwärmt und anschließend in einer Abkühleinheit abgeschreckt werden. Im Anschluss hieran sollen die Walzprofile zu den Profilbauteilen abgelängt werden.
  • Aus der US 6,564,604 B2 ist ein Verfahren zum Herstellen eines Teils mit sehr hohen mechanischen Eigenschaften bekannt, wobei das Teil durch das Stanzen eines Streifens aus einem gewalzten Stahlblech hergestellt werden soll und insbesondere ein warmgewalztes und beschichtetes Bauteil mit einer Metall- oder Metalllegierung beschichtet ist, welches die Oberfläche des Stahls schützen soll, wobei das Stahlblech geschnitten wird, um ein Stahlblechvorformling zu erhalten, der Stahlblechvorformling kalt oder warm umgeformt wird und entweder nach dem Warmumformen gekühlt und gehärtet wird oder nach dem Kaltumformen erhitzt und anschließend abgekühlt wird. Eine intermetallische Legierung soll auf die Oberfläche vor oder nach dem Umformen aufgebracht werden und einen Schutz gegen Korrosion und Stahlentkohlung bieten, wobei diese intermetallische Mischung zudem eine Schmierfunktion haben kann. Anschließend wird das überstehende Material von dem Formling abgenommen. Die Beschichtung soll hierbei allgemein auf der Basis von Zink oder Zink-Aluminium beruhen.
  • Aus der EP 1 013 785 A1 ist ein Herstellungsverfahren eines Bauteils aus einem gewalzten Stahlband und insbesondere einem warmgewalzten Band bekannt. Ziel soll es sein, gewalzte Stahlbleche von 0,2 bis 2,0 mm Dicke anbieten zu können, die unter anderem nach der Warmwalzung beschichtet werden und die einer Verformung entweder kalt oder warm, gefolgt von einer thermischen Behandlung unterworfen werden, wobei der Anstieg der Temperatur ohne Stahlentkohlung und ohne Oxidation der Oberfläche der vorgenannten Bleche vor, während und nach der Warmverformung oder der thermischen Behandlung gesichert werden soll. Hierzu soll das Blech mit einem Metall oder einer Metalllegierung, die den Schutz der Oberfläche des Bleches sichert, versehen werden, anschließend das Blech einer Temperaturerhöhung für die Umformung unterworfen werden, anschließend eine Umformung des Bleches durchgeführt werden und das Teil abschließend abgekühlt werden. Insbesondere soll das beschichtete Blech in heißem Zustand gepresst werden und das durch das Tiefziehen entstandene Teil abgekühlt werden um gehärtet zu werden und zwar mit einer Geschwindigkeit die höher ist als die kritische Härtungsgeschwindigkeit. Es wird ferner eine Stahllegierung angegeben, welche geeignet sein soll, wobei dieses Stahlblech bei 950°C austenitisiert werden soll, bevor es im Werkzeug verformt und gehärtet wird. Die aufgebrachte Beschichtung soll insbesondere aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung bestehen, wobei hierdurch nicht nur ein Oxidations- und Entkohlungsschutz, sondern auch eine Schmierwirkung resultieren soll. Bei diesem Verfahren kann es zwar im Gegensatz zu den anderen bekannten Verfahren vermieden werden, dass das Blechteil nach dem Aufheizen auf die Austenitisierungstemperatur verzundert, ein Kaltumformen wie dies in dieser Schrift dargestellt ist, ist jedoch mit feueraluminierten Blechen grundsätzlich nicht möglich, da die feueraluminierte Schicht eine zu geringe Duktilität für eine größere Verformung aufweist. Insbesondere Tiefziehprozesse komplexerer Formen sind mit derartigen Blechen im kalten Zustand nicht realisierbar. Mit einer derartigen Beschichtung sind Warmumformungen, dass heißt das Umformen und Härten in einem einzigen Werkzeug möglich, das Bauteil weist danach jedoch keinen kathodischen Schutz auf. Zu dem muss auch ein solches Bauteil nach dem Härten mechanisch oder mittels Laser bearbeitet werden, so dass der bereits beschriebene Nachteil eintritt, dass nachfolgende Bearbeitungsschritte durch die Härte des Materials sehr aufwendig sind. Darüber hinaus ist von Nachteil, dass alle Bereiche des Formteils, welche mittels Laser oder mechanisch geschnitten werden über keinerlei Korrosionsschutz mehr verfügen.
  • Aus der DE 102 54 695 B3 ist es bekannt, zur Herstellung eines metallischen Formbauteils, insbesondere eines Karosseriebauteils aus einem Halbzeug, aus einem ungehärteten warmformbaren Stahlblech, das Halbzeug zunächst durch ein Kaltumformverfahren, insbesondere durch Tiefziehen zu einem Bauteilrohling umzuformen. Anschließend soll der Bauteilrohling randseitig auf eine dem herzustellenden Bauteil näherungsweise entsprechende Berandungskontur beschnitten werden. Schließlich wird der beschnittene Bauteilrohling erwärmt und in einem Warmumformwerkzeug pressgehärtet. Das dabei erzeugte Bauteil weist bereits nach dem Warmumformen die gewünschte Berandungskontur auf, so dass eine abschließende Beschneidung des Bauteilrandes entfällt. Auf diese Weise sollen die Zykluszeiten bei der Herstellung gehärteter Bauteile aus Stahlblech erheblich gesenkt werden. Der verwendete Stahl soll ein lufthärtender Stahl sein, der ggf. unter einer Schutzgasatmosphäre aufgeheizt wird, um eine Verzunderung während des Aufheizens zu vermeiden. Anderenfalls wird eine Zunderschicht vor das Formbauteil nach dem Warmumformen des Formbauteils entzundert. In dieser Druckschrift wird erwähnt, dass im Rahmen des Kaltumformprozesses der Bauteilrohling endkonturennah ausgeformt wird, wobei unter "endkonturnah" verstanden werden soll, dass diejenigen Teile der Geometrie des fertigen Bauteils, welche mit einem makroskopischen Materialfluss einhergehen, nach Abschluss des Kaltumformprozesses vollständig in den Bauteilrohling eingeformt sind. Nach Abschluss des Kaltumformprozesses sollen somit zur Herstellung der dreidimensionalen Form des Bauteils nur noch geringe Formanpassungen notwendig sein, welche einen minimalen lokalen Materialfluss erfordern. Bei diesem Verfahren ist von Nachteil; dass nach wie vor ein Endformschritt der gesamten Kontur im warmen Zustand erfolgt, wobei zur Vermeidung von Verzunderung entweder der bekannte Weg gegangen werden muss, das unter Schutzgas geglüht werden muss oder die Teile entzundert werden müssen. Beiden Prozessen muss eine anschließende Korrosionsstückbeschichtung nachfolgen.
  • Zusammenfassend kann gesagt werden, dass bei allen vorgenannten Verfahren sämtlichst von Nachteil ist, dass für das Erreichen eines optimalen Kühleffekts und zur Vermeidung von Verzug ein 100%iges Anliegen der Formteile an den Werkzeugen (ein sogenanntes 100%iges Touchierbild) angestrebt wird.
  • Ein solches Touchierbild erfordert ein langes, sehr arbeitsintensives Einarbeiten des Werkzeuges, bei dem mit Hilfe von aufgetragener Farbe festgestellt wird, welche Bereiche des Bauteils noch nicht vollflächig am Werkzeug anliegen. Entsprechend muss die Oberfläche andauernd korrigiert werden. Trotzdem ist allen bekannten Presshärteverfahren gemeinsam, dass es häufig und ohne dass es voraussagbar wäre, trotz sorgfältigster Einarbeitung zu Verzug und Schnittkantenversatz kommt, so dass Bauteile nach dem Ausformen insbesondere tordiert sind und die Schnittkanten versetzt sind. Wegen der großen Härte können derartige Teile nicht mehr nachbearbeitet und beispielsweise gerichtet werden. Die Nachbearbeitung bei den bekannten Verfahren beschränkt sich auf den Endbeschnitt mittels Laser.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Herstellen von gehärteten Bauteilen aus Stahlblech zu schaffen, welches die Einarbeitungszeit der Werkzeuge stark verkürzt, den Werkzeugverschleiß senkt und zuverlässig Bauteile mit hoher Maß- und Passgenauigkeit und ohne Verzug liefert, wobei eine Nachbearbeitung der Werkstücke entfallen kann.
  • Die Aufgabe wird mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst, vorteilhafte Weiterbildungen sind in Unteransprüchen gekennzeichnet.
  • Es ist eine weitere Aufgabe eine Vorrichtung zum Herstellen von gehärteten Bauteilen aus Stahlblech zu schaffen, welche eine verringerte Einarbeitungszeit besitzt, weniger verschleißanfällig ist, schneller Instandzusetzen ist und zuverlässig Bauteile mit einer hohen Maß- und Passgenauigkeit und ohne Verzug liefert.
  • Die Aufgabe wird mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 21 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in Unteransprüchen gekennzeichnet.
  • Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass ein Hauptproblem beim Presshärten darin besteht, dass beim Einarbeiten der Werkzeuge mit vorgeformten und insbesondere tiefgezogenen Stahlblechen das Werkzeug auf diese Bleche eingearbeitet wird und mit diesen Blechen ein fast vollständiger flächiger Kontakt hergestellt wird. Bei den vorgeformten und insbesondere tiefgezogenen Stahlblechen mit den die Härtewerkzeuge eingearbeitet werden, handelt es sich jedoch auch um Stahlbleche, die mit neuen und ebenfalls in der Einarbeitung befindlichen Formwerkzeugen hergestellt werden. Durch Werkzeugverschleiß, sowohl des Tiefziehwerkzeuges als auch des Härtewerkzeuges einerseits und Dickentoleranzen der gelieferten Stahlbleche andererseits oder durch Unterschiede in der Dicke des Werkstoffs durch das kalte Umformen, dem sogenannte Materialauszug wird jedoch ein wirklich vollflächiges Anliegen der Formhälften am Werkstück praktisch nie erreicht. Dies bedeutet aber auch, dass das Werkstück an manchen Stellen mit sehr großer Kraft gepresst wird und an anderen Stellen fast gar nicht. Zwischen diesen beiden Extremen kann das Blech an unterschiedlichsten Stellen auch mit Kräften geklemmt werden, die zwischen der Maximalkraft und einer fast nicht vorhandenen Kraft liegen. Diese Stellen, an denen mit Maximalkraft, mit minimaler Kraft oder mit dazwischenliegenden Kräften geklemmt wird, sind nicht vorhersehbar. Sie befinden sich aber häufig auch im Flanschbereich.
  • Erfindungsgemäß konnte herausgefunden werden, dass das dazu führt, dass die unvermeidliche Schrumpfung des Bauteils in den Bereichen, in denen es stark geklemmt wird, verhindert wird und in den Bereichen in denen die Klemmung schwächer ist, mehr oder weniger eine Schrumpfung ohne Voraussage der Stärke stattfindet. Hierdurch werden unterschiedliche Material- bzw. Formteileigenschaften, insbesondere unterschiedliche Spannungszustände bzw. Schrumpfungen generiert. Diese führen zum Verzug und insbesondere zur Tordierung der Bauteile. Es konnte zudem herausgefunden werden, dass die Phasenumwandlung von Austenit zu Martensit in nicht unerheblicher Weise dazu führt, dass diese Schrumpfung nicht linear mit der Temperatur stattfindet, was eine entsprechende Berücksichtigung weiter verkompliziert.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren sieht vor, die vorgeformten und insbesondere tiefgezogenen Bauteile auf die zum Härten notwendige Temperatur zu erhitzen und anschließend in eine Werkzeug zu überführen. Erfindungsgemäß wird von dem Weg des möglichst vollflächigen Klemmens bzw. Pressens abgegangen und gezielt teilflächig gepresst. Hierdurch kann in Bereichen in denen geklemmt wird mit einem sehr hohen Druck zuverlässig geklemmt und gehalten werden. Dies vorzugsweise jedoch mit einer lokal so hohen Pressung, dass ggf. Material, Unebenheiten oder lokale Übermaße verdrängt und quasi geschmiedet werden. Hierdurch arbeitet sich der Werkstoff leicht in die Oberfläche der Form ein, so dass die Reibung zwischen Form und Werkstück steigt. Das Material wird somit im gepressten Bereich auf eine einheitliche maximale Dicke eingestellt. Der insgesamt benötigte Pressdruck der Presse kann jedoch niedriger sein als bei vollflächigen Verfahren, so dass deutlich kostengünstigere Pressen verwendet werden können. Das Bauteil wird hierbei zumindest im Bereich der Schnittkanten klemmend gehalten. Schnittkanten im Sinne der Erfindung sind sowohl äußere Kanten als auch Löcher bzw. deren Kanten.
  • Zusätzlich kann das Bauteil auch über dessen Länge bzw. dessen Fläche gezielt geklemmt werden. Hierzu können sich Klemmbereiche linienartig oder gitternetzartig über die gesamte Fläche oder Teilflächen des Werkstücks erstrecken. Hierdurch kann das Bauteil in den gepressten Bereichen mit einem an ein möglichst gutes Crash-Verhalten angepassten Härtebereichen oder Härteverläufen ausgebildet werden. Beispielsweise kann entlang der Hauptspannungslinien bzw. Kraftflusslinien gepresst werden und dort dadurch eine höhere Härte erzeugt werden. Ferner kann durch diese Pressung oder Klemmung eine Tordierung durch Verzug verhindert werden, insbesondere beim Ausformen des Werkstücks. Die nicht gepressten Bereiche die aufgrund einer ggf. geringeren Abkühlrate eine geringere Festigkeit besitzen, können eine Verformungsreserve des Bauteils bilden, so dass ein belastetes gehärtetes Bauteil nicht wie sonst bei homogen gehärteten bzw. pressgehärteten Bauteilen üblich - bricht sondern sich noch gering verformt. Hierdurch wird verhindert, dass sich das Bauteil im Verunfallungsfall trennt.
  • In den Bereichen in den das Bauteil nicht gepresst wird liegt es entweder einseitig an einer Formenhälfte an und ist von der anderen Formenhälfte mit einem Luftspalt beabstandet oder ist von beiden Formenhälften mit einem Luftspalt beabstandet.
  • Erfindungsgemäß ist vorgesehen, in den Bereich in denen eine Pressung nicht stattfindet, dass Bauteil zumindest im Bereich der positiven Radien von Bereichen des Werkzeuges bzw. der Formenhälften zu stützen. In Bereichen von Sattelpunkten die einen engen Radius besitzen beispielsweise 0,5 bis 30 mm, wird das Werkstück vorteilhafterweise gepresst bzw. geklemmt. Sattelpunkte sind hierbei so definiert, dass im Bereich eines Sattelpunktes oder Sattelbereiches das Werkstück bezüglich zweier Raumachsen einen positiven Radius besitzt.
  • Dies bedeutet auch, dass das Werkstück im Bereich eines positiven Radius nur an einer Formhälfte anliegt, jedoch nicht an der gegenüberliegenden Formhälfte. Überraschender Weise konnte herausgefunden werden, dass mit einem derartiger Luftspalt, bei erfindungsgemäßer richtiger Einstellung die Kühlung und damit die Härtung positiv beeinflusst und insbesondere gesteuert werden kann. Erfindungsgemäß kann der Luftspalt aber auch so eingestellt werden, dass in vorausgewählten Bereichen das Bauteil weniger gehärtet wird als in anderen Bereichen. Dies kann z.B. dann sinnvoll sein, wenn in einem solchen Bauteil in bestimmten Zonen eine geringere Härtung und damit noch eine Verformbarkeit möglich sein soll. Ferner kann in den Fügebereichen ein sogenannter Härtesack durch eine geringere Härte des Ausgangsmaterials vermieden werden. Erfindungsgemäß werden der oder die Luftspalte mit einer Breite von mindestens 0,02 mm und vorzugsweise 0,1 bis 2,5 mm oder größer ausgebildet.
  • Erfindungsgemäß wird das Umformen der Bauteile sowie das Beschneiden und Lochen der Bauteile im Wesentlichen bzw. vollständig im ungehärteten Zustand durchgeführt. Die relativ gute Verformbarkeit des verwendeten Blechmaterials im ungehärteten Zustand lässt die Realisierung komplexer Bauteilgeometrien zu und ersetzt teures nachträgliches Beschneiden im gehärteten - Zustand durch wesentlich preisgünstigere mechanische Schneidoperationen vor dem Härteprozess.
  • In den Bereichen, in denen das Werkstück geklemmt wird, kann jedoch auch innerhalb des geklemmten Bereichs eine Schnittoperation, beispielsweise die Erzeugung eines Lochs oder Ausschnitts, also innerhalb des Blechs, oder das Abschneiden eines Teils oder der gesamten Außenkontur im warmen Zustand erfolgen. Für das Schneiden innerhalb des Blechs besitzen die Formhälften in den Klemmbereichen entsprechende Aussparungen, die das Schneidwerkzeug aufnehmen. Für das Schneiden der Kontur wird benachbart zum Klemmbereich, außerhalb des Klemmbereichs ein Schneidwerkzeug vorgesehen. Der Warmschnitt erfolgt vorzugsweise bei Bauteiltemperaturen zwischen 380°C und 800°C. Hierdurch werden die Bereiche, die frei schrumpfen sollen, in keiner Weise beeinflusst oder beeinträchtigt.
  • Die unvermeidlichen Dimensionsänderungen durch das Erhitzen des Bauteils werden bei dem Umformen des kalten Blechs bereits berücksichtigt, so dass das Bauteil circa 0,6 bis 1,0% kleiner und insbesondere 0,8% kleiner hergestellt wird, als es die Endabmessungen sind. Zumindest wird die erwartete Wärmedehnung bei der Umformung berücksichtigt. Das Bauteil ist jedoch bis auf die Verkleinerung vollständig endkonturgenau geformt und beschnitten.
  • Bei dem kalten Bearbeiten des Bauteils, das heißt dem Umformen, Schneiden und Lochen kann es nach einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens ausreichend sein, nur die Bereiche mit hoher Komplexität und Umformtiefe und gegebenenfalls die eng tolerierten Bereiche des Bauteils wie insbesondere die Schnittkanten, die Formkanten, die Formflächen und gegebenenfalls das Lochbild, wie insbesondere die Referenzlöcher mit den gewünschten Endtoleranzen, insbesondere den Beschnitt- und Lagetoleranzen, des fertigen, gehärteten Bauteils zu fertigen, wobei hierbei die Wärmedehnung des Bauteils durch das Aufheizen berücksichtigt bzw. kompensiert wird.
  • Dies bedeutet, dass das Bauteil in der ersten Ausführungsform nach dem kalten Umformen ca. 0,8% kleiner ist als die Soll-Endabmessungen des fertigen, gehärteten Bauteils. Kleiner bedeutet hierbei, dass das Bauteil nach dem kalten Umformen in allen drei Raumachsen also dreidimensional fertiggeformt ist. Die Wärmedehnung wird somit für alle drei Raumachsen gleichermaßen berücksichtigt. Im Stand der Technik kann die Wärmedehnung durch beispielsweise das nicht vollständige Schließen der Form nicht für alle Raumachsen berücksichtigt werden, da hier nur in Z-Richtung, durch eine unvollständige Ausformung, eine Dehnung berücksichtigt werden könnte. Erfindungsgemäß wird vorzugsweise die dreidimensionale Geometrie bzw. Kontur des Werkzeugs in allen drei Raumachsen kleiner gefertigt.
  • Zur Durchführung des Verfahrens wird das ungehärtete, verzinkte spezielle Feinblech zunächst in Platinen geschnitten.
  • Die verarbeiteten Platinen können, Rechteck-, Trapez- oder Formplatinen sein. Für das Schneiden der Platinen können alle bekannten Schneidprozesse angewandt werden. Vorzugsweise werden Scheidprozesse angewandt, die während des Schneidprozesses keine so hohe Wärme in das Blech einbringen, dass eine Härtung eintritt.
  • Aus den geschnittenen Platinen werden anschließend mittels Kalt-Umformwerkzeugen Formteile hergestellt. Diese Herstellung von Formteilen umfasst alle Verfahren und/oder Prozesse, die in der Lage sind, diese Formteile herzustellen. Beispielsweise sind folgende Verfahren und/oder Prozesse geeignet:
    • Folgeverbundwerkzeuge,
    • Einzelwerkzeuge in Verkettung,
    • Stufenfolgewerkzeuge,
    • Hydraulische Pressestraße,
    • Mechanische Pressestraße,
    • Explosionsumformen, elektromagnetisches Umformen, Rohr-Hydroformen, Platinen-Hydroformen und alle Kaltumformprozesse.
  • Nach dem Umformen und insbesondere dem Tiefziehen erfolgt der Endbeschnitt in den genannten herkömmlichen Werkzeugen.
  • Erfindungsgemäß wird das Formteil, welches im kalten Zustand geformt wurde um etwa 0,8 kleiner hergestellt als die nominale Geometrie des Endbauteils, so dass die Wärmedehnung beim Aufheizen hierdurch kompensiert wird.
  • Die durch die genannten Prozesse hergestellten Formteile sollen kalt umgeformt sein, wobei deren Dimensionen innerhalb des vom Kunden für das Fertigteil geforderten Toleranzfeldes liegen. Wenn bei der vorgenannten Kaltumformung größere Toleranzen auftreten, so können diese teilweise nachträglich, geringfügigst, während des Formhärteprozesses, auf den noch eingegangen wird, korrigiert werden. Die Toleranzkorrektur im Formhärteprozess wird jedoch vorzugsweise nur für Formabweichungen durchgeführt. Derartige Formabweichungen können somit nach Art eines Warmkalibrierens korrigiert werden. Der Korrekturprozess soll jedoch möglichst nur auf einen Biegevorgang beschränkt werden, wobei Schneidkanten, die von der Werkstoffmenge abhängig sind (in Relation zur Formkante) nachträglich nicht beeinflusst werden sollen und können, d.h., dass, wenn die Geometrie der Schneidkanten in den Teilen nicht korrekt ist, im Formhärtewerkzeug keine Korrektur durchgeführt werden kann. Zusammenfassend kann man somit feststellen, dass der Toleranzbereich bzgl. der Schneidkanten dem Toleranzbereich während des Kaltumformens und des Formhärteprozesses entspricht.
  • Bei einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird beim Formen in kaltem Zustand, d. h. beispielsweise beim Tiefziehen am kalt vorgeformten Bauteil benachbart und im Bereich der Schnittkante, wie an sich bekannt ein Flansch ausgebildet. Nach der Ausbildung des Flansches wird der Außenbeschnitt im Bereich des Flansches durchgeführt. Dies hat den Vorteil, dass bei diesem Schnitt parallel zur Öffnungs- und Schließrichtung der Pressform geschnitten wird. Selbst bei Bauteilen, bei denen ein Flansch eigentlich nicht gewünscht ist, kann es trotzdem vorteilhaft sein, in kaltem Zustand diesen Flansch zum Zwecke des soeben beschriebenen Schnittes zu erzeugen. Der Flansch wird dann später im Verlauf des Formhärteprozesses beseitigt, wie dies weiter unten beschrieben wird.
  • Nachdem das Bauteil vollständig geformt wurde wird das verformte und beschnitte Teil auf eine Glühtemperatur von über 780°C insbesondere 800°C bis 950°C erhitzt und einige Sekunden bis zu einigen Minuten auf dieser Temperatur gehalten, zumindest jedoch solange bis eine gewünschte Austenitisierung stattgefunden hat. Das Bauteil dehnt sich hierbei um 1% aus, so dass es nach dem Glühen und kurz vor dem Einlegen ein Übermaß von 0,2% besitzt.
  • Nach dem Glühprozess wird das Bauteil dem erfindungsgemäßen Formhärteschritt unterzogen.
  • Nachfolgend wird das Aufheizen und Formhärten beispielhaft näher erläutert.
  • Für die Durchführung des Formhärteprozesses wird insbesondere ein Teil zunächst von einem Roboter von einem Transportband abgenommen und in eine Markierstation eingelegt, damit jedes Teil nachvollziehbar vor dem Formhärten markiert werden kann. Anschließend legt der Roboter das Teil auf einen Zwischenträger, wobei der Zwischenträger über ein Transportband in einem Ofen läuft und das Teil erwärmt wird.
  • Für das Aufheizen wird beispielsweise ein Durchlaufofen mit Konvektionserwärmung verwendet. Jedoch sind auch jegliche andere Wärmeaggregate bzw. Öfen verwendbar, insbesondere auch Öfen, in denen die Formteile elektromagnetisch oder mit Mikrowellen aufgeheizt werden. Das Formteil durchläuft auf dem Träger den Ofen, wobei der Träger vorgesehen ist, damit die Korrosionsschutzbeschichtung beim Erwärmen nicht auf Rollen des Durchlaufofens übertragen oder von diesem abgerieben wird.
  • Im Ofen werden die Teile auf eine Temperatur erwärmt, die über der Austenitisierungstemperatur der verwendeten Legierung liegt.
  • Nach dem Erwärmen der Teile auf Maximaltemperatur muss, um eine vollständige Härtung zu erhalten, ab einer bestimmten Mindesttemperatur (>700°C) mit einer minimalen Abkühlgeschwindigkeit von >20K/s abgekühlt werden. Diese Abkühlgeschwindigkeit wird beim anschließenden Formhärten erreicht.
  • Hierfür nimmt ein Roboter das Teil, abhängig auch von der Dicke bei 780°C bis 950°C, insbesondere 860°C bis 900°C aus dem Ofen und legt es in das Formhärtewerkzeug ein. Während des Manipulierens bzw. Handlings verliert das Formteil ungefähr 10°C bis 80°C insbesondere 40°C, wobei der Roboter zum Einlegen vorzugsweise so ausgeführt ist, dass er mit hoher Geschwindigkeit das Teil maßgenau in das Formhärtewerkzeug einlegt. Das Formteil wird vom Roboter auf einem Teileheber abgelegt und anschließend die Presse rasch heruntergefahren, wobei der Teileheber verdrängt und das Teil fixiert wird. Hierdurch wird sichergestellt, dass das Bauteil sauber positioniert und geführt wird, bis das Werkzeug geschlossen ist. Zu dem Zeitpunkt zu dem die Presse und somit das Formhärtewerkzeug geschlossen sind, hat das Teil noch eine Temperatur von mindestens 780°C. Die Oberfläche des Werkzeuges hat eine Temperatur von weniger als 50°C, wodurch das Teil rasch auf 80°C bis 200°C abgekühlt wird. Nach Abschluss der Austenit/Martensit-Umwandlung, d.h. unter 250°C kann das Bauteil bereits herausgenommen werden. Hierdurch kann im Gegensatz zum Stand der Technik Zeit gespart werden. Selbstverständlich kann das Teil auch bis zur weiteren Abkühlung im Werkzeug gehalten werden. Während des Härtens können die Luftspalte mit Gas und insbesondere Inertgasen gespült werden. Gegebenfalls können die Gase einen Kühleffekt bewirken.
  • Das Werkzeug wird hierbei an den Stellen an denen es am Werkstück anliegt durch Thermoschock belastet, wobei es das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht, insbesondere wenn beim Formhärteschritt keine Umformschritte durchgeführt werden, das Werkzeug bzgl. seines Grundwerkstoffs auf eine hohe Thermoschockbeständigkeit auszulegen. Bei herkömmlichen Verfahren müssen die Werkzeuge zudem noch eine hohe Abrasionsbeständigkeit aufweisen, die jedoch im vorliegenden Fall keine wesentliche Rolle spielt und insofern das Werkzeug verbilligt.
  • Beim Einlegen des Formteils ist darauf zu achten, dass das beschnittene und gelochte Teil korrekt passend in das Formhärtewerkzeug eingelegt wird. Winkel können durch einfaches Biegen korrigiert werden, es kann jedoch kein überschüssiger Werkstoff eliminiert werden. Deshalb müssen am kaltumgeformten Teil die Schnittkanten in Relation zu den Formkanten maßgenau geschnitten sein. Die Beschneidkanten sollen beim Formhärten fixiert werden, um Versetzungen der Schnittkanten zu vermeiden.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens kann insbesondere im Bereich der Schnittkanten noch eine Warmumformung stattfinden. Wie bereits beschrieben, kann es beim Kaltfertigformen des Bauteiles von Vorteil sein, im Bereich der Beschnittkante einen Flansch vorzusehen, der eigentlich beim fertigen Bauteil nicht vorhanden sein soll. Durch die Anformung eines solches Flansches im Tiefziehverfahren kann der Beschnitt senkrecht zur Öffnungs- und Schließrichtung der Form durchgeführt werden, was einen besonders exakten, genauen und einfachen Schnitt ermöglicht. Im Formhärteprozess wird dieser gebildete Flansch bei dem heißen Bauteil, welches in die Form eingelegt wurde, beim Schließen der Form entsprechend wieder zurückgeformt bzw. an die Form angelegt ohne den Werkstoff zu dehnen. Hierzu ist in dem Bereich, in dem der Flansch vorhanden ist, entsprechend ein Schieber vorhanden, wobei die Form für den Formhärteprozess zunächst soweit geschlossen wird, dass das Bauteil beispielsweise in einem bestimmten Bereich vom Formoberteil bereits gehalten wird und dann die Schieber eingefahren werden, die den Flansch an die Form, auf der das Bauteil aufliegt, andrücken. Da im Bereich der Schnittkanten das Bauteil sowieso geklemmt wird, übernehmen die Schieber diese Klemmung in diesem Bereich, wobei durch die Klemmung und/oder die nachfolgenden erzwungene Schrumpfung überraschender Weise dies so gut gelingt, dass am fertigen Bauteil die zuvor vorhandene Biegekante des Flansches kaum mehr sichtbar und nachweisbar ist.
  • Es ist grundsätzlich auch möglich, bestimmte Teile eines Bauteils mit diesem Verfahren mit Schiebern im warmen Zustand anzuformen oder auszubiegen, wobei eine teilweise Warmumformung dem Prinzip der erzwungenen Schrumpfung nicht widerspricht.
  • Anschließend nimmt ein Roboter die Teile aus der Presse und legt diese auf einem Gestell ab, wo sie weiter abkühlen. Die Abkühlung kann, wenn dies gewünscht ist, durch zusätzliches Anblasen von Luft oder Eintauchen in Flüssigkeiten beschleunigt werden.
  • Durch die erfindungsgemäße Formhärtung ohne nennenswerte Umformschritte und bei einem Formschluss von Werkzeug und Werkstück nur im Bereich der Schnittkanten bei gleichzeitigem Unterstützen der positiven Radien des Formteils ist es gewährleistet, dass das Werkstück verzugsfrei gekühlt wird. Bei üblichen Umformprozessen erfolgt eine nachvollziehbare definierte Abkühlung erst dann, wenn der Umformprozess soweit gediehen ist, dass das Material an beiden Formhälften anliegt oder wenn das Material sofort allseitig formschlüssig an den Formhälften anliegt, dies führt zu Inhomogenitäten in der Festigkeit. Im vorliegenden Fall liegt das Formteil nur mit den Schnittkantenbereichen an den beiden Formhälften und mit den positiven Radien nur an eine Formhälfte an. Hierdurch wird die Schrumpfung im Bereich der Schnittkanten ausgeschaltet, während im Bereich des übrigen Bauteils eine Schrumpfung stattfindet, die dazu genutzt wird, dass das Bauteil sich an die Form anlegt und ggf. leicht nachgebogen wird. Hierdurch gelingt es sogar Formfehler vom Tiefziehen nachträglich zu korrigieren.
  • Der Beschnitt, der fertig tiefgezogenen Teile erfolgt üblicher Weise sequentiell. Bei der Erfindung können am Bauteil überstehende Laschen für das Auflegen des Bauteils auf die Teileheber vorgesehen sein. Diese Teile werden zumindest in dem Bereich, in dem sie an das eigentliche Bauteil angebunden sind, mitgehärtet. Durch eine speziellen erfindungsgemäßen Bewegungsablauf, insbesondere des Teilehebers nach dem Härten und vor dem Öffnen der Form, werden diese Laschen in einfacher Weise abgebrochen. Hierdurch kann eine hohe Handhabungssicherheit gewährleistet werden, andererseits müssen die Laschen nicht - wie im Stand der Technik üblich - nachträglich abgeschlagen werden.
  • Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung beispielhaft erläutert, es zeigen dabei:
    • Figur 1:
    ein Diagramm welches die Dilatometerkurve einer Probe eines härtbaren Stahlblechs zeigt;
    Figur 2:
    die Kurve nach Figur 1 mit Pfeilen zeigend das Aufheizen und Abkühlen;
    Figur 3:
    einen Ausschnitt der Kurve nach Figur 2;
    Figur 4:
    die Fließkurven eines härtbaren Stahlblechs bei unterschiedlichen Temperaturen;
    Figur 5:
    stark schematisiert einen erfindungsgemäßen Werkzeugsatz mit einem zu härtenden Stahlblech;
    Figur 6:
    stark schematisiert Werkzeugschieber für einen Werkzeugsatz nach Figur 5;
    Figur 7:
    eine Einrichtung zum Abbrechen von Handlingsla- schen an einem bearbeiteten Blech;
    Figur 8:
    eine weitere Ausführungsform einer Einrichtung nach Figur 7;
    Figur 9:
    ein Verfahrensablauf des erfindungsgemäßen Ver- fahrens;
    Figuren 10-14:
    der erfindungsgemäße Verfahrensablauf anhand ei- nes Automobilteils;
    Figur 15:
    stark schematisiert der erfindungsgemäße Verfah- rensablauf bezüglich der Größenänderungen und der zu behandelnden Bauteile;
    Figur 16:
    einen Verfahrensstammbaum des erfindungsgemäßen Verfahrens.
    Figur 17:
    stark schematisiert ein Bauteil, welches im kal- tumgeformten Zustand einen Schneidflansch be- sitzt und dessen Umformrichtung;
    Figur 18:
    ein Formwerkzeug mit zwei Schiebern zur Warmum- formung eines Bauteiles entsprechend Figur 17.
  • Erfindungsgemäß wird ein zu härtendes Bauteil im kalten Zustand umgeformt und geschnitten. Im kalten Zustand, d. h. vor dem Härten besitzt das Bauteil eine an üblichen Stahlblech immanente Härte. In diesem Zustand lässt sich das Blech verhältnismäßig gut schneiden und auch umformen und insbesondere tiefziehen (Figur 10). Das Bauteil wird in alle drei Raumachsen etwa 0,8 % kleiner geformt als es die Endgeometrie sein soll. Um das Bauteil anschließend zu Härten wird das Bauteil auf die Austenitisierungstemperatur und insbesondere beispielsweise über 900°C erwärmt. Die Erwärmung des Bauteils erfolgt dabei so, dass die Längenänderung des Materials die durch die Gefügeänderung die durch das Austenitisieren stattfindet abgeschlossen ist (Figur 1). In Figur 1 erkennt man, dass bei Probebauteilen bei etwa 750°C die zunächst lineare Wärmedehnung mit steigender Temperatur bis etwa 820°C rückläufig verläuft bevor sie dann weiter ansteigt. Diese Unregelmäßigkeit in der linearen Dehnung sollte vor dem Einlegen des Werkstücks in das Werkzeug abgeschlossen sein.
  • Im Werkzeug wird das Bauteil (Figur 5, 6) zumindest im Bereich der Schnittkanten (Ränder), geklemmt. Das Bauteil versucht nun aufgrund der Abkühlung zu schrumpfen, wird dabei aber im Wesentlichen durch die Klemmung und die Form des Werkzeuges behindert. Dabei entstehen beträchtliche Zugspannungen und es kommt zu plastischen Verformungen im Bauteil. Die positiven Radien (Figur 10) "unterstützen" das Bauteil, wodurch sich das Bauteil in den entsprechenden Bereichen an die Formwerkzeuge anlegt. Durch die Schrumpfung nimmt das Bauteil diese Form dann an, wobei hier auch Ungenauigkeiten beim Formgeben des kalten, weichen Bauteils korrigiert werden. Das Bauteil wird zumindest solange in der Form belassen, bis die AustenitMartensit-Umwandlung (Figuren 2, 3) abgeschlossen ist. Dies ist insbesondere bei etwa 250°C der Fall. Anschließend findet eine lineare Schrumpfung statt. Wird das Bauteil bei etwa 250°C aus der Form entnommen kann es frei noch etwa um 0,2 % schrumpfen. Wird das Bauteil in der Form belassen, springt das Bauteil beim Ausformen um etwa 0,2 % zurück, welches jedoch in der anfänglichen Formgebung berücksichtigt wurde.
  • In der Praxis (Figuren 11 bis 14) verläuft die Fertigung derart, dass zunächst sogenannte Formplatinen aus einem Blech geschnitten werden. Die Formplatinen werden anschließend geformt und insbesondere tiefgezogen (Figur 12) und anschließend der Abfall weggeschnitten. Üblicherweise findet das Schneiden sequentiell statt, so dass nicht auf ein Mal der gesamte Abfall weggeschnitten wird, sondern in zwei bis drei Stufen, da sich ansonsten der Verschnitt nicht gut aus der Form entfernen lässt. Zudem werden (Figur 14) Laschen am Teil belassen um das Teil auf sogenannten Teilehebern ablegen zu können und mit diesen Laschen auch aus der Form entfernen zu können. Erfindungsgemäß findet bei einfachen Bauteilen nur ein Schneidschritt, wobei bei diesem einem Schneidschnitt die Laschen stehen gelassen werden die später zum Einlegen in die Form benötigt werden (Figur 13, 16) anschließend wird das Teil mit den Laschen in die Form eingelegt (Figuren 7, 8), wobei in den Bereichen in den die Laschen in der Form eingelegt sind, Kerbungen erzeugen und anschließend die Laschen mit dem gesamten Werkstück gehärtet werden. Beim Ausformen des Bauteils werden die Laschen im Bereich der Kerbe durch Druckelemente abgebrochen, so dass nach dem Ausformen ein vollständig fertiggestelltes Bauteil vorliegt.
  • Nachfolgend wird ein Formwerkzeug für das erfindungsgemäße Verfahren näher erläutert.
  • Das Formhörte werkzeug 1 (Figur 7, 8) besitzt beispielsweise eine Formwerkzeugoberhälfte 2 und eine Formwerkzeugunterhälfte 3. Das zu härtende Bauteil 4 ist im Beispiel vereinfacht im Querschnitt topf- bzw. hutförmig ausgebildet mit einer Bodenfläche 5, zwei Zargen 6, 7 und zwei Längsflanschbereichen 8, 9. Die Bodenfläche 5 geht mit zwei Rundungen 10, 11 in die Zargen 6, 7 über. Die Zargen 6, 7 gehen mit Rundungen 12, 13 in die Flansche 8, 9 über. Im Bereich der Rundungen 10, 11 bildet die Formoberhälfte 2 bezüglich des Formteils 4 positive Radien, im Bereich der Rundungen 12, 13 bildet die Formunterhälfte 3 positive Radien bezüglich des Werkstücks 4. Im Bereich der positiven Radien liegt das Werkstück 4 an den jeweiligen Formwerkzeughälften an. Diesen positiven Radien gegenüberliegend sind Luftspalten 14 vorhanden, welche bis in die Bodenfläche 5 bzw. in Zargen 6, 7 reichen. Im Bereich der Zargenmitte können sich die Luftspalten 14 überschneiden, so dass das Bauteil in Teilbereichen der Zarge, ggf. auch fast über die gesamte Zarge ohne Anlage an den Werkzeughälften befinden. Im Bereich der Schnittkanten 15 sind die Formwerkzeugoberhälfte oder die Formwerkzeugunterhälfte benachbart zu den Luftspalten 14 mit Vorsprüngen oder Aufmassen 16 so ausgebildet, dass die entsprechenden Bereich des Werkstücks 4 dort geklemmt werden.
  • Die Luftspalten 14 besitzen eine Breite die mindestens 0,02 mm und vorzugsweise 0,1 bis 2,5 mm oder größer beträgt.
  • Bei sehr einfachen Formen kann es im Extremfall ausreichen, eine Unterstützung der positiven Radien lediglich und ausschließlich im Bereich der Rundungen 10, 11, 12, 13 in Form von kreissegmentartigen Vorsprüngen vorzusehen und den Rest des Werkstücks nicht zu stützen sondern lediglich im Bereich der Schnittkanten 15 zu klemmen.
  • Um im Bereich der Zargen oder im Bereich von Wendepunkten oder Sattelpunkten mit engen Radien (ca. 0,5 - 30 mm) (Figur 6) eine zuverlässige Klemmung zu erzeugen ohne dass das Einlegen des Werkstücks in Form behindert wird, oder das Werkstück in bestimmten Bereichen zu früh an der Form anliegt, können ein oder mehrere Schieberwerkzeuge 17, 18 in einer der Formwerkzeughälften oder gegenüberliegend in beiden Formwerkzeughälften 2, 3 vorhanden sein, welche vorzugsweise beim Schließen der Form auf die gegenüberliegende Formwerkzeughälfte bzw. aufeinanderzugefahren werden und beispielsweise Löcher im Bereich der Zarge klemmen. Hierdurch wird gewährleistet, dass auch im Bereich der Zarge angeordnete Löcher zuverlässig während des Formhärtens und Schrumpfens gehalten werden.
  • Um das Werkstück auch über die Fläche bzw. Länge zu klemmen insbesondere mit linienartigen, rautenartigen bzw. gitternetzartigen Mustern, ist in der Form ein entsprechendes Muster in Form der entsprechenden Linien, Rauten oder Gitter als entsprechend linien-, rauten- oder gitterförmiges Aufmass vorhanden. Diese Linien bzw. diese Klemmstege werden dabei so aufeinander abgestimmt, dass eine zuverlässige Klemmung erfolgen kann. Hierbei kann es vorteilhaft sein, derartige Klemmstege nur auf einer Seite des Werkstücks, das heißt an einer Formhälfte vorzusehen und an der anderen Formhälfte ein vollflächiges Anliegen zu gewährleisten. Durch den hohen Pressdruck durch die Klemmleisten ist dies einfacher zu bewerkstelligen als bei einem angestrebten 100-% Touchierbild an beiden Formhälften. Es können sich jedoch auch bezüglich des Werkstücks gegenüberliegende Klemmstege verwendet werden. Die Klemmstege können entweder fest in Form angeordnet sein oder in Form von Einlegeelementen vorhanden sein. Erfindungsgemäß werden derartige Klemmstege insbesondere dort vorgesehen, wo das Werkstück sicher gehalten werden muss um insbesondere bei sehr großflächigen oder sehr langen Bauteilen eine Tordierung durch Wärmespannungen bzw. Abkühlspannungen und Verzug vermieden werden sollen. Die Klemmstege haben vorzugsweise eine Breite von 5 bis 20 mm
  • Vorteilhafterweise wird im Bereich von Sattelpunkten eine beidseitige vollflächige Klemmung dieser relativ kleinen Bereiche durchgeführt. Als Sattelpunkte werden Punkte bzw. Bereiche definiert, in denen zwei positive Radien von zwei Werkzeugraumachsen zusammenfallen, wobei die beiden positiven Radien jeweils einen relativ engen Radius von 0,5 bis 30 mm besitzen.
  • Im einfachsten Fall jedoch wird das Bauteil ausschließlich im Bereich der Schnittkanten gepresst und nur im Bereich der positiven Radien von der jeweiligen Formwerkzeughälfte gestützt und liegt an den übrigen Bereichen nicht an den Formwerkzeughälften an. Dort ist das Bauteil zumindest mit einem kleinen Luftspalt von den Formwerkzeughälften beabstandet, wobei die Breite des Luftspaltes je nach gewünschtem Kühleffekt eingestellt werden kann. Hierbei gilt, dass sehr kleine Luftspalte zum Beispiel von 0,02 bis 0,05 mm auf die Kühlung kaum einen Einfluss haben, während sehr große Luftspalte von beispielsweise 1,00 bis 2,5 mm und größer einen merklichen Einfluss auf die Kühlleistung und damit auf die Härte des Materials haben.
  • Um die bereits beschriebenen Laschen abzubrechen kann im Bereich der Längskante 15 an der Stelle an der eine Lasche 20 vorsteht ein Kerbwerkzeug 21 vorhanden sein (Figur 7, 8), wobei dieses Kerbwerkzeug 21 beispielsweise ein Vorsprung im Bereich der Form ist. Dem Kerbwerkzeug gegenüberliegend ist ein gefederter Niederhalter 22 vorhanden, wobei der gefederte Niederhalter 22 eine nach außen abwinkelnd verlaufende Auflagefläche 23 besitzt. Dem Niederhalter 22 ist (Figur 7) gegenüberliegend der Teileheber 24 angeordnet, wobei der Teileheber 24 ein Auflagevorsprung 25 besitzt auf dem die Lasche 20 aufliegt. Nach erfolgtem Härten kann mit dem Vorsprung 25 die Lasche 20 angehoben werden, so dass sie mit Unterstützung des Kerbwerkzeugs 21 im Bereich des Kerbwerkzeug 21 an der Längskante abgewinkelt angehoben wird, wobei der Niederhalter 22 in dem Moment an dem die Lasche 20 an der schrägen Fläche 23 anliegt entgegen der Kraft der Feder angehoben werden kann. Im Bereich des Kerbwerkzeugs 21 bricht die Lasche aufgrund der großen Härte und Sprödigkeit ab.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform (Figur 8) ist der Teileheber 24 auf gleichen Seite des Werkstücks angeordnet wie der Niederhalter 22, wobei der Teileheber 24 ebenfalls federnd gelagert ist. Dem Teileheber 24 und dem Niederhalter 22 gegenüberliegend ist das Kerbwerkzeug 21 angeordnet. Dem Teileheber 24 bezüglich des Werkstücks gegenüberliegend ist an der gegenüberliegenden Formhälfte 2 ein auf den Teileheber 24 zu und von ihm wegbewegbares Abbrechwerkzeug 26 vorhanden, welches mit einem seitlichen Vorsprung 27 auf die Lasche aufsetzbar ist und die Lasche bezüglich des Kerbwerkzeugs 21 verbiegt und abbricht, wobei das Werkzeug 26 auf dem Teileheber 24 aufsetzt und der Teileheber mit seinem Vorsprung 25 und das Werkzeug mit seinem Vorsprung 27 die Lasche 20 zwischen sich begrenzen und bei einer weiteren Bewegung des Werkzeugs 26 der Teileheber gegen die Federkraft einer Feder 28 bewegt wird bis die Lasche 20 im Bereich des Kerbwerkzeugs 21 abbricht.
  • Der Prozess kann dabei so gesteuert werden, dass das Abbrechen bei der hierfür am günstigsten Temperatur erfolgt.
  • Durch diese Maßnahme lässt sich der gesamte apparative Aufwand stark verringern. So kann insbesondere ein Schneidschritt entfallen.
  • In den Bereichen, in denen das Werkstück geklemmt wird, kann jedoch auch innerhalb des geklemmten Bereichs eine Schnittoperation, beispielsweise die Erzeugung eines Lochs oder Ausschnitts oder das Abschneiden eines Teils der Außenschnittkante im warmen Zustand erfolgen. Hierfür besitzen die Formhälften in den Klemmbereichen entsprechende Aussparungen. Der Warmausschnitt erfolgt vorzugsweise bei Bauteiltemperaturen zwischen 380°C und 800°C.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens (Fig. 17, 18) wird beim Formen im kalten Zustand, d. h. beispielsweise beim Tiefziehen am kalt vorgeformten Bauteil 29 benachbart und im Bereich der Schnittkante 30 in an sich bekannter Weise ein Flansch 31 ausgebildet. Nach der Ausbildung des Flansches 31 wird der Außenbeschnitt im Bereich des Flansches 31 durchgeführt. Dies hat den Vorteil, dass bei diesem Schnitt parallel zur Öffnungs- und Schließrichtung der Pressform geschnitten wird. Selbst bei Bauteilen, bei denen ein Flansch eigentlich nicht gewünscht ist, kann es trotzdem vorteilhaft sein, in kaltem Zustand diesen Flansch zum Zwecke des soeben beschriebenen Schnittes zu erzeugen. Der Flansch wird dann später im Verlauf des Formhärteprozesses beseitigt, wie dies weiter unten beschrieben wird.
  • Bei dieser Ausführungsform des Verfahrens kann insbesondere im Bereich der Schnittkanten 30 oder der Außenkontur noch eine Warmumformung stattfinden. Wie bereits beschrieben, kann es beim Kaltfertigformen des Bauteiles 29 von Vorteil sein, im Bereich der Beschnittkante 30 einen Flansch 31 nur zum Schneiden vorzusehen, der eigentlich beim fertigen Bauteil 29 nicht vorhanden sein soll. Durch die Anformung eines solches Flansches 31 im Tiefziehverfahren kann der Beschnitt senkrecht zur Öffnungs- und Schließrichtung der Form durchgeführt werden, was einen besonders exakten, genauen und einfachen Schnitt ermöglicht. Im Formhärteprozess wird dieser gebildete Flansch bei dem heißen Bauteil 29, welches in die Form 1 eingelegt wurde, beim Schließen der Form 1 entsprechend wieder zurückgeformt bzw. an die Form 1 angelegt (Pfeile 32). Hierzu ist in dem Bereich, in dem der Flansch 31 vorhanden ist, entsprechend je ein Schieber 33 vorhanden, wobei die Form 1 für den Formhärteprozess zunächst soweit geschlossen wird, dass das Bauteil 29 beispielsweise in einem bestimmten Bereich 34 vom Formoberteil 2 bereits gehalten wird und dann die Schieber 33 eingefahren werden (Pfeile 35), die den Flansch 31 mit entsprechend-vorstehenden Bereichen oder Aufmassen 36 an die Form 1 bzw. Formunterteil 3, auf der das Bauteil 29 aufliegt, andrücken. Da im Bereich der Schnittkanten 30 das Bauteil 29 sowieso geklemmt wird, übernehmen die Schieber 33 bzw. die Bereiche 36 diese Klemmung in diesem Bereich, wobei durch die Klemmung und die nachfolgende erzwungene Schrumpfung überraschender Weise dies so gut gelingt, dass am fertigen Bauteil die zuvor vorhandene Biegekante des Flansches 31 kaum mehr sichtbar und nachweisbar ist.
  • In an sich gleicher Weise kann im Bereich der Schnittkanten oder der Außenkontur im warmen Zustand auch ein Flansch oder eine Ausbiegung erzeugt werden. Hierzu wirkt ein Schieber entsprechend auf einen vorstehenden Bereich des Blechs ein, biegt diesen im gewünschten Maß um und klemmt den Flansch, die Schnittkante des Flansches oder des umgebogenen Bereichs anschließend, während ggf. der übrige Bereich, dem Prinzip der erzwungenen Schrumpfung gehorchend, nicht geklemmt wird.
  • Hierdurch kann beispielsweise außerhalb des eigentlich von der Komplexität der Formgebung kritischen Bereichen des Bauteils, beispielsweise dem Kopf einer Fahrzeug-B-Säule, noch eine Warmumformung vor der erzwungenen Schrumpfung erfolgen um z. B. einen Kopf-Flansch zu bilden.
  • Das gesamte Verfahren (Figuren 16, 17) kann wie folgt ablaufen 1. Platinen schneiden, 2. die Kaltumformung beispielsweise durch tiefziehen, anschließend ein mechanischer Schneidschritt, anschließend das Erwärmen, das Formhärten, anschließend ggf. eine Reinigung wie z. B. eine Ultraschallreinigung und anschließend das Lager. Da das Formhärten die Taktzeiten vorgibt und nur ein Schneidschritt vorhanden ist kann auch die Verwendung der bestehenden oft recht aufwendigen Pressen und Schneidstraßen mit vier bis fünf großen Pressen verzichtet werden und eine langsamere Presse verwendet werden die beispielsweise zur ebener Erde aufgestellt ist. Derartige Pressen haben nicht die hohen Taktraten bzw. Taktzeiten wie große Pressestrassen diese werden jedoch im vorstehenden Verfahren nicht benötigt. Die erzielbaren Pressdrücke sind ähnlich. Die Investitionen sind jedoch deutlich niedriger. Zudem kann eine Anlage zum Durchführen des Verfahrens (Figur 16) modulartig ausgebildet sein. Das heißt entsprechend einer gewünschte Fertigung kann die Anlage umgestellt oder konfiguriert werden. Da Pressestraßen in der Regel mit sechs Pressen in Linie ausgerüstet sind, aber beim Formhärteprozesse eine geringere Anzahl Pressen benötigt werden, ist eine modulartige Ausbildung nur bedingt möglich, zudem können die nicht benötigten Pressen nicht abgebaut werden.
  • Bei der Erfindung ist von Vorteil, dass sich die Vorgänge bei einem erfindungsgemäßen Formhärten erheblich leichter simulieren lassen, da große Netto-Dehnungen über die Blechstärke infolge von Umformungen nicht stattfinden. Die auftretenden Dehnungen aufgrund gezwungener Schrumpfung sind klein.
  • Darüber hinaus ist von Vorteil, dass es mit der Erfindung gelingt, ohne lange Einarbeitungszeiten und ohne die aufwendige Fertigung von Prototypen auch aus relativ ungenau tiefgezogenen oder im Umformen leicht verzogenen Bauteilen durch das Formhärten maßgenaue Bauteile ohne Verzug und ohne Tordierung mit definierter Härte zu erhalten. Ferner ist von Vorteil, dass für das erfindungsgemäße Verfahren relativ preisgünstige Pressenstraßen verwendet werden können. Hierdurch ist das Verfahren gegenüber bekannten Presshärteverfahren deutlich kostengünstiger.
  • Bei einer vorteilhaften Ausführungsform werden die klemmenden Elemente der Formwerkzeughälften aus federnd gelagerten Klemmeinsätzen oder Klemmleisten gebildet, welche beim Aufbringen des Klemmdrucks in die Formwerkzeuge gedrückt werden, so dass sich die Luftspalte von einer Ausgangsbreite reduzieren und ggf. verschwinden.

Claims (31)

  1. Verfahren zum Herstellen von gehärteten Bauteilen aus Stahlblech, umfassend zumindest die folgenden Verfahrenschritte:
    a) Formen von Formteilen aus einem Stahlblech; wobei
    b) vor, beim oder nach dem Formen des Formteils ein notwendiger Endbeschnitt des Formteils und gegebenenfalls erforderliche Ausstanzungen bzw. die Erzeugung eines Lochbildes vorgenommen wird, wobei
    c) das Formteil anschließend zumindest teilbereichsweise auf eine Temperatur erhitzt wird, welche eine Austenitisierung des Stahlwerkstoffes ermöglicht, und
    d) das Bauteil anschließend in ein Formhärtewerkzeug überführt wird und im Formhärtewerkzeug eine Formhärtung durchgeführt wird, bei der durch das zumindest teilbereichsweise Anlegen und Pressen des Bauteils durch die Formhärtewerkzeuge das Bauteil gekühlt und dadurch gehärtet wird, dadurch gekennzeichnet,
    e) das das Bauteil vom Formhärtewerkzeug im Bereich der positiven Radien gestützt wird und teilbereichsweise zumindest im Bereich der Beschnittkanten verzugsfrei klemmend festgehalten wird, wobei in den Bereichen in denen das Bauteil nicht geklemmt wird das Bauteil zumindest zu einer Formwerkzeughälfte mit einem Spalt beabstandet ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil zu dem in Sattelbereichen d.h. Bereichen, in denen zwei Raumachsen positive Radien bilden geklemmt wird wenn die Sattelbereiche relativ enge Radien bilden, insbesondere von 0,5 bis 30 mm.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil zu dem über seine Fläche und/oder über seine Länge in bestimmten Bereichen geklemmt wird um eine höhere Abkühlrate und/oder den Abbau von Spannungen zu erzielen und/oder Verzug zu vermeiden.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil zusätzlich zu den Beschnittkanten über Teile der Fläche oder über die gesamte Fläche mit einem punktartig verteilten Muster und, oder flächigen Muster wie einem Rauten oder Gitternetzmuster mit entsprechenden Vorsprüngen der Formenhälften geklemmt verzugsfrei festgehalten wird.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur über die Fläche verteilten Klemmung mit einem Muster ein entsprechendes linien- und/oder punkteartig verteiltes Muster als Übermaß und/oder als Einlegeklemmlinien bzw. Einlegeklemmleisten in den Formenhälften verwendet werden.
  6. Verfahren nach,einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Form so eingestellt und bearbeitet wird, dass das Bauteil außerhalb der geklemmten Bereiche frei schrumpfen kann, wodurch sich das Bauteil zumindest im Bereich der positiven Radien eng an die Form anlegt.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil nur im Bereich der positiven Radien gestützt und in den Bereichen der Beschnittkanten verzugsfrei geklemmt wird und in den übrigen Bereichen die Formwerkzeughälften mit Spalten beabstandet vom Werkstück sind.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil in allen drei Raumachsen um etwa 0,95 % - 0,4 % insbesondere 0,8 % kleiner ausgeformt wird, als es die Endgeometrie sein soll.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil nachdem es im kalten Zustand ausgeformt wurde auf die Austenitisierungstemperatur insbesondere beispielsweise über 900°C erwärmt wird und solange auf dieser Temperatur gehalten wird bis eine gewünschte Austenitisierung erfolgt ist.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erwärmung des Bauteils so erfolgt, dass die Längenänderung des Materials die durch die Gefügeänderung die durch das Austenitisieren stattfindet abgeschlossen ist.
  11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die durch die Austenitisierung erzeugte nicht lineare Wärmedehnung abgeschlossen ist bevor das Werkzeugstück in das Formhärtewerkzeug eingelegt wird.
  12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil nach dem Klemmen im Formwerkzeug schrumpft, wobei die positiven Radien unterstützt werden, wodurch sich das Bauteil in den entsprechenden Bereichen an die Formwerkzeuge anlegt, wobei das Bauteil durch die Schrumpfung die Form der positiven Radien annimmt, wobei Ungenauigkeiten bei der Formgebung im kalten Zustand korrigiert werden.
  13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil bzw. Werkstück zumindest solange in der Form belassen wird, bis die Austenit-Martensit-Umwandlung abgeschlossen ist.
  14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil so aufgewärmt wird, dass es im erwärmten Zustand und insbesondere im geschlossenen Formhärtewerkzeug um etwa 0,1 % bis 0,4 %, insbesondere 0,2 % größer ist als es die Sollgeometrie ist.
  15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst sogenannte Formplatinen aus einem Blech geschnitten werden und die Formplatinen und anschließend geformt und insbesondere tiefgezogen werden und anschließend der Abfall weggeschnitten wird, wobei der Abfall vorzugsweise in einer Schneidoperation geschnitten wird und am Bauteil Laschen belassen werden um das Teil auf Teilehebern der Formwerkzeughälften ablegen zu können, wobei die Laschen in der Form mitgehärtet werden, wobei im Bereich des Anbindungsbereichs der Lasche an das Werkstück Kerbungen erzeugt werden und vor dem Ausformen des Werkstücks die Laschen durch verbiegen abgebrochen werden.
  16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftspalte (14) auf eine Breite von mindestens 0,02 mm und vorzugsweise von 0,1 bis 2,5 mm oder größer eingestellt wird.
  17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während des Härtens die Luftspalte mit Gas gespült werden.
  18. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück beim Ausformen aus dem Formhärtewerkzeug in die Endgeometrie uniform springt.
  19. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den Bereichen, in denen das Werkstück geklemmt gehalten wird, innerhalb des geklemmten Bereichs eine Schnittoperation, insbesondere die Erzeugung eines Lochs oder Ausschnitts innerhalb des Blechs oder das Abschneiden eines Teiles oder der gesamten Außenkontur im warmen Zustand des Blechs, durchgeführt wird.
  20. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Formhärten eine Warmumformung dahingehend stattfindet, dass bei der vorangegangenen Kaltumformung erzeugte Flansche (31) oder gewünschte neue Flansche oder Abbiegungen durch im Werkzeug angeordnete Schieber (33) umgebogen oder erzeugt oder an die das Werkstück aufnehmende Formwerkzeughälfte (3) angebogen oder angepresst wurden und dort die Schnittkanten klemmend gehalten werden.
  21. Formhärtewerkzeug zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Formhärtewerkzeug (1) zumindest eine Formhärtewerkzeugoberhälfte (2) und eine Formhärtewerkzeugunterhälfte (3) besitzt, wobei die Formhärtewerkzeughälften im Bereich von Rundungen (10, 11, 12, 13) des Werkstücks positive Radien bilden, dadurch gekennzeichnet, dass den positiven · Radien gegenüberliegend Luftspalten (14) vorhanden sind und in Bereichen in denen das Werkstück geklemmt wird, insbesondere der Schnittkanten (15) die Formhärtewerkzeughälften (2, 3) benachbart zu den Luftspalten (14) mit Vorsprüngen oder Aufmassen (16) so ausgebildet sind, dass die entsprechenden Bereiche eines Werkstücks (4) dort verzugsfrei geklemmt werden.
  22. Formhärtewerkzeug nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Formhärtewerkzeug zur Unterstützung der positiven Radien lediglich und ausschließlich im Bereich der Rundungen kreissegmentartige Vorsprünge besitzt und in den übrigen Bereichen des Werkstücks Luftspalte (14) vorhanden sind.
  23. Formhärtewerkzeug nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass um im Bereich der Zargen oder in Bereichen in denen eine Klemmrichtung nicht der Arbeitsrichtung der Presse entspricht eine zuverlässige Klemmung zu erzeugen ohne dass das Einlegen des Werkstücks in die Form behindert wird oder das Werkstück in bestimmten bereichen zu früh an der Form anliegt ein oder mehrere Schieberwerkzeuge (17, 18) in einer der Formhärtewerkzeughälften (2, 3) oder gegenüberliegend in beiden Formhärtewerkzeughälften (2, 3) vorhanden sind, welche vorzugsweise beim Schließen der Form auf die gegenüberliegende Formhärtewerkzeughälfte (2, 3) oder aufeinander zugefahren werden und beispielsweise Löcher im Bereich der Zarge klemmen.
  24. Formhärtewerkzeug nach einem der Ansprüche.21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass zum Abbrechen von an dem Werkstück vorhandenen Laschen im Bereich der Längskante (15) an Stellen an der eine Lasche (20) vorsteht ein Kerbwerkzeug (21) vorhanden ist, welches im Anbindungsbereich der Lasche an eine Beschnittkante des Werkstücks eine Kerbe einprägt.
  25. Formhärtewerkzeug nach einem der Ansprüche 21 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass dem Kerbwerkzeug(21) gegenüberliegend.ein gefederter Niederhalter (22) vorhanden ist, wobei dem Niederhalter (22) gegenüberliegend ein Teileheber (24) angeordnet ist, wobei der Teileheber (24) ein Auflagevorsprung (25) besitzt auf dem die Lasche (20) aufliegt.
  26. Formhärtewerkzeug nach einem der Ansprüche 21 bis 25 , dadurch gekennzeichnet, dass der Teileheber (24) und der Niederhalter (22) in dem Kerbwerkzeug (21) gegenüberliegend angeordnet ist, wobei dem Teileheber (24) bezüglich des Werkstücks (4) gegenüberliegend an der gegenüberliegenden Formhälfte (2, 3) ein auf den Teileheber (24) zu und von ihm wegbewegbares Abrechwerkzeug (26) vorhanden ist, welches mit einem seitlichen Vorsprung (27) auf die Lasche aufsetzbar ausgebildet ist.
  27. Formhärtewerkzeug nach einem der Ansprüche 21 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Luftspalte (14) eine Breite von > 0,02 mm besitzen.
  28. Formhärtewerkzeug nach einem der Ansprüche 21 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Luftspalten (14) eine Breite von 0,1 bis 2,5 mm oder größer besitzen.
  29. Formhärtewerkzeug nach einem der Ansprüche 21 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass in den Bereichen, in denen das Werkstück verzugsfrei geklemmt wird, Schneidvorrichtungen und/oder Stanzvorrichtungen vorhanden sind, wobei in den klemmenden Bereichen für die Schneid- und/oder Stanzvorrichtung sowie für das Durchsetzen des Schneid- oder Stanzwerkzeugen entsprechende Freisparungen vorhanden sind.
  30. Formhärtewerkzeug nach einem der Ansprüche 21 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass für das Warmschneiden der Kontur oder eines Teils der Kontur benachbart zum und außerhalb des Klemmbereichs ein Schneidwerkzeug vorgesehen ist.
  31. Formhärtewerkzeug nach einem der Ansprüche 21 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass am Formhärtewerkzeug (1, 2, 3) Schieber (33) angeordnet sind, welche im Bereich von am eingelegten Werkstück vorhandenen Flanschen (31) oder zur Erzeugung neuer Flansche oder Abbiegungen so ausgebildet sind, dass sie die Flansche (31) oder Abbiegungen auf eine gegenüberliegende Formhärtewerkzeughälfte (3) pressend ausgebildet sind und dabei umbiegen, wobei die Schnittkante (30) und/oder der Flansch (31) des Werkstücks (29) nach dem Biegen vom Schieber (33) und der jeweiligen Formhärtewerkzeughälfte (2, 3) klemmend gehalten werden.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014203767A1 (de) 2014-02-28 2015-09-03 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zur Herstellung von Fahrzeugbauteilen
EP3060687B1 (de) 2013-10-21 2021-04-21 Magna International Inc. Verfahren zum bearbeiten eines heissgeschmiedeten teils
DE102022108111A1 (de) 2022-04-05 2023-10-05 Voestalpine Metal Forming Gmbh Verfahren zum Erzeugen gehärteter Stahlbauteile

Families Citing this family (62)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10333165A1 (de) * 2003-07-22 2005-02-24 Daimlerchrysler Ag Pressgehärtetes Bauteil und Verfahren zur Herstellung eines pressgehärteten Bauteils
DE102006017317B4 (de) * 2006-04-11 2009-09-10 Benteler Automobiltechnik Gmbh Verfahren zum Warmformen mit erweiterten Tiefziehgrenzen
DE102006018809A1 (de) * 2006-04-22 2007-10-31 Schaeffler Kg Verfahren zur Herstellung eines Kraftfahrzeug-Schwenklagers in Schalenbauweise
DE102007005257B4 (de) * 2007-02-02 2022-01-27 Volkswagen Ag Formmatrize oder Formpatrize zum Formhärten und Verfahren zum Warmumformen oder Formhärten eines Bauteils
DE102007050907A1 (de) 2007-10-23 2009-04-30 Benteler Automobiltechnik Gmbh Verfahren zur Herstellung eines gehärteten Blechprofils
US20090152256A1 (en) * 2007-12-12 2009-06-18 Honda Motor Co., Ltd. Method for manufacturing a stamped/heated part from a steel sheet plated with aluminum alloy
DE102008034596A1 (de) 2008-07-25 2010-02-04 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zum Herstellen von gehärteten Bauteilen aus Stahlblech
DE202008017596U1 (de) 2008-09-05 2010-02-18 Voestalpine Automotive Gmbh Formbauteil aus Stahlblech
KR100902857B1 (ko) * 2008-10-16 2009-06-16 현대하이스코 주식회사 형상이 복잡한 성형품 제조를 위한 초고강도 강철성형체 제조방법
DE102008053878B4 (de) * 2008-10-30 2011-04-21 Benteler Automobiltechnik Gmbh Warmformbauteil und Verfahren zur Herstellung eines Warmformbauteils
DE202008016877U1 (de) 2008-12-19 2009-03-05 Voestalpine Automotive Gmbh Vorrichtung zum Erzeugen partiell gehärteter Stahlblechbauteile
DE102008063985B4 (de) 2008-12-19 2015-10-29 Voestalpine Metal Forming Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Erzeugen partiell gehärteter Stahlblechbauteile
DE102009012940B4 (de) 2009-03-12 2017-12-07 Volkswagen Ag Verfahren zur Herstellung eines Bauteils, insbesondere eines Blechbauteils sowie Fertigungsstraße zur Herstellung des Bauteils
AU2009245821A1 (en) * 2009-04-08 2010-10-28 Inter Licence Co., Ltd. Method for creating pattern on a metal surface by imprinting with the aid of heating
DE102009023195B4 (de) * 2009-05-29 2018-12-20 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Herstellung eines partiell pressgehärteten Blechbauteils
DE102009030489A1 (de) * 2009-06-24 2010-12-30 Thyssenkrupp Nirosta Gmbh Verfahren zum Herstellen eines warmpressgehärteten Bauteils, Verwendung eines Stahlprodukts für die Herstellung eines warmpressgehärteten Bauteils und warmpressgehärtetes Bauteil
FI20096000A (fi) * 2009-09-30 2011-03-31 Rautaruukki Oyj Menetelmä teräslevykomponentin ominaistaajuuden lisäämiseksi sekä teräslevykomponentti
DE102009050997B4 (de) * 2009-10-28 2017-07-13 Volkswagen Ag Verfahren und Umformvorrichtung zur Herstellung eines formgehärteten Bauteils
DE102009052210B4 (de) 2009-11-06 2012-08-16 Voestalpine Automotive Gmbh Verfahren zum Herstellen von Bauteilen mit Bereichen unterschiedlicher Duktilität
DE102010012831B4 (de) * 2010-03-25 2023-02-16 Benteler Automobiltechnik Gmbh Getriebetunnel
DE102010020373A1 (de) * 2010-05-12 2011-11-17 Voestalpine Stahl Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Bauteils aus einem Eisen-Mangan-Stahlblech
JP5715768B2 (ja) * 2010-05-19 2015-05-13 東プレ株式会社 熱間プレス装置及び熱間プレス製品
KR101033361B1 (ko) * 2010-06-30 2011-05-09 현대하이스코 주식회사 생산성을 향상시킨 열간 프레스 성형체 제조방법
DE102010049330A1 (de) * 2010-10-22 2012-04-26 Sitech Sitztechnik Gmbh Schienenprofil mit gezielt eingestellten laserverfestigten Bereichen
KR101033767B1 (ko) * 2010-11-03 2011-05-09 현대하이스코 주식회사 열처리 경화 강판을 이용한 국부적으로 이종강도를 가지는 자동차 부품 제조방법
EP2665837A1 (de) 2011-01-17 2013-11-27 Tata Steel IJmuiden BV Verfahren zur herstellung eines heissgeformten teils und in diesem verfahren geformtes teil
US8561450B2 (en) * 2011-03-11 2013-10-22 GM Global Technology Operations LLC System and method for annealing of a pre-formed panel
DE102011108912A1 (de) 2011-07-28 2013-01-31 Volkswagen Aktiengesellschaft Segmentiertes Presshärtewerkzeug
DE102011109031B3 (de) * 2011-07-30 2012-03-22 GEDIA Gebrüder Dingerkus GmbH Fassdeckel/Fassboden
US9089886B2 (en) * 2011-09-23 2015-07-28 Thermission Ag Method of treating a metal element for an automobile
DE102011055643A1 (de) 2011-11-23 2013-05-23 Thyssenkrupp Steel Europe Ag Verfahren und Umformwerkzeug zum Warmumformen und Presshärten von Werkstücken aus Stahlblech, insbesondere verzinkten Werkstücken aus Stahlblech
DE102011056444C5 (de) * 2011-12-14 2015-10-15 Voestalpine Metal Forming Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum partiellen Härten von Blechbauteilen
US20130213108A1 (en) * 2012-02-20 2013-08-22 Richard Paul KNERR Method of making a stamped part
US9132464B2 (en) * 2012-06-12 2015-09-15 Martinrea Industries, Inc. Method for hot stamping metal
DE102012210084A1 (de) 2012-06-15 2013-12-19 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zur Auslegung eines Umformwerkzeuges
CN103233106B (zh) * 2012-11-02 2014-08-06 重庆长风机器有限责任公司 一种钢热处理变形处理方法
JP5870961B2 (ja) * 2013-05-20 2016-03-01 Ｊｆｅスチール株式会社 温間プレス成形方法
DE102013108044B3 (de) * 2013-07-26 2014-11-20 Voestalpine Metal Forming Gmbh Kühlkörper mit Abstandhalter
JP6209991B2 (ja) * 2014-03-03 2017-10-11 新日鐵住金株式会社 ブランク材の製造方法、ホットスタンプ成形品の製造方法、ブランク材、及びホットスタンプ成形品
DE102014204639A1 (de) * 2014-03-13 2015-09-17 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zur Herstellung wenigstens eines formgehärteten Werkstücks sowie Fertigungseinrichtung zur Herstellung wenigstens eines formgehärteten Werkstücks
DE102014109552B4 (de) * 2014-07-08 2018-01-11 Thyssenkrupp Ag Verfahren zum Warmumformen, insbesondere zum Presshärten
DE102014016614A1 (de) * 2014-10-31 2016-05-04 Salzgitter Flachstahl Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Bauteils durch Umformen einer Platine aus Stahl
CA2993957A1 (en) * 2015-07-30 2017-02-02 Magna International, Inc. Stamping die
US20170057119A1 (en) * 2015-08-26 2017-03-02 Triumph Integrated Aircraft Interiors, Inc. Automated press cell system and methods of using the same for forming composite materials
US10767756B2 (en) * 2015-10-13 2020-09-08 Magna Powertrain Inc. Methods of forming components utilizing ultra-high strength steel and components formed thereby
DE102016102324B4 (de) 2016-02-10 2020-09-17 Voestalpine Metal Forming Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Erzeugen gehärteter Stahlbauteile
DE102016102322B4 (de) * 2016-02-10 2017-10-12 Voestalpine Metal Forming Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Erzeugen gehärteter Stahlbauteile
DE102016102344B4 (de) 2016-02-10 2020-09-24 Voestalpine Metal Forming Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Erzeugen gehärteter Stahlbauteile
DE102016122540B3 (de) * 2016-11-22 2017-10-19 Voestalpine Metal Forming Gmbh Verfahren zur Schnellerwärmung von Stahlblech
CN109983139A (zh) * 2016-11-25 2019-07-05 日本制铁株式会社 淬火成形品的制造方法、热压用钢材的制造方法及热压用钢材
CN106987685B (zh) * 2017-02-06 2018-10-30 上海瑞挚汽车模具有限公司 一种用于Cr12MoV钢铸造模具型面的热处理工艺
US11141769B2 (en) * 2017-06-16 2021-10-12 Ford Global Technologies, Llc Method and apparatus for forming varied strength zones of a vehicle component
DE102018200843A1 (de) 2018-01-19 2019-07-25 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren und Aufheizvorrichtung zum Aufheizen eines Werkstücks zum Herstellen eines Bauteils, insbesondere für ein Kraftfahrzeug
DE102018215545B4 (de) * 2018-09-12 2020-08-20 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zum Herstellen eines pressgehärteten Blechformteils und Presshärtewerkzeug
CN109128731A (zh) * 2018-09-25 2019-01-04 山东普信模具有限公司 一种汽车冲压模具修边刃口加工方法
DE102019101749A1 (de) * 2019-01-24 2020-07-30 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zur Warmumformung von Blechwerkstücken
CN110039384B (zh) * 2019-05-17 2020-03-20 惠州市恒韵五金塑胶制品有限公司 一种金属导光柱的加工方法
DE102020200808A1 (de) 2020-01-23 2021-07-29 Thyssenkrupp Steel Europe Ag Verfahren zur Herstellung eines zumindest teilbereichsweise gehärteten Blechbauteils aus Stahl und ein zumindest teilbereichsweise gehärtetes Blechbauteil aus Stahl
CN112458265B (zh) * 2020-11-26 2021-10-01 燕山大学 一种控制板材成形回弹的设备及方法
WO2023023843A1 (en) * 2021-08-24 2023-03-02 Magna International Inc. Process for manufacturing vehicle parts
DE102021123279A1 (de) * 2021-09-08 2023-03-09 Voestalpine Metal Forming Gmbh Verfahren zum Erzeugen von gehärteten Stahlblechbauteilen
CN114226529A (zh) * 2021-12-20 2022-03-25 武汉理工大学 基于空间包络形变-热处理协同调控的薄壁构件制造方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE435527B (sv) * 1973-11-06 1984-10-01 Plannja Ab Forfarande for framstellning av en detalj av herdat stal
CN2046892U (zh) * 1988-06-08 1989-11-01 山东省地矿局探矿机械厂 切纸刀片，犁铧片高频淬火感应器
US5100482A (en) * 1989-12-05 1992-03-31 Horikiri Spring Mfg., Co., Ltd. Method of preparing a leaf spring
JPH06218451A (ja) * 1992-09-18 1994-08-09 Fuji Heavy Ind Ltd プレス型の製造方法及びプレス型
SE9602257L (sv) * 1996-06-07 1997-12-08 Plannja Hardtech Ab Sätt att framställa ståldetalj
FR2787735B1 (fr) * 1998-12-24 2001-02-02 Lorraine Laminage Procede de realisation d'une piece a partir d'une bande de tole d'acier laminee et notamment laminee a chaud
FR2807447B1 (fr) * 2000-04-07 2002-10-11 Usinor Procede de realisation d'une piece a tres hautes caracteristiques mecaniques, mise en forme par emboutissage, a partir d'une bande de tole d'acier laminee et notamment laminee a chaud et revetue
DE10049660B4 (de) * 2000-10-07 2005-02-24 Daimlerchrysler Ag Verfahren zum Herstellen lokal verstärkter Blechumformteile
DE10120063C2 (de) * 2001-04-24 2003-03-27 Benteler Automobiltechnik Gmbh Verfahren zur Herstellung von metallischen Profilbauteilen für Kraftfahrzeuge
DE10120919A1 (de) * 2001-04-27 2002-10-31 Benteler Automobiltechnik Gmbh Verfahren zur Herstellung eines gehärteten Blechprofils
DE10149221C1 (de) * 2001-10-05 2002-08-08 Benteler Automobiltechnik Gmbh Verfahren zur Herstellung eines gehärteten Blechprofils
JP4135397B2 (ja) * 2002-05-13 2008-08-20 日産自動車株式会社 プレス部品の焼入れ方法および焼入れ装置
DE10254695B3 (de) * 2002-09-13 2004-04-15 Daimlerchrysler Ag Verfahren zur Herstellung eines metallischen Formbauteils
US6874346B1 (en) * 2004-03-22 2005-04-05 Phillip C. Faymonville Multi-form die base with rotatable anvils having alternative forming surfaces

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3060687B1 (de) 2013-10-21 2021-04-21 Magna International Inc. Verfahren zum bearbeiten eines heissgeschmiedeten teils
DE102014203767A1 (de) 2014-02-28 2015-09-03 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zur Herstellung von Fahrzeugbauteilen
DE102022108111A1 (de) 2022-04-05 2023-10-05 Voestalpine Metal Forming Gmbh Verfahren zum Erzeugen gehärteter Stahlbauteile

Also Published As

Publication number Publication date
CN101120105B (zh) 2010-05-05
US8613819B2 (en) 2013-12-24
DE102004038626B3 (de) 2006-02-02
WO2006015849A3 (de) 2006-04-20
KR101011192B1 (ko) 2011-01-26
BRPI0513941A (pt) 2008-05-20
US20090211669A1 (en) 2009-08-27
JP2008509284A (ja) 2008-03-27
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BRPI0513941B1 (pt) 2015-04-22
KR20070049657A (ko) 2007-05-11
ATE516373T1 (de) 2011-07-15
CA2575940C (en) 2011-04-05
WO2006015849A2 (de) 2006-02-16
CN101120105A (zh) 2008-02-06
CA2575940A1 (en) 2006-02-16

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