EP2415882A1 - Verfahren zur Herstellung eines Blechformteils aus einer walzharten, nicht aushärtbaren Alumininiumlegierung - Google Patents

Verfahren zur Herstellung eines Blechformteils aus einer walzharten, nicht aushärtbaren Alumininiumlegierung Download PDF

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EP2415882A1
EP2415882A1 EP10008040A EP10008040A EP2415882A1 EP 2415882 A1 EP2415882 A1 EP 2415882A1 EP 10008040 A EP10008040 A EP 10008040A EP 10008040 A EP10008040 A EP 10008040A EP 2415882 A1 EP2415882 A1 EP 2415882A1
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EP
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heated
forming
temperature
seconds
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Jochem Grewe
Andreas Hitz
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Benteler Automobiltechnik GmbH
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    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
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    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/04—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
    • C22F1/047—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon of alloys with magnesium as the next major constituent

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a sheet metal part from a non-hardenable aluminum alloy.
  • Non-hardenable aluminum alloys are usually characterized by very good corrosion resistance. In addition, they are often used in non-highly stressed components, but without focusing on special lightweight construction.
  • the invention is therefore based on the object to show a way, such as sheet metal, consisting of hard, non-hardenable aluminum alloys, forming a complex component high strength can be produced.
  • An essential step of the invention is that the temperature range to which the sheet is heated, between 200 ° C and 400 ° C, in particular less than 370 ° C, and the heating and prespecific production of the component takes place within a period of 1 to 60 seconds, after which the heated sheet is placed in a forming tool of a forming press and formed into the sheet metal part.
  • the cooling of the sheet to a temperature less than 200 ° C within 60 seconds after heating, preferably by forming in a tool whose temperature is less than 200 ° C to 300 ° C, or cooling in a device after the forming under 200 ° C to 300 ° C.
  • the heated sheet is placed in a cold forming tool, wherein a cold forming an unheated or not externally heated forming tool is to be understood.
  • an active cooling of the formed sheet In the context of the invention preferably takes place an active cooling of the formed sheet. Basically, however, a passive cooling is conceivable in which the sheet or the shaped sheet metal part of the forming press removed and cools without additional cooling measures under ambient conditions.
  • the method according to the invention with increasing heating and holding time brings about a slight loss of strength in the case of the temperatures required for forming, so that as short overall times as possible according to the invention are to be aimed at.
  • the sheet Since for handling after heating and pressing of the sheets certain cycle times are technically hardly, or only with uneconomical effort to fall below, as fast as possible heating offers the best opportunities to produce components with a strength close to that of the starting sheet.
  • the sheet must be heated to a temperature of at least 200 ° C and at most 400 ° C, preferably 250 ° C to 370 ° C, in particular 270 ° C to 300 ° C.
  • the associated heating times for the process according to the invention are from 1 to 60 seconds, and thus significantly lower than those which are possible with a conventional furnace heating to the temperatures mentioned.
  • the heating can therefore preferably be resistive, conductive, inductive or capacitive.
  • the heating period, as described above, is preferably shorter and should be less than 45 seconds, in particular for temperatures above 250 ° C below 30 seconds.
  • the sheet is - as stated - heated in a period of 1 to 30 seconds and molded in no more than 60 seconds and cooled at least locally below 260 ° C.
  • the European Standard EN515 specifies how to describe basic conditions of aluminum semi-finished products.
  • the letter H means work-hardened. This designation applies to products that are used to ensure the specified mechanical properties after annealing (or after hot working) are subjected to cold working or a combination of cold working and recovery annealing or stabilization.
  • the letter H is followed by two digits, the first to indicate the type of thermal treatment, the second to indicate the degree of work hardening.
  • Cold forming is understood to mean the plastic deformation of a metal at a temperature and velocity which leads to work hardening.
  • Work hardening is the change of the metal structure by cold working, which leads to increased strength and hardness, whereby the moldability decreases.
  • H1x stands for work-hardened products which are work-hardened to obtain the desired strength without additional thermal treatment.
  • the status designation H2x means work-hardened and re-annealed. This applies to products which are work-hardened beyond the desired final strength and then softened to the desired strength by annealing.
  • H3x means work-hardened and stabilized and applies to work-hardened products whose mechanical properties are stabilized by thermal treatment at low temperature or by heating during processing. Stabilizing generally improves the formability. This designation applies only to alloys that solidify without stabilization by storage at room temperature.
  • the second digit after the H indicates the final degree of work hardening characterized by the minimum values of tensile strength.
  • the number 8 is assigned to the hardest conditions that are commonly produced.
  • the number 9 denotes states whose minimum tensile strength is 10 MPa or more above the H8x states.
  • the numbers 2, 4 and 6 denote intermediate states.
  • H12 means work-hardened-1/4 hard, H14 work hardened-1/2 hard, H16 work hardened-3/4 hard and H18 work hardened-4/4 hard (fully through hardened).
  • work hardened and re-annealed materials are categorized under conditions H22 / 24/26/28, or work hardened and stabilized materials for H32 / 34/36/38. Overall, therefore, sheets are to be used, which are hard-rolling and thus have undergone work hardening by rolling.
  • the advantage of the invention is that a relatively complex component can be produced from a roll-hard, non-hardenable aluminum alloy which has a high strength completely or in some areas.
  • the special feature is that the areas of high strength are not dependent on the deformation and the introduced degrees of deformation. This results in an alternative production path compared to thermosetting alloys, which entail high production costs due to significantly higher semi-finished product costs and a heat treatment of the component lasting up to 24 hours.
  • An open sheet metal part in the sense of this invention is a component produced from a sheet metal blank, that is to say from a substantially flat initial state.
  • the starting material has been work hardened by rolling to a certain target value.
  • An open sheet metal part according to the invention does not mean hollow profile.
  • the hard-rolling, non-hardenable aluminum sheet should preferably be completely heated and reshaped. It is also conceivable, however, a partial hot forming by the sheet is heated in regions to different temperatures before forming. It is also conceivable that the sheet has areas that have been heated for different lengths, either to achieve different target temperatures or to influence the local deformation properties of the sheet or the target strengths by the heating time.
  • the sheet can preferably be heated resistively, conductively, inductively or capacitively.
  • Parts of the sheet or the sheet metal part can be kept after the forming in a device further to temperature or heated.
  • the aim is to create a generally improved compared to a completely hard component component that has more favorable properties, in particular with regard to the deformation behavior in an accident, be it in terms of energy consumption or in terms of weight savings.
  • the forming tool can have a mold cavity with at least one region which is heated.
  • heated points in the tool and cooled areas can be provided.
  • the heated areas in the forming tool allow the workpiece to be held at a higher temperature within an additional period of time by first heating a certain area for a longer period of time.
  • a multi-stage forming mold cavities may be provided in other tool stages, which are partially heated.

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Abstract

Verfahren zur Herstellung eines Blechformteils aus einer nicht aushärtbaren Aluminiumlegierung mit folgenden Schritten: a) Bereitstellen eines Blechs aus einer nicht aushärtbaren Aluminiumlegierung, welches sich gemäß der Europäischen Norm EN515:1993 im Werkstoffzustand H12, H14, H16, H18, H19, H22, H24, H26, H28, H32, H34, H36 oder H38 befindet und als Legierungskomponente neben Aluminium zumindest Magnesium und gegebenenfalls Mangan enthält; b) zumindest lokales Erwärmen des Blechs auf eine Temperatur zwischen 200 °C und 400 °C innerhalb eines Zeitraums von 1 bis 60 Sekunden; c) Einlegen des erwärmten Blechs in ein kaltes Umformwerkzeug einer Umformpresse und Umformen des Blechs zu dem Blechformteil.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Blechformteils aus einer nicht aushärtbaren Aluminiumlegierung.
  • Es ist bekannt, hochbeanspruchte Fahrzeugkomponenten aus Aluminiumblechen herzustellen, wobei primär aushärtbare Legierungen eingesetzt werden. Der übliche Produktionsweg ist dabei das Vorformen des Aluminiumblechs geringerer Festigkeit mit anschließender Auslagerung zur Erzielung einer erhöhten Festigkeit.
  • Bei denjenigen Aluminiumlegierungen, bei denen keine Härtesteigerung durch eine Wärmebehandlung (Kalt- oder Warmauslagerung) erzielbar ist, kann eine Erhöhung der Festigkeit nur über die Umformung erreicht werden. Um auch aus Blechen dieser Legierungen komplexe Geometrien erstellen zu können, werden diese im Regelfall ebenso wie die aushärtbaren Legierungen in einem weichen Zustand umgeformt. Das heißt, dass diese nicht aushärtbaren Aluminiumlegierungen beispielsweise zuvor weichgeglüht werden.
  • Von Nachteil ist, dass Pressteile, die durch Umformen dieser weichgeglühten, nicht aushärtbaren Aluminiumbleche hergestellt werden, nur in Bereichen hoher Umformgrade eine deutliche Festigkeitssteigerung erfahren, mit der Folge, dass das Leichtbaupotenzial mit Formteilen aus den wirtschaftlich günstigen, nicht aushärtbaren Aluminiumlegierungen relativ gering ist. Das ist auch der Grund dafür, dass nicht aushärtbare Aluminiumlegierungen überwiegend im Fahrwerksbereich als dickwandige Bauteile zum Einsatz kommen. Nicht aushärtbare Aluminiumlegierungen zeichnen sich zumeist durch sehr gute Korrosionsbeständigkeit aus. Zudem kommen sie oft bei nicht hochbeanspruchten Bauteilen zum Einsatz, allerdings ohne den Fokus auf besonderen Leichtbau zu richten.
  • Um die aktuellen und zukünftigen Anforderungen an die Gewichtsoptimierung von Fahrzeugen zu erfüllen, muss versucht werden, bei allen Bauteilen Gewicht zu sparen. Dies betrifft auch Bauteile aus nicht aushärtbaren Aluminiumlegierungen. Diese Aluminiumlegierungen sind als Bleche höherer und hoher Festigkeit verfügbar, die durch Kaltwalzen oder durch Kaltwalzen mit gezielter Rückglühung hergestellt werden. Aus diesen im Handel erhältlichen Halbzeugen lassen sich jedoch bisher keine komplexen Bauteile herstellen, obwohl dies auf Grund der möglichen Gewichtsreduktion und der Materialersparnis wirtschaftlich interessant wäre.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Möglichkeit aufzuzeigen, wie aus Blechen, bestehend aus walzharten, nicht aushärtbaren Aluminiumlegierungen, umformtechnisch ein komplexes Bauteil hoher Festigkeit hergestellt werden kann.
  • Diese Aufgabe ist bei einem Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Ein wesentlicher Schritt der Erfindung ist, dass der Temperaturbereich, auf den das Blech erwärmt wird, zwischen 200 °C und 400 °C, insbesondere kleiner als 370 °C, ist und die Erwärmung und presstechnische Herstellung des Bauteils innerhalb eines Zeitraums von 1 bis 60 Sekunden erfolgt, wonach das erwärmte Blech in ein Umformwerkzeug einer Umformpresse eingelegt und zum Blechformteil umgeformt wird.
  • Vorzugsweise erfolgt dann ein Abkühlen des Bleches auf eine Temperatur kleiner 200 °C innerhalb von 60 Sekunden nach der Erwärmung, vorzugsweise durch Umformen in einem Werkzeug, dessen Temperatur kleiner 200 °C bis 300 °C ist, oder Abkühlen in einer Vorrichtung nach der Umformung unter 200 °C bis 300 °C.
  • Insbesondere wird das erwärmte Blech in ein kaltes Umformwerkzeug eingelegt, wobei unter einem kalten Umformwerkzeug ein unbeheiztes bzw. nicht fremdbeheiztes Umformwerkzeug zu verstehen ist.
  • Im Rahmen der Erfindung erfolgt vorzugsweise eine aktive Abkühlung des umgeformten Blechs. Grundsätzlich ist aber auch eine passive Abkühlung denkbar, bei der das Blech bzw. das geformte Blechformteil der Umformpresse entnommen und ohne zusätzliche Kühlungsmaßnahmen unter Umgebungsbedingungen abkühlt.
  • Mit den üblichen Erwärmungsmethoden auf Temperaturen um 300 °C geht ein Großteil der Festigkeit bei dem Erwärmen im Ofen verloren. Es wurde jedoch festgestellt, dass sowohl die Rekristallisation als auch die Erholung des Gefüges von einer Temperatur-Zeitschwelle abhängig sind. Daher ist vorgesehen, ein walzhartes, nicht aushärtbares Aluminiumblech welches sich gemäß der Europäischen Norm EN515:1993, deren Offenbarung hierin durch Bezugnahme aufgenommen ist, im Werkstoffzustand H12, H14, H16, H18, H19, H22, H24, H26, H28, H32, H34, H36 oder H38 befindet und als Legierungskomponente neben Aluminium zumindest Magnesium und gegebenenfalls Mangan enthält, mit einer extrem hohen Geschwindigkeit aufzuheizen und dann so schnell in einem kalten Umformwerkzeug umzuformen, dass ein Großteil der Festigkeit im gesamten Bauteil erhalten bleibt. Experimente haben gezeigt, dass es ab einer legierungsabhängigen Schwelle aus Temperatur und Haltezeit zu einem Steilabfall der Eigenschaften des wieder erkalteten Bauteils kommt, wobei insbesondere die Dehngrenze Rp0,2 sehr zurückgeht. Dabei ist insbesondere die durch die Temperatur bedingte Grenze des Prozessfensters sehr schmal, aber auch die Haltezeit wird zunehmend kritischer, wenn man sich der Temperatur-Zeit-Schwelle nähert. Damit das Umformvermögen ausreichend groß ist, ist jedoch abhängig von der Bauteilgeometrie eine vergleichsweise hohe Temperatur von bis zu 300°C notwendig um die Formgebung zu erzielen, daraus kann, je nach Legierung ein vergleichsweise kleines Prozessfenster resultieren. Generell bringt das erfindungsgemäße Verfahren mit steigender Erwärmungs- und Haltezeit bei den umformtechnisch erforderlichen Temperaturen einen leichten Verlust an Festigkeit mit sich, so dass erfindungsgemäß möglichst kurze Gesamtzeiten auf Temperatur anzustreben sind. Da für das Handling nach der Erwärmung und dem Abpressen der Bleche bestimmte Taktzeiten technisch kaum, oder nur mit unwirtschaftlichem Aufwand, zu unterschreiten sind, bietet eine möglichst schnelle Erwärmung die besten Möglichkeiten Bauteile mit einer Festigkeit nahe der des Ausgangsbleches herzustellen. Hierzu muss das Blech auf eine Temperatur von mindestens 200 °C und höchstens 400 °C, vorzugsweise 250 °C bis 370 °C, insbesondere 270 °C bis 300 °C erwärmt werden. Die zugehörigen Aufheizzeiten für das erfindungsgemäße Verfahren liegen bei 1 bis 60 Sekunden, und damit deutlich unter denen die bei einer üblichen Ofenerwärmung auf die genannten Temperaturen möglich sind. Die Erwärmung kann deshalb vorzugsweise resistiv, konduktiv, induktiv oder kapazitiv erfolgen. Wobei der Erwärmungszeitraum, wie oben beschrieben, vorzugsweise kürzer ist und unter 45 Sekunden, insbesondere für Temperaturen oberhalb 250 °C unterhalb 30 Sekunden liegen sollte.
  • Vorzugsweise wird das Blech - wie ausgeführt - in einem Zeitraum von 1 bis 30 Sekunden erwärmt und in längstens 60 Sekunden geformt und zumindest lokal unter 260 °C abgekühlt.
  • Die Europäische Norm EN515 legt fest, wie Basiszustände von Aluminiumhalbzeugen zu bezeichnen sind. Der Buchstabe H bedeutet kaltverfestigt. Diese Bezeichnung gilt für Erzeugnisse, die zur Sicherstellung der festgelegten mechanischen Eigenschaften nach dem Weichglühen (oder nach dem Warmumformen) einer Kaltumformung oder einer Kombination aus Kaltumformung und Erholungsglühen bzw. Stabilisieren unterzogen werden. An den Buchstaben H schließen sich zwei Ziffern an, die erste zur Kennzeichnung der Art der thermischen Behandlung, die zweite zur Kennzeichnung des Grades der Kaltverfestigung.
  • Unter Kaltumformung wird die plastische Umformung eines Metalls bei einer Temperatur und Geschwindigkeit verstanden, die zu einer Kaltverfestigung führt. Kaltverfestigung ist die Veränderung des Metallgefüges durch Kaltumformung, die zu erhöhter Festigkeit und Härte führt, wobei die Formbarkeit abnimmt.
  • Die Zustandsbezeichnung H1x steht für nur kaltverfestigte Erzeugnisse, die zur Erzielung der gewünschten Festigkeit ohne zusätzliche thermische Behandlung kaltverfestigt werden.
  • Die Zustandsbezeichnung H2x bedeutet kaltverfestigt und rückgeglüht. Dies gilt für Erzeugnisse, die über die gewünschte Endfestigkeit hinaus kaltverfestigt und dann durch Rückglühen auf die gewünschte Festigkeit entfestigt werden.
  • Die Zustandsbezeichnung H3x bedeutet kaltverfestigt und stabilisiert und gilt für kaltverfestigte Erzeugnisse, deren mechanische Eigenschaften durch eine thermische Behandlung bei niedriger Temperatur oder durch eine während der Bearbeitung vorgenommene Erwärmung stabilisiert werden. Stabilisieren verbessert im Allgemeinen das Umformvermögen. Diese Bezeichnung gilt nur für Legierungen, die sich ohne Stabilisierung durch Lagerung bei Raumtemperatur entfestigen.
  • Die zweite Ziffer nach dem H gibt den endgültigen Grad der Kaltverfestigung an, der durch die Mindestwerte der Zugfestigkeit gekennzeichnet ist. Die Zahl 8 wird den härtesten Zuständen, die üblicherweise hergestellt werden, zugeordnet. Die Zahl 9 bezeichnet Zustände, deren Mindestzugfestigkeit um 10 MPa oder mehr über der Zustände H8x liegt. Die Zahlen 2, 4 und 6 bezeichnen Zwischenzustände. Dementsprechend bedeutet H12 kaltverfestigt-1/4 hart, H14 kaltverfestigt-1/2 hart, H16 kaltverfestigt-3/4 hart und H18 kaltverfestigt-4/4 hart (voll durchgehärtet). Dementsprechend sind bei den Zuständen H22/24/26/28 kaltverfestigte und rückgeglühte Werkstoffe kategorisiert bzw. bei Zustandsangaben H32/34/36/38 kaltverfestigte und stabilisierte Werkstoffe. Insgesamt sollen daher Bleche zum Einsatz kommen, die walzhart sind und somit eine Kaltverfestigung durch Walzen erfahren haben.
  • Der Vorteil der Erfindung ist, dass ein relativ komplexes Bauteil aus einer walzharten, nicht aushärtbaren Aluminiumlegierung herstellbar ist, das komplett oder in Teilbereichen eine hohe Festigkeit aufweist. Das Besondere ist, dass die Teilbereiche hoher Festigkeit nicht von der Umformung und den eingebrachten Umformgraden abhängig sind. Dadurch ergibt sich ein alternativer Fertigungsweg im Vergleich zu aushärtbaren Legierungen, die auf Grund deutlich höherer Halbzeugkosten und einer bis zu 24 Stunden andauernden Wärmebehandlung des Bauteils hohe Produktionskosten mit sich bringen.
  • Ein offenes Blechformteil im Sinne dieser Erfindung ist ein aus einer Blechplatine, also aus einem im Wesentlichen ebenen Ausgangszustand presstechnisch hergestelltes Bauteil. Das Ausgangsmaterial ist durch Abwalzen auf einen bestimmten Zielwert kaltverfestigt worden. Ein offenes Blechformteil im Sinne der Erfindung meint nicht Hohlprofil.
  • Im Rahmen der Erfindung soll das walzharte, nicht aushärtbare Aluminiumblech vorzugsweise vollständig erwärmt und umgeformt werden. Denkbar ist aber auch eine partielle Warmumformung, indem das Blech vor der Umformung bereichsweise auf unterschiedliche Temperaturen erwärmt wird. Es ist auch denkbar, dass das Blech Bereiche aufweist, die unterschiedlich lang erwärmt worden sind, sei es, um unterschiedliche Zieltemperaturen zu erreichen oder um durch die Erwärmungsdauer die lokalen Verformungseigenschaften des Blechs bzw. die Zielfestigkeiten zu beeinflussen.
  • Das Blech kann vorzugsweise resistiv, konduktiv, induktiv oder kapazitiv erwärmt werden.
  • Teile des Bleches bzw. des Blechformteils können nach der Umformung in einer Vorrichtung weiter auf Temperatur gehalten oder erhitzt werden.
  • Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es auch möglich, Bauteile, die nur in bestimmten Bereichen eine hohe Festigkeit aufweisen sollen, zu schaffen, wobei die Bauteile in anderen Bereichen gezielt eine geringere Festigkeit besitzen können, bei gleichzeitig verbesserten Dehnwerten. Hierbei wird das Ziel verfolgt, ein im Allgemeinen gegenüber einem komplett harten Bauteil verbessertes Bauteil zu schaffen, das insbesondere hinsichtlich des Verformungsverhaltens bei einem Unfall günstigere Eigenschaften besitzt, sei es im Hinblick auf die Energieaufnahme oder im Hinblick auf die Gewichtsersparnis.
  • Im Rahmen der Erfindung ist es auch möglich, die bereichsweise unterschiedlich lange und hohe Erwärmung des Blechs während des Umformvorgangs fortzusetzen. Hierzu kann das Umformwerkzeug einen Formhohlraum aufweisen mit wenigstens einem Bereich, der beheizt wird. Alternativ oder zusätzlich zu beheizten Stellen im Werkzeug können auch gekühlte Bereiche vorgesehen sein. Durch die beheizten Bereiche im Umformwerkzeug besteht die Möglichkeit, das Werkstück innerhalb eines zusätzlichen Zeitraums auf höherer Temperatur zu halten, indem zunächst ein bestimmter Bereich länger anhaltend erwärmt wird.
  • Bei einer Mehrstufenumformung können auch in weiteren Werkzeugstufen Formhohlräume vorgesehen sein, die teilgeheizt sind. In gleicher Weise ist in einem auf die Umformung folgenden Prozessschritt eine zeitlich weitergehende oder höheren Erwärmung mittels eines partiell wirkenden Ofens oder eines Induktors möglich. Es wird allerdings als zweckmäßig angesehen, insbesondere die Variante höhere Erwärmungstemperatur vor der Umformung zu realisieren und nicht im Anschluss an die Umformung.
  • Automobilteile, die heute bevorzugt in aushärtbaren Legierungen gefertigt werden und künftig vorteilhaft durch erfindungsgemäß hergestellte Automobilteile ersetzt werden können, sind:
    • A, B, C - Säulen
    • Längsträger (Schweller, Mitteltunnel)
    • Querträger ( Sitz- / Dach-)
    • Crashboxen
    • Bumper-Querträger
    • Verstärkungsbleche allgemein
    • Verstärkungsblech im Bodenbereich
    • Stirnwandquerträger (oben, Mitte, unten)
    • Fersenblechquerträger
    • Türbrüstung
    • Federbeindom
  • Automobilteile, die heute bevorzugt aus weichen nichtaushärtbaren Legierungen gefertigt werden und künftig vorteilhaft durch erfindungsgemäß hergestellte Automobilteile ersetzt werden können, sind:
    • Türinnenbleche
    • Schubfelder
    • Bodenbleche
    • Heckklappeninnenblech + Motorhaubeninnenblech
    • Querträger ( Sitz- / Dach-)
    • Verstärkungsbleche allgemein
    • Verstärkungsblech im Bodenbereich
    • Stirnwandquerträger (oben, Mitte, unten)
    • Fersenblechquerträger
    • Längsträger (Schweller, Mitteltunnel)
  • Crashversuche haben gezeigt, dass erfindungsgemäß hergestellte Blechformteile im Crash eine überraschend hohe Duktilität zeigen, das heißt, es sind große Deformationen der Bauteile möglich, ohne dass es zum Versagen durch Risse kommt. Außerdem konnte in Versuchen gezeigt werden, dass die Energieaufnahme im Crashfall bei gleicher Intrusion um 15 % höher liegt als bei Blechformteilen aus der gleichen Legierung, die jedoch nicht nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt worden sind. Noch größer ist der Unterschied in der Energieaufnahme bis zum Beginn einer plastischen Deformation, bedingt durch den hohen Rp0,2. Dies ist bedeutend für Bauteile, die hohe (Crash-)Kräfte weiterleiten sollen, ohne selbst plastisch zu deformieren (z. B. Bumper-Querträger).

Claims (10)

  1. Verfahren zur Herstellung eines offenen Blechformteils aus einer walzharten, nicht aushärtbaren Aluminiumlegierung mit folgenden Schritten:
    a) Bereitstellen eines Blechs aus einer nicht aushärtbaren Aluminiumlegierung, welches sich gemäß der Europäischen Norm EN515:1993 im Werkstoffzustand H12, H14, H16, H18, H19, H22, H24, H26, H28, H32, H34, H36 oder H38 befindet und als Legierungskomponente neben Aluminium zumindest Magnesium und gegebenenfalls Mangan enthält;
    b) zumindest lokales Erwärmen des Blechs auf eine Temperatur zwischen 200 °C und 400 °C innerhalb eines Zeitraums von 1 bis 60 Sekunden;
    c) Einlegen des erwärmten Blechs in ein Umformwerkzeug einer Umformpresse und Umformen des Blechs zu dem Blechformteil.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Blech auf eine Temperatur kleiner 200 °C abgekühlt wird innerhalb von 60 Sekunden nach der Erwärmung, vorzugsweise durch Umformen in einem Werkzeug, dessen Temperatur kleiner 200 °C - 300 °C ist, oder Abkühlen in einer Vorrichtung nach der Umformung unter 200 °C - 300 °C.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Blech vor dem Umformen auf Temperaturen zwischen 250 °C und 370 °C erwärmt wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Blech vor dem Umformen auf Temperaturen zwischen 270 °C und 350 °C erwärmt wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Blech in einem Zeitraum von 1 bis 30 Sekunden erwärmt und in längstens 60 Sekunden geformt und zumindest lokal unter 260 °C abgekühlt wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Blech vor der Umformung bereichsweise auf unterschiedliche Temperaturen erwärmt wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Blech bereichsweise unterschiedlich lange erwärmt wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Blech resistiv, konduktiv, induktiv oder kapazitiv erwärmt wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Umformwerkzeug einen Formhohlraum mit wenigstens einem Bereich aufweist, der beheizt wird.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass Teile des Bleches nach der Umformung in einer Vorrichtung weiter auf Temperatur gehalten oder noch höher erhitzt werden.
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