EP2554288A1 - Verfahren und Werkzeug zur Wärmebehandlung von Aluminiumblechwerkstoff sowie nach einem derartigen Verfahren wärmebehandelter Aluminiumblechwerkstoff - Google Patents

Verfahren und Werkzeug zur Wärmebehandlung von Aluminiumblechwerkstoff sowie nach einem derartigen Verfahren wärmebehandelter Aluminiumblechwerkstoff Download PDF

Info

Publication number
EP2554288A1
EP2554288A1 EP20120178269 EP12178269A EP2554288A1 EP 2554288 A1 EP2554288 A1 EP 2554288A1 EP 20120178269 EP20120178269 EP 20120178269 EP 12178269 A EP12178269 A EP 12178269A EP 2554288 A1 EP2554288 A1 EP 2554288A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
sheet material
cooling
quenching
temperature
aluminum sheet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP20120178269
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2554288B1 (de
Inventor
Michael Lechner
Marion Prof. Dr.-Ing. Merklein
Andreas Kuppert
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Friedrich Alexander Univeritaet Erlangen Nuernberg FAU
Original Assignee
Friedrich Alexander Univeritaet Erlangen Nuernberg FAU
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Friedrich Alexander Univeritaet Erlangen Nuernberg FAU filed Critical Friedrich Alexander Univeritaet Erlangen Nuernberg FAU
Publication of EP2554288A1 publication Critical patent/EP2554288A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2554288B1 publication Critical patent/EP2554288B1/de
Not-in-force legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22FCHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/04Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
    • C22F1/05Changing 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 of the Al-Si-Mg type, i.e. containing silicon and magnesium in approximately equal proportions
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D37/00Tools as parts of machines covered by this subclass
    • B21D37/16Heating or cooling
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22FCHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/002Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working by rapid cooling or quenching; cooling agents used therefor
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22FCHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/04Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22FCHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/04Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
    • C22F1/053Changing 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 zinc as the next major constituent
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING 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
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/62Quenching devices
    • C21D1/673Quenching devices for die quenching
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING 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
    • C21D2221/00Treating localised areas of an article

Definitions

  • the invention relates to a method for the heat treatment of aluminum sheet material, a tool for carrying out such a method and an aluminum sheet material heat-treated by such a method.
  • Aluminum sheet materials are known in various alloy compositions as a lightweight material by obvious prior use. Curing aluminum alloys are known which have silicon and magnesium as the main alloying elements. Other alloying elements can be included. Such aluminum alloys are grouped according to an international standard in a class called AA6xxx. Such AlMgSi alloys have a comparatively high formability, since the alloying elements silicon and magnesium are present in the production of the aluminum sheet material not in dissolved form but as a supersaturated mixed crystal. This material state is unstable in time, ie after the sheet metal production begins a spontaneous cold aging process, whereby the strength of the material increases and its formability is reduced. Alternatively, the aluminum sheet material may also be subjected to a thermal aging process.
  • precipitation-hardenable aluminum alloys with the main alloying elements zinc and magnesium exist. These can be stored analogously cold and warm and are summarized under the name 7xxx. From the textbook "Continuous time-temperature precipitation diagrams of Al-Mg-Si alloys" by Milkereit, Shaker Verlag, In 2011, it is known that quenching at a quench rate following solution heat treatment of the aluminum alloy affects the hardness of the thus heat treated material. As the cooling rate decreases, the hardness and strength of the sheet material decreases.
  • From the DE 196 20 196 A1 and from the DE 10 2010 033 864 A1 are known methods for heat treatment of aluminum sheet material.
  • Locally confined areas of a blank of the aluminum sheet material, also referred to as aluminum plate, are heated to effect localized softening of the material.
  • This makes it possible to produce an aluminum plate having locally different material properties, which are optimized for example for a subsequent forming process.
  • Later to be reshaped areas of the board are softened to facilitate a flow of material from these areas, while reducing the required forming forces. Areas of the board that have a force-transmitting function during forming are not softened.
  • a subsequent forming process of the so-heat-treated board can be done in a cold state such as at room temperature.
  • the methods mentioned require complex heat treatment strategies and tools such as laser beam sources, whereby a local heating of the sheet material must be ensured.
  • such methods are hardly suitable.
  • the heat treatment state of the boards is unstable in time due to the spontaneous onset of cold treatment process after the heat treatment.
  • the incorporation of such a heat treatment process into a manufacturing process is complicated. A disturbance of the heat treatment process causes an interruption of a possibly subsequent forming process.
  • the invention is therefore based on the object to provide a method for heat treatment of aluminum sheet material such that an adjustment of locally tailored material properties of the aluminum sheet material is facilitated.
  • the core of the present invention is that the material properties of aluminum sheet material are locally adjustable differently by different cooling processes are locally applied differently on the aluminum sheet material.
  • various cooling processes is meant that the cooling operations are carried out at different cooling rates, i. that the cooling of the aluminum sheet material is forced locally at different speeds.
  • the aluminum sheet material is available as an aluminum plate, since the temperature control is possible both during heating and during cooling with higher accuracy.
  • the aluminum sheet material for. with a reel in the form of a sheet metal strip continuously to provide. As a result, the discharge rate of the method can be increased because a separate handling of individual blanks is not required.
  • the aluminum sheet material is first heated to a temperature equal to or higher than a heating temperature.
  • This heating step is also referred to as solution annealing.
  • the heating temperature may vary.
  • AlMgSi alloys such as AA6016 or AA6181
  • the heating temperature may be maintained at a temperature level equal to or higher than the heating temperature during a heating period, which may be about one hour, for example.
  • the solution annealing time is about 20 minutes.
  • the maintenance of the heating time ensures a release of the alloy components to a sufficient extent.
  • a quenching of at least one quenching region of the aluminum sheet material takes place.
  • the temperature of the aluminum board is lowered from the heating temperature to a temperature less than or equal to a quenching temperature.
  • the quenching takes place within a quenching time, which may be, for example, more than 100 K / s, in particular more than 160 K / s.
  • the aluminum sheet material has, for example, a comparatively high yield strength and a high tensile strength. Furthermore, a cooling of at least one cooling region of the aluminum sheet material to a temperature less than or equal to a cooling temperature, which may be, for example, the ambient temperature.
  • the ambient temperature may be, for example, room temperature.
  • the cooling takes place within a cooling period, wherein the cooling time is greater than the quenching time. This means that at least one cooling zone is cooled at a lower cooling rate than quenching at least one quench zone.
  • the deterrent area and the cooling area may be adjacent but geometrically separated from each other. The two areas do not overlap. As a result, the quench area and the cooling area have different mechanical properties from each other.
  • a difference of the adjusted material properties in the quenching area and in the cooling area is qualitatively temporally stable. This means that, despite a spontaneous onset of cold aging, a differential amount of the mechanical properties generated as a result of the heat treatment remains essentially approximately unchanged.
  • a downstream forming process in particular temporally and spatially, can be decoupled from the heat treatment of the aluminum sheet material.
  • the method of heat treatment according to the present invention enables the production of aluminum sheet material with locally tailored, high-quality time material properties. In particular, it is possible to adjust the material properties directly during the production of the aluminum sheet material. Downstream heat treatment, which occurs in the prior art processes through additional local heating of prefabricated sinkers, is not required in the present process. It is also possible to use the method according to the invention for an already produced, in particular hardened, aluminum plate, for example in a sheet metal processing plant, such as automobile or aircraft manufacturer or their suppliers.
  • the aluminum plate it is possible to provide a plurality of cooling regions and / or a plurality of quenching regions on the aluminum plate.
  • Essential for the adjustment of the material properties is the quench rate, d. H. one cooling per time.
  • the quenching rate and thus the quenching time can be adjusted.
  • the heat dissipation from the at least one quench area of the aluminum board is increased by a quench medium against cooling in air.
  • Water is particularly suitable as a quenching medium and in particular available in many places.
  • the quenching is carried out by deliberately supplying the quenching medium in the quenching area. It is also possible to use other quenching media, especially oil or gaseous quenching media such as N 2 or CO 2 .
  • the cooling of at least one cooling zone takes place in air.
  • Such a cooling process can be implemented with little equipment.
  • the cooling can be additionally delayed by the fact that the cooling area is covered by steel plates.
  • the steel plates act as heat storage, so that a slower dissipation of heat from the cooling area over the steel plates to the environment results.
  • the quenching with high reliability is feasible.
  • accidental quenching of the cooling region can be avoided since the at least one cooling region is shielded by means of a tool.
  • quench medium undesirably comes into contact with the tool during quenching, this results in cooling of the tool, with cooling being delayed as compared to quenching. Due to the contact of the quenching medium with the tool, it will cool down faster in the edge regions. The result is a heat transfer area, which is reflected in the strength distribution.
  • the procedure and the implementation are additionally simplified.
  • the handling of the aluminum sheet material is simplified.
  • a method according to claim 6 enables a targeted design of an aluminum plate to be produced with locally tailored material properties.
  • a numerical calculation method it is possible to calculate both required mechanical properties as well as their arrangement and extent on the board for subsequent shaping of the board. Based on the thus calculated Distribution of mechanical properties, cooling ranges and quenching ranges can be set for the heat treatment.
  • the essence of the invention is that aluminum sheet material is heat treated by the method described above. Such a heat-treated sheet metal material has in particular qualitatively time-stable mechanical properties.
  • An aluminum sheet material according to claim 8 allows and / or simplifies a downstream forming process.
  • An aluminum sheet material according to claim 9 ensures a further processing, in particular a deformation, of the aluminum sheet material with a time interval.
  • a time interval within which a difference in mechanical properties between the at least one quench zone and the at least one quench zone is stable is in particular more than 50 hours, in particular more than 150 hours and in particular more than 1000 hours.
  • the sheet material at a first location such as in a sheet metal manufacturing operation and subjected to a corresponding heat treatment and then at a further location such as a further processing operation, in particular for Sheet metal forming to be transported at an automobile manufacturer, wherein a difference in the mechanical properties does not change within a permissible, predefined time interval between sheet metal manufacturing and - processing.
  • a reference component which has been heat-treated identically, such as the cooling zone or the quench zone, in order to be able to infer further material parameters required for the deformation of the aluminum board.
  • the essence of the invention lies in the fact that the tool is made in two parts and comprises two tool halves which can be connected to each other, wherein at least one of the tool halves has an opening such that a quench area of the aluminum board is accessible from outside the tool.
  • This tool half is designed like a mask.
  • the opening may for example be designed as a recess in the form of a bore of the mold half. It is also possible that the opening is made in the edge region of the mold half. In particular, it is possible that a plurality of mutually different openings are provided for producing a plurality of quench areas of the aluminum plate.
  • the tool according to the invention is easy to manufacture and allows direct and uncomplicated performance of a locally tailored deterrent process.
  • a tool according to claim 13 is uncomplicated and in particular cost-reduced to produce.
  • it is possible to produce the plate-shaped mold halves made of steel.
  • steel is easy to process and thus simplifies the manufacture of the tool itself.
  • steel is well suited to deliver the heat absorbed during the heating in the manufacture of the aluminum board in the cooling areas continuously and delayed with respect to the quenching areas.
  • Steel plates as mold halves can serve as a buffer in the Heat emission act. A softening in the cooling areas is additionally secured. Unintentional quenching of the cooling areas can be avoided. It is also possible to use other tool materials.
  • a tool 1 according to the invention comprises an upper mold half 2 and a lower mold half 3.
  • the two mold halves 2, 3 are substantially identical and each have one of the other mold half 2, 3 facing tool inside 4 and one on the respective mold half 2, 3 of the tool inside 4 opposite tool outside 5 on.
  • the upper and lower mold halves 2, 3 each have an aligned opening 6, which allow a passage from the tool outer side 5 to the tool inner side 4.
  • the openings 6 have a circular basic shape in a plane oriented parallel to the tool sides 4, 5. It is also possible that the openings 6 are made with a different basic shape.
  • the openings 6 have a longitudinal axis 7, which is oriented perpendicular to the tool sides 4, 5 according to the embodiment shown. It is possible that in the tool 1 more, in particular independent openings are provided.
  • the openings can, as in Fig. 1 shown, having a basic shape with a closed contour, so be disposed within the respective mold half 2, 3. It is also possible that one or more openings are arranged in an edge region of the respective tool half 2, 3.
  • the tool halves 2, 3 are plate-shaped and made of steel, especially made of stainless steel.
  • a plurality of screws may be provided, for example in corner regions of the rectangular, in particular square, base of the tool halves 2, 3.
  • connection for the two mold halves 2, 3 conceivable.
  • the two mold halves 2, 3 along an outer edge by means of a hinge pivotally connect to each other and lock by a arranged on a hinge outer edge disposed closure. Such a connection facilitates opening and closing of the tool 1.
  • the aluminum plate 8 is arranged between the two mold halves 2, 3 between the two mold halves 2, 3, an aluminum plate 8 is arranged.
  • the aluminum plate 8 is in each case on the tool inside 4 of the tool halves 2, 3 at.
  • the aluminum plate 8 is a sheet metal blank made of an aluminum alloy, in particular of a hardenable aluminum alloy, such as an AlZnMg (Cu) alloy or AlMgSi alloy, in particular AA6014, AA6016 or AA6181.
  • the aluminum plate 8 has a circular base. Depending on the intended further processing, the blank is selected accordingly.
  • the blank of the board 8 shown can be used for the production of a cylindrical cup.
  • the openings 6 in the mold halves 2, 3 arranged in the tool 1 aluminum plate 8 from outside the tool 1 is accessible.
  • the openings 6 are surrounded by a shielding section 9 of the tool halves 2, 3.
  • the shielding section 9 is used during quenching of the arranged in the tool 1 aluminum plate 8 for shielding arranged underneath areas of the aluminum plate 8, which will be explained in more detail below.
  • the shielding portion 9 is used for controlled and delayed heat release from the aluminum plate 8 on the tool halves 2, 3 to the environment.
  • the tool halves 2, 3 may have a collar (not shown) projecting beyond the aluminum plate 8, which protrudes beyond the respective tool inner side 4, so that a gap between the two tool halves 2, 3 is closed. This avoids that heat is released via the end faces of the aluminum plate 8 during cooling of the tool 1 with the aluminum plate 8 disposed therein.
  • the aluminum plate 8 is accessible from both sides on the outside.
  • the heat treatment of thick sheet metal with a sheet thickness of, for example, greater than or equal to 2 mm is thus ensured that the material properties are distributed homogeneously along the sheet thickness.
  • An only one-sided opening 6 in one of the two mold halves 2, 3 is also conceivable.
  • Fig. 2 shows a schematic representation of an aluminum plate 8 according to the invention, which in the tool 1 according to Fig. 1 has been heat treated.
  • the aluminum plate 8 comprises a centrically arranged circular deterrent area, which is shown hatched, and a cooling area 11 surrounding the deterrent area 10.
  • the aluminum plate 8 in the quenching region 10 has an increased yield strength R p0 , 2 .
  • the relationship shown - ie increased mechanical characteristics within the quench zone 10 and compared to reduced mechanical characteristics in the surrounding cooling zone 11 - for example, for the tensile strength R m or the hardness of the material.
  • a difference ⁇ W between the material properties in the quench zone 10 and in the cooling zone 11 is at least 25% of the respective mechanical material property of the quench zone 11 and in particular up to 50% of the respective mechanical material property of the quench zone 11. This is especially true for the aluminum alloys AA6016 T4 or AA6181.
  • the yield strength R p0 , 2 along the profile of the aluminum plate 8 has no exactly stepped course. At the edges of the regions 10, 11 a transition region is given in each case.
  • the aluminum plate 8 is provided. This can be, for example, a substantially untreated aluminum plate in semifinished production, for example, in a sheet metal forming operation. It is also possible for an already manufactured and delivered aluminum plate to be subjected to the method explained below.
  • the provided aluminum plate 8 is inserted into the tool 1. Subsequently, the tool 1 is closed and the two tool halves 2, 3 connected to each other, so that the aluminum plate 8 between the two mold halves 2, 3 is securely held.
  • the tool 9 For the subsequent heat treatment and in particular for a final cooling of the tool 1 and the aluminum plate 8 located therein, it may be advantageous to design the tool 9 such that the contact pressure between the respective tool half 2, 3 and the aluminum plate 8 is adjustable.
  • a hydraulic closing unit of the tool 1 wherein pressure sensors can be integrated in the tool halves 2, 3 such that a respective contact pressure can be determined.
  • the Via a central machine control, the is in signal communication with the hydraulic clamping unit and / or the pressure sensors in the tool halves 2, 3, a contact pressure during the heat treatment and in particular during the heating and / or the subsequent cooling can be monitored and regulated.
  • the aluminum plate 8 is heated from an ambient temperature T u together with the tool 1 to a temperature T which is greater than or equal to a heating temperature T er .
  • the heating or heating for example, take place in a furnace, not shown.
  • Such a heating strategy is straightforward and inexpensive to implement.
  • the aluminum alloy according to the illustrated embodiment is AA6016 and is in a cold-cured state.
  • the heating time is t he one hour.
  • the alloying components are dissolved in the aluminum base material. This process step is also referred to as solution annealing.
  • the tool 1 with the aluminum plate 8 inserted therein is removed from the oven and the quenching area 10 of the aluminum plate 8 is quenched.
  • This is done by the over the openings 6 accessible from outside the tool 1 deterrent area 10 is acted upon with water as the quenching medium.
  • the water has a temperature lower than the ambient temperature T u before quenching. This can be, for example, the temperature at which the water is taken from a conventional service water line. This temperature is for example between 10 ° C and 15 ° C.
  • the quenching area 10 of the aluminum board 8 is quenched to a temperature lower than or equal to a quenching temperature T schr .
  • the quenching temperature T schr is, for example, the ambient temperature T u of about 20 ° C.
  • the quenching takes place within a quenching time t schr , which is a few seconds, in particular less than one second.
  • Essential for the adjustment of the mechanical properties in the quench zone 10 is the cooling rate, which is also referred to as the quench rate. In the embodiment shown, the cooling rate is 161 K / s.
  • the temperature control during quenching within the quench zone 10 is shown in the schematic diagram in FIG Fig. 4 represented by the solid line AS 10.
  • the temperature profile of the aluminum board 8 in the cooling zone 11 is in terms of heating and maintaining the temperature during the heating time t he identical with the temperature-time profile within the quenching region 10. Since the cooling area is shielded by the shielding portion 9 of the upper tool half 2 11, the cooling zone 11 does not come into direct contact with the quenching medium water. Correspondingly, the cooling region 11 cools with a cooling rate of, for example, 0.8 K / s, which is reduced compared to the quenching region 10. This cooling rate results from the cooling of the steel plates 2, 3 by free convection to the environment. Cooling is considered complete when the cooling area 11 of the aluminum plate 8 has dropped to a temperature less than or equal to a cooling temperature T k .
  • the cooling temperature T k may be, for example, the ambient temperature T u .
  • the cooling takes place within a cooling time t k .
  • the cooling time is greater than the quenching time t schr .
  • the outer areas of the board are usually cooled slowly for 10-15 minutes. Once a temperature of about 200 ° C is reached, a slow cooling is no longer necessary. Then the entire tool can be quenched to room temperature with water.
  • the cooling curve of the cooling area 11 is in Fig. 4 represented by a dash-dot line AK11.
  • a tool 1 with differently arranged openings 6.
  • the design of the tool 1 and in particular the arrangement, size and distribution of the openings can be done by means of a numerical calculation method.
  • different quenching media can be used.
  • a quenching medium such as water, may be used, with the temperature of the water prior to quenching chosen to be different for the different quench zones. Accordingly, different cooling rates result, which lead to different mechanical properties in said deterrent areas.
  • Fig. 5 shows a schematic representation of the yield strength R p0 , 2 within the quench zone 10 and the cooling zone 11 for the in Fig. 2 Shown is the yield strength R p0 , 2 as a function of a storage period t L of the aluminum plate 8.
  • the regions 10, 11, the yield strength R p0 , 2 , in Fig. 3 are shown.
  • a spontaneous cold aging process takes place, which leads to a hardening of the regions 10, 11.
  • the entire board 8 ie the quench zone 10 and the cooling zone 11 are equally heated and solution-annealed, the subsequent cold aging takes place concurrently, ie a difference ⁇ W between the yield point R p0 , 2 for the quench zone 10 and the Cooling area 11 does not change with the storage time t L advancing. That is, the absolute solidification is the same in both areas 10, 11.
  • this makes it possible to carry out a sheet metal processing, for example by forming with a greater time delay compared to an upstream heat treatment, the material properties and in particular the differences in the material properties between the softened cooling area and the quenching area.
  • This is a significant advantage over the known from the prior art method of local heat treatment for softening localized material areas.
  • the locally softened areas are subject to a spontaneous cold aging, since only these areas were locally heat treated.
  • cold work hardening in the case of a locally heat-treated board successively leads to a change in the ratios of the material properties.
  • a difference between the material properties of the softened, heat treated area and the base material is variable with increasing storage time t L.
  • the board After heat treatment and forming, the board can be stored in a warm condition.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
  • Heat Treatments In General, Especially Conveying And Cooling (AREA)

Abstract

Ein Verfahren zur Wärmebehandlung von Aluminiumblechwerkstoff umfasst die Verfahrensschritte Bereitstellen von Aluminiumblechwerkstoff (8), Erwärmen des Aluminiumblechwerkstoffs (8) auf eine Temperatur (T) größer oder gleich einer Erwärmungstemperatur(T er ), Halten der Temperatur (T) während einer Erwärmungsdauer (t er ), Abschrecken mindestens eines Abschreckungsbereichs (10) des Aluminiumblechwerkstoffs (8) auf eine Temperatur (T) kleiner oder gleich einer Abschrecktemperatur (T schr ), wobei das Abschrecken innerhalb einer Abschreckdauer (t schr ) erfolgt, Abkühlen mindestens eines Abkühlungsbereichs (11) des Aluminiumblechwerkstoffs (8) auf eine Temperatur (T) kleiner oder gleich einer Abkühltemperatur (T k ), insbesondere Umgebungstemperatur (T u ), wobei das Abkühlen innerhalb einer Abkühldauer (t k ) erfolgt, die größer ist als die Abschreckdauer (t schr ).

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wärmebehandlung von Aluminiumblechwerkstoff, ein Werkzeug zur Durchführung eines derartigen Verfahrens und einen nach einem derartigen Verfahren wärmebehandelten Aluminiumblechwerkstoff.
  • Aluminiumblechwerkstoffe sind in verschiedenen Legierungszusammensetzungen als Leichtbauwerkstoff durch offenkundige Vorbenutzung bekannt. Es sind aushärtbare Aluminiumlegierungen bekannt, die als Hauptlegierungselemente Silizium und Magnesium aufweisen. Weitere Legierungselemente können enthalten sein. Derartige Aluminiumlegierungen werden gemäß einem internationalen Standard in einer Klasse mit der Bezeichnung AA6xxx zusammengefasst. Derartige AlMgSi-Legierungen weisen ein vergleichsweise hohes Umformvermögen auf, da die Legierungselemente Silizium und Magnesium bei der Herstellung des Aluminiumblechwerkstoffs nicht in gelöster Form sondern als übersättigter Mischkristall vorliegen. Dieser Werkstoffzustand ist zeitlich instabil, d. h. nach der Blechherstellung setzt ein spontaner Kaltauslagerungsprozess ein, wodurch die Festigkeit des Werkstoffes ansteigt und dessen Umformbarkeit reduziert wird. Alternativ kann der Aluminiumblechwerkstoff auch einem Warmauslagerungsprozess ausgesetzt werden. Zudem existieren ausscheidungshärtbare Aluminiumlegierungen mit den Hauptlegierungselementen Zink und Magnesium. Diese können analog kalt- und warmausgelagert werden und werden unter der Bezeichnung 7xxx zusammengefasst. Aus dem Fachbuch "Kontinuierliche Zeit-Temperatur-Ausscheidungsdiagramme von Al-Mg-Si-Legierungen" von Milkereit, Shaker Verlag, 2011, ist bekannt, dass ein Abschrecken mit einer Abschreckgeschwindigkeit im Anschluss an ein Lösungsglühen der Aluminiumlegierung die Härte des derart wärmebehandelten Werkstoffes beeinflusst. Mit sinkender Abkühlgeschwindigkeit nehmen die Härte und Festigkeit des Blechwerkstoffs ab.
  • Aus der DE 196 20 196 A1 und aus der DE 10 2010 033 864 A1 sind Verfahren zur Wärmebehandlung von Aluminiumblechwerkstoff bekannt. Lokal begrenzte Bereiche eines Zuschnittes des Aluminiumblechwerkstoffs, der auch als Aluminiumplatine bezeichnet wird, werden erwärmt, um damit eine lokal begrenzte Entfestigung des Werkstoffs zu bewirken. Dadurch ist es möglich, eine Aluminiumplatine herzustellen, die lokal unterschiedliche Werkstoffeigenschaften aufweist, die beispielsweise für einen nachfolgenden Umformprozess optimiert sind. Später umzuformende Bereiche der Platine werden entfestigt, um einen Werkstofffluss aus diesen Bereichen zu erleichtern und gleichzeitig die erforderlichen Umformkräfte zu reduzieren. Bereiche der Platine, die während der Umformung kraftübertragende Funktion haben, werden nicht entfestigt. Ein nachfolgender Umformprozess der so wärmebehandelten Platine kann in einem kalten Zustand erfolgen wie beispielsweise bei Raumtemperatur. Die genannten Verfahren erfordern aufwändige Wärmebehandlungsstrategien und -werkzeuge wie Laserstrahlquellen, wobei eine lokale Erwärmung des Blechwerkstoffs gewährleistet werden muss. Insbesondere für die Massenherstellung wärmebehandelter Platinen für die Anwendung in der Automobilherstellung sind derartige Verfahren kaum geeignet. Darüber hinaus ist der Wärmebehandlungszustand der Platinen auf Grund des nach der Wärmebehandlung spontan einsetzenden Kaltauslagerungsprozesses zeitlich instabil. Die Eingliederung eines derartigen Wärmebehandlungsprozesses in einen Fertigungsablauf ist kompliziert. Eine Störung des Wärmebehandlungsprozesses bewirkt eine Unterbrechung eines möglicherweise nachfolgenden Umformprozesses.
  • Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zur Wärmebehandlung von Aluminiumblechwerkstoff derart zu schaffen, dass eine Einstellung lokal maßgeschneiderter Werkstoffeigenschaften des Aluminiumblechwerkstoffs erleichtert ist.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Der Kern der vorliegenden Erfindung liegt darin, dass die Werkstoffeigenschaften von Aluminiumblechwerkstoff lokal unterschiedlich einstellbar sind, indem verschiedene Abkühlvorgänge lokal unterschiedlich auf dem Aluminiumblechwerkstoff angewendet werden. Unter verschiedenen Abkühlvorgängen wird verstanden, dass die Abkühlvorgänge mit verschiedenen Abkühlgeschwindigkeiten durchgeführt werden, d.h. dass das Abkühlen des Aluminiumblechwerkstoffs lokal unterschiedlich schnell erzwungen wird. Es ist vorteilhaft, wenn der Aluminiumblechwerkstoff als Aluminiumplatine zur Verfügung steht, da die Temperaturführung sowohl während des Erwärmens als auch während des Abkühlens mit höherer Genauigkeit möglich ist. Es ist aber auch möglich, den Aluminiumblechwerkstoff z.B. mit einer Haspel in Form eines Blechbandes kontinuierlich zur Verfügung zu stellen. Dadurch kann die Ausstoßrate des Verfahrens erhöht werden, da eine separate Handhabung einzelner Blechzuschnitte nicht erforderlich ist.
  • Während der Wärmebehandlung wird der Aluminiumblechwerkstoff zunächst auf eine Temperatur größer oder gleich einer Erwärmungstemperatur erwärmt. Dieser Erwärmungsschritt wird auch als Lösungsglühen bezeichnet. Je nach Legierungszusammensetzung des verwendeten Aluminiumblechwerkstoffs kann die Erwärmungstemperatur variieren. Für aushärtbare Aluminiumlegierungen mit den Legierungsbestandteilen Silizium und Magnesium, so genannte AlMgSi-Legierungen wie beispielsweise AA6016 oder AA6181, kann die Erwärmungstemperatur für das Lösungsglühen im Bereich zwischen 480°C und 540°C liegen. Die Temperatur wird auf einem Temperaturniveau größer oder gleich der Erwärmungstemperatur während einer Erwärmungsdauer, die beispielsweise etwa eine Stunde betragen kann, gehalten. Für AA6060 beträgt die Lösungsglühdauer ca. 20 Minuten. Das Einhalten der Erwärmungsdauer gewährleistet ein Lösen der Legierungsbestandteile in einem ausreichenden Maß. Anschließend erfolgt ein Abschrecken mindestens eines Abschreckungsbereichs des Aluminiumblechwerkstoffs. Die Temperatur der Aluminiumplatine wird von der Erwärmungstemperatur auf eine Temperatur, die kleiner oder gleich einer Abschrecktemperatur ist, abgesenkt. Das Abschrecken erfolgt innerhalb einer Abschreckdauer, die beispielsweise mehr als 100 K/s, insbesondere mehr als 160 K/s betragen kann. Infolge des Abschreckens, d. h. durch das Abkühlen innerhalb kurzer Zeit, werden diffusionsgesteuerte Ausscheidungsvorgänge unterdrückt, so dass die Legierungselemente in einem zwangsgelösten Zustand vorliegen. In mindestens einem Abschreckungsbereich weist der Aluminiumblechwerkstoff beispielsweise eine vergleichsweise hohe Streckgrenze und eine hohe Zugfestigkeit auf. Weiterhin erfolgt ein Abkühlen mindestens eines Abkühlungsbereichs des Aluminiumblechwerkstoffs auf eine Temperatur kleiner oder gleich einer Abkühltemperatur, die beispielsweise die Umgebungstemperatur sein kann. Die Umgebungstemperatur kann beispielsweise Raumtemperatur sein. Das Abkühlen erfolgt innerhalb einer Abkühldauer, wobei die Abkühldauer größer ist als die Abschreckdauer. Das bedeutet, dass das Abkühlen mindestens eines Abkühlungsbereichs mit einer geringeren Abkühlungsgeschwindigkeit erfolgt als das Abschrecken mindestens einen Abschreckungsbereichs. Der Abschreckungsbereich und der Abkühlungsbereich können aneinander angrenzen, sind jedoch geometrisch von einander getrennt. Die beiden Bereiche überlagern sich nicht. Dadurch weisen der Abschreckungsbereich und der Abkühlungsbereich voneinander verschiedene mechanische Eigenschaften auf. Insbesondere ist es möglich, beispielsweise die Streckgrenze und/oder die Festigkeit in dem Abkühlungsbereich gegenüber den korrespondierenden Werten in dem Abschreckungsbereich gezielt zu reduzieren. Als besonders vorteilhaft hat sich herausgestellt, dass ein Unterschied der eingestellten Werkstoffeigenschaften in dem Abschreckungsbereich und in dem Abkühlungsbereich qualitativ zeitlich stabil ist. Das bedeutet, dass trotz einer spontan einsetzenden Kaltauslagerung, ein infolge der Wärmebehandlung erzeugter Differenzbetrag der mechanischen Eigenschaften im Wesentlichen näherungsweise unverändert bleibt. Beispielsweise kann ein nachgelagerter Umformprozess, insbesondere zeitlich und räumlich, entkoppelt von der Wärmebehandlung des Aluminiumblechwerkstoffs erfolgen.
  • Das Verfahren zur Wärmebehandlung gemäß der vorliegenden Erfindung ermöglicht die Herstellung von Aluminiumblechwerkstoff mit lokal maßgeschneiderten, qualitativ zeitstabilen Werkstoffeigenschaften. Insbesondere ist es möglich, die Werkstoffeigenschaften direkt während der Herstellung des Aluminiumblechwerkstoffs einzustellen. Eine nachgelagerte Wärmebehandlung, die bei den Verfahren gemäß dem Stand der Technik durch eine zusätzliche lokale Erwärmung vorgefertigter Platinen erfolgt, ist bei dem vorliegenden Verfahren nicht erforderlich. Es ist auch möglich, das erfindungsgemäße Verfahren für eine bereits hergestellte, insbesondere ausgehärtete Aluminiumplatine anzuwenden beispielsweise in einem blechverarbeitenden Betrieb wie Automobil- oder Flugzeughersteller oder deren Zulieferer.
  • Es ist insbesondere möglich, mehrere Abkühlungsbereiche und/oder mehrere Abschreckungsbereiche auf der Aluminiumplatine vorzusehen. Zudem ist es möglich, Abschreckungsbereiche vorzusehen, wobei die jeweiligen Abschreckdauern der Abschreckungsbereiche voneinander verschieden sind. Damit ist es möglich, eine Aluminiumplatine mit einer größeren Gestaltungsvielfalt hinsichtlich der einzustellenden mechanischen Eigenschaften herzustellen. Insbesondere ist es möglich, benachbarte Abschreckungsbereiche derart einzustellen, dass ein abgestufter Übergang der Werkstoffeigenschaften wie beispielsweise von einer hohen Zugfestigkeit in dem Abschreckungsbereich hin zu stufenweise reduzierten Festigkeiten in weiteren Abschreckungsbereichen realisiert wird. Wesentlich für die Einstellung der Werkstoffeigenschaften ist die Abschreckrate, d. h. eine Abkühlung pro Zeit.
  • Bei einem Verfahren nach Anspruch 2 kann die Abschreckgeschwindigkeit und damit die Abschreckdauer eingestellt werden. Die Wärmeabfuhr von dem mindestens einen Abschreckungsbereich der Aluminiumplatine ist durch ein Abschreckmedium gegenüber einer Abkühlung an Luft erhöht. Wasser ist als Abschreckmedium besonders geeignet und insbesondere vielerorts verfügbar. Insbesondere erfolgt das Abschrecken durch gezieltes Zuführen des Abschreckmediums in dem Abschreckungsbereich. Es ist auch möglich, andere Abschreckmedien, insbesondere Öl oder gasförmige Abschreckmedien wie beispielsweise N2 oder CO2 zu verwenden.
  • In einem Verfahren nach Anspruch 3 erfolgt das Abkühlen von mindestens einem Abkühlungsbereich an Luft. Ein derartiger Abkühlvorgang ist mit geringem apparativem Aufwand umsetzbar. Das Abkühlen kann zusätzlich dadurch verzögert werden, dass der Abkühlungsbereich durch Stahlplatten abgedeckt ist. In diesem Fall wirken die Stahlplatten als Wärmespeicher, so dass eine verlangsamte Wärmeabgabe von dem Abkühlungsbereich über die Stahlplatten an die Umgebung resultiert.
  • Bei einem Verfahren nach Anspruch 4 ist das Abschrecken mit hoher Zuverlässigkeit durchführbar. Insbesondere kann ein versehentliches Abschrecken des Abkühlungsbereichs vermieden werden, da der mindestens eine Abkühlungsbereich mittels eines Werkzeugs abgeschirmt ist. Für den Fall, dass während des Abschreckens Abschreckmedium unerwünscht mit dem Werkzeug in Kontakt kommt, führt dies zu einer Abkühlung des Werkzeugs, wobei die Abkühlung im Vergleich zu dem Abschrecken verzögert erfolgt. Durch den Kontakt des Abschreckmediums mit dem Werkzeug wird dieses in den Randbereichen schneller abkühlen. Es entsteht ein Wärmeübergangsbereich, welcher sich auch in der Festigkeitsverteilung wiederspiegelt.
  • Bei einem Verfahren nach Anspruch 5 sind der Ablauf und die Durchführung zusätzlich vereinfacht. Dadurch, dass der Aluminiumblechwerkstoff bereits vor dem Erwärmen in ein Werkzeug eingelegt und gemeinsam mit diesem erwärmt wird, kann es vermieden werden, den Aluminiumblechwerkstoff in einem erwärmten Zustand in ein gegebenenfalls kaltes Werkzeug einlegen zu müssen. Die Handhabung des Aluminiumblechwerkstoffs ist vereinfacht.
  • Ein Verfahren nach Anspruch 6 ermöglicht eine zielgerichtete Auslegung einer herzustellenden Aluminiumplatine mit lokal maßgeschneiderten Werkstoffeigenschaften. Mittels eines numerischen Berechnungsverfahrens ist es möglich, für eine nachfolgende Umformung der Platine sowohl erforderliche mechanische Eigenschaften als auch deren Anordnung und Ausdehnung auf der Platine zu berechnen. Auf Basis der so berechneten Verteilung der mechanischen Eigenschaften können Abkühlungsbereiche und Abschreckungsbereiche für die Wärmebehandlung festgelegt werden.
  • Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Aluminiumblechwerkstoff mit lokal maßgeschneiderten Werkstoffeigenschaften bereitzustellen.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 7 gelöst. Der Kern der Erfindung liegt darin, dass Aluminiumblechwerkstoff anhand des vorstehend beschriebenen Verfahrens wärmebehandelt wird. Ein derart wärmebehandelter Blechwerkstoff weist insbesondere qualitativ zeitstabile mechanische Eigenschaften auf.
  • Ein Aluminiumblechwerkstoff nach Anspruch 8 ermöglicht und/oder vereinfacht einen nachgelagerten Umformprozess.
  • Ein Aluminiumblechwerkstoff nach Anspruch 9 gewährleistet eine Weiterverarbeitung, insbesondere eine Umformung, des Aluminiumblechwerkstoffs mit zeitlichem Abstand. Ein Zeitintervall, innerhalb dessen ein Differenzbetrag der mechanischen Eigenschaften zwischen dem mindestens einen Abschreckungsbereich und dem mindestens einen Abkühlungsbereich stabil ist, beträgt insbesondere mehr als 50 Stunden, insbesondere mehr als 150 Stunden und insbesondere mehr als 1000 Stunden. Dadurch ist es möglich, den Blechherstellungs-, Blechwärmebehandlungs- und Blechumformprozess voneinander zu entkoppeln. Insbesondere ist es möglich, den Blechwerkstoff an einem ersten Ort wie beispielsweise in einem Blechherstellungsbetrieb herzustellen sowie einer entsprechenden Wärmebehandlung zu unterziehen und anschließend an einem weiteren Ort wie beispielsweise an einem weiterverarbeitenden Betrieb, insbesondere zur Blechumformung bei einem Automobilhersteller zu transportieren, wobei sich ein Differenzbetrag der mechanischen Eigenschaften innerhalb eines zulässigen, vordefinierten Zeitintervalls zwischen Blechherstellung und - weiterverarbeitung nicht verändert. Für die Weiterverarbeitung einer derart hergestellten Platine kann es vorteilhaft sein, anhand eines Referenzbauteils, das identisch wärmebehandelt wurde wie der Abkühlungsbereich oder der Abschreckungsbereich, zu analysieren, um auf weitere, für die Umformung der Aluminiumplatine erforderliche Werkstoffkennwerte rückschließen zu können.
  • Bei einem Aluminiumblechwerkstoff nach Anspruch 10 ist eine Reduzierung einer erforderlichen Umformkraft in großem Umfang möglich.
  • Ein Aluminiumblechwerkstoff nach Anspruch 11 hat sich als besonders geeignet erwiesen, um ein Profil der Werkstoffeigenschaften gemäß der vorliegenden Erfindung einzustellen. Diese aushärtbaren Aluminiumlegierungen lassen sich klassenweise wie folgt zusammenfassen:
    • Klasse 6xxx: Al Mg Si
    • Klasse 2xxx: Al Cu (Si, Mn), A1 Cu Mg, A1 Cu (Mg) Li
    • Klasse 7xxx: Al Zn Mg, Al Zn Mg Cu
  • Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Werkzeug bereitzustellen, das eine Wärmebehandlung von Aluminiumblechwerkstoff vereinfacht.
  • Diese Aufgabe ist mit einem Werkzeug gemäß Anspruch 12 gelöst. Der Kern der Erfindung liegt darin, dass das Werkzeug zweiteilig ausgeführt ist und zwei miteinander verbindbare Werkzeughälften umfasst, wobei mindestens eine der Werkzeughälften eine Öffnung derart aufweist, dass ein Abschreckungsbereich der Aluminiumplatine von außerhalb des Werkzeugs zugänglich ist. Diese Werkzeughälfte ist maskenartig ausgeführt. Die Öffnung kann beispielsweise als Ausnehmung in Form einer Bohrung der Werkzeughälfte ausgeführt sein. Es ist auch möglich, dass die Öffnung im Randbereich der Werkzeughälfte ausgeführt ist. Insbesondere ist es möglich, dass zur Herstellung mehrerer Abschreckungsbereiche der Aluminiumplatine mehrere voneinander unterschiedliche Öffnungen vorgesehen sind. Dadurch ist es möglich, die Abschreckungsbereiche der Aluminiumplatine durch die Öffnungen gezielt, gegebenenfalls separat, mit einem Abschreckmedium abzuschrecken. Die übrigen, nicht zugänglichen Bereiche der Aluminiumplatine stellen somit die Abkühlungsbereiche dar, die durch das Werkzeug vor einer Abschreckung durch das Abschreckmedium geschützt sind. Zudem kann die Dicke des Werkzeuges lokal variiert und damit die Abkühlgeschwindigkeiten maßgeschneidert angepasst werden. Derselbe Effekt kann erzielt werden, indem lokal unterschiedliche Materialien verwenden werden, wie etwa Kupfer statt Stahl. Das erfindungsgemäße Werkzeug ist einfach herzustellen und ermöglicht eine direkte und unkomplizierte Durchführung eines lokal maßgeschneiderten Abschreckungsvorgangs.
  • Ein Werkzeug nach Anspruch 13 ist unkompliziert und insbesondere kostenreduziert herstellbar. Insbesondere ist es möglich, die plattenförmigen Werkzeughälften aus Stahl herzustellen. Stahl ist einerseits gut bearbeitbar und vereinfacht somit die Herstellung des Werkzeugs an sich. Darüber hinaus ist Stahl gut geeignet, die während der Erwärmung bei der Herstellung der Aluminiumplatine aufgenommene Wärme in den Abkühlungsbereichen kontinuierlich und gegenüber dem Abschreckungsbereichen zeitverzögert abzugeben. Stahlplatten als Werkzeughälften können als Puffer bei der Wärmeabgabe wirken. Eine Entfestigung in den Abkühlungsbereichen ist zusätzlich gesichert. Ein unbeabsichtigtes Abschrecken der Abkühlungsbereiche kann vermieden werden. Es ist auch möglich, andere Werkzeugwerkstoffe zu verwenden.
  • Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens, des entsprechenden Werkzeugs und damit hergestellten Aluminiumblechwerkstoffs werden im Folgenden anhand der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
  • Fig. 1
    eine schematische Perspektivdarstellung einer Aluminiumplatine in einem erfindungsgemäßen Werkzeug,
    Fig. 2
    eine schematische Darstellung der wärmebehandelten Aluminiumplatine gemäß Fig. 1 mit Kennzeichnung von Bereichen lokal variierender mechanischer Eigenschaften,
    Fig. 3
    eine schematische Darstellung eines Profils der Werkstoffeigenschaften entlang einer Linie III-III in Fig. 2,
    Fig. 4
    eine schematische Darstellung eines Temperatur-Zeit-Ablaufs der Aluminiumplatine bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Wärmebehandlung, und
    Fig. 5
    eine Darstellung einer ausgewählten mechanischen Eigenschaft eines Abschreckungsbereichs und eines Abkühlungsbereichs einer wärmebehandelten Aluminiumplatine.
  • Gemäß Fig. 1 umfasst ein erfindungsgemäßes Werkzeug 1 eine obere Werkzeughälfte 2 und eine untere Werkzeughälfte 3. Die beiden Werkzeughälften 2, 3 sind im Wesentlichen identisch ausgeführt und weisen jeweils eine der anderen Werkzeughälfte 2, 3 zugewandte Werkzeuginnenseite 4 und eine an der jeweiligen Werkzeughälfte 2, 3 der Werkzeuginnenseite 4 gegenüberliegende Werkzeugaußenseite 5 auf. Die obere und untere Werkzeughälfte 2, 3 weisen jeweils eine miteinander fluchtende Öffnung 6 auf, die einen Durchgang von der Werkzeugaußenseite 5 zu der Werkzeuginnenseite 4 ermöglichen. Gemäß dem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Werkzeugs 1 weisen die Öffnungen 6 in einer den Werkzeugseiten 4, 5 parallel orientierten Ebene eine kreisförmige Grundform auf. Es ist auch möglich, dass die Öffnungen 6 mit einer davon verschiedenen Grundform ausgeführt sind. Die Öffnungen 6 weisen eine Längsachse 7 auf, die gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel senkrecht zu den Werkzeugseiten 4, 5 orientiert ist. Es ist möglich, dass bei dem Werkzeug 1 mehrere, insbesondere voneinander unabhängige Öffnungen vorgesehen sind. Die Öffnungen können, wie in Fig. 1 dargestellt, eine Grundform mit einer geschlossenen Kontur aufweisen, also innerhalb der jeweiligen Werkzeughälfte 2, 3 angeordnet sein. Es ist auch möglich, dass eine oder mehrere Öffnungen in einem Randbereich der jeweiligen Werkzeughälfte 2, 3 angeordnet sind.
  • Die Werkzeughälften 2, 3 sind plattenförmig ausgeführt und aus Stahl, insbesondere aus Edelstahl hergestellt. Um die beiden Werkzeughälften 2, 3 miteinander zu verbinden, können mehrere, nicht dargestellte Schrauben, beispielsweise in Eckenbereichen der rechteckigen, insbesondere quadratischen Grundfläche der Werkzeughälften 2, 3 vorgesehen sein. Es sind auch andere Verbindungsarten für die beiden Werkzeughälften 2, 3 denkbar. Beispielsweise ist es möglich, die beiden Werkzeughälften 2, 3 entlang einer Außenkante mittels eines Scharniers schwenkbar miteinander zu verbinden und durch einen an einer dem Scharnier gegenüberliegenden Außenkante angeordneten Verschluss zu verriegeln. Eine derartige Verbindung erleichtert das Öffnen und Schließen des Werkzeugs 1.
  • Zwischen den beiden Werkzeughälften 2, 3 ist eine Aluminiumplatine 8 angeordnet. Die Aluminiumplatine 8 liegt jeweils an der WerkzeugInnenseite 4 der Werkzeughälften 2, 3 an. Die Aluminiumplatine 8 ist ein Blechzuschnitt aus einer Aluminiumlegierung, insbesondere aus einer aushärtbaren Aluminiumlegierung, wie beispielsweise einer AlZnMg(Cu)-Legierung oder AlMgSi-Legierung, insbesondere AA6014, AA6016 oder AA6181. Gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel hat die Aluminiumplatine 8 eine kreisförmige Grundfläche. Je nach beabsichtigter Weiterverarbeitung wird der Zuschnitt entsprechend gewählt. Der gezeigte Zuschnitt der Platine 8 kann für die umformtechnische Herstellung eines zylindrischen Napfes verwendet werden.
  • Durch die Öffnungen 6 in den Werkzeughälften 2, 3 ist die in dem Werkzeug 1 angeordnete Aluminiumplatine 8 von außerhalb des Werkzeugs 1 zugänglich. Die Öffnungen 6 sind von einem Abschirmabschnitt 9 der Werkzeughälften 2, 3 umgeben. Der Abschirmabschnitt 9 dient während eines Abschreckens der in dem Werkzeug 1 angeordneten Aluminiumplatine 8 zum Abschirmen darunter angeordneter Bereiche der Aluminiumplatine 8, die nachfolgend noch näher erläutert werden. Darüber hinaus dient der Abschirmabschnitt 9 zur kontrollierten und verzögerten Wärmeabgabe von der Aluminiumplatine 8 über die Werkzeughälften 2, 3 an die Umgebung.
  • Die Werkzeughälften 2, 3 können in einem über die Aluminiumplatine 8 hinausragenden Randbereich einen nicht dargestellten Kragen aufweisen, der über die jeweilige Werkzeuginnenseite 4 hervorragt, so dass ein Spalt zwischen den beiden Werkzeughälften 2, 3 geschlossen ist. Dadurch wird vermieden, dass während eines Abkühlens des Werkzeugs 1 mit der darin angeordneten Aluminiumplatine 8 Wärme über die Stirnseiten der Aluminiumplatine 8 abgegeben wird.
  • Indem die beiden Werkzeughälften 2, 3 mit Öffnungen 6 identisch ausgeführt sind, ist die Aluminiumplatine 8 beidseitig von außen zugänglich. Insbesondere bei der Wärmebehandlung von Dickblech mit einer Blechdicke von beispielsweise größer oder gleich 2 mm wird somit gewährleistet, dass die Werkstoffeigenschaften entlang der Blechdicke homogen verteilt sind. Eine nur einseitige Öffnung 6 in einer der beiden Werkzeughälften 2, 3 ist ebenfalls denkbar.
  • Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Aluminiumplatine 8, die in dem Werkzeug 1 gemäß Fig. 1 wärmebehandelt worden ist. Die Aluminiumplatine 8 umfasst einen zentrisch angeordneten, kreisförmigen Abschreckungsbereich, der schraffiert dargestellt ist, sowie einen den Abschreckungsbereich 10 umgebenden Abkühlungsbereich 11.
  • Gemäß der qualitativen Darstellung in Fig. 3 weist die Aluminiumplatine 8 in dem Abschreckungsbereich 10 eine erhöhte Streckgrenze Rp0,2 auf. Analog gilt der gezeigte Zusammenhang - also erhöhte mechanische Kennwerte innerhalb des Abschreckungsbereichs 10 und verglichen dazu reduzierte mechanische Kennwerte in dem umgebenden Abkühlungsbereich 11 - beispielsweise für die Zugfestigkeit Rm oder die Härte des Werkstoffs. Ein Differenzbetrag ΔW zwischen den Werkstoffeigenschaften im Abschreckungsbereich 10 und im Abkühlungsbereich 11 beträgt mindestens 25 % der jeweiligen mechanischen Werkstoffeigenschaft des Abschreckungsbereichs 11 und insbesondere bis zu 50 % der jeweiligen mechanischen Werkstoffeigenschaft des Abschreckungsbereichs 11. Dies gilt insbesondere für die Aluminiumlegierungen AA6016 T4 oder AA6181.
  • Wie in Fig. 3 angedeutet, hat die Streckgrenze Rp0,2 entlang des Profils der Aluminiumplatine 8 keinen exakt treppenförmigen Verlauf. An den Rändern der Bereiche 10, 11 ist jeweils ein Übergangsbereich gegeben.
  • Im Folgenden wird anhand der Fig. 1 und 4 das erfindungsgemäße Verfahren zur Wärmebehandlung der Aluminiumplatine 8 erläutert. Zunächst erfolgt ein Bereitstellen der Aluminiumplatine 8. Dies kann beispielsweise eine im Wesentlichen unbehandelte Aluminiumplatine bei einer Halbzeugherstellung beispielsweise bei einem Blechherstellungsbetrieb sein. Es ist auch möglich, dass auch eine bereits hergestellte und ausgelieferte Aluminiumplatine dem nachfolgend erläuterten Verfahren unterzogen wird. Die bereitgestellte Aluminiumplatine 8 wird in das Werkzeug 1 eingelegt. Anschließend wird das Werkzeug 1 geschlossen und die beiden Werkzeughälften 2, 3 miteinander verbunden, so dass die Aluminiumplatine 8 zwischen den beiden Werkzeughälften 2, 3 sicher gehalten ist. Für die nachfolgende Wärmebehandlung und insbesondere für eine abschließende Abkühlung des Werkzeugs 1 und der darin befindlichen Aluminiumplatine 8 kann es vorteilhaft sein, das Werkzeug 9 derart zu gestalten, dass Anpressdruck zwischen der jeweiligen Werkzeughälfte 2, 3 und der Aluminiumplatine 8 einstellbar ist. Dies ist insbesondere durch eine hydraulische Schließeinheit des Werkzeugs 1 möglich, wobei in die Werkzeughälften 2, 3 Drucksensoren derart integriert sein können, dass ein jeweiliger Anpressdruck ermittelt werden kann. Über eine zentrale Maschinensteuerung, die mit der hydraulischen Schließeinheit und/oder den Drucksensoren in den Werkzeughälften 2, 3 in Signalverbindung steht, kann ein Anpressdruck während der Wärmebehandlung und insbesondere während des Erwärmens und/oder des anschließenden Abkühlens überwacht und geregelt werden. Insbesondere ist es möglich, den Anpressdruck mittels der hydraulischen Schließeinheit während der Wärmebehandlung zu verändern.
  • Die Aluminiumplatine 8 wird ausgehend von einer Umgebungstemperatur Tu zusammen mit dem Werkzeug 1 auf eine Temperatur T erwärmt, die größer oder gleich einer Erwärmungstemperatur Ter ist. Das Erwärmen bzw. Aufheizen kann beispielsweise in einem nicht dargestellten Ofen erfolgen. Eine derartige Erwärmungsstrategie ist unkompliziert und kostengünstig realisierbar. Es sind auch andere Erwärmungsstrategien möglich, wobei eine kontinuierliche, homogene Erwärmung der Aluminiumplatine 8 und des Werkzeugs 1 angestrebt werden sollte. Die Aluminiumlegierung gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist AA6016 und liegt in einem kalt ausgehärteten Zustand vor. Die Erwärmungstemperatur beträgt in diesem Fall Ter = 550°C.
  • Nach Erreichen der Erwärmungstemperatur Ter wird diese während einer Erwärmungsdauer ter gehalten. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel beträgt die Erwärmungsdauer ter eine Stunde. Während der Erwärmungsdauer werden die Legierungsbestandteile im Aluminiumgrundwerkstoff gelöst. Dieser Verfahrensschritt wird auch als Lösungsglühen bezeichnet.
  • Anschließend wird das Werkzeug 1 mit der darin eingelegten Aluminiumplatine 8 aus dem Ofen entnommen und der Abschreckungsbereich 10 der Aluminiumplatine 8 abgeschreckt. Dies erfolgt dadurch, dass der über die Öffnungen 6 von außerhalb des Werkzeugs 1 zugängliche Abschreckungsbereich 10 mit Wasser als Abschreckungsmedium beaufschlagt wird. Das Wasser hat vor dem Abschrecken eine Temperatur kleiner als die Umgebungstemperatur Tu. Dies kann beispielsweise die Temperatur sein, mit der das Wasser aus einer üblichen Nutzwasserleitung entnommen wird. Diese Temperatur beträgt beispielsweise zwischen 10 °C und 15 °C. Dadurch wird der Abschreckungsbereich 10 der Aluminiumplatine 8 auf eine Temperatur, die kleiner oder gleich einer Abschrecktemperatur Tschr ist, abgeschreckt. Die Abschrecktemperatur Tschr ist beispielsweise die Umgebungstemperatur Tu von etwa 20 °C. Das Abschrecken erfolgt innerhalb einer Abschreckdauer tschr, die wenige Sekunden, insbesondere weniger als eine Sekunde beträgt. Wesentlich für die Einstellung der mechanischen Eigenschaften in dem Abschreckungsbereich 10 ist die Abkühlgeschwindigkeit, die auch als Abschreckrate bezeichnet wird. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel beträgt die Abkühlgeschwindigkeit 161 K/s. Die Temperaturführung während des Abschreckens innerhalb des Abschreckungsbereichs 10 ist in der schematischen Diagrammdarstellung in Fig. 4 mit der durchgezogenen Linie AS 10 dargestellt.
  • Der Temperaturverlauf der Aluminiumplatine 8 im Abkühlungsbereich 11 ist hinsichtlich des Erwärmens und des Haltens der Temperatur während der Erwärmungsdauer ter identisch mit dem Temperatur-Zeit-Profil innerhalb des Abschreckungsbereichs 10. Da der Abkühlungsbereich 11 durch den Abschirmabschnitt 9 der oberen Werkzeughälfte 2 abgeschirmt ist, kommt der Abkühlungsbereich 11 mit dem Abschreckmedium Wasser nicht direkt in Kontakt. Entsprechend kühlt der Abkühlungsbereich 11 mit einer gegenüber dem Abschreckungsbereich 10 reduzierten Abkühlgeschwindigkeit von beispielsweise 0,8 K/s ab. Diese Abkühlgeschwindigkeit ergibt sich aus der Abkühlung der Stahlplatten 2, 3 durch freie Konvektion an die Umgebung. Das Abkühlen gilt als abgeschlossen, wenn der Abkühlungsbereich 11 der Aluminiumplatine 8 auf eine Temperatur kleiner oder gleich einer Abkühltemperatur Tk gesunken ist. Die Abkühltemperatur Tk kann beispielsweise die Umgebungstemperatur Tu sein. Das Abkühlen erfolgt innerhalb einer Abkühldauer tk. Die Abkühldauer ist größer als die Abschreckdauer tschr. Die äußeren Bereiche der Platine werden in der Regel 10-15 Minuten langsam abgekühlt. Sobald eine Temperatur von ca. 200°C erreicht ist, ist ein langsames Abkühlen nicht mehr nötig. Dann kann das gesamte Werkzeug bis auf Raumtemperatur mit Wasser abgeschreckt werden. Die Abkühlkurve des Abkühlungsbereichs 11 ist in Fig. 4 durch eine Strich-Punkt-Linie AK11 dargestellt.
  • Je nach Anforderung eines nachfolgenden Weiterverarbeitungsprozesses wie beispielsweise eines Umformprozesses des wie vorstehend beschriebenen wärmebehandelten Aluminiumblechwerkstoffs kann es sinnvoll sein, mehrere, insbesondere voneinander unabhängige Abschreckungsbereiche 10 auf der Platine 8 vorzusehen. Entsprechend ist es erforderlich, ein Werkzeug 1 mit verschieden angeordneten Öffnungen 6 vorzusehen. Die Gestaltung des Werkzeugs 1 und insbesondere die Anordnung, Größe und Verteilung der Öffnungen kann mittels eines numerischen Berechnungsverfahrens erfolgen. Um verschiedene Abkühlgeschwindigkeiten in verschiedenen Abschreckungsbereichen zu realisieren, können beispielsweise verschiedene Abschreckmedien eingesetzt werden. Es ist auch möglich, dass ein Abschreckmedium, wie beispielsweise Wasser, eingesetzt wird, wobei die Temperatur des Wassers vor dem Abschrecken für die verschiedenen Abschreckungsbereiche unterschiedlich gewählt wird. Entsprechend ergeben sich unterschiedliche Abkühlgeschwindigkeiten, die zu verschiedenen mechanischen Eigenschaften in den genannten Abschreckungsbereichen führen. Dadurch ist es beispielsweise möglich, einen Übergang der mechanischen Eigenschaften zwischen einem Abschreckungsbereich 10 und dem Abkühlungsbereich 11 wie in Fig. 3 dargestellt, stufenweise reduziert durch mehrere Abschreckungsbereiche abzubilden, um damit einen mehrstufigen, quasi kontinuierlichen Gradienten der Werkstoffeigenschaften in der Platine 8 einzustellen.
  • Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung der Streckgrenze Rp0,2 innerhalb des Abschreckungsbereichs 10 und des Abkühlungsbereichs 11 für die in Fig. 2 dargestellte Aluminiumplatine 8. Dargestellt ist die Streckgrenze Rp0,2 in Abhängigkeit einer Lagerungsdauer tL der Aluminiumplatine 8. Zum Zeitpunkt t0 weisen die Bereiche 10, 11 die Streckgrenze Rp0,2 auf, die in Fig. 3 dargestellt sind. Wie aus dem Stand der Technik bekannt, setzt auch bei der Aluminiumplatine 8 ein spontaner Kaltauslagerungsprozess ein, der zu einer Verfestigung der Bereiche 10, 11 führt. Da bei dem erfindungsgemäßen Verfahren jedoch die gesamte Platine 8, d. h. der Abschreckungsbereich 10 und der Abkühlungsbereich 11 gleichermaßen erwärmt und damit lösungsgeglüht worden sind, erfolgt die anschließende Kaltauslagerung gleichlaufend, d. h. ein Differenzbetrag ΔW zwischen der Streckgrenze Rp0,2 für den Abschreckungsbereich 10 und den Abkühlungsbereich 11 ändert sich mit fortschreitender Lagerungsdauer tL nicht. D.h. die absolute Verfestigung ist in beiden Bereichen 10, 11 gleich. Das in Fig. 5 exemplarisch für die Streckgrenze Rp0,2 dargestellte Werkstoffverhalten gilt gleichermaßen für die Zugfestigkeit Rm. Das bedeutet, dass die Aluminiumplatine 8 zeitstabile, lokal maßgeschneiderte mechanische Werkstoffeigenschaften aufweist.
  • Insbesondere ist es dadurch möglich, eine Blechverarbeitung, beispielsweise durch Umformung mit größerer zeitlicher Verzögerung gegenüber einer vorgelagerten Wärmebehandlung durchzuführen, wobei die Werkstoffeigenschaften und insbesondere die Unterschiede der Werkstoffeigenschaften zwischen dem entfestigten Abkühlungsbereich und dem Abschreckungsbereich erhalten bleiben. Dies ist ein wesentlicher Vorteil gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren einer lokalen Wärmebehandlung zur Entfestigung lokal begrenzter Werkstoffbereiche. Dort unterliegen ausschließlich die lokal entfestigten Bereiche einer spontanen Kaltauslagerung, da nur diese Bereiche lokal wärmebehandelt wurden. Entsprechend führt die Kaltverfestigung bei einer lokal wärmebehandelten Platine sukzessive zu einer Änderung der Verhältnisse der Werkstoffeigenschaften. Insbesondere ist ein Differenzbetrag zwischen den Werkstoffeigenschaften des entfestigten, wärmebehandelten Bereichs und des Grundwerkstoffs veränderlich mit zunehmender Lagerungszeit tL.
  • Im Anschluss an die Wärmebehandlung und Umformung kann die Platine warmausgelagert werden.

Claims (13)

  1. Verfahren zur Wärmebehandlung von Aluminiumblechwerkstoff, umfassend die Verfahrensschritte
    - Bereitstellen von Aluminiumblechwerkstoff (8),
    - Erwärmen des Aluminiumblechwerkstoffs (8) auf eine Temperatur (T) größer oder gleich einer Erwärmungstemperatur(Ter),
    - Halten der Temperatur (T) während einer Erwärmungsdauer (ter),
    - Abschrecken mindestens eines Abschreckungsbereichs (10) des Aluminiumblechwerkstoffs (8) auf eine Temperatur (T) kleiner oder gleich einer Abschrecktemperatur (Tschr), wobei das Abschrecken innerhalb einer Abschreckdauer (tschr) erfolgt,
    - Abkühlen mindestens eines Abkühlungsbereichs (11) des Aluminiumblechwerkstoffs (8) auf eine Temperatur (T) kleiner oder gleich einer Abkühltemperatur (Tk), insbesondere Umgebungstemperatur (Tu), wobei das Abkühlen innerhalb einer Abkühldauer (tk) erfolgt, die größer ist als die Abschreckdauer (tschr).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Abschrecken durch Beaufschlagen des Abschreckungsbereichs (10) mit einem Abschreckmedium, insbesondere mit Wasser, erfolgt.
  3. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch das Abkühlen an Luft, insbesondere durch freie Konvektion, erfolgt.
  4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Abschirmen des Abkühlungsbereichs (11) mittels eines Werkzeugs (1) während des Abschreckens.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Aluminiumblechwerkstoff (8) vor dem Erwärmen in das Werkzeug (1) eingelegt und gemeinsam mit dem Werkzeug (1) erwärmt wird.
  6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Bestimmen des Abkühlungsbereichs (11) und des Abschreckungsbereichs (10) mittels eines numerischen Berechnungsverfahrens erfolgt.
  7. Aluminiumblechwerkstoff hergestellt nach einem Verfahren der vorstehenden Ansprüche, wobei der Aluminiumblechwerkstoff (8) lokal maßgeschneiderte Werkstoffeigenschaften aufweist.
  8. Aluminiumblechwerkstoff nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Abkühlungsbereich (11) gegenüber dem Abschreckungsbereich (10) eine um einen Differenzbetrag (ΔW) abweichende mechanische Werkstoffeigenschaft, insbesondere eine reduzierte Streckgrenze (Rp0,2) und/oder eine reduzierte Zugfestigkeit (Rm), aufweist.
  9. Aluminiumblechwerkstoff nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Differenzbetrag (ΔW) mindestens während eines Zeitintervalls (tum) für eine Weiterverarbeitung, insbesondere für ein Umformung, stabil ist.
  10. Aluminiumblechwerkstoff nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Differenzbetrag (ΔW) mindestens 25 % der mechanischen Werkstoffeigenschaft des Abschreckungsbereichs (10) aufweist.
  11. Aluminiumblechwerkstoff nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Aluminiumblechwerkstoff (8) eine aushärtbare Aluminiumlegierung aufweist.
  12. Werkzeug für eine Wärmebehandlung von Aluminiumblechwerkstoff, umfassend zwei miteinander verbindbare Werkzeughälften (2, 3), wobei mindestens eine der Werkzeughälften (2, 3) eine Öffnung (6) zur Zugänglichkeit zu einem Abschreckungsbereich (10) des Aluminiumblechwerkstoffs (8) aufweist.
  13. Werkzeug nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch plattenförmige Werkzeughälften (2, 3), die insbesondere aus Stahl hergestellt sind.
EP12178269.2A 2011-08-05 2012-07-27 Verfahren und Werkzeug zur Wärmebehandlung von Aluminiumblechwerkstoff sowie nach einem derartigen Verfahren wärmebehandelter Aluminiumblechwerkstoff Not-in-force EP2554288B1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201110080528 DE102011080528B3 (de) 2011-08-05 2011-08-05 Verfahren und Werkzeug zur Wärmebehandlung von Aluminiumblechwerkstoff sowie nach einem derartigen Verfahren wärmebehandelter Aluminiumblechwerkstoff

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP2554288A1 true EP2554288A1 (de) 2013-02-06
EP2554288B1 EP2554288B1 (de) 2015-09-23

Family

ID=46614316

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP12178269.2A Not-in-force EP2554288B1 (de) 2011-08-05 2012-07-27 Verfahren und Werkzeug zur Wärmebehandlung von Aluminiumblechwerkstoff sowie nach einem derartigen Verfahren wärmebehandelter Aluminiumblechwerkstoff

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP2554288B1 (de)
DE (1) DE102011080528B3 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3187599A1 (de) * 2015-12-15 2017-07-05 Benteler Automobiltechnik GmbH Temperierstation sowie verfahren zum betreiben der temperierstation
WO2018024408A1 (de) * 2016-08-01 2018-02-08 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Vorrichtung zur wärmebehandlung

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014111920B4 (de) * 2014-08-20 2017-04-13 Benteler Automobiltechnik Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Kraftfahrzeugbauteils aus einer härtbaren Aluminiumlegierung
FR3053979B1 (fr) 2016-07-13 2019-06-28 Constellium Neuf-Brisach Flans en alliages d’aluminium avec un recuit flash local
DE102017117675B4 (de) * 2017-08-03 2022-07-28 Benteler Automobiltechnik Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Kraftfahrzeugbauteils aus einer 6000er Aluminiumlegierung
DE102020206441A1 (de) 2020-05-25 2021-11-25 Mahle International Gmbh Verfahren zur Herstellung einer mehrteiligen Kühlplatte

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19620196A1 (de) 1996-05-20 1997-11-27 Audi Ag Verfahren zum Umformen eines flächigen Metallwerkstückes
DE10329981A1 (de) * 2003-06-27 2005-02-17 Brose Fahrzeugteile Gmbh & Co. Kommanditgesellschaft, Coburg Aufprallschutzeinrichtung für ein Kraftfahrzeug sowie Verfahren für deren Herstellung
JP2009161851A (ja) * 2007-12-11 2009-07-23 Furukawa-Sky Aluminum Corp 冷間プレス成形用アルミニウム合金板とその製造方法、およびアルミニウム合金板の冷間プレス成形方法
JP2010018850A (ja) * 2008-07-10 2010-01-28 Aisin Keikinzoku Co Ltd 部分改質アルミニウム合金部材及びその製造方法
DE102010033864A1 (de) 2009-08-14 2011-04-07 GM Global Technology Operations, Inc., Detroit Lokale Wärmebehandlung von Aluminiumpaneelen

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19620196A1 (de) 1996-05-20 1997-11-27 Audi Ag Verfahren zum Umformen eines flächigen Metallwerkstückes
DE10329981A1 (de) * 2003-06-27 2005-02-17 Brose Fahrzeugteile Gmbh & Co. Kommanditgesellschaft, Coburg Aufprallschutzeinrichtung für ein Kraftfahrzeug sowie Verfahren für deren Herstellung
JP2009161851A (ja) * 2007-12-11 2009-07-23 Furukawa-Sky Aluminum Corp 冷間プレス成形用アルミニウム合金板とその製造方法、およびアルミニウム合金板の冷間プレス成形方法
JP2010018850A (ja) * 2008-07-10 2010-01-28 Aisin Keikinzoku Co Ltd 部分改質アルミニウム合金部材及びその製造方法
DE102010033864A1 (de) 2009-08-14 2011-04-07 GM Global Technology Operations, Inc., Detroit Lokale Wärmebehandlung von Aluminiumpaneelen

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
BECKMANN MARION ET AL: "Methods of local short-term heat treatment of 6000 series aluminum alloys", METALL, HUETHIG, HEIDELBERG, DE, vol. 56, no. 7-8, 1 January 2002 (2002-01-01), pages 462 - 467, XP009111952, ISSN: 0026-0746 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3187599A1 (de) * 2015-12-15 2017-07-05 Benteler Automobiltechnik GmbH Temperierstation sowie verfahren zum betreiben der temperierstation
DE102015121842B4 (de) 2015-12-15 2018-11-29 Benteler Automobiltechnik Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Temperierstation
US10369606B2 (en) 2015-12-15 2019-08-06 Benteler Automobiltechnik Gmbh Temperature adjustment station and method for operating the temperature adjustment station
WO2018024408A1 (de) * 2016-08-01 2018-02-08 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Vorrichtung zur wärmebehandlung

Also Published As

Publication number Publication date
DE102011080528B3 (de) 2013-02-07
EP2554288B1 (de) 2015-09-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102016118729B4 (de) Aluminiumlegierung, geeignet für Hochdruckgießen
US10487383B2 (en) Method for producing 7000-series aluminum alloy member excellent in stress corrosion cracking resistance
EP2554288B1 (de) Verfahren und Werkzeug zur Wärmebehandlung von Aluminiumblechwerkstoff sowie nach einem derartigen Verfahren wärmebehandelter Aluminiumblechwerkstoff
DE102008033027B4 (de) Verfahren zur Erhöhung von Festigkeit und Verformbarkeit von ausscheidungshärtbaren Werkstoffen
DE2817978C2 (de)
EP3365472B1 (de) Aluminiumlegierung
DE102013002483B4 (de) Nickel-Kobalt-Legierung
DE69836569T2 (de) Verfahren zur Erhöhung der Bruchzähigkeit in Aluminium-Lithium-Legierungen
DE102011105447B4 (de) Verfahren zur Herstellung von Aluminium-Druckgussteilen
DE112015000385B4 (de) Halbwarmumformung von kaltverfestigten Blechlegierungen
EP3176275B2 (de) Aluminium-silizium-druckgusslegierung, verfahren zur herstellung eines druckgussbauteils aus der legierung und karosseriekomponente mit einem druckgussbauteil
EP2311996B1 (de) Verfahren zur Wärmebehandlung von Gussteilen mittels Infrarotstrahlen
DE60023753T2 (de) Wärmebehandlung für alterungshärtende aluminiumlegierungen
DE2103614B2 (de) Verfahren zur Herstellung von Halbzeug aus AIMgSIZr-Legierungen mit hoher Kerbschlagzähigkeit
DE1279940B (de) Verfahren zur Waermebehandlung warmaushaertbarer Baender und Bleche aus Aluminiumlegierungen mit einem Kupfergehalt unter 1 Prozent
EP1017867A1 (de) Legierung auf aluminiumbasis und verfahren zu ihrer wärmebehandlung
DE60006670T2 (de) Wärmebehandlung für geformte produkte aus aluminium-legierung
DE10361691B4 (de) Verfahren zur Herstellung von Magnesiumlegierungs-Billets für ein Thixoforming-Verfahren
EP3538682B1 (de) Blech aus einer magnesiumbasislegierung und verfahren zur herstellung eines bleches und blechbauteils aus dieser
DE102012017711B4 (de) Verfahren zum Wärmebehandeln eines Bauteils
DE69921146T2 (de) Verfahren zur herstellung von wärmebehandlungsfähigen blech-gegenständen
DE102012010696B4 (de) Wärmebehandlungsverfahren für eine Vielzahl von Leichtmetallbauteilen
EP1929055B1 (de) Verfahren zur behandlung von stahlband
DE102011119002A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Leichtmetall-Gussteilen
MacKenzie Quenching aluminum for residual stress and distortion control

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

17P Request for examination filed

Effective date: 20130515

17Q First examination report despatched

Effective date: 20141104

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

INTG Intention to grant announced

Effective date: 20150511

RIN1 Information on inventor provided before grant (corrected)

Inventor name: MERKLEIN, MARION

Inventor name: LECHNER, MICHAEL

Inventor name: KUPPERT, ANDREAS

GRAS Grant fee paid

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR3

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: FG4D

Free format text: NOT ENGLISH

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: EP

REG Reference to a national code

Ref country code: AT

Ref legal event code: REF

Ref document number: 750947

Country of ref document: AT

Kind code of ref document: T

Effective date: 20151015

REG Reference to a national code

Ref country code: IE

Ref legal event code: FG4D

Free format text: LANGUAGE OF EP DOCUMENT: GERMAN

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R096

Ref document number: 502012004671

Country of ref document: DE

REG Reference to a national code

Ref country code: NL

Ref legal event code: MP

Effective date: 20150923

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20151224

Ref country code: NO

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20151223

Ref country code: LT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20150923

Ref country code: FI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20150923

Ref country code: LV

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20150923

REG Reference to a national code

Ref country code: LT

Ref legal event code: MG4D

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: RS

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20150923

Ref country code: SE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20150923

Ref country code: HR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20150923

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: NL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20150923

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20150923

Ref country code: EE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20150923

Ref country code: IS

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20160123

Ref country code: ES

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20150923

Ref country code: IT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20150923

Ref country code: CZ

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20150923

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: RO

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20150923

Ref country code: PL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20150923

Ref country code: PT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20160125

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R097

Ref document number: 502012004671

Country of ref document: DE

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: PLFP

Year of fee payment: 5

PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

26N No opposition filed

Effective date: 20160624

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20150923

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20150923

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: MC

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20150923

REG Reference to a national code

Ref country code: IE

Ref legal event code: MM4A

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: PLFP

Year of fee payment: 6

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20160727

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: LU

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20160727

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SM

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20150923

Ref country code: HU

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT; INVALID AB INITIO

Effective date: 20120727

Ref country code: CY

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20150923

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: MT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20150923

Ref country code: MK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20150923

Ref country code: TR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20150923

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: PLFP

Year of fee payment: 7

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: BG

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20150923

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: CH

Payment date: 20180615

Year of fee payment: 7

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: AL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20150923

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Payment date: 20180924

Year of fee payment: 7

Ref country code: FR

Payment date: 20180723

Year of fee payment: 7

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Payment date: 20180725

Year of fee payment: 7

Ref country code: BE

Payment date: 20180723

Year of fee payment: 7

Ref country code: AT

Payment date: 20180627

Year of fee payment: 7

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R119

Ref document number: 502012004671

Country of ref document: DE

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: PL

REG Reference to a national code

Ref country code: AT

Ref legal event code: MM01

Ref document number: 750947

Country of ref document: AT

Kind code of ref document: T

Effective date: 20190727

GBPC Gb: european patent ceased through non-payment of renewal fee

Effective date: 20190727

REG Reference to a national code

Ref country code: BE

Ref legal event code: MM

Effective date: 20190731

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: AT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20190727

Ref country code: GB

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20190727

Ref country code: DE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20200201

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: LI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20190731

Ref country code: CH

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20190731

Ref country code: BE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20190731

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20190731