EP3011081A1 - Verfahren zum herstellen eines erzeugnisses aus gewalztem bandmaterial - Google Patents

Verfahren zum herstellen eines erzeugnisses aus gewalztem bandmaterial

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EP3011081A1
EP3011081A1 EP14733579.8A EP14733579A EP3011081A1 EP 3011081 A1 EP3011081 A1 EP 3011081A1 EP 14733579 A EP14733579 A EP 14733579A EP 3011081 A1 EP3011081 A1 EP 3011081A1
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EP
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coating
molded part
carried out
strip material
temperature
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Christoph Schneider
Jörg Dieter Brecht
Christoph Hahn
Jürgen Butzkamm
Hubertus Josef Steffens
Wolfgang Eberlein
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Muhr und Bender KG
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Muhr und Bender KG
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    • B21B2205/00—Particular shaped rolled products
    • B21B2205/02—Tailored blanks

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a product made of rolled strip material and a product made from rolled strip material, in particular as a structural component for a motor vehicle.
  • EP 2 412 848 A1 A similar method is known from EP 2 412 848 A1, in which a zinc-nickel coating is applied to the shaped sheet metal part as a corrosion protection coating. In this case, a thin nickel layer is first deposited at the beginning of the coating process, which should further prevent hydrogen embrittlement of the steel sheet material.
  • a method for coating steel components is, for example, the galvanic see (electrolytic) galvanizing.
  • galvanic galvanizing the workpieces are immersed in a zinc electrolyte.
  • Zinc electrodes act as "sacrificial anodes" due to their less precious metal than the workpiece.
  • the workpiece to be galvanized acts as a cathode, which is why the coating is also called cathodic corrosion protection.
  • coating methods include hot dip galvanizing, thermal spraying, flame spraying, high velocity flame spraying, arc spraying or plasma spraying, sherardizing, galvanizing, electrostatic precipitation of metal powder on the component surface, or other vapor deposition (CVD) processes.
  • CVD vapor deposition
  • a problem with the large-scale technically implemented coating processes for ultra-high-strength structural components is that the corrosion protection of coatings applied before thermoforming adversely changes the properties of the component and the coating due to the temperature acting on the coating system before and during thermoforming. It can lead to Lotrisstechnik and micro cracks in the component, which has a negative impact on the material properties of the workpiece result.
  • the galvanizing temperature of over 420 ° C reduces the strength of the component.
  • electrolytic galvanizing there is the danger that hydrogen will be introduced into the component through the preceding cleaning process and the galvanic coating process. The induced hydrogen can lead to material failure due to the high strength of the components.
  • the present invention seeks to propose a method for producing a product made of rolled strip material, which offers a particularly good corrosion protection.
  • a solution is a method for producing a product of rolled strip material comprising the steps of: rolling a strip material of sheet steel; Working out a board from the rolled strip material; Forming the board into a molded part; Cleaning the molded part such that by cleaning a maximum of 0.7 ppm of diffusive hydrogen is introduced into the molded part; and coating the molding with a metallic coating material to produce a corrosion protection coating.
  • One advantage is that during the cleaning process, no diffuse hydrogen is introduced into the material, or at most only in extremely small quantities. In this way, unwanted hydrogen embrittlement of the steel material can be avoided or at least reduced.
  • An advantage of the piece coating, ie the coating of the already cut-out blanks or the molded parts produced therefrom, is that the coating is not adversely affected by the further processing steps connected downstream of the coating process. This in turn has a favorable effect on the quality of the coating and thus on the corrosion resistance of the molded part produced.
  • the cleaning is preferably carried out so that the proportion of diffusible hydrogen, measured immediately before and after the cleaning, is less than 0.7 ppm (parts per million), in particular less than 0.3 ppm, preferably less than 0.1 ppm, or less than 0.05 ppm.
  • a time window of up to 10 minutes before or after may be included, within which the content of diffusible hydrogen in the material is measured.
  • a curable, especially manganese-containing steel material is used.
  • This may include further micro-alloying elements, such as, for example, niobium and / or titanium, wherein the mass fraction of these micro-alloying elements in the total mass is preferably at most 1000 ppm. Additional micro-alloying elements may be added in small proportions, such as boron and / or vanadium.
  • Examples of a usable steel material are 17MnB5, 22MnB5, 26MnB5 or 34MnB5.
  • the starting material (strip material) preferably has a tensile strength of at least 450 MPa and / or of at most 850 MPa.
  • the finished molded part can have a ultimate tensile strength of at least 1100 MPa, preferably at least 1300 MPa, more preferably even 1500 MPa, at least in some areas.
  • the rolling is carried out after a possible concretization as a flexible rolling, wherein a variable thickness is generated over the length of the strip material.
  • Flexible rolling is understood to mean a rolling process in which steel strip of uniform thickness is rolled over its length into variable thickness strip material over its length.
  • the initial thickness before flexible rolling can be up to 8 mm.
  • strip material for the flexible rolling hot strip or cold strip can be used, these terms are to be understood in the jargon.
  • hot strip is meant a rolled steel finished product (steel strip) produced by rolling after preheating.
  • cold-rolled strip is meant a cold-rolled steel strip (flat steel) in which the last reduction in thickness takes place by rolling without prior heating.
  • the strip material may have a maximum thickness of 6.0 mm at the thickest point.
  • the flexible rolling is performed such that at least two sections are produced with different thickness, wherein the ratio of a first thickness of a thinner first portion to a second thickness of a second portion less than 0.8, in particular less than 0.7, preferably less than 0, 6 is. It is understood, however, that in principle any number of sections of different thickness can be produced depending on the requirements of the finished product. In this case, the thickness over the length is adjusted in particular such that the loads of the component are at least substantially uniform, or stress peaks are avoided or at least reduced.
  • any shape for the production of blanks or shaped cuts from the strip material This can be done by mechanical cutting, such as punching or cutting, or by laser cutting.
  • Under sinkers are understood in particular rectangular metal sheets that have been cut out of the strip material.
  • Form cuts are understood to be sheet metal elements that have been worked out from the strip material and whose outer contour has already been adapted to the shape of the end product.
  • an edge may remain on the strip material which is not used further, it also being possible to carry out a simple cutting of the strip material into sections in which no edge would remain.
  • the term board is used uniformly for both form cuts and for rectangular blanks.
  • a heat treatment of the strip material can take place before the flexible rolling. After the flexible rolling a band straightening can be provided. Furthermore, pre-treatment, such as rinsing and / or pickling (surface activation), of the workpieces may be provided prior to coating. After coating, a further heat treatment can be carried out.
  • the cleaning of the molded part takes place mechanically.
  • the advantage of mechanical cleaning is that no unwanted hydrogen is introduced into the workpiece.
  • the molding is blasted or brushed.
  • blasting in particular shot peening, blasting with corundum or with dry ice (CO2) come into question.
  • CO2 dry ice
  • steel balls having a preferred ball diameter of 0.7 to 0.9 mm may be used.
  • the cleaning of the molded part takes place in a different manner, so that by the cleaning process a maximum of 0.7 ppm, preferably 0.1 ppm, in particular of at most 0.05 ppm for the diffusion capable of hydrogen (H ) is introduced into the molding.
  • the cleaning can also be carried out by pickling according to an alternative process control.
  • a first method variant is the anodic pickling, in which the moldings are immersed in a dipping bath, wherein the removal of scale and other contaminants takes place under the action of direct current.
  • the removal of scale and other impurities can also be carried out purely chemically, for example by means of an inhibited stain.
  • the forming of the workpiece comprises hot working.
  • Hot forming is understood as forming processes in which the workpieces are heated to a temperature above the austenitizing temperature before forming and in which at least partial regions are hardened during the forming process.
  • the heating is carried out in a suitable heating device, for example an oven.
  • the hot forming may be performed as an indirect process according to a first possibility, comprising the substeps cold preforming the blank into a preformed component, then heating at least portions of the cold preformed member to austenitizing temperature, followed by hot working to produce the final contour of the product.
  • Austenitizing temperature is to be understood as meaning a temperature range in which at least partial austenitization (microstructure in the two-phase region ferrite and austenite) is present.
  • the hot forming can also be carried out as a direct process according to a second possibility, which is characterized in that at least portions of the board are heated directly to austenitizing temperature and then hot-formed and hardened to the desired final contour in one step. A previous (cold) preforming does not take place here.
  • partial hardening can be achieved by austenitizing partial areas.
  • hardening of partial areas of the components is also possible by means of differently tempered tools, or by using several tool materials which enable different cooling rates. In the latter case, the entire board or the entire component can be completely austenitized.
  • the sheet metal blanks can also be cold-formed.
  • Cold forming refers to forming processes in which the blanks are not specifically heated before forming. The transformation thus takes place at room temperature; the boards heat up by dissipation of the supplied energy. Cold forming is used in particular as a process for forming soft body steels. After cold forming, the moldings may optionally be hardened.
  • a heat treatment can be provided as an integrated or separate process step with which regions of different ductility are produced in the workpiece.
  • Ductility is understood to mean the deformability of the steel material without damage or cracking.
  • the ductility can be assessed, for example, on the basis of the elongation at break or fracture constriction in the tensile test. An increased ductility in partial areas leads there advantageously to a reduced edge crack susceptibility and an improved weldability of the material.
  • the ductility may in particular be designed such that one or more first regions of the molded part have a greater yield strength of at least 800 MPa and / or that one or more second regions have a lower elastic limit of at most 800 Have MPa.
  • the strength may be at most 1 100 MPa in the first region and / or at least 1 100 MPa in the second region.
  • a temperature gradient can be generated in the workpiece as part of the heat treatment taking place before the forming. After the heat treatment, which can be done in an oven, for example, then there are areas with higher and lower temperature. The subsequent forming leads then in the areas with higher temperature to a greater ductility or lower strength, while in the areas of lower temperature, a lower ductility or higher strength is generated.
  • a temperature gradient in the workpiece can also be generated during the transfer process between the heat treatment and the forming, for example by cooling portions of the previously completely heat-treated workpiece prior to insertion into the forming tool.
  • the ductility can also be adjusted during the forming process, for example by different tempering of partial areas of the tool.
  • the forming tool may have corresponding means, such as channels through which a cooling medium flows.
  • a higher strength and lower ductility is produced in the molded part; Accordingly, the warmer areas of the forming tool cause the formation of lower strengths and higher ductility.
  • the areas of high ductility can be generated during the coating, in particular by hot-dip galvanizing. The high temperature of the liquid coating material in the coated areas leads to softening, ie higher ductility.
  • a heat treatment can be carried out as an integrated or separate process step with which edge regions with a lower hardness than in the core region are produced in the workpiece.
  • This can be done by targeted edge decarburization, in which in the starting material over the thickness of a depletion of alloying components takes place, that is, the proportion of alloying constituents such as carbon or manganese is in a core region of the Band material larger than in the edge area.
  • the depleted region preferably has a hardness reduced by at least 50 HVo.i compared to the core region.
  • the depletion of the alloying elements can be achieved by a heat treatment, for example as part of a galvannealing treatment or by heating above the AC1 temperature.
  • the character of the edge decarburization is determined by the process parameters in the furnace. This includes in particular the atmosphere in the oven, that is, the gas mixture in the oven, or the temperature.
  • the coating is carried out in particular with a coating material which has a proportion of at least 50 percent by weight of zinc, preferably at least 90 percent by weight of zinc, wherein the zinc content may also amount to 100 percent (pure zinc coating).
  • the coating can be applied galvanically (electrolytically).
  • anodes of the coating material that is, of pure zinc or of zinc and other alloying elements are used, which deliver metal ions to the electrolyte when energized.
  • dimensionally stable anodes can also be used; In this case, the coating material is already dissolved in the electrolyte.
  • the zinc ions and optionally ions of the further alloying elements are deposited on the molded part, which is connected as a cathode, as atoms and form the coating.
  • the coating is carried out by immersing the workpiece in a dipping bath with an electrolyte solution, preferably in a continuous process, wherein a flow is generated between the molding and the electrolyte solution. Due to the applied during coating between the molding and electrolyte solution flow electrolyte depletion is prevented, thus avoiding unwanted hydrogen ei ntrag in the molding.
  • the flow may generally be accomplished by moving the molding relative to the electrolyte and / or by moving the electrolyte solution opposite the molding.
  • the flow can be generated by moving the mold parts through a dip tank with the aid of a device, that is, the mold parts move relative to the dip tank and to the electrolyte solution.
  • a flow of the electrolyte solution can be generated by appropriate design of the coating system.
  • the coating system can be equipped with pumps, which put the electrolyte solution in a flow movement relative to the workpiece.
  • the electrolyte solution is blasted onto the moldings by means of nozzles, which can be done at a beam angle of 90 ° up to ⁇ 45 ° with respect to the workpiece surface.
  • nozzles which can be done at a beam angle of 90 ° up to ⁇ 45 ° with respect to the workpiece surface.
  • an inhomogeneous distribution of the current density can be present in electrolyte solutions. Therefore, the flow of the electrolyte solution relative to the workpieces is adjusted to produce a homogeneous distribution of the current density.
  • the coating can be carried out in such a way that the molded part to be coated is subjected to pulsed current in at least one step. Alternatively or additionally, the molded part can also be charged with unpulsed current.
  • the coating by means of electrolytic solution may comprise the following substeps: in a first station, the electrolytic solution is subjected to pulsed current for coating the molded part; in a subsequent second station, the electrolytic solution is charged with unpulsed current for coating the molded part. It is understood that a reverse order for the treatment with pulsed and unpulsed current is conceivable.
  • pulsed energization of an anode pair in the first substep a nanocrystalline layer structure is achieved which, for example, can have a layer thickness of one to two micrometers.
  • the coating therefore has a particularly fine grain close to the workpiece so that the formation of rust is avoided.
  • the coating may also include hot dip galvanizing, the molding being immersed in a molten coating material bath having a temperature of at least 350 ° C, preferably at least 420 ° C, and / or at most the AC1 temperature of the steel material, preferably at most 600 ° C is immersed.
  • a molten coating material bath having a temperature of at least 350 ° C, preferably at least 420 ° C, and / or at most the AC1 temperature of the steel material, preferably at most 600 ° C is immersed.
  • the coating material is preferably as stated above, that is, it has a proportion of at least 50 percent by weight of zinc, optionally with additional alloying elements. Further conceivable coating methods are flame spraying or chemical vapor deposition (CVD).
  • a heat treatment of the coated molding at a temperature of more than 210 ° C, in particular more than 220 ° C, preferably of more than 230 ° C are performed.
  • the maximum temperature for the heat treatment is preferably at most the AC1 temperature of the steel material, in particular at most 400 ° C.
  • the heat treatment which can also be referred to as effusion annealing, residual stresses in the workpiece or stress peaks in the hardened component are reduced or the elongation at break is increased.
  • the hydrogen diffusion is accelerated by the selected temperature, so that overall a lower hydrogen embrittlement is achieved on the finished product.
  • the heat treatment can be carried out within a time frame of a few seconds up to 3 hours.
  • the heat treatment can take place either after the coating process or between individual coating stages.
  • a heat treatment following the coating advantageously accelerates the drying of the moldings and, when using high-strength steels, the material properties with respect to ductility and elongation at break are improved by tempering.
  • the solution of the above-mentioned object is further to a product made of flexibly rolled steel sheet according to the above-mentioned method.
  • the molded part can be produced according to one or more of the above-mentioned method steps, so that with regard to the steps and the associated advantages reference is made to the above description is taken.
  • a molded part is created which, due to its sheet thicknesses and the applied corrosion protection system, is ideally adapted to the requirements with regard to lightweight construction, crash properties and service life (corrosion protection).
  • the molded part can be any body component of a motor vehicle, for example a structural component such as an A, B or C pillar.
  • FIG. 1 is a process according to the invention for producing a product made of flexibly rolled strip material schematically as a flowchart; and FIG. 2 shows the process step of the coating schematically as a detail
  • process step V1 the strip material, which is wound on a coil in the initial state, is subjected to rolling, in particular by means of flexible rolling.
  • the strip material which has a largely constant sheet thickness over the length prior to flexible rolling, is rolled by means of rolls in such a way that it receives a variable sheet thickness along the rolling direction.
  • the process is monitored and controlled, using the data obtained from a sheet thickness measurement as input to control the rolls.
  • the strip material After flexible rolling, the strip material has different thicknesses in the rolling direction. The strip material is rewound to the coil after the flexible rolling, so that it can be fed to the next process step.
  • the material used for the strip material is a hardenable steel material, such as 17MnB5, 22MnB5, 26MnB5 or 34MnB5.
  • the starting material preferably has a tensile strength of at least 450 MPa and at most 850 MPa. It may be provided for certain components that the starting material over the thickness has a depletion of alloy constituents, that is, the proportion of alloying constituents such as carbon or manganese is greater in a core region of the strip material than in the edge region.
  • the depleted region preferably has a hardness reduced by at least 50 HVo.i compared to the core region.
  • the depletion of the alloying elements can be achieved by a heat treatment, for example as part of a Galvannealing treatment or by heating above the AC1 temperature.
  • the strip material can be smoothed in a band straightening device. The smoothing step is optional and may be omitted.
  • individual sheet metal blanks are worked out of the strip material in the next process step V2.
  • the working out of the sheet metal blanks from the strip material is preferably carried out by means of punching or cutting. Depending on the shape of the sheet metal blanks to be produced, these can be punched out of the strip material as a shaped cut, wherein an edge remains standing on the strip material, which is not reused, or the strip material can be easily cut to pieces.
  • the blanks are subsequently converted to the desired end product.
  • the boards After a first possibility, the boards are hot-formed or, after a second possibility, cold-formed.
  • Hot forming can be done as a direct or indirect process.
  • the boards are heated to austenitizing temperature before forming (step V3), which can be done for example by induction or in an oven.
  • Austenitizing temperature is to be understood as meaning a temperature range in which at least partial austenitization (microstructure in the two-phase region ferrite and austenite) is present. However, only parts of the board can be austenitized, for example a partial one To allow hardening.
  • the heated blank After being heated to austenitizing temperature, the heated blank is shaped in a forming tool and simultaneously cooled at a high cooling rate, whereby the component is given its final contour and cured at the same time.
  • This process which is referred to as hot working, is shown as process step V4.
  • a special form of hot forming is press hardening, which is performed at high pressures.
  • indirect hot forming the blank is subjected to preforming prior to austenitizing. The preforming takes place in a cold state of the board, that is without prior heating. When preforming the component receives a profile that does not yet correspond to the final shape, but is approximated to this.
  • austenitizing and thermoforming then take place, as in the direct process, whereby the component receives its final contour and is hardened.
  • areas with different ductility and / or areas with different strength can be produced in the workpiece.
  • the steel material, provided that hot working (direct or indirect), should contain at least 0.1% to 0.35% by weight of carbon.
  • the complete workpiece or only partial areas can be hardened.
  • the molded part has areas with reduced strength and at the same time increased elongation at break.
  • the blanks can also be cold formed.
  • the cold forming is particularly suitable for soft body steels or components that have substantially strengths of less than 1200 MPa.
  • the blanks are reshaped at room temperature.
  • the molded parts are subjected to a cleaning process in method step V5.
  • the cleaning of the moldings is carried out such that a maximum of 0.7 ppm, in particular of at most 0.3 ppm, preferably of at most 0.1 ppm, or optionally also a maximum of 0.05 ppm of diffusible hydrogen (H) in the molding is introduced.
  • a mechanical cleaning process or a pickling process is preferably provided in which undesired contaminants are removed from the surface of the molded part mechanically or electrochemically during pickling.
  • shot peening or brushing are suitable for cleaning the molded parts, wherein the shot peening is preferably carried out with steel balls having a particle size of about 0.7 mm to 0.9 mm.
  • the surface of the molding receives a roughened surface, resulting in a good adhesion of a later applied coating.
  • there is a pickling process there is a pickling process.
  • the mold part can be trimmed to the final contour, for example by means of a laser, or the mold part can be oiled as corrosion protection during a subsequent intermediate storage.
  • oiling is meaningfully not carried out.
  • the moldings are provided with a corrosion protection.
  • the molded parts undergo an electrolytic coating system which comprises a plurality of stations.
  • a process step (V7) the moldings are first rinsed. After rinsing, the moldings are decanted in process step (V8). For this purpose, the moldings are removed by immersion in a dilute acid of unwanted oxides.
  • a coating is preferably used. used with a proportion of at least 50 percent by weight of zinc, in particular at least 90 percent by weight of zinc, wherein a pure zinc coating is conceivable.
  • the coating material may include other alloying elements.
  • the coating can be carried out galvanically by means of an electrolyte solution, in which the moldings are immersed.
  • the coating is carried out in an immersion bath with an electrolyte solution, wherein between the molding and the electrolyte solution, a flow is generated.
  • a corresponding coating device is shown schematically in FIGS. 2A and 2B.
  • the moldings 12 can be seen, which are moved in the feed direction R relative to dimensionally stable anodes 13 and nozzle bars 14, each with a plurality of nozzles 15.
  • the molded parts 12 may be, for example, structural components of the body of a motor vehicle, such as A, B or C pillars or other body parts.
  • the anodes 13 are designed in the form of grids so that they can be flowed through by the electrolyte solution emerging from the nozzle devices 14.
  • the electrolyte flow is shown schematically as 16. It is directed to the mold parts 12, 12 'and ensures a uniform distribution of the current density in the electrolyte solution and thus a uniform layer structure on the surface of the mold parts 12, 12'.
  • the coating takes place continuously, wherein a flow is generated between the mold parts 12, 12 'and the electrolyte solution.
  • the flow is in this case generated by moving the mold parts 12, 12 'through a plunge pool, wherein the electrolyte solution can be added alternatively or additionally by pumping in a flow movement relative to the moldings.
  • anodes 13 of the coating material that is to say of pure zinc or of zinc and other alloying elements are used, which emit metal ions to the electrolyte when energized, or rigid anodes are used which consist of purposefully coated conductive materials (dissolving station) 9).
  • the zinc ions and optionally ions of the further alloying elements are deposited on the molded part 12, 12 ', which is connected as a cathode, deposited as atoms and form the corrosion protection coating.
  • a pulsed current may be used in a first partial step (V91) for coating.
  • V91 a particularly fine-grained layer having a thickness of, for example, 1 to 2 micrometers is formed directly on the surface of the workpieces.
  • V92 a second partial step
  • the electrolytic solution or the anodes for coating the molded part are subjected to unpulsed current until the anticorrosive layer reaches the complete thickness of, for example, 7 to 8 micrometers.
  • the coating system may in practice be designed so that an elongated dip tank is provided, through which the individual mold parts 12, 12 'are moved continuously in the longitudinal direction R.
  • a first arrangement of anodes 13 can be provided in a first section of the dip tank, which are acted upon by pulsed current, while the workpieces are guided past it.
  • the anodes 13 provided there are subjected to unpulsed current, while the workpieces 12, 12 'pass through them.
  • the galvanic coating of the molded parts by means of electrolyte solution is described.
  • the process step V9 of the coating can also alternatively by hot dip galvanizing, flame spraying or chemical vapor deposition (English: Chemical Vapor Deposition, CVD) can take place.
  • the moldings may be completely or even partially coated. If only partial sections of the molded parts are coated, the outlay and thus the costs can be reduced, and an optionally subsequent welding process for connecting the molded part to other components can be simplified. In addition, hydrogen in the uncoated areas can easily effuse, reducing the risk of hydrogen embrittlement. It is particularly advantageous if the moldings only in the Corrosion-prone areas are provided locally with the corrosion protection coating. These are, for example, areas that are increasingly exposed to wetness in motor vehicles and are therefore also referred to as wet area. After coating, the moldings are optionally subjected to rinsing in method step V10.
  • the molded parts can be heat-treated in method step V1 1.
  • the heat treatment can in principle be carried out in any technically suitable manner, for example in a bell annealer or else by inductive heating, to name only two methods by way of example.
  • the heat treatment may be carried out at a temperature of more than 210 ° C, preferably more than 220 ° C, optionally also more than 230 ° C.
  • the maximum temperature for the heat treatment is preferably lower than the AC1 temperature of the steel material, in particular at most 400 ° C.
  • the heat treatment which can also be referred to as effusion annealing
  • residual stresses in the workpiece or stress peaks in the hardened component are reduced or the elongation at break is increased.
  • the hydrogen diffusion is accelerated by the selected temperature, so that overall a lower hydrogen embrittlement is achieved.
  • the duration of the heat treatment can be carried out within a time frame of a few seconds to 3 hours, if appropriate also more than 3 hours, in particular 6 to 8 hours. Conducting the heat treatment after coating accelerates the drying of the components, and when high-strength steels are used, the material properties with respect to ductility and elongation at break are improved by tempering.
  • a special feature of the method according to the invention is that the electrolytic coating (V9) after the particular flexible rolling (V1), after the cutting of the boards (V2) and after the forming (V4) takes place.
  • the coating applied to the moldings has a uniform thickness regardless of the thickness of the workpiece. Even the more heavily rolled out areas have a sufficiently thick coating that reliably protects against corrosion.
  • a further special feature lies in the step of preferably mechanical cleaning (V5) or of cleaning by means of anodic or inhibited pickling, whereby the introduction of unwanted hydrogen into the workpiece and thus hydrogen embrittlement is avoided.
  • the upstream or downstream heat treatment in a temperature range between preferably 230 ° C and 400 ° C reduces internal stresses in the workpiece and accelerates the hydrogen fusion, which also leads to less hydrogen embrittlement of the material.
  • the process control according to the invention can also be modified.
  • intermediate steps which are not separately shown here can also be provided between the mentioned steps.
  • the moldings may be provided with an intermediate layer prior to the electrolytic coating, in particular with a nickel, aluminum or manganese layer. This intermediate layer provides additional surface protection and improves the adhesion of the subsequently applied zinc-containing coating.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Erzeugnisses aus gewalztem Bandmaterial mit den Schritten: Walzen eines Bandmaterials aus Stahlblech; Herausarbeiten einer Platine aus dem gewalzten Bandmaterial; Umformen der Platine zu einem Formteil; Reinigen des Formteils derart, dass durch das Reinigen eine Menge von maximal 0,7 ppm diffusiblem Wasserstoff in das Formteil eingebracht wird; und Beschichten des Formteils mit einem metallischen Beschichtungsmaterial zur Erzeugung einer Korrosionsschutzbeschichtung, wobei das Beschichten in einem Tauchbad mit einer Elektrolytlösung durchgeführt wird, wobei zwischen dem Formteil und der Elektrolytlösung eine Strömung erzeugt wird.

Description

Verfahren zum Herstellen eines Erzeugnisses aus gewalztem Bandmaterial
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Erzeugnisses aus gewalztem Bandmaterial sowie ein aus gewalztem Bandmaterial hergestelltes Erzeugnis, insbesondere als Strukturbauteil für ein Kraftfahrzeug.
Aus der DE 10 2004 037 206 A1 ist eine Karosserie für ein Kraftfahrzeug bekannt, die aus Einzelelementen gefügt ist. Hierfür werden Einzelelemente aus flexibel gewalztem Blech mit längs einer Richtung variabler Blechdicke eingesetzt, bei denen die Verteilungsbreite der spezifischen Belastung über dem Einzelelement durch die Wahl der Blechdickenverteilung reduziert ist. Derartige Blechelemente mit variabler Blechdicke werden auch als Tailor Rolled Blanks (TRB) bezeichnet.
Der in der Kraftfahrzeugindustrie vorliegende Trend in Richtung Leichtbau und In- sassenschutz führt zu einem vermehrten Einsatz von hoch- und höchstfesten Karosseriestählen. Im Zuge dieser Entwicklung werden insbesondere Mehrphasenstähle und Martensitphasenstähle eingesetzt. Letztere Stähle werden im Allgemeinen über ein indirektes oder direktes Warmumformverfahren zu Strukturbauteilen verarbeitet. Üblicherweise werden Strukturbauteile für Kraftfahrzeuge mit einer Beschichtung versehen, welche das Stahlblech vor Korrosion schützen soll. Dabei gestaltet sich die Realisierung eines zuverlässigen Korrosionsschutzes gerade bei warmumgeformten Stahlwerkstoffen als schwierig. Es sind diverse Beschichtungen und Be- schichtungsverfahren bekannt, die sich unter anderen dadurch unterscheiden, ob die Beschichtung vor oder nach dem Warmumformen aufgebracht wird. Aus der EP 2 327 805 A1 ist ein Verfahren und eine Fertigungsanlage zum Herstellen eines Blechformteils mit einer Korrosionsschutzbeschichtung bekannt. Das Verfahren umfasst die Schritte: Umformen eines Ausgangsmaterials zu einem Blechformteil, elektrolytisches Beschichten des Blechformteils zur Ausbildung der Korrosi- onsschutzbeschichtung und nachfolgendes Wärmebehandeln des beschichteten Blechformteils.
Aus der EP 2 412 848 A1 ist ein ähnliches Verfahren bekannt, bei dem eine Zink- Nickel-Beschichtung als Korrosionsschutzbeschichtung auf das Blechformteil aufge- bracht wird. Dabei wird zu Beginn des Beschichtungsvorgangs zunächst eine dünne Nickelschicht abgeschieden, die im Weiteren eine Wasserstoffversprödung des Stahlblechmaterials verhindern soll.
Ein Verfahren zur Beschichtung von Stahlbauteilen ist beispielsweise das galvani- sehe (elektrolytische) Verzinken. Beim galvanischen Verzinken werden die Werkstücke in einen Zinkelektrolyten eingetaucht. Elektroden aus Zink wirken aufgrund ihres gegenüber dem Werkstück unedleren Metalls als„Opferanoden". Das zu verzinkende Werkstück wirkt als Kathode, weswegen die Beschichtung auch als kathodischer Korrosionsschutz bezeichnet wird.
Zu den weiteren bekannten Beschichtungsverfahren zählen das Feuerverzinken, das Spritzverzinken durch thermisches Spritzen, Flammspritzen, Hochgeschwindigkeits- flammspritzen, Lichtbogenspritzen oder Plasmaspritzen, das Sherardisieren, das galvanische Verzinken, das elektrostatische Abscheiden von Metallpulver auf der Bauteiloberfläche oder weitere Abscheidungsverfahren aus der Gasphase (CVD).
Problematisch bei den großserientechnisch umgesetzten Beschichtungsverfahren für höchstfeste Strukturbauteile ist, dass der Korrosionsschutz von vor dem Warmformen aufgebrachten Beschichtungen durch die vor und beim Warmformen auf das Beschichtungssystem einwirkende Temperatur die Eigenschaften des Bauteils und der Beschichtung nachteilig verändern. Es kann zu Lotrissigkeit und Mikrorissen im Bauteil kommen, was einen negativen Einfluss auf die Materialeigenschaften des Werkstücks zur Folge hat. Beschichtungssysteme und Verfahren wie Flammspritzen und Sheradisieren die nach dem Warmformen aufgebracht werden, weisen den großen Nachteil auf, dass die Schichtdicke große Schwankungen aufweist und die Verfahren insgesamt sehr aufwändig sind. Beim vollflächigen Stückverzinken von Bauteilen aus der Flüssigphase (Feuerverzin- kung) reduziert die Verzinkungstemperatur von über 420 °C die Festigkeit des Bauteils. Beim elektrolytischen Stückverzinken besteht die Gefahr, dass durch den vorgeschalteten Reinigungsprozess und den galvanischen Beschichtungsprozess Wasserstoff in das Bauteil eingebracht wird. Der induzierte Wasserstoff kann bei den ho- hen Festigkeiten der Bauteile zu einem Werkstoffversagen führen.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen eines Erzeugnisses aus gewalztem Bandmaterial vorzuschlagen, das einen besonders guten Korrosionsschutz bietet.
Eine Lösung besteht in einem Verfahren zum Herstellen eines Erzeugnisses aus gewalztem Bandmaterial mit den Schritten: Walzen eines Bandmaterials aus Stahlblech; Herausarbeiten einer Platine aus dem gewalzten Bandmaterial; Umformen der Platine zu einem Formteil; Reinigen des Formteils derart, dass durch das Reinigen eine Menge von maximal 0,7 ppm diffusiblem Wasserstoff in das Formteil eingebracht wird; und Beschichten des Formteils mit einem metallischen Beschichtungs- material zur Erzeugung einer Korrosionsschutzbeschichtung.
Ein Vorteil besteht darin, dass beim Reinigungsprozess kein diffusibler Wasserstoff in das Material eingebracht wird, oder allenfalls nur in äußerst geringen Mengen. Auf diese Weise können ungewünschte Wasserstoffversprödungen des Stahlwerkstoffs vermieden oder zumindest reduziert werden. Ein Vorteil der Stückbeschichtung, das heißt der Beschichtung der bereits ausgeschnittenen Platinen beziehungsweise der hieraus hergestellten Formteile ist, dass die Beschichtung durch die dem Beschich- tungsprozess nachgeschalteten Weiterverarbeitungsschritte nicht nachteilig beein- flusst wird. Dies wirkt sich wiederum günstig auf die Qualität der Beschichtung und damit auf die Korrosionsbeständigkeit des erzeugten Formteils aus. Das Reinigen wird vorzugsweise so durchgeführt, dass der Anteil an diffusiblem Wasserstoff, gemessen unmittelbar vor und nach dem Reinigungen, weniger als 0,7 ppm (Parts Per Million), insbesondere weniger als 0,3 ppm, vorzugsweise weniger als 0,1 ppm, oder auch weniger als 0,05 ppm beträgt. Mit unmittelbar vor und nach dem Reinigen kann ein Zeitfenster von jeweils bis zu 10 min vorher beziehungsweise nachher umfasst sein, innerhalb dem der Gehalt an diffusiblem Wasserstoff im Material gemessen wird.
Zur Herstellung des Erzeugnisses wird vorzugsweise ein härtbarer, insbesondere manganhaltiger Stahlwerkstoff verwendet. Dieser kann weitere Mikrolegierungsele- mente beinhalten, wie beispielsweise Niob und/oder Titan, wobei der Masseanteil dieser Mikrolegierungselemente an der Gesamtmasse vorzugsweise maximal 1000 ppm beträgt. Es können weitere Mikrolegierungselemente in geringen Masseanteilen hinzukommen, wie Bor und/oder Vanadium. Beispiele für einen verwendbaren Stahlwerkstoff sind 17MnB5, 22MnB5, 26MnB5 oder 34MnB5. Das Ausgangsmaterial (Bandmaterial) hat vorzugsweise eine Zugfestigkeit von mindestens 450 MPa und/oder von höchstens 850 MPa. Das fertig hergestellte Formteil kann eine Endzugfestigkeit von mindestens 1 100 MPa, vorzugsweise mindestens 1300 MPa, besonders bevorzugt sogar von 1500 MPa zumindest in Teilbereichen aufweisen.
Das Walzen wird nach einer möglichen Konkretisierung als Flexibles Walzen durchgeführt, wobei eine variable Dicke über der Länge des Bandmaterials erzeugt wird. Unter Flexiblem Walzen wird ein Walzprozess verstanden, bei dem Stahlband mit einheitlicher Dicke über der Länge zu Bandmaterial mit variabler Dicke über der Län- ge gewalzt wird. Die Ausgangsdicke vor dem Flexiblen Walzen kann bis zu 8 mm betragen. Als Bandmaterial für das Flexible Walzen kann Warmband oder Kaltband verwendet werden, wobei diese Begriffe im Sinne der Fachsprache zu verstehen sind. Unter Warmband wird ein Walzstahlfertigerzeugnis (Stahlband) verstanden, das durch Walzen nach vorherigem Erwärmen erzeugt wird. Mit Kaltband ist ein kaltge- walztes Stahlband (Flachstahl) gemeint, bei dem die letzte Dickenabnahme durch Walzen ohne vorhergehendes Erwärmen erfolgt. Nach dem Flexiblen Walzen kann das Bandmaterial beispielsweise eine Dicke von maximal 6,0 mm an der dicksten Stelle haben. Vorzugsweise wird das Flexible Walzen derart durchgeführt, dass zumindest zwei Abschnitte mit unterschiedlicher Dicke erzeugt werden, wobei das Verhältnis einer ersten Dicke eines dünneren ersten Abschnitts zu einer zweiten Dicke eines zweiten Abschnitts kleiner 0,8, insbesondere kleiner 0,7, bevorzugt kleiner 0,6 ist. Es versteht sich jedoch, dass je nach Anforderungen an das fertige Erzeugnis prinzipiell beliebig viele Abschnitte unterschiedlicher Dicke erzeugt werden können. Dabei wird die Dicke über der Länge insbesondere so eingestellt, dass die Belastungen des Bauteils zumindest im Wesentlichen einheitlich sind, beziehungsweise Belastungsspitzen vermieden oder zumindest reduziert werden.
Mit Herausarbeiten ist begrifflich jede Form zur Erzeugung von Platinen oder Formschnitten aus dem Bandmaterial gemeint. Dies kann durch mechanischen Zuschnitt, wie Ausstanzen oder Ausschneiden, oder mittels Laserschneiden erfolgen. Unter Platinen werden insbesondere rechteckige Blechtafeln verstanden, die aus dem Bandmaterial herausgetrennt worden sind. Als Formschnitte werden aus dem Bandmaterial herausgearbeitete Blechelemente verstanden, deren Außenkontur an die Form des Endprodukts bereits angepasst ist. Bei der Erzeugung von Formschnitten oder Platinen kann am Bandmaterial ein Rand verbleiben, welcher nicht weiterverwendet wird, wobei auch ein einfaches Ablängen des Bandmaterials in Teilstücke vorgenommen werden kann, bei dem kein Rand übrig bliebe. Vorliegend wird die Bezeichnung Platine einheitlich sowohl für Formschnitte als auch für Rechteckplatinen verwendet.
Es versteht sich, dass zusätzlich zu den oben genannten Verfahrensschritten noch weitere Schritte vor-, zwischen- oder nachgeschaltet sein können. Beispielsweise kann vor dem Flexiblen Walzen eine Wärmebehandlung des Bandmaterials erfolgen. Nach dem Flexiblen Walzen kann ein Bandrichten vorgesehen sein. Ferner kann vor dem Beschichten eine Vorbehandlung, wie Spülen und/oder Dekapieren (Oberflächenaktivierung), der Werkstücke vorgesehen sein. Nach dem Beschichten kann ei- ne weitere Wärmebehandlung vorgenommen werden.
Nach einer möglichen Verfahrensführung ist vorgesehen, dass das Reinigen des Formteils mechanisch erfolgt. Hiermit ist jede Behandlung gemeint, bei der nach dem Umformen vorhandene ungewünschte Verunreinigungen von der Oberfläche mechanisch abgetragen werden. Vorteil des mechanischen Reinigens ist, dass kein ungewünschter Wasserstoff in das Werkstück eingebracht wird. Vorzugsweise wird das Formteil gestrahlt oder gebürstet. Als Verfahren zum Strahlen kommen insbesondere Kugelstrahlen, Strahlen mit Korund oder mit Trockeneis (CO2) in Frage. Für das Kugelstrahlen können Stahlkugeln mit einem bevorzugten Kugeldurchmesser von 0,7 bis 0,9 mm verwendet werden. Durch das Strahlverfahren wird eine rauere Oberfläche als im ungestrahlten Zustand erzeugt, was sich günstig auf die Hafteigenschaften einer später aufzutragenden Beschichtung auswirkt. Es ist jedoch prinzipiell auch denkbar, dass das Reinigen des Formteils auf andere Weise erfolgt, so dass durch den Reinigungsprozess eine Menge von maximal 0,7 ppm, vorzugsweise 0,1 ppm, insbesondere von maximal 0,05 ppm zur Diffusion fähiger Wasserstoff (H) in das Formteil eingebracht wird. Beispielsweise kann das Reinigen nach einer alternativen Verfahrensführung auch mittels Beizen durchgeführt werden. Eine erste Verfahrens- Variante stellt das anodische Beizen dar, bei dem die Formteile in ein Tauchbad eingetaucht werden, wobei der Abtrag von Zunder und anderen Verunreinigungen unter Einwirkung von Gleichstrom erfolgt. Nach einer alternativen Verfahrensvariante kann der Abtrag von Zunder und anderen Verunreinigungen auch rein chemisch erfolgen, beispielsweise mittels einer inhibierten Beize.
Nach einer ersten Verfahrensführung umfasst das Umformen des Werkstücks ein Warmumformen. Unter Warmumformung werden Umformvorgänge verstanden, bei denen die Werkstücke vor dem Umformen auf eine Temperatur oberhalb der Auste- nitisierungstemperatur erwärmt werden und bei denen zumindest Teilbereiche wäh- rend des Umformvorgangs gehärtet werden. Das Erwärmen wird in einer geeigneten Wärmeeinrichtung, beispielsweise einem Ofen vorgenommen. Das Warmumformen kann nach einer ersten Möglichkeit als indirekter Prozess durchgeführt werden, der die Teilschritte Kaltvorformen der Platine zu einem vorgeformten Bauteil, anschließendes Erwärmen zumindest von Teilbereichen des kalt vorgeformten Bauteils auf Austenitisierungstemperatur sowie anschließendes Warmumformen zur Erzeugung der Endkontur des Erzeugnisses umfasst. Unter Austenitisierungstemperatur ist dabei ein Temperaturbereich zu verstehen, bei dem zumindest eine Teilaustenitisierung (Gefügestruktur im Zweiphasengebiet Ferrit und Austenit) vorliegt. Darüber hinaus ist es auch möglich, nur Teilbereiche der Platine zu austenitisieren, um beispielsweise ein partielles Härten zu ermöglichen. Das Warmumformen kann nach einer zweiten Möglichkeit auch als direkter Prozess durchgeführt werden, der dadurch gekennzeichnet ist, dass zumindest Teilbereiche der Platine direkt auf Austenitisierungs- temperatur erwärmt und anschließend zur gewünschten Endkontur in einem Schritt warmumgeformt und gehärtet werden. Ein vorhergehendes (kaltes) Vorformen findet hier nicht statt. Auch beim direkten Prozess kann durch Austenitisieren von Teilbereichen ein partielles Härten erreicht werden. Für beide Prozesse gilt, dass ein Härten von Teilbereichen der Bauteile auch durch unterschiedlich temperierte Werkzeu- ge möglich ist, beziehungsweise durch Verwendung mehrerer Werkzeugwerkstoffe, die unterschiedliche Abkühlgeschwindigkeiten ermöglichen. In letzterem Fall kann die ganze Platine beziehungsweise das ganze Bauteil komplett austenitisiert werden.
Nach einer alternativen Verfahrensführung, können die Blechplatinen auch kaltumge- formt werden. Unter Kaltumformung werden Umformvorgänge verstanden, bei denen die Platinen vor dem Umformen nicht gezielt erwärmt werden. Die Umformung findet somit bei Raumtemperatur statt; die Platinen erwärmen sich durch Dissipation der zugeführten Energie. Kaltumformen wird insbesondere als Prozess zum Umformen weicher Karosseriestähle verwendet. Nach dem Kaltumformen können die Formteile optional gehärtet werden.
Während oder nach der Umformung kann als integrierter oder separater Verfahrensschritt eine Wärmebehandlung vorgesehen werden, mit der im Werkstück Bereiche unterschiedlicher Duktilität erzeugt werden. Unter Duktilität wird die Verformungsfä- higkeit des Stahlwerkstoffs ohne Schädigung beziehungsweise Rissbildung verstanden. Die Duktilität kann beispielsweise anhand der Bruchdehnung beziehungsweise Brucheinschnürung im Zugversuch beurteilt werden. Eine erhöhte Duktilität in Teilbereichen führt dort in vorteilhafter Weise zu einer verminderten Kantenrissanfälligkeit und einer verbesserten Schweißfähigkeit des Materials.
Die Duktilität kann insbesondere derart gestaltet sein, dass ein oder mehrere erste Bereiche des Formteils eine größere Dehngrenze von mindestens 800 MPa und/oder dass ein oder mehrere zweite Bereiche eine geringere Dehngrenze von maximal 800 MPa aufweisen. Die Festigkeit kann in dem ersten Bereich maximal 1 100 MPa und/oder in dem zweiten Bereich minimal 1 100 MPa betragen.
Zur Erzeugung von Bereichen unterschiedlicher Duktilität sind verschiedene Verfah- rensführungen denkbar. Nach einer ersten Möglichkeit kann im Rahmen der vor dem Umformen stattfindenden Wärmebehandlung ein Temperaturgradient im Werkstück erzeugt werden. Nach der Wärmebehandlung, welche beispielsweise in einem Ofen erfolgen kann, liegen dann Bereiche mit höherer und mit niedrigerer Temperatur vor. Das nachfolgende Umformen führt dann in den Bereichen mit höherer Temperatur zu einer größeren Duktilität beziehungsweise geringeren Festigkeit, während in den Bereichen geringerer Temperatur eine geringere Duktilität beziehungsweise höhere Festigkeit erzeugt wird. Alternativ kann ein Temperaturgradient im Werkstück auch während des Transferprozesses zwischen der Wärmebehandlung und dem Umformen erzeugt werden, beispielsweise dadurch, dass Teilbereiche des vorher komplett wärmebehandelten Werkstücks vor dem Einlegen in das Umformwerkzeug abgekühlt werden. Nach einer weiteren Möglichkeit kann die Duktilität auch während des Umformvorgangs eingestellt werden, beispielsweise durch unterschiedliches Temperieren von Teilbereichen des Werkzeugs. Hierfür kann das Umformwerkzeug entsprechende Mittel aufweisen, wie Kanäle, durch welche ein Kühlmedium strömt. In den kühleren Bereichen des Werkzeugs wird eine höhere Festigkeit und geringere Duktilität im Formteil erzeugt; entsprechend bewirken die wärmeren Bereiche des Um- formwerkzeugs die Ausbildung niedrigerer Festigkeiten und höherer Duktilität. Nach einer weiteren Möglichkeit können die Bereiche hoher Duktilität im Rahmen des Beschichtens erzeugt werden, insbesondere durch Feuerverzinken. Dabei führt die ho- he Temperatur des flüssigen Beschichtungsmaterials in den beschichteten Bereichen zu einer Entfestigung, das heißt einer höheren Duktilität.
Vor, während oder nach der Umformung kann als integrierter oder separater Verfahrensschritt eine Wärmebehandlung durchgeführt werden, mit der im Werkstück Randbereiche mit geringerer Härte als im Kernbereich erzeugt werden. Dies kann durch gezielte Randentkohlung erfolgen, bei der im Ausgangsmaterial über der Dicke eine Abreicherung von Legierungsbestandteilen erfolgt, das heißt der Anteil an Legierungsbestandteilen wie Kohlenstoff oder Mangan ist in einem Kernbereich des Bandmaterials größer als im Randbereich. Bevorzugt hat der abgereicherte Bereich eine um zumindest 50 HVo.i reduzierte Härte gegenüber dem Kernbereich. Die Ab- reicherung der Legierungselemente kann durch eine Wärmebehandlung beispielsweise im Rahmen einer Galvannealing-Behandlung oder durch Erwärmung oberhalb der AC1 -Temperatur erreicht werden. Die Ausprägung der Randentkohlung wird durch die Prozessparameter im Ofen bestimmt. Dazu zählt insbesondere die Atmosphäre im Ofen, das heißt das Gasgemisch im Ofen, oder auch die Temperatur.
Das Beschichten wird insbesondere mit einem Beschichtungsmaterial durchgeführt, das einen Anteil von mindestens 50 Masseprozent Zink hat, vorzugsweise mindestens 90 Masseprozent Zink, wobei der Zinkanteil auch 100 Prozent betragen kann (Reinzinkbeschichtung).
Nach einer ersten Verfahrensführung kann die Beschichtung galvanisch (elektroly- tisch) aufgebracht werden. Hierfür werden Anoden aus dem Beschichtungsmaterial, das heißt aus reinem Zink oder aus Zink und anderen Legierungselementen verwendet, die bei Bestromung Metallionen an den Elektrolyten abgeben. Alternativ können auch formstabile Anoden zum Einsatz kommen; in diesem Fall ist das Beschichtungsmaterial bereits im Elektrolyt gelöst. Die Zinkionen und gegebenenfalls Ionen der weiteren Legierungselemente werden auf dem Formteil, das als Kathode geschaltet ist, als Atome abgeschieden und bilden die Beschichtung. Das Beschichten erfolgt durch Eintauchen des Werkstücks in ein Tauchbad mit einer Elektrolytlösung, vorzugsweise im kontinuierlichen Verfahren, wobei zwischen dem Formteil und der Elektrolytlösung eine Strömung erzeugt wird. Durch die beim Beschichten zwischen Formteil und Elektrolytlösung anliegende Strömung wird eine Elektrolytverarmung verhindert und damit ein ungewünschter Wasserstoff ei ntrag in das Formteil vermieden. Die Strömung kann generell durch Bewegen des Formteils gegenüber dem Elektrolyten und/oder durch Bewegen der Elektrolytlösung gegenüber dem Formteil erfolgen. Durch Verwendung eines kontinuierlichen Verfahrens, das heißt unter fort- laufender Bewegung des Werkstücks, wird eine gute Reproduzierbarkeit des Be- schichtungsprozesses erreicht sowie eine gleichmäßige Beschichtung über der Oberfläche des Werkstücks. Hiermit sollen jedoch auch zeitliche Pausen, in denen der Vorschub kurzfristig gestoppt ist, in gewissem Umfang wie sie beispielsweise bei einem Kettenfördersystem vorkommen, mit umfasst sein. Die Strömung kann dadurch erzeugt werden, dass die Formteile mit Hilfe einer Vorrichtung durch ein Tauchbecken hindurchbewegt werden, das heißt die Formteile bewegen sich relativ zum Tauchbecken und zur Elektrolytlösung. Alternativ oder in Ergänzung kann eine Strömung der Elektrolytlösung durch entsprechende Ausgestaltung der Beschich- tungsanlage erzeugt werden. Hierzu kann die Beschichtungsanlage mit Pumpen ausgerüstet werden, welche die Elektrolytlösung in eine Strömungsbewegung relativ zum Werkstück versetzen. Vorzugsweise wird die Elektrolytlösung mittels Düsen auf die Formteile gestrahlt, was unter einem Strahlwinkel von 90° bis zu ± 45° in Bezug auf die Werkstückoberfläche erfolgen kann. Grundsätzlich kann in Elektrolytlösungen eine inhomogene Verteilung der Stromdichte vorliegen. Daher wird die Strömung der Elektrolytlösung relativ zu den Werkstücken so eingestellt, dass eine homogene Verteilung der Stromdichte erzeugt wird. Nach einer möglichen Verfahrensführung kann das Beschichten derart durchgeführt werden, dass das zu beschichtende Formteil in zumindest einem Schritt mit gepulstem Strom beaufschlagt wird. Alternativ oder ergänzend kann das Formteil auch mit ungepulstem Strom beaufschlagt werden. In Konkretisierung kann das Beschichten mittels Elektrolytlösung folgende Teilschritte umfassen: in einer ersten Station wird die Elektrolytlösung zum Beschichten des Formteils mit gepulstem Strom beaufschlagt; in einer anschließenden zweiten Station wird die Elektrolytlösung zum Beschichten des Formteils mit ungepulstem Strom beaufschlagt. Es versteht sich, dass auch eine umgekehrte Reihenfolge für die Behandlung mit gepulstem und ungepulstem Strom denkbar ist. Durch eine gepulste Bestromung eines Anodenpaares im ers- ten Teilschritt wird ein nanokristalliner Schichtaufbau erreicht, der beispielsweise eine Schichtdicke von ein bis zwei Mikrometern haben kann. Die Beschichtung hat also werkstücknah eine besonders feine Körnung, so dass die Bildung von Rost vermieden wird. Nach einer alternativen Verfahrensführung kann das Beschichten auch ein Feuerverzinken umfassen, wobei das Formteil in ein Tauchbad aus geschmolzenem Be- schichtungsmaterial mit einer Temperatur von mindestens 350 °C, vorzugsweise mindestens 420 °C, und/oder höchstens der AC1 -Temperatur des Stahlwerkstoffs, vorzugsweise höchstens 600 °C eingetaucht wird. Auf diese Weise werden die beschichteten Bereiche aufgrund der eingebrachten Wärme entfestigt, so dass das Material hier eine höhere Duktilität erhält als in den unbeschichteten Bereichen. Das Beschichtungsmaterial ist vorzugsweise wie oben ausgeführt, das heißt es hat einen Anteil von mindestens 50 Masseprozent Zink gegebenenfalls mit zusätzlichen Legierungselementen. Weitere denkbare Beschichtungsmethoden sind Flammspritzen oder chemische Gasphasenabscheidung (Chemical Vapour Deposition, CVD).
In Ergänzung kann als weiterer Verfahrensschritt vor oder nach dem Beschichten ein Wärmebehandeln des beschichteten Formteils bei einer Temperatur von mehr als 210°C, insbesondere mehr als 220 °C, vorzugsweise von mehr als 230 °C durchgeführt werden. Die Höchsttemperatur für die Wärmebehandlung beträgt vorzugsweise höchstens der AC1 -Temperatur des Stahlwerkstoffs, insbesondere höchstens 400 °C. Mit der Wärmebehandlung, welche auch als Effusionsglühe bezeichnet werden kann, werden Eigenspannungen im Werkstück beziehungsweise Spannungsspitzen im gehärteten Bauteil reduziert beziehungsweise die Bruchdehnung erhöht. Gleichzeitig wird durch die gewählte Temperatur die Wasserstoffeffusion beschleunigt, so dass insgesamt eine geringere Wasserstoffversprödung am fertigen Erzeugnis erreicht wird. Die Wärmebehandlung kann in einem zeitlichen Rahmen von wenigen Sekun- den bis zu 3 Stunden durchgeführt werden. Ferner kann die Wärmebehandlung entweder nach dem Beschichtungsprozess oder zwischen einzelnen Beschichtungsstu- fen stattfinden. Eine Wärmebehandlung im Anschluss an das Beschichten beschleunigt in vorteilhafter Weise die Trocknung der Formteile und bei Verwendung hochfester Stähle werden durch Anlassen die Materialeigenschaften hinsichtlich Duktilität und Bruchdehnung verbessert.
Die Lösung der oben genannten Aufgabe besteht weiter in einem Erzeugnis, das aus flexibel gewalztem Stahlblech nach dem oben genannten Verfahren hergestellt ist. Hiermit ergeben sich die genannten Vorteile einer konstanten Schichtdicke der Kor- rosionsschutzbeschichtung über der beschichteten Oberfläche des Formteils sowie ein geringes Risiko der Wasserstoffversprödung. Das Formteil kann nach einem oder mehreren der oben genannten Verfahrensschritte erzeugt werden, so dass bezüglich der Schritte und der damit verbundenen Vorteile auf die obige Beschreibung Bezug genommen wird.
Insgesamt wird erfindungsgemäß ein Formteil geschaffen, das durch seine Blechdicken und das aufgebrachte Korrosionsschutzsystem ideal an die Anforderungen hin- sichtlich Leichtbau, Crasheigenschaften und Lebensdauer (Korrosionsschutz) ange- passt ist. Das Formteil kann ein beliebiges Karosseriebauteil eines Kraftfahrzeugs sein, beispielsweise ein Strukturbauteil wie eine A-, B- oder C-Säule.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel wird nachstehend anhand der Zeichnungsfigu- ren erläutert. Hierin zeigt:
Figur 1 ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines Erzeugnisses aus flexibel gewalztem Bandmaterial schematisch als Ablaufdiagramm; und Figur 2 den Verfahrensschritt des Beschichtens schematisch als Detail
A) in Seitenansicht,
B) im Querschnitt gemäß Schnittlinie A-A aus Figur 2A.
Die Figuren 1 und 2 werden im Folgenden gemeinsam beschrieben. Im Verfahrens- schritt V1 wird das Bandmaterial, das im Ausgangszustand auf einem Coil aufgewickelt ist, walzend bearbeitet, und zwar insbesondere mittels flexiblem Walzen. Hierfür wird das Bandmaterial, das vor dem flexiblen Walzen eine weitestgehend konstante Blechdicke über der Länge aufweist, mittels Walzen derart gewalzt, das es längs der Walzrichtung eine variable Blechdicke erhält. Während des Walzens wird der Pro- zess überwacht und gesteuert, wobei die von einer Blechdickenmessung ermittelten Daten als Eingangssignal zur Steuerung der Walzen verwendet werden. Nach dem flexiblen Walzen hat das Bandmaterial in Walzrichtung unterschiedliche Dicken. Das Bandmaterial wird nach dem flexiblen Walzen wieder zum Coil aufgewickelt, so dass es dem nächsten Verfahrensschritt zugeführt werden kann.
Als Werkstoff für das Bandmaterial wird ein härtbarer Stahlwerkstoff verwendet, wie beispielsweise 17MnB5, 22MnB5, 26MnB5 oder 34MnB5. Das Ausgangsmaterial hat vorzugsweise eine Zugfestigkeit von mindestens 450 MPa und höchstens 850 MPa. Es kann für bestimmte Bauteile vorgesehen sein, dass das Ausgangsmaterial über der Dicke eine Abreicherung von Legierungsbestandteilen aufweist, das heißt der Anteil an Legierungsbestandteilen wie Kohlenstoff oder Mangan ist in einem Kernbereich des Bandmaterials größer als im Randbereich. Bevorzugt hat der abgereicherte Bereich eine um zumindest 50 HVo.i reduzierte Härte gegenüber dem Kernbereich. Die Abreicherung der Legierungselemente kann durch eine Wärmebehandlung beispielsweise im Rahmen einer Galvannealing-Behandlung oder durch Erwärmung oberhalb der AC1 -Temperatur erreicht werden. Nach dem Flexiblen Walzen kann das Bandmaterial in einer Bandrichtvorrichtung geglättet werden. Der Verfahrensschritt des Glättens ist optional und kann auch weggelassen werden.
Nach dem Flexiblen Walzen (V1 ) beziehungsweise Glätten werden im nächsten Ver- fahrensschritt V2 aus dem Bandmaterial einzelne Blechplatinen herausgearbeitet. Das Herausarbeiten der Blechplatinen aus dem Bandmaterial erfolgt vorzugsweise mittels Stanzen oder Schneiden. Je nach Form der zu fertigenden Blechplatinen kann diese aus dem Bandmaterial als Formschnitt ausgestanzt werden, wobei ein Rand am Bandmaterial stehen bleibt, der nicht weiterverwendet wird, oder das Bandmaterial kann einfach in Teilstücke abgelängt werden.
Nach dem Erzeugen von Platinen aus dem Bandmaterial erfolgt anschließend ein Umformen der Platine zum gewünschten Endprodukt. Nach einer ersten Möglichkeit werden die Platinen warmumgeformt oder, nach einer zweiten Möglichkeit, kaltumge- formt.
Das Warmumformen kann als direkter oder indirekter Prozess durchgeführt werden. Beim direkten Prozess werden die Platinen vor dem Umformen auf Austenitisie- rungstemperatur erwärmt (Verfahrensschritt V3), was beispielsweise durch Induktion oder in einem Ofen erfolgen kann. Unter Austenitisierungstemperatur ist dabei ein Temperaturbereich zu verstehen, bei dem zumindest eine Teilaustenitisierung (Gefügestruktur im Zweiphasengebiet Ferrit und Austenit) vorliegt. Es können aber auch nur Teilbereiche der Platine austenitisiert werden, um beispielsweise ein partielles Härten zu ermöglichen.
Nach dem Erhitzen auf Austenitisierungstemperatur wird die erhitzte Platine in einem formgebenden Werkzeug umgeformt und gleichzeitig mit hoher Abkühlgeschwindig- keit abgekühlt, wobei das Bauteil seine Endkontur erhält und gleichzeitig gehärtet wird. Dieser Prozess, welcher als Warmumformen bezeichnet wird, ist als Verfahrensschritt V4 dargestellt. Eine besondere Form des Warmumformens ist das Presshärten, das bei hohen Drücken durchgeführt wird. Beim indirekten Warmumformen wird die Platine vor dem Austenitisieren noch einem Vorformen unterzogen. Das Vorformen erfolgt in kaltem Zustand der Platine, das heißt ohne vorherige Erwärmung. Beim Vorformen erhält das Bauteil ein Profil, das noch nicht der Endform entspricht, aber an diese angenähert ist. Nach dem Vorformen findet dann, wie beim direkten Prozess, ein Austenitisieren und Warmformen statt, wobei das Bauteil seine Endkontur erhält und gehärtet wird.
Im Rahmen des Umformens können im Werkstück Bereiche mit unterschiedlicher Duktilität und/oder Bereiche mit unterschiedlicher Festigkeit erzeugt werden. Der Stahlwerkstoff sollte, sofern ein Warmumformen (direkt oder indirekt) vorgesehen ist, einen Anteil an Kohlenstoff von mindestens 0,1 Masseprozent bis 0,35 Masseprozent aufweisen. Unabhängig von der Art des Warmumformens kann das vollständige Werkstück oder nur Teilbereiche gehärtet werden. Beim Durchführen des Warmumformens derart, dass nur Teilbereiche gehärtet werden, weist das Formteil Bereiche mit reduzierter Festigkeit bei gleichzeitig erhöhter Bruchdehnung auf. Durch Aufbringen einer Beschichtung in einem späteren Verfahrensschritt ausschließlich in diesen Weichzonen wird die Gefahr der Wasserstoffversprödung hier vermindert.
Alternativ zum Warmumformen als formgebenden Prozess lassen sich die Platinen auch Kaltumformen. Das Kaltumformen eignet sich insbesondere für weiche Karosseriestähle beziehungsweise Bauteile, die im Wesentlichen Festigkeiten von weniger als 1200 MPa aufweisen. Beim Kaltumformen werden die Platinen bei Raumtemperatur umgeformt. Nach dem Umformen (Verfahrensschritt V4) werden die Formteile im Verfahrensschritt V5 einem Reinigungsprozess unterzogen. Das Reinigen der Formteile erfolgt derart, dass eine Menge von maximal 0,7 ppm, insbesondere von maximal 0,3 ppm, vorzugsweise von maximal 0,1 ppm, oder gegebenenfalls auch von maximal 0,05 ppm diffusiblem Wasserstoff (H) in das Formteil eingebracht wird. Hierfür ist vorzugsweise ein mechanischer Reinigungsprozess oder ein Beizprozess vorgesehen, bei dem ungewünschte Verunreinigungen von der Oberfläche des Formteils mechanisch, beziehungsweise beim Beizen elektrochemisch, abgetragen werden. Insbe- sondere kommen beim mechanischen Reinigen Kugelstrahlen oder Bürsten zur Reinigung der Formteile in Frage, wobei das Kugelstrahlen vorzugsweise mit Stahlkugeln mit einer Teilchengröße von etwa 0,7 mm bis 0,9 mm durchgeführt wird. Durch das Kugelstrahlen erhält die Oberfläche des Formteils eine aufgeraute Oberfläche, wodurch sich eine gute Haftung einer später aufzubringenden Beschichtung ergibt. Alternativ bietet sich ein Beizprozess an.
Nach dem Reinigen kann im nächsten Verfahrensschritt (V6) ein Beschneiden des Formteils auf Endkontur, beispielsweise mittels Laser, oder ein Beölen des Formteils als Korrosionsschutz während einer anschließenden Zwischenlagerung erfolgen. Wenn das Werkstück jedoch direkt weiterverarbeitet werden kann, wird ein Beölen sinnvoller Weise nicht durchgeführt.
Nach dem Zwischenschritt (V6) werden die Formteile mit einem Korrosionsschutz versehen. Hierfür durchlaufen die Formteile eine elektrolytische Beschichtungsanla- ge, welche mehrere Stationen umfasst.
In einem Verfahrensschritt (V7) werden die Formteile zunächst gespült. Nach dem Spülen werden die Formteile im Verfahrensschritt (V8) dekapiert. Hierfür werden die Formteile durch Eintauchen in eine verdünnte Säure von ungewünschten Oxiden befreit.
Nach dem Dekapieren werden die Formteile im Verfahrensschritt V9 mit einer Korrosionsschutzschicht versehen. Zum Beschichten wird vorzugsweise ein Beschich- tungsmaterial mit einem Anteil von mindestens 50 Masseprozent Zink, insbesondere mindestens 90 Masseprozent Zink, verwendet, wobei auch eine Reinzinkbeschich- tung denkbar ist. Das Beschichtungsmaterial kann noch weitere Legierungselemente beinhalten.
Das Beschichten kann galvanisch mittels einer Elektrolytlösung durchgeführt werden, in welche die Formteile eingetaucht werden. Vorzugsweise erfolgt das Beschichten in einem Tauchbad mit einer Elektrolytlösung, wobei zwischen dem Formteil und der Elektrolytlösung eine Strömung erzeugt wird. Eine entsprechende Beschichtungsvor- richtung ist in den Figuren 2A und 2B schematisch gezeigt. Es sind Formteile 12 erkennbar, die in Vorschubrichtung R relativ zu formstabilen Anoden 13 und Düsenstöcken 14 mit jeweils mehreren Düsen 15 bewegt werden. Die Formteile 12 können beispielsweise Strukturbauteile der Karosserie eines Kraftfahrzeugs sein, wie A-, B- oder C-Säulen oder andere Karosserieteile. Die Anoden 13 sind in Form von Gittern ausgestaltet, damit sie von der aus den Düsenvorrichtungen 14 austretenden Elektrolytlösung durchströmt werden können. Es sind Düsenvorrichtungen 14 auf beiden Seiten des Tauchbeckens angeordnet, zwischen denen die Formteile 12, 12' entlangbewegt werden. Die Elektrolytströmung ist schematisch als 16 eingezeichnet. Sie ist auf die Formteile 12, 12' gerichtet und sorgt für eine gleichmäßige Verteilung der Stromdichte in der Elektrolytlösung und damit einen gleichmäßigen Schichtaufbau auf der Oberfläche der Formteile 12, 12'.
Günstig ist es für eine gute Reproduzierbarkeit des Verfahrens, wenn das Beschichten kontinuierlich erfolgt, wobei zwischen den Formteilen 12, 12' und der Elektrolytlö- sung eine Strömung erzeugt wird. Die Strömung wird vorliegend durch Bewegen der Formteile 12, 12' durch ein Tauchbecken erzeugt, wobei die Elektrolytlösung alternativ oder ergänzend durch Pumpen in eine Strömungsbewegung relativ zu den Formteilen versetzt werden kann. Zum elektrolytischen Beschichten werden Anoden 13 aus dem Beschichtungsmaterial, das heißt aus reinem Zink oder aus Zink und ande- ren Legierungselementen verwendet, die bei Bestromung Metallionen an den Elektrolyten abgeben, oder es werden formstabile Anoden verwendet, die aus gezielt beschichteten leitfähigen Materialien bestehen (Lösestation 9). Die Zinkionen und gegebenenfalls Ionen der weiteren Legierungselemente werden auf dem Formteil 12, 12', das als Kathode geschaltet ist, als Atome abgeschieden und bilden die Korrosi- onsschutzbeschichtung.
Besonders günstig ist es, wenn die Elektrolytlösung zum Aufbau der Beschichtung in zumindest einem Teilschritt mit gepulstem Strom beaufschlagt wird. Beispielsweise kann in einem ersten Teilschritt (V91 ) zum Beschichten ein gepulster Strom verwendet wird. Hierdurch bildet sich unmittelbar auf der Oberfläche der Werkstücke eine besonders feinkörnige Schicht mit einer Dicke von beispielsweise 1 bis 2 Mikrometern aus. Anschließend wird in einem zweiten Teilschritt (V92) die Elektrolytlösung beziehungsweise die Anoden zum Beschichten des Formteils mit ungepulstem Strom beaufschlagt, bis die Korrosionsschutzschicht die vollständige Dicke von beispielsweise 7 bis 8 Mikrometern erreicht. Die Beschichtungsanlage kann in der Praxis so gestaltet sein, dass ein längliches Tauchbecken vorgesehen ist, durch welches die einzelnen Formteile 12, 12' kontinuierlich in Längsrichtung R bewegt werden. Dabei kann in einem ersten Abschnitt des Tauchbeckens eine erste Anordnung von Anoden 13 vorgesehen sein, die mit gepulstem Strom beaufschlagt werden, während die Werkstücke daran vorbeigeführt werden. In einem an den ersten Abschnitt in Förderrichtung R der Werkstücke nachfolgenden zweiten Abschnitt werden die dort vorgesehenen Anoden 13 mit ungepulstem Strom beaufschlagt, während die Werkstücke 12, 12' diese passieren.
Vorliegend ist das galvanische Beschichten der Formteile mittels Elektrolytlösung beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass der Verfahrensschritt V9 des Beschichtens auch alternativ durch Feuerverzinken, Flammspritzen oder chemische Gaspha- senabscheidung (englisch: Chemical Vapour Deposition, CVD) erfolgen kann.
Unabhängig von der Art des Beschichtungsverfahrens können die Formteile vollständig oder auch nur teilweise beschichtet werden. Wenn nur Teilabschnitte der Formteile beschichtet werden, lässt sich der Aufwand und damit die Kosten reduzie- ren, sowie ein gegebenenfalls nachfolgender Schwei ßprozess zum Verbinden des Formteils mit anderen Bauteilen vereinfachen. Ferner kann Wasserstoff in den unbeschichteten Bereichen leicht effundieren, so dass das Risiko einer Wasserstoffver- sprödung abnimmt. Besonders günstig ist es dabei, wenn die Formteile nur in den korrosionsgefährdeten Bereichen lokal mit dem Korrosionsschutzüberzug versehen werden. Dies sind beispielsweise Bereiche, die bei Kraftfahrzeugen vermehrt Nässe ausgesetzt sind und daher auch als Nassbereich bezeichnet werden. Nach dem Beschichten werden die Formteile im Verfahrensschritt V10 optional einem Spülen unterzogen.
Nach dem Spülen (V10) können die Formteile im Verfahrensschritt V1 1 wärmebehandelt werden. Die Wärmebehandlung kann prinzipiell auf jede technisch geeignete Weise erfolgen, beispielsweise in einer Haubenglühe oder auch durch induktive Erwärmung, um nur zwei Verfahren beispielhaft zu nennen. Die Wärmebehandlung kann bei einer Temperatur von mehr als 210°C, vorzugsweise mehr als 220 °C, gegebenenfalls auch bei mehr als 230 °C durchgeführt werden. Die Höchsttemperatur für die Wärmebehandlung ist vorzugsweise geringer als die AC1 -Temperatur des Stahlwerkstoffs, insbesondere höchstens 400 °C.
Mit der Wärmebehandlung, welche auch als Effusionsglühe bezeichnet werden kann, werden Eigenspannungen im Werkstück beziehungsweise Spannungsspitzen im gehärteten Bauteil reduziert beziehungsweise die Bruchdehnung erhöht. Gleichzeitig wird durch die gewählte Temperatur die Wasserstoffeffusion beschleunigt, so dass insgesamt eine geringere Wasserstoffversprödung erreicht wird. Die Dauer der Wärmebehandlung kann in einem zeitlichen Rahmen von einigen Sekunden bis zu 3 Stunden durchgeführt werden, gegebenenfalls auch mehr als 3 Stunden, insbesondere 6 bis 8 Stunden. Die Durchführung der Wärmebehandlung im Anschluss an das Beschichten beschleunigt die Trocknung der Bauteile und bei Verwendung hochfester Stähle werden durch Anlassen die Materialeigenschaften hinsichtlich Duktilität und Bruchdehnung verbessert.
Eine Besonderheit des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, dass das elektrolytische Beschichten (V9) nach dem insbesondere Flexiblen Walzen (V1 ), nach dem Ausschneiden der Platinen (V2) und nach dem Umformen (V4) erfolgt. Die auf die Formteile aufgebrachte Beschichtung hat eine gleichmäßige Dicke, und zwar unabhängig von der jeweiligen Dicke des Werkstücks. Auch die stärker ausgewalzten Bereiche haben eine ausreichend dicke Beschichtung, die zuverlässig vor Korrosion schützt. Eine weitere Besonderheit liegt in dem Schritt des vorzugsweise mechanischen Reinigens (V5) beziehungsweise des Reinigens mittels anodischer oder inhibierter Beize, wodurch der Eintrag von ungewünschtem Wasserstoff in das Werkstück und da- mit die Wasserstoffversprödung vermieden wird. Durch die vor- oder nachgeschaltete Wärmbehandlung in einem Temperaturbereich zwischen vorzugsweise 230 °C und 400 °C werden Eigenspannungen im Werkstück reduziert und die Wasserstoffef- fusion beschleunigt, was ebenfalls zu einer geringeren Wasserstoffversprödung des Materials führt.
Es versteht sich, dass die erfindungsgemäße Verfahrensführung auch abgewandelt werden kann. Beispielsweise können zwischen den genannten Schritten auch hier nicht gesondert gezeigte Zwischenschritte vorgesehen sein. Beispielsweise können die Formteile vor dem elektrolytischen Beschichten mit einer Zwischenschicht verse- hen werden, insbesondere mit einer Nickel-, Aluminium- oder Manganschicht. Diese Zwischenschicht bildet einen zusätzlichen Schutz der Oberfläche und verbessert die Haftungsfähigkeit der anschließend aufgebrachten Zink enthaltenden Beschichtung.
2Q
Bezugszeichenliste
VI Walzen
V2 Herausarbeiten von Platinen
V3 Wärmebehandeln
V4 Umformen
V5 Reinigen
V6 Zwischenschritt
V7 Spülen
V8 Dekapieren
V9 Beschichten
V91 erstes Teilbeschichten
V92 zweites Teilbeschichten
V10 Spülen
VI I Wärmebehandeln
12 Formteil
13 Anode
14 Düsenvorrichtung
15 Düse
16 Elektrolytströmung

Claims

Ansprüche
1 . Verfahren zum Herstellen eines Erzeugnisses aus gewalztem Bandmaterial mit den Schritten:
Walzen (V1 ) eines Bandmaterials aus Stahlblech;
Herausarbeiten (V2) einer Platine aus dem gewalzten Bandmaterial;
Umformen (V4) der Platine zu einem Formteil;
Reinigen (V5) des Formteils derart, dass durch das Reinigen eine Menge von maximal 0,7 ppm diffusiblem Wasserstoff in das Formteil eingebracht wird; und Beschichten (V9) zumindest eines Teilbereichs des Formteils mit einem metallischen Beschichtungsmaterial zur Erzeugung einer Korrosionsschutzbeschich- tung, wobei das Beschichten (V9) in einem Tauchbad mit einer Elektrolytlösung durchgeführt wird, wobei zwischen dem Formteil und der Elektrolytlösung eine Strömung erzeugt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Reinigen des Formteils mittels Beizen erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Reinigen des Formteils mechanisch erfolgt.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Reinigen mittels Strahlen oder Bürsten erfolgt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Walzen (V1 ) des Bandmaterials ein Flexibles Walzen ist, wobei eine variable Dicke über der Länge des Bandmaterials erzeugt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Flexible Walzen derart durchgeführt wird, dass zumindest zwei Abschnitte mit unterschiedlicher Dicke erzeugt werden, wobei eine erste Dicke kleiner ist als eine zweite Dicke und das Verhältnis von erster Dicke zu zweiter Dicke kleiner 0,8, insbesondere kleiner 0,7, bevorzugt kleiner 0,6 ist.
7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Umformen ein Warmumformen bei gleichzeitigem Härten, mit folgenden Teilschritten ist:
Erwärmen zumindest eines Teilbereichs der Platine auf Austenitisierungstem- peratur; und
Warmformen der Platine unter schneller Abkühlung, wobei der zumindest eine erwärmte Teilbereich gehärtet wird.
8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Umformen ein Kaltumformen ist, wobei das kaltumgeformte Formteil vor dem Beschichten (V9) gehärtet wird.
9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Beschichten (V9) mit einem Beschichtungsmaterial durchgeführt wird, das einen Masseanteil an Zink von mindestens 50 % hat.
10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Beschichten in einem kontinuierlichen Verfahren durchgeführt wird.
1 1 Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Beschichten derart durchgeführt wird, dass die Elektrolytlösung in zumindest einem Schritt mit gepulstem Strom beaufschlagt wird.
12. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Beschichten (V9) ein Feuerverzinken umfasst, wobei das Formteil in ein Tauchbad aus geschmolzenem Beschichtungsmatenal mit einer Temperatur von mindestens 350 °C und höchstens der AC1 -Temperatur des Stahlwerkstoffs eingetaucht wird.
13. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als weiterer Verfahrensschritt nach dem Beschichten (V9) vorgesehen ist:
Wärmebehandeln (V1 1 ) des beschichteten Formteils bei einer Temperatur von mindestens 200 °C, insbesondere mindestens 220 °C, und/oder bei einer Temperatur von höchstens der AC1 -Temperatur des Stahlwerkstoffs, insbesondere höchstens 400 °C.
14. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stahlwerkstoff Mangan und zumindest eines der Mikrolegie- rungselemente Niob oder Titan aufweist, wobei der Gesamtanteil dieser Mikro- legierungselemente an der Gesamtmasse maximal 1000 ppm beträgt.
15. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Formteil Bereiche unterschiedlicher Duktilität erzeugt werden, und zwar insbesondere entweder im Rahmen des Warmumformens oder im Rahmen des Beschichtens.
16. Erzeugnis aus flexibel gewalztem Stahlblech, hergestellt gemäß einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15.
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