EP3160667A1 - Method and forming tool for heat-forming, and corresponding work piece - Google Patents

Method and forming tool for heat-forming, and corresponding work piece

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EP3160667A1
EP3160667A1 EP15729852.2A EP15729852A EP3160667A1 EP 3160667 A1 EP3160667 A1 EP 3160667A1 EP 15729852 A EP15729852 A EP 15729852A EP 3160667 A1 EP3160667 A1 EP 3160667A1
Authority
EP
European Patent Office
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tool
tool component
workpiece
forming
die
Prior art date
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Granted
Application number
EP15729852.2A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP3160667B1 (en
Inventor
David Pieronek
Markus ZÖRNACK
Stéphane GRAFF
Sascha Sikora
Christian Müller
Arndt MARX
Jürgen Petry
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.)
ThyssenKrupp Steel Europe AG
ThyssenKrupp AG
Original Assignee
ThyssenKrupp Steel Europe AG
ThyssenKrupp AG
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 ThyssenKrupp Steel Europe AG, ThyssenKrupp AG filed Critical ThyssenKrupp Steel Europe AG
Publication of EP3160667A1 publication Critical patent/EP3160667A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP3160667B1 publication Critical patent/EP3160667B1/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D22/00—Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
    • B21D22/02—Stamping using rigid devices or tools
    • B21D22/022—Stamping using rigid devices or tools by heating the blank or stamping associated with heat treatment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D37/00—Tools as parts of machines covered by this subclass
    • B21D37/16—Heating or cooling

Definitions

  • the present invention relates to a method for hot forming and in particular partial press hardening of a workpiece, in particular a board, made of sheet steel, in which the workpiece is heated before forming, in which then the heated workpiece in a forming tool, the two tool components in the form of a die and a stamp, is thermoformed by contact with both tool components hot, and in which then the formed workpiece is at least partially directly exposed to a surrounding the forming tool gas and thereby cooled.
  • the invention relates to a forming tool for hot forming and in particular partial press hardening of a workpiece, in particular a board made of sheet steel, in particular for carrying out the method defined above, with two
  • Tool components in the form of a die and a punch, between which the workpiece can be arranged and which are movable relative to each other.
  • the invention relates to a workpiece, in particular a wheel rim for a vehicle rim, which / is produced by the method according to the invention.
  • a vehicle wheel is a safety component and must therefore be high mechanical
  • Steel wheels consist of a wheel disc, which ensures the connection to the wheel hub, and a rim tape for tire receiving, which is circumferentially connected to the wheel rim.
  • the wheeled dishes are nowadays manufactured on step presses with up to eleven steps. Almost exclusively microalloyed and dual-phase steels with a strength of 400 to 600 MPa are used.
  • the weight plays an essential role, which affects the material costs, unsprung masses, rotationally moving masses and fuel consumption.
  • the foregoing also applies to a large number of other components, in particular cyclically stressed components, preferably in the chassis area.
  • the present invention therefore relates to the manufacture of any components.
  • the production of a wheel dish is therefore only mentioned as an example in the following.
  • Hot forming can meet the requirement for high formability and high strength of the resulting components.
  • Forming processes which involve involving a prior heat treatment of the workpiece, for example in a separate oven, are well known in the art.
  • the hot forming and press hardening is known here.
  • the wheel is designed to load and therefore in the areas (zones) specific properties or in the component
  • Ultrahigh-strength steels for producing press-hardened components take place, for example, in that the workpiece is brought to a temperature above the austenitizing temperature and the immediately subsequent forming is carried out in a forming tool which is equipped in at least one area with a heater for locally setting a softer microstructure.
  • Partial press-hardening is based on the principle that the workpiece previously heated to a temperature above the austenitizing temperature is strongly cooled in the forming tool with the exception of one or more individual regions, in particular using a cooling device in the form of cooling channels in the die and the punch of the forming tool. Due to the rapid cooling, the microstructure at these points is completely converted into martensite and thus fully press-hardened. In the other areas of the workpiece is by the heater a much slower
  • Cooling of the structure allows, whereby the structure in these areas is not completely converted into martensite, that is not completely press-hardened.
  • a corresponding method for hot forming and a corresponding forming tool is known for example from DE 10 2006 019 395 A1.
  • Forming tool for partial press hardening of a workpiece known, which is based on the principle after compression of the punch and die directly a moving punch member and an opposite die part to move apart again, so for the cooling process, a corresponding portion of the formed workpiece not with the tool components (die , Stamp) is in contact, but the ambient air is exposed.
  • the formed workpiece is slowly cooled on both sides slowly over the air, whereas the adjacent portions, which are still in contact with the tool components in the compressed state, are rapidly cooled by means of cooling means in the form of cooling channels in the die and die ,
  • the rapid cooling also leads here to a complete transformation of the microstructure into martensite.
  • the slowly cooled areas of the workpiece are not fully converted into martensite.
  • the object is achieved in a method for hot forming and partial press hardening of a workpiece, in particular a blank, of sheet steel, in which the workpiece is heated prior to forming (until the autenitic state is reached), in which then the heated workpiece in a forming tool, the having two tool components in the form of a die and a punch, by contact with both
  • Tool components is hot formed, and in which then the formed workpiece at least partially a surrounding the forming tool gas, in particular air, preferably ambient air, is directly exposed and thereby cooled, thereby achieved that after forming at least one
  • a surrounding the forming tool gas in particular air, preferably ambient air
  • Tool component facing side of the formed workpiece is moved away, while facing away from this tool component side of the deformed
  • At least one tool component part means that, on the one hand, one or more tool component parts of the one tool component, for example the punch, are moved away from the formed workpiece while the other one or the other Parts (tool component parts) of this tool component are not moved away, so stay in contact with the formed workpiece.
  • the entire tool component for example the entire punch
  • the respective other tool component for example, the die
  • the respective other tool component for example, the die
  • Hot forming and partial (but not complete) press-hardening takes place, whereby zone-specific microstructural properties are created in the workpiece, which result in high fatigue strength and low weight.
  • at least one unilateral tool cooling takes place in the entire workpiece, wherein in sections a double-sided tool cooling is also conceivable. In the case of a one-sided tool cooling only, there is no global, ie over the entire workpiece
  • Tool components remains and is cooled by means of the cooling device and at the same time at least a second portion of the formed workpiece to the
  • Umformwerkmaschinetician surrounding gas is exposed directly and thereby slower than the at least one first section is cooled. Slower means that the
  • Tool component defined tool component is the die in this case.
  • the reverse case namely that the die is formed in several parts and has a movable tool component part, whereas then the stamp remains after forming for cooling on the corresponding side with the workpiece in contact.
  • the tool components are both not formed in several parts, that is not have as defined previously movable tool components, in particular conceivable that the tool component, which is completely moved away from the tool component side facing the formed workpiece, the punch is and the other tool component is the die.
  • the reverse case is also conceivable here, namely that the die is the tool component part which is moved away from the workpiece after forming, while the punch is the tool component part which remains on the workpiece.
  • the deformed workpiece or the at least one second section on the side which is remote from the tool component with the movable tool component part, that is in contact with the respective other tool component is not cooled by means of the cooling device.
  • the at least one first section is cooled on both sides by means of the cooling device, that is to say both on the side which the Tool component facing the movable tool component part, as well as on the side facing away from this tool component.
  • a liquid coolant for example oil, water, ice water, saline solution
  • a liquid coolant for example oil, water, ice water, saline solution
  • the tool component which remains in contact with the at least one second section of the workpiece after forming, should also have a cooling function in the tool component section adjacent to the second section.
  • this is
  • These sheet thicknesses are in the chassis area such as in the manufacture of a wheel for a
  • Vehicle rim used The relatively large strengths are particularly advantageous because the heat introduced, for example, in a the forming tool
  • heat introduced in front of the oven can be stored for a particularly long time in thick metal sheets, so that a one-sided tool contact for heat dissipation and the
  • Tempering hardening
  • the workpiece made of sheet steel may have a uniform thickness and be monolithic. Are also conceivable
  • the workpiece is formed into a wheel rim for a vehicle rim, wherein the wheel flange of the wheel is cooled by the direct contact with the gas surrounding the forming (relatively slow), while the entire remaining part of the wheel by means of the
  • the gas surrounding the forming tool has a temperature in a range of 20 to 30 ° C, in particular a temperature in a range of 22 to 26 ° C, and in particular is air.
  • a temperature in a range of 20 to 30 ° C in particular a temperature in a range of 22 to 26 ° C
  • air in particular is air.
  • the workpiece is heated to a temperature in a range of 750 ° C to 1000 ° C before forming and / or after the
  • Forming is cooled in the first section with a cooling rate in a range of 25 to 35 K / s.
  • the tool component which has a tool component part that is movable relative to the rest of the tool component, in particular the stamp, wherein the respective other tool component is then the die.
  • the die has a relative to the rest of the die moving part.
  • Tool component runs with the movable tool component part.
  • the direction of movement is in particular the direction in which the punch is moved towards the die (pressing direction).
  • the center axis of the movable tool component part extends in this direction.
  • Tool component part is particularly suitable for producing in the production of the above-mentioned wheel by cooling zone-specific microstructural properties, namely an incomplete transformation into martensite, especially in the region of the wheel flange (the holes for the wheel bolts).
  • the forming tool further comprises a cooling device, in particular a cooling device formed by cooling channels in the die and / or in the stamp, wherein the movable
  • Tool component part is not connected to the cooling device and in particular is free of cooling channels.
  • Wheel rim for a vehicle rim made by the previously defined method.
  • Steel materials with high material strength with a tensile strength of, for example, more than 800 MPa or high matensite content can fail just under cyclic load at high stress peaks, which occur for example at holes, notches or machined edges early, so that the high material strength is not on the
  • the workpiece or the wheel disc according to the invention produced by the method according to the invention or the device according to the invention is not completely press-hardened in the heavily loaded areas, such as the wheel flange, which rests on the wheel hub on the vehicle side.
  • the complete wheel disc can not be completely press-hardened and thus the structure of the entire component is not completely homogeneous in martensite
  • Fig. 1 a shows a forming tool 2 with a first in the open state
  • the die 3 is fixed here and the punch 4 can be moved for the purpose of forming the workpiece 1 in its entirety on the die 3 until the punch 4th the corresponding shape or depression in the die 3 fills.
  • the latter state is shown in Fig. 1 b), whereby up to a
  • austenitic state heated workpiece 1 receives the shape of the wheel dish. This state is also referred to as a compressed state of the tool components 3 and 4.
  • the punch 4 is formed substantially in three parts, namely with an outer circumferential tool component part 4.2, arranged therein, also circumferential tool component part 4.1, which is annular, and in turn arranged therein another Tool component part 4.3.
  • the annular tool component part 4.1 also referred to as a stamp part, is movably mounted relative to the other tool component parts 4.2 and 4.3, ie relative to the rest of the stamp, and can be moved independently of the rest of the stamp against the direction of movement or pressing direction X, as shown in Fig. 1 c). is shown.
  • the annular tool component part 4.1 is moved away from the surface 1 a of the workpiece 1 facing the punch 4, ambient air penetrates the surface 1 a of the workpiece 1, but only in the annular portion 1 .3, which forms the later wheel flange or area with the holes for the wheel bolts.
  • the stamp parts 4.2 and 4.3 are initially not moved away from the compressed state, but these tool component parts remain with the top 1 a of the workpiece 1 in contact. Also, the entire die 3 remains at this time in contact with the complete workpiece 1, namely with its underside 1 b.
  • the workpiece previously shaped in the heated state according to FIGS. 1 a) and 1 b) is then cooled as follows, as shown in FIG. 1 c).
  • the section 1 .3 of the workpiece 1 is no longer in contact with the punch 4 on the upper side, since the punch parts 4.1 have been retracted immediately after forming. In this section 1 .3 takes place a relatively slow cooling of the workpiece 1 by a heat transfer to the
  • the remaining areas 1 .1 and 1.2 of the formed workpiece 1 are both the top 1 a and the bottom 1 b out with the die 3 and the punch 4 in contact, so that no ambient air, at least not to a significant extent, to the sections 1.1 and 1 .2 arrives.
  • the cooling takes place via a heat transfer to the die 3 and the corresponding stamp parts 4.2 and 4.3, which are still interspersed for an increased heat transfer of cooling channels 5, which form a cooling device 5.
  • Cooling channels 5 are flushed, for example, with oil or ice water, whereby the
  • Cool sections 1.1 and 1 .2 of the workpiece 1 relatively quickly.
  • the rapid cooling of the sections 1 .1 and 1 .2 of the workpiece 1 leads to a complete transformation of the microstructure into martensite.
  • the cooling of the annular region 1 .3 of the workpiece 1 via the ambient air is so slow that complete conversion of the microstructure into martensite can not take place here. This area is thus not completely press-hardened.
  • the tool component 4.1 is shown here as an example as part of the punch 4.
  • the die 3 it is also conceivable alternatively to form the die 3 with a movable part, in which case, however, the die 4 would abut against the workpiece 1 during cooling over the entire surface 1a.
  • the workpiece 1 is thus exposed during cooling always only one side of the ambient air or another heat-dissipating gas.
  • the movable tool component part 4.1 is designed here by way of example only around the central axis M annular.
  • other forms of moving tool component sections 4.1 may be conceivable.
  • a single movable tool component section is shown here.
  • two stamp parts 4.2 and 4.3 are also conceivable that no part of the punch 4 at all (or exactly one tool component part or more than two tool component parts) remains in contact with the deformed workpiece 1 for cooling.

Abstract

The invention relates to a method for heat-forming a work piece (1), in particular a blank made of sheet steel, wherein: the work piece (1) is heated before being formed; the heated work piece (1) is then heat-formed in a forming tool (2), having two tool components (3, 4) in the form of a die (3) and a punch (4), by coming into contact with both tool components (3, 4); and then at least sections of the formed work piece (1) are directly exposed to a gas surrounding the forming tool (2), thereby quenching said work piece. According to the invention, in order to achieve the highest possible fatigue strength with low weight and reduced production costs, after the forming process, at least one tool component part (4.1) of the one tool component (4) is moved away from the side (1a) of the formed work piece (1) facing the tool component (4), while the side (1b) of the formed work piece (1) facing away from said tool component (4) remains entirely in contact with the other tool component (3). The invention also relates to a corresponding forming tool (2) and a corresponding work piece (1).

Description

Verfahren und Umformwerkzeug zum Warmumformen sowie entsprechendes  Method and forming tool for hot forming and corresponding
Werkstück  workpiece
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Warmumformen und insbesondere partiellen Presshärten eines Werkstücks, insbesondere einer Platine, aus Stahlblech, bei welchem das Werkstück vor dem Umformen erhitzt wird, bei welchem dann das erhitzte Werkstück in einem Umformwerkzeug, das zwei Werkzeugkomponenten in Form einer Matrize und eines Stempels aufweist, durch Kontakt mit beiden Werkzeugkomponenten warm umgeformt wird, und bei welchem dann das umgeformte Werkstück zumindest abschnittsweise einem das Umformwerkzeug umgebenden Gas direkt ausgesetzt wird und dadurch abgekühlt wird. The present invention relates to a method for hot forming and in particular partial press hardening of a workpiece, in particular a board, made of sheet steel, in which the workpiece is heated before forming, in which then the heated workpiece in a forming tool, the two tool components in the form of a die and a stamp, is thermoformed by contact with both tool components hot, and in which then the formed workpiece is at least partially directly exposed to a surrounding the forming tool gas and thereby cooled.
Ferner betrifft die Erfindung ein Umformwerkzeug zum Warmumformen und insbesondere partiellen Presshärten eines Werkstücks, insbesondere einer Platine, aus Stahlblech, insbesondere zur Durchführung des zuvor definierten Verfahrens, mit zwei Furthermore, the invention relates to a forming tool for hot forming and in particular partial press hardening of a workpiece, in particular a board made of sheet steel, in particular for carrying out the method defined above, with two
Werkzeugkomponenten in Form einer Matrize und eines Stempels, zwischen denen das Werkstück anordenbar ist und die relativ zueinander bewegbar sind. Tool components in the form of a die and a punch, between which the workpiece can be arranged and which are movable relative to each other.
Schließlich betrifft die Erfindung ein Werkstück, insbesondere eine Radschüssel für eine Fahrzeugfelge, das/die durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellt ist. Finally, the invention relates to a workpiece, in particular a wheel rim for a vehicle rim, which / is produced by the method according to the invention.
Ein Fahrzeugrad ist ein Sicherheitsbauteil und muss daher hohe mechanische A vehicle wheel is a safety component and must therefore be high mechanical
Wechselbeanspruchungen im Betrieb dauerfest aufnehmen können. Konventionelle Can absorb fatigue during operation fatigue. conventional
Stahlräder bestehen aus einer Radschüssel, die die Verbindung zur Radnabe sicherstellt, und einem Felgenband zur Reifenaufnahme, der innenseitig umlaufend mit der Radschüssel verbunden ist. Die Radschüsseln werden heutzutage auf Stufenpressen mit bis zu elf Stufen gefertigt. Dabei kommen fast ausschließlich mikrolegierte und Dualphasen-Stähle mit einer Festigkeit von 400 bis 600 MPa zum Einsatz. Neben der Dauerfestigkeit der Stahlräder spielt das Gewicht eine wesentliche Rolle, welches sich auf die Materialkosten, ungefederte Massen, rotatorisch bewegte Massen und den Kraftstoffverbrauch auswirkt. Das zuvor gesagte trifft selbstverständlich auch auf eine Vielzahl weiterer Bauteile zu, insbesondere zyklisch beanspruchter Bauteile, vorzugsweise im Chassis-Bereich. Die vorliegende Erfindung betrifft daher die Herstellung jeglicher Bauteile. Die Herstellung einer Radschüssel wird im Folgenden daher nur beispielhaft genannt. Steel wheels consist of a wheel disc, which ensures the connection to the wheel hub, and a rim tape for tire receiving, which is circumferentially connected to the wheel rim. The wheeled dishes are nowadays manufactured on step presses with up to eleven steps. Almost exclusively microalloyed and dual-phase steels with a strength of 400 to 600 MPa are used. In addition to the fatigue strength of the steel wheels, the weight plays an essential role, which affects the material costs, unsprung masses, rotationally moving masses and fuel consumption. Of course, the foregoing also applies to a large number of other components, in particular cyclically stressed components, preferably in the chassis area. The present invention therefore relates to the manufacture of any components. The production of a wheel dish is therefore only mentioned as an example in the following.
Um heutzutage weitere Gewichtsvorteile bei der Radschüssel zu erreichen, muss Material mit höherer Streckgrenze und Schwingfestigkeit zur Sicherstellung einer ausreichenden Dauerfestigkeit der Räder eingesetzt werden und zum anderen durch In order to achieve further weight advantages in the wheel bowl today, material with higher yield strength and fatigue strength must be used to ensure sufficient fatigue strength of the wheels and on the other by
Geometrieanpassungen, zum Beispiel stärkere Verprägungen, der Steifigkeitsverlust bei geringerer Blechdicke kompensiert werden. Mit ansteigender Festigkeit der Stahlwerkstoffe (Kohlenstoffstahl) nimmt aber in der Regel die Umformbarkeit ab, welche schon bei heutigen Radschüsseln annähernd ausgereizt ist. Daher scheint das weitere Leichtbaupotential kaltgeformter Lösungen begrenzt zu sein. Neben dem sogenannten Kaltumformen wird unter anderem auch das sogenannte Geometry adjustments, for example stronger embossings, which compensate stiffness loss with smaller sheet thickness. With increasing strength of the steel materials (carbon steel) but usually decreases the formability, which is almost exhausted in today's wheeled dishes. Therefore, the further lightweight potential of cold-formed solutions seems to be limited. In addition to the so-called cold forming is also the so-called
Warmumformen im Fahrzeug-/Karosseriebau angewandt. Durch den Einsatz der Hot forming used in vehicle / body construction. By using the
Warmumformung kann die Anforderung nach einer hohen Umformbarkeit bei gleichzeitig hoher Festigkeit der resultierenden Bauteile erfüllt werden. Umformverfahren, die unter Einbeziehung einer vorangehenden Wärmebehandlung des Werkstücks, beispielsweise in einem separaten Ofen, vonstatten gehen, sind aus dem Stand der Technik hinreichend bekannt. Insbesondere ist hier das Warmumformen und Presshärten bekannt. Hot forming can meet the requirement for high formability and high strength of the resulting components. Forming processes which involve involving a prior heat treatment of the workpiece, for example in a separate oven, are well known in the art. In particular, the hot forming and press hardening is known here.
Bei dem eingangs erwähnten Beispiel der Herstellung einer Radschüssel, aber wie gesagt auch bei vielen anderen, insbesondere zyklisch beanspruchten Bauteilen, ist eine vollständige Presshärtung nicht zielführend, da in einigen Bereichen des Werkstücks zusätzlich zur hohen Festigkeit auch eine ausreichende Zähigkeit im Material notwendig ist, also die Eigenschaft eines Werkstoffs, sich unter Belastung plastisch zu verformen, bevor er versagt, um die örtlich hohen Spannungen zum Beispiel durch Vorspannung der Radbolzen oder Anlage an der Radnabe betriebsfest übertragen zu können. Es ist daher In the above-mentioned example of the production of a wheel, but as I said in many other cyclic components in particular, a complete press-hardening is not effective, since in some areas of the workpiece in addition to high strength and a sufficient toughness in the material is necessary, ie the property of a material to deform plastically under load before it fails to transfer the high local stresses, for example by biasing the wheel bolts or system on the hub operatively. It is therefore
wünschenswert, wenn die Radschüssel belastungsgerecht ausgelegt ist und daher in den betreffenden Bereichen (Zonen) spezifische Eigenschaften bzw. im Bauteil ein desirable if the wheel is designed to load and therefore in the areas (zones) specific properties or in the component
unterschiedliches Gefüge besitzt. Um dies zu erreichen, gibt es im Stand der Technik Verfahren zum sogenannten partiellen Presshärten, bei dem beim Härten nicht das gesamte Gefüge in Martensit umgewandelt wird. Bekannte Verfahren werden im Folgenden kurz beschrieben. has different structure. To achieve this, there are in the prior art method of so-called partial press hardening, in which not the entire hardening Structure is converted into martensite. Known methods will be briefly described below.
Das Warmumformen von Platinen (plattenförmigen Werkstücken) aus höher- und The hot forming of blanks (plate-shaped workpieces) from higher and higher
höchstfesten Stählen zur Herstellung pressgehärteter Bauteile erfolgt beispielsweise dadurch, dass das Werkstück auf eine Temperatur oberhalb der Austenitisierungstemperatur gebracht wird und das unmittelbar anschließende Umformen in einem Umformwerkzeug durchgeführt wird, das in mindestens einem Bereich mit einer Heizeinrichtung zur lokalen Einstellung eines weicheren Gefüges ausgestattet ist. Ultrahigh-strength steels for producing press-hardened components take place, for example, in that the workpiece is brought to a temperature above the austenitizing temperature and the immediately subsequent forming is carried out in a forming tool which is equipped in at least one area with a heater for locally setting a softer microstructure.
Das lokale Einstellen eines weicheren Gefüges wird partielles Presshärten genannt. Dem partiellen Presshärten liegt das Prinzip zugrunde, dass das zuvor auf eine Temperatur oberhalb der Austenitisierungstemperatur erhitzte Werkstück im Umformwerkzeug mit Ausnahme eines oder mehrerer einzelner Bereiche stark abgekühlt wird, insbesondere unter Verwendung einer Kühleinrichtung in Form von Kühlkanälen in der Matrize und dem Stempel des Umformwerkzeugs. Durch das schnelle Abkühlen wird das Gefüge an diesen Stellen vollständig in Martensit umgewandelt und dadurch vollständig pressgehärtet. In den übrigen Bereichen des Werkstücks wird durch die Heizeinrichtung ein deutlich langsameres The local setting of a softer microstructure is called partial press hardening. Partial press-hardening is based on the principle that the workpiece previously heated to a temperature above the austenitizing temperature is strongly cooled in the forming tool with the exception of one or more individual regions, in particular using a cooling device in the form of cooling channels in the die and the punch of the forming tool. Due to the rapid cooling, the microstructure at these points is completely converted into martensite and thus fully press-hardened. In the other areas of the workpiece is by the heater a much slower
Abkühlen des Gefüges ermöglicht, wodurch das Gefüge in diesen Bereichen nicht vollständig in Martensit umgewandelt wird, also nicht vollständig pressgehärtet wird. Ein entsprechendes Verfahren zum Warmumformen und ein entsprechendes Umformwerkzeug ist beispielsweise aus der DE 10 2006 019 395 A1 bekannt. Cooling of the structure allows, whereby the structure in these areas is not completely converted into martensite, that is not completely press-hardened. A corresponding method for hot forming and a corresponding forming tool is known for example from DE 10 2006 019 395 A1.
Nachteilig ist allerdings bei dem vorangehend beschriebenen Stand der Technik, dass mindestens eine Heizeinrichtung vorgesehen werden muss, welche Betriebskosten verursacht und durch die permanente Wärmebeaufschlagung die Standzeit der A disadvantage, however, in the prior art described above, that at least one heating device must be provided, which causes operating costs and by the permanent heat load the life of
Werkzeugkomponenten (Stempel und Matrize) negativ beeinflussen kann. Tool components (punch and die) can adversely affect.
Aus der DE 10 2010 027 554 A1 ist ferner ein Verfahren und ein entsprechendes From DE 10 2010 027 554 A1 is also a method and a corresponding
Umformwerkzeug zum partiellen Presshärten eines Werkstücks bekannt, dem das Prinzip zugrunde liegt, nach dem Zusammendrücken von Stempel und Matrize unmittelbar einen beweglichen Stempelteil und einen gegenüberliegenden Matrizenteil wieder auseinander zu bewegen, damit für den Abkühlvorgang ein entsprechender Bereich des umgeformten Werkstücks nicht mit den Werkzeugkomponenten (Matrize, Stempel) in Kontakt ist, sondern der Umgebungsluft ausgesetzt ist. Auf diese Weise wird an dieser Stelle das umgeformte Werkstück beidseitig langsam über die Luft abgekühlt, wohingegen die benachbarten Abschnitte, die weiterhin mit den sich im zusammengedrückten Zustand befindenden Werkzeugkomponenten in Kontakt sind, über eine Kühleinrichtung in Form von Kühlkanälen in Matrize und Stempel schnell abgekühlt werden. Die schnelle Abkühlung führt auch hier zu einer vollständigen Umwandlung des Gefüges in Martensit. Die langsam abgekühlten Bereiche des Werkstücks werden auch hier nicht vollständig in Martensit umgewandelt. Forming tool for partial press hardening of a workpiece known, which is based on the principle after compression of the punch and die directly a moving punch member and an opposite die part to move apart again, so for the cooling process, a corresponding portion of the formed workpiece not with the tool components (die , Stamp) is in contact, but the ambient air is exposed. In this way, at this point, the formed workpiece is slowly cooled on both sides slowly over the air, whereas the adjacent portions, which are still in contact with the tool components in the compressed state, are rapidly cooled by means of cooling means in the form of cooling channels in the die and die , The rapid cooling also leads here to a complete transformation of the microstructure into martensite. The slowly cooled areas of the workpiece are not fully converted into martensite.
Ein Nachteil dieses Standes der Technik ist allerdings, dass das Umformwerkzeug relativ komplex aufgebaut ist, da dieses aus vielen beweglichen Teilen besteht, die zusätzlich auch Kühlkanäle aufweisen. A disadvantage of this prior art, however, is that the forming tool is constructed relatively complex, since this consists of many moving parts, which also have cooling channels.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren sowie ein Umformwerkzeug zum Warmumformen eines Werkstücks anzugeben, mit welchem eine hohe Dauerfestigkeit bei geringem Gewicht sowie ein reduzierter Fertigungsaufwand erreicht wird. It is an object of the present invention to provide a method and a forming tool for hot working a workpiece, with which a high fatigue strength at low weight and a reduced production cost is achieved.
Die Aufgabe wird bei einem Verfahren zum Warmumformen und partiellen Presshärten eines Werkstücks, insbesondere einer Platine, aus Stahlblech, bei welchem das Werkstück vor dem Umformen erhitzt wird (bis der autenitische Zustand erreicht wird), bei welchem dann das erhitzte Werkstück in einem Umformwerkzeug, das zwei Werkzeugkomponenten in Form einer Matrize und eines Stempels aufweist, durch Kontakt mit beiden The object is achieved in a method for hot forming and partial press hardening of a workpiece, in particular a blank, of sheet steel, in which the workpiece is heated prior to forming (until the autenitic state is reached), in which then the heated workpiece in a forming tool, the having two tool components in the form of a die and a punch, by contact with both
Werkzeugkomponenten warm umgeformt wird, und bei welchem dann das umgeformte Werkstück zumindest abschnittsweise einem das Umformwerkzeug umgebenden Gas, insbesondere Luft, vorzugsweise Umgebungsluft, direkt ausgesetzt wird und dadurch abgekühlt wird, dadurch gelöst, dass nach dem Umformen zumindest ein Tool components is hot formed, and in which then the formed workpiece at least partially a surrounding the forming tool gas, in particular air, preferably ambient air, is directly exposed and thereby cooled, thereby achieved that after forming at least one
Werkzeugkomponententeil der einen Werkzeugkomponente von der dieser  Tool component part of a tool component of this
Werkzeugkomponente zugewandten Seite des umgeformten Werkstücks wegbewegt wird, während die von dieser Werkzeugkomponente abgewandte Seite des umgeformten Tool component facing side of the formed workpiece is moved away, while facing away from this tool component side of the deformed
Werkstücks weiterhin vollständig in Kontakt mit der jeweils anderen Werkzeugkomponente bleibt. Workpiece remains fully in contact with the other tool component.
„Zumindest ein Werkzeugkomponententeil" bedeutet, dass zum einen ein oder mehrere Werkzeugkomponententeile der einen Werkzeugkomponente, beispielsweise des Stempels, von dem umgeformten Werkstück wegbewegt wird/werden, während der oder die übrigen Teile (Werkzeugkomponententeile) dieser Werkzeugkomponente nicht wegbewegt werden, also in Kontakt mit dem umgeformten Werkstück bleiben. Zum anderen ist aber auch der Fall umfasst, dass die gesamte Werkzeugkomponente, beispielsweise der gesamte Stempel, von dem umgeformten Werkstück wegbewegt wird. In beiden Fällen bleibt aber die jeweils andere Werkzeugkomponente, beispielsweise die Matrize, in Kontakt mit dem umgeformten Werkstück, und zwar in vollständigem Kontakt, das heißt das gesamte Werkstück ist zum Abkühlen auf einer Seite vollständig mit der jeweils anderen Werkzeugkomponente, beispielsweise der Matrize, in Kontakt. Auf die erfindungsgemäße Weise kann mit einem reduzierten Fertigungsaufwand ein "At least one tool component part" means that, on the one hand, one or more tool component parts of the one tool component, for example the punch, are moved away from the formed workpiece while the other one or the other Parts (tool component parts) of this tool component are not moved away, so stay in contact with the formed workpiece. On the other hand, however, it also includes the case that the entire tool component, for example the entire punch, is moved away from the formed workpiece. In both cases, however, the respective other tool component, for example, the die, in contact with the formed workpiece, in full contact, that is, the entire workpiece is to cool on one side completely with the other tool component, such as the die, in Contact. In the inventive way can with a reduced manufacturing costs
Warmumformen und teilweises (aber nicht vollständiges) Presshärten erfolgen, wodurch bei dem Werkstück zonenspezifische Gefüge-Eigenschaften geschaffen werden, welche eine hohe Dauerfestigkeit bei geringem Gewicht bewirken. Erfindungsgemäß erfolgt bei dem gesamten Werkstück zumindest eine einseitige Werkzeugabkühlung, wobei in Abschnitten auch eine beidseitige Werkzeugabkühlung denkbar ist. Bei einer ausschließlich einseitigen Werkzeugabkühlung erfolgt global, das heißt über das gesamte Werkstück, keine  Hot forming and partial (but not complete) press-hardening takes place, whereby zone-specific microstructural properties are created in the workpiece, which result in high fatigue strength and low weight. According to the invention, at least one unilateral tool cooling takes place in the entire workpiece, wherein in sections a double-sided tool cooling is also conceivable. In the case of a one-sided tool cooling only, there is no global, ie over the entire workpiece
vollständige Presshärtung bzw. vollständige Martensit-Bildung. Bei einer nur abschnittsweise einseitigen Werkzeugabkühlung erfolgt lokal in diesem Abschnitt bzw. in diesem Bereich keine vollständige Presshärtung bzw. vollständige Martensit-Bildung. complete press hardening or complete martensite formation. In the case of only one-sided tool cooling, there is no complete press hardening or complete martensite formation locally in this section or in this area.
Um mit einfachen Mitteln ein abschnittsweises (partielles) Presshärten des Werkstücks zu ermöglichen, schlägt die Erfindung in einer Ausgestaltung vor, dass das Umformwerkzeug eine Kühleinrichtung aufweist und beim Abkühlen des umgeformten Werkstücks mindestens ein erster Abschnitt des umgeformten Werkstücks in Kontakt mit beiden In order to enable a partial (partial) press-hardening of the workpiece by simple means, the invention proposes in one embodiment that the forming tool has a cooling device and, during cooling of the formed workpiece at least a first portion of the formed workpiece in contact with both
Werkzeugkomponenten verbleibt und mittels der Kühleinrichtung abgekühlt wird und gleichzeitig mindestens ein zweiter Abschnitt des umgeformten Werkstücks dem das Tool components remains and is cooled by means of the cooling device and at the same time at least a second portion of the formed workpiece to the
Umformwerkzeug umgebenden Gas direkt ausgesetzt wird und dadurch langsamer als der mindestens eine erste Abschnitt abgekühlt wird. Langsamer bedeutet, dass der Umformwerkzeug surrounding gas is exposed directly and thereby slower than the at least one first section is cooled. Slower means that the
Wärmeübergang zwischen dem umgeformten Werkstück und dem umgebenden Gas, beispielsweise der Umgebungsluft, geringer als der Wärmeübergang bei Kontakt mit der oder den gekühlten Werkzeugkomponenten ist. Insbesondere ist für die abschnittsweise unterschiedliche Abkühlung vorgesehen, dass der bewegliche Werkzeugkomponententeil der einen Werkzeugkomponente von der dieser Werkzeugkomponente zugewandten Seite des mindestens einen zweiten Abschnitts des umgeformten Werkstücks wegbewegt wird, während die von dieser Werkzeugkomponente abgewandte Seite des mindestens einen zweiten Abschnitts des umgeformten Werkstücks weiterhin in Kontakt mit der jeweils anderen Werkzeugkomponente bleibt. Vorzugsweise handelt es sich bei der Werkzeugkomponente mit dem beweglichen Heat transfer between the formed workpiece and the surrounding gas, such as ambient air, is less than the heat transfer upon contact with the cooled tool component (s). In particular, it is provided for the differently cooling in sections that the movable tool component part of the one tool component is moved away from the side of the at least one second section of the formed workpiece facing this tool component, while the side of the at least one second portion of the formed workpiece remote from this tool component remains in contact with the respective other tool component. Preferably, the tool component is with the movable
Werkzeugkomponententeil, also mit dem gegenüber der übrigen Werkzeugkomponente verlagerbaren Werkzeugkomponententeil, um den Stempel. Die als jeweils andere Tool component part, ie with the opposite of the other tool component displaceable tool component part to the stamp. Than each other
Werkzeugkomponente definierte Werkzeugkomponente ist in diesem Fall die Matrize. Es ist aber auch grundsätzlich der umgekehrte Fall denkbar, nämlich dass die Matrize mehrteilig ausgebildet ist und einen beweglichen Werkzeugkomponententeil aufweist, wohingegen dann der Stempel nach dem Umformen zum Abkühlen an der entsprechenden Seite mit dem Werkstück in Kontakt bleibt. Ebenfalls ist auch in dem Fall, dass die Werkzeugkomponenten beide nicht mehrteilig ausgebildet sind, das heißt keine wie zuvor definierten beweglichen Werkzeugkomponenten aufweisen, insbesondere denkbar, dass die Werkzeugkomponente, die vollständig von der dieser Werkzeugkomponente zugewandten Seite des umgeformten Werkstücks wegbewegt wird, der Stempel ist und die andere Werkzeugkomponente die Matrize ist. Selbstverständlich ist auch hier der umgekehrte Fall denkbar, dass nämlich die Matrize der Werkzeugkomponententeil ist, der nach dem Umformen vom Werkstück wegbewegt wird, während der Stempel der Werkzeugkomponententeil ist, der am Werkstück verbleibt. Tool component defined tool component is the die in this case. However, it is also conceivable in principle the reverse case, namely that the die is formed in several parts and has a movable tool component part, whereas then the stamp remains after forming for cooling on the corresponding side with the workpiece in contact. Also, in the case that the tool components are both not formed in several parts, that is not have as defined previously movable tool components, in particular conceivable that the tool component, which is completely moved away from the tool component side facing the formed workpiece, the punch is and the other tool component is the die. Of course, the reverse case is also conceivable here, namely that the die is the tool component part which is moved away from the workpiece after forming, while the punch is the tool component part which remains on the workpiece.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das umgeformte Werkstück oder der mindestens eine zweite Abschnitt auf der Seite, die von der Werkzeugkomponente mit dem beweglichen Werkzeugkomponententeil abgewandt ist, also mit der jeweils anderen Werkzeugkomponente weiter in Kontakt ist, nicht mittels der Kühleinrichtung abgekühlt wird.According to a further embodiment, it is provided that the deformed workpiece or the at least one second section on the side which is remote from the tool component with the movable tool component part, that is in contact with the respective other tool component, is not cooled by means of the cooling device.
In dem Fall, dass mindestens ein zweiter Abschnitt auf einer Seite nach dem Umformen durch das umgebende Gas abgekühlt wird, ist es grundsätzlich auch denkbar, die andere Seite des zweiten Abschnitts, die nicht dem umgebenden Gas ausgesetzt ist, da sie mit dem entsprechenden Werkzeugkomponententeil, beispielsweise der Matrize, weiterhin in Kontakt ist, gleichwohl mittels der Kühleinrichtung (Werkzeugabkühlung) zu kühlen. In the event that at least one second section on one side is cooled after being deformed by the surrounding gas, it is in principle also conceivable to use the other side of the second section, which is not exposed to the surrounding gas, since it is in contact with the corresponding tool component part, for example, the die, is still in contact, nevertheless to cool by means of the cooling device (tool cooling).
Gemäß noch einer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der mindestens eine erste Abschnitt beidseitig mittels der Kühleinrichtung abgekühlt wird, das heißt sowohl auf der Seite, die der Werkzeugkomponente mit dem beweglichen Werkzeugkomponententeil zugewandt ist, als auch auf der Seite, die von dieser Werkzeugkomponente abgewandt ist. According to another embodiment, it is provided that the at least one first section is cooled on both sides by means of the cooling device, that is to say both on the side which the Tool component facing the movable tool component part, as well as on the side facing away from this tool component.
Gemäß noch einer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass zum Abkühlen des mindestens einen ersten Abschnitts ein flüssiges Kühlmittel (zum Beispiel Öl, Wasser, Eiswasser, Salzlösung) durch Kühlkanäle in der Matrize und/oder dem Stempel geleitet wird, die die Kühleinrichtung bilden. Entsprechendes gilt optional auch für den Fall, dass die Werkzeugkomponente, die nach dem Umformen mit dem mindestens einen zweiten Abschnitt des Werkstücks in Kontakt bleibt, eine Kühlfunktion auch in dem zu dem zweiten Abschnitt benachbarten Werkzeugkomponentenabschnitt haben soll. Vorzugsweise ist dieser According to yet another embodiment, it is provided that for cooling the at least one first section, a liquid coolant (for example oil, water, ice water, saline solution) is passed through cooling channels in the die and / or the stamp, which form the cooling device. The same applies optionally also for the case that the tool component, which remains in contact with the at least one second section of the workpiece after forming, should also have a cooling function in the tool component section adjacent to the second section. Preferably, this is
Werkzeugkomponentenabschnitt, der benachbart zum zweiten Abschnitt des Werkstücks ist, aber frei von Kühlkanälen.  Tool component portion, which is adjacent to the second portion of the workpiece, but free of cooling channels.
Gemäß wieder einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Werkstück vor dem Umformen ein Stahlblech einer Stärke von mindestens 1 ,5 mm, insbesondere von mindestens 2,0 mm und bevorzugt von mindestens 2,5 mm, ist. Diese Blechstärken werden im Chassis-Bereich wie beispielsweise bei der Fertigung einer Radschüssel für eine According to yet another embodiment, it is provided that the workpiece before forming a steel sheet of a thickness of at least 1, 5 mm, in particular of at least 2.0 mm, and preferably of at least 2.5 mm. These sheet thicknesses are in the chassis area such as in the manufacture of a wheel for a
Fahrzeugfelge verwendet. Die relativ großen Stärken sind insbesondere deshalb von Vorteil, da die eingebrachte Wärme, beispielsweise die in einem dem Umformwerkzeug Vehicle rim used. The relatively large strengths are particularly advantageous because the heat introduced, for example, in a the forming tool
vorgeschalteten Ofen eingebrachte Wärme, bei dicken Blechen besonders lange gespeichert werden kann, so dass ein einseitiger Werkzeugkontakt für die Wärmeabfuhr und das heat introduced in front of the oven, can be stored for a particularly long time in thick metal sheets, so that a one-sided tool contact for heat dissipation and the
Tempering (Härten) eingesetzt werden kann. Das Werkstück aus Stahlblech kann eine einheitliche Dicke aufweisen und monolithisch ausgebildet sein. Denkbar sind auch Tempering (hardening) can be used. The workpiece made of sheet steel may have a uniform thickness and be monolithic. Are also conceivable
Werkstücke aus Tailored-Products (maßgeschneiderten Stahlblech-Halbzeugen), wie Tailored Blanks, Tailored Strips, Tailored Rolled Blanks, aus Stahl-Sandwichwerkstoffen oder deren Kombinationen. Tailored Products (tailor-made sheet steel semi-finished products), such as tailored blanks, tailored strips, tailored rolled blanks, steel sandwich materials or combinations thereof.
Gemäß noch einer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Werkstück zu einer Radschüssel für eine Fahrzeugfelge umgeformt wird, wobei der Radflansch der Radschüssel durch den direkten Kontakt mit dem das Umformwerkzeug umgebenden Gas (relativ langsam) abgekühlt wird, während der gesamte übrige Teil der Radschüssel mittels der According to another embodiment, it is provided that the workpiece is formed into a wheel rim for a vehicle rim, wherein the wheel flange of the wheel is cooled by the direct contact with the gas surrounding the forming (relatively slow), while the entire remaining part of the wheel by means of the
Kühleinrichtung (relativ schnell) abgekühlt wird. Mit dem Radflansch ist der Bereich der Radschüssel gemeint, welcher umlaufend mit den Bohrlöchern für die Radbolzen versehen ist. Wie bereits zuvor erwähnt, wird die Herstellung der Radschüssel hier nur beispielhaft erwähnt. Grundsätzlich ist das erfindungsgemäße Verfahren aber auch auf die Herstellung anderer Bauteile anwendbar. Cooling device (relatively fast) is cooled. With the wheel flange is meant the area of the wheel disc, which is circumferentially provided with the bores for the wheel bolts. As already mentioned above, the production of the wheel disc is only an example here mentioned. In principle, however, the method according to the invention can also be applied to the production of other components.
Gemäß noch einer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das das Umformwerkzeug umgebende Gas eine Temperatur in einem Bereich von 20 bis 30°C, insbesondere eine Temperatur in einem Bereich von 22 bis 26°C, hat und insbesondere Luft ist. Grundsätzlich ist es auch denkbar, das umgeformte Werkstück einem Gas mit einer höheren Temperatur auszusetzen, solange garantiert ist, dass die Abschnitte (Zonen) des Werkstücks, die mit dem Gas in Kontakt kommen, so langsam abkühlen, dass das Gefüge nicht vollständig in Martensit umgewandelt wird. Auch niedrigere Temperaturen des Gases sind denkbar. Des Weiteren kann auch vorgesehen sein, dass das Werkstück vor dem Umformen auf eine Temperatur in einem Bereich von 750°C bis 1000°C erhitzt wird und/oder nach dem According to another embodiment, it is provided that the gas surrounding the forming tool has a temperature in a range of 20 to 30 ° C, in particular a temperature in a range of 22 to 26 ° C, and in particular is air. In principle, it is also conceivable to expose the formed workpiece to a gas at a higher temperature, as long as it is guaranteed that the sections (zones) of the workpiece which come into contact with the gas cool down so slowly that the structure is not completely converted into martensite becomes. Lower temperatures of the gas are conceivable. Furthermore, it can also be provided that the workpiece is heated to a temperature in a range of 750 ° C to 1000 ° C before forming and / or after the
Umformen im ersten Abschnitt mit einer Kühlrate in einem Bereich von 25 bis 35 K/s abgekühlt wird. Forming is cooled in the first section with a cooling rate in a range of 25 to 35 K / s.
Die Aufgabe wird ferner gemäß einer weiteren Lehre der vorliegenden Erfindung bei einem Umformwerkzeug zum Warmumformen eines Werkstücks, insbesondere einer Platine, aus Stahlblech, insbesondere zur Durchführung des zuvor definierten Verfahrens, mit zwei Werkzeugkomponenten in Form einer Matrize und eines Stempels, zwischen denen das Werkstück anordenbar ist und die relativ zueinander bewegbar sind, dadurch gelöst, dass die eine der Werkzeugkomponenten einen relativ zur übrigen Werkzeugkomponente beweglichen Werkzeugkomponententeil aufweist, der im zusammengedrückten Zustand der beiden Werkzeugkomponenten von der jeweils anderen der Werkzeugkomponenten wegbewegbar ist. The object is further according to another teaching of the present invention in a forming tool for hot forming a workpiece, in particular a board made of sheet steel, in particular for carrying out the method defined above, with two tool components in the form of a die and a punch, between which the workpiece can be arranged is and which are movable relative to each other, achieved in that the one of the tool components has a relative to the rest of the tool component movable tool component part, which is moved away in the compressed state of the two tool components of the other of the tool components.
Auch hier handelt es sich bei der Werkzeugkomponente, die einen relativ zur übrigen Werkzeugkomponente beweglichen Werkzeugkomponententeil aufweist, insbesondere um den Stempel, wobei die jeweils andere Werkzeugkomponente dann die Matrize ist. Wie gesagt ist grundsätzlich aber auch der umgekehrte Fall denkbar, das heißt, die Matrize weist einen relativ zur übrigen Matrize beweglichen Teil auf. Here, too, the tool component which has a tool component part that is movable relative to the rest of the tool component, in particular the stamp, wherein the respective other tool component is then the die. As I said, but in principle, the reverse case is conceivable, that is, the die has a relative to the rest of the die moving part.
Wenn von einem beweglichen Werkzeugkomponententeil die Rede ist, ist nicht When talking about a movable tool component part, it is not
ausgeschlossen, dass es auch mehrere solche beweglichen Werkzeugkomponententeile gibt, die unabhängig voneinander oder gemeinsam in der zuvor definierten Weise bewegt werden können. Die beweglichen Werkzeugkomponententeile können auch eine beliebige Form haben. Beispielsweise ist es denkbar, dass der Werkzeugkomponententeil ringförmig um eine Mittelachse ausgebildet ist, die parallel zur Bewegungsrichtung der excluded that there are also several such movable tool component parts, which moves independently or jointly in the previously defined manner can be. The movable tool component parts can also have any shape. For example, it is conceivable that the tool component part is formed annularly around a central axis which is parallel to the direction of movement of
Werkzeugkomponente mit dem beweglichen Werkzeugkomponententeil verläuft. Die Bewegungsrichtung ist insbesondere die Richtung, in der der Stempel auf die Matrize zubewegt wird (Pressrichtung). Die Mittelachse des beweglichen Werkzeugkomponententeils erstreckt sich in dieser Richtung. Der ringförmig ausgebildete bewegliche Tool component runs with the movable tool component part. The direction of movement is in particular the direction in which the punch is moved towards the die (pressing direction). The center axis of the movable tool component part extends in this direction. The ring-shaped movable
Werkzeugkomponententeil ist insbesondere geeignet, bei der Herstellung der bereits erwähnten Radschüssel durch das Abkühlen zonenspezifische Gefüge-Eigenschaften hervorzurufen, nämlich eine nicht vollständige Umwandlung in Martensit, insbesondere im Bereich des Radflansches (der Bohrungen für die Radbolzen). Tool component part is particularly suitable for producing in the production of the above-mentioned wheel by cooling zone-specific microstructural properties, namely an incomplete transformation into martensite, especially in the region of the wheel flange (the holes for the wheel bolts).
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Umformwerkzeugs ist vorgesehen, dass das Umformwerkzeug ferner eine Kühleinrichtung aufweist, insbesondere eine von Kühlkanälen in der Matrize und/oder im Stempel gebildete Kühleinrichtung, wobei der bewegliche According to a further embodiment of the forming tool is provided that the forming tool further comprises a cooling device, in particular a cooling device formed by cooling channels in the die and / or in the stamp, wherein the movable
Werkzeugkomponententeil nicht mit der Kühleinrichtung verbunden und insbesondere frei von Kühlkanälen ist. Tool component part is not connected to the cooling device and in particular is free of cooling channels.
Schließlich wird die Aufgabe auch gelöst durch ein Werkstück, beispielsweise eine Finally, the problem is solved by a workpiece, such as a
Radschüssel für eine Fahrzeugfelge, hergestellt durch das zuvor definierte Verfahren. Wheel rim for a vehicle rim made by the previously defined method.
Stahlwerkstoffe mit hoher Werkstofffestigkeit mit einer Zugfestigkeit von beispielsweise mehr als 800 MPa bzw. hohem Matensit-Anteil können gerade unter zyklischer Belastung bei hohen Spannungsüberhöhungen, die zum Beispiel an Löchern, Kerben oder bearbeiteten Kanten auftreten, frühzeitig versagen, so dass die hohe Werkstofffestigkeit nicht auf dasSteel materials with high material strength with a tensile strength of, for example, more than 800 MPa or high matensite content can fail just under cyclic load at high stress peaks, which occur for example at holes, notches or machined edges early, so that the high material strength is not on the
Bauteil übertragen werden kann. Aus diesem Grund ist das durch das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die erfindungsgemäße Vorrichtung hergestellte Werkstück bzw. die erfindungsgemäße Radschüssel in den hoch belasteten Bereichen wie zum Beispiel dem Radflansch, der an der Radnabe fahrzeugseitig aufliegt, nicht vollständig pressgehärtet. Dabei kann entweder die komplette Radschüssel nicht vollständig pressgehärtet sein und damit das Gefüge des gesamten Bauteils homogen nicht vollständig in Martensit Component can be transferred. For this reason, the workpiece or the wheel disc according to the invention produced by the method according to the invention or the device according to the invention is not completely press-hardened in the heavily loaded areas, such as the wheel flange, which rests on the wheel hub on the vehicle side. In this case, either the complete wheel disc can not be completely press-hardened and thus the structure of the entire component is not completely homogeneous in martensite
umgewandelt sein oder nur bereichsweise nicht pressgehärtet sein, wie zum Beispiel im Radflansch. Dadurch wird die Dauerfestigkeit der Gesamtkonstruktion deutlich verbessert. Es gibt nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, das erfindungsgemäße Verfahren, das erfindungsgemäße Umformwerkzeug und das erfindungsgemäße Werkstück auszugestalten und weiterzubilden. Diesbezüglich sei zum einen verwiesen auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche, zum anderen auf die Beschreibung eines be converted or not press hardened only in certain areas, such as in the wheel flange. As a result, the fatigue strength of the overall construction is significantly improved. There are now a variety of ways to design and further develop the method according to the invention, the forming tool according to the invention and the workpiece according to the invention. In this regard, reference is made to the claims subordinate to claim 1, on the one hand to the description of a
Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung. In der Zeichnung zeigt: Embodiment in conjunction with the drawing. In the drawing shows:
Fig. 1 a) ein Umformwerkzeug mit einem zwischen Stempel und Matrize eingesetzten plattenförmigen Werkstück vor dem Umformvorgang, Fig. 1 b) das Umformwerkzeug aus Fig. 1 a) nach dem Umformen, 1 a) a forming tool with a plate-shaped workpiece inserted between punch and die before the forming process, FIG. 1 b) the forming tool from FIG. 1 a) after forming, FIG.
Fig. 1 c) das Umformwerkzeug aus Fig. 1 a) beim Abkühlen und Fig. 1 c) the forming tool of Fig. 1 a) during cooling and
Fig. 1 d) das Umformwerkzeug aus Fig. 1 a) bei der Entnahme des fertig umgeformten Fig. 1 d) the forming tool of Fig. 1 a) during the removal of the finished reshaped
Werkstücks.  Workpiece.
Im Folgenden wird kurz anhand der Figuren 1 a) bis d) ein Verfahren zum Warmumformen und partiellem Presshärten eines Werkstücks 1 aus Stahlblech anhand des Beispiels einer herzustellenden Radschüssel für eine Fahrzeugfelge beschrieben. In the following, a method for hot forming and partial press hardening of a workpiece 1 made of sheet steel will be described briefly with reference to the figures 1 a) to d) based on the example of a wheel rim for a vehicle rim to be produced.
Fig. 1 a) zeigt im geöffneten Zustand ein Umformwerkzeug 2 mit einer ersten Fig. 1 a) shows a forming tool 2 with a first in the open state
Werkzeugkomponente 3 in Form einer Matrize 3 und einer zweiten Werkzeugkomponente 4 in Form eines Stempels 4. Die Matrize 3 ist hier ortsfest und der Stempel 4 kann zum Zwecke des Umformens des Werkstücks 1 in seiner Gesamtheit auf die Matrize 3 zubewegt werden, bis der Stempel 4 die korrespondierende Form bzw. Vertiefung in der Matrize 3 ausfüllt. Letzterer Zustand ist in Fig. 1 b) dargestellt, wodurch das bis zu einem Tool 3 in the form of a die 3 and a second tool component 4 in the form of a punch 4. The die 3 is fixed here and the punch 4 can be moved for the purpose of forming the workpiece 1 in its entirety on the die 3 until the punch 4th the corresponding shape or depression in the die 3 fills. The latter state is shown in Fig. 1 b), whereby up to a
austenitischen Zustand erhitzte Werkstück 1 die Form der Radschüssel erhält. Dieser Zustand wird auch als zusammengedrückter Zustand der Werkzeugkomponenten 3 und 4 bezeichnet. austenitic state heated workpiece 1 receives the shape of the wheel dish. This state is also referred to as a compressed state of the tool components 3 and 4.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Stempel 4 im Wesentlichen dreiteilig ausgebildet, nämlich mit einem äußeren, umlaufenden Werkzeugkomponententeil 4.2, einem darin angeordneten, ebenfalls umlaufenden Werkzeugkomponententeil 4.1 , der ringförmig ausgebildet ist, und einem wiederum darin angeordneten weiteren Werkzeugkomponententeil 4.3. Der ringförmige Werkzeugkomponententeil 4.1 , auch als Stempelteil bezeichnet, ist gegenüber den übrigen Werkzeugkomponententeilen 4.2 und 4.3, also gegenüber dem übrigen Stempel, beweglich gelagert und läßt sich unabhängig vom übrigen Stempel entgegen der Bewegungsrichtung bzw. Pressrichtung X bewegen, wie in Fig. 1 c) dargestellt ist. In the illustrated embodiment, the punch 4 is formed substantially in three parts, namely with an outer circumferential tool component part 4.2, arranged therein, also circumferential tool component part 4.1, which is annular, and in turn arranged therein another Tool component part 4.3. The annular tool component part 4.1, also referred to as a stamp part, is movably mounted relative to the other tool component parts 4.2 and 4.3, ie relative to the rest of the stamp, and can be moved independently of the rest of the stamp against the direction of movement or pressing direction X, as shown in Fig. 1 c). is shown.
Indem in dem Verfahrensschritt in Fig. 1 c) nach dem Umformen des Werkstücks 1 das ringförmige Werkzeugkomponententeil 4.1 von der dem Stempel 4 zugewandten Oberfläche 1 a des Werkstücks 1 weg bewegt wird, dringt hier Umgebungsluft an die Oberfläche 1 a des Werkstücks 1 , jedoch nur in dem ringförmigen Abschnitt 1 .3, der den späteren Radflansch bzw. Bereich mit den Löchern für die Radbolzen bildet. Die Stempelteile 4.2 und 4.3 werden dagegen aus dem zusammengedrückten Zustand zunächst nicht wegbewegt, sondern diese Werkzeugkomponententeile bleiben mit der Oberseite 1 a des Werkstücks 1 in Kontakt. Auch die gesamte Matrize 3 bleibt zu diesem Zeitpunkt mit dem vollständigen Werkstück 1 , nämlich mit dessen Unterseite 1 b, in Kontakt. In the method step in FIG. 1 c), after the forming of the workpiece 1, the annular tool component part 4.1 is moved away from the surface 1 a of the workpiece 1 facing the punch 4, ambient air penetrates the surface 1 a of the workpiece 1, but only in the annular portion 1 .3, which forms the later wheel flange or area with the holes for the wheel bolts. The stamp parts 4.2 and 4.3, however, are initially not moved away from the compressed state, but these tool component parts remain with the top 1 a of the workpiece 1 in contact. Also, the entire die 3 remains at this time in contact with the complete workpiece 1, namely with its underside 1 b.
Das zuvor im erhitzten Zustand gemäß der Figuren 1 a) und 1 b) umgeformte Werkstück wird gemäß Fig. 1 c) nun wie folgt abgekühlt. Der Abschnitt 1 .3 des Werkstücks 1 ist oberseitig nicht mehr mit dem Stempel 4 in Kontakt, da die Stempelteile 4.1 unmittelbar nach dem Umformen zurückgefahren worden sind. In diesem Abschnitt 1 .3 erfolgt eine relativ langsame Abkühlung des Werkstücks 1 durch eine Wärmeübertragung an die The workpiece previously shaped in the heated state according to FIGS. 1 a) and 1 b) is then cooled as follows, as shown in FIG. 1 c). The section 1 .3 of the workpiece 1 is no longer in contact with the punch 4 on the upper side, since the punch parts 4.1 have been retracted immediately after forming. In this section 1 .3 takes place a relatively slow cooling of the workpiece 1 by a heat transfer to the
Umgebungsluft zur Oberseite 1 a hin. Zur Unterseite 1 b hin ist das Werkstück 1 noch mit der Matrize 3 in Kontakt und gibt hier langsam Wärme an die hier nicht zusätzlich gekühlte Matrize 3 ab. Ambient air to the top 1 a back. Towards the bottom 1 b, the workpiece 1 is still in contact with the die 3 and slowly releases heat to the die 3, which is not additionally cooled here.
Die übrigen Bereiche 1 .1 und 1.2 des umgeformten Werkstücks 1 sind sowohl zur Oberseite 1 a als auch zur Unterseite 1 b hin mit der Matrize 3 und dem Stempel 4 in Kontakt, so dass keine Umgebungsluft, zumindest nicht in nennenswertem Maße, an die Abschnitte 1.1 und 1 .2 gelangt. Hier erfolgt die Abkühlung über eine Wärmeübertragung an die Matrize 3 und die entsprechenden Stempelteile 4.2 und 4.3, die für einen erhöhten Wärmeübergang noch zusätzlich von Kühlkanälen 5, die eine Kühleinrichtung 5 bilden, durchsetzt sind. Die The remaining areas 1 .1 and 1.2 of the formed workpiece 1 are both the top 1 a and the bottom 1 b out with the die 3 and the punch 4 in contact, so that no ambient air, at least not to a significant extent, to the sections 1.1 and 1 .2 arrives. Here, the cooling takes place via a heat transfer to the die 3 and the corresponding stamp parts 4.2 and 4.3, which are still interspersed for an increased heat transfer of cooling channels 5, which form a cooling device 5. The
Kühlkanäle 5 werden beispielsweise mit Öl oder Eiswasser durchspült, wodurch die Cooling channels 5 are flushed, for example, with oil or ice water, whereby the
Abschnitte 1.1 und 1 .2 des Werkstücks 1 relativ schnell abkühlen. Die schnelle Abkühlung der Abschnitte 1 .1 und 1 .2 des Werkstücks 1 führt zu einer vollständigen Umwandlung des Gefüges in Martensit. Die Abkühlung des ringförmigen Bereichs 1 .3 des Werkstücks 1 über die Umgebungsluft ist dagegen so langsam, dass hier keine vollständige Umwandlung des Gefüges in Martensit erfolgen kann. Dieser Bereich ist somit nicht vollständig pressgehärtet. Cool sections 1.1 and 1 .2 of the workpiece 1 relatively quickly. The rapid cooling of the sections 1 .1 and 1 .2 of the workpiece 1 leads to a complete transformation of the microstructure into martensite. By contrast, the cooling of the annular region 1 .3 of the workpiece 1 via the ambient air is so slow that complete conversion of the microstructure into martensite can not take place here. This area is thus not completely press-hardened.
Die Werkzeugkomponente 4.1 ist hier beispielhaft als Teil des Stempels 4 dargestellt. The tool component 4.1 is shown here as an example as part of the punch 4.
Grundsätzlich ist es aber auch denkbar, alternativ die Matrize 3 mit einem beweglichen Teil auszubilden, wobei in diesem Fall dann aber der Stempel 4 während des Abkühlens über die gesamte Oberfläche 1 a des Werkstücks 1 an diesem anliegen würde. Das Werkstück 1 wird also beim Abkühlen immer nur ausschließlich von einer Seite der Umgebungsluft oder einem anderen wärmeabführenden Gas ausgesetzt. In principle, it is also conceivable alternatively to form the die 3 with a movable part, in which case, however, the die 4 would abut against the workpiece 1 during cooling over the entire surface 1a. The workpiece 1 is thus exposed during cooling always only one side of the ambient air or another heat-dissipating gas.
Der bewegliche Werkzeugkomponententeil 4.1 ist hier nur beispielhaft um die Mittelachse M ringförmig ausgebildet. Für andere Anwendungsfälle können auch andere Formen von beweglichen Werkzeugkomponentenabschnitten 4.1 denkbar sein. Auch ist hier beispielhaft nur ein einziger beweglicher Werkzeugkomponentenabschnitt dargestellt. Grundsätzlich können aber auch mehrere solcher Werkzeugkomponentenabschnitte vorgesehen sein, die zum Abkühlen gegenüber der übrigen Werkzeugkomponente 4 von dem Werkstück 1 wegbewegt werden können. Auch sind hier beispielhaft zwei Stempelteile 4.2 und 4.3 dargestellt, welche zum Zwecke des Abkühlens mit dem Werkstück 1 in Kontakt bleiben. Grundsätzlich ist es aber auch denkbar, dass hier überhaupt kein Teil des Stempels 4 (oder genau ein Werkzeugkomponententeil oder mehr als zwei Werkzeugkomponententeile) zum Abkühlen mit dem umgeformten Werkstück 1 in Kontakt bleibt/bleiben. The movable tool component part 4.1 is designed here by way of example only around the central axis M annular. For other applications, other forms of moving tool component sections 4.1 may be conceivable. Also, by way of example only a single movable tool component section is shown here. In principle, however, it is also possible for a plurality of such tool component sections to be provided, which can be moved away from the workpiece 1 for cooling in relation to the remaining tool component 4. Also exemplified here are two stamp parts 4.2 and 4.3, which remain in contact with the workpiece 1 for the purpose of cooling. In principle, however, it is also conceivable that no part of the punch 4 at all (or exactly one tool component part or more than two tool component parts) remains in contact with the deformed workpiece 1 for cooling.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e P a n t a n s p r e c h e
Verfahren zum Warmumformen eines Werkstücks (1 ), insbesondere einer Platine, aus Stahlblech, Method for hot forming a workpiece (1), in particular a board, made of sheet steel,
bei welchem das Werkstück (1 ) vor dem Umformen erhitzt wird,  in which the workpiece (1) is heated prior to forming,
bei welchem dann das erhitzte Werkstück (1 ) in einem Umformwerkzeug (2), das zwei Werkzeugkomponenten (3,4) in Form einer Matrize (3) und eines Stempels (4) aufweist, durch Kontakt mit beiden Werkzeugkomponenten (3,4) warm umgeformt wird, und  in which then the heated workpiece (1) in a forming tool (2) having two tool components (3,4) in the form of a die (3) and a punch (4), by contact with both tool components (3,4) warm is transformed, and
bei welchem dann das umgeformte Werkstück (1 ) zumindest abschnittsweise einem das Umformwerkzeug (2) umgebenden Gas direkt ausgesetzt wird und dadurch abgekühlt wird,  in which then the formed workpiece (1) is at least partially directly exposed to a gas surrounding the forming tool (2) and thereby cooled,
dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Umformen zumindest ein characterized in that after forming at least one
Werkzeugkomponententeil (4.1 ) der einen Werkzeugkomponente (4) von der dieser Werkzeugkomponente (4) zugewandten Seite (1 a) des umgeformten Werkstücks (1 ) wegbewegt wird, während die von dieser Werkzeugkomponente (4) abgewandte Seite (1 b) des umgeformten Werkstücks (1 ) weiterhin vollständig in Kontakt mit der jeweils anderen Werkzeugkomponente (3) bleibt. Tool component part (4.1) of a tool component (4) of the said tool component (4) facing side (1 a) of the formed workpiece (1) is moved away, while that of this tool component (4) opposite side (1 b) of the formed workpiece ( 1) remains completely in contact with the respective other tool component (3).
Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Umformwerkzeug (2) eine Kühleinrichtung (5) aufweist und beim Abkühlen des umgeformten A method according to claim 1, characterized in that the forming tool (2) has a cooling device (5) and upon cooling of the formed
Werkstücks (1 ) mindestens ein erster Abschnitt (1 .1 ,1 .2) des umgeformten Workpiece (1) at least a first portion (1 .1, 1 .2) of the formed
Werkstücks (1 ) in Kontakt mit beiden Werkzeugkomponenten (3,4) verbleibt und mittels der Kühleinrichtung (5) abgekühlt wird und gleichzeitig mindestens ein zweiter Abschnitt (1.3) des umgeformten Werkstücks (1 ) dem das Umformwerkzeug (2) umgebenden Gas direkt ausgesetzt wird und dadurch langsamer als der mindestens eine erste Abschnitt (1.1 ,1.2) abgekühlt wird. Workpiece (1) in contact with both tool components (3,4) remains and is cooled by means of the cooling device (5) and at the same time at least a second portion (1.3) of the formed workpiece (1) is directly exposed to the gas surrounding the forming tool (2) and thereby slower than the at least one first section (1.1, 1.2) is cooled.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der bewegliche Werkzeugkomponententeil (4.1 ) der einen Werkzeugkomponente (4) von der dieser Werkzeugkomponente (4) zugewandten Seite (1 a) des mindestens einen zweiten Abschnitts (1.3) des umgeformten Werkstücks (1 ) wegbewegt wird, während die von dieser Werkzeugkomponente (4) abgewandte Seite (1 b) des mindestens einen zweiten Abschnitts (1.3) des umgeformten Werkstücks (1 ) weiterhin in Kontakt mit der jeweils anderen Werkzeugkomponente (3) bleibt. A method according to claim 2, characterized in that the movable tool component part (4.1) of a tool component (4) of said tool component (4) facing side (1 a) of the at least one second portion (1.3) of the formed workpiece (1) is moved away , while the side facing away from this tool component (4) side (1 b) of the at least one second portion (1.3) of the formed workpiece (1) remains in contact with the respective other tool component (3).
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugkomponente (4), von der zumindest der Method according to one of the preceding claims, characterized in that the tool component (4), of which at least the
Werkzeugkomponententeil (4.1 ) oder die vollständig von der dieser Tool component part (4.1) or the completely of this
Werkzeugkomponente (4) zugewandten Seite (1 a) des umgeformten Werkstücks (1 ) wegbewegt wird, der Stempel (4) ist und die andere Werkzeugkomponente (3) die Matrize (3) ist. Tool component (4) facing side (1 a) of the formed workpiece (1) is moved away, the punch (4) and the other tool component (3) is the die (3).
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das umgeformte Werkstück (1 ) oder der mindestens eine zweite Abschnitt (1.3) auf der Seite (1 b), die von der Werkzeugkomponente (4) mit dem beweglichen Werkzeugkomponententeil (4.1 ) abgewandt ist, nicht mittels der Kühleinrichtung (5) abgekühlt wird. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the formed workpiece (1) or the at least one second portion (1.3) on the side (1 b) facing away from the tool component (4) with the movable tool component part (4.1) , is not cooled by means of the cooling device (5).
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine erste Abschnitt (1 .1 ,1 .2) beidseitig mittels der Kühleinrichtung (5) abgekühlt wird. Method according to one of claims 2 to 5, characterized in that the at least one first portion (1 .1, 1 .2) is cooled on both sides by means of the cooling device (5).
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zum Abkühlen des mindestens einen ersten Abschnitts (1 .1 ,1.2) ein flüssiges Kühlmittel durch Kühlkanäle (5) in der Matrize (3) und/oder dem Stempel (4) geleitet wird, die die Kühleinrichtung (5) bilden. Method according to one of claims 2 to 6, characterized in that for cooling the at least one first portion (1 .1, 1.2) a liquid coolant passed through cooling channels (5) in the die (3) and / or the punch (4) is, which form the cooling device (5).
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück (1 ) vor dem Umformen ein Stahlblech (1 ) einer Stärke von mindestens 1 ,5 mm, insbesondere von mindestens 2,0 mm, vorzugsweise von mindestens 2,5 mm ist. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the workpiece (1) before forming a steel sheet (1) has a thickness of at least 1, 5 mm, in particular of at least 2.0 mm, preferably of at least 2.5 mm.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück (1 ) zu einer Radschüssel (1 ) für eine Fahrzeugfelge umgeformt wird, wobei der Radflansch (1 .3) der Radschüssel (1 ) durch den direkten Kontakt mit dem das Umformwerkzeug (2) umgebenden Gas abgekühlt wird, während der gesamte übrige Teil (1 .1 ,1.2) der Radschüssel (1 ) mittels der Kühleinrichtung (5) abgekühlt wird. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das das Umformwerkzeug (2) umgebende Gas eine Temperatur in einem Bereich von 20 bis 30°C, insbesondere eine Temperatur in einem Bereich von 22 bis 26°C, hat und insbesondere Luft ist. Method according to one of claims 2 to 8, characterized in that the workpiece (1) to a wheel rim (1) for a vehicle rim is formed, wherein the wheel flange (1 .3) of the wheel disc (1) by the direct contact with the Condensing mold (2) surrounding gas is cooled while the entire remaining part (1 .1, 1.2) of the wheel disc (1) by means of the cooling device (5) is cooled. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the gas surrounding the forming tool (2) has a temperature in a range of 20 to 30 ° C, in particular a temperature in a range of 22 to 26 ° C, and in particular is air.
Umformwerkzeug (2) zum Warmumformen eines Werkstücks (1 ), insbesondere einer Platine (1 ), aus Stahlblech, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche, mit zwei Werkzeugkomponenten (3,4) in Form einer Matrize (3) und eines Stempels (4), zwischen denen das Werkstück (1 ) anordenbar ist und die relativ zueinander bewegbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die eine der Werkzeugkomponenten (3,4) einen relativ zur übrigen Forming tool (2) for hot forming a workpiece (1), in particular a blank (1) made of sheet steel, in particular for carrying out the method according to one of the preceding claims, with two tool components (3,4) in the form of a die (3) and a Stamp (4), between which the workpiece (1) can be arranged and which are movable relative to each other, characterized in that the one of the tool components (3,4) one relative to the rest
Werkzeugkomponente (4.2,4.3) beweglichen Werkzeugkomponententeil (4.1 ) aufweist, der im zusammengedrückten Zustand der beiden Werkzeugkomponenten (3,4) von der jeweils anderen der Werkzeugkomponenten (3,4) wegbewegbar ist.  Tool component (4.2,4.3) movable tool component part (4.1), which is movable away in the compressed state of the two tool components (3,4) from the other of the tool components (3,4).
Umformwerkzeug (2) nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugkomponente (4) mit dem beweglichen Werkzeugkomponententeil (4.1 ) der Stempel (4) ist und die jeweils andere Werkzeugkomponente (3) die Matrize (3) ist. Forming tool (2) according to claim 1 1, characterized in that the tool component (4) with the movable tool component part (4.1) of the punch (4) and the respective other tool component (3) is the die (3).
Umformwerkzeug (2) nach Anspruch 1 1 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugkomponententeil (4.1 ) ringförmig um eine Mittelachse (M) ausgebildet ist, die parallel zur Bewegungsrichtung (X) der Werkzeugkomponente (4) mit dem beweglichen Werkzeugkomponententeil (4.1 ) verläuft. Forming tool (2) according to claim 1 1 or 12, characterized in that the tool component part (4.1) is annular around a central axis (M) which is parallel to the direction of movement (X) of the tool component (4) with the movable tool component part (4.1) ,
Umformwerkzeug (2) nach einem der Ansprüche 1 1 bis 13, dadurch Forming tool (2) according to one of claims 1 1 to 13, characterized
gekennzeichnet, dass das Umformwerkzeug (2) ferner eine Kühleinrichtung (5) aufweist, insbesondere eine von Kühlkanälen (5) in der Matrize (3) und/oder im Stempel (4) gebildete Kühleinrichtung (5), wobei der bewegliche  characterized in that the forming tool (2) further comprises a cooling device (5), in particular one of cooling channels (5) in the die (3) and / or in the punch (4) formed cooling device (5), wherein the movable
Werkzeugkomponententeil (4.1 ) nicht mit der Kühleinrichtung (5) verbunden und insbesondere frei von Kühlkanälen (5) ist.  Tool component part (4.1) not connected to the cooling device (5) and in particular free of cooling channels (5).
15. Werkstück (1 ), insbesondere Radschüssel (1 ) für eine Fahrzeugfelge, hergestellt durch ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10. 15. workpiece (1), in particular wheel disc (1) for a vehicle rim, produced by a method according to one of claims 1 to 10.
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