ES2457792T3

ES2457792T3 - Partial method of hot molding and hardening by infrared lamp heating

Info

Publication number: ES2457792T3
Application number: ES09006643.2T
Authority: ES
Inventors: Markus Pellmann; Johannes Dr. Böke
Original assignee: Benteler Automobiltechnik GmbH; Aisin Takaoka Co Ltd
Current assignee: Benteler Automobiltechnik GmbH; Aisin Takaoka Co Ltd
Priority date: 2008-06-30
Filing date: 2009-05-16
Publication date: 2014-04-29
Anticipated expiration: 2029-05-16
Also published as: US20090320968A1; EP2143808A1; EP2143808B1; DE102008030279A1

Abstract

Método para producir un componente moldeado (42) que tiene al menos dos regiones estructurales de diferente ductilidad (43 - 47) a partir de un componente en bruto (4, 40) de acero endurecible, que se caliente de forma diferente por regiones y entonces se conforma y se dura por regiones en una herramienta de termoconformado y de endurecimiento (8), caracterizado por que - el componente en bruto (4, 40) se calienta en un dispositivo de calentamiento (6) a una temperatura homogénea menor que el punto AC3 de la aleación, - el componente de pieza en bruto a continuación se lleva a una temperatura por encima del punto AC3 de la aleación por medio de una matriz de lámparas de infrarrojos (7, 70) en las regiones de primera clase (47) y en las regiones de segunda clase (43, 44) se mantiene a una temperatura por debajo del punto AC3 de la aleación, en donde - la lámparas de infrarrojos (71, 710) se controlan en los campos de temperatura (72, 73, 74) de tal manera que en los campos de temperatura (72) y ( 74 ) el componente en bruto precalentado (41) en las regiones de segunda clase se mantiene a la temperatura por debajo del punto AC3 de la aleación, mientras que en el campo de temperatura (73) las lámparas de infrarrojos se controlan, de tal manera que el componente en bruto (41) en las zonas de primera clase se calienta a una temperatura por encima del punto AC3 de la aleación, y - el componente en bruto (4, 40) se cura en la herramienta de termoconformado y de endurecimiento (8) en las regiones de primera clase (47).Method for producing a cast component (42) having at least two structural regions of different ductility (43-47) from a hardenable steel blank (4, 40), which is heated differently by region and then is shaped and hardened by regions in a thermoforming and hardening tool (8), characterized in that - the raw component (4, 40) is heated in a heating device (6) to a homogeneous temperature lower than the point Alloy AC3, - the blank component below is brought to a temperature above the alloy AC3 point by means of an array of infrared lamps (7, 70) in the first class regions (47) and in the second class regions (43, 44) it is maintained at a temperature below the AC3 point of the alloy, where - the infrared lamps (71, 710) are controlled in the temperature fields (72, 73, 74) in such a way that in the fields of temperatur at (72) and (74) the preheated raw component (41) in the second class regions is maintained at the temperature below the AC3 point of the alloy, while in the temperature field (73) the infrared lamps are controlled, such that the blank (41) in the first-class zones is heated to a temperature above the AC3 point of the alloy, and - the blank (4, 40) is cured in the tool of thermoforming and hardening (8) in the first class regions (47).

Description

Método parcial de moldeo en caliente y endurecimiento mediante calentamiento con lámpara infrarroja Partial method of hot molding and hardening by infrared lamp heating

La invención describe un método para la producción de un componente moldeado que tiene al menos dos regiones estructurales de diferente ductilidad de un componente en blanco de acero endurecible, que parcialmente se calienta de forma diferente y luego formada en una herramienta de conformación en caliente y de endurecimiento y se cura parcialmente, y un campo de la lámparas de infrarrojos. The invention describes a method for the production of a molded component having at least two structural regions of different ductility of a blank hardenable steel component, which is partially heated differently and then formed in a hot forming tool and of hardening and partially cured, and a field of infrared lamps.

En la construcción de vehículos a motor se utilizan más y más componentes del vehículo de acero sólido y de alta resistencia con el fin de cumplir con los criterios de construcción de peso ligero. Esto también se aplica al ámbito de la carrocería, donde, por ejemplo, los dispositivos estructurales y/o de seguridad, tales como barras de protección de la puerta, pilares A y B, parachoques así como los soportes longitudinales y transversales con más frecuencia se fabrican de un acero termoconformado y endurecido a presión con resistencia a la tracción superior a 1000 MPa para lograr los objetivos de peso y los requisitos de seguridad. Por el documento DE 24 52 486 se conoce en este caso un método de moldeo a presión y endurecimiento de una chapa de acero con un espesor de material bajo y buena estabilidad dimensional, en el que una chapa de acero de una aleación con boro se calienta a una temperatura por encima de AC3 y a continuación se presiona en menos de 5 segundos en la forma final entre dos herramientas indirectamente enfriadas con un cambio sustancial en la forma y se somete a un enfriamiento rápido a permanecer en la prensa de manera que se obtiene una microestructura martensítica y/o bainítica. A través de estas medidas, se obtiene un producto con alta precisión dimensional, buena estabilidad dimensional y valores altos de resistencia, que es ideal para las piezas estructurales y de seguridad en la fabricación de vehículos de motor. A este proceso se refiere a continuación por termoconformado y endurecimiento a presión. En este caso, tanto componentes preformados, como las placas planas pueden ser termoconformadas y endurecidos a presión. El proceso de moldeo en componentes preformados también puede estar limitado a una conformación de un pequeño porcentaje de la geometría final o en una calibración. In the construction of motor vehicles, more and more solid and high strength steel vehicle components are used in order to meet the lightweight construction criteria. This also applies to the scope of the bodywork, where, for example, structural and / or safety devices, such as door protection bars, pillars A and B, bumpers as well as longitudinal and transverse supports are most often They are manufactured from a thermoformed and pressure hardened steel with tensile strength exceeding 1000 MPa to achieve weight objectives and safety requirements. From DE 24 52 486, a method of pressure molding and hardening of a steel sheet with a low material thickness and good dimensional stability is known, in which a boron alloy steel plate is heated at a temperature above AC3 and then pressed in less than 5 seconds in the final form between two tools indirectly cooled with a substantial change in shape and subjected to rapid cooling to remain in the press so that a Martensitic and / or Bainitic microstructure. Through these measures, a product with high dimensional accuracy, good dimensional stability and high resistance values is obtained, which is ideal for structural and safety parts in the manufacture of motor vehicles. This process is referred to below by thermoforming and pressure hardening. In this case, both preformed components and flat plates can be thermoformed and pressure hardened. The molding process in preformed components may also be limited to a conformation of a small percentage of the final geometry or in a calibration.

En diversas aplicaciones de la tecnología automotriz componentes moldeados deben presentar una alta resistencia específica en determinadas zonas, y en otras zonas en relación con esta una mayor ductilidad. Además del refuerzo por la adición de chapas adicionales o el montaje de partes de diferente resistencia, aquí también es conocido tratar una componente mediante tratamiento de calor, de modo que presente zonas locales que tienen una mayor resistencia o mayor ductilidad. In various applications of automotive technology molded components must have a high specific resistance in certain areas, and in other areas in relation to this a greater ductility. In addition to the reinforcement by the addition of additional plates or the assembly of parts of different resistance, it is also known here to treat a component by heat treatment, so that it has local areas that have a greater resistance or greater ductility.

Por el documento DE 102 08 216 C1 se conoce, por ejemplo, un método para producir un componente de metal endurecido que tiene al menos dos regiones de diferente ductilidad. Aquí, una placa o un elemento de molde preformado se calienta en un aparato de la calefacción a una temperatura de austenitización, y luego se alimenta a través de una ruta de transporte a un proceso de endurecimiento. Durante el transporte se enfrían partes parciales de primera clase de la placa o del componente pre-formado, que presentan una mayor ductilidad en la pieza final. El método está optimizado para la producción en masa en la que las regiones de primera clase se enfrían bruscamente a una temperatura de inicio de enfriamiento predeterminado, que se sitúa por encima de la temperatura de transformación γ-α, y que el enfriamiento se termina cuando se alcanza una temperatura de parada de enfriamiento predeterminada y que antes de que haya sucedido una transformación en ferrita y/o perlita, o después de que se ha producido sólo una baja transformación en ferrita y/o perlita. Se mantiene entonces aproximadamente isotérmicamente para la transformación de austenita a ferrita y/o perlita. Mientras tanto, en las regiones de segunda clase que en proporción tienen menor ductilidad en el componente final, la temperatura de temple (TH) es lo bastante alta como para que se pueda producir una formación de martensita suficiente en las regiones de segunda clase durante un proceso de endurecimiento. A continuación, se realiza el proceso de endurecimiento. En este método, en primer lugar se introduce más energía de calor que necesario en la placa o el componente de molde en las zonas de primera clase, y entonces la energía térmica se retira en una segunda etapa de proceso, que también está relacionado a un consumo de energía. Por lo tanto, el método tiene un balance de energía relativamente pobre. From DE 102 08 216 C1, for example, a method for producing a hardened metal component having at least two regions of different ductility is known. Here, a plate or a preformed mold element is heated in a heating apparatus at an austenitization temperature, and then fed through a transport path to a hardening process. During transport, first-class partial parts of the plate or the pre-formed component are cooled, which have greater ductility in the final piece. The method is optimized for mass production in which the first-class regions are sharply cooled to a predetermined cooling start temperature, which is above the γ-α transformation temperature, and that the cooling is terminated when a predetermined cooling stop temperature is reached and before a transformation in ferrite and / or perlite has occurred, or after only a low transformation in ferrite and / or perlite has occurred. It is then maintained approximately isothermally for the transformation of austenite to ferrite and / or perlite. Meanwhile, in the second class regions that in proportion have lower ductility in the final component, the tempering temperature (TH) is high enough that sufficient martensite formation can occur in the second class regions during a hardening process. Next, the hardening process is performed. In this method, first more heat energy is introduced than necessary in the plate or the mold component in the first class areas, and then the thermal energy is removed in a second process stage, which is also related to a energy consumption. Therefore, the method has a relatively poor energy balance.

El documento DE 101 08 926 C1 revela un tratamiento térmico para modificar las propiedades físicas de un objeto de metal. Aquí, el sujeto se irradia en al menos una porción de superficie predeterminada con una radiación electromagnética de un emisor con una temperatura de radiación de 2900 K o más en la región del infrarrojo cercano con alta densidad de potencia. Por ello el material de una capa superficial asume una temperatura de tratamiento predeterminada, dependiendo de los parámetros del material. Posteriormente, la parte de la superficie irradiada se enfría activamente y de esta manera se acaba. Una calefacción completa de un objeto grande desde la temperatura ambiente a la temperatura de curado con el método descrito en el documento DE 101 08 926 C1 sería demasiado poco económico para una línea de termoconformado industrial. Document DE 101 08 926 C1 discloses a heat treatment to modify the physical properties of a metal object. Here, the subject is irradiated on at least a predetermined surface portion with an electromagnetic radiation of an emitter with a radiation temperature of 2900 K or more in the near infrared region with high power density. Therefore, the material of a surface layer assumes a predetermined treatment temperature, depending on the parameters of the material. Subsequently, the part of the irradiated surface is actively cooled and thus finished. A complete heating of a large object from room temperature to curing temperature with the method described in DE 101 08 926 C1 would be too inexpensive for an industrial thermoforming line.

Se da a conocer en el documento DE 102 56 621 B3 un método para la producción de un componente moldeado que tiene al menos dos regiones de diferente ductilidad de una pieza semiacabada de acero endurecible con un calentamiento en un horno de túnel y un proceso de curado. De acuerdo con la invención, se prevé que la pieza semi-acabada a calentar durante el transporte a través de un horno continuo al mismo tiempo pasa al menos dos zonas del horno continuo adyacentemente dispuestas en la dirección de paso con diferentes niveles de temperatura y de este modo se calienta a diferentes temperaturas, de modo que en el proceso de endurecimiento posterior se A method for the production of a molded component having at least two regions of different ductility of a semi-finished piece of hardenable steel with a heating in a tunnel kiln and a curing process is disclosed in DE 102 56 621 B3 . According to the invention, it is envisaged that the semi-finished piece to be heated during transport through a continuous oven at the same time passes at least two areas of the adjacent oven adjacently arranged in the direction of passage with different temperature and temperature levels. This mode is heated to different temperatures, so that in the subsequent hardening process

producen al menos dos regiones estructurales con diferente ductilidad. El horno continúo de la presente invención por lo tanto está provisto de al menos dos zonas adyacentes entre sí en la dirección de paso que están separadas entre sí por una pared de partición de modo que un pieza de trabajo que pasa el horno se encuentra parcialmente tanto en la zona 1 como también parcialmente en la zona 2 y en las dos zonas es posible un control de temperatura independiente. Sin embargo, este horno multizona es un horno especial para los componentes que hay que calentar parcialmente. produce at least two structural regions with different ductility. The continuous furnace of the present invention is therefore provided with at least two areas adjacent to each other in the direction of passage that are separated from each other by a partition wall so that a work piece passing the oven is partially both in zone 1 as well as partially in zone 2 and in both zones an independent temperature control is possible. However, this multi-zone oven is a special oven for components that must be partially heated.

Hein Philipp et al: "Status and innovation trends in hot stamping of USIBOR 1500 P", Steel Res. Int., editorial Stahleisen GmbH, ISSN: 1611-3683, volumen 79, nº 2, 1 de Febrero de 2008, páginas 85-91, describe, entre otras cosas, un método para establecer diferentes propiedades mecánicas en un componente de alta resistencia moldeado en caliente sometiendo el componente a diferentes tratamientos térmicos, que mejoran la ductilidad en áreas localizadas específicas. Una posibilidad consiste en un calentamiento parcial de una placa de salida a una temperatura por encima de la temperatura de recristalización, mientras que otras partes de la placa permanecen por debajo de la temperatura de recristalización. Una forma de lograr este estado consiste en un calentamiento por inducción selectiva. Hein Philipp et al: "Status and innovation trends in hot stamping of USIBOR 1500 P", Steel Res. Int., Editorial Stahleisen GmbH, ISSN: 1611-3683, volume 79, No. 2, February 1, 2008, pages 85- 91, describes, among other things, a method for establishing different mechanical properties in a hot-molded high strength component by subjecting the component to different heat treatments, which improve ductility in specific localized areas. One possibility is a partial heating of an outlet plate at a temperature above the recrystallization temperature, while other parts of the plate remain below the recrystallization temperature. One way to achieve this state is selective induction heating.

Maikranz-Valentine M et al.: "Components with optimised properties due to advances thermo-mechanical process strategies in hot sheet metal forming” Steel Res. Int., editorial Stahleisen GmbH, ISSN: 1611 - 3683, volumen 79, nº 2, 1 de Febrero de 2008, páginas 92 a 97 también describe un producto termomecánicamente personalizado. En este caso, toda la placa se calienta a una temperatura media por debajo de cada transformación estructural. Un aumento local por encima de AC3 en las zonas destinadas de alta resistencia se logra a través de un corto de calentamiento por inducción. Maikranz-Valentine M et al .: "Components with optimized properties due to advances thermo-mechanical process strategies in hot sheet metal forming” Steel Res. Int., Editorial Stahleisen GmbH, ISSN: 1611-3683, volume 79, No. 2, 1 from February 2008, pages 92 to 97 also describes a thermomechanically customized product In this case, the entire plate is heated at an average temperature below each structural transformation, a local increase above AC3 in the areas of high resistance It is achieved through a short induction heating.

Maikranz-Valentine M et al.: "Eigenschaftsoptimierte Bauteile durch modifizierte Prozessrouten beim Formhärten " estrategias de proceso termomecánico modernas en la transformación de acero, curso, Dusseldorf, 10 de Mayo de 2007, páginas 115-126, describe estrategias de calentamiento en el ámbito de endurecimiento de forma. Se describe un calentamiento combinado de horno/inducción en el que un corte de platina el material 22MnB5 inicialmente sólo se calienta en un horno continuo por diferentes ciclos de recocido en la medida que la difusión de recocido acompañada por el recocido de la capa superficial de Al-Si (material utilizado Usibor 1500 P) está garantizada, pero que no se produzca la austenización. A continuación, durante el traspaso en el simulador de endurecimiento de forma, se realiza un calentamiento rápido inductivo de zonas definido de componente a través del uso de un inductor y, por lo tanto, un aumento local de la temperatura de la pieza de trabajo encima de AC3. En el endurecimiento de forma posterior sólo se convierten las zonas austenitizadas en una tensión estructural martensítica. Las zonas ferriticas - perliticas no calentadas inductivamente después de la transformación son mucho más suaves y por lo tanto se caracterizan en particular por buenos valores de alargamiento. En la zona de transición la dureza aumenta debido a la disminución del porcentaje de martensita al aumentar la distancia hacia la zona de calentamiento. Maikranz-Valentine M et al .: "Eigenschaftsoptimierte Bauteile durch modifizierte Prozessrouten beim Formhärten" modern thermomechanical process strategies in the transformation of steel, course, Dusseldorf, May 10, 2007, pages 115-126, describes warming strategies in the field hardening shape. A combined oven / induction heating is described in which a platen cut the 22MnB5 material is initially only heated in a continuous oven for different annealing cycles as long as the diffusion of annealing accompanied by annealing of the surface layer of Al -If (material used Usibor 1500 P) is guaranteed, but austenization does not occur. Then, during the transfer in the form hardening simulator, inductive rapid heating of defined areas of component is performed through the use of an inductor and, therefore, a local increase in the temperature of the workpiece above of AC3. After hardening, only the austenitized areas become a martensitic structural tension. Ferritic - perlitic zones not inductively heated after transformation are much softer and therefore are characterized in particular by good elongation values. In the transition zone the hardness increases due to the decrease in the percentage of martensite as the distance to the heating zone increases.

El documento US 2002/108683 A1 da a conocer un método para evitar grietas en un vástago de una forja martillo. En este caso el vástago se calienta por una fuente eléctrica de calor, tal como una fuente de infrarrojos. Esto pueden ser lámparas de tungsteno halógenas, que trabajan en la región de ondas cortas del espectro electromagnético. US 2002/108683 A1 discloses a method of preventing cracks in a hammer forge shank. In this case the stem is heated by an electrical heat source, such as an infrared source. This can be halogen tungsten lamps, which work in the shortwave region of the electromagnetic spectrum.

El documento US A 4229 236 describe un procedimiento y un aparato alrededor de un revenido para eliminar tensiones residuales de una lámina de acero por medio de radiación de onda corta de infrarrojos de alta intensidad. En este caso, la lámina de acero en un proceso continuo pasa a través de un horno con una disposición opuesta de lámparas de infrarrojo. La intensidad de las lámparas se controla a lo largo de la disposición por una unidad de control y se adapta mediante la velocidad de marcha de la lámina de acero. US 4229 236 describes a method and an apparatus around a tempering to eliminate residual stresses of a steel sheet by means of high intensity infrared shortwave radiation. In this case, the steel sheet in a continuous process passes through an oven with an opposite arrangement of infrared lamps. The intensity of the lamps is controlled throughout the arrangement by a control unit and is adapted by the speed of the steel sheet.

A partir de esta técnica anterior, la invención se basa por lo tanto en el objeto de ser capaz de utilizar una línea de termoconformado convencional lo más económicamente posible en el ciclo de prensa para la producción de un componente parcialmente endurecido. From this prior art, the invention is therefore based on the object of being able to use a conventional thermoforming line as economically as possible in the press cycle for the production of a partially hardened component.

Este objeto se consigue mediante la invención con las características de la reivindicación 1. De acuerdo con ello, se propone calentar un componente de una pieza en bruto de acero endurecible en un dispositivo de calentamiento a una temperatura homogénea por debajo del punto AC3 de la aleación. Posteriormente, el componente de la pieza en bruto es llevado por medio de una matriz de lámparas de infrarrojo en las zonas de primera clase a una temperatura por encima del punto AC3 de la aleación, mientras que el componente de la pieza en bruto en zonas de la segunda clase se mantiene a una temperatura por debajo del punto AC3 de la aleación por medio de una matriz de lámparas de infrarrojo y el componente de la pieza en bruto se endurece en una herramienta de termo formado y de endurecimiento en las regiones de la primera clase. Esto crea un componente de forma de acero con al menos dos unidades estructurales de diferente ductilidad. Preferiblemente, el dispositivo de calentamiento consiste de un horno continuo convencional. De esta manera por el método de acuerdo con la invención se puede producir componentes parcialmente curados en una línea de termoconformado convencional. Con el método según la invención se puede calentar tanto los componentes preformados así como placas planas, y ambas se denominarán colectivamente en lo sucesivo como componente en blanco. El proceso de moldeo también puede estar limitado a una conformación de un pequeño porcentaje de la geometría final o a una calibración en componentes preformados. This object is achieved by the invention with the features of claim 1. Accordingly, it is proposed to heat a component of a hardenable steel blank in a heating device at a homogeneous temperature below the AC3 point of the alloy . Subsequently, the component of the blank is carried by means of an array of infrared lamps in the first class areas at a temperature above the AC3 point of the alloy, while the component of the blank in areas of the second class is maintained at a temperature below the AC3 point of the alloy by means of an array of infrared lamps and the component of the blank is hardened in a thermoforming and hardening tool in the regions of the first class. This creates a steel-shaped component with at least two structural units of different ductility. Preferably, the heating device consists of a conventional continuous oven. Thus, by the method according to the invention, partially cured components can be produced in a conventional thermoforming line. With the method according to the invention, both preformed components and flat plates can be heated, and both will be collectively referred to hereafter as a blank component. The molding process may also be limited to a conformation of a small percentage of the final geometry or to a calibration in preformed components.

En el termoconformado y conformado en caliente la pieza bruta debe aprender una entrada calor definido. Todas las In the thermoforming and hot forming the blank must learn a defined heat input. All

áreas que por el curado deben experimentar una transformación estructural lo más completamente posible a martensita, deben ser calentadas a una temperatura mayor o igual al punto AC3 de la aleación. Estos en lo sucesivo son regiones de primera clase. Regiones que no deben ser curadas o curadas totalmente, en lo sucesivo denominadas áreas de la segunda clase, no deben ser calentadas a una temperatura por encima de AC3. Para el proceso de endurecimiento de prensa sería suficiente si las áreas de segunda clase tienen la temperatura ambiente. Esto también sería enérgicamente la opción más barata, pero el acero a temperatura ambiente tiene una conformabilidad mucho más bajo que el acero calentado. Por lo tanto, para el proceso de formación es necesario, por lo menos en el caso de componentes de embutición profunda complejos, que el acero se calienta también en las regiones de segunda clase más aún dado que de acero termoconformado convencional retoman su forma inicial después de una transformación en frío, lo que afecta negativamente a las tolerancias a ser observadas. Además, un gradiente de temperatura demasiado alto entre las regiones de primera clase y las regiones de segunda clase después del endurecimiento puede llevar a tensiones en la región de transición. Para evitar la formación de martensita en las áreas de segunda clase después de que el endurecimiento, en una forma de realización preferida las áreas de segunda clase se calientan a una temperatura de hasta el punto AC1 de la aleación. Después de sobrepasar el punto de AC1 comienza ya una transformación estructural parcial, que también puede conducir a una formación de martensita parcial después del endurecimiento, lo que no es deseado. Por el contrario, la calefacción con lámparas de infrarrojos tampoco debe durar demasiado tiempo. Por lo tanto, la temperatura de partida para la calefacción por medio de luz infrarroja debe ser tan alta como sea posible. En consecuencia, todo el componente se calienta preferiblemente a una temperatura uniforme hasta el punto AC1 de la aleación en un horno continuo y luego se reorganiza bajo un matriz de lámparas de infrarrojos para calentar las regiones de primera clase por encima de AC3. Las zonas de segunda clase entre medias se irradian con infrarrojos y se mantienen en su temperatura. De esta manera, el calentamiento por infrarrojos es lo suficientemente rápido para asegurar la secuencia de producción en el ciclo de prensa. Si el calentamiento de las regiones de primera clase por medio de infrarrojos a más de AC3 sea más lento que el ciclo de la prensa, habría que trabajar con dos o más matrices de lámparas de infrarrojos. Por lo tanto, es una ventaja del proceso de acuerdo con la invención poder retener los hornos continuos convencionales en una línea de producción convencional para el termoconformado y poder rediseñar fácilmente y económicamente la línea convencional para la producción de un componente solo parcialmente curado. También es posible configurar el horno de calentamiento en total más fácil y más barato en caso de una línea de producción dedicada, cuando el horno debe proporcionar y en funcionamiento continuo debe resistir solo temperaturas de hasta AC1 y no hasta por encima de AC3. areas that by curing must undergo a structural transformation as completely as possible to martensite, must be heated to a temperature greater than or equal to the AC3 point of the alloy. These hereafter are first class regions. Regions that should not be cured or fully cured, hereinafter referred to as areas of the second class, should not be heated to a temperature above AC3. For the press hardening process it would be enough if the second class areas have room temperature. This would also be strongly the cheapest option, but room temperature steel has a much lower formability than heated steel. Therefore, for the formation process it is necessary, at least in the case of complex deep drawing components, that the steel is also heated in the second class regions even more so since conventional thermoformed steel retains its initial shape after of a cold transformation, which negatively affects the tolerances to be observed. In addition, a too high temperature gradient between the first class regions and the second class regions after hardening may lead to stresses in the transition region. To prevent the formation of martensite in the second class areas after hardening, in a preferred embodiment the second class areas are heated to a temperature of up to point AC1 of the alloy. After exceeding the AC1 point, a partial structural transformation begins, which can also lead to a partial martensite formation after hardening, which is not desired. On the contrary, heating with infrared lamps should not last too long. Therefore, the starting temperature for heating by means of infrared light should be as high as possible. Consequently, the entire component is preferably heated to a uniform temperature to the AC1 point of the alloy in a continuous furnace and then reorganized under an array of infrared lamps to heat the first class regions above AC3. The second class zones in between are irradiated with infrared and kept at their temperature. In this way, infrared heating is fast enough to ensure the production sequence in the press cycle. If the heating of the first-class regions by means of infrared to more than AC3 is slower than the press cycle, it would be necessary to work with two or more arrays of infrared lamps. Therefore, it is an advantage of the process according to the invention to be able to retain conventional continuous furnaces in a conventional production line for thermoforming and to be able to easily and economically redesign the conventional line for the production of a single partially cured component. It is also possible to configure the heating furnace in total easier and cheaper in case of a dedicated production line, when the furnace must provide and in continuous operation it must withstand only temperatures of up to AC1 and not up to AC3.

En otra forma de realización preferida el componente en bruto completo se calienta a una temperatura homogénea de menos de AC3, pero mayor que AC1 de la aleación y luego se reorganiza por debajo de la matriz de lámparas de infrarrojos en la que las regiones de primera clase se calientan por encima de AC3. En las zonas de segunda clase después del endurecimiento se produce una estructura mixta, que se sitúa entre las características de la estructura inicial y las propiedades de la estructura dura. Esta estructura mixta puede ser ventajosa para ciertas aplicaciones. Por tanto, los parámetros de los componentes se pueden ajustar por un control de potencia flexible de las lámparas de infrarrojos según sea necesario. In another preferred embodiment, the entire raw component is heated to a homogeneous temperature of less than AC3, but greater than AC1 of the alloy and then rearranged below the array of infrared lamps in which the first-class regions They are heated above AC3. In the second class areas after hardening a mixed structure is produced, which lies between the characteristics of the initial structure and the properties of the hard structure. This mixed structure may be advantageous for certain applications. Therefore, the parameters of the components can be adjusted by a flexible power control of the infrared lamps as required.

El método es particularmente adecuado para el termoconformado a partir de una aleación de acero, que se compone expresada en porcentaje en peso de The method is particularly suitable for thermoforming from a steel alloy, which is composed expressed as a percentage by weight of

carbono (C) 0,18% a 0,3% carbon (C) 0.18% to 0.3%

silicio (Si) 0,1% a 0,7% silicon (Si) 0.1% to 0.7%

manganeso (Mn) 1,0% a 2,5% Manganese (Mn) 1.0% to 2.5%

fósforo (P) hasta 0,025% phosphorus (P) up to 0.025%

cromo (Cr) hasta 0,8% chrome (Cr) up to 0.8%

molibdeno (Mo) hasta el 0,5% molybdenum (Mo) up to 0.5%

azufre (S) como máximo 0,01% sulfur (S) at most 0.01%

titanio (Ti) de 0,02% a 0,05% titanium (Ti) from 0.02% to 0.05%

boro (B) 0,002% a 0,005% Boron (B) 0.002% to 0.005%

aluminio (Al) 0,01% a 0,06% Aluminum (Al) 0.01% to 0.06%

hierro restante e impurezas incidentales. remaining iron and incidental impurities.

En este caso de trata de un acero termoconformado sin recubrir aleado de boro. Un componente bruto de este acero en primero lugar se calienta de forma homogénea a al menos 400°C, preferiblemente a aproximadamente 700°C y luego se calienta en las zonas de primera clase por medio de lámparas infrarrojas a una temperatura de aproximadamente 930°C. Las áreas de segunda clase mientras tanto se mantienen a aproximadamente 700ºC. In this case it is a thermoformed steel without coating boron alloy. A raw component of this steel is firstly heated homogeneously to at least 400 ° C, preferably to approximately 700 ° C and then heated in first class areas by means of infrared lamps at a temperature of approximately 930 ° C . The second class areas meanwhile are maintained at approximately 700 ° C.

Inmediatamente después de la calefacción el componente en bruto se suministra a una herramienta de conformado en caliente y de endurecimiento y se forma y se cura en las áreas de primera clase. Esto da un componente parcialmente endurecido, con medidas exactas, termoconformado con propiedades definidas en las respectivas áreas. Immediately after heating, the raw component is supplied to a hot forming and hardening tool and is formed and cured in first class areas. This gives a partially hardened component, with exact measurements, thermoforming with defined properties in the respective areas.

Sin embargo, el método también es adecuado para un acero termoconformado provisto de una capa metálica tal como aluminio o de zinc. Particularmente, un acero termoconformado revestido con una capa que contiene aluminio, sin embargo, para la formación de la denominada fase intermetálica se debe calentar y alear primero a una temperatura por encima del punto AC3 de la aleación. Para la aplicación eficiente del método descrito aquí de acuerdo con la invención, un acero termoconformado recubierto con aluminio por lo tanto primero debe ser aleado en una operación separada. Lo mejor sería ejecutar esta paso de trabajo en el fabricante de acero durante la producción de la bobina. However, the method is also suitable for a thermoformed steel provided with a metal layer such as aluminum or zinc. Particularly, a thermoformed steel coated with a layer containing aluminum, however, for the formation of the so-called intermetallic phase, it must first be heated and alloyed at a temperature above the AC3 point of the alloy. For the efficient application of the method described herein according to the invention, a thermoformed steel coated with aluminum must therefore first be alloyed in a separate operation. It would be best to execute this work step in the steel manufacturer during the production of the coil.

La invención se describe en más detalle a continuación con referencia a los dibujos. The invention is described in more detail below with reference to the drawings.

Figura 1 muestra esquemáticamente una línea de conformación en caliente 1 de acuerdo con la invención para un acero no revestido; Figure 1 schematically shows a hot forming line 1 according to the invention for an uncoated steel;

Figura 2 muestra esquemáticamente una línea de conformación en caliente 10 según la invención para un acero revestido; Figure 2 schematically shows a hot forming line 10 according to the invention for a coated steel;

Figura 3 muestra de forma ampliada la estación de lámparas de infrarrojos 7 de las Figuras 1 y 2, y Figure 3 shows in an enlarged way the infrared lamp station 7 of Figures 1 and 2, and

Figura 4 muestra la distribución de dureza en un pilar B 42 producido de acuerdo con la invención. Figure 4 shows the hardness distribution on a B 42 abutment produced in accordance with the invention.

Figura 5 muestra esquemáticamente una vista en planta de una estación de lámparas de infrarrojos 70. Figure 5 schematically shows a plan view of an infrared lamp station 70.

Figura 6 muestra una curva de calentamiento 110 de una región de primera clase. Figure 6 shows a heating curve 110 of a first class region.

En la Figura 1 se representa esquemáticamente una línea de termoconformado 1 según la invención. Una bobina 2 con un acero termoconformado sin recubrir, tales como el grado de acero descrito anteriormente, se desenrolla continuamente y se cortado en una estación de corte 3 hacia una placa de molde 4. La placa de molde 4 opcionalmente puede ser pre – formada en frio en una estación de formación 5 y/o se recorta. El trabajo en frío por lo general es una embutición profunda a temperatura ambiente, el corte se está ejecutando lo más cerca posible de la forma final. La estación de conformación 5 es opcional y depende de la complejidad de la geometría del componente. También puede eliminarse completamente. Entonces, la placa del molde 4 se transfiere directamente a la estación de calentamiento 6. En la estación de calentamiento 6 se calienta la placa de molde 4 uniformemente a una temperatura de menos de AC3 y luego se reorganiza inmediatamente debajo de la estación de lámparas de infrarrojos 7. La estación de lámparas de infrarrojos 7 se muestra aquí como una unidad separada. Sin embargo, las lámparas de infrarrojos también pueden estar integradas, por ejemplo, en la estación de calentamiento 6, por ejemplo, en la región de extremo. En la estación 7 de las lámparas de infrarrojos la placa de molde 4 se calienta en una región de primera clase a una temperatura por encima del punto AC3 de la aleación. Las áreas de segunda clase se mantienen a una temperatura por debajo de AC3. En la realización de la Figura 1 las áreas de segunda clase se encuentran en los respectivos extremos de la placa de molde 4 y la zona de primera clase en el centro de la placa de molde 4. La placa de molde 4 precalentada de este modo entonces se suministra a una herramienta de molde y de endurecimiento 8 enfriada a la fuerza y se termoconforma en la estación 8 y se cura parcialmente. A thermoforming line 1 according to the invention is schematically shown in Figure 1. A coil 2 with an uncoated thermoformed steel, such as the grade of steel described above, is continuously unwound and cut in a cutting station 3 towards a mold plate 4. The mold plate 4 can optionally be pre-formed in cold in a training station 5 and / or trimmed. Cold work is usually a deep drawing at room temperature, the cut is running as close as possible to the final shape. The forming station 5 is optional and depends on the complexity of the component geometry. It can also be completely removed. Then, the mold plate 4 is transferred directly to the heating station 6. In the heating station 6 the mold plate 4 is heated evenly at a temperature of less than AC3 and then reorganized immediately below the lamp station of infrared 7. The infrared lamp station 7 is shown here as a separate unit. However, the infrared lamps can also be integrated, for example, in the heating station 6, for example, in the end region. In station 7 of the infrared lamps the mold plate 4 is heated in a first class region at a temperature above the AC3 point of the alloy. Second class areas are maintained at a temperature below AC3. In the embodiment of Figure 1 the second class areas are located at the respective ends of the mold plate 4 and the first class area at the center of the mold plate 4. The mold plate 4 preheated in this way then it is supplied to a mold and hardening tool 8 forcibly cooled and thermoformed in station 8 and partially cured.

La Figura 2 muestra una realización de la invención para una línea de termoconformado 10 para un acero revestido. Una bobina 20 con un acero de conformación en caliente, que está recubierto con una aleación que contiene aluminio, se desenrolla continuamente y se transporta a través de un dispositivo de calentamiento 9. En el dispositivo de calentamiento 9 el acero termoconformado recubierto se calienta de manera homogénea a una temperatura por encima de AC3, de manera que el revestimiento se alea y forma una denominada fase intermetálica con el material de base. A continuación, el acero revestido calentado, sin embargo, no se enfría bruscamente, de manera que no se cura, porque entonces su resistencia a la deformación para su posterior procesamiento sería demasiado alta. Al salir del dispositivo de calentamiento 9 el acero aleado recubierto se enrolla en una segunda bobina 21 de nuevo. De esta bobina 21 el acero revestido entonces se desenrolla continuamente y se corta en una estación de corte 3 a una placa de molde recubierta 40. La estación de formación 5 para el pre-formado frío no es necesaria, ya que la fase intermetálica resultante durante la aleación no puede ser conformada en frío sin que se rompa. Por lo tanto, la placa de molde 40 se transfiere directamente a la estación de calentamiento 6. En la estación de calentamiento 6 la placa de molde 40 recubierta se calienta de manera homogénea a una temperatura de menos de AC3 y luego se reorganiza inmediatamente debajo de la estación de lámparas de infrarrojos 7. La estación de lámparas de infrarrojos 7 se muestra aquí como una unidad separada. Sin embargo, las lámparas de infrarrojos se pueden integrar, por ejemplo, en la estación de calentamiento 6, por ejemplo, en la región de extremo. En la estación 7 la estación de lámparas de infrarrojos la placa de molde 40 se calienta en una región de primera clase a una temperatura por encima del punto AC3 de la aleación. Las áreas de segunda clase se mantienen a una temperatura por debajo de AC3. En la realización de la Figura 2 las áreas de segunda clase se encuentran en los respectivos extremos de la placa de molde 40 y la zona de primera clase se encuentra en el centro de la placa de molde 40. La placa de molde 40 pre-calentada de este modo se suministra a una herramienta de dureza y de conformación 8 refriada de forma forzosa y se termoconforma y se cura parcialmente en la estación 8. Figure 2 shows an embodiment of the invention for a thermoforming line 10 for a coated steel. A coil 20 with a hot forming steel, which is coated with an aluminum-containing alloy, is continuously unwound and transported through a heating device 9. In the heating device 9 the coated thermoformed steel is heated so homogeneous at a temperature above AC3, so that the coating is alloyed and forms a so-called intermetallic phase with the base material. Then, the heated coated steel, however, does not cool sharply, so that it does not cure, because then its resistance to deformation for further processing would be too high. When leaving the heating device 9, the coated alloy steel is wound in a second coil 21 again. From this coil 21 the coated steel is then continuously unwound and cut in a cutting station 3 to a coated mold plate 40. The forming station 5 for cold pre-forming is not necessary, since the resulting intermetallic phase during The alloy cannot be cold formed without breaking. Therefore, the mold plate 40 is transferred directly to the heating station 6. In the heating station 6 the coated mold plate 40 is heated homogeneously to a temperature of less than AC3 and then reorganized immediately below the infrared lamp station 7. The infrared lamp station 7 is shown here as a separate unit. However, the infrared lamps can be integrated, for example, in the heating station 6, for example, in the end region. In station 7 the infrared lamp station the mold plate 40 is heated in a first class region at a temperature above the AC3 point of the alloy. Second class areas are maintained at a temperature below AC3. In the embodiment of Figure 2 the second class areas are located at the respective ends of the mold plate 40 and the first class area is in the center of the mold plate 40. The pre-heated mold plate 40 in this way it is supplied to a hardness and forming tool 8, which is forcedly cooled and thermoformed and partially cured in station 8.

La Figura 3 muestra la estación de lámparas de infrarrojos 7 de las Figuras 1 y 2 en detalle. En un portador 75 se montan lámparas de infrarrojos 71 en forma de varilla. Las lámparas de infrarrojos 71 se controlan en los campos de 5 temperatura 72 y 74 de tal manera que se mantengan a 700°C el componente 41 acostado en una placa de soporte 76, pre-formado y pre-calentado en cada caso en las porciones de extremo. En el campo de temperatura 73 las lámparas de infrarrojos en forma de bastón se controlan de tal manera que calientan el componente 41 en la parte central a 930°C. En esta Figura 3 los campos de temperatura 72, 73 y 74 están separados el uno del otro por mamparos 77 y 78. Con los mamparos 77 y 78 la distribución de temperatura en el componente 41 se puede Figure 3 shows the infrared lamp station 7 of Figures 1 and 2 in detail. In a carrier 75 infrared lamps 71 are mounted in the form of a rod. The infrared lamps 71 are controlled in the 5 temperature fields 72 and 74 in such a way that the component 41 lying on a support plate 76, pre-formed and pre-heated in each case in the portions is kept at 700 ° C extreme In the temperature field 73 the cane-shaped infrared lamps are controlled in such a way that they heat the component 41 in the central part at 930 ° C. In this Figure 3 the temperature fields 72, 73 and 74 are separated from each other by bulkheads 77 and 78. With the bulkheads 77 and 78 the temperature distribution in component 41 can be

10 controlar mejor y se puede ajustar con más presión los valores de dureza en el componente. 10 control better and you can adjust the hardness values in the component with more pressure.

Después del termoconformado y el curado a partir del componente en bruto 41 de la Figura 3 se ha creado un pilar B 42 parcialmente curada, mostrada en la Figura 4. El pilar B 42 en la parte de la cabeza 43 y en el pedestal 44 es relativamente dúctil. En la región central 47 la columna B se ha curado y en las zonas de transición 45 y 46 de la parte curada a la parte no curada se ha establecido una estructura mixta. After thermoforming and curing from the raw component 41 of Figure 3, a partially cured B 42 pillar has been created, shown in Figure 4. The B 42 pillar on the head part 43 and on the pedestal 44 is relatively ductile In the central region 47 column B has been cured and in the transition zones 45 and 46 of the cured part to the uncured part a mixed structure has been established.

15 La Figura 5 muestra esquemáticamente una vista en planta de otra forma de realización 70 de una estación de lámparas de infrarrojos. Bajo las lámparas de infrarrojos en forma de foco 710 se aloja la placa de molde calentada Figure 5 schematically shows a plan view of another embodiment 70 of an infrared lamp station. Under the infrared lamps in the form of focus 710 the heated mold plate is housed

4. En la región de la cabeza 43 y la región de pie 44, cada una región de segunda clase, se mantiene la placa de molde 4 a una temperatura de 700°C. En la zona central 47, una región de primera clase, la placa de molde 4 se calienta a 930°C. En las regiones de transición 45 y 46 la temperatura se reduce de 930°C a 700°C. 4. In the region of the head 43 and the foot region 44, each a second class region, the mold plate 4 is maintained at a temperature of 700 ° C. In the central zone 47, a first class region, the mold plate 4 is heated to 930 ° C. In transition regions 45 and 46 the temperature is reduced from 930 ° C to 700 ° C.

20 La Figura 6 muestra una curva de calentamiento 110 de una región de primera clase de una chapa. Se muestra la temperatura en °C durante el tiempo en segundos. La parte de curva 11 muestra un calentamiento continuado de la chapa en un horno continuo. Dentro de menos de 200 segundos toda la chapa se calienta homogéneamente desde la temperatura ambiente a aproximadamente 700 º C. Entonces en el punto de la curva 12 se reorganiza la chapa por debajo de un campo de lámparas de infrarrojos y se calienta en unos 30 segundos a casi 1000°C. En el punto 13 20 Figure 6 shows a heating curve 110 of a first class region of a sheet. The temperature is displayed in ° C for the time in seconds. The curve part 11 shows a continuous heating of the sheet in a continuous oven. Within less than 200 seconds the entire sheet is heated homogeneously from room temperature to approximately 700 ° C. Then at the point of curve 12 the sheet is reorganized below a field of infrared lamps and heated in about 30 seconds at almost 1000 ° C. At point 13

25 el calentamiento se ha completado. 25 heating is complete.

Claims

1. Method for producing a molded component (42) having at least two structural regions of different ductility (43-47) from a raw component (4, 40) of hardenable steel, which is heated differently by regions and then it conforms and lasts for regions in a tool

5 thermoforming and hardening (8), characterized in that

- the raw component (4, 40) is heated in a heating device (6) at a homogeneous temperature lower than the AC3 point of the alloy,

- the blank component is then brought to a temperature above the AC3 point of the alloy by means of an array of infrared lamps (7, 70) in the first class 10 regions (47) and in the regions Second class (43, 44) is maintained at a temperature below the

AC3 point of the alloy, where

- the infrared lamps (71, 710) are controlled in the temperature fields (72, 73, 74) such that in the temperature fields (72) and (74) the preheated raw component (41) in the Second-class regions are maintained at the temperature below the AC3 point of the alloy,

15 while in the temperature field (73) the infrared lamps are controlled, such that the raw component (41) in the first class areas is heated to a temperature above the AC3 point of the alloy, and

- the raw component (4, 40) is cured in the thermoforming and hardening tool (8) in the first class regions (47).

: 20 2. Método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que el componente en bruto (4, 40) se calienta en un horno continuo (6) a una temperatura homogénea menor que el punto AC3 de la aleación. Method according to claim 1, characterized in that the raw component (4, 40) is heated in a continuous oven (6) at a homogeneous temperature lower than the AC3 point of the alloy.

3. Method according to claim 1 or 2, characterized in that the raw component (4, 40) is heated in the heating device (6) at a homogeneous temperature to a maximum of AC1 of the alloy.

: 25 4. Método según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el componente en bruto (4, 40) se calienta en el dispositivo de calentamiento (6) a una temperatura homogénea de menos de AC3, pero mayor que AC1 de la aleación. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the raw component (4, 40) is heated in the heating device (6) at a homogeneous temperature of less than AC3, but greater than AC1 of the alloy .

5. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that a steel alloy is used which is composed expressed in weight percent 30 carbon (C) 0.18% to 0.3% silicon (Si) 0.1 % to 0.7% manganese (Mn) 1.0% to 2.5% phosphorus (P) to 0.025% chromium (Cr) to 0.8% 35 molybdenum (Mo) to 0.5% sulfur (S) maximum 0.01% titanium (Ti) from 0.02% to 0.05% boron (B) 0.002% to 0.005%

Aluminum (Al) 0.01% to 0.06% 40 iron remaining and impurities due to melting

6. 6.: Método según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que se utiliza un componente en bruto (40) con un revestimiento metálico, en donde el revestimiento se alea con antelación. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that a raw component (40) with a metallic coating is used, wherein the coating is alloyed in advance.

7. 7.: Método según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que los campos de Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the fields of

temperatures (72, 73, 74) different from the infrared lamp field (7) are separated from each other by 45 bulkheads (77, 78).