ES2635765T5 - Sistema de horno y procedimiento para el calentamiento parcial de piezas de chapa de acero - Google Patents

Sistema de horno y procedimiento para el calentamiento parcial de piezas de chapa de acero Download PDF

Info

Publication number
ES2635765T5
ES2635765T5 ES11157721T ES11157721T ES2635765T5 ES 2635765 T5 ES2635765 T5 ES 2635765T5 ES 11157721 T ES11157721 T ES 11157721T ES 11157721 T ES11157721 T ES 11157721T ES 2635765 T5 ES2635765 T5 ES 2635765T5
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
furnace
temperature
component
areas
heating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES11157721T
Other languages
English (en)
Other versions
ES2635765T3 (es
Inventor
Rolf-Josef Schwartz
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.)
Schwartz GmbH
Original Assignee
Schwartz GmbH
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
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=44357176&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=ES2635765(T5) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Schwartz GmbH filed Critical Schwartz GmbH
Publication of ES2635765T3 publication Critical patent/ES2635765T3/es
Application granted granted Critical
Publication of ES2635765T5 publication Critical patent/ES2635765T5/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/46Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for sheet metals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/34Methods of heating
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/62Quenching devices
    • C21D1/673Quenching devices for die quenching
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/0006Details, accessories not peculiar to any of the following furnaces
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/0062Heat-treating apparatus with a cooling or quenching zone
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/0068Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for particular articles not mentioned below
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D2211/00Microstructure comprising significant phases
    • C21D2211/008Martensite
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D2221/00Treating localised areas of an article

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)
  • Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)

Description

DESCRIPCIÓN
Sistema de horno para el calentamiento parcial de piezas de chapa de acero
La invención se refiere a un sistema de horno y a un procedimiento para el tratamiento térmico específico por zonas de componente de componentes de chapa.
En la técnica, en numerosos casos de aplicación en diferentes sectores existe el deseo de piezas de chapa metálicas de alta resistencia con poco peso de la pieza. Por ejemplo, en la industria automovilística hay el afán de reducir el consumo de combustible de vehículos de motor y disminuir la emisión de CO2 pero, a este respecto, aumentar simultáneamente la seguridad de los ocupantes. Por eso, existe una necesidad cada vez mayor de componentes de carrocería con una relación favorable de resistencia respecto a peso. A estos componentes pertenecen especialmente pilares A y B, soportes de sistemas de protección lateral en puertas, apoyapiés, piezas de bastidor, parachoques, vigas transversales para suelo y techo, vigas longitudinales delanteras y traseras. En el caso de vehículos de motor modernos, el casco con una jaula de seguridad consta habitualmente de una chapa de acero curada con una resistencia de aproximadamente 1500 MPa. A este respecto, se usan con frecuencia chapas de acero recubiertas de Al-Si. Para producir un componente de chapa de acero curada se desarrolló el proceso del curado en prensa mencionado. A este respecto, primero se calientan chapas de acero a temperatura austenítica entre 850 °C y 950 °C, después se coloca en una herramienta de prensado, se moldea con rapidez y se templa rápidamente por la herramienta refrigerada por agua sin interrupción a temperatura martensítica de aproximadamente 250 °C. A este respecto, se produce una estructura martensítica dura y sólida con una resistencia de aproximadamente 1500 MPa. Sin embargo, una tal chapa de acero curada solo presenta el 6-8% de alargamiento de rotura, lo cual resulta desventajoso en áreas especiales en el caso del choque de dos vehículos, especialmente en el caso de colisión lateral. A este respecto, la energía cinética del vehículo que impacta no puede transformarse en calor de deformación. En este caso, el componente más bien se rompe frágilmente y amenaza adicionalmente con herir a los ocupantes.
Por eso, para la industria automovilística resulta deseable obtener componentes de carrocería que presenten diferentes zonas de alargamiento y de resistencia en el componente, de manera que, por una parte, estén presentes áreas muy sólidas y, por otra parte, áreas muy elásticas en un componente. A este respecto, las exigencias generales de una instalación de producción deberían considerar además: no debería producirse ninguna pérdida de tiempo de ciclo en la instalación de temple de moldeo, toda la instalación debería poder usarse generalmente de manera ilimitada y poder reequiparse rápidamente de modo específico según el cliente. El proceso debería ser robusto y económico y la instalación de producción solo debería necesitar el espacio mínimo. La forma y la precisión de los bordes del componente debería ser tan elevada que puede suprimirse en su mayor parte el recorte de la parte curada para ahorrar material y trabajo.
En el estado de la técnica están descritos procedimientos y dispositivos correspondientes. A este respecto, estos procedimientos aprovechan herramientas parcialmente calentadas, refrigerándose un área del componente por encima de la velocidad de temple rápido que forma martensita. El resto del componente se refrigera bruscamente como habitualmente y forma martensita. Por ejemplo, la publicación EP 2 012 948 describe una herramienta de conformado para curar en prensa y conformar de manera temperada una placa de circuitos impresos de aceros de alta y/o muy alta resistencia con medios para la igualación de la temperatura de la herramienta de conformado así como un procedimiento para curar en prensa y conformar de manera temperada placas de circuitos impresos de aceros de alta y/o muy alta resistencia, en el que la placa de circuitos impresos se calienta antes del conformado y a continuación se conforma en caliente o semicaliente en una herramienta de conformado, presentando la herramienta de conformado medios para la igualación de la temperatura. A este respecto, en la herramienta de conformado está prevista una pluralidad de medios regulables para la igualación de la temperatura, mediante lo cual puede definirse una pluralidad de zonas de temperatura, estando asignadas al menos las superficies de contacto de elementos de herramienta de conformado usados para la conformación a zonas de temperatura individuales.
En el documento DE 10 2005 032 113 está revelado un dispositivo y un procedimiento para la conformación en caliente y el curado parcial de un componente entre dos mitades de herramienta en una prensa. Las mitades de herramienta están divididas respectivamente en al menos dos segmentos que están separados entre sí por un aislamiento térmico. Los dos segmentos pueden calentarse o refrigerarse por una regulación de temperatura, de manera que en distintas áreas del componente pueden ajustarse diferentes temperaturas y, con ello, curvas de refrigeración. Con ello se puede producir un componente con áreas de distinta dureza y ductilidad.
El documento WO 2009/113 938 describe un procedimiento de curado en prensa con el que pueden conseguirse secciones blandas en el producto acabado al disminuirse la velocidad de refrigeración de estas secciones de material. Con ello se disminuye el porcentaje de martensita en estas áreas y, consecuentemente, se aumenta el alargamiento de rotura de estas áreas.
A este respecto, todos los procedimientos que aprovechan una herramienta parcialmente calentada presenta la desventaja de que el componente tiene estiraje, puesto que el componente con temperaturas parcialmente distintas de aproximadamente 300 °C a 500 °C en el área blanda y de aproximadamente 100 °C en las áreas martensíticas se extrae de la herramienta y se sigue refrigerando fuera de la restricción del molde. Aparte de eso, se prolonga el tiempo de ciclo del procedimiento, puesto que la refrigeración rápida se ralentiza en beneficio de la formación de perlita-ferrita, con lo cual al mismo tiempo se reduce la rentabilidad. Adicionalmente, tales herramientas son muy complejas y, por lo tanto, caras y propensas a fallos.
En otro procedimiento conocido en el estado de la técnica, por ejemplo, por los documentos DE 10350885, DE 10 240675, DE 102005051 403 o DE 102007 012 180, el componente se calienta en un horno de dos zonas en el área blanda a una temperatura por debajo de la temperatura AC3 dependiente del material; el área que va a curarse, por el contrario, se calienta a una temperatura por encima de la temperatura AC3. A este respecto, se produce perlita-ferrita blanda y flexible en la una área y martensita dura en la otra área del componente. La desventaja de este proceso es que el horno solo puede usarse de manera limitada y ya no puede servir como horno universal. Con ello, este procedimiento pierde rentabilidad. Otra desventaja es que la separación de las áreas generalmente no puede realizarse de manera permanente con suficiente precisión. Aparte de eso, no pueden conseguirse razonablemente más de dos zonas distintas. Además, en el caso del uso de componentes recubiertos de Al-Si, es necesario mantener la temperatura a aproximadamente 950 °C durante aproximadamente 300 segundos para que pueda tener lugar la difusión del recubrimiento en el material básico. A temperaturas más bajas, este proceso dura fundamentalmente más y se reduce la rentabilidad de toda la instalación.
Además, en la práctica se conoce otro procedimiento en el que las áreas blandas se refrigeran en parte lentamente. A este respecto, el componente se calienta completamente por encima de la temperatura austenítica durante el tiempo y la temperatura de difusión necesarios y, a continuación, en un horno separado o incluso en el mismo horno, se vuelve a refrigerar lentamente a temperatura austenítica por colgado parcial al aire. Cuando a continuación el proceso de curado en molde se lleva a cabo en la herramienta, se eliminan las desventajas con respecto a la insuficiente precisión del molde y la rentabilidad del horno de producción. La desventaja de este procedimiento es el tiempo de ciclo más lento por la etapa de trabajo adicional. Otra desventaja es la tasa de refrigeración indefinida que, en el caso de componentes de menos 1,2 mm de grosor, ocasionalmente da lugar a formación de martensita. La tasa de refrigeración es indefinida, puesto que la refrigeración tiene lugar a temperatura ambiente que no puede definirse de manera precisa. Por eso, el proceso no puede denominarse robusto. Además, este proceso solo puede representarse con dos zonas de diferente dureza.
La solicitud de patente europea EP 2143808 A1 revela un procedimiento para la producción de un componente de molde con al menos dos áreas estructurales de distinta ductilidad a partir de una pieza bruta de componente de acero curable, que se calienta de manera diferente por áreas y después se cura en una herramienta de conformado en caliente y de curado y se cura por áreas, calentándose la pieza bruta de componente en un equipo de calentamiento a una temperatura homogénea menor que AC3 y a continuación mediante un panel de lámparas infrarrojas se lleva en primeras áreas a una temperatura por encima de AC3 para curarse a continuación en las áreas de conformado en caliente y de curado en las primeras áreas. Para resolver el problema de la distribución de temperatura en el componente y, unido a ello, el ajuste preciso de los valores de curado en el componente elaborado, se proponen mamparos para la separación de los campos de temperatura. Por la excelente conducción térmica del material de acero no se puede evitar, en el procedimiento propuesto, que se produzcan áreas de transición de temperatura relativamente grandes en las que aparece una temperatura alrededor de la temperatura AC3 sin que hubiera que definir de manera precisa dónde en el componente predomina una temperatura aún por debajo de esta temperatura o ya por encima de esta temperatura.
Finalmente, también pueden soldarse entre sí distintos aceros, de manera que el acero no curable está presente en las zonas blandas y el acero curable está presente en las zonas duras. Durante un proceso de curado posterior, el perfil de curado deseado puede conseguirse a través del componente. Las desventajas de este procedimiento se encuentran en el cordón de soldadura ocasionalmente inestable en el caso de una chapa de aproximadamente 0,8­ 1,5 mm de grosor recubierta de Al-Si usada habitualmente para pieza de carrocería, de la transición de dureza brusca ahí así como en los costes aumentados de la chapa debido a la etapa de elaboración adicional de la soldadura. En los ensayos se produjeron ocasionalmente fallos por rotura en las proximidades del cordón de soldadura, de manera que el proceso no puede denominarse robusto.
Por eso, el objetivo de la invención es poner a disposición un sistema de horno y un procedimiento para el tratamiento térmico específico de componentes de chapa que evite las desventajas anteriormente descritas.
De acuerdo con la invención, este objetivo se consigue por un sistema de horno con las características de la reivindicación independiente 1. Perfeccionamientos ventajosos del sistema de horno se deducen de las reivindicaciones secundarias 2 - 7.
Además, el objetivo se consigue por un procedimiento según la reivindicación 8. Formas de realización ventajosas del procedimiento se deducen de las reivindicaciones secundarias 9- 11.
El sistema de horno de acuerdo con la invención es adecuado para calentar componentes de chapa de acero parcialmente a una temperatura por encima de la temperatura AC3. El sistema de horno presenta un horno de producción habitual y universal para calentar las piezas de chapa de acero a una temperatura próxima pero por debajo de la temperatura AC3, presentando el sistema de horno además un horno de perfilado con al menos un plano, El al menos un plano dispone de una parte superior y de una parte inferior, así como de una brida intermedia específica de producto introducida en un alojamiento correspondiente, estando configurada la brida intermedia específica de producto para estampar al componente un perfil de temperatura predeterminado con temperaturas por encima de la temperatura AC3 para áreas que van a curarse y por debajo de la temperatura AC3 para áreas más blandas.
En una forma de realización preferente, el sistema de horno dispone además de un sistema de posicionamiento sobre el que el componente puede colocarse en una posición definida después del calentamiento en el horno de producción y/o después del calentamiento en el horno de perfilado. Con ello está garantizado que el componente se encuentra en una ubicación predefinida después del calentamiento en el horno de producción o después del calentamiento parcial en el horno de perfilado. Así, el componente puede insertarse a continuación en una ubicación predefinida en el horno de perfilado o en una prensa para el siguiente proceso de curado en molde. Cuanto más precisa pueda respetarse la posición de inserción del componente, menor recorte será necesario en la pieza de chapa dura acabada. La brida intermedia específica de producto dispone de medios para la refrigeración activa de áreas individuales. En una forma de realización ventajosa, la refrigeración está realizada como refrigeración por agua.
La brida intermedia específica de producto dispone de medios para calentar áreas individuales, tratándose, en este caso, de radiadores eléctricos. Con ello es posible calentar y/o refrigerar específicamente áreas individuales específicas de producto, de manera que las temperaturas de estas áreas pueden mantenerse en tolerancias pequeñas. Si se calientan áreas individuales por encima de la temperatura AC3, estas áreas se vuelven especialmente duras en el proceso de curado en molde posterior. Las otras áreas que no se calientan específicamente por encima de la temperatura AC3 se vuelven menos duras en el proceso de curado en molde posterior y en lugar de eso presentan un mayor alargamiento de rotura. Con los radiadores eléctricos es posible un control de la temperatura especialmente preciso.
Ha resultado ser ventajoso calentar el horno de producción con quemadores de gas. Con ello es posible un calentamiento especialmente económico de los componentes. Puesto que el procedimiento de acuerdo con la invención prevé calentar los componentes en el horno de producción solo a una temperatura por debajo de la temperatura AC3 e introducir el calor para el calentamiento de áreas definidas a una temperatura por encima de la temperatura AC3 en una etapa de proceso posterior en el horno de perfilado, no es necesaria una regulación de la temperatura muy precisa en el horno de producción, de manera que puede asumirse la desventaja de la peor controlabilidad de los quemadores de gas en comparación con radiadores eléctricos en beneficio de la rentabilidad de la fuente energética más económica del gas.
En otra forma de realización ventajosa, el sistema de horno presenta un horno de producción que dispone de un sistema de transporte para hacer pasar los componentes por el horno de producción. El tiempo de ciclo para el calentamiento de los componentes se puede mantener al nivel de hornos de calentamiento convencionales para el procedimiento de curado en molde. Cuando la etapa de procedimiento posterior del estampado de un perfil de temperatura sobre el componente se vuelve determinante para el tiempo de ciclo, de manera que el tiempo de ciclo amenaza con prolongar todo el proceso, puede utilizarse un horno de perfilado con varios planos en el que los componentes se siguen calentando parcialmente en paralelo o en parte en paralelo. También es concebible el empleo en paralelo de varios hornos de perfilado.
Para poder mantener las tolerancias de temperatura especialmente pequeñas durante el calentamiento específico de áreas individuales, ha resultado ser ventajoso regular el control de la temperatura en un circuito de regulación cerrado. Para esto, en una forma de realización ventajosa, el horno de perfilado presenta medios para el control de la temperatura en el circuito de regulación cerrado. A este respecto, ventajosamente, también puede preverse más de un circuito de regulación.
Ha resultado ser especialmente ventajoso cuando el sistema de horno dispone además de un sistema de manipulación para manipular los componentes. El sistema de manipulación puede colocar los componentes de manera específica y rápida en el sistema de posicionamiento, volver a extraerlos del sistema de posicionamiento e insertarlos en la brida intermedia específica de producto y volver a extraerlos. Además, el sistema de manipulación puede insertar los componentes a continuación en una herramienta de prensado para el curado en molde posterior. Por el uso de un sistema de manipulación está minimizado el riesgo de lesión del personal operador por los componentes calientes. Un sistema de manipulación realiza los movimientos en tiempos definidos y reproducibles, de manera que los componentes pueden insertarse con tolerancias de temperatura mínimas en la herramienta de prensado para el curado en molde, lo cual ha demostrado ser ventajoso para la calidad del componente.
El procedimiento de acuerdo con la invención destaca por las siguientes etapas de proceso:
calentamiento de un componente en el horno de producción hasta casi su temperatura AC3;
posicionamiento del componente calentado mediante un sistema de posicionamiento;
introducción del componente posicionado en el horno de perfilado en una posición definida;
aplicación de un perfil de temperatura al componente en el horno de perfilado mediante calentamiento de áreas seleccionadas a una temperatura por encima de la temperatura AC3, manteniéndose otras áreas a una temperatura por debajo de la temperatura AC3;
descarga del componente provisto de un perfil de temperatura del horno de perfilado.
Ha resultado ser ventajoso cuando el calentamiento del componente en el horno de producción se realiza mediante quemadores de gas, pudiendo aprovecharse como fuente energética, por ejemplo, gas natural.
En otra forma de realización ventajosa, la introducción del componente posicionado en el horno de perfilado en una posición definida se realiza mediante un sistema de manipulación. Las ventajas de ello son que está minimizado el riesgo de lesión para el personal operador y el proceso se vuelve más robusto por los tiempos de manipulación constantes. A este respecto, resulta ventajoso que un tal sistema pueda reequiparse en instalaciones ya existentes. Ventajosamente, la aplicación de un perfil de temperatura al componente en el horno de perfilado se controla a través de un circuito de regulación cerrado. Con ello pueden ponerse en práctica tolerancias de temperatura más pequeñas en el componente, lo cual repercute positivamente en la calidad del componente curado en molde. Para aplicar el perfil de temperatura, se calientan áreas que van a curarse del componente a través de una brida intermedia específica de producto específicamente a una temperatura por encima de la temperatura AC3, mientras que otras áreas, que deberían presentar una mayor elasticidad en la pieza terminada, se mantienen a una temperatura por debajo de la temperatura AC3.
Otras ventajas, particularidades y perfeccionamientos convenientes de la invención se deducen de las reivindicaciones secundarias y de la representación posterior de ejemplos de realización preferentes mediante la ilustración.
Muestran:
Fig. 1 el sistema de horno de acuerdo con la invención en una vista en planta
Fig. 2 una vista detallada del horno de perfilado
Fig. 3 sección A-A de la Fig. 2
La Fig. 1 muestra un sistema de horno de acuerdo con la invención en una vista en planta. Un primer robot 61 posiciona un componente 5 sobre una cinta de rodillos que transporta el componente 5 por el horno de producción 10. En el caso del horno de producción 10, se trata de un horno universal habitual que está calentado con quemadores de gas natural 9 a una temperatura por debajo de la temperatura AC3 del respectivo material de componente. La velocidad de transporte de los componentes 5 por el horno de producción 10 está seleccionada de manera que los componentes 5 casi adoptan la temperatura predominante en el horno de producción 10. En la dirección de transporte detrás del horno de producción 10 se encuentra un sistema de posicionamiento 20 que lleva cada componente 5 a una posición plana definida. Un sistema de manipulación 22 aloja el componente 5 y lo lleva a una posición definida en el horno de perfilado 40. En el horno de perfilado 40 se encuentran una parte superior 40 y una parte inferior 41, así como un alojamiento 44 para una brida intermedia específica de producto 45, así como la propia brida intermedia específica de producto 45. La brida intermedia 45 presenta, por una parte, áreas con radiadores eléctricos 46 y, por otra parte, áreas 48 que pueden refrigerarse. Además, también es posible prever en el horno de perfilado 40 solo medios para el calentamiento específico 46 o incluso solo áreas 48 que pueden refrigerarse específicamente. A este respecto, tales áreas 48 pueden presentar orificios de refrigeración por los que fluye un medio de refrigeración, como agua o aceite. Pero también es posible utilizar para la refrigeración muy específica medios conocidos como caloductos o piezas insertadas de materiales muy termoconductores como, por ejemplo, aleaciones de cobre. Como radiadores eléctricos 46 pueden utilizarse todos los radiadores eléctricos conocidos como, por ejemplo, cartuchos calentadores eléctricos o calefacciones de superficie eléctricas. Los radiadores eléctricos presentan la ventaja de que se pueden regular de manera muy precisa y rápida. Con el radiador eléctricos 46 se calientan las áreas 30, que deberían ser especialmente duras tras un proceso de curado en molde posterior, a una temperatura por encima de la temperatura AC3. Otras áreas 50, que deberían presentar un mayor alargamiento de rotura tras el proceso de curado en molde posterior, se mantienen a una temperatura por debajo de la temperatura AC3 por la refrigeración 48 específica de estas áreas. La regulación de la temperatura se realiza en al menos un circuito de regulación cerrado. Tras el tiempo de permanencia necesario para el calentamiento de las áreas 30 a la temperatura deseada por encima de la temperatura AC3, el componente 5 provisto ahora de un perfil de temperatura se descarga del horno de perfilado 40 mediante el sistema de manipulación 22. En la forma de realización representada, el sistema de manipulación 22 está realizado como rejilla. Sin embargo, también puede utilizarse cualquier otro sistema de manipulación adecuado. El sistema de manipulación 22 deposita el componente 5 de nuevo sobre el sistema de posicionamiento 20. Sin embargo, es igualmente imaginable depositar el componente 5 en otra estación de entrega tras el estampado de un perfil de temperatura. Un segundo robot 60 recibe a continuación el componente 5 para colocarlo en la herramienta 70 de una prensa para el curado en molde. Sin embargo, habitualmente, el componente 5 puede colocarse directamente en la herramienta de prensado 70 sin un nuevo posicionamiento, puesto que en el horno de perfilado 40 no tiene lugar ningún movimiento relativo y, por lo tanto, ninguna reorientación del componente 5.
La Fig. 2 muestra el horno de perfilado 40 en una vista detallada como vista en planta. Puede reconocerse un componente 5 situado delante del horno de perfilado 40 sobre el sistema de posicionamiento 20. Otro componente 5 se encuentra en el horno de perfilado 40. Áreas 30 del componente 5, que deberían ser especialmente duras tras el proceso de curado en molde, se encuentran en áreas de la brida intermedia específica de producto 45 que pueden calentarse específicamente por radiadores 46. A este respecto, se trata de un elemento de calefacción eléctrico, al que se proporciona energía eléctrica a través de conexiones 47, que se pone a disposición por un medio de regulación (no representado). Otra área 50 del componente 5, que debería presentar un mayor alargamiento de rotura que el área 30 dura tras el proceso de curado en molde, se encuentra en un área 48 de la brida intermedia específica de producto 45 que puede refrigerarse específicamente. Para esto, se conduce medio refrigerante por las conexiones 49 en el área 48.
La Fig. 3 es la sección A-A de la Fig. 2 por el horno de perfilado 40. El horno de perfilado 40 presenta una parte superior 41 y una parte inferior 42, así como un alojamiento 44 para una brida intermedia específica de producto 45 y la propia brida intermedia específica de producto 45. En la brida intermedia específica de producto 45 pueden reconocerse radiadores 46 a los que se proporciona energía a través de conexiones 47. Con ello, el componente 5 en el área 30 se calienta específicamente a una temperatura por encima de la temperatura AC3. Además, puede reconocerse el sistema de manipulación 22, que se encuentra delante del horno de perfilado 40. Las flechas indican que el sistema de manipulación 22 puede mover vertical y horizontalmente un componente 5, de manera que un componente 5 situado sobre el sistema de posicionamiento 20 (no representado) puede introducirse en la brida intermedia específica de producto 45 dentro del horno de perfilado 40 mediante el sistema de manipulación 22.
En lugar de los robots mencionados, también puede utilizarse cualquier otro sistema de manipulación adecuado. En la forma de realización representada en la Figura solo está descrito un horno de perfilado 40 con un plano. Pero de la misma manera es posible prever más de un plano en el horno de perfilado 40, estando previsto en cada plano respectivamente una parte superior e inferior, así como un alojamiento para una brida intermedia específica de producto, de manera que puede estamparse en paralelo o parcialmente en paralelo un perfil de temperatura a varios componentes 5. Igualmente, es posible prever varios hornos de perfilado 40 para el aumento de la capacidad del sistema de horno 1.
Lista de referencias:
1 Sistema de horno
5 Pieza de chapa de acero, componente
9 Quemador de gas
10 Horno de producción
20 Sistema de posicionamiento
22 Sistema de manipulación
30 Área dura
40 Horno de perfilado
41 Pieza superior
42 Pieza inferior
44 Alojamiento
45 Brida intermedia específica de producto
46 Elemento de calefacción
47 Conexión
48 Área refrigerada
49 Conexión de agua de refrigeración
50 Área elástica
60 Segundo robot
61 Primer robot
70 Herramienta de prensado

Claims (11)

REIVINDICACIONES
1. Sistema de horno (1) para el calentamiento parcial de piezas de chapa de acero (5) a una temperatura por encima de la temperatura AC3 con un horno de producción (10) para el calentamiento de las piezas de chapa de acero (5) a una temperatura próxima pero por debajo de la temperatura AC3, caracterizado por que
el sistema de horno (1) presenta además un horno de perfilado (40) con al menos un plano, disponiendo el al menos un plano de una parte superior (41) y de una parte inferior (42), así como de un alojamiento (44) para una brida intermedia específica de producto (45) y la brida intermedia específica de producto (45) introducida en este, y estando configurada la brida intermedia específica de producto (45) para estampar al componente (5) un perfil de temperatura predeterminado con temperaturas por encima de AC3 para áreas (30) que van a curarse y por debajo de AC3 para áreas (50) más blandas y disponiendo de medios para la refrigeración activa de áreas (48) individuales, disponiendo la brida intermedia específica de producto (45) de radiadores eléctricos (46) para el calentamiento (46) de áreas individuales.
2. Sistema de horno (1) según la reivindicación 1, caracterizado por que el sistema de horno (1) dispone además de un sistema de posicionamiento (20) sobre el que el componente (5) puede colocarse en una posición definida después del calentamiento en el horno de producción (10) y/o después del calentamiento en el horno de perfilado (40).
3. Sistema de horno (1) según las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado por que la brida intermedia específica de producto (45) dispone de una refrigeración por agua en áreas (48) individuales.
4. Sistema de horno (1) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el horno de producción (10) se calienta mediante quemadores de gas (9).
5. Sistema de horno (1) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el horno de producción (10) dispone además de un sistema de transporte para hacer pasar los componentes (5) a través del horno de producción (10).
6. Sistema de horno (1) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el sistema de horno (1) dispone además de un sistema de manipulación (22, 60, 61) para la manipulación de los componentes (5).
7. Sistema de horno (1) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el horno de perfilado (40) dispone de medios para el control de la temperatura en el circuito de regulación cerrado.
8. Procedimiento para el calentamiento parcial de piezas de chapa de acero (5) a una temperatura por encima de la temperatura AC3, con las etapas de calentamiento de un componente (5) en el horno de producción (10) hasta casi su temperatura AC3; posicionamiento del componente (5) calentado, mediante un sistema de posicionamiento (20); introducción del componente (5) posicionado en el horno de perfilado (40) en una posición definida; aplicación de un perfil de temperatura al componente (5) en el horno de perfilado (40) mediante calentamiento de áreas (30) seleccionadas a una temperatura por encima de la temperatura AC3 por medio de una brida intermedia específica de producto (45), manteniéndose específicamente otras áreas (50) a una temperatura por debajo de la temperatura AC3 mediante refrigeración activa por medio de la brida intermedia específica de producto (45); descarga del componente (5), provisto de un perfil de temperatura, del horno de perfilado (40).
9. Procedimiento según la reivindicación 8, caracterizado por que el calentamiento del componente (5) en el horno de producción (10) se realiza mediante quemadores de gas (9).
10. Procedimiento según una de las reivindicaciones 8 o 9, caracterizado por que la introducción del componente (5) posicionado a una posición definida en el horno de perfilado (40) se realiza mediante un sistema de manipulación (22).
11. Procedimiento según una de las reivindicaciones 8 a 10, caracterizado por que la aplicación de un perfil de temperatura al componente (5) en el horno de perfilado (40) se controla a través de un circuito de regulación cerrado.
ES11157721T 2011-03-10 2011-03-10 Sistema de horno y procedimiento para el calentamiento parcial de piezas de chapa de acero Active ES2635765T5 (es)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP11157721.9A EP2497840B2 (de) 2011-03-10 2011-03-10 Ofensystem zum partiellen Erwärmen von Stahlblechteilen

Publications (2)

Publication Number Publication Date
ES2635765T3 ES2635765T3 (es) 2017-10-04
ES2635765T5 true ES2635765T5 (es) 2020-09-28

Family

ID=44357176

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES11157721T Active ES2635765T5 (es) 2011-03-10 2011-03-10 Sistema de horno y procedimiento para el calentamiento parcial de piezas de chapa de acero

Country Status (11)

Country Link
US (2) US9493856B2 (es)
EP (1) EP2497840B2 (es)
JP (1) JP2014513206A (es)
KR (1) KR20140044797A (es)
CN (1) CN103534364B (es)
BR (1) BR112013023132A2 (es)
ES (1) ES2635765T5 (es)
HU (1) HUE035766T2 (es)
PL (1) PL2497840T5 (es)
PT (1) PT2497840T (es)
WO (1) WO2012120123A1 (es)

Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PT2497840T (pt) * 2011-03-10 2017-08-08 Schwartz Gmbh Sistema de forno para o aquecimento parcial de peças de chapa metálica
DE102011056444C5 (de) * 2011-12-14 2015-10-15 Voestalpine Metal Forming Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum partiellen Härten von Blechbauteilen
DE102012102194A1 (de) * 2012-03-15 2013-09-19 Benteler Automobiltechnik Gmbh Ofenanlage sowie Verfahren zum Betreiben der Ofenanlage
EP2639536B8 (de) * 2012-03-15 2019-06-26 Benteler Automobiltechnik GmbH Ofenanlage sowie Verfahren zum Betreiben der Ofenanlage
DE202012006529U1 (de) * 2012-07-09 2012-11-07 Steinhoff & Braun's Gmbh Halte- und Transportvorrichtung
JP5740419B2 (ja) * 2013-02-01 2015-06-24 アイシン高丘株式会社 鋼板の赤外線加熱方法、加熱成形方法、赤外炉および車両用部品
DE102013101489B3 (de) * 2013-02-14 2014-06-05 Benteler Automobiltechnik Gmbh Wärmebehandlungslinie und Verfahren zum Betreiben der Wärmebehandlungslinie
EP2799178B1 (en) * 2013-05-02 2018-07-11 Volvo Car Corporation Method for creating a hardened steel assembly
HUE051924T2 (hu) 2014-01-23 2021-03-29 Schwartz Gmbh Hõkezelési eljárás
DE102014201259A1 (de) 2014-01-23 2015-07-23 Schwartz Gmbh Wärmebehandlungsvorrichtung
JP6535029B2 (ja) * 2014-02-17 2019-06-26 イェスタムプ・ハードテック・アクチエボラーグ 細長い溶接部およびそうした溶接部を有するビーム
DE102014116950B4 (de) * 2014-11-19 2018-02-15 Thyssenkrupp Ag Verfahren zum Warm- oder Halbwarmumformen eines Werkstücks und Fertigungsanlage zum Warm- oder Halbwarmumformen eines Werkstücks
EP3289111B1 (en) * 2015-04-28 2021-06-02 Consolidated Engineering Company, Inc. System and method for heat treating aluminum alloy castings
DE102015112812A1 (de) 2015-08-04 2017-02-09 Benteler Automobiltechnik Gmbh Vorrichtung und Verfahren zum bereichsweisen Anlassen von Metallbauteilen
DE102015215179A1 (de) 2015-08-07 2017-02-09 Schwartz Gmbh Verfahren zur Wärmebehandlung und Wärmebehandlungsvorrichtung
DE102016202766A1 (de) 2016-02-23 2017-08-24 Schwartz Gmbh Wärmebehandlungsverfahren und Wärmebehandlungsvorrichtung
DE102016201025A1 (de) * 2016-01-25 2017-07-27 Schwartz Gmbh Wärmebehandlungsverfahren und Wärmebehandlungsvorrichtung
EP3211103B1 (de) 2016-02-25 2020-09-30 Benteler Automobiltechnik GmbH Verfahren zur herstellung eines kraftfahrzeugbauteils mit mindestens zwei voneinander verschiedenen festigkeitsbereichen
US10335845B2 (en) 2016-04-20 2019-07-02 Ford Global Technologies, Llc Hot-stamping furnace and method of hot stamping
US11993823B2 (en) 2016-05-10 2024-05-28 United States Steel Corporation High strength annealed steel products and annealing processes for making the same
US11560606B2 (en) 2016-05-10 2023-01-24 United States Steel Corporation Methods of producing continuously cast hot rolled high strength steel sheet products
MX2018013869A (es) 2016-05-10 2019-03-21 United States Steel Corp Productos de acero de alta resistencia y procesos de recocido para fabricar los mismos.
US10350664B2 (en) 2016-06-30 2019-07-16 Ford Global Technologies, Llc Furnace assembly and method for hot-stamping vehicle components
KR20190039666A (ko) * 2016-08-09 2019-04-15 오토테크 엔지니어링 에이.아이.이. 블랭크들의 센터링 및 선택적 가열
US10852063B2 (en) 2017-06-02 2020-12-01 Img-Na, Llc Modular furnace
DE102017120128A1 (de) * 2017-09-01 2019-03-07 Schwartz Gmbh Verfahren zum Erwärmen eines metallischen Bauteils auf eine Zieltemperatur und entsprechender Rollenherdofen
US20200392599A1 (en) * 2018-01-16 2020-12-17 Neturen Co., Ltd. Method for heating steel plate and method for manufacturing hot-pressed product
CN109518114A (zh) * 2018-08-08 2019-03-26 宝山钢铁股份有限公司 带铝硅合金镀层的热冲压部件的制造方法及热冲压部件
JP2022531669A (ja) 2019-05-07 2022-07-08 ユナイテッド ステイツ スチール コーポレイション 連続鋳造された熱間圧延高強度鋼板製品を製造する方法
AU2020325050A1 (en) 2019-08-07 2022-02-24 United States Steel Corporation High ductility zinc-coated steel sheet products
CA3151124A1 (en) 2019-08-19 2021-02-25 United States Steel Corporation High strength steel products and annealing processes for making the same

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10240675A1 (de) 2002-09-04 2004-05-13 Benteler Automobiltechnik Gmbh B-Säule für ein Kraftfahrzeug
DE10350885B4 (de) 2003-10-31 2008-07-10 Benteler Automobiltechnik Gmbh Verfahren zum Herstellen eines warmgeformten und werkzeuggehärteten Formbauteils
JP4700364B2 (ja) * 2005-02-07 2011-06-15 新日本製鐵株式会社 金属板材の熱間プレス成形方法
DE102005032113B3 (de) 2005-07-07 2007-02-08 Schwartz, Eva Verfahren und Vorrichtung zum Warmumformen und partiellen Härten eines Bauteils
DE102005051403B3 (de) 2005-10-25 2007-03-15 Benteler Automobiltechnik Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Blechformteiles
DE102006019395A1 (de) 2006-04-24 2007-10-25 Thyssenkrupp Steel Ag Vorrichtung und Verfahren zum Umformen von Platinen aus höher- und höchstfesten Stählen
DE102007012180B3 (de) 2007-03-14 2008-06-05 Andreas Breloer Verfahren zur Wärmebehandlung von Halbzeugen aus Metall
EP2014777B1 (de) 2007-07-11 2013-01-09 Neue Materialien Bayreuth GmbH Verfahren sowie Vorrichtung zur thermischen Behandlung von Metallblech
DE102007057855B3 (de) * 2007-11-29 2008-10-30 Benteler Automobiltechnik Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Formbauteils mit mindestens zwei Gefügebereichen unterschiedlicher Duktilität
SE532160C2 (sv) 2008-03-12 2009-11-03 Gestamp Hardtech Ab Sätt att forma och härda ett plåtämne
US9111259B2 (en) 2008-03-12 2015-08-18 Avaya Inc. Affinity list generation
DE102008030279A1 (de) * 2008-06-30 2010-01-07 Benteler Automobiltechnik Gmbh Partielles Warmformen und Härten mittels Infrarotlampenerwärmung
EP2182081B1 (de) 2008-10-29 2014-01-22 Neue Materialien Bayreuth GmbH Verfahren zur thermischen Behandlung eines beschichteten Stahlblechkörpers
DE102009016027A1 (de) * 2009-04-02 2010-10-07 Volkswagen Ag Verfahren zur Herstellung eines Bauteils, insbesondere eines Karosserieteiles, sowie Fertigungsstraße zur Durchführung des Verfahrens
DE102009019496A1 (de) 2009-05-04 2010-11-18 Braun, Elisabeth Vorrichtung und Verfahren zur Erwärmung warm umzuformender Werkstücke
DE102009051822B3 (de) 2009-11-04 2011-03-31 Audi Ag Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Blechformteilen
DE102010010156A1 (de) 2010-03-04 2011-09-08 Kirchhoff Automotive Deutschland Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Formteiles mit mindestens zwei Gefügebereichen unterschiedlicher Duktilität
SE533881C2 (sv) * 2010-03-16 2011-02-22 Gestamp Hardtech Ab Presshärdningsanläggning och sätt att presshärda
CA2744233A1 (en) * 2010-06-24 2011-12-24 Magna International Inc. Tailored properties by post hot forming processing
PT2497840T (pt) * 2011-03-10 2017-08-08 Schwartz Gmbh Sistema de forno para o aquecimento parcial de peças de chapa metálica

Also Published As

Publication number Publication date
WO2012120123A1 (de) 2012-09-13
BR112013023132A2 (pt) 2016-12-13
PT2497840T (pt) 2017-08-08
EP2497840B1 (de) 2017-05-03
HUE035766T2 (en) 2018-05-28
CN103534364A (zh) 2014-01-22
ES2635765T3 (es) 2017-10-04
KR20140044797A (ko) 2014-04-15
EP2497840B2 (de) 2020-02-26
US20140083572A1 (en) 2014-03-27
JP2014513206A (ja) 2014-05-29
CN103534364B (zh) 2016-06-01
US20170037489A1 (en) 2017-02-09
US9493856B2 (en) 2016-11-15
PL2497840T3 (pl) 2017-10-31
US10287650B2 (en) 2019-05-14
PL2497840T5 (pl) 2020-07-27
EP2497840A1 (de) 2012-09-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2635765T5 (es) Sistema de horno y procedimiento para el calentamiento parcial de piezas de chapa de acero
CN102365375B (zh) 用于制备部分硬化的钢部件的方法
ES2828966T3 (es) Procedimiento y prensa para fabricar componentes de chapa endurecidos al menos por secciones
ES2725470T3 (es) Sistemas y procedimientos de prensado
ES2457792T3 (es) Método parcial de moldeo en caliente y endurecimiento mediante calentamiento con lámpara infrarroja
ES2632815T3 (es) Línea de conformación en caliente así como procedimiento para la producción de un componente de automóvil conformado en caliente y templado en prensa
ES2635089T3 (es) Procedimiento y dispositivo para el endurecimiento parcial de componentes de chapa
ES2827455T3 (es) Método de fabricación de un componente de automóvil con al menos dos zonas de resistencia mutuamente diferentes
ES2828179T3 (es) Procedimiento de tratamiento térmico
US20110094282A1 (en) Method and hot forming system for producing a hardened, hot formed workpiece
ES2920485T3 (es) Procedimiento de tratamiento térmico
JP7437466B2 (ja) 熱処理方法
CN103339268A (zh) 通过后热成型工艺提供的定制性能
KR102006963B1 (ko) 강 반제품의 열간성형에 의해 부품을 생산하기 위한 방법
WO2017190220A1 (en) Hot forming tool with infrared light source
US20180231311A1 (en) Method for heat treatment of a sheet steel component and heat treatment apparatus therefor
JP7089482B2 (ja) ブランクのセンタリング及び選択加熱
ES2627925T3 (es) Línea de conformado en caliente para la fabricación de productos de chapa de acero conformados en caliente y templados en prensa
ES2845558T3 (es) Procedimiento para hacer funcionar la línea de tratamiento térmico
CN107107155B (zh) 用于热成型结构部件的工具
CN107530757A (zh) 用于工具的激光烧结模具表面
KR101277864B1 (ko) 열간 성형용 블랭크 열처리 장치 및 열간 성형품 제조방법
US9238847B2 (en) Tailored hardening of boron steel
CN104928565B (zh) 一种球磨机隔仓篦板的制造方法