ES2904571T3 - Heat treatment procedure and heat treatment device - Google Patents
Heat treatment procedure and heat treatment device Download PDFInfo
- Publication number
- ES2904571T3 ES2904571T3 ES17703345T ES17703345T ES2904571T3 ES 2904571 T3 ES2904571 T3 ES 2904571T3 ES 17703345 T ES17703345 T ES 17703345T ES 17703345 T ES17703345 T ES 17703345T ES 2904571 T3 ES2904571 T3 ES 2904571T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- temperature
- zones
- construction element
- steel construction
- furnace
- 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
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING 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
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/0068—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for particular articles not mentioned below
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING 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
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/18—Hardening; Quenching with or without subsequent tempering
- C21D1/19—Hardening; Quenching with or without subsequent tempering by interrupted quenching
- C21D1/22—Martempering
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING 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
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/18—Hardening; Quenching with or without subsequent tempering
- C21D1/19—Hardening; Quenching with or without subsequent tempering by interrupted quenching
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING 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
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/26—Methods of annealing
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING 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
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/62—Quenching devices
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING 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
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/62—Quenching devices
- C21D1/667—Quenching devices for spray quenching
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING 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
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/62—Quenching devices
- C21D1/673—Quenching devices for die quenching
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING 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
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/78—Combined heat-treatments not provided for above
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING 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
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/84—Controlled slow cooling
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING 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
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/0062—Heat-treating apparatus with a cooling or quenching zone
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING 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
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/46—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for sheet metals
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B9/00—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity
- F27B9/02—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity of multiple-track type; of multiple-chamber type; Combinations of furnaces
- F27B9/028—Multi-chamber type furnaces
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING 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
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/56—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering characterised by the quenching agents
- C21D1/60—Aqueous agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING 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
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/56—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering characterised by the quenching agents
- C21D1/613—Gases; Liquefied or solidified normally gaseous material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING 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
- C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
- C21D2211/001—Austenite
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING 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
- C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
- C21D2211/008—Martensite
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING 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
- C21D2221/00—Treating localised areas of an article
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING 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
- C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
- C21D8/005—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment of ferrous alloys
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
- Heat Treatments In General, Especially Conveying And Cooling (AREA)
- Tunnel Furnaces (AREA)
- Furnace Details (AREA)
- Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)
Abstract
Procedimiento para el tratamiento térmico dirigido a zonas individuales de elementos constructivos de un elemento constructivo de acero (200), pudiendo ajustarse en el elemento constructivo de acero (200) en una o varias primeras zonas (210) una estructura principalmente austenítica, a partir de la cual mediante temple rápido puede producirse una estructura en su mayor parte martensítica, y en una o varias segundas zonas (220) puede ajustarse una estructura en su mayor parte perlitica-ferrítica, caracterizado por que se calienta inicialmente el elemento constructivo de acero (200) en un primer horno (110) a una temperatura por debajo de la temperatura AC3, se transfiere a continuación el elemento constructivo de acero (200) a una estación de tratamiento (150), pudiendo enfriarse durante la transferencia, y enfriándose en la estación de tratamiento (150) la una o varias segundas zonas (220) del elemento constructivo de acero (200) dentro de un tiempo de permanencia t150 a una temperatura de detención de enfriamiento ϑs, transfiriéndose a continuación a un segundo horno 130, en el que al elemento constructivo de acero (200) se le aporta calor, subiendo la temperatura de la una o varias segundas zonas (220) durante el tiempo de permanencia t130 de nuevo a una temperatura por debajo de la temperatura AC3, mientras que la temperatura de la una o varias primeras zonas (210) en el mismo tiempo de permanencia t130 se calienta a una temperatura por encima de la temperatura AC3.Method for the heat treatment directed to individual zones of construction elements of a steel construction element (200), being able to adjust in the steel construction element (200) in one or several first zones (210) a mainly austenitic structure, from which by rapid quenching a mostly martensitic structure can be produced, and in one or several second zones (220) a mostly pearlitic-ferritic structure can be adjusted, characterized in that the steel construction element (200 ) in a first furnace (110) at a temperature below the AC3 temperature, the steel construction element (200) is then transferred to a treatment station (150), being able to cool during the transfer, and cooling in the station of treatment (150) the one or several second zones (220) of the steel construction element (200) within a residence time t150 at a temperature a cooling detention ϑs, then transferred to a second oven 130, in which the steel construction element (200) is supplied with heat, raising the temperature of one or more second zones (220) during the dwell time t130 again to a temperature below the AC3 temperature, while the temperature of the one or more first zones (210) in the same residence time t130 is heated to a temperature above the AC3 temperature.
Description
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
Procedimiento de tratamiento térmico y dispositivo de tratamiento térmicoHeat treatment procedure and heat treatment device
La invención se refiere a un procedimiento y un dispositivo para el tratamiento térmico, dirigido a zonas individuales de elementos constructivos, de un elemento constructivo de acero.The invention relates to a method and a device for the heat treatment of a steel construction element directed at individual component areas.
En la técnica, en muchos casos de aplicación en diferentes sectores existe el deseo de piezas de chapa metálicas altamente resistentes con un peso de las piezas reducido.In the field of technology, there is a desire for high-strength sheet metal parts with a low part weight in many applications in various industries.
Por ejemplo, en la industria automovilística se pretende reducir el consumo de combustible de automóviles y bajar las emisiones de CO2, pero aumentar en este sentido al mismo tiempo la seguridad de los ocupantes. Existe por tanto un intenso aumento de la demanda de elementos constructivos de la carrocería con una relación favorable de resistencia respecto a peso. A estos elementos constructivos pertenecen en particular las columnas A y B, soportes de sistemas de protección lateral en puertas, apoyapiés, piezas de bastidor, parachoques, travesaños para suelo y techo, largueros delanteros y traseros. En automóviles modernos la carrocería en bruto con una jaula de seguridad habitualmente se compone de una chapa de acero endurecida con aproximadamente 1.500MPa de resistencia. En este sentido se emplean chapas de acero revestidas de manera repetida con Al-Si. Para la fabricación de un elemento constructivo de chapa de acero endurecida se desarrolló el proceso del así llamado endurecimiento en prensa. En este sentido en primer lugar se calientan chapas de acero a la temperatura de austenización, después se colocan en una herramienta de prensado, se moldean rápidamente y mediante la herramienta enfriada en agua se templan rápidamente de modo ininterrumpido a menos de la temperatura inicial de martensita. En este sentido aparece una estructura de martensita dura, sólida con aproximadamente 1.500 MPa de resistencia. Una chapa de acero endurecida de este modo presenta sin embargo solo un alargamiento de rotura reducido. Por lo tanto la energía cinética de un impacto no puede transformarse de manera suficiente en calor de conformación. Para la industria automovilística es por tanto deseable poder fabricar elementos constructivos de carrocería que presenten varias zonas de alargamiento y resistencia diferentes en el elemento constructivo, de modo que las zonas más bien resistentes (en lo sucesivo primeras zonas), por un lado, y zonas más bien con capacidad de alargamiento (en lo sucesivo segundas zonas), por otro lado, se presentan en un elemento constructivo. Por un lado, son deseables fundamentalmente elementos constructivos con elevada resistencia con el fin de obtener elementos constructivos con bajo peso mecánicamente altamente resistentes. Por otro lado, también los elementos constructivos altamente resistentes deben poder tener zonas parcialmente blandas. Dieses conlleva la deformabilidad deseada, parcialmente aumentada en caso de impacto. Solo con ello la energía cinética de un impacto puede suprimirse y de este modo las fuerzas de aceleración en ocupantes y en el resto del vehículo pueden minimizarse. Además los procedimientos de unión modernos requieren lugares sin cohesión que posibiliten la unión de materiales del mismo tipo o diferentes. Con frecuencia deben utilizarse por ejemplo uniones de engrapado, de engastado o de remachado que requieren zonas deformables en el elemento constructivo.For example, in the automobile industry, the aim is to reduce the fuel consumption of automobiles and lower CO2 emissions, but at the same time increase the safety of the occupants. There is therefore a sharp increase in the demand for body construction elements with a favorable strength-to-weight ratio. These construction elements include in particular the A and B columns, supports for side protection systems on doors, footrests, frame parts, bumpers, floor and roof cross members, front and rear side members. In modern automobiles, the body blank with a safety cage usually consists of a hardened sheet steel with a strength of approximately 1,500 MPa. In this sense, steel sheets repeatedly coated with Al-Si are used. To manufacture a component made of hardened sheet steel, the so-called press hardening process was developed. In this sense, steel sheets are first heated to the austenitization temperature, then placed in a pressing tool, quickly shaped and continuously rapidly quenched to less than the initial martensite temperature by means of the water-cooled tool. . In this sense, a hard, solid martensite structure with approximately 1,500 MPa resistance appears. A steel sheet hardened in this way, however, has only a low elongation at break. Therefore the kinetic energy of an impact cannot be sufficiently converted into heat of formation. For the automobile industry, it is therefore desirable to be able to manufacture body construction elements that have several zones of different elongation and resistance in the construction element, so that the rather resistant zones (hereinafter first zones), on the one hand, and zones rather with elongation capacity (hereinafter second zones), on the other hand, they are presented in a construction element. On the one hand, construction elements with high strength are fundamentally desirable in order to obtain mechanically highly resistant low-weight construction elements. On the other hand, even highly resistant construction elements must be able to have partially soft zones. Dieses carries the desired deformability, partially increased in case of impact. Only in this way can the kinetic energy of an impact be suppressed and in this way the acceleration forces on the occupants and on the rest of the vehicle can be minimised. In addition, modern joining procedures require non-cohesive places that make it possible to join materials of the same or different types. Frequently, for example, stapling, crimping or riveting joints must be used, which require deformable areas in the construction element.
En este sentido deberían tenerse en cuenta además las pretensiones generales de una instalación de producción: así no debería producirse pérdidas de tiempos de ciclo en la instalación de endurecimiento en prensa, la instalación al completo debería emplearse en general de manera ilimitada y poder transformarse rápidamente según los productos específicos. El proceso debería ser robusto y económico y la instalación de producción debería necesitar solo un espacio mínimo. La exactitud de forma y de canteado del elemento constructivo debería ser alta.In this regard, the general requirements of a production plant should also be taken into account: Thus, there should be no loss of cycle times in the press-hardening plant, the entire plant should generally be used unlimitedly and be able to be quickly converted according to the specific products. The process should be robust and inexpensive, and the production facility should require only minimal space. The shape and edge accuracy of the construction element should be high.
En todos los procedimientos conocidos el tratamiento térmico dirigido del elemento constructivo se realiza en una etapa de tratamiento que requiere mucho tiempo, que tiene una influencia esencial en el tiempo de ciclo de todo el dispositivo de tratamiento térmico.In all known methods, the targeted heat treatment of the component is carried out in a time-consuming treatment step, which has a significant influence on the cycle time of the entire heat treatment device.
Se conocen procedimientos para el tratamiento térmico, por ejemplo, por los documentos US 2015/299817 A1, DE 102014201259 A1 y DE 102010049205 A1.Methods for heat treatment are known, for example, from US 2015/299817 A1, DE 102014201259 A1 and DE 102010049205 A1.
El objetivo de la invención es por tanto describir un procedimiento y un dispositivo para el tratamiento térmico dirigido a zonas individuales de elementos constructivos de un elemento constructivo de acero, pudiendo conseguirse zonas de diferente dureza y ductilidad, en el que la influencia sobre el tiempo de ciclo de todo el dispositivo de tratamiento térmico esté minimizada. Según la invención este objetivo se consigue mediante un procedimiento con las características de la reivindicación independiente 1. El objetivo se consigue además mediante un dispositivo según la reivindicación 8. Perfeccionamientos ventajosos resultan de las reivindicaciones dependientes respectivas.The object of the invention is therefore to describe a method and a device for the heat treatment directed at individual zones of constructive elements of a steel constructive element, being able to achieve zones of different hardness and ductility, in which the influence on the time of cycle of the entire heat treatment device is minimized. According to the invention this object is achieved by a method having the features of independent claim 1. The object is further achieved by a device according to claim 8. Advantageous developments result from the respective dependent claims.
Un elemento constructivo de acero se calienta inicialmente hasta por debajo de la temperatura de austenización AC3.A steel construction element is initially heated to below the austenitization temperature AC3.
A continuación el elemento constructivo de acero se transfiere a una estación de tratamiento. En este lugar la segunda o las segundas zonas se enfrían lo más rápido posible dentro de un tiempo de tratamiento te. En una forma de realización preferida del dispositivo de tratamiento térmico la estación de tratamiento presenta una unidad de posicionamiento, con cuya ayuda se garantiza el posicionamiento exacto de las zonas individuales. El enfriamiento rápido de la segunda o de las segundas zonas se realiza en una forma de realización preferida del procedimiento mediante soplado con un fluido gaseoso, por ejemplo aire o un gas de protección. La estación de tratamiento presenta para ello, en una forma de realización ventajosa, un dispositivo para el soplado de la o de las segundas zonas. Este dispositivo puede presentar por ejemplo una o varias boquillas. En una forma de realización ventajosa del procedimiento el soplado de la segunda o de las segundas zonas se realiza mediante soplado con un fluido gaseoso, añadiéndose agua al fluido gaseoso, por ejemplo en forma nebulizada. Para ello el dispositivo en una forma de realización ventajosa presenta una o varias boquillas de nebulización. Mediante el soplado con el fluido gaseoso mezclado con agua la evacuación de calor de la o las segundas zonas. Tras finalizar el tiempo de tratamiento tB la segunda zona o las segundas zonas tienen una temperatura de detención de enfriamiento Os . El tiempo de tratamiento tB se mueve en este sentido habitualmente en el intervalo de algunos segundos. En este sentido la segunda o las segundas zonas pueden enfriarse también hasta claramente por debajo de la temperatura inicial de martensita Ms. La temperatura inicial de martensita Ms se sitúa por ejemplo para acero de construcción 22MnB5 de carrocería empleado con frecuencia en aproximadamente 410 °C. La primera o las primeras zonas en la estación de tratamiento no se someten a ningún tratamiento especial, es decir ni se somete a soplado ni se calientan o se enfrían mediante otras medidas especiales. La o las primeras zonas se enfrían lentamente en la estación de tratamiento por ejemplo mediante convección natural. Ha demostrado ser ventajoso cuando en la estación de tratamiento se toman medidas para la reducción de las pérdidas de temperatura de la primera o de las primeras zonas. Tales medidas pueden ser por ejemplo la instalación de un reflector de radiación de calor y/o el aislamiento de superficies de la estación de tratamiento en la zona de la primera o de las primeras zonas.The steel construction element is then transferred to a treatment station. At this location the second zone(s) are cooled as quickly as possible within a treatment time te. In a preferred embodiment of the heat treatment device, the treatment station has a positioning unit, with the aid of which the exact positioning of the individual areas is ensured. The rapid cooling of the second or second zones is carried out in a preferred embodiment of the method by blowing with a gaseous fluid, for example air or a protective gas. To this end, the treatment station has, in an advantageous embodiment, a device for blowing off the second zone(s). This device can have, for example, one or more nozzles. In an advantageous embodiment of the method, the blowing of the second or second zones is carried out by blowing with a gaseous fluid, water being added to the gaseous fluid, for example in nebulized form. To this end, the device in an advantageous embodiment has one or more nebulization nozzles. By blowing with the gaseous fluid mixed with water, the evacuation of heat from the second zone(s). After the end of the treatment time t B the second zone or the second zones have a cooling stop temperature O s . The treatment time t B moves in this direction usually in the range of a few seconds. In this sense, the second zone(s) can also be cooled to well below the initial martensite temperature Ms. The initial martensite temperature Ms is, for example, for frequently used 22MnB5 body construction steel approximately 410°C. The first zone(s) in the treatment station are not subjected to any special treatment, ie neither blown nor heated or cooled by other special measures. The first zone(s) are slowly cooled in the treatment station, for example by natural convection. It has proven to be advantageous when measures are taken in the treatment station to reduce the temperature losses of the first zone(s). Such measures can be, for example, the installation of a heat radiation reflector and/or the insulation of surfaces of the treatment station in the area of the first area(s).
A continuación, es decir tras finalizar el tiempo de tratamiento tB el elemento constructivo de acero se transfiere a un segundo horno. En este segundo horno se calienta todo el elemento constructivo de acero. El calentamiento puede realizarse por ejemplo mediante radiación de calor. En este sentido el elemento constructivo de acero permanece en el segundo horno durante un tiempo de permanencia ti30, que está dimensionado de modo que la temperatura de la primera o de las primeras zonas sube a través de la temperatura AC3. Dado que la segunda o las segundas zonas desde las etapas de procedimiento precedente al comienzo del tiempo de permanencia t i30 presentan una temperatura claramente más baja que la o las primeras zonas, no han alcanzado al final del tiempo de permanencia t i30 en el segundo horno la temperatura AC3. A continuación el elemento constructivo de acero puede transferirse a una herramienta de endurecimiento en prensa, estando austenizadas la primera o las primeras zonas por completo, mientras que la segunda o las segundas zonas no están austenizadas, de modo que mediante el temple rápido en el caso de un endurecimiento en prensa subsiguiente la primera o las primeras zonas forman un estructura martensítica con valores de resistencia elevados. Dado que la segunda o las segundas zonas en el procedimiento no se han austenizado en ningún momento, tras la etapa de endurecimiento en prensa presentan una estructura ferritica-perlítica con valores de resistencia solo bajos con una elevada ductilidad.Next, that is to say after the end of the treatment time t B , the steel construction element is transferred to a second furnace. In this second oven, the entire steel construction element is heated. The heating can take place, for example, by heat radiation. In this sense, the steel component remains in the second furnace for a residence time t i30 , which is dimensioned such that the temperature of the first zone(s) rises through the temperature AC3. Since the second zone(s) from the preceding process steps at the beginning of the residence time t i30 have a significantly lower temperature than the first zone(s), they have not reached the end of the residence time t i30 in the second furnace AC3 temperature. The steel component can then be transferred to a press-hardening tool, the first zone(s) being completely austenitized, while the second zone(s) are not austenitized, so that by rapid hardening in the case From a subsequent press hardening the first zone(s) form a martensitic structure with high strength values. Since the second zone(s) in the process have not been austenitized at any time, after the press hardening stage they present a ferritic-pearlitic structure with only low strength values with high ductility.
Según la invención los elementos constructivos, al cabo de pocos segundos en la estación de tratamiento que puede disponer además de un dispositivo de posicionamiento con el fin de garantizar el posicionamiento exacto de las diferentes zonas se transportan a un segundo horno que preferiblemente no posee dispositivos especiales para el tratamiento diferente de las diferentes zonas. De acuerdo con la invención únicamente se ajusta una temperatura de horno O4, es decir una temperatura en esencia homogénea en todo el espacio de horno, que se sitúa por encima de la temperatura de austenización AC3. Las delimitaciones claramente contorneadas de las zonas individuales pueden realizarse y mediante la escasa diferencia de temperatura entre ambas zonas se minimiza el estiramiento de los elementos constructivos. Las pequeñas separaciones en el nivel de temperatura del elemento constructivo repercuten ventajosamente en el procesamiento posterior en la prensa.According to the invention, the construction elements, after a few seconds in the treatment station, which may also have a positioning device in order to guarantee the exact positioning of the different zones, are transported to a second oven that preferably does not have special devices. for different treatment of different areas. According to the invention, only one furnace temperature O 4 , ie a substantially homogeneous temperature throughout the furnace space, which is above the austenitization temperature AC3, is set. Clearly contoured boundaries of the individual zones can be realized and stretching of the construction elements is minimized by the low temperature difference between the two zones. Small deviations in the temperature level of the component have an advantageous effect on further processing in the press.
Ventajosamente en una forma de realización un horno de paso continuo está previsto como primer horno. Los hornos de paso continuo presentan por regla general una gran capacidad y son especialmente adecuados para la producción en masa dado que están equipados y pueden hacerse funcionar sin un gran gasto. Pero también un horno discontinuo, por ejemplo, un horno de cámaras puede utilizarse como primer horno.Advantageously, in one embodiment, a continuous-flow furnace is provided as the first furnace. Continuous-flow furnaces generally have a large capacity and are especially suitable for mass production since they are equipped and can be operated without great expense. But also a batch furnace, for example a chamber furnace, can be used as the first furnace.
Ventajosamente en una forma de realización el segundo horno es un horno de paso continuo.Advantageously, in one embodiment, the second furnace is a continuous-flow furnace.
Si tanto el primer como el segundo horno están realizados como horno de paso continuo los tiempos de permanencia necesarios para las primeras y segundas zonas puede realizarse dependiendo de la longitud de elemento constructivo a través del ajuste de la velocidad de transporte y del diseño de la longitud de horno respectiva. Una influencia del tiempo de ciclo de toda la línea de producción con el dispositivo de tratamiento térmico y prensa para un endurecimiento en prensa subsiguiente puede evitarse de este modo.If both the first and second furnaces are designed as continuous-flow furnaces, the necessary residence times for the first and second zones can be realized depending on the length of the building element by adjusting the transport speed and length design. respective oven. An influence of the cycle time of the entire production line with the press and heat treatment device for a subsequent press hardening can be avoided in this way.
En una forma de realización alternativa el segundo horno es un horno discontinuo, por ejemplo un horno de cámaras.In an alternative embodiment the second furnace is a batch furnace, for example a chamber furnace.
En una forma de realización preferida la estación de tratamiento presenta un dispositivo para el enfriamiento rápido de una o varias segundas zonas del elemento constructivo de acero. En una forma de realización ventajosa el dispositivo presenta una boquilla para el soplado de la o de las segundas zonas del elemento constructivo de acero con un fluido gaseoso, por ejemplo aire o un gas de protección como por ejemplo nitrógeno. Para ello el dispositivo en una forma de realización ventajosa presenta una o varias toberas de nebulización. Mediante el soplado con el fluido gaseoso mezclado con agua la evacuación de calor desde la o las segundas zonas aumenta. In a preferred embodiment, the treatment station has a device for rapid cooling of one or more second zones of the steel component. In an advantageous embodiment, the device has a nozzle for blowing out the second region(s) of the steel component with a gaseous fluid, for example air or a protective gas such as nitrogen. To this end, the device in an advantageous embodiment has one or more nebulization nozzles. By blowing with the gaseous fluid mixed with water, the heat removal from the second zone(s) is increased.
En una forma de realización adicional la segunda o las segundas zonas se enfrían a través de conducción de calor, por ejemplo mediante la puesta en contacto con un punzón o varios punzones que presentan una temperatura claramente más baja que el elemento constructivo de acero. Para ello el punzón puede estar fabricado de un material buen conductor de calor y/o estar refrigerado directa o indirectamente. También es concebible una combinación de los tipos de refrigeración.In a further embodiment, the second or second zones are cooled by heat conduction, for example by contact with a punch or punches that have a significantly lower temperature than the steel component. For this, the punch can be made of a material that is a good conductor of heat and/or be cooled directly or indirectly. A combination of the types of cooling is also conceivable.
Con el procedimiento de acuerdo con la invención y el dispositivo de tratamiento térmico de acuerdo con la invención a los elementos constructivos de acero con en cada caso una o varias primeras y/o segundas zonas, que pueden estar conformadas también de manera compleja, puede estamparse de manera económica un perfil de temperatura correspondiente dado que las diferentes zonas con contornos nítidos pueden llevarse muy rápidamente a las temperaturas de proceso necesarias.With the method according to the invention and the heat treatment device according to the invention, the steel components with in each case one or more first and/or second zones, which can also be complexly shaped, can be stamped a corresponding temperature profile in an economical way, since the individual zones with sharp contours can be brought to the required process temperatures very quickly.
Según la invención con el procedimiento mostrado y con el dispositivo de tratamiento térmico de acuerdo con la invención es posible ajustar casi de manera arbitraria muchas segundas zonas. La segunda o las segundas zonas nunca se sometieron a austenizado durante el desarrollo del procedimiento y presentan también tras la separación por presión valores de resistencia bajo, similares a las resistencias originales del elemento constructivo de acero sin tratar. También la geometría seleccionada de las zonas parciales puede seleccionarse libremente. Las zonas en forma de puntos o de líneas pueden representarse igualmente como como por ejemplo zonas de gran superficie. También la posición de las zonas es irrelevante. Las segundas zonas pueden estar circundadas por completo por primeras zonas, o pueden encontrarse en el borde del elemento constructivo de acero. Incluso es concebible un tratamiento en toda la superficie. Una orientación especial del elemento constructivo de acero hacia la dirección de paso para el propósito del procedimiento de acuerdo con la invención para el tratamiento térmico dirigido a zonas individuales de un elemento constructivo de acero no es necesaria. Una limitación del número de los elementos constructivos de acero tratados al mismo tiempo se da en todo caso mediante la herramienta de endurecimiento en prensa o la técnica de transporte de todo el dispositivo de tratamiento térmico. La aplicación del procedimiento sobre elementos constructivos de acero ya previamente conformados es igualmente posible. Mediante las superficies conformadas de manera tridimensional de elementos constructivos de acero ya previamente conformados se produce únicamente un gasto constructivo más elevado para la representación de las superficies complementarias. Además es ventajoso que también instalaciones de tratamiento térmico ya existentes puedan adaptarse al procedimiento de acuerdo con la invención. Para ello, en el caso de un dispositivo de tratamiento térmico convencional con solo un horno debe instalarse detrás de este solo la estación de tratamiento y el segundo horno. Según la configuración del horno existente es también posible dividir este, de modo que del horno originar pueden formarse el primer y el segundo horno.According to the invention with the method shown and with the heat treatment device according to the invention it is possible to set almost arbitrarily many second zones. The second zone(s) were never austenitized during the course of the process and also exhibit low strength values after pressure separation, similar to the original strengths of the untreated steel construction element. Also the selected geometry of the partial areas can be freely selected. The dot-shaped or line-shaped areas can also be represented as, for example, large-area areas. Also the position of the zones is irrelevant. The second zones can be completely surrounded by the first zones, or they can be located at the edge of the steel construction element. Even a full surface treatment is conceivable. A special orientation of the steel construction element towards the flow direction is not necessary for the purpose of the method according to the invention for targeted heat treatment of individual zones of a steel construction element. A limitation of the number of simultaneously treated steel construction elements is in any case given by the press-hardening tool or the conveying technique of the entire heat treatment device. The application of the procedure on previously formed steel construction elements is also possible. Due to the three-dimensionally shaped surfaces of already pre-shaped steel construction elements, only a higher construction cost is incurred for the representation of the additional surfaces. Furthermore, it is advantageous that even existing heat treatment plants can be adapted to the process according to the invention. For this, in the case of a conventional heat treatment device with only one furnace, only the treatment station and the second furnace must be installed behind it. Depending on the configuration of the existing furnace, it is also possible to divide this, so that the first and second furnaces can be formed from the original furnace.
Otras ventajas, particularidades y perfeccionamientos convenientes de la invención resultan de las reivindicaciones dependientes y de la siguiente representación de ejemplos de realización preferidos mediante las ilustraciones. De las ilustraciones muestra:Further advantages, features and advantageous further developments of the invention are apparent from the dependent claims and from the following representation of preferred embodiments by means of illustrations. From the illustrations shows:
la figura 1 una curva de temperatura típica en el tratamiento térmico de un elemento constructivo de acero con una primera y una segunda zona;FIG. 1 a typical temperature curve in the heat treatment of a steel construction element with a first and a second zone;
la figura 2 un dispositivo de tratamiento térmico de acuerdo con la invención en una vista en planta como dibujo esquemático;Fig. 2 a heat treatment device according to the invention in a plan view as a schematic drawing;
la figura 3 un dispositivo de tratamiento térmico adicional de acuerdo con la invención en una vista en planta como dibujo esquemático;FIG. 3 an additional heat treatment device according to the invention in a plan view as a schematic drawing;
la figura 4 un dispositivo de tratamiento térmico adicional de acuerdo con la invención en una vista en planta como dibujo esquemático;FIG. 4 an additional heat treatment device according to the invention in a plan view as a schematic drawing;
la figura 5 un dispositivo de tratamiento térmico adicional de acuerdo con la invención en una vista en planta como dibujo esquemático;FIG. 5 an additional heat treatment device according to the invention in a plan view as a schematic drawing;
la figura 6 un dispositivo de tratamiento térmico adicional de acuerdo con la invención en una vista en planta como dibujo esquemático; yFIG. 6 an additional heat treatment device according to the invention in a plan view as a schematic drawing; Y
la figura 7 un dispositivo de tratamiento térmico adicional de acuerdo con la invención en una vista en planta como dibujo esquemático.FIG. 7 a further heat treatment device according to the invention in a plan view as a schematic drawing.
En la figura 1 se muestra una curva de temperatura típica durante el tratamiento térmico de un elemento constructivo de acero 200 con una primera zona 210 y una segunda zona 220 según el procedimiento inventivo. El elemento constructivo de acero 200 se calienta en el primer horno 110 según la evolución de la temperatura 2^00,110 dibujada esquemáticamente durante el tiempo de permanencia tucen el primer horno a una temperatura por debajo de la temperatura AC3. A continuación el elemento constructivo de acero 200 con un tiempo de transferencia ti20 se transfiere a la estación de tratamiento 150. En este sentido el elemento constructivo de acero pierde calor. En la estación de tratamiento una segunda zona 220 del elemento constructivo de acero 200 se enfría rápidamente, perdiendo calor la segunda zona 220 según la evolución trazada 0220,150. El soplado termina tras finalizar el tiempo de tratamiento tB, que dependiendo del grosor del elemento constructivo de acero 200 y del tamaño de la segunda zona 220 solo asciende a pocos segundos. En una primera aproximación en este sentido el tiempo de tratamiento tB es igual al tiempo de permanencia t i50 en la estación de tratamiento 150. La segunda zona 220 tiene ahora la temperatura de detención de enfriamiento Os. Al mismo tiempo también ha caído la temperatura de la primera zona 210 en la estación de tratamiento 150 según el perfil de temperatura 0220,150 trazado, no encontrándose la primera zona 210 en la zona de la unidad de enfriamiento. Tras finalizar el tiempo de tratamiento tB el elemento constructivo de acero 200 durante el tiempo de transferencia t121 se transfiere al segundo horno 130, perdiendo adicionalmente calor. En el segundo horno 130 la temperatura de la primera zona 210 del elemento constructivo de acero 200 varía según el perfil de temperatura 0210,130 trazado esquemáticamente durante el tiempo de permanencia t130, es decir la temperatura de la primera zona 210 del elemento constructivo de acero 200 se calienta a una temperatura por encima de la temperatura AC3. También la temperatura de la segunda zona 220 del elemento constructivo de acero 200 aumenta según el perfil de temperatura 0220,130 trazado durante el tiempo de permanencia t130 sin alcanzar la temperatura AC3. El segundo horno 130 no dispone de dispositivos especiales para el tratamiento distinto de las diferentes zonas 210, 220. Se ajusta únicamente una temperatura de horno O4, es decir una temperatura en esencia homogénea O4 en todo el espacio interno del segundo horno 130 que se sitúa por encima de la temperatura de austenización AC3. Dado que la o las segundas zonas presentan una temperatura claramente más baja que la o las primeras zonas al comienzo del tiempo de permanencia t ^ e n el segundo horno 130 y ambas zonas se calientan por igual en el segundo horno 130, presentan al final del tiempo de permanencia t130 una temperatura igualmente. El tiempo de permanencia t130 del elemento constructivo de acero 200 en el segundo horno 130 está dimensionado de modo que la primera zona o las primeras zonas al final del tiempo de permanencia t130 presentan una temperatura por encima de la temperatura AC3 mientras que la segunda o las segundas zonas en este momento no han alcanzado la temperatura AC3.A typical temperature curve during the heat treatment of a steel construction element 200 with a first zone 210 and a second zone 220 according to the inventive method is shown in Fig. 1 . The steel construction element 200 is heated in the first furnace 110 according to the schematically drawn temperature curve 2^00,110 during the dwell time in the first furnace at a temperature below of AC3 temperature. Subsequently, the steel component 200 with a transfer time t i 20 is transferred to the treatment station 150. In this sense, the steel component loses heat. In the treatment station, a second zone 220 of the steel construction element 200 cools rapidly, the second zone 220 losing heat according to the traced evolution 0 220,150 . The blowing ends after the end of the treatment time t B , which, depending on the thickness of the steel component 200 and the size of the second zone 220, amounts to only a few seconds. In a first approximation in this sense the treatment time t B is equal to the residence time t i 50 in the treatment station 150. The second zone 220 now has the cooling stop temperature Os. At the same time, the temperature of the first zone 210 in the treatment station 150 has also dropped according to the plotted temperature profile 0 220,150 , the first zone 210 not being in the zone of the cooling unit. After the end of the treatment time t B the steel construction element 200 during the transfer time t 121 is transferred to the second furnace 130, further losing heat. In the second furnace 130, the temperature of the first zone 210 of the steel construction element 200 varies according to the temperature profile 0 210,130 drawn schematically during the residence time t 130 , that is, the temperature of the first zone 210 of the steel construction element 200 is heated to a temperature above the AC3 temperature. Also the temperature of the second zone 220 of the steel construction element 200 increases according to the temperature profile 0 220,130 drawn during the residence time t 130 without reaching the temperature AC3. The second oven 130 does not have special devices for the different treatment of the different zones 210, 220. Only one oven temperature O 4 is set, that is to say an essentially homogeneous O 4 temperature throughout the internal space of the second oven 130 that is above the austenitizing temperature AC3. Since the second zone(s) have a clearly lower temperature than the first zone(s) at the beginning of the residence time t ^ in the second oven 130 and both zones are heated equally in the second oven 130, they have at the end of the time of permanence t 130 a temperature also. The residence time t 130 of the steel construction element 200 in the second furnace 130 is dimensioned such that the first zone or the first zones at the end of the residence time t 130 have a temperature above the AC3 temperature while the second or the second zones at this time have not reached the AC3 temperature.
A continuación el elemento constructivo de acero puede transferirse durante un tiempo de transferencia t131 a una herramienta de endurecimiento en prensa 160, que está montada en una prensa no mostrada. Durante el tiempo de transferencia t131 el elemento constructivo de acero 200 pierde de nuevo calor, de modo que la temperatura de la o de las primeras zonas también puede caer por debajo de la temperatura AC3. Esta o estas zonas sin embargo están sometidas en esencia por completo a austenización cuando abandonan el segundo horno 130 de modo que mediante un temple rápido durante un tiempo de permanencia t160 en la herramienta de endurecimiento en prensa 160 experimentan una transformación en estructura martensítica dura.The steel construction element can then be transferred for a transfer time t 131 to a press hardening tool 160, which is mounted in a press not shown. During the transfer time t 131 , the steel component 200 loses heat again, so that the temperature of the first zone(s) can also fall below the temperature AC3. This or these zones, however, are essentially completely austenitized when they leave the second furnace 130 so that by rapid quenching for a residence time t 160 in the press-hardening tool 160 they undergo a transformation into a hard martensitic structure.
Entre ambas zonas 210, 220 pueden realizarse delimitaciones claramente contorneadas de las zonas individuales 210, 220 y mediante la escasa diferencia de temperatura se minimiza la deformación del elemento constructivo de acero 200. Las reducidas separaciones en el nivel de temperatura del elemento constructivo de acero 200 repercuten ventajosamente en el procesamiento posterior en la herramienta de endurecimiento en prensa 160. El tiempo de permanencia t130 necesario del elemento constructivo de acero 200 en el segundo horno 130 puede realizarse dependiendo de la longitud del elemento constructivo de acero 200 a través del ajuste de la velocidad de transporte y del diseño de la longitud del segundo horno 130. Se minimiza una influencia del tiempo de ciclo del dispositivo de tratamiento térmico 100 se minimiza de modo que puede incluso puede evitarse totalmente.Clearly contoured boundaries of the individual zones 210, 220 can be realized between the two zones 210, 220, and deformation of the steel component 200 is minimized by the low temperature difference. The small differences in temperature level of the steel component 200 have an advantageous effect on further processing in the press-hardening tool 160. The required residence time t 130 of the steel component 200 in the second furnace 130 can be realized depending on the length of the steel component 200 by adjusting the the transport speed and the length design of the second furnace 130. An influence of the cycle time of the heat treatment device 100 is minimized so that it can even be completely avoided.
La figura 2 muestra un dispositivo de tratamiento térmico de acuerdo con la invención 100 en una disposición de 90°. El dispositivo de tratamiento térmico 100 presenta una estación de carga 101 a través de la cual los elementos constructivos de acero se alimentan al segundo horno 110. Además el dispositivo de tratamiento térmico 100 presenta la estación de tratamiento 150 y detrás dispuesto en la dirección de flujo principal D, el segundo horno 130. Dispuesto más hacia atrás en la dirección de flujo principal D se encuentra una estación de extracción 131 que está equipada con un dispositivo de posicionamiento (no mostrado). La dirección de flujo principal se dobla ahora en esencia 90° para dejar seguir a una herramienta de endurecimiento en prensa 160 en una prensa (no mostrada), en la que el elemento constructivo de acero 200 se endurece en prensa. En la dirección axial del primer horno 110 y del segundo horno 130 está dispuesto un contenedor 161 al que pueden llevarse piezas desechadas. El primer horno 110 y el segundo horno 120 están realizados en esta disposición preferiblemente como hornos de paso continuo, por ejemplo hornos con solera de rodillos. Figure 2 shows a heat treatment device according to the invention 100 in a 90° arrangement. The heat treatment device 100 has a loading station 101 through which the steel components are fed into the second furnace 110. In addition, the heat treatment device 100 has the treatment station 150 and behind it arranged in the direction of flow. main D, the second furnace 130. Arranged further back in the main flow direction D is an extraction station 131 which is equipped with a positioning device (not shown). The main flow direction is now bent by essentially 90° to allow a press hardening tool 160 to follow in a press (not shown), in which the steel construction element 200 is press hardened. In the axial direction of the first kiln 110 and the second kiln 130, a container 161 is arranged into which scrap parts can be brought. The first furnace 110 and the second furnace 120 are preferably configured in this arrangement as continuous-flow furnaces, for example roller hearth furnaces.
La figura 3 muestra un dispositivo de tratamiento térmico de acuerdo con la invención 100 en disposición recta. El dispositivo de tratamiento térmico 100 presenta una estación de carga 101 a través de la cual los elementos constructivos de acero se alimentan al segundo horno 110. Además el dispositivo de tratamiento térmico 100 presenta la estación de tratamiento 150 y dispuesto detrás en la dirección de flujo principal D, el segundo horno 130. Dispuesto más hacia la dirección de flujo principal D se encuentra una estación de extracción 131 que está equipada con dispositivo de posicionamiento (no mostrado). Adicionalmente en la dirección de flujo principal ahora más recta sigue una herramienta de endurecimiento en prensa 160 en una prensa (no mostrada), en la que el elemento constructivo de acero 200 se endurece en prensa. En esencialmente 90° respecto a la estación de extracción 131 está dispuesto un contenedor 161 al que pueden llevarse piezas desechadas. El primer horno 110 y el segundo horno 120 en esta disposición están realizados igualmente preferiblemente como hornos de paso continuo, por ejemplo, hornos con solera de rodillos. Figure 3 shows a heat treatment device according to the invention 100 in straight arrangement. The heat treatment device 100 has a loading station 101 through which the steel components are fed into the second furnace 110. In addition, the heat treatment device 100 has the treatment station 150 and is arranged behind in the direction of flow. main D, the second furnace 130. Arranged further towards the main flow direction D is an extraction station 131 which is equipped with positioning device (not shown). Additionally in the now straighter main flow direction follows a press-hardening tool 160 in a press (not shown), in which the steel component 200 is press-hardened. At essentially 90° to the removal station 131 a container 161 is arranged into which waste parts can be brought. The first furnace 110 and the second furnace 120 in this arrangement are likewise preferably designed as continuous-flow furnaces, for example, roller hearth kilns.
La figura 4 muestra una variante adicional de un dispositivo de tratamiento térmico de acuerdo con la invención 100. El dispositivo de tratamiento térmico 100 presenta de nuevo una estación de carga 101 a través de la cual se alimentan los elementos constructivos de acero al segundo horno 110. El primer horno 110 en esta realización está configurado de nuevo preferiblemente como horno de paso continuo. Además el dispositivo de tratamiento térmico 100 presenta la estación de tratamiento 150 que en esta forma de realización está combinada con una estación de extracción 131. El dispositivo de extracción 131 puede disponer por ejemplo de un dispositivo de agarre (no mostrado). La estación de extracción 131 extrae por ejemplo mediante el dispositivo de agarre los elementos constructivos de acero 200 del segundo horno 110. El tratamiento térmico se lleva a cabo con el enfriamiento de la segunda o de las segundas zonas 220 y el elemento constructivo de acero o los elementos constructivos de acero 200 se insertan en un segundo horno 130 dispuesto en esencia 90° con respecto al eje del primer horno 110. Este segundo horno 130 en esta forma de realización está previsto preferiblemente como horno de cámaras, por ejemplo con varias cámaras. Tras finalizar el tiempo de permanencia t-i30 de los elementos constructivos de acero 200 en el segundo horno 130 los elementos constructivos de acero 200 se extraen a través de la estación de extracción 131 del segundo horno 130 y se insertan en una herramienta de endurecimiento en prensa 160 enfrentada, montada en una prensa (no mostrada). Para ello la estación de extracción 131 puede disponer de una unidad de posicionamiento (no mostrada). En la dirección axial del primer horno 110 detrás de la estación de extracción 131 está dispuesto un contenedor 161 al que pueden llevarse piezas desechadas. La dirección de flujo principal D describe en esta forma de realización una desviación de en esencia 90°. En esta forma de realización no es necesario un segundo sistema de posicionamiento para la estación de tratamiento 150. Además, esta forma de realización es ventajosa cuando en la dirección axial del primer horno 110 no hay espacio suficiente por ejemplo en una nave de fabricación. El enfriamiento de las segundas zonas 220 del elemento constructivo de acero 200 puede realizarse en esta forma de realización también entre estación de extracción 131 y segundo horno 130, de modo que no se requiere ninguna estación de tratamiento 150 estacionaria. Por ejemplo un dispositivo de enfriamiento, por ejemplo una boquilla de soplado, puede estar integrada en el dispositivo de agarre. El dispositivo de extracción 131 proporciona la transferencia del elemento constructivo de acero 200 del segundo horno 110 al segundo horno 130 y a la herramienta de endurecimiento en prensa 160 o al contenedor 161. FIG. 4 shows a further variant of a heat treatment device 100 according to the invention. The heat treatment device 100 again has a loading station 101 through which the steel components are fed into the second furnace 110. The first furnace 110 in this embodiment is again preferably configured as a continuous-flow furnace. In addition, the heat treatment device 100 has a treatment station 150, which in this embodiment is combined with an extraction station 131. The extraction device 131 can, for example, have a gripping device (not shown). The extraction station 131 extracts, for example, by means of the gripping device, the steel construction elements 200 from the second furnace 110. The heat treatment is carried out by cooling the second or second zones 220 and the steel construction element or the steel components 200 are inserted into a second furnace 130 arranged essentially 90° to the axis of the first furnace 110. This second furnace 130 in this embodiment is preferably provided as a chamber furnace, for example with several chambers. After the residence time t-i30 of the steel construction elements 200 in the second furnace 130 has expired, the steel construction elements 200 are extracted through the extraction station 131 of the second furnace 130 and inserted into a hardening tool in vise 160 facing, mounted on a vise (not shown). For this the extraction station 131 can have a positioning unit (not shown). In the axial direction of the first furnace 110 behind the removal station 131, a container 161 is arranged into which scrap parts can be brought. The main flow direction D describes in this embodiment a deviation of essentially 90°. In this embodiment, a second positioning system for the treatment station 150 is not necessary. Furthermore, this embodiment is advantageous when there is not enough space in the axial direction of the first furnace 110, for example in a manufacturing hall. The cooling of the second zones 220 of the steel component 200 can also take place in this embodiment between extraction station 131 and second furnace 130, so that no stationary treatment station 150 is required. For example a cooling device, for example a blow nozzle, can be integrated in the gripping device. The extraction device 131 provides for the transfer of the steel construction element 200 from the second furnace 110 to the second furnace 130 and to the press hardening tool 160 or to the container 161.
También en esta forma de realización puede intercambiarse la posición de la herramienta de endurecimiento en prensa 160 y contenedor 161, tal como puede verse en la figura 5. La dirección de flujo principal D describe en esta forma de realización dos desviaciones de en esencia 90°. Si el espacio para la colocación del dispositivo de tratamiento térmico está limitado, es adecuado un dispositivo de tratamiento térmico según la figura 6: En comparación con la forma de realización mostrada en la figura 4 el segundo horno 130 está desplazado a un segundo plano por encima del primer horno 110. También en esta forma de realización el enfriamiento de las segundas zonas 220 del elemento constructivo de acero 200 puede realizarse igualmente entre estación de extracción 131 y segundo horno 130 de modo que no requiere ninguna estación de tratamiento 150 estacionaria. De nuevo es ventajoso realizar el primer horno 110 como horno de paso continuo y el segundo horno 120 como horno de cámaras, eventualmente con varias cámaras.Also in this embodiment the position of the press hardening tool 160 and container 161 can be interchanged, as can be seen in Figure 5. The main flow direction D describes in this embodiment two deviations of essentially 90° . If the space for placing the heat treatment device is limited, a heat treatment device according to Fig. 6 is suitable: Compared to the embodiment shown in Fig. 4 the second furnace 130 is displaced to a second plane above of the first furnace 110. Also in this embodiment the cooling of the second zones 220 of the steel construction element 200 can also be carried out between extraction station 131 and second furnace 130 so that no stationary treatment station 150 is required. Again, it is advantageous to design the first furnace 110 as a continuous-flow furnace and the second furnace 120 as a chamber furnace, possibly with several chambers.
En la figura 7 finalmente se muestra esquemáticamente una última forma de realización del dispositivo de tratamiento térmico de acuerdo con la invención. En comparación con la forma de realización mostrada en la figura 6 están intercambiadas las posiciones de herramienta de endurecimiento en prensa 160 y contenedor 161.Finally, in figure 7 a final form of embodiment of the heat treatment device according to the invention is schematically shown. Compared to the embodiment shown in Figure 6, the positions of press hardening tool 160 and container 161 are swapped.
Las formas de realización mostradas en la presente memoria representan solo ejemplos para la presente invención y no deben entenderse por tanto de manera limitativa. Las formas de realización alternativas tomadas en consideración por el experto en la materia están abarcadas del mismo modo en la presente invención, siempre que entren dentro del alcance de protección de las reivindicaciones.The embodiments shown herein represent only examples for the present invention and should therefore not be understood as limiting. The alternative embodiments taken into consideration by the person skilled in the art are covered in the same way in the present invention, provided that they fall within the scope of protection of the claims.
Lista de números de referenciaReference number list
100 dispositivo de tratamiento térmico100 heat treatment device
110 primer horno110 first oven
130 segundo horno130 second oven
131 estación de extracción131 extraction station
135 estación de extracción135 extraction station
150 estación de tratamiento150 treatment station
152 radiador infrarrojo puntiforme152 point infrared radiator
153 campo de calentamiento153 heating field
160 herramienta de endurecimiento en prensa160 press hardening tool
161 contenedor161 container
200 elemento constructivo de acero200 steel construction element
210 primera zona210 first zone
220 segunda zona220 second zone
D dirección de flujo principalD main flow direction
Ms temperatura inicial de martensita Ms initial temperature of martensite
tB tiempo de tratamientotB treatment time
tiio tiempo de permanencia en el primer hornotiio residence time in the first oven
ti2o tiempo de transferencia elemento constructivo de acero en la estación de tratamientoti2o transfer time steel construction element in the treatment station
ti2i tiempo de transferencia elemento constructivo de acero en segundo hornoti2i transfer time steel construction element in second furnace
t130 tiempo de permanencia en el segundo hornot130 residence time in the second oven
ti3i tiempo de transferencia elemento constructivo de acero en herramienta de endurecimiento en prensa ti50 tiempo de permanencia en la estación de tratamientoti3i transfer time steel construction element in press-hardening tool ti50 residence time in the treatment station
ti60 tiempo de permanencia en la herramienta de endurecimiento en prensati60 dwell time in press hardening tool
Os temperatura de detención de enfriamientoOs cooling stop temperature
03 temperatura interna primer horno03 first oven internal temperature
04 temperatura interna segundo horno04 second oven internal temperature
•&200,ii0 perfil de temperatura del elemento constructivo de acero en el primer horno•&200,ii0 temperature profile of the steel construction element in the first furnace
•&2i0,i50 perfil de temperatura de la primera zona del elemento constructivo metálico en la estación de tratamiento •&220,i50 perfil de temperatura de la segunda zona del elemento constructivo de acero en la estación de tratamiento •&2i0,i30 perfil de temperatura de la primera zona del elemento constructivo de acero en el segundo horno •&220,i30 perfil de temperatura de la segunda zona del elemento constructivo de acero en el segundo horno •&200,i60 perfil de temperatura del elemento constructivo de acero en la herramienta de endurecimiento en prensa •&2i0,i50 temperature profile of the first zone of the metallic construction element in the treatment station •&220,i50 temperature profile of the second zone of the steel construction element in the treatment station •&2i0,i30 temperature profile of the first zone of the steel construction element in the second furnace •&220,i30 temperature profile of the second zone of the steel construction element in the second furnace •&200,i60 temperature profile of the steel construction element in the press hardening tool
Claims (15)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102016201025.5A DE102016201025A1 (en) | 2016-01-25 | 2016-01-25 | Heat treatment process and heat treatment device |
PCT/EP2017/051510 WO2017129602A1 (en) | 2016-01-25 | 2017-01-25 | Heat treatment method and heat treatment device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
ES2904571T3 true ES2904571T3 (en) | 2022-04-05 |
Family
ID=57965906
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
ES17703345T Active ES2904571T3 (en) | 2016-01-25 | 2017-01-25 | Heat treatment procedure and heat treatment device |
Country Status (14)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20190032164A1 (en) |
EP (1) | EP3408416B1 (en) |
JP (2) | JP7168450B2 (en) |
KR (1) | KR102672034B1 (en) |
CN (2) | CN206204351U (en) |
AT (1) | AT15624U1 (en) |
BR (1) | BR112018014947B1 (en) |
DE (2) | DE102016201025A1 (en) |
ES (1) | ES2904571T3 (en) |
HU (1) | HUE057631T2 (en) |
MX (1) | MX2018008998A (en) |
PL (1) | PL3408416T3 (en) |
PT (1) | PT3408416T (en) |
WO (1) | WO2017129602A1 (en) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102017115755A1 (en) * | 2017-07-13 | 2019-01-17 | Schwartz Gmbh | Method and device for heat treatment of a metallic component |
CN109518114A (en) * | 2018-08-08 | 2019-03-26 | 宝山钢铁股份有限公司 | The manufacturing method and hot stamping part of hot stamping part with alusil alloy coating |
WO2022218829A1 (en) * | 2021-04-16 | 2022-10-20 | Aerospace Transmission Technologies GmbH | Method for the heat treatment of metal workpieces |
EP4174190A1 (en) * | 2021-10-26 | 2023-05-03 | Benteler Automobiltechnik GmbH | Method for producing a moulded motor vehicle component |
Family Cites Families (22)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4422588C2 (en) * | 1994-06-28 | 1999-09-23 | Ald Vacuum Techn Gmbh | Process for quenching workpieces with gases and heat treatment system to carry out the process |
US6174389B1 (en) * | 1999-08-17 | 2001-01-16 | Caterpillar Inc. | Fixture and method for selectively quenching a predetermined area of a workpiece |
JP2002097519A (en) * | 2000-09-19 | 2002-04-02 | Aisin Seiki Co Ltd | Method for strengthening steel sheet and strengthened steel sheet |
DE10208216C1 (en) * | 2002-02-26 | 2003-03-27 | Benteler Automobiltechnik Gmbh | Production of a hardened metallic component used as vehicle component comprises heating a plate or a pre-molded component to an austenitizing temperature, and feeding via a transport path while quenching parts of plate or component |
US20070246135A1 (en) * | 2004-08-18 | 2007-10-25 | Pollard Kennth Brian T | Method of Manufacturing a Hardened Forged Steel Component |
US20060103059A1 (en) * | 2004-10-29 | 2006-05-18 | Crafton Scott P | High pressure heat treatment system |
DE102008030279A1 (en) * | 2008-06-30 | 2010-01-07 | Benteler Automobiltechnik Gmbh | Partial thermoforming and curing by means of infrared lamp heating |
DE102009015013B4 (en) * | 2009-03-26 | 2011-05-12 | Voestalpine Automotive Gmbh | Process for producing partially hardened steel components |
CN102458708B (en) | 2009-06-22 | 2014-07-23 | 新日铁住金株式会社 | Hot press-forming method for steel sheets, hot press-forming device for steel sheets, and steel formed member |
DE102010004081C5 (en) * | 2010-01-06 | 2016-11-03 | Benteler Automobiltechnik Gmbh | Method for thermoforming and curing a circuit board |
DE102010010156A1 (en) * | 2010-03-04 | 2011-09-08 | Kirchhoff Automotive Deutschland Gmbh | Process for producing a molded part with at least two structural areas of different ductility |
DE102010049205B4 (en) * | 2010-10-13 | 2012-04-26 | Elisabeth Braun | Hot forming line and method for hot forming sheet metal |
EP2497840B2 (en) * | 2011-03-10 | 2020-02-26 | Schwartz GmbH | Oven system for partially heating steel blanks |
EP2548975A1 (en) * | 2011-07-20 | 2013-01-23 | LOI Thermprocess GmbH | Method and device for producing a hardened metallic component with at least two areas of different ductility |
WO2013137308A1 (en) * | 2012-03-13 | 2013-09-19 | 株式会社アステア | Method for strengthening steel plate member |
EP2674504A1 (en) * | 2012-06-11 | 2013-12-18 | Siemens S.p.A. | Method and system for thermal treatments of rails |
JP6014430B2 (en) * | 2012-09-12 | 2016-10-25 | 株式会社アステア | bumper |
KR101482336B1 (en) * | 2012-12-21 | 2015-01-13 | 주식회사 포스코 | Method for manufacturing hot forming parts having strength distribution |
DE102013008853A1 (en) * | 2013-05-23 | 2014-11-27 | Linde Aktiengesellschaft | Plant and method for hot forming of blanks |
JP6100676B2 (en) * | 2013-11-12 | 2017-03-22 | 株式会社神戸製鋼所 | Spheroidizing heat treatment method for alloy steel |
KR101583899B1 (en) * | 2014-01-02 | 2016-01-13 | 한양대학교 에리카산학협력단 | Hot-rolled steel sheet, method of manufacturing the same, and manufacturing equipment for the same |
DE102014201259A1 (en) * | 2014-01-23 | 2015-07-23 | Schwartz Gmbh | Heat treatment device |
-
2016
- 2016-01-25 DE DE102016201025.5A patent/DE102016201025A1/en not_active Withdrawn
- 2016-07-29 DE DE202016104194.5U patent/DE202016104194U1/en active Active
- 2016-08-23 AT ATGM205/2016U patent/AT15624U1/en unknown
- 2016-09-08 CN CN201621044071.2U patent/CN206204351U/en active Active
-
2017
- 2017-01-25 US US16/072,677 patent/US20190032164A1/en not_active Abandoned
- 2017-01-25 KR KR1020187024554A patent/KR102672034B1/en active IP Right Grant
- 2017-01-25 JP JP2018538676A patent/JP7168450B2/en active Active
- 2017-01-25 HU HUE17703345A patent/HUE057631T2/en unknown
- 2017-01-25 PT PT177033453T patent/PT3408416T/en unknown
- 2017-01-25 WO PCT/EP2017/051510 patent/WO2017129602A1/en active Application Filing
- 2017-01-25 CN CN201780007568.8A patent/CN108884508B/en active Active
- 2017-01-25 ES ES17703345T patent/ES2904571T3/en active Active
- 2017-01-25 PL PL17703345T patent/PL3408416T3/en unknown
- 2017-01-25 EP EP17703345.3A patent/EP3408416B1/en active Active
- 2017-01-25 BR BR112018014947-0A patent/BR112018014947B1/en active IP Right Grant
- 2017-01-25 MX MX2018008998A patent/MX2018008998A/en unknown
-
2021
- 2021-07-19 JP JP2021118531A patent/JP7261267B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP3408416A1 (en) | 2018-12-05 |
DE102016201025A1 (en) | 2017-07-27 |
JP2021179012A (en) | 2021-11-18 |
CN206204351U (en) | 2017-05-31 |
JP7168450B2 (en) | 2022-11-09 |
JP7261267B2 (en) | 2023-04-19 |
MX2018008998A (en) | 2019-01-10 |
KR20180119580A (en) | 2018-11-02 |
HUE057631T2 (en) | 2022-05-28 |
WO2017129602A1 (en) | 2017-08-03 |
PL3408416T3 (en) | 2022-03-28 |
BR112018014947A2 (en) | 2018-12-26 |
PT3408416T (en) | 2022-01-26 |
BR112018014947B1 (en) | 2022-11-22 |
KR102672034B1 (en) | 2024-06-03 |
JP2019506532A (en) | 2019-03-07 |
US20190032164A1 (en) | 2019-01-31 |
CN108884508A (en) | 2018-11-23 |
CN108884508B (en) | 2020-08-14 |
EP3408416B1 (en) | 2021-11-10 |
AT15624U1 (en) | 2018-03-15 |
DE202016104194U1 (en) | 2017-04-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
ES2920485T3 (en) | Heat treatment procedure | |
ES2904571T3 (en) | Heat treatment procedure and heat treatment device | |
ES2828179T3 (en) | Heat treatment procedure | |
ES2635089T3 (en) | Procedure and device for partial hardening of sheet metal components | |
ES2635765T3 (en) | Oven system and procedure for partial heating of steel sheet parts | |
ES2456330T3 (en) | Pillar B for vehicle. | |
ES2972529T3 (en) | Procedure for selective and individual heat treatment of component zones | |
US11078553B2 (en) | Method and device for the heat treatment of a metal component | |
ES2938893T3 (en) | Procedure and device for heat treatment of a metal component | |
ES2978873T3 (en) | Procedure for heat treatment of a sheet steel component and heat treatment device for this purpose | |
KR20140138074A (en) | System and method for hot-forming blanks | |
US11142807B2 (en) | Temperature control station for partially thermally treating a metal component | |
US20190024203A1 (en) | Method for heat treatment of a metal component | |
US11230746B2 (en) | Heat treatment method and heat treatment apparatus | |
ES2787927T3 (en) | Procedure for forming and hardening steel materials |