WO2017129602A1 - Heat treatment method and heat treatment device - Google Patents

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WO2017129602A1
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steel component
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Andreas Reinartz
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    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/005Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment of ferrous alloys

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for targeted
  • Ratio of strength to weight include in particular A and B pillars, side impact protection in doors, sills, frame parts,
  • Bumper cross member for floor and roof, front and rear
  • the raw ka rosse with a safety cage usually consists of a hardened steel sheet with about 1, 500 MPa strength. In many cases Al-Si-coated steel sheets are used. For the production of a component from hardened steel sheet the process of the so-called press hardening was developed. This steel sheets are first on
  • Warmed austenitemperatur then placed in a press tool, quickly formed and rapidly through the water-cooled tool to less than
  • the object of the invention is therefore to provide a method and a device for targeted component zone-specific heat treatment of a steel component, wherein regions of different hardness and ductility can be achieved, in which the influence on the cycle time of the entire heat treatment apparatus is minimized.
  • this object is achieved by a method having the features of independent claim 1.
  • Advantageous developments of the method will become apparent from the dependent claims 2 to 5.
  • the object is further by a Device according to claim 8 solved.
  • Advantageous embodiments of the device will become apparent from the dependent claims 6 to 15.
  • a steel component is first heated to below the austenitizing temperature AC3.
  • the steel component is transferred to a treatment station.
  • the second or the second areas as soon as possible within a
  • Treatment time t B cooled.
  • Heat treatment device the treatment station a
  • the treatment station has a device for blowing on the second region (s).
  • This device may, for example, have one or more nozzles.
  • the blowing of the second or the second regions is carried out by blowing with a gaseous fluid, wherein the gaseous fluid water, for example in nebulized form, is attached.
  • the device has one or more nebulizing nozzles.
  • Treatment time t B usually moves in the range of a few seconds.
  • the second or the second regions can also be cooled to well below the martensite start temperature M s .
  • the martensite start temperature M s is, for example, for the frequently used
  • Bodybuilder 22MnB5 at about 410 ° C.
  • the first area or areas are not subjected to any special treatment in the treatment station, ie they are not blown on or on any other special Measures heated or cooled.
  • the first or the first areas cool slowly in the treatment station, for example, via natural convection. It has proven to be advantageous if in the treatment station measures for reducing the temperature losses of the first or the first
  • Such measures can be, for example, the attachment of a heat radiation reflector and / or the isolation of surfaces of the treatment station in the region of the first or the first regions.
  • the steel component is transferred to a second furnace. In this second furnace, the entire steel component is heated. The heating can be done for example by thermal radiation. In this case, the steel component remains during a residence time t 130 in the second furnace, which is dimensioned such that the temperature of the first or the first regions above the AC3 temperature increases. Because the second or the second
  • Press hardening tool are transferred, wherein the first and the first areas are completely austenitized, while the second and the second areas are not austenitized, so that form by quenching in a subsequent press hardening of the first and the first areas martensitic structure with high strength values. Because the second
  • Treatment station which may also have a positioning device to ensure the exact positioning of the different areas, transported in a second oven, which preferably no special devices for owns different treatment of different areas.
  • Embodiment only a furnace temperature 0 4 , ie a substantially homogeneous temperature in the entire furnace chamber, set above the
  • Austenitizing temperature AC3 is. Clearly contoured boundaries of the individual areas can be realized, and the low temperature difference between the two areas minimizes distortion of the components. Small spreads in the temperature level of the component have an advantageous effect on the other
  • a continuous furnace is provided as the first furnace.
  • Continuous furnaces usually have a large capacity and are particularly well suited for mass production, since they can be fed and operated without much effort. But even a batch oven, such as a chamber oven, can be used as the first oven.
  • the second furnace is a continuous furnace.
  • both first and second furnaces are designed as continuous furnaces, the necessary residence times for the first or second regions can be realized as a function of the length of the component via the adjustment of the conveying speed and the design of the respective furnace length. An influencing of the cycle time of the entire production line with heat treatment device and press for a subsequent press hardening is thus avoidable.
  • the second oven is a batch oven
  • the treatment station has a
  • the device for rapid cooling of one or more second regions of the steel component.
  • the device has a nozzle for blowing the second part or regions of the steel component with a gaseous fluid, for example air or an inert gas such as, for example Nitrogen, up.
  • a gaseous fluid for example air or an inert gas such as, for example Nitrogen
  • the device has one or more nebulizing nozzles. By blowing with the gaseous fluid mixed with water, the heat removal from or from the second regions is increased.
  • the second or the second regions are cooled via heat conduction, for example by contacting them with one or more punches, which has or have a significantly lower temperature than the steel component.
  • the stamp can be made of a good heat-conducting material and / or be cooled directly or indirectly. A combination of the types of cooling is conceivable.
  • Heat treatment device can be stamped steel components with one or more first and / or second areas, which may also be complex shaped, economically a corresponding temperature profile, as the different areas contour sharp very quickly to the necessary
  • Heat treatment apparatus possible to set almost any number of second areas.
  • the second or the second areas were never austenitized during the course of the process and, even after being pressed off, have low strength values similar to the original strengths of the untreated steel component.
  • the selected geometry of the sections is freely selectable. Point or line-shaped areas as well as eg large area areas can be displayed. The location of the areas is irrelevant. The second regions may be completely enclosed by first regions or located at the edge of the steel component. Even a full-surface treatment is conceivable.
  • a particular orientation of the steel component to the passage direction is for the purpose of the method according to the invention for specific component zone-specific Heat treatment of a steel component is not required.
  • a limitation of the number of simultaneously treated steel components is at most by the
  • Heat treatment device given.
  • the application of the method to already preformed steel components is also possible. Due to the three-dimensionally shaped surfaces of already preformed steel components, only a higher constructive effort for the representation of the mating surfaces results.
  • Heat treatment systems can be adapted to the method according to the invention.
  • a conventional heat treatment device with only one oven behind this only the treatment station and the second oven must be installed.
  • Fig. 1 is a typical temperature curve in the heat treatment of a steel component having a first and a second region
  • Fig. 2 shows a thermal heat treatment apparatus according to the invention in a plan view as a schematic drawing
  • Fig. 3 shows a further inventive thermal heat treatment apparatus in a plan view as a schematic drawing 4 shows a further inventive thermal heat treatment device in a plan view as a schematic drawing
  • Fig. 5 shows another thermal treatment device according to the invention in a plan view as a schematic drawing
  • FIG. 6 shows a further inventive thermal heat treatment device in a plan view as a schematic drawing.
  • 7 shows a further inventive thermal heat treatment device in a plan view as a schematic drawing
  • FIG. 1 is a typical temperature curve in the heat treatment of a steel component 200 having a first region 210 and a second region 220 according to the inventive method.
  • the steel component 200 is heated in the first furnace 1 10 according to the schematically drawn temperature run ⁇ 2 ⁇ , ⁇ ⁇ during the residence time t 1 10 in the first furnace to a temperature below the AC3 temperature.
  • the steel component 200 is transferred to the treatment station 150 with a transfer time t 12 o.
  • the steel component loses heat.
  • a second region 220 of the steel member 200 is rapidly cooled, wherein the second area 220 loses its heat according to the drawn curve £ 220.150.
  • the blowing ends after the treatment time t B has elapsed, which is only a few seconds depending on the thickness of the steel component 200 and the size of the second region 220.
  • the treatment time t B is equal to the residence time t 150 in the treatment station 150.
  • the second area 220 has now reached the cooling stop temperature ds.
  • the temperature of the first region 210 in the treatment station 150 has also fallen according to the temperature curve $ 210,150 plotted, wherein the first region 210 is not located in the region of the cooling device.
  • Treatment time t B the steel member 200 is transferred during the transfer time t 12 i in the second furnace 130, wherein it continues to lose heat.
  • the second oven 130 changes the temperature of the first portion 210 of the steel member 200 according to the schematically drawn temperature profile ⁇ 2 ⁇ , ⁇ 3 ⁇ during the residence time t 130 , ie the temperature of the first portion 210 of the steel member 200 is heated to a temperature above the AC3 temperature. Also the
  • Temperature of the second region 220 of the steel component 200 increases according to the plotted temperature profile $ 220.130 during the residence time t 130 , without reaching the AC3 temperature.
  • the second furnace 130 has no special devices for different treatment of the different areas 210, 220. Only one furnace temperature ⁇ 4 , ie a substantially homogeneous temperature ⁇ 4 in the entire interior of the second furnace 130, is set which is above the austenitizing temperature AC3 lies. Since the second or the second regions have a significantly lower temperature than the first region (s) at the beginning of the residence time t 130 in the second furnace 130 and both regions are heated equally in the second furnace 130, they also have a different temperature at the end of the residence time ti 30 on.
  • the residence time t 130 of the steel component 200 in the second furnace 130 is so dimensioned that the first region or the first regions at the end of the residence time t 130 have a temperature above the AC3 temperature, while the second
  • Press hardening tool 160 which is installed in a press, not shown, to be transferred.
  • the steel component 200 loses heat again so that the temperature of the first region (s) may also fall below the AC 3 temperature. This or these spaces but substantially completely austenitized, when they leave the second furnace 130 so that they t by a deterrent for a residence time in 160
  • Press hardening train 160 undergoes a transformation into hard martensitic structure.
  • Clearly contoured delimitations of the individual regions 210, 220 can be realized between the two regions 210, 220 and can be realized by the small ones
  • the necessary 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 via the adjustment of the conveying speed and the design of the length of the second furnace 130.
  • FIG. 2 shows a heat treatment device 100 according to the invention in a 90 ° arrangement.
  • the heat treatment device 100 has a loading station 101, via which steel components are fed to the first furnace 110. Furthermore, the heat treatment device 100, the treatment station 150 and in
  • Main flow direction D behind arranged the second furnace 130 is a removal station 131, which is equipped with a positioning device (not shown).
  • Main flow direction now bends substantially 90 ° to a
  • Press hardening tool 160 in a press (not shown), in which the steel component 200 is press-hardened.
  • a container 161 is arranged, can be spent in the rejects.
  • the first furnace 110 and the second furnace 120 are at this
  • FIG. 3 shows a heat treatment apparatus 100 according to the invention in a straight arrangement.
  • the heat treatment device 100 has a loading station 101, via which steel components are fed to the first furnace 110. Furthermore, the heat treatment device 100, the treatment station 150 and in
  • a removal station 131 Next in the main flow direction D arranged behind it is a removal station 131, which is equipped with a positioning device (not shown).
  • a press hardening tool 160 in a press (not shown) in which the steel member 200 is press-hardened.
  • a container 161 is arranged, can be spent in the rejects.
  • the first furnace 110 and the second furnace 120 are also preferably designed as continuous furnaces, for example roller hearth furnaces, in this arrangement.
  • Fig. 4 shows a further variant of an inventive
  • the heat treatment device 100 again has a loading station 101, via which steel components are fed to the first furnace 110.
  • the first furnace 1 10 is again preferably designed as a continuous furnace in this embodiment.
  • the heat treatment apparatus 100 has the treatment station 150, which in this embodiment is combined with a removal station 131.
  • Removal device 131 may for example have a gripping device (not shown). The removal station 131 removes, for example by means of the gripping device, the steel components 200 from the first furnace 1 10. Die
  • Heat treatment with the cooling of the second and the second regions 220 is performed and the steel components or the
  • Steel components 200 are inserted into a second furnace 130 arranged essentially at 90 ° to the axis of the first furnace 110.
  • This second furnace 130 is preferably provided in this embodiment as a chamber furnace, for example with a plurality of chambers.
  • the steel components 200 are removed from the second furnace 130 via the removal station 131 and inserted into an opposed press-hardening tool 160 installed in a press (not shown).
  • the removal station 131 may have a positioning device (not shown).
  • a container 161 is arranged behind the removal station 131, can be spent in the rejects.
  • Main flow direction D describes in this embodiment, a deflection of substantially 90 °. In this embodiment, no second
  • Embodiment also take place between removal station 131 and second furnace 130 so that it does not require a stationary treatment station 150.
  • a cooling device for example a blowing nozzle
  • the removal device 131 ensures the transfer of the steel component 200 from the first furnace 110 into the second furnace 130 and into the press-hardening tool 160 or into the container 161.
  • FIG. 6 shows a heat treatment device according to FIG. 6:
  • the second furnace 130 is offset in a second plane above the first furnace 110.
  • the cooling of the second regions 220 of the steel component 200 can also take place between the removal station 131 and the second furnace 130, so that no stationary treatment station 150 is required.
  • FIG. 7 shows a final embodiment of the invention
  • Heat treatment device shown schematically. Compared to the embodiment shown in FIG. 6, the positions of the press-hardening tool 160 and the container 161 are reversed.
  • the embodiments shown here are only examples of the present invention

Abstract

The invention relates to a method and to a device for the heat treatment of a steel component directed specifically at individual zones of the component. In one or more first regions of the steel component a primarily austenitic structure can be set, from which, by quenching, a predominantly martensitic structure can be produced, and in one or more second regions of the steel component there is a predominantly ferritic-pearlitic structure. The steel component is first of all heated in a first furnace to a temperature below the AC3 temperature, and the steel component is then transferred into a handling station. During the transfer the steel component can cool, and in the handling station one or more second regions of the steel component are cooled within a residence time t150 to a final cooling temperature ϑS, and is then transferred to a second furnace, in which heat is delivered to the steel component. The temperature of the one or more second regions increases again during the residence time t130 to a temperature below the AC3 temperature, whilst the temperature of the one or more first regions is heated in the same residence time t130 to a temperature above the AC3 temperature.

Description

Wärmebehandlungsverfahren und Wärmebehandlungsvorrichtung Beschreibung:  Heat treatment method and heat treatment apparatus Description:
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur gezielten The invention relates to a method and a device for targeted
bauteilzonenindividuellen Wärmebehandlung eines Stahlbauteils. Component zone-specific heat treatment of a steel component.
In der Technik besteht bei vielen Anwendungsfällen in unterschiedlichen Branchen der Wunsch nach hochfesten Metallblechteilen bei geringem Teilegewicht. In the art, in many applications in different industries there is a desire for high strength sheet metal parts with low part weight.
Beispielsweise ist es in der Fahrzeugindustrie das Bestreben, den For example, in the automotive industry, it is the endeavor that
Kraftstoffverbrauch von Kraftfahrzeugen zu reduzieren und den CO2-Ausstoß zu senken, dabei aber gleichzeitig die Insassensicherheit zu erhöhen. Es besteht daher ein stark zunehmender Bedarf an Karosseriebauteilen mit einem günstigen To reduce fuel consumption of motor vehicles and to reduce CO 2 emissions, while at the same time to increase occupant safety. There is therefore a rapidly increasing demand for body components with a favorable
Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht. Zu diesen Bauteilen gehören insbesondere A- und B-Säulen, Seitenaufprallschutzträger in Türen, Schweller, Rahmenteile, Ratio of strength to weight. These components include in particular A and B pillars, side impact protection in doors, sills, frame parts,
Stoßstangenfänger, Querträger für Boden und Dach, vordere und hintere Bumper, cross member for floor and roof, front and rear
Längsträger. Bei modernen Kraftfahrzeugen besteht die Roh ka rosse mit einem Sicherheitskäfig üblicherweise aus einem gehärteten Stahlblech mit ca. 1 .500MPa Festigkeit. Dabei werden vielfach Al-Si-beschichtete Stahlbleche verwendet. Zur Herstellung eines Bauteils aus gehärtetem Stahlblech wurde der Prozess des so genannten Presshärtens entwickelt. Dabei werden Stahlbleche zuerst auf Side members. In modern motor vehicles, the raw ka rosse with a safety cage usually consists of a hardened steel sheet with about 1, 500 MPa strength. In many cases Al-Si-coated steel sheets are used. For the production of a component from hardened steel sheet the process of the so-called press hardening was developed. This steel sheets are first on
Austenittemperatur erwärmt, dann in ein Pressenwerkzeug gelegt, schnell geformt und durch das wassergekühlte Werkzeug zügig auf weniger als Warmed austenitemperatur, then placed in a press tool, quickly formed and rapidly through the water-cooled tool to less than
Martensitstarttemperatur abgeschreckt. Dabei entsteht hartes, festes Martensite start temperature quenched. This creates hard, solid
Martensitgefüge mit ca. 1 .SOOMPa Festigkeit. Ein solcherart gehärtetes Stahlblech weist aber nur eine geringe Bruchdehnung auf. Die kinetische Energie eines  Martensitic structure with approx. 1 .SOOMPa strength. However, such a hardened steel sheet has only a small elongation at break. The kinetic energy of a
Aufpralls kann deshalb nicht ausreichend in Verformungswärme umgesetzt werden. Für die Automobilindustrie ist es daher wünschenswert, Karosseriebauteile herstellen zu können, die mehrere unterschiedliche Dehnungs- und Festigkeitszonen im Bauteil aufweisen, so dass eher feste Bereiche (im Folgenden erste Bereiche) einerseits und eher dehnfähige Bereiche (im Folgenden zweite Bereiche) andererseits in einem Bauteil vorliegen. Einerseits sind Bauteile mit hoher Festigkeit grundsätzlich wünschenswert, um mechanisch hoch belastbare Bauteile mit geringem Gewicht zu erhalten. Auf der anderen Seite sollen auch hochfeste Bauteile partiell weiche Bereiche haben können. Dieses bringt 1 die gewünschte, partiell erhöhte Impact can therefore not be sufficiently converted into deformation heat. For the automotive industry, it is therefore desirable to be able to produce body components that have several different expansion and strength zones in the component, so that more solid areas (hereinafter, first areas) on the one hand and rather expandable areas (hereinafter second areas) on the other hand present in a component. On the one hand, components with high strength are basically desirable in order to obtain components of high mechanical strength with low weight. On the other hand, even high-strength components should be able to have partially soft areas. This brings 1 the desired, partially increased
Deformierbarkeit im Crashfall. Nur damit kann die kinetische Energie eines Aufpralls abgebaut werden und so die Beschleunigungskräfte auf Insassen und das übrige Fahrzeug minimiert werden. Zudem erfordern moderne Fügeverfahren entfestigte Stellen, die das Fügen artgleicher oder unterschiedlicher Materialien ermöglichen. Oft müssen beispielsweise Falz- Crimp- oder Nietverbindungen zum Einsatz kommen, die verformbare Bereiche im Bauteil voraussetzen.  Deformability in the event of a crash. This is the only way to reduce the kinetic energy of an impact and minimize the acceleration forces on the occupants and the rest of the vehicle. In addition, modern joining methods require de-consolidated points, which allow the joining of identical or different materials. Often, for example, crimping or riveting joints have to be used, which presuppose deformable areas in the component.
Dabei sollten die allgemeinen Ansprüche an eine Produktionsanlage weiterhin beachtet sein: so sollte es zu keiner Taktzeiteinbuße an der Presshärteanlage kommen, die Gesamtanlage sollte uneingeschränkt allgemein verwendet und schnell produktspezifisch umgerüstet werden können. Der Prozess sollte robust und wirtschaftlich sein und die Produktionsanlage nur minimalen Platz benötigen. Die Form und Kantengenauigkeit des Bauteils sollte hoch sein. Bei allen bekannten Verfahren erfolgt die gezielte Wärmebehandlung des Bauteils in einem zeitintensiven Behandlungsschritt, der wesentlichen Einfluss auf die Taktzeit der gesamten Wärmebehandlungsvorrichtung hat. The general demands on a production plant should continue to be respected: so there should be no cycle time loss at the press hardening plant, the entire system should be universally used without restrictions and can be retrofitted quickly product specific. The process should be robust and economical and the production plant need only minimal space. The shape and edge accuracy of the component should be high. In all known methods, the targeted heat treatment of the component takes place in a time-consuming treatment step, which has a significant influence on the cycle time of the entire heat treatment device.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur gezielten bauteilzonenindividuellen Wärmebehandlung eines Stahlbauteils anzugeben, wobei Bereiche unterschiedlicher Härte und Duktilität erzielbar sind, bei dem der Einfluss auf die Taktzeit der gesamten Wärmebehandlungsvorrichtung minimiert ist. The object of the invention is therefore to provide a method and a device for targeted component zone-specific heat treatment of a steel component, wherein regions of different hardness and ductility can be achieved, in which the influence on the cycle time of the entire heat treatment apparatus is minimized.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 5. Die Aufgabe wird ferner durch eine Vorrichtung nach Anspruch 8 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Vorrichtung ergeben sich aus den Unteransprüchen 6 bis 15. According to the invention, this object is achieved by a method having the features of independent claim 1. Advantageous developments of the method will become apparent from the dependent claims 2 to 5. The object is further by a Device according to claim 8 solved. Advantageous embodiments of the device will become apparent from the dependent claims 6 to 15.
Ein Stahlbauteil wird zunächst bis unterhalb der Austenitisierungstemperatur AC3 erwärmt. A steel component is first heated to below the austenitizing temperature AC3.
Anschließend wird das Stahlbauteil in eine Behandlungsstation transferiert. Hier wird der zweite oder die zweiten Bereiche möglichst rasch innerhalb einer Subsequently, the steel component is transferred to a treatment station. Here, the second or the second areas as soon as possible within a
Behandlungszeit tB abgekühlt. In einer bevorzugten Ausführungsform der Treatment time t B cooled. In a preferred embodiment of
Wärmebehandlungsvorrichtung weist die Behandlungsstation eine Heat treatment device, the treatment station a
Positioniereinrichtung auf, mit deren Hilfe die genaue Positionierung der einzelnen Bereiche gewährleistet wird. Die schnelle Abkühlung des zweiten oder der zweiten Bereiche erfolgt in einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens durch  Positioning on, with the help of the exact positioning of the individual areas is ensured. The rapid cooling of the second or the second regions takes place in a preferred embodiment of the method
Anblasen mit einem gasförmigen Fluid, beispielsweise Luft oder einem Schutzgas. Die Behandlungsstation weist dazu in einer vorteilhaften Ausführungsform eine Vorrichtung zum Anblasen des beziehungsweise der zweiten Bereiche auf. Diese Vorrichtung kann beispielsweise eine oder mehrere Düsen aufweisen. In einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens erfolgt das Anblasen des zweiten oder der zweiten Bereiche durch Anblasen mit einem gasförmigen Fluid, wobei dem gasförmigen Fluid Wasser, beispielsweise in vernebelter Form, beigefügt ist. Dazu weist die Vorrichtung in einer vorteilhaften Ausführungsform eine oder mehrere Vernebelungsdüsen auf. Durch das Anblasen mit dem mit Wasser versetzten gasförmigen Fluid wird die Wärmeabfuhr aus dem oder aus den zweiten Bereichen erhöht. Nach Ablauf der Behandlungszeit tB hat der zweite Bereich beziehungsweise haben die zweiten Bereiche eine Abkühlstopptemperatur ds erreicht. Die Blowing with a gaseous fluid, such as air or an inert gas. In an advantageous embodiment, the treatment station has a device for blowing on the second region (s). This device may, for example, have one or more nozzles. In an advantageous embodiment of the method, the blowing of the second or the second regions is carried out by blowing with a gaseous fluid, wherein the gaseous fluid water, for example in nebulized form, is attached. For this purpose, in an advantageous embodiment, the device has one or more nebulizing nozzles. By blowing with the gaseous fluid mixed with water, the heat removal from or from the second regions is increased. After the treatment time t B has expired, the second area or the second areas have reached a cooling stop temperature ds. The
Behandlungszeit tB bewegt sich dabei üblicherweise im Bereich weniger Sekunden. Dabei kann der zweite beziehungsweise können die zweiten Bereiche auch bis deutlich unter die Martensit-Starttemperatur Ms abgekühlt werden. Die Martensit- Starttemperatur Ms liegt beispielsweise für den häufig verwendeten Treatment time t B usually moves in the range of a few seconds. In this case, the second or the second regions can also be cooled to well below the martensite start temperature M s . The martensite start temperature M s is, for example, for the frequently used
Karosseriebaustahl 22MnB5 bei ca. 410 °C. Der erste Bereich beziehungsweise die ersten Bereiche werden in der Behandlungsstation keiner besonderen Behandlung unterzogen, d.h. sie werden weder angeblasen noch über andere besonderen Maßnahmen beheizt oder gekühlt. Der beziehungsweise die ersten Bereiche kühlen in der Behandlungsstation beispielsweise über natürliche Konvektion langsam ab. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn in der Behandlungsstation Maßnahmen für die Verringerung der Temperaturverluste des ersten beziehungsweise der ersten Bodybuilder 22MnB5 at about 410 ° C. The first area or areas are not subjected to any special treatment in the treatment station, ie they are not blown on or on any other special Measures heated or cooled. The first or the first areas cool slowly in the treatment station, for example, via natural convection. It has proven to be advantageous if in the treatment station measures for reducing the temperature losses of the first or the first
Bereiche getroffen sind. Solche Maßnahmen können beispielsweise das Anbringen eines Wärmestrahlungsreflektors und/oder das Isolieren von Oberflächen der Behandlungsstation im Bereich des ersten beziehungsweise der ersten Bereiche sein. Anschließend, d.h. nach Ablauf der Behandlungszeit tB wird das Stahlbauteil in einen zweiten Ofen transferiert. In diesem zweiten Ofen wird das gesamte Stahlbauteil beheizt. Die Beheizung kann beispielsweise durch Wärmestrahlung erfolgen. Dabei verbleibt das Stahlbauteil während einer Verweilzeit t130 im zweiten Ofen, die so bemessen ist, dass die Temperatur des ersten beziehungsweise der ersten Bereiche über die AC3-Temperatur ansteigt. Da der zweite beziehungsweise die zweitenAreas are hit. Such measures can be, for example, the attachment of a heat radiation reflector and / or the isolation of surfaces of the treatment station in the region of the first or the first regions. Subsequently, ie after the end of the treatment time t B , the steel component is transferred to a second furnace. In this second furnace, the entire steel component is heated. The heating can be done for example by thermal radiation. In this case, the steel component remains during a residence time t 130 in the second furnace, which is dimensioned such that the temperature of the first or the first regions above the AC3 temperature increases. Because the second or the second
Bereiche aus den vorhergehenden Verfahrensschritten zu Beginn der Verweilzeit t130 eine deutlich niedrigeren Temperatur aufweisen als der beziehungsweise die ersten Bereiche, haben sie zum Ende der Verweilzeit t130 im zweiten Ofen die AC3- Temperatur nicht erreicht. Anschließend kann das Stahlbauteil in ein Areas from the previous process steps at the beginning of the residence time t 130 have a significantly lower temperature than the or the first areas, they have not reached the end of the residence time t 130 in the second furnace, the AC3 temperature. Subsequently, the steel component in a
Presshärtewerkzeug transferiert werden, wobei der erste beziehungsweise die ersten Bereiche vollständige austenitisiert sind, während der zweite beziehungsweise die zweiten Bereiche nicht austenitisiert sind, so dass durch das Abschrecken bei einem anschließenden Presshärten der erste beziehungsweise die ersten Bereiche martensitisches Gefüge mit hohen Festigkeitswerten bilden. Da der zweite Press hardening tool are transferred, wherein the first and the first areas are completely austenitized, while the second and the second areas are not austenitized, so that form by quenching in a subsequent press hardening of the first and the first areas martensitic structure with high strength values. Because the second
beziehungsweise die zweiten Bereiche in dem Verfahren zu keiner Zeit austenitisiert wurden, weisen sie nach dem Presshärteschritt feritisch-perlitisches Gefüge mit nur geringen Festigkeitswerten bei hoher Duktilität auf. and / or the second regions were not austenitized at any time in the process, they exhibit, after the press-hardening step, ferritic-pearlitic microstructure with only low strength values at high ductility.
Erfindungsgemäß werden die Bauteile nach wenigen Sekunden in der According to the components after a few seconds in the
Behandlungsstation, die zudem über eine Positioniervorrichtung verfügen kann, um die genaue Positionierung der unterschiedlichen Bereiche zu gewährleisten, in einen zweiten Ofen befördert, die vorzugsweise keine speziellen Vorrichtungen zur unterschiedlichen Behandlung der verschiedenen Bereiche besitzt. In einer Treatment station, which may also have a positioning device to ensure the exact positioning of the different areas, transported in a second oven, which preferably no special devices for owns different treatment of different areas. In a
Ausführungsform wird lediglich eine Ofentemperatur 04, d.h. eine im Wesentlichen homogene Temperatur im gesamten Ofenraum, eingestellt, die oberhalb der Embodiment, only a furnace temperature 0 4 , ie a substantially homogeneous temperature in the entire furnace chamber, set above the
Austenitisierungstemperatur AC3 liegt. Klar konturierte Abgrenzungen der einzelnen Bereiche sind realisierbar und durch den geringen Temperaturunterschied zwischen den beiden Bereichen wird der Verzug der Bauteile minimiert. Geringe Spreizungen im Temperaturniveau des Bauteils wirken sich vorteilhaft bei der weiteren Austenitizing temperature AC3 is. Clearly contoured boundaries of the individual areas can be realized, and the low temperature difference between the two areas minimizes distortion of the components. Small spreads in the temperature level of the component have an advantageous effect on the other
Verarbeitung in der Presse aus. Vorteilhafterweise ist in einer Ausführungsform ein Durchlaufofen als erster Ofen vorgesehen. Durchlauföfen weisen in der Regel eine große Kapazität auf und sind für die Massenproduktion besonders gut geeignet, da sie sich ohne großen Aufwand beschicken und betreiben lassen. Aber auch ein Batchofen, beispielsweise ein Kammerofen, kann als erster Ofen eingesetzt werden. Processing in the press. Advantageously, in one embodiment, a continuous furnace is provided as the first furnace. Continuous furnaces usually have a large capacity and are particularly well suited for mass production, since they can be fed and operated without much effort. But even a batch oven, such as a chamber oven, can be used as the first oven.
Vorteilhafterweise ist in einer Ausführungsform der zweite Ofen ein Durchlaufofen.. Advantageously, in one embodiment, the second furnace is a continuous furnace.
Sind sowohl erster als auch zweiter Ofen als Durchlaufofen ausgeführt, können die notwendigen Verweilzeiten für die den oder die ersten und zweiten Bereiche in Abhängigkeit der Bauteillänge über die Einstellung der Fördergeschwindigkeit und der Auslegung der jeweiligen Ofenlänge realisiert werden. Eine Beeinflussung der Taktzeit der gesamten Produktionslinie mit Wärmebehandlungsvorrichtung und Presse für ein anschließendes Presshärten ist so vermeidbar. In einer alternativen Ausführungsform ist der zweite Ofen ein Batchofen, If both first and second furnaces are designed as continuous furnaces, the necessary residence times for the first or second regions can be realized as a function of the length of the component via the adjustment of the conveying speed and the design of the respective furnace length. An influencing of the cycle time of the entire production line with heat treatment device and press for a subsequent press hardening is thus avoidable. In an alternative embodiment, the second oven is a batch oven,
beispielsweise ein Kammerofen for example, a chamber furnace
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die die Behandlungsstation eine In a preferred embodiment, the treatment station has a
Vorrichtung zum schnellen Abkühlen eines oder mehrerer zweiter Bereiche des Stahlbauteils auf. In einer vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Düse zum Anblasen des oder der zweiten Bereiche des Stahlbauteils mit einem gasförmigen Fluid, beispielsweise Luft oder ein Schutzgas wie beispielsweise Stickstoff, auf. Dazu weist die Vorrichtung in einer vorteilhaften Ausführungsform eine oder mehrere Vernebelungsdüsen auf. Durch das Anblasen mit dem mit Wasser versetzten gasförmigen Fluid wird die Wärmeabfuhr aus dem oder aus den zweiten Bereichen erhöht. Device for rapid cooling of one or more second regions of the steel component. In an advantageous embodiment, the device has a nozzle for blowing the second part or regions of the steel component with a gaseous fluid, for example air or an inert gas such as, for example Nitrogen, up. For this purpose, in an advantageous embodiment, the device has one or more nebulizing nozzles. By blowing with the gaseous fluid mixed with water, the heat removal from or from the second regions is increased.
In einer weiteren Ausführungsform wird der zweite beziehungsweise werden die zweiten Bereiche über Wärmeleitung, beispielsweise durch das Inkontaktbringen mit einem Stempel oder mehreren Stempeln gekühlt, der beziehungsweise die eine deutlich niedrigere Temperatur als das Stahlbauteil aufweist oder aufweisen. Dazu kann der Stempel aus einem gut wärmeleitenden Werkstoff hergestellt sein und / oder direkt oder indirekt gekühlt sein. Auch eine Kombination der Kühlungsarten ist denkbar. In a further embodiment, the second or the second regions are cooled via heat conduction, for example by contacting them with one or more punches, which has or have a significantly lower temperature than the steel component. For this purpose, the stamp can be made of a good heat-conducting material and / or be cooled directly or indirectly. A combination of the types of cooling is conceivable.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen With the method according to the invention and the invention
Wärmebehandlungsvorrichtung kann Stahlbauteilen mit jeweils einem oder mehreren ersten und/oder zweiten Bereichen, die auch komplex geformt sein können, wirtschaftlich ein entsprechendes Temperaturprofil aufgeprägt werden, da die unterschiedlichen Bereiche konturscharf sehr schnell auf die notwendigen Heat treatment device can be stamped steel components with one or more first and / or second areas, which may also be complex shaped, economically a corresponding temperature profile, as the different areas contour sharp very quickly to the necessary
Prozesstemperaturen gebracht werden können. Process temperatures can be brought.
Erfindungsgemäß ist es mit dem gezeigten Verfahren und mit der According to the invention it is with the method shown and with the
erfindungsgemäßen Wärmebehandlungsvorrichtung möglich, nahezu beliebig viele zweite Bereiche einzustellen. Der zweite oder die zweiten Bereiche wurden während des Verfahrensablauf nie austenitisiert und weisen auch nach dem Abpressen geringe Festigkeitswerte ähnlich den ursprünglichen Festigkeiten des unbehandelten Stahlbauteils auf. Auch ist die gewählte Geometrie der Teilbereiche frei wählbar. Punkt- oder linienförmige Bereiche sind ebenso wie z.B. großflächige Bereiche darstellbar. Auch die Lage der Bereiche ist unerheblich. Die zweiten Bereiche können vollständig von ersten Bereichen umschlossen sein, oder sich am Rand des Stahlbauteils befinden. Selbst eine vollflächige Behandlung ist denkbar. Eine besondere Orientierung des Stahlbauteils zur Durchlaufrichtung ist zum Zwecke des erfindungsgemäßen Verfahrens zur gezielten bauteilzonenindividuellen Wärmebehandlung eines Stahlbauteils nicht erforderlich. Eine Begrenzung der Anzahl der gleichzeitig behandelten Stahlbauteile ist allenfalls durch das Heat treatment apparatus according to the invention possible to set almost any number of second areas. The second or the second areas were never austenitized during the course of the process and, even after being pressed off, have low strength values similar to the original strengths of the untreated steel component. Also, the selected geometry of the sections is freely selectable. Point or line-shaped areas as well as eg large area areas can be displayed. The location of the areas is irrelevant. The second regions may be completely enclosed by first regions or located at the edge of the steel component. Even a full-surface treatment is conceivable. A particular orientation of the steel component to the passage direction is for the purpose of the method according to the invention for specific component zone-specific Heat treatment of a steel component is not required. A limitation of the number of simultaneously treated steel components is at most by the
Presshärtewerkzeug oder die Fördertechnik der gesamten Press hardening tool or the conveyor technology of the entire
Wärmebehandlungsvorrichtung gegeben. Die Anwendung des Verfahrens auf bereits vorgeformte Stahlbauteile ist ebenfalls möglich. Durch die dreidimensional ausgeformten Oberflächen bereits vorgeformter Stahlbauteile ergibt sich lediglich ein höherer konstruktiver Aufwand zur Darstellung der Gegenflächen.  Heat treatment device given. The application of the method to already preformed steel components is also possible. Due to the three-dimensionally shaped surfaces of already preformed steel components, only a higher constructive effort for the representation of the mating surfaces results.
Weiterhin ist es vorteilhaft, dass auch bereits vorhandene Furthermore, it is advantageous that already existing
Wärmebehandlungsanlangen auf das erfindungsgemäße Verfahren adaptiert werden können. Hierzu muss bei einer konventionellen Wärmebehandlungsvorrichtung mit nur einem Ofen hinter diesem nur die Behandlungsstation und der zweite Ofen installiert werden. Je nach Ausgestaltung des vorhandenen Ofens ist es auch möglich, diesen zu teilen, so dass aus dem ursprünglichen einen Ofen der erste und der zweite Ofen entstehen. Heat treatment systems can be adapted to the method according to the invention. For this purpose, in a conventional heat treatment device with only one oven behind this only the treatment station and the second oven must be installed. Depending on the design of the existing furnace, it is also possible to divide this, so that from the original one furnace, the first and the second furnace arise.
Weitere Vorteile, Besonderheiten und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Darstellung bevorzugter Ausführungsbeispiele anhand der Abbildungen. Further advantages, features and expedient developments of the invention will become apparent from the dependent claims and the following description of preferred embodiments with reference to the drawings.
Von den Abbildungen zeigt: From the pictures shows:
Fig. 1 eine typische Temperaturkurve bei der Wärmebehandlung eines Stahlbauteils mit einem ersten und einem zweiten Bereich Fig. 1 is a typical temperature curve in the heat treatment of a steel component having a first and a second region
Fig. 2 eine erfindungsgemäße thermische Wärmebehandlungsvorrichtung in einer Draufsicht als Schemazeichnung Fig. 2 shows a thermal heat treatment apparatus according to the invention in a plan view as a schematic drawing
Fig. 3 eine weitere erfindungsgemäße thermische Wärmebehandlungsvorrichtung in einer Draufsicht als Schemazeichnung Fig. 4 eine weitere erfindungsgemäße thermische Wärmebehandlungsvorrichtung in einer Draufsicht als Schemazeichnung Fig. 3 shows a further inventive thermal heat treatment apparatus in a plan view as a schematic drawing 4 shows a further inventive thermal heat treatment device in a plan view as a schematic drawing
Fig. 5 eine weitere erfindungsgemäße thermische Wärmebehandlungsvorrichtung in einer Draufsicht als Schemazeichnung Fig. 5 shows another thermal treatment device according to the invention in a plan view as a schematic drawing
Fig. 6 eine weitere erfindungsgemäße thermische Wärmebehandlungsvorrichtung in einer Draufsicht als Schemazeichnung. Fig. 7 eine weitere erfindungsgemäße thermische Wärmebehandlungsvorrichtung in einer Draufsicht als Schemazeichnung 6 shows a further inventive thermal heat treatment device in a plan view as a schematic drawing. 7 shows a further inventive thermal heat treatment device in a plan view as a schematic drawing
In der Fig. 1 ist eine typische Temperaturkurve bei der Wärmebehandlung eines Stahlbauteils 200 mit einem ersten Bereich 210 und einem zweiten Bereich 220 gemäß dem erfinderischen Verfahren. Das Stahlbauteil 200 wird im ersten Ofen 1 10 gemäß des schematisch eingezeichneten Temperaturlaufs θ2οο,ι ιο während der Verweilzeit t1 10 im ersten Ofen auf eine Temperatur unterhalb der AC3-Temperatur aufgeheizt. Anschließend wird das Stahlbauteil 200 mit einer Transferzeit t12o in die Behandlungsstation 150 transferiert. Dabei verliert das Stahlbauteil Wärme. In der Behandlungsstation wird ein zweiter Bereich 220 des Stahlbauteils 200 schnell abgekühlt, wobei der zweite Bereich 220 gemäß des eingezeichneten Verlaufs £220,150 an Wärme verliert. Das Anblasen endet nach Ablauf der Behandlungszeit tB, die in Abhängigkeit der Dicke des Stahlbauteils 200 und der Größe des zweiten Bereichs 220 nur einige wenige Sekunden beträgt. In erster Näherung ist dabei die Behandlungszeit tB gleich der Verweilzeit t150 in der Behandlungsstation 150. Der zweite Bereich 220 hat nun die Abkühlstopptemperatur ds erreicht. Zeitgleich ist auch die Temperatur des ersten Bereichs 210 in der Behandlungsstation 150 gemäß des eingezeichneten Temperaturverlaufs $210,150 gefallen, wobei der erste Bereich 210 sich nicht im Bereich der Abkühleinrichtung befindet. Nach Ablauf der 1 is a typical temperature curve in the heat treatment of a steel component 200 having a first region 210 and a second region 220 according to the inventive method. The steel component 200 is heated in the first furnace 1 10 according to the schematically drawn temperature run θ 2 οο , ι ιο during the residence time t 1 10 in the first furnace to a temperature below the AC3 temperature. Subsequently, the steel component 200 is transferred to the treatment station 150 with a transfer time t 12 o. The steel component loses heat. In the treatment station, a second region 220 of the steel member 200 is rapidly cooled, wherein the second area 220 loses its heat according to the drawn curve £ 220.150. The blowing ends after the treatment time t B has elapsed, which is only a few seconds depending on the thickness of the steel component 200 and the size of the second region 220. In a first approximation, the treatment time t B is equal to the residence time t 150 in the treatment station 150. The second area 220 has now reached the cooling stop temperature ds. At the same time, the temperature of the first region 210 in the treatment station 150 has also fallen according to the temperature curve $ 210,150 plotted, wherein the first region 210 is not located in the region of the cooling device. After expiration of
Behandlungszeit tB wird das Stahlbauteil 200 während der Transferzeit t12i in den zweiten Ofen 130 transferiert, wobei es weiter an Wärme verliert. Im zweiten Ofen 130 verändert sich die Temperatur des ersten Bereichs 210 des Stahlbauteils 200 gemäß dem schematisch eingezeichneten Temperaturverlauf θ2ιο,ΐ 3ο während der Verweilzeit t130, d.h. die Temperatur des ersten Bereichs 210 des Stahlbauteils 200 wird auf eine Temperatur oberhalb der AC3-Temperatur aufgeheizt. Auch die Treatment time t B , the steel member 200 is transferred during the transfer time t 12 i in the second furnace 130, wherein it continues to lose heat. In the second oven 130 changes the temperature of the first portion 210 of the steel member 200 according to the schematically drawn temperature profile θ 2 ιο, ο 3ο during the residence time t 130 , ie the temperature of the first portion 210 of the steel member 200 is heated to a temperature above the AC3 temperature. Also the
Temperatur des zweiten Bereichs 220 des Stahlbauteils 200 steigt gemäß dem eingezeichneten Temperaturverlauf $220.130 während der Verweilzeit t130 an, ohne die AC3-Temperatur zu erreichen. Der zweite Ofen 130 verfügt über keine speziellen Vorrichtungen zur unterschiedlichen Behandlung der verschiedenen Bereiche 210, 220. Es wird lediglich eine Ofentemperatur θ4, d.h. eine im Wesentlichen homogene Temperatur θ4 im gesamten Innenraum des zweiten Ofens 130, eingestellt, die oberhalb der Austenitisierungstemperatur AC3 liegt. Da der beziehungsweise die zweiten Bereiche eine deutlich niedrigere Temperatur als der beziehungsweise die ersten Bereiche zu Beginn der Verweilzeit t130 im zweiten Ofen 130 aufweisen und beide Bereiche im zweiten Ofen 130 gleich aufgeheizt werden, weisen sie zum Ende der Verweilzeit ti30 eine ebenfalls unterschiedliche Temperatur auf. Die Verweilzeit t130 des Stahlbauteils 200 im zweiten Ofen 130 ist so bemessen, dass der erste Bereich beziehungsweise die ersten Bereiche zum Ende der Verweilzeit t130 eine Temperatur oberhalb der AC3-Temperatur aufweisen, während der zweite Temperature of the second region 220 of the steel component 200 increases according to the plotted temperature profile $ 220.130 during the residence time t 130 , without reaching the AC3 temperature. The second furnace 130 has no special devices for different treatment of the different areas 210, 220. Only one furnace temperature θ 4 , ie a substantially homogeneous temperature θ 4 in the entire interior of the second furnace 130, is set which is above the austenitizing temperature AC3 lies. Since the second or the second regions have a significantly lower temperature than the first region (s) at the beginning of the residence time t 130 in the second furnace 130 and both regions are heated equally in the second furnace 130, they also have a different temperature at the end of the residence time ti 30 on. The residence time t 130 of the steel component 200 in the second furnace 130 is so dimensioned that the first region or the first regions at the end of the residence time t 130 have a temperature above the AC3 temperature, while the second
beziehungsweise die zweiten Bereiche zu diesem Zeitpunkt die AC3-Temperatur noch nicht erreicht haben. or the second areas have not yet reached the AC3 temperature at this time.
Anschließend kann das Stahlbauteil während einer Transferzeit t131 in ein Subsequently, the steel component during a transfer time t 131 in a
Presshärtewerkzeug 160, das in einer nicht gezeigten Presse eingebaut ist, transferiert werden. Während der Transferzeit t131 verliert das Stahlbauteil 200 erneut an Wärme, so dass die Temperatur des oder der ersten Bereiche auch unter die AC3-Temperatur abfallen kann. Dieser beziehungsweise diese Bereiche sind aber im Wesentlichen vollständig austenitisiert, wenn sie den zweiten Ofen 130 verlassen, so dass sie durch eine Abschreckung während einer Verweilzeit t160 im Press hardening tool 160, which is installed in a press, not shown, to be transferred. During the transfer time t 131 , the steel component 200 loses heat again so that the temperature of the first region (s) may also fall below the AC 3 temperature. This or these spaces but substantially completely austenitized, when they leave the second furnace 130 so that they t by a deterrent for a residence time in 160
Presshärtewerkezug 160 eine Umwandlung in hartes martensitisches Gefüge erfahren. Zwischen den beiden Bereichen 210, 220 sind klar konturierte Abgrenzungen der einzelnen Bereiche 210, 220 realisierbar und durch den geringen Press hardening train 160 undergoes a transformation into hard martensitic structure. Clearly contoured delimitations of the individual regions 210, 220 can be realized between the two regions 210, 220 and can be realized by the small ones
Temperaturunterschied wird der Verzug des Stahlbauteils 200 minimiert. Geringe Spreizungen im Temperaturniveau des Stahlbauteils 200 wirken sich vorteilhaft bei der weiteren Verarbeitung in dem Presshärtewerkzeug 160 aus. Die notwendige Verweilzeit t130 des Stahlbauteils 200 im zweiten Ofen 130 kann in Abhängigkeit von der Länge des Stahlbauteils 200 über die Einstellung der Fördergeschwindigkeit und der Auslegung der Länge des zweiten Ofens 130 realisiert werden. Eine Temperature difference, the delay of the steel member 200 is minimized. Small spreads in the temperature level of the steel component 200 have an advantageous effect on further processing in the press-hardening tool 160. The necessary 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 via the adjustment of the conveying speed and the design of the length of the second furnace 130. A
Beeinflussung der Taktzeit der Wärmebehandlungsvorrichtung 100 wird so minimiert, sie kann sogar gänzlich vermieden werden. Influencing the cycle time of the heat treatment apparatus 100 is thus minimized, it can even be avoided altogether.
Fig. 2 zeigt eine erfindungsgemäße Wärmebehandlungsvorrichtung 100 in 90°- Anordnung. Die Wärmebehandlungsvorrichtung 100 weist eine Beladungsstation 101 auf, über die Stahlbauteile dem ersten Ofen 1 10 zugeführt werden. Weiterhin weist die Wärmebehandlungsvorrichtung 100 die Behandlungsstation 150 und in FIG. 2 shows a heat treatment device 100 according to the invention in a 90 ° arrangement. The heat treatment device 100 has a loading station 101, via which steel components are fed to the first furnace 110. Furthermore, the heat treatment device 100, the treatment station 150 and in
Hauptdurchflussrichtung D dahinter angeordnet den zweiten Ofen 130 auf. Weiter in Hauptdurchflussrichtung D dahinter angeordnet befindet sich eine Entnahmestation 131 , die mit einer Positioniervorrichtung (nicht gezeigt) ausgerüstet ist. Die  Main flow direction D behind arranged the second furnace 130. Next in the main flow direction D arranged behind it is a removal station 131, which is equipped with a positioning device (not shown). The
Hauptdurchflussrichtung knickt nun um im Wesentlichen 90° ab, um ein Main flow direction now bends substantially 90 ° to a
Presshärtewerkzeug 160 in einer Presse (nicht gezeigt) folgen zu lassen, in dem das Stahlbauteil 200 pressgehärtet wird. In Achsrichtung des ersten Ofens 1 10 und des zweiten Ofens 130 ist ein Behälter 161 angeordnet, in den Ausschussteile verbracht werden können. Der erste Ofen 1 10 und der zweite Ofen 120 sind bei dieser Press hardening tool 160 in a press (not shown), in which the steel component 200 is press-hardened. In the axial direction of the first furnace 1 10 and the second furnace 130, a container 161 is arranged, can be spent in the rejects. The first furnace 110 and the second furnace 120 are at this
Anordnung bevorzugt als Durchlauföfen, beispielsweise Rollenherdöfen, ausgeführt. Arrangement preferably as continuous furnaces, for example, roller hearth furnaces executed.
Fig. 3 zeigt eine erfindungsgemäße Wärmebehandlungsvorrichtung 100 in gerader Anordnung. Die Wärmebehandlungsvorrichtung 100 weist eine Beladungsstation 101 auf, über die Stahlbauteile dem ersten Ofen 1 10 zugeführt werden. Weiterhin weist die Wärmebehandlungsvorrichtung 100 die Behandlungsstation 150 und in FIG. 3 shows a heat treatment apparatus 100 according to the invention in a straight arrangement. The heat treatment device 100 has a loading station 101, via which steel components are fed to the first furnace 110. Furthermore, the heat treatment device 100, the treatment station 150 and in
Hauptdurchflussrichtung D dahinter angeordnet den zweiten Ofen 130 auf. Weiter in Hauptdurchflussrichtung D dahinter angeordnet befindet sich eine Entnahmestation 131 , die mit einer Positioniervorrichtung (nicht gezeigt) ausgerüstet ist. Weiter folgt in nun weiter gerader Hauptdurchflussrichtung ein Presshärtewerkzeug 160 in einer Presse (nicht gezeigt), in dem das Stahlbauteil 200 pressgehärtet wird. Im Main flow direction D behind arranged the second furnace 130. Next in the main flow direction D arranged behind it is a removal station 131, which is equipped with a positioning device (not shown). Continue in Further, in the straight main flow direction, a press hardening tool 160 in a press (not shown) in which the steel member 200 is press-hardened. in the
Wesentlich in 90° zu der Entnahmestation 131 ist ein Behälter 161 angeordnet, in den Ausschussteile verbracht werden können. Der erste Ofen 1 10 und der zweite Ofen 120 sind bei dieser Anordnung ebenfalls bevorzugt als Durchlauföfen, beispielsweise Rollenherdöfen, ausgeführt. Substantially in 90 ° to the removal station 131, a container 161 is arranged, can be spent in the rejects. The first furnace 110 and the second furnace 120 are also preferably designed as continuous furnaces, for example roller hearth furnaces, in this arrangement.
Fig. 4 zeigt eine weitere Variante einer erfindungsgemäßen Fig. 4 shows a further variant of an inventive
Wärmebehandlungsvorrichtung 100. Heat treatment device 100.
Die Wärmebehandlungsvorrichtung 100 weist wieder eine Beladungsstation 101 auf, über die Stahlbauteile dem ersten Ofen 1 10 zugeführt werden. Der erste Ofen 1 10 ist bei dieser Ausführung wieder vorzugsweise als Durchlaufofen ausgebildet. Weiterhin weist die Wärmebehandlungsvorrichtung 100 die Behandlungsstation 150 auf, die in dieser Ausführungsform mit einer Entnahmestation 131 kombiniert ist. Die The heat treatment device 100 again has a loading station 101, via which steel components are fed to the first furnace 110. The first furnace 1 10 is again preferably designed as a continuous furnace in this embodiment. Furthermore, the heat treatment apparatus 100 has the treatment station 150, which in this embodiment is combined with a removal station 131. The
Entnahmevorrichtung 131 kann beispielsweise über eine Greifvorrichtung (nicht gezeigt) verfügen. Die Entnahmestation 131 entnimmt beispielsweise mittels der Greifvorrichtung die Stahlbauteile 200 aus dem ersten Ofen 1 10. Die Removal device 131 may for example have a gripping device (not shown). The removal station 131 removes, for example by means of the gripping device, the steel components 200 from the first furnace 1 10. Die
Wärmebehandlung mit dem Abkühlen des zweiten beziehungsweise der zweiten Bereiche 220 wird durchgeführt und das Stahlbauteile beziehungsweise die Heat treatment with the cooling of the second and the second regions 220 is performed and the steel components or the
Stahlbauteile 200 werden in einen im Wesentlichen um 90° zur Achse des ersten Ofens 1 10 angeordneten zweiten Ofen 130 einlegt. Dieser zweite Ofen 130 ist in dieser Ausführungsform vorzugsweise als Kammerofen, beispielsweise mit mehreren Kammern, vorgesehen. Nach Ablauf der Verweilzeit t130 der Stahlbauteile 200 im zweiten Ofen 130 werden die Stahlbauteile 200 über die Entnahmestation 131 aus dem zweiten Ofen 130 entnommen und in ein gegenüberliegendes, in eine Presse (nicht gezeigt) eingebautes Presshärtewerkzeug 160 eingelegt. Dazu kann die Entnahmestation 131 über eine Positioniereinrichtung (nicht gezeigt) verfügen. In Achsrichtung des ersten Ofens 1 10 ist hinter der Entnahmestation 131 ein Behälter 161 angeordnet, in den Ausschussteile verbracht werden können. Die Steel components 200 are inserted into a second furnace 130 arranged essentially at 90 ° to the axis of the first furnace 110. This second furnace 130 is preferably provided in this embodiment as a chamber furnace, for example with a plurality of chambers. After expiration of the residence time t130 of the steel components 200 in the second furnace 130, the steel components 200 are removed from the second furnace 130 via the removal station 131 and inserted into an opposed press-hardening tool 160 installed in a press (not shown). For this purpose, the removal station 131 may have a positioning device (not shown). In the axial direction of the first furnace 1 10, a container 161 is arranged behind the removal station 131, can be spent in the rejects. The
Hauptdurchflussrichtung D beschreibt bei dieser Ausführungsform eine Umlenkung von im Wesentlichen 90°. In dieser Ausführungsform ist kein zweites Main flow direction D describes in this embodiment, a deflection of substantially 90 °. In this embodiment, no second
Positioniersystem für die Behandlungsstation 150 erforderlich. Darüber hinaus ist diese Ausführungsform vorteilhaft, wenn in Achsrichtung des ersten Ofens 1 10 nicht ausreichend Platz beispielsweise in einer Produktionshalle zur Verfügung steht. Die Abkühlung der zweiten Bereiche 220 des Stahlbauteils 200 kann bei dieser Positioning system for the treatment station 150 required. In addition, it is This embodiment is advantageous if in the axial direction of the first furnace 1 10 not enough space, for example, in a production hall is available. The cooling of the second regions 220 of the steel component 200 can in this
Ausführungsform auch zwischen Entnahmestation 131 und zweiten Ofen 130 erfolgen, so dass es keiner ortsfesten Behandlungsstation 150 bedarf. Embodiment also take place between removal station 131 and second furnace 130 so that it does not require a stationary treatment station 150.
Beispielsweise kann eine Abkühlvorrichtung, beispielsweise eine Blasdüse, in die Greifvorrichtung integriert sein. Die Entnahmevorrichtung 131 sorgt für den Transfer des Stahlbauteils 200 von dem ersten Ofen 1 10 in den zweiten Ofen 130 und in das Presshärtewerkzeug 160 beziehungsweise in den Behälter 161 .  For example, a cooling device, for example a blowing nozzle, can be integrated into the gripping device. The removal device 131 ensures the transfer of the steel component 200 from the first furnace 110 into the second furnace 130 and into the press-hardening tool 160 or into the container 161.
Auch bei dieser Ausführungsform kann die Position von Presshärtewerkzeug 160 und Behälter 161 vertauscht werden, wie in Fig. 5 zu sehen. Die Also in this embodiment, the position of the press-hardening tool 160 and container 161 can be reversed, as seen in FIG. The
Hauptdurchflussrichtung D beschreibt bei dieser Ausführungsform zwei Main flow direction D describes two in this embodiment
Umlenkungen von im Wesentlichen 90°. Deflections of substantially 90 °.
Ist der Platz für die Aufstellung der Wärmebehandlungsvorrichtung beschränkt, bietet sich eine Wärmebehandlungsvorrichtung gemäß Fig. 6 an: Im Vergleich zu der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform ist der zweite Ofen 130 in eine zweite Ebene oberhalb des ersten Ofens 1 10 versetzt. Auch bei dieser Ausführungsform kann die Abkühlung der zweiten Bereiche 220 des Stahlbauteils 200 ebenfalls zwischen Entnahmestation 131 und zweiten Ofen 130 erfolgen, so dass es keiner ortsfesten Behandlungsstation 150 bedarf. Erneut ist es vorteilhaft, den ersten Ofen 1 10 als Durchlaufofen und den zweiten Ofen 120 als Kammerofen, eventuell mit mehreren Kammern auszuführen. In Fig. 7 schließlich ist eine letzte Ausführungsform der erfindungsgemäßen If the space for installation of the heat treatment device is limited, a heat treatment device according to FIG. 6 is suitable: In comparison with the embodiment shown in FIG. 4, the second furnace 130 is offset in a second plane above the first furnace 110. Also in this embodiment, the cooling of the second regions 220 of the steel component 200 can also take place between the removal station 131 and the second furnace 130, so that no stationary treatment station 150 is required. Again, it is advantageous to run the first furnace 1 10 as a continuous furnace and the second furnace 120 as a chamber furnace, possibly with multiple chambers. Finally, FIG. 7 shows a final embodiment of the invention
Wärmebehandlungsvorrichtung schematisch gezeigt. Im Vergleich zu der in Fig. 6 gezeigten Ausführungsform sind die Positionen von Presshärtewerkzeug 160 und Behälter 161 vertauscht. Die hier gezeigten Ausführungsformen stellen nur Beispiele für die vorliegende Heat treatment device shown schematically. Compared to the embodiment shown in FIG. 6, the positions of the press-hardening tool 160 and the container 161 are reversed. The embodiments shown here are only examples of the present invention
Erfindung dar und dürfen daher nicht einschränkend verstanden werden. Alternative durch den Fachmann in Erwägung gezogene Ausführungsformen sind gleichermaßen vom Schutzbereich der vorliegenden Erfindung umfasst. Invention is therefore not restrictive to be understood. alternative Embodiments contemplated by one skilled in the art are equally within the scope of the present invention.
Bezugszeichenliste: LIST OF REFERENCE NUMBERS
100 Wärmebehandlungsvorrichtung 100 heat treatment device
1 10 erster Ofen  1 10 first oven
130 zweiter Ofen 130 second oven
131 Entnahmestation  131 removal station
135 Entnahmestation  135 removal station
150 Behandlungsstation  150 treatment station
152 punktförmiger Infrarotstrahler  152 punctiform infrared radiator
153 Heizfeld 153 heating field
160 Presshärtewerkzeug  160 press hardening tool
161 Behälter  161 containers
200 Stahlbauteil 200 steel component
210 erster Bereich 210 first area
220 zweiter Bereich 220 second area
D Hauptdurchflussrichtung  D Main flow direction
Ms Martensit-Starttemperatur M s martensite start temperature
tB Behandlungszeit t B treatment time
t1 10 Verweilzeit im ersten Ofen t 1 10 residence time in the first oven
ti2o Transferzeit Stahlbauteil in Behandlungsstation ti2o transfer time steel component in treatment station
ti 2i Transferzeit Stahlbauteil in zweiten Ofen ti 2i transfer time steel component in second furnace
t130 Verweilzeit im zweiten Ofen t 130 residence time in the second oven
t131 Transferzeit Stahlbauteil in Presshärtewerkzeug t 131 Transfer time of steel component in press hardening tool
t150 Verweilzeit in Behandlungsstation t 150 residence time in treatment station
tieo Verweilzeit im Presshärtewerkzeug tieo dwell time in the press hardening tool
#s Abkühlstopptemperatur  #s Cooling stop temperature
θ3 Innentemperatur des ersten Ofens θ 3 internal temperature of the first furnace
θ4 Innentemperatur des zweiten Ofens θ 4 internal temperature of the second furnace
1)200.1 10 Temperaturverlauf des Stahlbauteils im ersten Ofen  1) 200.1 10 Temperature profile of the steel component in the first furnace
#210.150 Temperaturverlauf des ersten Bereichs des metallischen Bauteils in der Behandlungsstation $220,150 Temperaturverlauf des zweiten Bereichs des Stahlbauteils in der# 210.150 Temperature profile of the first region of the metallic component in the treatment station $ 220 , 150 Temperature profile of the second area of the steel component in the
Behandlungsstation treatment station
$210,130 Temperaturverlauf des ersten Bereichs des Stahlbauteils im zweiten $ 210 , 130 Temperature profile of the first area of the steel component in the second
Ofen  oven
$220,130 Temperaturverlauf des zweiten Bereichs des Stahlbauteils im zweiten $ 220,130 Temperature profile of the second area of the steel component in the second
Ofen  oven
$2oo,i 6o Temperaturverlauf des Stahlbauteils in dem Presshärtewerkzeug $ 2oo , i 6o Temperature profile of the steel component in the press hardening tool

Claims

Patentansprüche: claims:
1. Verfahren zur gezielten bauteilzonenindividuellen Wärmebehandlung eines 1. A method for targeted component zone-specific heat treatment of a
Stahlbauteils (200), wobei in dem Stahlbauteil (200) in einem oder mehreren ersten Bereichen (210) ein vorrangig austenitisches Gefüge einstellbar ist, aus dem durch Abschrecken ein mehrheitlich martensitisches Gefüge darstellbar ist, und in einem oder mehreren zweiten Bereichen (220) ein mehrheitlich feritisch- perlitisches Gefüge einstellbar ist,  Steel component (200), wherein in the steel component (200) in one or more first regions (210) a predominantly austenitic structure is adjustable, from which a majority martensitic structure can be represented by quenching, and in one or more second regions (220) majority feritisch- perlitisches structure is adjustable,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,  characterized,
dass das Stahlbauteil (200) zunächst in einem ersten Ofen (110) auf eine that the steel component (200) first in a first furnace (110) on a
Temperatur unterhalb der AC3-Temperatur aufgeheizt wird, das Stahlbauteil (200) anschließend in eine Behandlungsstation (150) transferiert wird, wobei es während des Transfers abkühlen kann, und in der Behandlungsstation (150) die ein oder mehreren zweiten Bereiche (220) des Stahlbauteils (200) innerhalb einer Verweilzeit t150 auf eine Abkühlstopptemperatur ds abgekühlt werden, anschließend in einen zweiten Ofen 130 transferiert wird, in dem dem Temperature is heated below the AC3 temperature, the steel component (200) is then transferred to a treatment station (150), where it can cool during the transfer, and in the treatment station (150), the one or more second portions (220) of the steel component (200) are cooled within a dwell time t 150 to a cooling stop temperature ds, then transferred to a second furnace 130, in which the
Stahlbauteil (200) Wärme zugeführt wird, wobei die Temperatur des einen oder der mehreren zweiten Bereiche (220) während der Verweilzeit t130 wieder auf eine Temperatur unterhalb der AC3-Temperatur ansteigt, während die Heat is supplied to the steel component (200), wherein the temperature of the one or more second regions (220) during the residence time t 130 again rises to a temperature below the AC3 temperature, while the
Temperatur des einen oder der mehreren ersten Bereiche (210) in der gleichen Verweilzeit t130 auf eine Temperatur oberhalb der AC3-Temperatur aufgeheizt werden. Temperature of the one or more first regions (210) in the same residence time t 130 are heated to a temperature above the AC3 temperature.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , 2. The method according to claim 1,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,  characterized,
dass die Wärmezufuhr im zweiten Ofen (130) über Wärmestrahlung erreicht wird.  that the heat supply in the second furnace (130) is achieved by heat radiation.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, 3. The method according to claim 1 or 2,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,  characterized,
dass die ein oder mehreren zweiten Bereiche (220) des Stahlbauteils (200) in der Behandlungsstation (150) innerhalb einer Verweilzeit t150 zur Abkühlung mit einem gasförmigen Fluid angeblasen werden. that the one or more second regions (220) of the steel component (200) in the treatment station (150) within a residence time t 150 are blown for cooling with a gaseous fluid.
Verfahren nach Anspruch 3, Method according to claim 3,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, characterized,
dass das gasförmige Fluid Wasser enthält. that the gaseous fluid contains water.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, Method according to one of the preceding claims,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, characterized,
dass die Abkühlung der ein oder mehreren zweiten Bereiche (220) des that the cooling of the one or more second regions (220) of the
Stahlbauteils (200) in der Behandlungsstation (150) innerhalb einer Verweilzeit t150 über Wärmeleitung erfolgt. Steel component (200) in the treatment station (150) within a residence time t 150 via heat conduction takes place.
Verfahren nach Anspruch 5, Method according to claim 5,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, characterized,
dass die ein oder mehreren zweiten Bereiche (220) des Stahlbauteils (200) in der Behandlungsstation (150) innerhalb einer Verweilzeit t150 zur Abkühlung mit einem Stempel in Kontakt gebracht werden, wobei der Stempel eine kleinere Temperatur aufweist als der oder die zweiten Bereiche (220). the one or more second regions (220) of the steel component (200) in the treatment station (150) are brought into contact with a stamp for cooling within a residence time t 150 , the stamp having a lower temperature than the second region (s) ( 220).
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, Method according to one of the preceding claims,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, characterized,
dass die Innentemperatur θ4 im zweiten Ofen (130) größer der AC3-Temperatur ist. the internal temperature θ 4 in the second furnace (130) is greater than the AC3 temperature.
Wärmebehandlungsvorrichtung (100), aufweisend einen ersten Ofen (110) zur Aufheizung eines Stahlbauteils (200) auf eine Temperatur unterhalb der AC3- Temperatur, A heat treatment apparatus (100) comprising a first furnace (110) for heating a steel component (200) to a temperature below the AC3 temperature,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, characterized,
dass die Wärmebehandlungsvorrichtung (100) weiterhin eine that the heat treatment device (100) further comprises a
Behandlungsstation (150) und einen zweiten Ofen (130) aufweist, wobei die Behandlungsstation (150) eine Vorrichtung zum schnellen Abkühlen eines oder mehrerer zweiter Bereiche (220) des Stahlbauteils (200) aufweist und der zweite Ofen (130) über eine Einrichtung zur Einbringung von Wärme aufweist, mit der zumindest der erste oder die ersten Bereiche (210) des Stahlbauteils (200) auf eine Temperatur größer der AC3-Temperatur aufheizbar ist. Treatment station (150) and a second oven (130), wherein the treatment station (150) comprises a device for rapid cooling of one or more a plurality of second regions (220) of the steel component (200) and the second furnace (130) having means for introducing heat, with which at least the first or the first regions (210) of the steel component (200) to a temperature greater than AC3 temperature is heatable.
9. Wärmebehandlungsvorrichtung (100) nach Anspruch 8, A heat treatment apparatus (100) according to claim 8,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,  characterized,
dass die Vorrichtung zum schnellen Abkühlen eines oder mehrerer zweiter Bereiche (220) des Stahlbauteils (200) eine Düse zum Anblasen des oder der zweiten Bereiche (220) des Stahlbauteils (200) mit einem gasförmigen Fluid aufweist.  in that the device for rapid cooling of one or more second regions (220) of the steel component (200) has a nozzle for blowing on the second region (220) of the steel component (200) with a gaseous fluid.
10. Wärmebehandlungsvorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 8 oder 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, 10. A heat treatment device (100) according to claim 8 or 9, wherein:
dass die Vorrichtung zum schnellen Abkühlen eines oder mehrerer zweiter that the device for rapid cooling of one or more second
Bereiche (220) des Stahlbauteils (200) eine Düse zum Anblasen des oder der zweiten Bereiche (220) des Stahlbauteils (200) mit einem gasförmigen Fluid, dem Wasser beigemischt ist, aufweist. 11. Wärmebehandlungsvorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 8 bis 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, Areas (220) of the steel component (200) has a nozzle for blowing the second or regions (220) of the steel component (200) with a gaseous fluid, the water is mixed. 11. The heat treatment device (100) according to claim 8, wherein:
dass die Vorrichtung zum schnellen Abkühlen eines oder mehrerer zweiter Bereiche (220) des Stahlbauteils (200) Stempel zum Kontaktieren des oder der zweiten Bereiche (220) des Stahlbauteils (200) aufweist.  in that the device for rapid cooling of one or more second regions (220) of the steel component (200) has punches for contacting the second region or regions (220) of the steel component (200).
12. Wärmebehandlungsvorrichtung (100) gemäß Anspruchl 1 , 12. Heat treatment apparatus (100) according to claim 1,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,  characterized,
dass der Stempel zum Kontaktieren des oder der zweiten Bereiche (220) des Stahlbauteils (200) kühlbar ausgeführt ist. the stamp is designed to be coolable for contacting the second region or regions (220) of the steel component (200).
13. Wärmebehandlungsvorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 8 bis 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, 13. A heat treatment device (100) according to any one of claims 8 to 12, d a d e c e c e s e c e n e c e,
dass die Behandlungsstation (150) eine Positioniereinrichtung aufweist. 14. Wärmebehandlungsvorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 8 bis 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,  the treatment station (150) has a positioning device. 14. A heat treatment apparatus (100) according to any one of claims 8 to 13, d a d e c e c e s e c e n e c e,
dass der zweite Ofen (130) auf eine im Wesentlichen homogene Temperatur 94aufgeheizt ist. 15. Wärmebehandlungsvorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 8 bis 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, that the second furnace (130) is heated to a substantially homogeneous temperature 9 4 . 15. Heat treatment device (100) according to one of claims 8 to 14, characterized
dass die Behandlungsstation (150) Wärmereflektoren aufweist.  the treatment station (150) has heat reflectors.
16. Wärmebehandlungsvorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 8 bis 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, 16. A heat treatment device (100) according to any one of claims 8 to 15, d a d e c o v e c e n e c e n e,
dass die Behandlungsstation (150) wärmeisolierte Wandungen aufweist.  the treatment station (150) has heat-insulated walls.
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PL17703345T PL3408416T3 (en) 2016-01-25 2017-01-25 Heat treatment method and heat treatment device
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JP2018538676A JP7168450B2 (en) 2016-01-25 2017-01-25 Heat treatment method and heat treatment apparatus
MX2018008998A MX2018008998A (en) 2016-01-25 2017-01-25 Heat treatment method and heat treatment device.
KR1020187024554A KR20180119580A (en) 2016-01-25 2017-01-25 Heat treatment method and heat treatment apparatus
ES17703345T ES2904571T3 (en) 2016-01-25 2017-01-25 Heat treatment procedure and heat treatment device
CN201780007568.8A CN108884508B (en) 2016-01-25 2017-01-25 Heat treatment method and heat treatment apparatus
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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
CN117483561A (en) * 2018-08-08 2024-02-02 宝山钢铁股份有限公司 Method for manufacturing hot-stamped component with aluminum-silicon alloy coating and hot-stamped component
DE102022108510A1 (en) * 2021-04-16 2022-10-20 Aerospace Transmission Technologies GmbH Process for the heat treatment of metallic workpieces
EP4174190A1 (en) * 2021-10-26 2023-05-03 Benteler Automobiltechnik GmbH Method for producing a moulded motor vehicle component

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010004081B3 (en) * 2010-01-06 2011-03-24 Benteler Automobiltechnik Gmbh Hot-forming and hardening a plain or preformed steel plate with two microstructure areas of different ductility, by section-wisely heating the microstructure areas and forming and/or areawisely hardening in a hot-forming- or hardening tool
DE102010049205A1 (en) * 2010-10-13 2012-04-19 Elisabeth Braun Hot-forming line, useful for hot-forming of plate-shaped material, comprises heat station and hot-forming device, and a hot rolling device arranged after heat station and before hot-forming device
KR20140081619A (en) * 2012-12-21 2014-07-01 주식회사 포스코 Method for manufacturing hot forming parts having strength distribution
DE102014201259A1 (en) * 2014-01-23 2015-07-23 Schwartz Gmbh Heat treatment device
US20150299817A1 (en) * 2012-03-13 2015-10-22 Asteer Co., Ltd. Method for strengthening steel plate member

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
WO2006017880A1 (en) * 2004-08-18 2006-02-23 Bishop Innovation Limited Method of manufacturing a hardened forged steel component
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
JP4795486B2 (en) 2009-06-22 2011-10-19 新日本製鐵株式会社 Steel plate hot press forming method, steel plate hot press forming apparatus, and steel forming member
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
PT2497840T (en) * 2011-03-10 2017-08-08 Schwartz Gmbh Oven system and process 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
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
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

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010004081B3 (en) * 2010-01-06 2011-03-24 Benteler Automobiltechnik Gmbh Hot-forming and hardening a plain or preformed steel plate with two microstructure areas of different ductility, by section-wisely heating the microstructure areas and forming and/or areawisely hardening in a hot-forming- or hardening tool
DE102010049205A1 (en) * 2010-10-13 2012-04-19 Elisabeth Braun Hot-forming line, useful for hot-forming of plate-shaped material, comprises heat station and hot-forming device, and a hot rolling device arranged after heat station and before hot-forming device
US20150299817A1 (en) * 2012-03-13 2015-10-22 Asteer Co., Ltd. Method for strengthening steel plate member
KR20140081619A (en) * 2012-12-21 2014-07-01 주식회사 포스코 Method for manufacturing hot forming parts having strength distribution
DE102014201259A1 (en) * 2014-01-23 2015-07-23 Schwartz Gmbh Heat treatment device

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