[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Formbauteils mit mindestens
zwei Gefügebereichen unterschiedlicher Duktilität aus einem Halbzeug aus härtbarem
Stahl mit einer Erwärmung in einem Durchlaufofen und einem Härteprozess gemäß dem
Oberbegriff in Anspruch 1 und ein Verfahren zur Herstellung eines Formbauteils mit
mindestens zwei Bereichen unterschiedlicher Duktilität aus einem Halbzeug aus gehärtetem
Stahl mit einer Erwärmung in einem Durchlaufofen gemäß dem Oberbegriff in Anspruch
7 sowie einen Durchlaufofen zur Erwärmung von metallischen Werkstücken gemäß dem Oberbegriff
in Anspruch 9.
[0002] Es ist bekannt, werkzeuggehärtete Formbauteile für Kraftfahrzeugkomponenten, zum
Beispiel Fahrwerkskomponenten wie Lenker oder Querträger oder Strukturbauteile wie
Türaufprallträger, B-Säulen, Streben oder Stoßfänger, mit über dem Formbauteil verteilt
gleich bleibenden Werkstoffeigenschaften herzustellen. Dies geschieht durch eine komplette
Erwärmung der Formbauteile mit einem anschließenden Härten, an das sich für eine Vergütung
gegebenenfalls ein Anlassvorgang anschließen kann. In verschiedenen Anwendungsfällen
der Kraftfahrzeugtechnik sollen Formbauteile über bestimmte Bereiche eine hohe Festigkeit,
über andere Bereiche wiederum eine im Verhältnis dazu höhere Duktilität aufweisen.
Neben der Verstärkung durch Zusatzbleche oder dem Zusammenfügen von Teilen unterschiedlicher
Festigkeit ist es hierbei auch bereits bekannt, über Wärmebehandlungen ein Bauteil
so zu behandeln, dass es lokal Bereiche höherer Festigkeit oder höherer Duktilität
aufweist.
[0003] So zeigt die DE 197 43 802 C2 ein Verfahren auf, ein Formbauteil für Kraftfahrzeugkomponenten
mit Bereichen unterschiedlicher Duktilität herzustellen, indem eine Ausgangsplatine
vor oder nach dem Pressen nur partiell erwärmt oder bei einer vorausgegangenen homogenen
Erwärmung in den Bereichen mit gewünschter höherer Duktilität gezielt nacherwärmt
wird. Vorzugsweise geschieht die partielle Erwärmung induktiv.
[0004] Die DE 200 14 361 U1 beschreibt eine B-Säule, die ebenfalls Bereiche unterschiedlicher
Festigkeit besitzt. Die Herstellung der B-Säule erfolgt im Warmformprozess, wobei
ausgehend von einer Formplatine oder einem vorgeformten Längsprofil dieses in einem
Ofen austenitisiert und anschließend in einem gekühlten Werkzeug umgeformt/ gehärtet
wird. Im Ofen können großflächige Bereiche des Werkstücks gegen die Temperatureinwirkung
isoliert werden, wobei in diesen Bereichen die Austenitisierungstemperatur nicht erreicht
wird und sich demnach im Werkzeug bei der Härtung kein martensitisches Gefüge einstellt.
[0005] In der Massenproduktion werden zur Erwärmung häufig Durchlauföfen in der Form von
Rollenherd-Durchlauföfen oder Durchstoßöfen mit oder ohne Warenträger eingesetzt.
In der DE 3441 338 A1 ist ein Verfahren zur Wärmebehandlung metallischer Werkstücke
unter Verwendung eines Durchlauf- oder Durchstoßofens sowie eine Vorrichtung zur Durchführung
dieses Verfahrens offenbart. Dabei können Werkstückchargen unterschiedlicher Behandlungsdauer,
insbesondere unterschiedlicher Einsatzhärtetiefe beim Aufkohlen in zweistufigen Verfahren
gleichzeitig behandelt werden, indem sie einen Durchlauf- oder Durchstoßofen durchlaufen,
der mit mindestens zwei von den Werkstücken nacheinander zu durchlaufenden Behandlungskammern
zur jeweiligen Wärmebehandlung mehrerer Werkstückchargen versehen ist. Insbesondere
kann es sich dabei um einen Durchlaufofen handeln, bei dem jede Behandlungskammer
als Rundtaktofen mit taktweise drehbeweglichem Ofenherd ausgebildet ist.
[0006] Diese Verfahren weisen in Ihrer praktischen Umsetzung in der Massenproduktion jedoch
einige Probleme auf. Das Isolieren durch Abkapseln im Ofen ist technisch aufwendig,
weil in jedem Zyklus jedes einzelne Teil eine eigene Isolierung braucht, die Isolierung
als Vorbereitungsprozess den Warmformprozess als ganzen verlängert und sich die Isolierung
bei wiederholter Verwendung mit aufheizt. Dies macht eine Massenproduktion kostenintensiv.
Die bisher bekannten Öfen können zwar verschiedene Werkstückchargen unterschiedlich
stark erwärmen, sie eignen sich jedoch nicht für eine partielle Erwärmung ein und
desselben Werkstücks.
[0007] Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung
eines metallischen Formbauteils mit mindestens zwei Gefügebereichen unterschiedlicher
Duktilität und einen geeigneten Durchlaufofen zur Erwärmung von metallischen Werkstücken
dahingehend weiterzuentwickeln, dass sie für die Massenproduktion tauglich sind.
[0008] Diese Aufgabe löst die Erfindung mit dem im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1
beschriebenen Verfahren. Demnach durchläuft bei einem Verfahren zur Herstellung eines
Formbauteils mit mindestens zwei Gefügebereichen unterschiedlicher Duktilität aus
einem Halbzeug aus härtbarem Stahl mit einer Erwärmung in einem Durchlaufofen und
einem Härteprozess, eine Platine oder ein vorgeformtes Bauteil während des Transports
durch einen Durchlaufofen gleichzeitig mindestens zwei nebeneinander in Durchlaufrichtung
angeordnete Zonen des Durchlaufofens mit unterschiedlichen Temperaturniveaus. Eine
Zone 1 des Durchlaufofens ist dabei auf eine Temperatur A eingestellt und eine andere
Zone 2 auf eine Temperatur B, die höher als Temperatur A liegt. Dadurch erwärmt sich
das Halbzeug in den Bereichen, in denen es den Durchlaufofen in Zone 1 durchläuft
auf Temperatur A und in den Bereichen, in denen es Zone 2 durchläuft auf Temperatur
B. Anschließend wird das auf diese Weise unterschiedlich stark erwärmte Halbzeug einem
Warmformprozess und/ oder Härteprozess unterworfen. Durch den Härteprozess stellt
sich in dem zuvor auf Temperatur A erwärmten Bereich 1 des Bauteils ein im Verhältnis
zu dem auf Temperatur B erwärmten Bereich 2 des Bauteils duktileres Gefüge und im
Bereich 2 des Bauteils ein festes oder hochfestes Gefüge ein.
[0009] Welche Temperatur man für die jeweilige Zone des Ofens wählt, hängt von den gewünschten
Eigenschaften des Bauteils ab. Wenn beispielsweise der Fuß einer B-Säule für ein Automobil
im Verhältnis zum Rest der B-Säule duktil sein soll, wird ein vorgeformtes Bauteil
so in den Durchlaufofen eingebracht, dass es mit dem Bereich 1, der nach der Endformgebung
den B-Säulen Fuß darstellt, in Zone 1 des Ofens zu liegen kommt. Der Rest des Bauteils,
der nach der Endformgebung möglichst hochfest sein soll, erstreckt sich über Zone
2 des Durchlaufofens. Die Temperatur A in Zone 1 wird nun auf eine Temperatur unterhalb
der AC
1 Temperatur des Werkstoffs eingestellt. Dadurch findet im Bereich 1 während des Transports
durch den Ofen keine Gefügeumwandlung statt. Folglich bleibt bei einem anschließenden
Härteprozess das nicht gehärtete Ausgangsgefüge im Bereich 1 des Bauteils und damit
im Säulenfuß erhalten. Die Temperatur B in Zone 2 des Ofens wird auf eine Temperatur
oberhalb von AC
3 eingestellt, um eine möglichst vollständige Gefügeumwandlung des restlichen Bauteils
während des Transports durch den Durchlaufofen zu erhalten. Bei einem anschließenden
Härteprozess stellt sich dadurch über den Rest der B-Säule ein festes oder hochfestes
Gefüge ein. Im Verhältnis dazu ist der Säulenfuß duktil.
[0010] Je nach Anforderungen an das Bauteil kann auch eine andere Gefügeverteilung gewünscht
sein. In einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel wird zur Erzielung verschieden hoher
Festigkeitsanforderungen die Temperatur A in Zone 1 des Ofens auf eine Temperatur
über AC
1 aber unterhalb AC
3 und die Temperatur B in Zone 2 des Ofens auf eine Temperatur über AC
3 eingestellt. Das Bauteil erfährt in Bereich 1, mit dem es Zone 1 durchläuft, eine
teilweise Gefügeumwandlung, im Bereich 2, mit dem es Zone 2 durchläuft, wandelt sich
das Gefüge nahezu vollständig um. Bei einem anschließenden Härteprozess stellt sich
daher im Bereich 1 ein Mischgefüge und im Bereich 2 ein im Verhältnis dazu festeres
Gefüge ein.
[0011] Insbesondere für Stahlsorten mit einem Kohlenstoffgehalt C > 0,8% ist es vorteilhaft,
die Temperatur A in Zone 1 knapp über AC
1 einzustellen, damit der Bereich 1 des Bauteils geglüht und das Gefüge entspannt wird.
[0012] Wenn das Bauteil bereits seine Endformgebung erhalten hat und sich an den Erwärmungsprozess
im Durchlaufofen nur noch ein Härteprozess anschließt, kann auf eine Beheizung der
Zone 1 des Durchlaufofens völlig verzichtet werden. Die Temperatur A stimmt dann in
etwa mit der Umgebungstemperatur des Ofens überein. Das Bauteil wird in Zone 2 des
Ofens nur noch partiell in dem Bereich 2 erwärmt, in dem es auch gehärtet werden soll.
[0013] Hat das Bauteil noch nicht seine Endform erreicht und schließt sich an den Erwärmungsprozess
ein gegebenenfalls weiterer Warmformprozess an, sind abgesehen von den Anforderungen
des Härteprozesses auch die Gegebenheiten des Warmformprozesses zu beachten. Da das
Material des Werkstoffs beim Warmformprozess fließt, ist es besonders vorteilhaft,
Temperatur A und B zwar so weit auseinanderliegend einzustellen wie für das durch
den Härteprozess abschließend einzustellende gewünschte Gefüge benötigt, sie aber
gleichzeitig in den Grenzen des ZTU-Diagramms des Werkstoffs so eng wie möglich beieinander
liegend einzustellen, um die Fließeigenschaften des Materials zu optimieren. Bei einer
B-Säule beispielsweise, die nur vorgeformt ist, und die einen ungehärteten Fuß aber
ein festes oder hochfestes Gefüge über Ihren restlichen Bereich erhalten soll, empfiehlt
es sich daher, die Temperatur A in Zone 1 des Ofens, in dem sich der Bereich des vorgeformten
Bauteils befindet, der später den Säulenfuß darstellt, auf eine Temperatur möglichst
knapp unter AC
1 einzustellen. Temperatur B in Zone 2 des Ofens, in dem sich der restliche Bereich
des Bauteils befindet, wird auf eine Temperatur möglichst knapp über AC
3 eingestellt. Nach der Ofenerwärmung wird das Bauteil dann warmgeformt und gehärtet.
Die B-Säule ist endgeformt und verfügt über einen relativ duktilen Fuß und ein festes
oder hochfestes Gefüge im restlichen Bereich.
[0014] Bevorzugt findet hierbei der letzte Warmformschritt zeitgleich mit dem Härten im
Umformwerkzeug statt.
[0015] Abgesehen von einem Halbzeug aus härtbarem Stahl kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren
auch ein Halbzeug aus bereits gehärtetem Stahl zur Herstellung eines Formbauteils
mit mindestens zwei Bereichen unterschiedlicher Duktilität mit einer Erwärmung in
einem Durchlaufofen verarbeitet werden. Hier besteht die Besonderheit, dass das Halbzeug
bereits über seine gesamte Länge gehärtet ist. Es kann sich bei dem Halbzeug um eine
Platine handeln oder um ein vorgeformtes Bauteil, das bereits in einem oder mehreren
Schritten vorgeformt wurde. Insbesondere kann es sich bei der Vorformung um Kaltformschritte
handeln. Sodann durchläuft das Halbzeug während des Transports durch einen Durchlaufofen
gleichzeitig mindestens zwei nebeneinander in Durchlaufrichtung angeordnete Zonen
des Durchlaufofens mit unterschiedlichen Temperaturniveaus. Dabei wird das Halbzeug
so in den Ofen eingebracht, dass es mit dem Bereich 1, der im fertigen Endbauteil
ein festes oder hochfestes Gefüge aufweisen soll, in Zone 1 des Durchlaufofens zu
liegen kommt. Zone 1 wird auf Raumtemperatur oder auf eine Temperatur unter AC
1 eingestellt. Dadurch bleiben die bereits vorhandenen Härtewerte des Halbzeugs im
Bereich 1 weitgehend erhalten. Der Bereich 2 des Bauteils, der im fertigen Endbauteil
ein duktiles Gefüge aufweisen soll, durchläuft den Ofen in Zone 2. Zone 2 ist auf
eine höhere Temperatur als Zone 1, vorzugsweise auf eine Temperatur oberhalb AC
1 eingestellt, so dass Bereich 2 weichgeglüht wird bis hin zu einer vollständigen Gefügeumwandlung.
Dadurch stellt sich im Bereich 2 ein im Verhältnis zu Bereich 1 duktileres Gefüge
ein. An diese Ofenerwärmung schließt sich dann nur noch ein Warmform und/ oder Abkühlprozess
an, der die kritische Abkühlgeschwindigkeit, die zu einer erneuten Härtung des Bereich
2 führen würde, nicht erreicht.
[0016] Dieses Verfahrensalternative eignet sich beispielsweise für Dual-Phasen-Stähle oder
Stahlsorten, die bereits im Coil gehärtet wurden.
[0017] Es gehört zum Stand der Technik eine Ofenerwärmung unter Schutzgasatmosphäre durchzuführen,
um eine Reaktion des Werkstoffs mit Sauerstoff möglichst zu unterbinden. Es ist daher
auch bei der hier beschriebenen Ofenerwärmung vorteilhaft, sie unter einer Schutzgasatmosphäre
durchzuführen. Je nach Temperaturführung, Werkstoffeigenschaften und Bauteilanforderungen
kann die Erwärmung aber auch ohne Schutzgas vorgenommen werden.
[0018] Die Anzahl der Zonen, durch die das Bauteil gleichzeitig geführt wird, ist beliebig
und hängt von der Anzahl der Bereiche ab, die im fertigen Bauteil ein voneinander
abweichendes Gefüge erhalten sollen. Das erfindungsgemäße Verfahren macht sich hierbei
das in der Massenfertigung bereits erprobte und bewährte Mittel der Ofenerwärmung
zunutze. Der Durchlaufofen als solcher ist bereits auf die Massenfertigung angepasst.
Der erfindungsgemäße Vorteil liegt vor allem darin, nunmehr auch eine partiell unterschiedliche
Erwärmung einfach und prozesssicher in die bestehende Prozesskette einbauen zu können.
[0019] Der erfindungsgemäße Durchlaufofen zur Erwärmung von metallischen Werkstücken zeichnet
sich dadurch aus, dass er mit mindestens zwei in Durchlaufrichtung nebeneinander liegenden
Zonen 1 und 2 versehen ist. Beide Zonen sind voneinander so durch eine thermisch isolierende
Trennwand getrennt, dass ein den Ofen durchlaufendes Werkstück sich sowohl bereichsweise
in Zone 1 als auch bereichsweise in Zone 2 befindet. In beiden Zonen ist eine getrennte
Temperaturregelung möglich.
[0020] Auf die Art des Durchlaufofens kommt es hierbei nicht an. Es kann sich sowohl um
einen Rollenherd-Durchlaufofen handeln, bei dem die Werkstücke auf Rollen durch den
Ofen transportiert werden, als auch um einen Durchstoßofen, bei dem eine Werkstückcharge
von dem Anstoß der nachfolgenden Werkstückcharge durch den Ofen geschoben wird. Das
zu erwärmende Bauteil kann direkt auf den Rollen liegen oder sich auf einem Warenträger
wie beispielsweise einem Gestell befinden. Der erfindungsgemäße Ofen kann als Dreherd-
oder Rundtaktofen ausgestaltet sein, bei dem die Durchlaufrichtung nicht linear, sondern
gebogen verläuft. Wichtig ist nur, dass der Ofen mit mindestens einer parallel zu
Durchlaufrichtung verlaufenden thermisch isolierenden Trennwand versehen ist, die
den Ofen in mindestens zwei in Durchlaufrichtung nebeneinander liegenden Zonen unterteilt,
die getrennt voneinander regelbar sind.
[0021] Die Trennwand trennt die beiden Zonen nicht vollständig, sondern nur insoweit, dass
unterhalb der Trennwand ein Bauteil in der Art hindurchgeführt werden kann, dass es
sowohl bereichsweise in Zone 1 als auch bereichsweise in Zone 2 zu liegen kommt. Um
die Wärmeabstrahlung der wärmeren Zone in die kühlere Zone zu minimieren endet die
Trennwand möglichst dicht über der Bauteiloberfläche. Bei dreidimensionalen vorgeformten
Bauteilen ist es besonders vorteilhaft, wenn sowohl an der Ofendecke als auch am Ofenboden
eine thermisch isolierende Trennwand angebracht ist, zwischen denen ein Werkstück
durchlaufend transportiert werden kann. Dadurch ist es möglich, auch ein dreidimensionales
Bauteil mit einer Höhenerstreckung an der gewünschten Stelle in zwei unterschiedlich
erwärmte Bereiche zu trennen. Um den Ofen an verschiedene Bauteile anpassen zu können,
ist es vorteilhaft wenn die Trennwand quer zur Durchlaufrichtung des Ofens versetzbar
angebracht ist. Dies wird durch eine geschickte Anordnung der Heizelemente und/ oder
variabel anbringbare Heizelemente ermöglicht.
[0022] Befinden sich die Werkstücke auf einem Warenträger, ist es besonders vorteilhaft,
wenn an dem jeweiligen Warenträger parallel zur Durchlaufrichtung des Ofens eine thermisch
isolierende Trennwand befestigt ist, die den Ofen mit dem Warenträger durchläuft.
Zusätzlich kann der Ofen selbst ein oder mehrere thermisch isolierende Trennwände
enthalten, so dass der Ofen insgesamt wieder in mindestens zwei Zonen eingeteilt ist.
[0023] Durch eine geeignete Regelung, Kühlung oder Isolierung in der Trennwand wird die
Temperatur an der Trennwandseite zur kühleren Zone in etwa auf dem gleichen Niveau
wie die Temperatur in der kühleren Zone gehalten, um eine temperaturerhöhende Wärmeabstrahlung
der wärmeren Zone zu vermeiden. Zudem kann der Übergangsbereich von Zone 1 zu Zone
2 durch ein Variieren der Trennwand hinsichtlich Breite und Isolierung gestaltet sein.
Dadurch kann der Temperaturgradient und damit der Gefügeübergang im Werkstück von
Bereich 1 zu Bereich 2 eingestellt werden.
[0024] Nachfolgend ist der erfindungsgemäße Ofen anhand der Figuren näher erläutert.
Figur 1 zeigt in Draufsicht einen Ofen 1 mit Trennwand 2, den eine B-Säule 3 durchläuft.
Figur 2 zeigt schematisch in Durchlaufrichtung einen Ofen 4 mit zwei Trennwänden 5,
5a, den eine Platine 7 durchläuft.
Figur 3 zeigt schematisch in Durchlaufrichtung einen Ofen 8 mit Trennwand 9, den ein
Warenträger 11 mit einem geformten Bauteil mit Höhenerstreckung 12 und einer mitlaufenden
Trennwand 9a durchläuft.
Figur 4 zeigt in Durchlaufrichtung einen Ofen 13, in dem eine Trennwand 14, 14a quer
zur Durchlaufrichtung versetzbar angeordnet ist.
[0025] In Figur 1 ist ein Ofen 1 dargestellt, der durch eine Trennwand 2 in zwei Zonen 1a
und 1b aufgeteilt wird. In dem Ofen befindet sich eine B-Säule 3, die mit einem Bereich
3a, und zwar dem Säulenfuß, in Zone 1a und mit ihrem Bereich 3b, das ist die übrige
Säule, in Zone 1b liegt. Die B-Säule 3 ist aus einem härtbaren Stahl mit einer AC
1-Temperatur von 740° C und einer AC
3-Temperatur von 850° C gefertigt und wird in ihrem Bereich 3a durch eine Temperatureinstellung
in Zone 1a von etwa 700 ° C auf eine Temperatur von etwa 700° C und in ihrem Bereich
3b durch eine Temperatureinstellung in Zone 1b auf eine Temperatur von etwa 950° C
auf etwa 950° C erwärmt. Bei einem nicht dargestellten sich anschließenden letzten
Umformschritt verbunden mit einer Härtung im Umformwerkzeug stellt sich im Bereich
3a ein im Verhältnis zu Bereich 3b duktileres Gefüge und im Bereich 3b der B-Säule
3 ein hochfestes Gefüge ein. Folglich erhält man eine B-Säule 3 mit einem weichen
Gefüge am Säulenfuß 3a.
[0026] In Figur 2 ist ein erfindungsgemäßer Ofen 4 mit einer an der Ofendecke 4a und einer
am Ofenboden 4b befestigten Trennwand 5 und 5a in Durchlaufrichtung dargestellt. Zwischen
den Trennwänden 5 und 5a besteht ein Spalt, den eine Platine 7 auf Rollen 6 durchläuft.
Der Pfeil gibt dabei die Drehrichtung der Rollen 6 an. Die Platine 7 befindet sich
daher sowohl in Zone 4c als auch in Zone 4d des Ofens 4. In Zone 4c des Ofens 4 herrscht
eine kühlere Atmosphäre als in Zone 4d. Die Trennwände 5 und 5a sind auf der zur Zone
4c hinzeigenden Seite so isoliert, dass eine temperaturerhöhende Wärmeabstrahlung
der Zone 4d in die Zone 4c möglichst vermieden wird. Die Platine 7 erwärmt sich in
ihren Bereichen 7a und 7b jeweils unterschiedlich stark.
[0027] Figur 3 zeigt einen erfindungsgemäßen Ofen 8 in Durchlaufrichtung, den ein Warenträger
11 mit einem Bauteil 12 mit Höhenerstreckung durchläuft. Der Pfeil gibt hierbei die
Drehrichtung der Rollen 10 an. Der Ofen 8 verfügt über eine Trennwand 9, die an der
Ofendecke 8a befestigt ist und eine Trennwand 9b, die am Ofenboden 8d befestigt ist.
Die thermische Isolation der Zonen 8b und 8c wird durch die Trennwände 9, 9a und 9b
erreicht. Trennwand 9a ist dabei am Warenträger 11 befestigt und durchläuft den Ofen
8 mit dem Warenträger 11. Um eine Wärmeabstrahlung der wärmeren Zone 8b in die kühlere
Zone 8c zu vermeiden, muss hierbei Warenträger 11 an Warenträger 11 durch den Ofen
8 transportiert werden, so dass zwischen den mitlaufenden Trennwänden 9a keine Lücken
entstehen. Insbesondere ein Bauteil 12 mit Höhenerstreckung lässt sich so genau dort
in die Zone 8c des Ofens 8 einführen, wo im fertigen Bauteil 12 ein im Verhältnis
zum Rest des Bauteils 12 duktileres Gefüge erzielt werden soll.
[0028] Figur 4 zeigt einen Ofen 13 mit einer Trennwand 14 an der Ofendecke 13a und drei
an dem Ofenboden 13b befestigten Trennwänden 14a, 14b, 14c, zwischen denen Rollen
15 und eine auf diesen Rollen 15 transportierte Platine 16 durchlaufen. Die gestrichelten
Linien 16a und 16b deuten die Kontur eines nicht näher dargestellten Bauteils mit
Höhenerstreckung an. Um in dem Ofen 13 eine Schutzgasatmosphäre einzustellen, ist
der Ofen 13 für jede Zone mit einer Zuführleitung 18 und 18a versehen, durch die der
Ofenatmosphäre Stickstoff zugeführt wird. Die Trennwand 14 ist an die angedeuteten
Positionen 19 und 19a versetzbar. Um die Versetzung ausführen zu können, sind die
Heizelemente 17 an der Ofendecke 13a an den jeweiligen Versetzungspositionen 19 und
19a unterbrochen. Die Heizelemente 17a am Ofenboden sind ohnehin durch die Trennwände
14a, 14b, 14c getrennt ausgeführt. Durch die variabel anzubringende Trennwand 14 ist
der Ofen 13 flexibel und für verschiedene Bauteile einzusetzen.
1. Verfahren zur Herstellung eines Formbauteils (3) mit mindestens zwei Gefügebereichen
unterschiedlicher Duktilität (3a, 3b) aus einem Halbzeug aus härtbarem Stahl mit einer
Erwärmung in einem Durchlaufofen (1, 4) und einem Härteprozess,
dadurch gekennzeichnet,
dass als zu erwärmendes Halbzeug eine Platine (7) oder ein vorgeformtes Bauteil (3) während
des Transports durch einen Durchlaufofen (1, 4) gleichzeitig mindestens zwei nebeneinander
in Durchlaufrichtung angeordnete Zonen (1a, 1b, 4c, 4d) des Durchlaufofens (1, 4)
mit unterschiedlichen Temperaturniveaus durchläuft, wobei eine Zone 1 (1a, 4c) auf
eine Temperatur A eingestellt ist und eine andere Zone 2 (1b, 4d) auf eine Temperatur
B oberhalb von Temperatur A eingestellt ist, so dass das Halbzeug (3, 7) in den Bereichen
(3a, 7b), in denen es den Durchlaufofen (1, 4) in Zone 1 (1a, 4c) durchläuft, auf
Temperatur A erwärmt und in den Bereichen (3b, 7a), in denen es Zone 2 (1b, 4d) durchläuft,
auf Temperatur B erwärmt, und anschließend das so erwärmte Halbzeug (3, 7) einem Warmformprozess
und/ oder Härteprozess unterworfen wird, wodurch sich in dem zuvor auf Temperatur
A erwärmten Bereich 1 (3a, 7b) des Bauteils (3, 7) ein im Verhältnis zu dem auf Temperatur
B erwärmten Bereich 2 (3b, 7a) des Bauteils (3, 7) duktileres Gefüge und im Bereich
2 (3b, 7a) des Bauteils (3, 7) ein festes oder hochfestes Gefüge einstellt.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Temperatur A in Zone 1 (1a, 4c) des Durchlaufofens (1, 4) unter AC1 und die Temperatur B in Zone 2 (1b, 4d) des Durchlaufofens (1, 4) über AC1 eingestellt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Zone 1 (1a, 4c) des Durchlaufofens (1, 4) nicht beheizt wird, wenn sich an die
Ofenerwärmung kein weiterer Warmformprozess, sondern nur noch ein Härteprozess anschließt.
4. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Temperatur A in Zone 1 (1a, 4c) des Durchlaufofens (1, 4) über AC1 aber unter AC3 und die Temperatur B in Zone 2 (1 b, 4d) des Durchlaufofens (1, 4) über AC3 eingestellt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Temperatur A in Zone 1 (1a, 4c) des Durchlaufofens (1, 4) möglichst knapp unter
AC1 und die Temperatur B in Zone 2 (1b, 4d) des Durchlaufofens (1, 4) möglichst knapp
über AC3 eingestellt wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der sich an die Erwärmung im Durchlaufofen (1, 4) anschließende Härteprozess zeitgleich
mit einem letzten Warmformschritt im Umformwerkzeug stattfindet.
7. Verfahren zur Herstellung eines Formbauteils (3) mit mindestens zwei Bereichen unterschiedlicher
Duktilität (3a, 3b) aus einem Halbzeug aus gehärtetem Stahl mit einer Erwärmung in
einem Durchlaufofen (1, 4) und einem Form- und/ oder Abkühlprozess, der die kritische
Abkühlgeschwindigkeit nicht erreicht,
dadurch gekennzeichnet,
dass als zu erwärmendes Halbzeug eine Platine (7) oder ein vorgeformtes Bauteil (3) während
des Transports durch einen Durchlaufofen (1, 4) gleichzeitig mindestens zwei nebeneinander
in Durchlaufrichtung angeordnete Zonen (1a, 1b, 4c, 4d) des Durchlaufofens (1, 4)
mit unterschiedlichen Temperaturniveaus durchläuft, wobei eine Zone 1 (1b ,4d) unbeheizt
oder auf eine Temperatur A eingestellt ist und eine andere Zone 2 (1a, 4c) auf eine
Temperatur B oberhalb von Temperatur A eingestellt ist, so dass sich das Halbzeug
in dem Bereich 1 (3b 7a), mit dem es den Durchlaufofen (1, 4) in Zone 1 (1b, 4d) durchläuft,
nicht oder auf Temperatur A erwärmt und in dem Bereich 2 (3a, 7b), mit dem es Zone
2 (1a, 4c) durchläuft, auf eine Temperatur B erwärmt, wodurch in dem Bereich 1 (3b,
7a) des Halbzeugs (3, 7) ein festes oder hochfestes Gefüge erhalten bleibt und sich
in dem auf Temperatur B erwärmten Bereich 2 (3a, 7b) des Halbzeugs (3, 7) ein im Verhältnis
zu Bereich 1 duktileres Gefüge einstellt.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Erwärmung unter einer Schutzgasatmosphäre stattfindet.
9. Durchlaufofen (1, 4) zur Erwärmung von metallischen Werkstücken ,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Durchlaufofen (1, 4) mit mindestens zwei in Durchlaufrichtung nebeneinander liegenden
Zonen 1 (1a, 4c) und 2 (1b, 4d) versehen ist, die so voneinander durch eine thermisch
isolierende Trennwand (2, 5, 5a) getrennt sind, dass ein den Ofen (1, 4) durchlaufendes
Werkstück (3, 7) sich sowohl bereichsweise in Zone 1 (1a, 4c) als auch bereichsweise
in Zone 2 (1b, 4d) befindet und in beiden Zonen (1a, 1b, 4c, 4d) eine getrennte Temperaturregelung
möglich ist.
10. Durchlaufofen (4) nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass sowohl an der Ofendecke (4a) als auch am Ofenboden (4b) eine thermisch isolierende
Trennwand (5, 5a) angeordnet ist, zwischen denen ein Werkstück (7) durchlaufend transportiert
werden kann.
11. Durchlaufofen (13) nach Anspruch 9 oder 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Trennwand (14) quer zur Durchlaufrichtung des Ofens (13) versetzbar (19, 19a)
angebracht ist.
12. Durchlaufofen (8) nach einem der Ansprüche 9 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
dass bei einem Transport der Werkstücke (12) durch den Durchlaufofen (8) auf einem Warenträger
(11) an dem Warenträger (11) parallel zur Durchlaufrichtung des Ofens (8) eine thermisch
isolierende Trennwand (9a) befestigt ist.