VERFAHREN ZUM FORMEN UND HÄRTEN VON STAHLWERKSTOFFEN

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Formen und Härten von Stahlwerkstoffen.

[0002] Gehärtete Stahlbauteile haben insbesondere im Karosseriebau von Kraftfahrzeugen den Vorteil, dass durch ihre herausragenden mechanischen Eigenschaften eine Möglichkeit besteht, eine besonders stabile Fahrgastzelle zu erstellen, ohne dass Bauteile verwendet werden müssen, die bei normalen Festigkeiten viel massiver und dadurch schwerer ausgebildet werden.

[0003] Zur Erzeugung derartiger gehärteter Stahlbauteile werden Stahlsorten, die durch eine Abschreckhärtung härtbar sind, verwendet. Derartige Stahlsorten sind zum Beispiel borlegierte Manganborstähle, wobei der am weitesten eingesetzte, hier der 22MnB5 ist. Aber auch andere borlegierte Mangankohlenstoffstähle werden hierfür verwendet.

[0004] Um die aus diesen Stahlsorten gehärtete Bauteile zu erzeugen, muss das Stahlmaterial auf die Austenitisierungstemperatur (>Ac₃) erhitzt werden und abgewartet werden, bis der Stahlwerkstoff austenitisiert ist. Je nach gewünschtem Härtegrad können hier Teil- oder Vollaustenitisierungen erzielt werden.

[0005] Wird ein solches Stahlmaterial nach der Austenitisierung mit einer über der kritischen Härtegeschwindigkeit liegenden Geschwindigkeit abgekühlt, wandelt die austenitische Struktur in eine martensitische, sehr harte Struktur um. Auf diese Weise sind Zugfestigkeiten R_m bis über 1500 MPa erzielbar.

[0006] Zur Erzeugung der Stahlbauteile sind derzeit zwei Verfahrenswege üblich.

[0007] Beim sogenannten Formhärten wird eine Stahlblechplatine aus einem Stahlband abgetrennt bsp. ausgeschnitten oder gestanzt und anschließend in einem üblichen, beispielsweise fünfstufigen Tiefziehprozess zum fertigen Bauteil tiefgezogen. Dieses fertige Bauteil wird hierbei etwas kleiner dimensioniert, um eine nachfolgende Wärmedehnung beim Austenitisieren zu kompensieren.

[0008] Das so erzeugte Bauteil wird anschließend austenitisiert und dann in ein Formhärtewerkzeug eingelegt, in dem es gepresst, aber nicht oder nur sehr gering umgeformt wird und durch die Pressung die Wärme aus dem Bauteil in das Presswerkzeug fließt, und zwar mit der über der kritischen Härtegeschwindigkeit liegenden Geschwindigkeit.

[0009] Der weitere Verfahrensweg ist das sogenannte Presshärten, bei dem eine Platine aus einem Stahlblechband abgetrennt bsp. ausgeschnitten oder gestanzt wird, anschließend die Platine austenitisiert wird und die heiße Platine bei einer Temperatur unter 782°C in einem vorzugsweise einstufigen Schritt umgeformt und gleichzeitig mit einer über der kritischen Härtegeschwindigkeit liegenden Geschwindigkeit abgekühlt wird.

[0010] In beiden Fällen können mit metallischen Korrosionsschutzschichten z.B. mit Zink oder einer Legierung auf Basis von Zink versehene Platinen verwendet werden. Das Formhärten wird auch als indirekter Prozess bezeichnet und das Presshärten als direkter Prozess. Der Vorteil des indirekten Prozesses ist, dass aufwändigere Werkstücksgeometrien realisierbar sind.

[0011] Der Vorteil des direkten Prozesses ist, dass ein höherer Materialnutzungsgrad erreicht werden kann. Jedoch ist die erreichbare Bauteilkomplexität vor allem beim einstufigen Umformprozess geringer.

[0012] Zudem ist es bekannt, Stahlblechbauteile dadurch zu formen, dass ein Hohlraum gebildet wird und dieser Hohlraum mit einem unter Druck stehenden Medium zu einer gewünschten Form bzw. in eine Form eingeblasen bzw. aufgeblasen wird, um eine endgültige Form zu erzielen. Dieses Verfahren wird auch als Innenhochdruckumformung bezeichnet.

[0013] Aus der DE 10 2009 040 935 B4 ist ein Verfahren zum Herstellen von Bauteilen bekannt, wobei wenigstens zwei Einzelteile zu einem Halbzeug verlötet oder verschweißt werden und anschließend das Halbzeug warmumgeformt wird, wobei ein Hohlraum des Halbzeugs geschlossen ist oder geschlossen wird und dass das auf die Austenitisierungstemperatur erwärmte Halbzeug mittels eines in den Hohlraum eingelassenen, unter Druck stehenden Mediums gegen die Innenwände eines Formwerkzeugs expandiert wird. Die erforderliche Abschreckung zum Zwecke der Erhärtung soll mittels eines Abkühlmediums erfolgen, wobei das zum Abschrecken verwendete Abkühlmedium durch den Hohlraum des Halbzeugs hindurchführbar ist.

[0014] Aus der EP 1 015 645 B1 ist ein Verfahren zum Herstellen abgeschrägter dünnwandiger hohler Metallgehäuse durch Blasformen bekannt, wobei auch hier vorzugsweise über die Austenitisierungstemperatur erhitzt wird und die Hohlstruktur gegen die inneren Wände des Werkzeugs durch das Einführen eines erhitzten, unter Druck gesetzten Mediums in das Innere des Hohlraums des hohlen Gehäuses expandiert wird, wobei in einem nachfolgenden Schritt das geformte hohle Gehäuse rasch in einem Vorgang abgekühlt wird, um eine Härtung herbeizuführen. Hierbei wird das dominierende erwärmte Medien in dem hohlen Gehäuse durch ein unter Druck gesetztes kühlendes Medium ersetzt.

[0015] Aus der DE 10 2004 054 795 B4 ist ein Verfahren zur Herstellung von Fahrzeugbauteilen, sowie Karosseriebauteilen, bekannt, wobei ein Materialverbund aus zwei miteinander verbundenen Blechen mindestens einem Umformvorgang unterworfen wird, wobei der Materialverbund warmumgeformt und zumindest ein härtbares vorlegiertes Blech bei geschlossenen Formwerkzeughälften einer in-situ-Presshärtung unterzogen wird.

[0016] Aus der DE 10 2006 020 623 B4 ist ein Verfahren zum Herstellen von Bauteilen aus sogenannten Talered Blanks bekannt, bei dem bei dem Verfahren das Halbzeug in einem Umformwerkzeug eingelegt wird und das Halbzeug aus zumindest zwei, zumindest teilweise übereinander liegenden Blechen besteht und wobei eine härtbare Stahllegierung für ein Blech des Halbzeugs verwendet wird und das Halbzeug in einer Erwärmungsstation auf eine Temperatur über der Austenitisierungstemperatur der Legierung erwärmt wird, wobei die Bleche vor dem Einlegen in die Presse oder in der Presse durch ein Schmieden miteinander fest verbunden werden.

[0017] Aus der DE 10 2007 018 395 B4 ist ein Innenhochdruckumformverfahren bekannt, bei dem eine Hohlstruktur aus härtbaren Stahlblechen durch ein Gas unter Druck, welches in den Innenraum zwischen den Blechen strömt, expandiert wird, wobei das Werkstück sich in einem gekühlten Umformwerkzeug befindet und das Werkstück in einem Zug durch den Druck des Gases umgeformt und durch die Temperatur dieses Gases von innen und die Temperatur des Umformwerkzeuges von außen in demselben Werkzeug umgeformt und gehärtet wird, wobei der Gasdruck im Werkstück durch Relativbewegung eines Pressenoberteils und Fließrichtung des Umformwerkzeugs erzeugt wird und durch einen Druckübersetzer verstärkt wird.

[0018] Aus der DE 10 2007 043 154 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Härten von Profilen bekannt. Dieses Verfahren ist insbesondere für offene Profile ausgebildet, wobei das Bauteil zumindest Teilbereichsweise auf einer Temperatur oberhalb der Austenitisierungstemperatur des Grundwerkstoffs aufgeheizt wird und das Bauteil nach dem Aufheizen mit einer Geschwindigkeit abgekühlt wird, die über der kritischen Härtegeschwindigkeit liegt, wobei die für die Erwärmung notwendige Energie zumindest teilweise durch Induktion eingebracht wird, wobei in den Bauteil zur Einstellung eines Temperatur- und/oder Härtegradienten über den Querschnitt des Bauteils freie Kanten angeordnet werden, wobei Größe, Art und Ausdehnung der Kanten auf einen gewünschten Härtegrad und/oder Härtegradienten abgestimmt angeordnet werden. Diese Kanten haben den Effekt, dass es an Kanten bei induktiver Erwärmung zu einer Erhöhung der Stromflussdichte kommt, sodass in diesen Bereichen die Erwärmung gezielt sehr schnell durchgeführt werden kann, zumindest schneller als in ebenen Bereichen.

[0019] Aus der DE 698 035 88 T2 ist ein Verfahren zum Herstellen von abgeschrägten hohlen Gehäusen aus Stahlmaterial durch Blasformen bekannt, wobei ein vorgewärmter hohler Gehäuseblock vorzugsweise über der Austenitisierungstemperatur in ein Blasformwerkzeug eingeführt wird und geformt wird, indem er gegen die inneren Wände des Werkzeugs durch das Eindrücken eines erhitzten unter Druck gesetzten Mediums in das Innere des Hohlraums des hohlen Gehäuses expandiert wird, wobei das hohle Gehäuse in einem nachfolgenden Schritt rasch in einem Vorgang abgekühlt wird, der für das Abschrecken des Stahlmaterials geeignet ist, indem das vorhandene erwärmte Medium in dem hohlen Gehäuse durch ein unter Druck gesetztes kühlendes Medium ersetzt wird und indem ein kühlendes Medium durch das Formwerkzeug geführt wird, umso ein Kühlen zu bewirken.

[0020] Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Umformen und Härten von verzinkten Stahlrohren zu schaffen, mit dem zuverlässig und rissfrei gehärtete Stahlrohre hergestellt werden können.

[0021] Die Aufgabe wird mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

[0022] Bislang galten verzinkte Rohre als nicht mit Innenhochdruckumformverfahren mikrorissfrei umformbar und härtbar. Werden derartige verzinkte Rohre bzw. Rohrbauteile innen hochdruckumgeformt, ergeben sich immer Mikrorisse in sehr großem Ausmaß, so dass im Gegensatz zu anderen Formgebungsverfahren das Presshärteverfahren bzw. Formhärteverfahren für Rohrbauteile nicht anwendbar war.

[0023] Die Erfinder haben erkannt, dass die mikrorissfreie Umformung von Rohrbauteilen dann gelingt, wenn man eine spezielle Temperatur und Verfahrensführung durchführt.

[0024] Erfindungsgemäß werden derartige Rohrbauteile vorgefertigt und analog des bekannten Innenhochdruckumformverfahrens vorgebogen, vorgequetscht oder in sonstiger Weise vorgeformt.

[0025] Anschließend werden diese Rohre austenitisiert, was bedeutet, dass die auf eine Temperatur oberhalb AC₃ gebracht werden und dort solange gehalten werden, bis ein gewünschter Austenitisierungsgrad erreicht wird.

[0026] Erfindungsgemäß wird anschließend das Rohr auf Temperaturen zwischen 400-650°C passiv abkühlen gelassen oder zwangsweise aktiv abgekühlt.

[0027] Diese Abkühlung kann dadurch erfolgen, dass das Bauteil in das Innenhochdruckumformwerkzeug überführt wird und dabei an Luft passiv abkühlt oder gegebenenfalls das Werkzeug nach dem Austenitisierungsofen beispielsweise durch Anblasen oder Ansprühen mit geeigneten Kühlmedien aktiv abgekühlt und dann in das Innenhochdruckumformwerkzeug überführt wird.

[0028] Eine derartige aktive Kühlung erfolgt mit > 5 K/sek bevorzugt > 10 K/sek besonders bevorzugt > 20 K/sek Abkühlgeschwindigkeit.

[0029] Anschließend wird das Rohr endumgeformt, wobei ein unter Druck stehendes Medium in das Rohr eingedrückt wird, so dass eine an sich bekannte Innenhochdruckumformung erreicht wird.

[0030] Erfindungsgemäß wird jedoch diese Umformung mit einem temperierten Medium durchgeführt. Hierbei hat das Medium beispielsweise eine Temperatur von 400-650°C. Erfindungsgemäße hat sich nämlich herausgestellt, dass bei der Verwendung eines zu kalten Mediums, Teile des Rohres bereits einer Härtung unterzogen werden bevor die Endumformung stattgefunden hat. Dies bedeutet, dass eine vollständige Ausformung verhindert wird. Somit findet die Umformung mit einem temperiertem Medium statt, wobei das temperierte Medium vorzugsweise eine Temperatur besitzt, die der Temperatur des umzuformenden Rohres entspricht und zumindest so hoch ist, dass die Martensit-Starttemperatur (Ms) der verwendeten Stahllegierung überschritten ist.

[0031] Anschließend erfolgt erfindungsgemäß die Härtung, wobei die erfindungsgemäße Härtung unterschiedlich durchgeführt werden kann.

[0032] Bei einer ersten erfindungsgemäßen Variante erfolgt die Innenhochdruckumformung in einem warmen Werkzeug mit dem warmen unter Druck stehenden Umformmedium. Anschließend wird das so umgeformte Bauteil aus dem Werkzeug entnommen und passiv an Luft abkühlen gelassen, wenn die Abkühlung an Luft ausreicht, die kritische Abkühlgeschwindigkeit des Stahlmaterials zu erreichen, so dass eine martensitische Härtung sichergestellt ist.

[0033] Diese passive Abkühlung ist vor allem Blechdickenabhängig bei dünneren Blechstärken von in etwa 1 mm kann eine passive Abkühlung an Luft ausreichend sein um die kritische Abkühlgeschwindigkeit zu erreichen.

[0034] Bei einer Blechdicke von beispielsweise 3 mm kann eine aktive Abkühlung durch geeignete Kühlmedien erforderlich sein um diese Abkühlgeschwindigkeit zu erreichen.

[0035] Bei einer zweiten erfindungsgemäßen Variante wird wiederum im warmen Werkzeug mit dem warmen unter Druck stehenden Medium umgeformt und anschließend das Rohr in ein kaltes Formhärtewerkzeug überführt. In diesem kalten Formhärtewerkzeug entspricht der Werkzeughohlraum von der Kontur her exakt der Außenkontur des Rohres, so dass beim Schließen des Werkzeuges das Werkzeug allseitig an dem Rohr vollflächig anliegt und hierdurch eine Abschreckhärtung erzielt wird. "Kalt" im Sinne der Erfindung bedeutet, dass die Martensit-Starttemperatur des gewählten Stahlmaterials um mindestens 50 °C unterschritten wird, also Ms - 50°C.

[0036] Bei einer weiteren erfindungsgemäßen Variante, erfolgt die Umformung im warmen Werkzeug unter Zuhilfenahme des unter Druck stehenden erwärmten Umformmediums, wobei jedoch nach erfolgter Umformung ein kaltes Medium durch das Rohr geleitet wird, so dass die martensitische Härtung durch Überschreiten der kritischen Abschreckgeschwindigkeit durch die Kühlung mit dem kalten Medium erzielt wird. Hierbei ist es technologisch möglich, den Innenhochdruckumformvorgang mit einem unter Druck stehenden, warmen gasförmigen Medium durchzuführen und den Abschreckvorgang mit einem kalten gasförmigen Medium, jedoch auch mit einem flüssigen, kalten Medium. Auch hier beträgt die Temperatur des kalten Mediums bevorzugt die Martensit-Starttemperatur des Materials, also Ms - 50°C.

[0037] Die Rohre haben hierzu generell einen Zu- und einen Ablauf.

[0038] Unter Rohren im Sinne der Erfindung werden nicht nur zylindrische Rohre verstanden, sondern jede Form von langgestreckten Hohlkörpern aus Stahlblech, insbesondere Strukturbauteile, Längsträger, Verstärkungen, Schweller und dergleichen Strukturbauteile, insbesondere von Kraftfahrzeugen.

[0039] Erfindungsgemäß wird ein Werkstoff verwendet, der wie die Werkstoffe des Standes der Technik härtbar ist und insbesondere ein härtbarer Bor-Mangan-Stahl wie z.B. ein Stahlwerkstoff des Typs 22MnB5 oder 20MnB8 oder vergleichbar.

[0040] Derartige Stahlbleche können mit einer Zinkschicht, einer Zinklegierungsschicht und insbesondere einer Zinkeisenschicht versehen sein.

[0041] Insbesondere wird eine so genannte Galvannealed-Beschichtung bevorzugt, d.h., eine durch Tempern vorreagierte Zinkbeschichtung auf einem Stahlblech, die aus Zink-Eisen-Phasen besteht und auch gegen das Einblasen von einem Druckmedium beständig ist.

[0042] Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung beispielhaft erläutert. Die einzige Figur zeigt den Verfahrensablauf mit den beiden Verfahrensvarianten.

[0043] Ein austenitisiertes Rohr 1 1 wird hierbei in eine Form 2 eingelegt, wobei das Rohr 1 beispielsweise aus zwei Blechen 3 zusammengesetzt ist, wobei die Bleche im Bereich einer Gaszuführung und -abführung zu einem durch die Bleche gebildeten Hohlraum 4 je einen entsprechenden Zugang 5 besitzt. Nachdem temperiertes Gas, beispielsweise auf 400-650°C temperiertes Gas in den Hohlraum 4 eingefüllt ist, expandiert das Rohr 1 in die Form 2, so dass der vollständig vorgeformte Rohling erzeugt wird. Bei der Erfindung ist von Vorteil, dass es gelingt, rohrartige Bauteile aus einem härtbaren Stahl mit Zinkbeschichtung zuverlässig mikrorissfrei zu erzeugen.

Ansprüche

1. Verfahren zum Innenhochdruckumformen und Härten von verzinkten Rohren aus Stahlblech, wobei ein vorerzeugtes Rohr verwendet wird, wobei das Rohr zumindest eine Zuführöffnung (5) besitzt und einen Hohlraum (4), wobei das Rohr auf eine Temperatur oberhalb der Austenitisierungstemperatur (AC₃) der jeweiligen Stahllegierung erhitzt wird, und nach Erreichen eines gewünschten Austenitisierungsgrades in ein Innenhochdruckumformwerkzeug eingelegt wird und mit einem unter Druck stehenden Medium beaufschlagt wird, welches durch die zumindest eine Zuführöffnung (5) in den Hohlraum (4) eingedrückt wird bis das Rohr eine vorgegebene Form (2) des Werkzeuges ausfüllt, dadurch gekennzeichnet, dass das Umformwerkzeug auf eine Temperatur zwischen 400-650°C insbesondere 450-550°C erwärmt ist und das Druckmedium ebenfalls erwärmt ist und eine Temperatur von 400-650°C besitzt, wobei das Rohr nach dem Austenitisieren auf eine Temperatur von 400-600°C jedoch eine Temperatur oberhalb der Martensit-Starttemperatur (Ms) der gewählten Stahllegierung passiv abkühlen gelassen wird oder aktiv abgekühlt wird, und die Abkühlung des Rohres zum Zwecke der Härtung erst nach der Ausformung im Formwerkzeug erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Zwecke der Härtung des ausgeformten Rohres das Rohr aus dem warmen Werkzeug entnommen und an Luft passiv abkühlen gelassen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Zwecke der Härtung das ausgeformte Rohr aus dem warmen Werkzeug entnommen und in ein kaltes Formwerkzeug überführt wird, wobei der Formenhohlraum des Formwerkzeuges der äußeren Kontur des ausgeformten Rohres im Wesentlichen entspricht.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Rohr nach dem Ausformen im warmen Werkzeug verbleibt und mit einem kalten Kühlmedium gespült wird.

5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur des kalten Formwerkzeuges vor dem Einlegen des heißen Werkstückes mindestens 50° C unter der Martensitsstarttemperatur des eingelegten Stahlmaterials liegt.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil nach dem Austenitisierungsofen durch Anblasen oder Ansprühen mit geeigneten Kühlmedien aktiv abgekühlt wird und dann in das Innenhochdruckumformwerkzeug überführt wird, wobei eine derartige aktive Kühlung mit mehr als 5 K/s, bevorzugt mit mehr als 10 K/s und besonders bevorzugt mehr als 20 Kelvin pro Sekunde Abkühlgeschwindigkeit durchgeführt wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abkühlung und Härtung bei einen umgeformten Bauteil dadurch erfolgt, dass das Bauteil aus dem Werkzeug entnommen und passiv an Luft abkühlen gelassen wird, wenn die passive Abkühlung an Luft ausreicht um die kritische Abkühlgeschwindigkeit zu erreichen, insbesondere bei Blechstärken von 1mm und weniger und bei Blechdicken von 1,5mm und mehr eine aktive Abkühlung durch geeignete Kühlmedien erfolgt.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für das Werkstück ein härtbarer Bor-Mangan-Stahl verwendet wird, insbesondere ein Stahlwerkstoff des Typs 22MnB5 oder 20MnB8.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stahlwerkstoff mit einer metallischen Beschichtung, insbesondere einer Zinkschicht, einer Zinklegierungsschicht, einer Aluminiumschicht, einer Aluminiumlegierungsschicht und insbesondere einer Zinkeisenschicht ausgebildet ist.

Claims

1. A method for high internal pressure forming and hardening galvanized pipes made of sheet metal, wherein a prefabricated pipe is used, said pipe having at least one feed opening (5) and a cavity (4), wherein the pipe is heated to a temperature above the austenitizing temperature (AC₃) of the respective steel alloy and, after a desired degree of austenitizing has been reached, is placed in an internal high pressure forming tool and acted upon by a pressurized medium which is pressed into the cavity (4) through the at least one feed opening (5) until the pipe fills a predetermined mold (2) of the tool, characterized in that the forming tool is heated to a temperature between 400-650°C, especially 450-550°C, and the pressure medium is also heated and has a temperature of 400-650°C, with the pipe after austenitizing being allowed to passively cool down or being actively cooled to a temperature of 400-600°C but to a temperature above the martensite starting temperature (Ms) of the selected steel alloy, and the cooling of the pipe for the purpose of hardening does not take place until after the forming process in the forming tool.

2. The method according to claim 1, characterized in that for the purpose of hardening the formed pipe, the pipe is taken out of the hot tool and is allowed to passively cool in air.

3. The method according to claim 1, characterized in that for the purpose of hardening, the formed pipe is taken out of the hot tool and transferred to a cold forming tool, the forming cavity of the forming tool essentially corresponding to the outer contour of the formed pipe.

4. The method according to claim 1, characterized in that the pipe remains in the hot tool after the forming process and is flushed with a cold cooling medium.

5. The method according to claim 3, characterized in that the temperature of the cold forming tool prior to the insertion of the hot workpiece is at least 50°C below the martensite starting temperature of the inserted steel material.

6. The method according to claim 1, characterized in that the component is actively cooled downstream of the austenitizing furnace by blowing or spraying with suitable cooling media and then transferred to the internal high pressure forming tool, such active cooling being carried out at a cooling rate of more than 5 K/s, preferably more than 10 K/s and particularly preferred more than 20 K/s.

7. The method according to any of the preceding claims, characterized in that the cooling and hardening of a formed component is carried out by removing the component from the tool and allowing it to passively cool in air if the passive cooling in air is sufficient to reach the critical cooling speed, in particular in the case of sheet thicknesses of 1 mm and less, and an active cooling by suitable cooling media is carried out in the case of sheet thicknesses of 1.5 mm and more.

8. The method according to any of the preceding claims, characterized in that a hardenable boron-manganese steel is used for the workpiece, in particular a steel material of the type 22MnB5 or 20MnB8.

9. The method according to any of the preceding claims, characterized in that the steel material is formed with a metallic coating, in particular a zinc layer, a zinc alloy layer, an aluminum layer, an aluminum alloy layer and in particular a zinc iron layer.

Revendications

1. Procédé de mise en forme sous haute pression interne et de durcissement de tubes galvanisés en tôle d'acier, sachant qu'un tube préfabriqué est utilisé, sachant que le tube présente au moins une ouverture d'amenée (5) et un espace creux (4), sachant que le tube est chauffé à une température supérieure à la température d'austénitisation (AC₃) de l'alliage d'acier respectif, et après atteinte d'un degré d'austénitisation souhaité, est inséré dans un outil de mise en forme sous haute pression interne et soumis à un fluide sous pression qui est comprimé dans l'espace creux (4) par l'au moins une ouverture d'amenée (5) jusqu'à ce que le tube remplisse une forme (2) spécifiée de l'outil, caractérisé en ce que l'outil de mise en forme est réchauffé à une température comprise entre 400-650 °C, en particulier 450-550 °C et le fluide de pression est également réchauffé et présente une température de 400-650 °C, sachant que le tube est laissé refroidir passivement ou refroidi activement après l'austénitisation à une température de 400-600 °C mais supérieure à la température de départ de martensite (Ms) de l'alliage d'acier choisi, et le refroidissement du tube en vue du durcissement n'est effectué qu'après le façonnage dans l'outil de formage.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, en vue du durcissement du tube façonné, le tube est prélevé de l'outil chaud et laissé refroidir passivement à l'air.

3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, en vue du durcissement, le tube façonné est prélevé de l'outil chaud et transféré dans un outil de formage froid, sachant que l'espace creux de formage de l'outil de formage correspond sensiblement au contour extérieur du tube façonné.

4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tube reste dans l'outil chaud après le façonnage et est rincé avec un fluide de refroidissement froid.

5. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la température de l'outil de formage froid avant l'insertion de la pièce à travailler chaude est d'au moins 50 °C sous la température de départ de martensite du matériau d'acier inséré.

6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le composant est refroidi activement par soufflage ou pulvérisation de fluides de refroidissement appropriés après le four d'austénitisation et ensuite transféré dans l'outil de formage sous haute pression interne, sachant qu'un tel refroidissement actif est effectué à une vitesse de refroidissement de plus de 5 K/s, de préférence de plus de 10 K/s et de manière particulièrement préférentielle de plus de 20 K/s.

7. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le refroidissement et le durcissement pour un composant mis en forme s'effectuent en ce que le composant est prélevé de l'outil et laissé refroidir passivement à l'air si le refroidissement passif à l'air suffit pour atteindre la vitesse de refroidissement critique, en particulier pour des épaisseurs de tôle de 1 mm et moins, et pour les épaisseurs de tôle de 1,5 mm et plus, un refroidissement actif par des fluides de refroidissement appropriés est effectué.

8. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un acier au bore-manganèse durcissable, en particulier un matériau d'acier du type 22MnB5 ou 20MnB8, est utilisé pour la pièce à travailler.

9. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le matériau d'acier est constitué avec un revêtement métallique, en particulier une couche de zinc, une couche d'alliage de zinc, une couche d'aluminium, une couche d'alliage d'aluminium et en particulier une couche en zinc-fer.