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Title:
CHASSIS COMPONENT HAVING HIGH DURABILITY
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/029191
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a chassis component for a motor vehicle, wherein the chassis component (1) is produced at least partly from a multi-layer steel sheet (10, 20, 30), wherein the multi-layer steel sheet (10, 20, 30) has at least three steel layers, comprising two outer steel layers (11, 12; 21, 22; 31, 32) and one inner steel layer (13, 23, 33), and wherein at least one outer steel layer (11, 12; 21, 22; 31, 32) of the multi-layer steel sheet (10, 20, 30) has a tensile strength of at least 1200 MPa. The invention further relates to a method for producing a chassis component for a motor vehicle, in particular a wheel (1) or a part thereof.

Inventors:
PIERONEK DAVID (DE)
Application Number:
PCT/EP2017/070060
Publication Date:
February 15, 2018
Filing Date:
August 08, 2017
Export Citation:
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Assignee:
THYSSENKRUPP STEEL EUROPE AG (DE)
THYSSENKRUPP AG (DE)
International Classes:
B60B3/04; B60B3/12
Foreign References:
DE102008048389A12010-06-10
DE102014112755A12016-03-10
DE102014008718B32015-02-19
DE102006019567B32007-11-08
DE102008048389B42015-02-05
Attorney, Agent or Firm:
THYSSENKRUPP INTELLECTUAL PROPERTY GMBH (DE)
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Claims:
P a t e n t a n s p r ü c h e

Fahrwerkskomponente für ein Kraftfahrzeug,

wobei die Fahrwerkskomponente (1) zumindest teilweise aus einem mehrlagigen Stahlblech (10, 20, 30) gefertigt ist,

wobei das mehrlagige Stahlblech (10, 20, 30) zumindest drei Stahllagen umfassend zwei äußere (11, 12; 21, 22; 31, 32) und eine innere Stahllage (13, 23, 33) aufweist, und

wobei zumindest eine äußere Stahllage (11, 12; 21, 22; 31, 32) des

mehrlagigen Stahlblechs (10, 20, 30) eine Zugfestigkeit von mindestens 1200 MPa aufweist.

Fahrwerkskomponente nach Anspruch 1, wobei zumindest eine äußere Stahllage, vorzugsweise beide äußere Stahllagen (11, 12; 21, 22; 31, 32) des mehrlagigen Stahlblechs (10, 20, 30) eine Zugfestigkeit von mindestens 1500 MPa aufweist.

Fahrwerkskomponente nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine innere Stahllage (13, 23, 33) des mehrlagigen Stahlblechs (10, 20, 30) eine geringere Zugfestigkeit und/oder eine höhere Duktilität als zumindest eine äußere Stahllage,

vorzugsweise als beide äußere Stahllagen (11, 12; 21, 22; 31, 32), aufweist.

Fahrwerkskomponente nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das mehrlagige Stahlblech (10, 20, 30) zumindest eine zwischen einer äußeren Stahllage (11, 12; 21, 22; 31, 32) und einer inneren Stahllage (13, 23, 33) angeordnete

Stahlzwischenlage (34, 35) aufweist,

wobei die Zugfestigkeit der Stahlzwischenlage (34, 35) geringer als die der äußeren Stahllage (11, 12; 21, 22; 31, 32) und größer als die der inneren

Stahllage (13, 23, 33) ist und/oder wobei die Duktilität der Stahlzwischenlage größer als die der äußeren Stahllage (11, 12; 21, 22; 31, 32) und geringer als die der inneren Stahllage (13, 23, 33) ist. Fahrwerkskomponente nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das mehrlagige Stahlblech (10, 20, 30) gehärtete, insbesondere pressgehärtet oder vergütet, ist.

Fahrwerkskomponente nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das mehrlagige Stahlblech (10, 20, 30) ein warmumgeformtes, ein halbwarmumgeformtes oder ein kaltumgeformtes Stahlblech ist.

Fahrwerkskomponente nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei zumindest eine äußere Stahllage, vorzugsweises beide äußere Stahllagen (11, 12; 21, 22; 31, 32), und/oder eine innere Stahllage (13, 23, 33) aus einem Vergütungsstahl, insbesondere einem Mangan-Bor-Stahl besteht.

Fahrwerkskomponente nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei zumindest eine äußere Stahllage, vorzugsweise beide äußere Stahllagen (11, 12; 21, 22; 31, 32), einen Kohlenstoffgehalt von mindestens 0,2 Gew.-%, bevorzugt mindestens 0,25 Gew.-%, weiter bevorzugt mindestens 0,3 Gew.-% aufweist.

Fahrwerkskomponente nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei zumindest eine äußere Stahllage, vorzugsweise jeweils beide äußere Stahllagen (11, 12; 21, 22; 31, 32), des mehrlagigen Stahlblechs (10, 20, 30) mindestens 5% und/oder höchstens 25% der Dicke des mehrlagigen Stahlblechs (10, 20, 30) ausmacht.

) Fahrwerkskomponente nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die

Fahrwerkskomponente ein Rad (1) oder ein Teil hiervon, insbesondere eine Radschüssel (3) und/oder ein Felgenband (2), ist.

) Verfahren zur Herstellung einer Fahrwerkskomponente für ein Kraftfahrzeug, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 10, insbesondere eines

Kraftfahrzeugrades (1) oder eines Teils hiervon, umfassend:

Bereitstellen eines mehrlagigen Stahlblechs (10, 20, 30), wobei das mehrlagige Stahlblech zumindest drei Stahllagen umfassend zwei äußere (11, 12; 21, 22; 31, 32) und eine innere Stahllage (13, 23, 33) aufweist, wobei zumindest eine äußere Stahllage (11, 12; 21, 22; 31, 32) des mehrlagigen Stahlblechs (10, 20, 30) eine Zugfestigkeit von mehr als 1200 MPa ermöglicht; Umformen des mehrlagigen Stahlblechs (10, 20, 30) zu der

Fahrwerkskomponente (1); und

Einstellen einer Zugfestigkeit von mehr als 1200 MPa für die zumindest eine äußere Stahllage (11, 12; 21, 22; 31, 32) des mehrlagigen Stahlblechs (10, 20, 30).

Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Umformen ein Warmumformen,

Halbwarmumformen oder ein Kaltumformen ist.

13) Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, wobei das mehrlagige Stahlblech (10, 20, 30) zum Einstellen der Zugfestigkeit gehärtet, insbesondere pressgehärtet oder vergütet, wird.

Description:
Fahrwerkskomponente mit hoher Betriebsfestigkeit

Die Erfindung betrifft eine Fahrwerkskomponente für ein Kraftfahrzeug, wobei die Fahrwerkskomponente zumindest teilweise aus einem mehrlagigen Stahlblech gefertigt ist, wobei das mehrlagige Stahlblech zumindest drei Stahllagen umfassend zwei äußere und eine innere Stahllage aufweist. Zudem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Fahrwerkskomponente für ein Kraftfahrzeug, insbesondere einer erfindungsgemäßen Fahrwerkskomponente, insbesondere eines Rades oder eines Teils hiervon.

Kraftfahrzeugräder (umgangssprachlich auch Felgen genannt) als ein Beispiel einer Fahrwerkskomponente können beispielsweise aus Leichtmetall gegossen werden.

Alternativ hierzu ist es zudem bekannt, Kraftfahrzeugräder bzw. Felgen in

Blechbauweise aus Stahl herzustellen. Dabei zeichnen sich Stahlräder bzw. -feigen durch einen günstigen Herstellpreis und gute Gebrauchseigenschaften aus. Dabei ist zu berücksichtigen, dass das Rad ein Sicherheitsbauteil ist und höchsten mechanischen Beanspruchungen im Dauerbetrieb unterliegt, sodass insbesondere die Lebensdauer eine wichtige Rolle spielt. Aber auch im Hinblick auf eine Minimierung der ungefederten Massen des Fahrzeugs werden Schmiederäder aus Leichtmetall wegen ihres geringen Gewichts als besonders günstig angesehen. Denn das Radgewicht wirkt sich mit zunehmender Masse ungünstig auf die ungefederten Massen (Fahrwerk), rotatorische Massenträgheit und den Spritverbrauch aus. Jedoch ist es mittlerweile ebenfalls möglich, bei einem deutlich günstigeren Herstellpreis aus festem und dennoch gut verformbarem Stahlblech Kraftfahrzeugräder zu fertigen, die aufgrund ihrer geringen Wandstärke ein noch geringeres Gewicht besitzen können.

Dabei werden die in Blechbauweise gefertigten Kraftfahrzeugräder bzw. Felgen in der Regel aus einem sogenannten Felgenband und einer Radschüssel zusammengesetzt. Während das Felgenband im Gebrauch die Aufnahme für den Reifen bereitstellt, stellt die Radschüssel die Verbindung des Rades zur jeweiligen Radnabe her. Als Fügetechnik zwischen den beiden Radkomponenten Felgenband und Radschüssel wird beispielsweise das Schweißen, etwa ein MAG-Schweißung, eingesetzt.

Die Radkomponenten aus Stahl werden heutzutage ausnahmslos durch Kaltumformung im Mehrstufenverfahren (Tiefziehen, Drückwalzen, Profilieren) hergestellt. So ist beispielsweise aus der DE 10 2008 048 389 B4 ein Rad für ein Kraftfahrzeug bekannt, wobei das Stahlblech kaltumgeformt wird. Die Radschüssel besteht dabei aus unterschiedlichen Stahllagen mit einer innenliegenden Kernlage mit geringerer

Festigkeit. Dabei wird der Kohlenstoffgehalt der Außenlagen auf höchstens 0,2 Gew.-% begrenzt, um die Kaltumformbarkeit der Radschüssel sicherstellen zu können.

Um weitere Gewichtsreduzierungen erreichen zu können, müsste zum einen durch Geometrieanpassungen der Steifigkeitsverlust bei geringerer Blechdicke kompensiert werden und/oder zum anderen Material mit noch höherer Festigkeit bzw.

Schwingfestigkeit zur sicheren Aufnahme der Betriebsbelastungen eingesetzt werden.

In Bezug auf die Problematik der Umformbarkeit ist aus dem Stand der Technik ebenfalls die Möglichkeit der Warmumformung bekannt, mit der zwar grundsätzlich eine hohe Umformbarkeit bei gleichzeitig hoher Festigkeit erreicht werden kann. Damit die hohe Werkstofffestigkeit von Warmumformstählen aber in eine gesteigerte

Bauteilperformance umsetzbar ist, müssen potenziellen Schwachstellen eliminiert werden, wobei hier oftmals die Fügetechnik den limitierenden Faktor darstellt.

Insbesondere die überwiegend eingesetzten Schweißverfahren, wie MAG-Schweißen oder Widerstandspunktschweißen, führen durch das Aufschmelzen des

Grundwerkstoffes und die hohen Temperaturen zu Anlasseffekten des martensitischen Gefüges. Dadurch kommt es zur Ausbildung einer Erweichungszone im Bereich der Schweißnaht, die sich durch eine geringere Festigkeit und gleichzeitig geringe Duktilität auszeichnet. Das führt im Betrieb durch die schwingenden Lasten oder bei einem Crash in Verbindung mit der metallurgischen und geometrischen Kerbe oftmals zu einem vorzeitigen Versagen im Bereich der Schweißnaht. Problematisch ist zusätzlich, dass neben der hohen Werkstofffestigkeit nur eine geringe Duktilität aufweist und sich damit bei einer Überlastung im Rad kritisch verhalten kann (z. B. Misuse-Lastfall, Bordsteinanprall). Zudem kann das Material aufgrund der hohen Festigkeit zu Wasserstoffversprödung neigen. Damit kann die hohe Werkstofffestigkeit nicht ohne weiteres in eine höhere Bauteilperformance umgesetzt werden und der Leichtbau stößt hier an technische Grenzen.

Insofern war man bisher davon ausgegangen, dass bei Fahrwerkskomponenten in Stahlblechbauwiese eine weiterhin erhöhte Bauteilperformance nicht oder nicht ohne weiteres wirtschaftlich erreichbar ist, da eine erhöhte Festigkeit entweder die erforderlichen Umformgrade nicht mehr erreichen lässt oder aber anderweitigen Eigenschaften, wie etwa einer ausreichenden Fügbarkeit (Schweißeignung), entgegen steht.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße

Fahrwerkskomponente für ein Kraftfahrzeug und ein Verfahren zur Herstellung einer Fahrwerkskomponente für ein Kraftfahrzeug anzugeben, welche sich durch ein äußerst geringes Gewicht bei gleichzeitig hoher Betriebsfestigkeit auszeichnet.

Die Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Fahrwerkskomponente dadurch gelöst, dass zumindest eine äußere Stahllage des mehrlagigen Stahlblechs eine Zugfestigkeit von mehr als 1200 MPa aufweist.

Durch umfangreiche, interne Untersuchungen wurde zum einen festgestellt, dass die Stahlwerkstoffe mit hoher Festigkeit, insbesondere mit einer überwiegend

martensitischen Gefügestruktur eine besonders hohe Biegewechselfestigkeit aufweisen und sich damit ideal für den Einsatz in Komponenten eignen, welche einer hohen, wechselnden Dauerbelastung ausgesetzt sind, wie etwa Fahrwerkskomponenten und insbesondere Stahlrädern bzw. Felgen.

Zum anderen war unerwartet, dass, entgegen der bisherigen Annahme, Stahlbleche mit einer Festigkeit von mehr als 1200 MPa in einem mehrlagigen Stahlblech mit zumindest drei Stahllage als äußere Stahllage eingesetzt werden können, ohne jedoch den eingangs dargestellten Nachteile ausgesetzt zu sein, sodass trotz der hohen Festigkeit eine gleichzeitig hohe Betriebsfestigkeit erreicht werden kann.

Dadurch, dass das mehrlagige Stahlblech zumindest drei Stahllagen und somit zumindest eine innere Stahllage aufweist, kann zunächst trotz der hohen Festigkeit zumindest einer äußeren Stahllage eine ausreichende Schweißeignung ermöglicht werden. Denn durch eine Vermischung der Bestandteile der Werkstoffe des mehrlagigen Stahlblechs im Bereich der Schweißnaht kann die Gesamtaufhärtung reduziert werden. Zudem kann vorteilhaft eine deutlich geringere Empfindlichkeit gegenüber

wasserstoffinduzierter Rissbildung erreicht werden, da die Gesamtfestigkeit des mehrlagigen Stahlblechs beispielsweise durch die zumindest eine innere Lage reduziert werden kann und sich die Eigenspannungen über eine innere Lage abbauen können. Zudem konzentrieren sich die Bauteilbeanspruchungen von Fahrwerksbauteilen maßgeblich an der Bauteiloberfläche, so dass eine hohe Festigkeit der Randschichten, sich positiv auf die Lebensdauer des Bauteils auswirkt. Im Ergebnis können daher entgegen der bisherigen Annahme Stahlwerkstoffe mit einer deutlich höheren Festigkeit bei einer Fahrwerkskomponente in Stahlblechbauweise eingesetzt werden.

Unter der Zugfestigkeit als Werkstoffeigenschaft wird die maximale mechanische Zugspannung, die der Werkstoff aushält, bevor er bricht oder reißt, verstanden. Unter der Zugfestigkeit wird insbesondere die Zugfestigkeit R m verstanden.

Weist das mehrlagige Stahlblech lediglich drei Stahllagen auf, sind die drei Stahllagen vorzugsweise aufeinander angeordnet und unmittelbar miteinander verbunden, beispielsweise mittels Walzplattieren. Es ist jedoch ebenfalls möglich, dass zwischen einer inneren Stahllage und einer oder beiden äußeren Stahllagen weitere

Zwischenlagen vorgesehen sind.

Das mehrlagige Stahlblech kann bevorzugt eine innere Stahllage, oder auch Kernlage aufweisen. Ebenfalls ist jedoch denkbar, dass weitere innere Stahllagen vorgesehen sind. Vorzugsweise weisen beide äußere Stahllagen des mehrlagigen Stahlblechs eine Zugfestigkeit von mehr als 1200 MPa auf. Hierdurch kann eine Fahrwerkskomponente mit einer insgesamt weiterhin verbesserten Betriebsfestigkeit bereitgestellt werden.

Bevorzugt besteht die zumindest eine äußere Stahllage, vorzugsweise beide äußere Stahllagen, aus einem vollständig martensitischen Stahlwerkstoff. Es hat sich gezeigt, dass vollständig martensitische Stahlwerkstoffe eine besonders hohe

Biegewechselfestigkeit aufweisen und sich somit ideal für den Einsatz in

dauerbelasteten Fahrwerkskomponenten eignen.

Gemäß einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Fahrwerkskomponente weist zumindest eine äußere Stahllage, vorzugsweise beide äußere Stahllagen des

mehrlagigen Stahlblechs eine Zugfestigkeit von mindestens 1500 MPa auf. Weiter bevorzugt kann zumindest eine äußere Stahllage, vorzugsweise beide äußere Stahllagen des mehrlagigen Stahlblechs eine Zugfestigkeit von mindestens 1900 MPa oder sogar von mindestens 2100 MPa aufweisen. Es hat sich gezeigt, dass selbst bei diesen

Festigkeit durch ein mehrlagiges Stahlblech die eigentlich zu erwartenden Nachteile durch die hohe Festigkeit, wie mangelnde Schweißbarkeit oder wasserstoffinduzierte Rissbildung, kompensiert werden können.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Fahrwerkskomponente weist eine innere Stahllage des mehrlagigen Stahlblechs eine geringere Zugfestigkeit und/oder eine höhere Duktilität sowie insbesondere Schweißeignung als zumindest eine äußere Stahllage, vorzugsweise als beide äußere Stahllagen, auf. Als Maß für die Duktilität kann dabei insbesondere die Bruchdehnung (beispielsweise die

Bruchdehnung A 80 dienen). Dadurch kann die Festigkeit der äußeren Lage, trotz der hohen Festigkeit, durch die innere Lage ausgeglichen werden und so insbesondere die Schweißeignung aufrechterhalten und Rissbildung durch Eigenspannungen verringert werden kann.

Beispielsweise weist eine innere Stahllage des mehrlagigen Stahlblechs eine

Zugfestigkeit von höchstens 1000 MPa, vorzugsweise höchstens 800 MPa, besonders bevorzugt höchstens 600 MPa auf. Beispielsweise weist eine innere Stahllage des mehrlagigen Stahlblechs eine Bruchdehnung A 80 von mindestens 10% vorzugsweise mindestens 15% (im gehärteten, wärmebehandelten und/oder vergüteten Zustand) auf.

Beispielsweise weist eine innere Stahllage des mehrlagigen Stahlblechs einen

geringeren Kohlenstoffgehalt als eine oder vorzugsweise beide äußeren Stahllagen auf. Beispielsweise besteht eine innere Stahllage aus einem Stahlwerkstoff mit einem

Kohlenstoffgehalt von höchstens 0,15 Gew.-%, vorzugsweise höchstens 0,1 Gew.-%. Beispielsweise besteht eine innere Stahllage aus einem Stahlwerkstoff MBW500, welcher neben Eisen und unvermeidbaren Verunreinigungen (in Gew.-%) bis zu 0,10% C, bis zu 0,35% Si, bis zu 1,00% Mn, bis zu 0,030% P, bis zu 0,025% S, mindestens 0,015% AI, bis zu 0,10% Nb, bis zu 0,15% Ti und/oder bis zu 0,005% B enthält. Cr und Mo können optional mit in Summe von maximal 0,5% enthalten sein.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Fahrwerkskomponente weist das mehrlagige Stahlblech zumindest eine zwischen einer äußeren Stahllage und einer inneren Stahllage angeordnete Stahlzwischenlage auf, wobei die Zugfestigkeit der Stahlzwischenlage geringer als die der äußeren Stahllage und größer als die der inneren Stahllage ist und/oder wobei die Duktilität der Stahlzwischenlage größer als die der äußeren Stahllage und geringer als die der inneren Stahllage ist.

Beispielsweise weist das mehrlagige Stahlblech eine innere Stahllage und beidseitig jeweils eine äußere Stahllage auf, wobei zwischen der inneren Stahllage und einer äußeren Stahllage jeweils eine Stahlzwischenlage vorgesehen ist. Das mehrlagige Stahlblech ist also gemäß einer Ausgestaltung zumindest fünflagig aufgebaut. Dies ermöglicht weiterhin maßgeschneiderte Eigenschaften der Fahrwerkskomponente und kann insgesamt eine zusätzliche Steigerung der Festigkeit der Fahrwerkskomponente ermöglichen.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Fahrwerkskomponente ist das mehrlagige Stahlblech gehärtet, insbesondere pressgehärtet oder vergütet. Durch ein Härten können besonders wirtschaftlich hohe Festigkeiten der äußeren Stahllagen erreicht werden. Das Härten kann beispielsweise als Presshärten im Rahmen einer Warmumformung durchgeführt werden. Das Härten kann jedoch auch im Anschluss an eine Kaltumformung erfolgen. Das Härten kann ebenfalls im Rahmen einer

Vergütungsbehandlung (Härten und Anlassen) durchgeführt werden. Die zumindest eine äußere Stahllage besteht daher insbesondere aus einem härtbaren Stahl oder Vergütungsstahl. Grundsätzlich kann auch eine innere Stahllage gehärtet sein und aus einem härtbaren Stahl bestehen, wobei dabei jedoch vorzugsweise im Vergleich zu zumindest einer äußeren Stahllage eine geringere Festigkeit und/oder höhere Duktilität erreicht wird. Alternativ kann für einige Anwendungen der Werkstoffverbund auch nur kaltumgeformt werden, wenn zuvor die Zugfestigkeit von größer 1200 MPa in mindestens einer Lage erreicht wird.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Fahrwerkskomponente ist das mehrlagige Stahlblech ein warmumgeformtes, ein halbwarmumgeformtes oder ein kaltumgeformtes Stahlblech. Eine besonders vorteilhaft hohe Umformbarkeit bei gleichzeitig hoher Festigkeit kann insbesondere durch eine Warmumformung (oberhalb der Rekristallisationstemperatur) erreicht werden. Eine hohe Festigkeit kann dann beispielsweise wirtschaftlich durch ein Presshärten erreicht werden. Allerdings hat sich gezeigt, dass ebenfalls eine Kaltumformung erfolgen kann. Um dennoch eine hohe Festigkeit zu erreichen, kann ein Härten oder Vergüten bevorzugt im Anschluss an die Kaltumformung erfolgen. Bei der Halbwarmumformung erwärmt man das Werkstück, jedoch nur auf eine Temperatur unterhalb der Rekristallisationstemperatur, wodurch man die Vorteile der Warmumformung (leichtere Umformbarkeit und höheres

Umformvermögen) mit den Vorteilen des Kaltumformens (Verfestigung, höhere

Genauigkeit) verbinden kann.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Fahrwerkskomponente besteht zumindest eine äußere Stahllage, vorzugsweises beide äußere Stahllagen, und/oder eine innere Stahllage aus einem Vergütungsstahl, insbesondere einem

Mangan-Bor-Stahl. Sind eine oder mehr Stahlzwischenlagen vorgesehen, bestehen diese vorzugsweise ebenfalls aus einem Vergütungsstahl, insbesondere einem Mangan-Bor- Stahl. Beispielsweise besteht zumindest eine äußere Stahllage, vorzugsweises beide äußere Stahllagen, eine innere Stahllage und/oder eine Stahlzwischenlage aus einem legierten oder unlegierten Vergütungsstahl.

Beispielsweise besteht zumindest eine äußere Stahllage oder eine Stahlzwischenlage aus Mangan-Bor-Stahl MBW1500, welcher neben Eisen und unvermeidbaren

Verunreinigungen (in Gew.-%) bis zu 0,25% C, bis zu 0,40% Si, bis zu 1,40% Mn, bis zu 0,025% P, bis zu 0,010% S, mindestens 0,015% AI, bis zu 0,05% Ti, bis zu 0,50% Cr+Mo und/oder bis zu 0,005% B enthält. Mit einem derartigen Stahl können beispielsweise Zugfestigkeiten R m von über 1500 MPa erreicht werden.

In einem weiteren Beispiel besteht zumindest eine äußere Stahllage oder eine

Stahlzwischenlage aus Mangan-Bor-Stahl MBW1900, welcher neben Eisen und unvermeidbaren Verunreinigungen (in Gew.-%) bis zu 0,38% C, bis zu 0,40% Si, bis zu 1,40% Mn, bis zu 0,025% P, bis zu 0,010% S, mindestens 0,015% AI, bis zu 0,13% Ti, bis zu 0,50% Cr+Mo und/oder bis zu 0,005% B enthält. Mit einem derartigen Stahl können beispielsweise Zugfestigkeiten R m von über 1900 MPa erreicht werden.

In einem weiteren Beispiel besteht zumindest eine äußere Stahllage oder eine

Stahlzwischenlage aus Mangan-Bor-Stahl 37MnB4, welcher neben Eisen und

unvermeidbaren Verunreinigungen (in Gew.-%) 0,34% bis 0,40% C, bis zu 0,40% Si, 0,80% bis 1,10% Mn, bis zu 0,025% P, bis zu 0,008% S, 0,020% bis 0,060% AI, 0,15% bis 0,60% Cr, 0,020% bis 0,050% Ti und/oder 0,0010 bis 0,0050% B enthält.

In einem weiteren Beispiel besteht zumindest eine äußere Stahllage oder eine

Stahlzwischenlage aus Mangan-Bor-Stahl 40MnB4, welcher neben Eisen und

unvermeidbaren Verunreinigungen (in Gew.-%) 0,38% bis 0,44% C, 0,015% bis 0,40% Si, 0,80% bis 1,10% Mn, bis zu 0,020% P, bis zu 0,008% S, 0,020% bis 0,060% AI, 0,20% bis 0,40% Cr, 0,020% bis 0,050% Ti und/oder 0,0010 bis 0,0040% B enthält.

In einem weiteren Beispiel besteht zumindest eine äußere Stahllage oder eine

Stahlzwischenlage aus Vergütungsstahl C45, welcher neben Eisen und unvermeidbaren Verunreinigungen (in Gew.-%) 0,42% bis 0,50% C, bis zu 0,40% Si, 0,50% bis 0,80% Mn, bis zu 0,025% P, bis zu 0,010% S, bis zu 0,40% Cr, bis zu 0,10% Mo, bis zu 0,40% Ni und/oder bis zu 0,63% Cr+Mo+Ni enthält.

Die beschriebenen Stahlwerkstoffe ermöglichen eine hohe Zugfestigkeit und können mittels Warmumformung umgeformt werden, sodass diese auch als höchstfeste

Warmumformstähle bezeichnet werden können.

Wie bereits ausgeführt, besteht eine innere Stahllage beispielsweise aus einem Mangan- Bohr-Stahl MBW500.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Fahrwerkskomponente weist zumindest eine äußere Stahllage, vorzugsweise beide äußere Stahllagen, einen Kohlenstoffgehalt von mindestens 0,2 Gew.-%, bevorzugt mindestens 0,25 Gew.-%, weiter bevorzugt mindestens 0,3 Gew.-% auf. Durch einen erhöhten Kohlenstoffgehalt kann insbesondere vorteilhaft eine hohe Zugfestigkeit erreicht werden. Wie bereits ausgeführt, wurde festgestellt, dass durch das Vorsehen eines mehrlagigen Stahlblechs entsprechend hohe Zugfestigkeiten vorgesehen werden können und gleichzeitig die Anforderungen an Fahrwerkskomponenten, insbesondere Kraftfahrzeugräder bzw. Felgen, erfüllt werden können und trotz des äußerst hohen Kohlenstoffgehalts die erforderliche Schweißeignung erhalten werden kann. Es hat sich sogar gezeigt, dass ein Kohlenstoffgehalt von mindestens 0,34 Gew-%, mindestens 0,38 Gew.-% oder sogar mindestens 0,4 Gew.-% möglich ist.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Fahrwerkskomponente macht zumindest eine äußere Stahllage, vorzugsweise jeweils beide äußere Stahllagen, des mehrlagigen Stahlblechs mindestens 5% und/oder höchstens 25% der Dicke des mehrlagigen Stahlblechs aus. Es hat sich gezeigt, dass eine ausreichende

Gesamtfestigkeit der Fahrzeugkomponente prozesssicher erreicht werden kann, wenn eine äußere Stahllage mindestens 5% der Gesamtdicke des mehrlagigen Stahlblechs ausmacht. Wird die Dicke einer äußeren Stahllage auf höchstens 25% der Gesamtdicke des mehrlagigen Stahlblechs begrenzt, bleibt der vorteilhafte Einfluss einer inneren Stahllage auf die Schweißeignung und die mechanischen Eigenschaften der Fahrwerkskomponente ausreichend groß.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Fahrwerkskomponente ist die Fahrwerkskomponente ein Rad oder ein Teil hiervon, insbesondere eine

Radschüssel und/oder ein Felgenband. Insbesondere bei Kraftfahrzeugrädern ist es notwendig, eine hohe Festigkeit bei geringen Blechdicken zu erreichen und gleichzeitig das Fügen einzelner Radkomponenten, wie der Radschüssel oder dem Felgenband, insbesondere mittels Schweißbarkeit zu ermöglichen. Es hat sich herausgestellt, dass es bereits ausreichend sein kann, wenn die beschriebenen Fahrwerkskomponenten jedenfalls die Radschüssel umfasst. Das Felgenband kann abweichend hergestellt sein. Ebenfalls ist es jedoch denkbar, dass andere Fahrwerkskomponenten eines

Kraftfahrzeugs, wie etwa ein Lenker, Torsionsprofil, Stabilisator, eine Achse oder Teile hiervon wie beschrieben ausgebildet sind.

Ein Kraftfahrzeug ist beispielsweise ein Personenkraftwagen oder ein leichtes oder schweres Nutzfahrzeug, wie beispielsweise ein Lastkraftwagen.

Gemäß einer zweiten Lehre der Erfindung wird die eingangs genannte Aufgabe auch durch ein Verfahren zur Herstellung einer Fahrwerkskomponente für ein Kraftfahrzeug, insbesondere einer erfindungsgemäßen Fahrwerkskomponente, insbesondere eines Rades oder eines Teils hiervon, gelöst, das Verfahren umfassend: Bereitstellen eines mehrlagigen Stahlblechs, wobei das mehrlagige Stahlblech zumindest drei Stahllagen umfassend zwei äußere und eine innere Stahllage aufweist, wobei zumindest eine äußere Stahllage des mehrlagigen Stahlblechs eine Zugfestigkeit von mehr als 1200 MPa ermöglicht; Umformen des mehrlagigen Stahlblechs zu der Fahrwerkskomponente; und Einstellen einer Zugfestigkeit von mehr als 1200 MPa für die zumindest eine äußere Stahllage des mehrlagigen Stahlblechs.

Durch das Verfahren kann zum einen eine Fahrwerkskomponente mit besonders hoher Festigkeit und Biegewechselfestigkeit bereitgestellt werden. Zum anderen kann trotz der hohen Festigkeit eine gleichzeitig hohe Betriebsfestigkeit erreicht werden, da durch das mehrlagige Stahlblech insbesondere eine ausreichende Schweißeignung und geringe Empfindlichkeit gegenüber wasserstoffinduzierter Rissbildung erreicht werden kann.

Eine entsprechend hohe Zugfestigkeit von mehr als 1200 MPa, vorzugsweise mindestens 1500 MPa, besonders bevorzugt mehr als 1900 MPa, kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass wie bereits beschrieben ein Vergütungsstahl, insbesondere ein Mangan-Bor-Stahl, für die zumindest eine äußere Stahllage vorgesehen wird.

Das Umformen des mehrlagigen Stahlblechs kann jedoch bei deutlich geringerer

Zugfestigkeit, das heißt im noch nicht gehärteten oder vergüteten Zustand erfolgen. So kann gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens, das Umformen ein Warmumformen, ein Halbwarmumformen oder ein Kaltumformen sein.

Das Einstellen der hohen Zugfestigkeit erfolgt dann vorzugsweise erst mit oder nach der Umformung. So kann gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens das mehrlagige Stahlblech zum Einstellen der Zugfestigkeit gehärtet, insbesondere pressgehärtet oder vergütet, werden.

In Bezug auf weitere Ausgestaltungen und Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens wird auf die Ausführungen zur erfindungsgemäßen Fahrwerkskomponente verwiesen. Insbesondere soll durch die vorherige oder folgende Beschreibung bevorzugter

Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens auch eine entsprechend hergestellte Fahrwerkskomponente offenbart sein. Ebenfalls soll durch die Offenbarung von Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Fahrwerkskomponente entsprechende Verfahrensschritte zur Herstellung hiervon offenbart sein.

Im Weiteren soll die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert werden. Die Zeichnung zeigt in

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer

erfindungsgemäßen Fahrwerkskomponenten in Form eines Kraftfahrzeugrades im Schnitt; und Fig. 2a-c drei Ausführungsbeispiele mehrlagiger Stahlbleche im Schnitt, welche bei Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen Fahrwerkskomponente oder bei Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet werden können.

Fig. 1 zeigt zunächst eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Fahrwerkskomponente in Form eines Rades 1 im Schnitt. Das Rad 1 ist in an sich bekannter Weise aus einem separat gefertigten ringförmigen Felgenband 2 und einer tellerförmigen Radschüssel 3 zusammengesetzt. Die Radschüssel 3 sitzt in der Öffnung des Felgenbandes 2 und liegt mit ihrer Umfangsfläche an der Innenseite des Felgenbandes 2 an. Eine unlösbare Verbindung zwischen dem Felgenband 2 und der Radschüssel 3 ist durch ein Fügen in Form einer oder mehrere Schweißnähte oder Schweißpunkte hergestellt.

Die Radschüssel 3 und/oder das Felgenband 2 sind dabei zumindest teilweise aus einem mehrlagigen Stahlblech gefertigt. Die Fig. 2a-c zeigen hierzu drei Ausführungsbeispiele mehrlagiger Stahlbleche im Schnitt, welche zur Herstellung der Radschüssel 3 und/oder des Felgenbandes 2 verwendet werden können.

Das in Fig. 2a im Schnitt gezeigte mehrlagige Stahlblech 10 weist drei Stahllagen umfassend zwei äußere Stahllagen 11, 12 und eine innere Stahllage 13 auf. Die beiden äußeren Stahllagen 11, 12 bestehen aus einem legierten Vergütungsstahl (Mangan-Bor- Stahl MBW1500) und weisen nach dem Presshärten oder Vergüten des Stahlblechs jeweils eine Zugfestigkeit von mindestens 1500 MPa auf. Die beiden äußeren Stahllagen 11, 12 des mehrlagigen Stahlblechs 10 machen jeweils 25% der Dicke des mehrlagigen Stahlblechs 10 aus.

Die innere Stahllage 13 des mehrlagigen Stahlblechs 10 weist eine geringere

Zugfestigkeit und eine höhere Duktilität als beide äußeren Stahllagen 11, 12 auf. Auch die innere Stahllage 13 besteht aus einem Mangan-Bor-Stahl (MBW500), jedoch mit einer Zugfestigkeit von lediglich etwa 500 MPa nach dem Presshärten oder Vergüten. Das in Fig. 2b im Schnitt gezeigte mehrlagige Stahlblech 20 weist ebenfalls drei

Stahllagen umfassend zwei äußere Stahllagen 21, 22 und eine innere Stahllage 23 auf. Die beiden äußeren Stahllagen 21, 22 bestehen aus einem legierten Vergütungsstahl (Mangan-Bor-Stahl MBW1900) und weisen nach dem Presshärten oder Vergüten des Stahlblechs jeweils eine Zugfestigkeit von mindestens 1900 MPa auf. Die beiden äußeren Stahllagen 21, 22 des mehrlagigen Stahlblechs 20 machen jeweils weniger als 25% der Dicke des mehrlagigen Stahlblechs 20 aus.

Die innere Stahllage 23 des mehrlagigen Stahlblechs 20 weist eine geringere

Zugfestigkeit und eine höhere Duktilität als beide äußeren Stahllagen 21, 22 auf. Auch die innere Stahllage 23 besteht aus einem Mangan-Bor-Stahl (MBW500), jedoch mit einer Zugfestigkeit von lediglich etwa 500 MPa nach dem Presshärten oder Vergüten.

Das in Fig. 2c im Schnitt gezeigte mehrlagige Stahlblech 30 weist im Unterschied zu den Stahlblechen 10, 20 fünf Stahllagen umfassend zwei äußere Stahllagen 31, 32, eine innere Stahllage 33, und insgesamt zwei Stahlzwischenlagen 34, 35 auf, wobei jeweils eine Stahlzwischenlage zwischen der inneren Stahllage 33 und einer der äußeren Stahllagen 31, 32 angeordnete ist. Die beiden äußeren Stahllagen 31, 32 bestehen aus einem legierten Vergütungsstahl (Mangan-Bor-Stahl) und weisen nach dem Presshärten oder Vergüten des Stahlblechs jeweils eine Zugfestigkeit von mindestens 2100 MPa auf. Die beiden äußeren Stahllagen 31, 32 des mehrlagigen Stahlblechs 30 machen jeweils weniger als 25% der Dicke des mehrlagigen Stahlblechs 20 aus.

Die innere Stahllage 33 des mehrlagigen Stahlblechs 30 weist eine geringere

Zugfestigkeit und eine höhere Duktilität als beide äußeren Stahllagen 31, 32 und auch als die Stahlzwischenlagen 34, 35 auf. Die innere Stahllage 33 besteht wiederum aus einem Mangan-Bor-Stahl (MBW500) mit einer Zugfestigkeit von lediglich etwa 500 MPa nach dem Presshärten oder Vergüten.

Die Zugfestigkeit der Stahlzwischenlagen 34, 35 beträgt mindestens 1500 MPa, ist aber geringer als die der äußeren Stahllagen 31, 32 und größer als die der inneren Stahllage 33. Zudem ist die Duktilität der Stahlzwischenlagen 34, 35 größer als die der äußeren Stahllagen 31, 32 aber geringer als die der inneren Stahllage 33.

Die mehrlagigen Stahlbleche 10, 20, 30 können beispielsweise durch Warmumformen, Halbwarmumformen oder Kaltumformen in die in Fig. 1 gezeigt Form der Radschüssel 3 oder des Felgenbands 2 gebracht werden. Das Warmumformen kann beispielsweise mit einem Presshärten kombiniert werden. Insbesondere beim Kaltumformen kann sich an das Kaltumformen beispielsweise eine separate Vergütung, bestehend aus Härten und Anlassen, anschließen.