Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Stahlflachprodukts, ein entsprechendes Stahlflachprodukt, ein daraus durch Umformung erhaltenes Bauteil sowie deren Verwendung im Automobilsektor, insbesondere für Nutzfahrzeuge, insbesondere Lastkraftwagen, Baumaschinen und Erdreichbewegungsfahrzeuge, im Industriesektor, beispielsweise als Gehäuse oder Teleskopschienen, im Bausektor, beispielsweise als Fassadenelemente, für Haushaltsgeräte, im Energiesektor, im Schiffsbau.

Technischer Hintergrund

Verfahren zur Beschichtung von Stahlflachprodukten, die eine vor Korrosion schützende Beschichtung auf Basis von Zn oder von Zn und Magnesium aufweisen können, sind dem Fachmann an sich bekannt.

Das Dokument US 2015/292072 Al offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines Stahlflachproduktes mit einer vor Korrosion schützenden Beschichtung, wobei nach dem Eintauchen des unbeschichteten Stahlflachproduktes in ein entsprechendes Schmelzenbad das Abstreifen des aufgebrachten flüssigen Metalls zur Einstellung der gewünschten Schichtdicke unter Verwendung einer Abstreifdüse erfolgt, wobei diese unter sehr spezifischen geometrischen Bedingungen zum Stahlflachprodukt angeordnet ist.

US 2016/339491 Al offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines mit Zink beschichteten Feinblechs. Dazu wird ein kaltgewalztes Stahlband mit einer texturierten Walze gewalzt und anschließend elektrolytisch mit einer vor Korrosion schützenden Zink-Schicht beschichtet.

In der US 2012/0107636 Al wird ein Verfahren zur Beschichtung eines Stahlflachprodukts mit einer vor Korrosion schützenden Beschichtung, insbesondere einer Zn-enthaltenden Beschichtung, offenbart. Nach dem eigentlichen Beschichten wird in dem Verfahren überschüssiges flüssiges Metall in einer Abstreifvorrichtung mit einer bestimmten Geometrie entfernt.

Verzinkte Kaltfeinbleche müssen für ihre Anwendung in für komplexe Außenhautteile von Automobilen neben einem exzellenten Lackerscheinungsbild auch sehr gute Umformeigenschaften aufweisen. Neben mechanisch-technologischen Eigenschaften aus dem Zugversuch sind für gute Umformeigenschaften auch gutetribologische Eigenschaften wie niedrige Reibwerte sowie eine geringe Abriebneigung im Presswerkzeug bei hohen Hubzahlen ausschlaggebend. Während der Kaltumformung kann es bei einigen Außenhautstahlgüten Vorkommen, dass sich die Oberflächenstruktur derart verändert, dass diese Wellen aufwirft, die unter Umständen zu einem Schmierfilmabriss führen können und dadurch zu Reißern und ungewünscht starken Einschnürungen im Bauteil führen.

Eine gängige Prüfbedingung zur Erfassung der Oberflächenveränderung nach Umformung ist ein biaxialer Streckzug mit 3,5 % oder 5 % Dehnung. Üblicherweise wird die Welligkeit nur im Profilschnitt gemessen (siehe dazu SEP 1941). Jedoch sind verschiedene Messverfahren, wie die konfokale Lichtmikroskopie oder Laserscanning, darüber hinaus geeignet, die Oberfläche nicht nur entlang einer Linie, sondern auch zweidimensional in der Fläche zu erfassen. Grundlage der Erfindung ist die Erkenntnis, dass ein Welligkeitskennwert, der aus einer solchen flächenhaften Topografiemessung bestimmt wird, das Erscheinungsbild der Oberfläche nach einer Lackierung aussagekräftiger widerspiegeln kann als ein einfacher Profilkennwert. Eine Profilfilterung erfolgt nur in einer Raumrichtung. Bei einer Flächenmessung ist die Faltungsoperation in beide laterale Richtungen möglich. Dieses ist realitätsnaher, da das Pendant zur Filterung, die Lackschicht, die Rauheit nicht linienförmig, sondern flächenhaft abdeckt.

Zur Bestimmung des flächenhaften Welligkeitskennwertes Wsq muss die Messfläche eine Breite von mindestens 0,5 mm und eine Länge von mindestens 25 mm haben. Die laterale Auflösung der Messpunkte muss mindestens 10 pm betragen. Die Höhendaten sind in der Fläche auszurichten.

Die ausgerichteten Daten werden mit einem Flächenfilter gemäß DIN EN ISO 16610-61:2012 tiefpassgefiltert. Die Gewichtsfunktion des Flächenfilters besitzt die Gleichung einer rotationssymmetrischen Gaußfunktion mit einer Grenzwellenlänge w von 0,6 mm. Aus den Topografiemessdaten werden entlang der Messrichtung ein Profil oder mehrere Profile extrahiert, und das Profil bzw. die Profile wird/werden entsprechend der Norm DIN EN ISO 11562 mit einer Grenzwellenlänge von 5 mm hochpassgefiltert. Aus den Höhendaten wird das quadratische Mittel oder auch quadratischer Mittelwert QMW (engl, root mean square RMS) berechnet und so der Wsq-Wert erhalten.

Im Zuge des aktuellen Trends in der Automobilindustrie, dünnere und zum Teil füllerlose Lackiersysteme zu applizieren, wirkt sich eine umformbedingte Verschlechterung der Welligkeit signifikant auf das Lackerscheinungsbild aus. Das Lackerscheinungsbild markiert ein wichtiges Kaufkriterium bei der Anschaffung eines neuen PKWs.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Stahlflachprodukt, insbesondere ein mit einer Korrosion schützenden Beschichtung versehenes Stahlflachprodukt, bereitzustellen, welches während einer Umformung, insbesondere Kaltumformung, in entsprechende Bauteile, eine hervorragende Oberflächenbeschaffenheit beibehält. Dieses Beibehalten der hervorragenden Oberfläche kann durch einen AWsq-Wert beschrieben werden. Der AWsq-Wert ergibt sich hierbei durch die Subtraktion des Wsq-Wertes des Bauteils bei 0 % Umformgrad vom Wsq-Wert des umgeformten Bauteils. Des Weiteren ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren bereitzustellen, mit dem entsprechende Bauteile zuverlässig erhalten werden können.

Soweit von einem Stahlflachprodukt die Rede ist, so sind damit Stahlbänder, Stahlbleche, daraus gewonnene Platinen und dergleichen gemeint. Insbesondere sind als Stahlbänder ausgebildete Stahlflachprodukte Gegenstand der Erfindung.

Gelöst werden diese Aufgaben durch das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Stahlflachprodukts, mindestens umfassend die folgenden Schritte:

(A) Bereitstellen einer Bramme,

(B) Einbringen der Bramme aus Schritt (A) in mindestens einen Warmwalzschritt, um ein Warmband zu erhalten,

(C) Abkühlen des Warmbands aus Schritt (B), und

(D) Kaltwalzen des Warmbands aus Schritt (C) in mindestens zwei Kaltwalzschritten,

wobei zwischen den mindestens zwei Kaltwalzschritten des Schritts (D) kein Rekristallisationsglühen durchgeführt wird,

wobei im letzten Kaltwalzschritt die relative Dickenreduktion höchstens 1,40 % an der Gesamtdickenreduktion beträgt. Die Aufgaben werden auch gelöst durch ein mit einer vor Korrosion schützenden Beschichtung versehenes Stahlflachprodukt, und durch ein daraus erhaltenes Bauteil und durch die Verwendung des Stahlflachprodukts oder Bauteils im Automobilsektor, insbesondere für Nutzfahrzeuge, insbesondere Lastkraftwagen, Baumaschinen und Erdreichbewegungsfahrzeuge, im Industriesektor, beispielsweise als Gehäuse oder Teleskopschienen, im Bausektor, beispielsweise als Fassadenelemente, für Haushaltsgeräte, im Energiesektor, im Schiffsbau.

Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden detailliert beschreiben.

Schritt (A) des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst das Bereitstellen einer Bramme. Dem Fachmann ist der Begriff „Bramme“ an sich bekannt. Erfindungsgemäße einsetzbare Brammen weisen geeignete Abmessungen auf. Erfindungsgemäß kann die eingesetzte Bramme jede Stahlzusammensetzung aufweisen, die das daraus erhaltene Stahlflachprodukt bzw. Bauteil für die erfindungsgemäß bevorzugten Verwendungen geeignet sein lassen. In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird in Schritt (A) eine Bramme bereitgestellt, enthaltend, neben Fe und unvermeidbaren Verunreinigungen (alle Angaben in Gew.-%)

0,0001 bis 0,3 C,

optional bis zu 1,50 Si,

0,01 bis 4, 00 Mn,

optional bis zu 0, 10 P,

optional bis zu 0,02 S,

0,001 bis 2,20 AI,

optional bis zu 0,2 Ti+Nb,

optional bis zu 1,50 Cr+Mo,

optional bis zu 0,25 V,

optional bis zu 0,01 N,

optional bis zu 0,20 Ni,

optional bis zu 0,01 B und

optional bis zu 0,01 Ca

enthält.

Die genannte Stahlzusammensetzung der Bramme findet sich auch in dem daraus hergestellten Stahlflachprodukt wieder. Die vorliegende Erfindung betrifft daher bevorzugt auch das erfindungsgemäße Stahlflachprodukt, wobei die genannte Stahlzusammensetzung aufweist.

Beispielsweise wird eine Bramme durch das dem Fachmann bekannte Stranggussverfahren erhalten. Schritt (B) des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst das Einbringen der Bramme aus Schritt (A) in mindestens einen Warmwalzschritt, um ein Warmband zu erhalten.

Beim Warmwalzen gemäß Schritt (B) wird bevorzugt zunächst aus einer Bramme mit einer Dicke von 240 bis 270 mm, bevorzugt ca. 255 mm, ein so genanntes Vorband erzeugt. Das kann durch eine so genannte reversierende Walzung an mindestens einem Vorgerüst, welches das Band hin und her passiert, erfolgen. Man spricht hierbei von so genannten Stichen. Die Stichzahl muss bevorzugt ungerade sein, da sich das Walzgut sonst wieder rückwärts in Richtung Brammenofen bewegen würde. Die reversierende Walzung kann daher durch 1 bis 11 Walzstiche erfolgen, wobei dann aus der Bramme ein Vorband erzeugt wird mit einer Dicke von 25 bis 50 mm, bevorzugt 35 bis 45 mm. Dieses Vorband tritt dann bevorzugt in die Fertigstaffel ein, die bevorzugt aus 5 bis 9, beispielsweise 7, Fertiggerüsten besteht, wobei das Band dann von Gerüst zu Gerüst immer dünner wird. Gewalzt wird hier bevorzugt nicht reversierend, sondern nur in eine Richtung, nämlich nach vorne in RichtungAufhaspel.

Am Ende des letzten Fertiggerüsts hat das Warmband dann bevorzugt eine Dicke von 1,5 bis 10 mm, besonders bevorzugt 2,5 bis 8 mm. Die reversierende Vorwalzung passiert bevorzugt bei Temperaturen zwischen 1000 bis 1350 °C, besonders bevorzugt 1020 bis 1290 °C. Bei Eintritt in die Fertigstaffel ist das Band beispielsweise 900 bis 1100 °C heiß und wir dann fertiggewalzt. Bei Austritt aus der Fertigstaffel (=entspricht Endwalztemperatur ET) beträgt die Temperatur beispielsweise 750 bis 980 °C, bevorzugt 780 bis 950 °C. Die Breite des Warmbands liegt typischerweise bei 500 bis 2500 mm, bevorzugt 800 bis 2000 mm.

Schritt (C) des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst das Abkühlen des Warmbands aus Schritt (B).

Der erfindungsgemäße Schritt (C) wird bevorzugt derart durchgeführt, dass die Temperaturführung in der Kühlstrecke beginnend zum Zeitpunkt und am Ort des Verlassens des letzten Walzgerüstes durch die folgende Funktion (I) beschrieben wird:

235.3 + 15.6 * k

f _k (x) = (695.2 - 17 * fc) +

x 2 + 0.1 * k

1 + (

4— 1.9 * k) worin f _k (x), k und x die folgenden Bedeutungen haben:

f _k (x): Solltemperatur des Warmbands in °C nach x Sekunden in der Kühlstrecke,

k: konstanter Wert zwischen 0,24 und 1,

x: Kühlzeit in s seit Verlassen des Endwalzgerüstes.

Mit anderen Worten:

Der Begriff der Solltemperatur des Warmbands bedeutet, dass auch bei Temperaturen des Warmbands mit bis zu ± 1 % Abweichung von der Solltemperatur erfindungsgemäße Verfahrensführungen und Stahlflachprodukte erhalten werden, wobei die Temperatur in Grad Celsius und die 1-prozentige Abweichung basierend auf dem Celsius-Wert berechnet ist. Beispielsweise bedeutet ein Wert von f _k (x) von 100, dass die Temperatur ein Wert zwischen einschließlich 99 °C und 101 °C ist.

Ausgangspunkt für die Entwicklung der Formel f _k (x) war die überraschende Beobachtung, dass zwischen der Prozessführung beim Abkühlen während des Schrittes (C) und dem Zielwert (AWsq Wert) eine eindeutige Abhängigkeit besteht.

Qualitativ wurde gefunden, dass eine nicht zu langsame Abkühlung im Schritt (C) zu besonders guten Ergebnissen führt, wie die hergestellten Beispielproben zeigen. Basierend auf dieser Erkenntnis war es das Ziel, die Abkühlung beschreibenden Werte (x,; yi) _j , wobei x, die Kühlzeit in Sekunden und y, die Temperatur des Warmbands in C° nach x, Sekunden bei dem Stahlflachprodukt j beschreibt, mathematisch durch eine Funktion (x,, yrf(Xi)) _j abzubilden. Die ganzzahligen Laufparameter i=1..7 und j= 1..30 referenzieren hierbei die entlang der Kühlstrecke durchgeführten Temperaturmessungen respektive die hergestellten Stahlflachprodukte.

Hierbei werden die Temperatur des Warmbands in °C nach x Sekunden in der Kühlstrecke als Funktionswert einer symmetrischen Sigmoidfunktion in Abhängigkeit von der Kühlzeitx in s approximiert.

Die symmetrische Sigmoidfunktion ist eine Funktion, die im allgemeinen mit f(x) = d+(a-d)/[l+(x/c)] ^b beschrieben wird, wobei die Parametern a, b, c und d Fitting-Parameter darstellen, die individuell für jedes hergestellte Stahlflachprodukt an die jeweiligen Messpunkte anzupassen sind. Mit folgender Vorgehensweise wurde die Korrelation zwischen dem Zielwert (AWsq-Wert) und der Temperaturführung in der Kühlstrecke, die durch die Sigmoidfunktion f(x) sehr präzise approximiert werden kann, beschrieben:

I. Einlesen aller Wertepaare (x,; y,) _] für alle hergestellten Stahlflachprodukte _j ,

II. Fitten der Parameter a, b, c und d für jedes hergestellte Stahlflachprodukt j, sodass die resultierende Sigmoidfunktion den Abkühlungsverlauf (Xi; yü _j . (x ₇ ; y ₇ ) _j beschreibt,

III. Auswahl der Parameter a=930.5609, b=l.998045, c=4.016643, d=695.2096 eines nicht erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels,

IV. Auswahl der Parameter a=929.1522, b=2.1105, c=2.1065, d=678.2091 eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels, das von dem Übergang zwischen nicht erfindungsgemäßen Beispielen und erfindungsgemäßen Beispielen weit entfernt ist,

V. Überführen dergefitteten Funktionen aus III und IV in eine Kurvenschaarf _k (x) durch Einführen eines neuen Parameters k und Substituieren von a, b, c und d durch nur von k abhängige Terme derart, dass für k=0 die Parameter aus III und für k=l die Parameter aus IV erhalten werden und für 0 < k < 1 Funktionen erhalten werden, für die fO(x) < fk(x) < f l(x) für alle x Werte gilt.

VI. Empirische Wahl eines Werts für ein kleinstes k, für welches bevorzugte erfindungsgemäße Abkühlungsverläufe enthalten werden.

Mit anderen Worten wurde durch empirisches Anpassen einer dem angewandten Mathematiker bekannten üblichen Funktion, nämlich der symmetrischen Sigmoidfunktion, eine Funktionenschar gefunden, welche in der Lage ist, bestimmte Herstellungsparameter, nämlich f _k (x) und x, einer hergestellten Probe für alle hergestellten Proben miteinander zu verknüpfen, wobei ein k existiert, welches erfindungsgemäße und nicht erfindungsgemäße Verfahren der Funktionenschar voneinander trennt. Daraus folgt auch, dass bevorzugte Verfahren durch Angabe eines Mindestwerts k oder einer Wertebereichs k angegeben werden können. Wie eingangs erwähnt, lassen sich bevorzugte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens dadurch angeben, dass k > 0,24.

Das Abkühlen in Schritt (C) des erfindungsgemäßen Verfahrens kann nach jeder dem Fachmann bekannten Methode erfolgen, beispielsweise unter Verwendung von Wasser, Luft und/oder anderen flüssigen oder gasförmigen Kühlmedien, so lange die Bedingungen gemäß Formel (I) erfüllt sind. In Formel (I) beschreibt f _k (x) die Temperatur des Warmbands in °C nach x Sekunden Aufenthalt im Bereich zwischen letztem Fertiggerüst und Aufhaspel, entsprechend der Kühlstrecke. Verfahren zur Bestimmung dieserTemperatur sind dem Fachmann an sich bekannt. Die Temperatur des Warmbands beträgt zu Beginn von Schritt (C) beispielsweise 750 bis 980 °C, bevorzugt 780 °C bis 950 °C. x beschreibt die Kühlzeit in s. Der Beginn der Kühlzeit ist erfindungsgemäß dadurch definiert, dass die Kühlung des aus dem Warmwalzen erhaltenen Warmbandes durch ein entsprechendes Kühlmedium beginnt. Das Ende der Kühlzeit ist erfindungsgemäß so definiert, dass derZeitpunkt ist, an dem das Stahlflachprodukt die Temperatur erreicht hat, mit der es in Schritt (D) gehaspelt wird. Die Kühlzeit x beträgt in dem erfindungsgemäßen Verfahren beispielsweise 6 bis 16 s, bevorzugt 8 bis 14 s. k ist ein erfindungsgemäßer dimensionsloser Wert, der mindestens 0,24 beträgt. Eine erfindungsgemäß bevorzugte Obergrenze für k ist 2,00. Bevorzugt beträgt k 0,26 bis 1,20, weiter bevorzugt 0,26 bis 1,10.

Der erfindungsgemäße, dimensionslose Wert k verknüpft in der Formel (I) die Kühlzeit x mit derTemperatur des Warmbands in °C nach x Sekunden Kühlung. Durch diese erfindungsgemäß gefundene Abkühlstrategie gelingt es, ein warmgewalztes Stahlflachprodukt zu erhalten, welches in folgenden Verfahrensschritten kaltgewalzt und gegebenenfalls mit einer vor Korrosion schützenden Beschichtung versehen wird, welches sich durch eine besondere Oberflächenbeschaffenheit, insbesondere durch einen vorteilhaften AWsq-Wert von höchstens 0, 19 pm, insbesondere 0,00 pm bis 0, 185 pm, gemessen am Umgeformten Kaltband, auszeichnet. Durch die erfindungsgemäße Abkühlstrategie kann ein Warmband, daraus ein Kaltband, daraus optional ein mit einer vor Korrosion schützenden Beschichtung versehenes Kaltband und daraus ein durch Umformung erhaltenes Bauteil, erzeugt werden, welche jeweils eine vorteilhafte Oberfläche zeigen, insbesondere wird ein Kaltband erhalten, welches den genannten vorteilhaften AWsq-Wert, gemessen am Umgeformten Kaltband, aufweist.

Das Warmband, welches nach Schritt (C) des erfindungsgemäßen Verfahrens erhalten wird, weist im Allgemeinen eine Dicke von 1,5 bis 10 mm, bevorzugt 2,5 bis 8 mm, auf.

Nach Schritt (C) des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt ein Warmband vor, welches eine Temperatur von 450 bis 900 °C aufweist, bevorzugt 480 bis 830 °C. Dieses kann erfindungsgemäß bevorzugt direkt im Anschluss gehaspelt werden. Verfahren und Vorrichtungen für das Haspeln sind dem Fachmann an sich bekannt.

Erfindungsgemäß weist das erfindungsgemäße Verfahren den folgenden Schritt (D) auf:

(D) Kaltwalzen des Warmbands aus Schritt (C) in mindestens zwei Kaltwalzschritten, wobei zwischen den mindestens zwei Kaltwalzschritten des Schritts (D) kein Rekristallisationsglühen durchgeführt wird und wobei im letzten Kaltwalzschritt die relative Dickenreduktion höchstens 1,40 % an der Gesamtdickenreduktion beträgt.

Dass zwischen den mindestens zwei Kaltwalzschritten des Schritts (D) kein Rekristallisationsglühen durchgeführt wird, ist dahingehend zu verstehen, dass sämtliche in Schritt (D) durchgeführten Kaltwalzschritte durchgeführt werden, ohne dass ein Rekristallisationsglühen innerhalb des Schritts (D) durchgeführt wird. Beispielsweise können sämtliche Kaltwalzschritte des Schritts (D) in einer kontinuierlichen Kaltwalzstraße vorgenommen werden, in welcher alle während Schritt (D) vorgesehenen Kaltwalzschritte unmittelbar aufeinander folgend, das heißt: ohne ein Rekristallisierungsglühen als Zwischenschritt, zwischen wenigstens zwei Kaltwalzschritten, am Warmband des Schritts (C) vorgenommen werden.

Erfindungsgemäß kann vor Schritt (D) des Verfahrens das aus Schritt (C) in gehaspelter Form erhaltene Stahlflachprodukt zunächst abgehaspelt werden.

Schritt (D) des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst mindestens zwei Kaltwalzschritte, bevorzugt umfasst Sch ritt (D) zwei bis fünf, besonders bevorzugt fünf, Kaltwalzschritte. In Schritt (D) kann auch ein Reversiergerüst eingesetzt werden. In diesem pendelt das Walzgut hin und her, wobei der Walzspalt nach jedem Stich verringert wird.

Die gesamte Dickenreduktion aller Kaltwalzschritte beträgt beispielsweise 60 bis 90 %, bevorzugt 70 bis 85 %. Wesentlich für den Schritt (D) des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, dass die relative Dickenreduktion im letzten der mindestens zwei Kaltwalzschritte höchstens 1,40 %, bevorzugt höchstens 1,35 %, an der Gesamtdickenreduktion, beträgt. Die relative Dickenreduktion im letzten der mindestens zwei Kaltwalzschritte beträgt bevorzugt mindestens 0,05 %. Die genannte relative Dickenreduktion im letzten der mindestens zwei Kaltwalzschritte entspricht bevorzugt einer absoluten Dickenreduktion im letzten der mindestens zwei Kaltwalzschritte von 0,002 bis 0,038 mm.

Die absolute, gesamte Dickenreduktion des Kaltwalzschrittes (D) des erfindungsgemäßen Verfahrens beträgt bevorzugt 1,2 bis 8,0 mm, besonders bevorzugt 2,0 bis 6,4 mm.

Dass im letzten Walzschritt die Dickenreduktion lediglich höchstens 1,40 % beträgt, trägt dazu bei, dass erfindungsgemäß ein kaltgewalztes, walzhartes Stahlflachprodukt erhalten wird, welches sich durch eine besondere Oberflächenbeschaffenheit, insbesondere durch einen vorteilhaften Wsq-Wert von weniger als 0,34 pm, insbesondere 0, 15 bis 0,33 pm, auszeichnet. Dieser Wsq-Wert kann am walzharten Kaltfeinblech direkt nach dem Fertigungsschritt (D) gemessen ermittelt werden. Besonders durch die Kombination der Erfindungsgemäßen Verfahren (C) und (D) kann ein Kaltfeinblech erhalten werden, welches sich nach Umformung zu einem Bauteil durch einen AWsq-Wert von höchstens 0, 19 pm, insbesondere 0,00 bis 0, 185 pm, auszeichnet.

Das erfindungsgemäß erhaltene Kaltband kann dann in folgenden Verfahrensschritten gegebenenfalls mit einervor Korrosion schützenden Beschichtungversehen, und in ein Bauteil umgeformt werden, welches sich durch eine besondere Oberflächenbeschaffenheit, insbesondere durch einen vorteilhaften AWsq-Wert von höchstens 0, 19 pm, insbesondere 0,00 bis 0, 185 pm, auszeichnet.

Das Kaltwalzen gemäß Schritt (D) des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt im Allgemeinen mit dem Fachmann bekannten Verfahren und Vorrichtungen. Besonders bevorzugt wird in Schritt (D) des erfindungsgemäßen Verfahrens eine Kaltwalzstraße mit fünf Gerüsten eingesetzt.

Erfindungsgemäß wird in Schritt (D) des erfindungsgemäßen Verfahrens bevorzugt im letzten Schritt des Walzvorgangs eine Arbeitswalze mit einem Wsq-Wert von 0,05 bis 0,750 pm, besonders bevorzugt 0, 10 bis 0,700 pm, eingesetzt. Des Weiteren erfolgt das Walzen im letzten Schritt des Walzvorgangs von Schritt (D) des erfindungsgemäßen Verfahrens bevorzugt bei einer Walzkraft von 0,20 kN/mm bis 0,60 kN/mm, besonders bevorzugt 0,30 kN/mm bis 0,55/mm kN.

Nach Schritt (D) des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Kaltband erhalten, welches eine Dicke von beispielsweise 0,20 bis 2,0 mm, bevorzugt 0,50 bis 1,6 mm, aufweist.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung das erfindungsgemäße Verfahren, wobei sich Schritt (D) die folgenden Schritte anschließen:

(E) gegebenenfalls Reinigung des Stahlflachprodukts aus Schritt (D),

(F) rekristallisierende Glühung des Stahlflachprodukts aus Schritt (D) oder (E),

(G) optional Aufbringen einer vor Korrosion schützenden Beschichtung auf das Stahlflachprodukt aus Schritt (F),

(H) Dressieren des Stahlflachprodukts,

(I) Haspeln des beschichteten Stahlflachprodukts, wobei die Schritte in der Reihenfolge (E), (F), (G), (H) und (I) oder (E), (F), (H), (G) und (I) durchgeführt werden.

Der optionale Schritt (E) des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst eine Reinigung des Stahlflachprodukts aus Schritt (D).

Schritt (E) des erfindungsgemäßen Verfahrens kann im Allgemeinen nach allen dem Fachmann bekannten Verfahren erfolgen. Die Reinigung kann mechanisch durch Bürsten, alkalisch durch entsprechende Reinigungsmittel, beispielsweise enthaltend Tenside und/oder Entschäumer, und/oder elektrolytisch, beispielsweise durch abwechselndes Schalten des Bandes als Kathode und Anode, erfolgen. Die drei genannten Verfahren können einzeln oder üblicherweise in Kombination verwendet werden. Gegebenenfalls kann auch eine thermische Reinigung an offener Flamme erfolgen.

Gegebenenfalls kann das Stahlflachprodukt nach der Reinigung getrocknet werden, beispielsweise bei erhöhterTemperatur und/oder unter Verwendung von Luftdüsen. Schritt (F) des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst eine rekristallisierende Glühung des Stahlflachprodukts aus Schritt (D) oder (E).

In Schritt (F) des erfindungsgemäßen Verfahrens beträgt die Glühtemperatur bevorzugt 650 bis 900 °C, besonders bevorzugt 750 bis 850 °C. Die Glühdauer in s beträgt in Schritt (F) des erfindungsgemäßen Verfahrens bevorzugt 190 bis 500 s, besonders bevorzugt 200 bis 300 s. Der im Glühofen vorliegende Taupunkt beträgt in Schritt (F) des erfindungsgemäßen Verfahrens bevorzugt -60 bis +10 °C, besonders bevorzugt -40 bis O °C.

Schritt (F) des erfindungsgemäßen Verfahrens kann im Allgemeinen in allen dem Fachmann bekannten Vorrichtungen durchgeführt werden. Bevorzugte Vorrichtungen für Schritt (F) des erfindungsgemäßen Verfahrens sind bevorzugt kontinuierlich arbeitende Öfen, beispielsweise Durchlaufglühofen einer FBA (Feuerbeschichtungsanlage) oder eine Contiglühung, oder nicht kontinuierlich arbeitende Öfen, beispielsweise durch Haubenglühen.

Der optionale Schritt (G) des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst das Aufbringen einer vor Korrosion schützenden Beschichtung auf das Stahlflachprodukt aus Schritt (F). Verfahren zum Aufbringen von vor Korrosion schützenden Beschichtungen sind dem Fachmann an sich bekannt. Bevorzugt wird als vor Korrosion schützende Beschichtung eine Zink enthaltende Beschichtung aufgebracht. Bevorzugt wird eine Zink enthaltende Beschichtung durch ein dem Fachmann bekanntes Schmelztaucherfahren, durch elektrolytische Abscheidung oder eine Beschichtung aus der Gasphase (CVD- oder PVD-Verfahren) aufgebracht. Verfahren zum Schmelztauchbeschichten sind beispielsweise beschrieben in US 2015/292072 Al, US 2016/339491 Al, US 2012/0107636 Al und der eigenen Anmeldung DE 10 2017 216 572.3. Elektrolytische Verfahren zur Abscheidung einer Zink enthaltenden Schicht sind dem Fachmann ebenfalls bekannt und beispielsweise beschrieben in WO 2015/ 114405. CVD- bzw. PVD-Verfahren sind dem Fachmann ebenfalls bekannt. Schritt (G) muss nicht erfolgen.

Wird die vor Korrosion schützende Beschichtung durch ein Schmelztauchverfahren aufgebracht, so werden die Schritte in der Reihenfolge (E), (F), (G), (H) durchgeführt.

Wird die vor Korrosion schützende Beschichtung elektrolytisch aufgebracht, so werden die Schritte in der Reihenfolge (E), (F), (H), (G) durchgeführt. Bevorzugt wird erfindungsgemäß eine vor Korrosion schützende Beschichtung aufgebracht, enthaltend 0,1 bis 2,0 Gew.-% AI und optional 0,1 bis 3 Gew.-% Mg, Rest Zn und unvermeidbare Verunreinigungen. Weiter bevorzugt wird die vor Korrosion schützende Beschichtung durch Schmelztauchbeschichten aufgebracht.

Die vorliegenden Erfindung betrifft daher bevorzugt das erfindungsgemäße Verfahren, wobei Schritt (G) durch Schmelztauchbeschichten in einem Schmelzenbad erfolgt, enthaltend 0, 1 bis 2,0 Gew.-% AI und optional 0, 1 bis 3 Gew.-% Mg, Rest Zn und unvermeidbare Verunreinigungen.

Nach dem Beschichten des Stahlflachprodukts mit der vor Korrosion schützenden Beschichtung wird durch dem Fachmann bekannte Verfahren, beispielsweise unter Verwendung von Abstreifdüsen, die gewünschte Schichtdicke bzw. das gewünschte Auflagengewicht eingestellt. Die vor Korrosion schützende Beschichtung liegt erfindungsgemäß bevorzugt in einem Auflagengewicht von 20 bis 100 g/m ² , bevorzugt 30 bis 80 g/m ² , jeweils pro Seite des Stahlflachprodukts, vor.

Die aufgebrachte, vor Korrosion schützende Beschichtung kann optional diffusionsgeglüht werden, beispielsweise bei 450 bis 550 °C, so dass sich ein Fe-Gehalt von 0, 1 bis 15 Gew.-%, bevorzugt 4 bis 10 Gew.-%, in der vor Korrosion schützenden Beschichtung einstellt.

Die vorliegende Erfindung betrifft daher bevorzugt das erfindungsgemäße Verfahren, wobei die vor Korrosion schützende Beschichtung diffusionsgeglüht wird.

Schritt (H) des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst das Dressieren des Stahlflachprodukts aus Schritt (G).

Schritt (H) des erfindungsgemäßen Verfahrens kann im Prinzip nach allen dem Fachmann bekannten Verfahren erfolgen, beispielsweise wird das Dressieren gemäß Verfahrensschritt (E) durch texturierte Walzen durchgeführt.

Dem Fachmann bekannte Verfahren, die hier angewendet werden können sind beispielsweise

• SBT (shot blast textu ring), hierbei wird die Walze mechanisch beschossen, d.h. es werden Partikel aus der Walze herausgeschlagen; • EDT (electrical Discharge Texturing), hier werden oszillierende Elektroden an der rotierenden Walze angebracht, durch den Stromfluss schmilzt die Walzenoberfläche lokal auf, beim Ausschalten des Stromes implodieren Gasblasen, die sich an der Oberfläche gebildet haben und Material wird herausgeschleudert;

• LT (Laser Texturing), hierbei schmilzt ein präziser Laser die Walzenoberfläche lokal auf, Schmelze wird durch Druck des Plasmas oder Inertgas ausgetrieben;

• EBT (Electron Beam Texturing) ähnlich LT-Verfahren, aber mit Elektronenstrahl statt Laserstrahl;

• ECD (Electro Chemical Deposition), hierbei wird kein Material herausgetrieben, sondern gesteuertes Aufbringen von Material durch elektrolytisches Hartverchromen der Walze (als Kathode), Steuerung der Spannung zwischen Anodenkäfig und Walze ergibt strukturierten Auftrag.

Bevorzugt werden erfindungsgemäß EDT-texturierte Walzen eingesetzt.

Die Rauheiten Ra der eingesetzten Arbeitswalzen betragen dabei bevorzugt kleiner oder gleich 4,0 pm, besonders bevorzugt kleiner oder gleich 2,7 pm, ganz besonders bevorzugt kleiner oder gleiche 2,2 pm. Erfindungsgemäß beträgt die Arbeitswalzenrauheit bevorzugt mindestens 0,5 pm.

Schritt (I) des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst das Haspeln des beschichteten Stahlflachprodukts aus Schritt (H). In Schritt (I) des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das aus Schritt (H) erhaltene mit einer vor Korrosion schützenden Beschichtung versehene Stahlflachprodukt gehaspelt, d.h. zu einem Coil aufgewickelt. Das Haspeln in Schritt (I) des erfindungsgemäßen Verfahrens kann nach allen dem Fachmann bekannten Verfahren erfolgen.

Das durch das erfindungsgemäße Verfahren umfassend wenigstens die Schritte (A), (B), (C), (D), (F), (G), (H) und (I) erhaltene Stahlflachprodukt ist aufgrund der oben beschriebenen Vorteile besonders geeignet, durch Umformen zu Bauteilen weiterverarbeitet zu werden, die beispielsweise als Außenhaut von Fahrzeugen, insbesondere Automobilen, eingesetzt werden.

Die vorliegende Erfindung betrifft daher des Weiteren ein Verfahren zur Herstellung eines Bauteils, umfassend mindestens die folgenden Schritte: (J) Bereitstellen eines Stahlflachprodukts, optional mit einer vor Korrosion schützenden Beschichtung, durch das erfindungsgemäße Verfahren, und

(K) Umformen des Stahlflachprodukts aus Schritt (J), um das Bauteil zu erhalten.

Schritt (J) des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst das Bereitstellen eines Stahlflachprodukts mit einer vor Korrosion schützenden Beschichtung durch das erfindungsgemäße Verfahren. Dieses erfindungsgemäße Verfahren umfasst mindestens die Schritte (A), (B), (C), (D), (F), (G), (H) und (I) wie oben beschrieben.

Aus Schritt (I) des erfindungsgemäßen Verfahrens geht das Stahlflachprodukt in gehaspelter Form als Coil hervor. Daher ist es erfindungsgemäß bevorzugt, das aus Schritt (I) erhaltene Stahlflachprodukt vor Schritt (J) abzurollen und gegebenenfalls zu richten und/oder zu reinigen. Beispielsweise durchläuft das Stahlflachprodukt nach dem Abrollen einen Prozessorrichtrollensatz, insbesondere zur Einebnung etwaiger Unebenheiten, wird dann in Platinen der gewünschten Form geschnitten und bei Bedarf mit dem Fachmann bekannten Verfahren behandelt, beispielsweise Ölung, Reinigung etc.

Schritt (K) des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst Umformen des Stahlflachprodukts aus Schritt (J), um das Bauteil zu erhalten. Entsprechende Verfahren sind dem Fachmann an sich bekannt. Bevorzugt erfolgt Schritt (K) des erfindungsgemäßen Verfahrens durch Kaltumformen. Dazu wird zunächst das bevorzugt als Stahlband erhaltene Stahlflachprodukt in entsprechende Bleche bzw. Platinen geschnitten bzw. gestanzt. Diese Bleche oder Platinen werden dann in ein entsprechendes Umformwerkzeug eingelegt und unter Druck umgeformt.

Die vorliegende Erfindung stellt ein Stahlflachprodukt bereit, welches aufgrund der erfindungsgemäß bevorzugten Behandlung beim Abkühlen nach dem Warmwalzen in Schritt (C) und durch das erfindungsgemäße Kaltwalzen in Schritt (D), eine sehr gute Welligkeit, ausgedrückt durch den Wsq-Wert, aufweist. Ein weiterer erfindungsgemäßer Vorteil besteht des Weiteren darin, dass sich die vorteilhafte Welligkeit auch in einem Umformvorgang, insbesondere einem Kaltumformen, nicht stark verändert. Die Veränderung des WsqO%-Wertes vor bzw. nach dem Umformen wird durch den AWsq-Wert ausgedrückt. Der AWsq-Wert eines durch Umformung erhaltenen Bauteils liegt erfindungsgemäß bevorzugt bei höchstens 0, 19 pm, insbesondere 0,00 bis 0, 185 pm, auszeichnet. Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein mit einer vor Korrosion schützenden Beschichtung versehenes Stahlflachprodukt, hergestellt durch das erfindungsgemäße Verfahren umfassend mindestens die Schritte (A), (B), (C), (D), (F), (G), (H) und (I). Durch das erfindungsgemäße Verfahren gelingt es, ein Stahlflachprodukt herzustellen, welches aufgrund der erfindungsgemäß erfolgten Abkühlstrategie in Schritt (C) und gegebenenfalls dem erfindungsgemäß durchgeführten Kaltwalzen gemäß Schritt (D) eine besonders gute Oberflächenbeschaffenheit im umgeformten Zustand aufweist. Dies zeigt sich insbesondere durch einen vorteilhaften AWsq-Wert des durch Umformung erhaltenen Bauteils von höchstens 0, 19 pm, insbesondere 0,00 bis 0, 185 pm.

Bevorzugt betrifft die vorliegende Erfindung das erfindungsgemäße Stahlflachprodukt, wobei die vor Korrosion schützende Beschichtung neben Zn und unvermeidbaren Verunreinigungen 0, 1 bis 2,0 Gew.-% AI und optional 0, 1 bis 3 Gew.-% Mg enthält.

Das erfindungsgemäße Stahlflachprodukt zeichnet sich durch eine besonders niedrige Reibkraft in einem Umformwerkzeug aus. Die Reibkraft wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung gemäß dem Multi- Frottement-Test bestimmt. Dabei wird ein Blechstreifen der Abmessung 50 x 700 mm bei hoher Flächenpressung 5 mal durch ein Werkzeug gezogen und die Reibkraft in [kN] dabei ermittelt. Beim Werkzeug handelt es sich um eine Flachbacke mit aufliegendem Zylinder mit 20 mm Durchmesser, durch die der Streifen gezogen wird. Der verwendete Werkzeugwerkstoff 1.3342 hat hierbei eine Härte HRC > 60. Die Prüfgeschwindigkeit beträgt 60 mm/min bei einer konstanten Normalkraft F _N von 5 kN. Die Prüflänge beträgt 50 mm, die Probengeometrie beträgt 50 x 700 mm, wobei die Streifenprobe gereinigt und anschließend definiert mit dem Öl FUCHS RP4107 und 1,5 g/m ² je Seite eingeölt wird. Vor Versuchsbeginn wird das Werkzeug gereinigt, anschließend ein und derselbe Blechstreifen 5 mal durchgezogen, wobei das Werkzeug je Durchgang zunächst nicht gereinigt wird. Erst nachdem alle 5 Durchgänge absolviert wurden, wird das Werkzeuggereinigt. Analysiert wird anschließend die Reibkraft durch einen Reibkurvenverlauf. Die Reibkraft des erfindungsgemäßen Stahlflachprodukts beträgt bevorzugt weniger als 7,50 kN auf, besonders bevorzugt 0,90 bis 7,30 kN.

Die vorliegende Erfindung betrifft auch bevorzugt das erfindungsgemäße Stahlflachprodukt, wobei es als Warmband einen IMPOC-Wert von mindestens 2560 A/m ² , insbesondere bevorzugt 2560 bis 4500 A/m ² , aufweist. Der IMPOC-Wert wird erfindungsgemäß mit einem IMPOC- Messgerät (Impulse Magnetic Process Online Controller) der Firma EMG gemessen (Herstelljahr: 2015). Das Messprinzip basiert auf der magnetischen Messung einer charakteristischen Größe des Streufeldes eines zuvor magnetisierten Stahlbandes. Der so gewonnene IMPOC-Wert weist eine gute Korrelation mit Werkstoffeigenschaften auf, u.a. auch die Korngröße. Die Basis des IMPOC-Systems bilden zwei identisch aufgebaute Messköpfe, die an der Oberund Unterseite des Bandes angeordnet sind. Jeder Messkopf enthält eine Magnetisierungsspule und einen hochempfindlichen Magnetfeldsensor. Die Messzyklen bestehen aus einer lokalen und periodischen Magnetisierung des laufenden Bandes durch die beiden Magnetisierungsspulen. Anschließend messen die Magnetfeldsensoren den Gradienten der magnetischen Restfeldstärke auf Ober-. Und Unterseite des Bandes. Die beiden Werte der oberen und unteren Messsonde werden intern verrechnet und es ergibt sich der IMPOC-Wert gemessen in A/m ² .

Weiter bevorzugt betrifft die vorliegende Erfindung bevorzugt das erfindungsgemäße Stahlflachprodukt, wobei es als Warmband eine Korngröße von weniger als 20 pm, bevorzugt 10 bis 20 pm, aufweist. Die Korngröße wird nach DIN EN ISO 643 bestimmt.

Die vorliegende Erfindung betrifft auch bevorzugt das erfindungsgemäße Stahlflachprodukt, wobei es als walzhartes Kaltband einen Wsq-Wert von weniger als 0,34 pm, besonders bevorzugt 0, 15 bis 0,34 pm, aufweist.

Das Stahlflachprodukt kann nach dem Kaltwalzen im Allgemeinen alle dem Fachmann bekannte Dicken aufweisen, beispielsweise 0,2 bis 2,0 mm, bevorzugt 0,5 bis 1,6 mm, jeweils inklusive der vor Korrosion schützenden Beschichtung. Das erfindungsgemäß erhaltene Stahlflachprodukt, insbesondere ein Stahlband, weist bevorzugt eine Breite von 500 Bis 2500 mm, besonders bevorzugt 800 bis 2000 mm, auf.

Der in dem erfindungsgemäßen Stahlflachprodukt vorliegende Stahl kann im Allgemeinen jedwede Zusammensetzung aufweisen. Besonders bevorzugt ist ein Stahlflachprodukt eingesetzt, umfassend einen Stahl, enthaltend neben Fe und unvermeidbaren Verunreinigungen (alle Angaben in Gew.-%)

0,0001 bis 0,3 C,

bis zu 1,50 Si,

0,01 bis 4,00 Mn,

bis zu 0, 10 P, bis zu 0,02 S,

0,001 bis 2,20 AI,

bis zu 0,2 Ti+Nb,

bis zu l,50 Cr+Mo,

bis zu 0,25 V,

bis zu 0,01 N,

bis zu 0,20 Ni,

bis zu 0,01 B und

bis zu 0,01 Ca.

Die vorliegende Erfindung betrifft auch das Bauteil, hergestellt durch das erfindungsgemäße Verfahren, mindestens umfassend die Schritte (J) und (K).

Erfindungsgemäß bevorzugt betrifft die vorliegende Erfindung das erfindungsgemäße Bauteil, wobei es einen AWsq-Wert von höchstens 0, 190 mpi, besonders bevorzugt 0,00 bis 0, 185, aufweist.

Die vorliegende Erfindung betrifft auch die Verwendung eines erfindungsgemäßen Stahlflachprodukts oder eines erfindungsgemäßen Bauteils im Automobilsektor, insbesondere für Nutzfahrzeuge, insbesondere Lastkraftwagen, Baumaschinen und Erdreichbewegungsfahrzeuge, im Industriesektor, beispielsweise als Gehäuse oder Teleskopschienen, im Bausektor, beispielsweise als Fassadenelemente, für Haushaltsgeräte, im Energiesektor, im Schiffsbau.

Die bezüglich des erfindungsgemäßen Verfahrens genannten Details und bevorzugten Ausführungsformen gelten für die erfindungsgemäßen Stahlflachprodukte, das Bauteil und die Verwendung entsprechend.

Beispiele

Die nachfolgenden Ausführungsbeispiele dienen der näheren Erläuterung der Erfindung.

Eingesetzt wurden die Stähle I und II mit den in Tabelle 1 gezeigten Analysen. Die im Stranggussverfahren erzeugten Brammen mit einer Dicke von ca. 255 mm wurden an einer Warmbreitbandstraße ausgewalzt. Dabei wurden die Brammen in Öfen eingebracht und bei einerTemperaturvon 1220 bis 1320 °C ausgetragen und anschließend reversierend vorgewalzt auf eine Vorbanddicke im Bereich von 35 bis 45 mm. Simultan folgte eine regelmäßige Entzunderung. Vor Eintritt in die Fertigstaffel bei ca. 1060 °C durchläuft das Vorband eine Schopfschere, um mit gerader Kante in die Fertigstaffel eintreten zu können, die hier aus 7 Einzelgerüsten besteht, wobei das Band von Gerüst zu Gerüst dünner gewalzt wird bis zum Erreichen dergewünschten WB-Dicke von 3,2 bis 4,0 mm bei einer gewünschten Endwalztemperaturvon 910 bis 940 °C. Anschließende durchläuft das sodann erzeugte Fertigband die Kühlstrecke und wird auf eine definierte Haspeltemperatur von 660 bis 735 °C heruntergekühlt und anschließend zu einem Coil aufgehaspelt.

Das sodann erzeugte Warmband wurde anschließend in einer kombinierten Beize-Kaltwalzlinie unter Einsatz von H ₂ S0 ₄ entzundert und unmittelbar danach an einer 5-gerüstigen Tandemstraße bei einem Kaltwalzgrad von 75 bis 82 % gemäß den Bedingungen gemäß Tabelle 2 zu Kaltband mit einer Dicke von 0,65 bis 0,70 mm ausgewalzt. Im nächsten Schritt wurde das so erzeugte walzharte Kaltband in einer Feuerbeschichtungsanlage gereinigt, rekristallisierend unter einer HNx-Atmosphäre bei einer Haltetemperatur von 775 bis 850 °C geglüht und anschließend in ein ca. 455 °C heißes Bad aus geschmolzenem Zink mit bestimmten Anteilen an Aluminium sowie optional Magnesium bei in etwa ebenso heißer Bandtemperatur eingetaucht. Nach dem Auftauchen passierte das Band eine Abstreifdüse, um die Auflage des metallischen Überzugs im Bereich von ca. 7 mih einzustellen. Das sodann beschichtete Band wurde anschließend in Linie dressiert bei einem Nachwalzgrad von 0,5 bis 1,7 %, besäumt, geölt und anschließend zu einem Ring aufgewickelt. An den so erhaltenen Stahlbändern wurden die Eigenschaften gemäß Tabelle 3 bestimmt.

Tabelle 1: eingesetzte Stahlsorten

Alle Angaben in Gew.-%, Rest Fe und unvermeidbare Verunreinigungen

Tabelle 2: erfindungsgemäße Beispiele und Vergleichsbeispiele

V Vergleichsversuch

Tabelle 3: erfindungsgemäße Beispiele und Vergleichsbeispiele

V Vergleichsversuch

* Multifrottement-Versuch