Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wärmebehandlung eines Bauteils mit den weiteren Merkmalen des Anspruchs 1 . Die Erfindung betrifft ferner eine Anlage eingerichtet zur Durchführung eines derartigen Verfahrens.

Wärmebehandlungen an Bauteilen, insbesondere an Metall-Bauteilen, werden in der industriellen Produktion zu vielen Zwecken eingesetzt, z. B. zum Beschichten von Bauteilen, für Umform prozesse (Warmumformung) und/oder zum Härten. Bei korrosionsanfälligen Bauteilen, z. B. Stahlblechen, wird nach derzeitigem Stand der Technik zur Unterdrückung einer Verzunderung und/oder als Korrosionsschutz eine Beschichtung, z. B. aus AISi, vor der Wärmebehandlung aufgebracht. Solche Beschichtungen konnten bei bisherigen Fertigungsprozessen, bei denen die Wärmebehandlung innerhalb eines Durchlaufofens erfolgt, im Nachgang an die Wärmebehandlung eindiffundieren, wie z. B. in der DE 10 2014 004 657 A1 offenbart.

Generell besteht aber ein Interesse an schnellen Fertigungsprozessen und kurzen Taktzeiten der einzelnen Fertigungsschritte. Das Erwärmen solcher Bauteile in einem Durchlaufofen ist dagegen relativ zeitaufwendig. Zudem kann ein Durchlaufofen nicht als energieeffizient angesehen werden. Energieeffizientere Erwärmungsverfahren, die zudem eine Schnellerwärmung des Bauteils ermöglichen, sind z. B. die konduktive Erwärmung oder die induktive Erwärmung. Die bisherigen Beschichtungsmethoden der Bauteile vertragen sich aber nicht mit einer solchen Schnellerwärmung des Bauteils.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Herstellschritte eines Bauteils, das einer Wärmebehandlung sowie einem weiteren Behandlungsschritt unterworfen wird, unter Vermeidung der zuvor genannten Nachteile zu optimieren.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Wärmebehandlung mit wenigstens folgenden Schritten:

a) Durchführen einer Schnellerwärmung des Bauteils auf eine Zieltemperatur mittels einer Schnellerwärmungseinrichtung, b) Erzeugen einer zumindest im Wesentlichen sauerstofffreien Schutzatmosphäre um das Bauteil herum durch Zuführen eines gasförmigen Mediums, durch das eine Oxidation an der Oberfläche des Bauteils verhindert und/oder eine dort bereits vorhandene Oxidation entfernt wird, nach Beginn der Schnellerwärmung und vor dem Erreichen der Zieltemperatur oder wenn die Zieltemperatur erreicht ist,

c) Durchführen wenigstens eines weiteren Behandlungsschritts des Bauteils innerhalb der im Wesentlichen sauerstofffreien Schutzatmosphäre unter Nutzung der durch die Schnellerwärmung erzielten Erwärmung des Bauteils.

Durch das Durchführen einer Schnellerwärmung mittels einer Schnellerwärmungs einrichtung kann die gewünschte Zeitersparnis in der Produktion erzielt werden. Um nun dennoch das Bauteil in geeigneter weise einem weiteren Behandlungsschritt zugänglich zu machen, ohne dass die zuvor erwähnten Probleme bezüglich Korrosion und/oder Verzunderung auftreten, wird vorgeschlagen, dass eine im Wesentlichen sauerstofffreie Schutzatmosphäre um das Bauteil herum geschaffen wird. Innerhalb dieser Schutzatmosphäre kann dann wenigstens ein weiterer Behandlungsschritt des Bauteils erfolgen, wobei die durch die Schnellerwärmung erzielte Erwärmung des Bauteils hierfür genutzt werden kann. Durch die Schnellerwärmung wird zudem die Energieeffizienz des erfindungsgemäßen Verfahrens gegenüber bekannten Verfahren, wie z. B. Ofenerwärmung, deutlich verbessert.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die im Wesentlichen sauerstofffreie Schutzatmosphäre nicht die Herstellung eines Vakuums erfordert, sondern durch Zuführen des gasförmigen Mediums erzeugt wird. Auf diese Weise können relativ einfache Apparaturen eingesetzt werden, zudem ist das Erzeugen der Schutzatmosphäre relativ schnell durchführbar, im Vergleich zur Herstellung eines Vakuums. Dementsprechend kann der weitere Behandlungsschritt des Bauteils innerhalb der im Wesentlichen sauerstofffreien Schutzatmosphäre im Wesentlichen bei Umgebungsdruck erfolgen, d. h. bei dem üblichen Atmosphärendruck von ca. 1 bar. Der Druck kann auch geringfügig vom Umgebungsdruck abweichen, z. B. im Bereich von +/- 10 %. Der Begriff der„Atmosphäre" der zuvor erwähnten Schutzatmosphäre ist dabei nicht streng in dem Sinne zu verstehen, dass es eine abgeschlossene, zur Umgebung abgeschirmte Atmosphäre sein muss. Das erfindungsgemäße Verfahren einschließlich der gebildeten Schutzatmosphäre kann auch ohne besondere Abschirmmaßnahmen gegenüber der Umgebung durchgeführt werden. Dies geht allerdings mit dem Nachteil einher, dass eine relativ große Menge an gasförmigem Medium zugeführt werden muss, da dieses sich in die Umgebung verflüchtigt. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung werden daher die spanende Bearbeitung sowie die Zuführung des gasförmigen Mediums innerhalb einer zur Umgebung abgeschirmten Kammer durchgeführt. Diese Kammer muss dabei nicht höchstmöglich gegenüber der Umgebung abgedichtet sein, sollte aber das Abfließen des zugeführten gasförmigen Mediums auf geringe Werte begrenzen.

Erfindungsgemäß kann durch das zugeführte gasförmige Medium nicht nur im Bereich der Eingriffsstelle die Luft und der damit einhergehende Sauerstoff verdrängt werden, sondern zusätzlich etwaigen Rest-Konzentrationen von Sauerstoff, die durch einen reinen Verdrängungseffekt nicht vermieden werden können, entgegengewirkt werden, indem eine Oxidation an der Oberfläche des Bauteils verhindert wird. Hiermit wird nicht nur ein korrosionsanfälliges Bauteil geschützt, es erfolgt zusätzlich ein Schutz verwendeter Werkzeuge, z. B. wenn der weitere Behandlungsschritt eine Zerspanung umfasst. Damit können insbesondere bei einer Hochleistungszerspanung wesentliche Verbesserungen hinsichtlich der Schneidleistung als auch der Standzeit des Werkzeugs erzielt werden.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Schnellerwärmung durch Widerstandserwärmung des Bauteils, durch Bestrahlung des Bauteils mit elektromagnetischer Strahlung und/oder durch direkten mechanischen Kontakt des Bauteils mit der Schnellerwärmungseinrichtung erfolgt. Die Widerstandserwärmung kann z. B. durch induktive Erwärmung oder konduktive Erwärmung erfolgen. Bei einer induktiven Erwärmung wird induktiv, d. h. ohne galvanischen Kontakt, elektrische Energie in das Bauteil eingespeist. Das Bauteil erwärmt sich dabei durch die induzierten Wirbelströme. Bei der konduktiven Erwärmung wird das Bauteil durch Elektroden galvanisch kontaktiert. Über die Elektroden wird dann ein elektrischer Strom durch das Bauteil geleitet, durch den das .

- 4 -

Bauteil erwärmt wird. Im Falle der Bestrahlung des Bauteils mit elektromagnetischer Strahlung kann beispielsweise ein Infrarotstrahler verwendet werden oder ein anderer Hochleistungsstrahler. Im Falle der Schnellerwärmung durch direkten mechanischen Kontakt des Bauteils mit der Schnellerwärmungseinrichtung kann das Erwärmen des Bauteils ähnlich wie bei einem Waffeleisen erfolgen, durch direkten mechanischen Kontakt mit auf die Zieltemperatur oder etwas darüber erwärmten Teilen der Schnellerwärmungseinrichtung. Zudem kann durch die Erzeugung einer sauerstofffreien Umgebung das Erwärmungswerkzeug vor einer Verzunderung geschützt werden.

In jedem Fall wird durch die genannten Arten der Schnellerwärmung gegenüber den bekannten Verfahren der Erwärmung des Bauteils in einem Ofen Zeit gespart. Zudem sind Schnellerwärmungsverfahren energieeffizienter als die Ofenerwärmung. Vorteilhafterweise kann die Schnellerwärmung dabei in einem Zeitraum von weniger als 30 Sekunden erfolgen, oder weniger als 20 Sekunden, oder weniger als 10 Sekunden, oder weniger als 5 Sekunden, oder weniger als 2 Sekunden.

Das gasförmige Medium kann somit die Oxidation an den genannten Oberflächen verhindern bzw. eine dort bereits vorhandene Oxidation entfernen, z.B. durch chemische Reaktionen des gasförmigen Mediums mit dem jeweils anderen Material, oder durch sonstige physikalische Reaktionen. Hierfür kann das gasförmige Medium einen Sauerstoff-absorbierenden Präkursorstoff aufweisen. Der Präkursorstoff ist damit geeignet, Sauerstoff in gasförmiger Form zu binden, darüber hinaus kann er Sauerstoff aus einer bereits oxidierten Oberfläche binden, d.h. daraus lösen. Die Oberfläche wird damit entoxidiert. Der Begriff„Präkursorstoff" ist hierbei allgemeingültig zu verstehen und erfasst sowohl ein einzelnes chemisches Element als auch eine Verbindung von chemischen Elementen. Der Präkursorstoff kann bereits in gasförmiger Form bereitgestellt werden. Als Präkursorstoff kann vorteilhaft Silan verwendet werden, insbesondere in Form von Monosilan (SiH ₄ ). Dies hat den Vorteil, dass der Präkursorstoff bereits in gasförmiger Form vorhanden ist. Es sind aber auch andere Präkursorstoffe einsetzbar, die nicht in gasförmiger Form bereit stehen, sondern z.B. in Form kleiner und kleinster Partikel einem Trägergas des gasförmigen Mediums zugesetzt werden können. ,_

- 5 -

Das Silan reagiert dabei mit dem zu vermeidenden Sauerstoff zu S1O2, das in Form kleiner Partikel als Keramikstaub je nachdem auch nur im ppm Bereich anfällt und problemlos abgesaugt werden kann.

Das gasförmige Medium kann allein und vollständig durch den Sauerstoff-absor- bierenden Präkursorstoff gebildet sein. In manchen Fällen kann dies aber den Herstellungsprozess wiederum ungünstig beeinflussen. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist daher vorgesehen, dass das gasförmige Medium ein Inertgas und/oder Schutzgas aufweist, das nicht mit Sauerstoff reagiert. Auf diese Weise kann das gasförmige Medium zumindest zum Teil durch das Inertgas und/oder Schutzgas gebildet sein, wodurch eventuelle unerwünschte Reaktionen aufgrund zu hoher Konzentration des Präkursorstoffs vermieden werden können. Das Inertgas hat eine antioxdierende Wirkung, es kann z.B. ein inertes Gas sein, z.B. Argon, Stickstoff oder eine Mischung daraus. Das Schutzgas dient zur Verdrängung der Luft bzw. des störenden Sauerstoffs. Das Schutzgas kann z.B. Stickstoff sein. Das gasförmige Medium kann daher als Gasgemisch ausgebildet sein.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das gasförmige Medium eine geringere Konzentration des Präkursorstoffs als die Konzentration anderer Gasanteile im gasförmigen Medium aufweist. Auf diese Weise kann eine geeignete Anpassung des Gasgemischs an die jeweils verwendeten Materialien des Bauteils und von Werkzeugen erfolgen und der Präkursorstoff nur in der für die Oxidationsvermeidung erforderlichen Konzentration bereitgestellt werden. Ggf. kann ein gewisses Überangebot des Präkursorstoffs eingestellt werden, das sich jedoch in begrenztem Umfang halten sollte.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Präkursorstoff-Volumenanteil im gasförmigen Medium maximal 10% beträgt. In vielen Fällen ist ein Präkursorstoff-Volumenanteil von maximal 4% ausreichend.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass im Verlaufe der Bearbeitung des Bauteils der Anteil des Präkursorstoffs im gasförmi- - 6 - gen Medium verändert wird, insbesondere im Verlaufe der Bearbeitung des Bauteils erhöht wird. So kann z.B. eine Anpassung der Prakursorstoff-Konzentration in Abhängigkeit von Erwärmungsparametern oder anderen Bearbeitungsparametern des Bauteils durchgeführt werden.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass vor der Erzeugung der im Wesentlichen sauerstofffreien Schutzatmosphäre während des Erwärmungsprozesses des Bauteils bei der Schnellerwärmung von dem Bauteil abgegebene Dämpfe und/oder Partikel mittels einer Absaugeinrichtung abgesaugt werden. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn das Bauteil noch mit anderen Stoffen, die nicht dauerhaft am Bauteil verbleiben sollen, behandelt wurde. Wird zum Beispiel als Bauteil ein aus einem Coil abgetrenntes Stahlblech bearbeitet, so ist dieses zur Vermeidung von Korrosion noch mit einem Ölfilm bedeckt. Im Laufe der Schnellerwärmung wird dieser Ölfilm relativ schnell verdampft. Die dabei entstehenden Dämpfe und/oder Partikel können mit der Absaugeinrichtung problemlos abgesaugt werden. Dieser Vorgang kann ohne Probleme vor dem Erzeugen der Schutzatmosphäre durchgeführt werden, so dass dadurch das erfindungsgemäße Verfahren nicht gestört wird. Durch die Absaugeinrichtung können ferner die zuvor erwähnten Keramikstäube zumindest größtenteils mit abgesaugt werden.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass in dem weiteren Behandlungsschritt das Bauteil mit einer ein Verzundern des Bauteils verhindernden, einer eine Korrosion des Bauteils verhindernden, einer rei- bungsmindernden und/oder einer festigkeitserhohenden Beschichtung beschichtet wird. Auf diese Weise wird das Bauteil optimal für seine spätere Verwendung oder für weitere nachgelagerte Bearbeitungsschritte vorbereitet. Bei Verwendung eines geeigneten Beschichtungsmaterials ist die auf dem Bauteil aufgebrachte Beschichtung in der gewünschten Weise schweißbar und KTL-tauglich (KTL - Katho- dentauchlackierung).

Die Beschichtung kann insbesondere einen passiven Korrosionsschutz bewirken, z. B. in Form einer Nickelchrom-Beschichtung. Die Beschichtung kann auch einen ^

aktiven Korrosionsschutz bewirken, z. B. durch Verwendung eines Titan-basierten Beschichtungsmaterials.

Die Beschichtung kann dabei auf unterschiedliche Arten erzeugt werden. So kann ein Beschichtungs-Zusatzmaterial dem gasförmigen Medium, mit dem die sauerstofffreie Schutzatmosphäre geschaffen wird, beigemischt werden. Das gasförmige Medium kann auch bereits ein solches Beschichtungs-Zusatzmaterial aufweisen. Wird beispielsweise Silan dem gasförmigen Medium zugeführt, so kann hierdurch direkt eine Keramik-Beschichtung auf dem Bauteil erzeugt werden, z. B. auf einem Aluminium-Bauteil, indem das Silan mit am Bauteil vorhandenen Sauerstoffatomen reagiert und die Beschichtung bildet.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Beschichtung in Form einer Pulverbeschichtung durch Schwerkrafteinfluss, einen Gasstrom oder elektrostatisch auf das Bauteil aufgetragen wird. Dies ist eine weitere vorteilhafte Art der Aufbringung der Beschichtung. Das verwendete Beschich- tungsmaterial kann z. B. auf das Bauteil gesprüht werden oder im Gasstrom des gasförmigen Mediums mitgeführt werden. Für die elektrostatische Aufbringung können die pul verförmigen Beschichtungspartikel beispielsweise statisch aufgeladen werden, sie werden dann von dem Bauteil angezogen, wenn dieses durch konduktive Erwärmung erwärmt wird und sich durch den durch das Bauteil geführten elektrischen Strom ein Magnetfeld um das Bauteil bildet. Dies kann dadurch ermöglicht werden, dass ein elektrisch leitendes Pulver (Metallpulver) als Be- schichtungsmaterial verwendet wird, das elektrostatisch aufgeladen wird. Von Vor teil ist es außerdem, die erzeugten Magnetfelder um das stromdurchflossene zu beschichtende Bauteil (Blech) gezielt derart auszurichten, dass sich elektrisch geladene Pulverpartikel flächig auf die Bauteiloberfläche legen. Die entsprechend geladenen pulverförmigen Beschichtungspartikel werden von dem Magnetfeld angezogen und verschmelzen auf der Oberfläche des Bauteils zu einer Beschichtung. Von Vorteil ist es außerdem, wenn die Schmelztemperatur des Beschichtungsmaterials im Bereich der Zieltemperatur für das zu beschichtende Bauteil liegt, z.B. im Bereich von 950 - 1000°C), so dass das Beschichtungsmaterial entsprechend niedrig schmelzend ist, was z.B. mit NiCr- oder Titanbasislegierungen möglich ist. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Bauteil nach Aufbringung der Beschichtung in einem Erwärmungszustand des Bauteils, in dem die Beschichtung duktile Eigenschaften aufweist, mittels eines Umformprozesses umgeformt wird. Auf diese Weise kann das Bauteil mit dem bereits aufgebrachten Beschichtungsmaterial in die gewünschte Form gebracht werden, z. B. durch einen Pressvorgang. Da die Beschichtung noch duktile Eigenschaften aufweist, wird sie hierbei nicht beschädigt, insbesondere bekommt sie keine Risse und splittert nicht.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Bauteil mit der Beschichtung, insbesondere nach dem Umformprozess, durch einen Härteprozess zumindest bereichsweise gehärtet wird. Auf diese Weise kann das erfindungsgemäße Verfahren beispielsweise zur Herstellung hochfester Bauteile für Fahrzeuge aller Art eingesetzt werden, z. B. Straßenfahrzeuge oder Luftfahrzeuge.

Die eingangs genannte Aufgabe wird ferner gelöst durch eine Anlage eingerichtet zur Durchführung eines Verfahrens der zuvor erläuterten Art, aufweisend wenigstens eine Schnellerwärmungseinrichtung zum Durchführen der Schnellerwärmung des Bauteils auf eine Zieltemperatur, wenigstens eine Zuführeinrichtung für die Zuführung des gasförmigen Mediums zum Erzeugen der zumindest im Wesentlichen sauerstofffreien Schutzatmosphäre um das Bauteil herum, und eine weitere Behandlungsstation zum Durchführen des wenigstens einen weiteren Behandlungsschritts des Bauteils innerhalb der im Wesentlichen sauerstofffreien Schutzatmosphäre unter Nutzung der durch die Schnellerwärmung erzielten Erwärmung des Bauteils. Auch hierdurch können die zuvor erläuterten Vorteile realisiert werden.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Anlage eine Abgabeeinrichtung zur Abgabe eines Beschichtungsmatenals auf das Bauteil aufweist, durch das Bauteil mit einer ein Verzundern des Bauteils verhindernden, einer eine Korrosion des Bauteils verhindernden, einer reibungsmindern- den und/oder einer festigkeitserhöhenden Beschichtung beschichtbar ist. Auf diese Weise wird das Bauteil optimal für seine spätere Verwendung oder für weitere nachgelagerte Bearbeitungsschritte vorbereitet.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Anlage wenigstens eine Umformeinrichtung zum Umformen des Bauteils aufweist. Hierdurch kann ein weiterer Behandlungsschritt in Form des Umformens durchgeführt werden.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Anlage wenigstens eine Härteeinrichtung zum Härten des Bauteils aufweist. Hierdurch kann ein weiterer Behandlungsschritt in Form des Härtens durchgeführt werden.

Die Anlage kann ferner steuerbare Ventile, Düsen und/oder Klappen aufweisen, durch die die Anteile des gasförmigen Mediums, insbesondere das Inertgas und/oder Schutzgas und der Präkursorstoff, eingespeist und/oder dosiert werden können, sowie für die Zuführung des Beschichtungsmaterials. Die Anlage kann ferner die bereits erwähnte Absaugeinrichtung aufweisen, durch die die bei der Schnellerwärmung von dem Bauteil abgegebenen Dämpfe und/oder Partikel abgesaugt werden können, oder sonstige zugeführte Stoffe, wie die Anteile des gasförmigen Mediums und deren Produkte wie der bereits erwähnte Keramikstaub, der nicht zwingend eine Beschichtungsverschlechterung darstellt. Auch nicht genutzte Anteile des zugeführten Beschichtungsmaterials können hierüber abgesaugt werden.

Die Erfindung erlaubt somit bei einer Schnellerwärmung, die innerhalb weniger Sekunden erfolgen kann, die Realisierung einer im Wesentlichen fehlerfreien äußeren Grenzfläche des Bauteils mit homogener Schichtdicke, was durch die im Wesentlichen sauerstofffreie Atmosphäre mit dem Ziel der Desoxidation der Oberfläche des Bauteils möglich ist. Ferner erlaubt es die Erfindung, die Schichteigenschaften und Prozessparameter des Bauteils an seiner Beschichtung in geeigneter Weise auf den Formhärteprozess abzustimmen, so dass es hierbei nicht zu Defekten an der Beschichtung kommt. ^

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Verwendung von Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 - die Prozesskette einer Anlage zur Durchführung eines erfin- dungsge- mäßen Wärmebehandlungsverfahrens und

Fig. 2 - eine Beschichtungskammer der Anlage gemäß Fig. 1 und

Fig. 3 - den Prozessablauf in einem Temperatur-Zeit-Diagramm.

In den Figuren werden gleiche Bezugszeichen für einander entsprechende Elemente verwendet.

Im Beispiel der Figuren 1 und 2 sei angenommen, dass das zu bearbeitende Bauteil 10 ein aus einem Coil 1 abgetrenntes Blechteil ist, z. B. ein Stahlblech. In einer Zuschneideanlage 2 erfolgt ein Zuschneiden derart, dass das Bauteil 10 aus dem Coil 1 abgetrennt wird. Das Bauteil 10 wird dann in eine Beschichtungskammer 3 transportiert. Die Beschichtungskammer 3 weist eine Schnellerwärmungseinrichtung 16 auf, die beispielsweise als konduktive Erwärmungseinrichtung ausgebildet ist. Dementsprechend wird das Bauteil in der Schnellerwärmungseinrichtung 16 mit Elektroden der konduktiven Erwärmungseinrichtung verbunden. Zur Durchführung der Schnellerwärmung wird durch die Elektroden und damit durch das Bauteil ein elektrischer Strom geleitet, durch das sich das Bauteil relativ schnell, z. B. in wenigen Sekunden, auf eine Zieltemperatur erwärmt.

Bei dieser Schnellerwärmung erfolgt gleich zu Beginn ein Absaugen der Luft aus der Beschichtungskammer 3 über eine Absaugeinrichtung 4. Hiermit werden während des Erwärmungsprozesses des Bauteils 10 von dem Bauteil abgegebenen Dämpfe und/oder Partikel abgesaugt. Es wird dann über eine Zuführeinrichtung 5 ein gasförmiges Medium zugeführt, durch das eine im Wesentlichen sauerstofffreie Schutzatmosphäre in der Beschichtungskammer 3 geschaffen wird. Hierbei . .

- 1 1 - wird das Bauteil weiter durch die Schnellerwärmungseinrichtung 16 erwärmt, sofern noch nicht die Zieltemperatur erreicht ist. Nach Erreichen der Zieltemperatur wird über eine Abgabeeinrichtung 6 ein Beschichtungsmaterial auf das Bauteil 10 abgegeben, um das Bauteil mit einer Beschichtung gegen Verzundern, Korrosion, oder Reibungsminderung oder zur Festigkeitserhöhung, zu beschichten. Bei diesem Beschichtungsvorgang kann die Zieltemperatur noch vorliegen oder bereits wieder etwas unterschritten sein, wie nachfolgend anhand der Figur 3 noch näher erläutert wird. Hierbei erfolgt die Bildung einer haftfesten und dichten Beschichtung auf dem Bauteil 10 infolge eines Aufschmelzens bzw. Aufsinterns des pulver- förmig auf die Oberfläche aufgebrachten Beschichtungswerkstoffs, wozu insbesondere die Wärme des aufgeheizten Bauteils selbst genutzt werden kann.

Nach Durchführung des Beschichtungsschritts durch die Abgabeeinrichtung 6 wird das Bauteil aus der Beschichtungskammer 3 entfernt und einer Umformeinrichtung 7 zugeführt, z. B. einer Presse. In der Umformeinrichtung 7 wird das Bauteil in eine gewünschte Form umgeformt. Das umgeformte Bauteil wird dann einem Härteprozess 8 zugeführt. Der Härteprozess 8 kann je nach Ausgestaltung der Umformeinrichtung 7 direkt in der Umformeinrichtung 7 erfolgen oder in einer gesonderten Härteeinrichtung. Nach dem Härteprozess 8 wird das fertig bearbeitete Bauteil 9 bereitgestellt.

Die Figur 2 zeigt das in der Beschichtungskammer 3 befindliche Bauteil 10. Das Bauteil 10 ist durch die konduktive Erwärmungseinrichtung 16 bereits auf die Zieltemperatur erwärmt worden. In der Beschichtungskammer 3 ist bereits durch Zuführung eines gasförmigen Mediums mit den Komponenten Inertgas und/oder Schutzgas 12 und Präkursorstoff 13 die im Wesentlichen sauerstofffreie Schutzatmosphäre geschaffen. Über eine Zuführeinrichtung wird das Beschichtungsmaterial 14 zugeführt und über eine Sprüheinrichtung 1 1 auf das Bauteil 10 aufgesprüht. Hierbei können über einen Absaugkanal 15, der mit der Absaugeinrichtung 4 verbunden ist, bei Bedarf oder permanent Stoffe aus der Beschichtungskammer 3 abgesaugt werden. . _

- 12 -

Die Anlage kann ferner eine Steuereinrichtung aufweisen, z. B. in Form einer elektronischen Steuereinrichtung, durch die die einzelnen Abläufe wie das Einschalten und ggf. eine Temperaturregelung der Schnellerwärmungseinrichtung 16, das Abschalten der Schnellerwärmungseinrichtung 16, das Einschalten und Abschalten des Zuführens des Beschichtungsmaterials 14 sowie das Zuführen der Gasanteile 12, 13 gesteuert werden. Ferner kann hierdurch die Absaugeinrichtung 4 gesteuert werden.

Der Ablauf des Verfahrens sowie die Steuerung der einzelnen Komponenten werden nun anhand der Figur 3 beschrieben. Auf der Zeitachse ist erkennbar, dass sich das Bauteil zunächst auf einer niedrigen Umgebungstemperatur von z. B. 20 °C befindet (Bezugszeichen 20). In diesem Zustand wird beispielsweise in der Zuschneideeinrichtung 2 das Bauteil 10 von dem Coil 1 abgetrennt. Das dann der Beschichtungskammer 3 zugeführte Bauteil 10 wird dann durch die Schnellerwärmung auf eine Zieltemperatur von z. B. 930 °C erwärmt. Dies ist in der Figur 3 durch den Zeitabschnitt S gekennzeichnet. Bereits relativ frühzeitig während der Schnellerwärmung S erfolgt ein durch das Bezugszeichen 21 gekennzeichnetes Absaugen entstehender Dämpfe und/oder Partikel durch die Absaugeinrichtung 4. Im weiteren Erwärmungsprozess in der Schnellerwärmungsphase S wird das gasförmige Medium mit den Gasanteilen 12, 13 in die Beschichtungskammer 3 eingeleitet, was beispielsweise vor Erreichen der Zieltemperatur (Bezugszeichen 22) o- der bei Erreichen der Zieltemperatur (Bezugszeichen 23) erfolgen kann. Durch das gasförmige Medium 12, 13 wird, insbesondere wenn der Präkursorstoff 13 zugemischt ist, eine bereits vorhandene Oxidation an der Oberfläche des Bauteils 10 entfernt. Daher ist es in solchen Fällen vorteilhaft, das gasförmige Medium etwas auf das Bauteil 10 einwirken zu lassen. In diesem Zeitraum bis zum Bezugszeichen 24, in dem die Zieltemperatur von 930 °C bereits erreicht ist, kann z. B. eine Temperaturregelung der Schnellerwärmungseinrichtung 16 durchgeführt werden. Zu dem mit dem Bezugszeichen 24 gekennzeichneten Zeitpunkt kann beispielsweise das Beschichtungsmaterial 14 aufgesprüht werden. Es erfolgt dann eine Abkühlung des Bauteils 10 auf eine Temperatur von z. B. 870 °C bis 900 °C. Je nach Art des verwendeten Beschichtungsmaterials 14 erfolgt dann früher oder später eine Erstarrung dieses Beschichtungsmaterials (Bezugszeichen 25), d. h. das Be- ^

schichtungsmatenal bildet eine durchgehende, festhaftende Schicht auf dem Bauteil 10 aus. Danach wird das Bauteil 10 von der Beschichtungskammer 3 der Umformeinrichtung 7 zugeführt und es erfolgt die Umformung (Bezugszeichen 26). Hierbei kühlt sich das Bauteil 10 deutlich ab. Das Beschichtungsmaterial ist dabei vorteilhafterweise so ausgelegt, dass es in diesem Temperaturbereich noch duktile Eigenschaften hat, so dass es den Umformprozess ohne Beschädigung überstehen kann. Das Bauteil wird anschließend dem Härteprozess 8 zugeführt (Bezugszeichen 27), dabei kühlt es weiter ab bzw. wird aufgrund des Härtevorgangs gezielt abgekühlt.