Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von beschichteten gehärteten Stahlprodukten, insbesondere zur Verwendung als Strukturbauteil eines Kraftfahr- zeugs.

Es ist bekannt, metallische Bauteile zum Korrosionsschutz zu beschichten sowie diese mittels Warmumformen zu Formteilen umzuformen. Für sicherheitsrelevante Karosse riebauteile von Kraftfahrzeugen werden in der Praxis beispielsweise Aluminium-Sili- zium-beschichtete hochfeste sowie ultrahochfeste Vergütungsstähle, im Speziellen mangan-borhaltige Vergütungsstähle wie beispielsweise 22MnB5 oder 34MnB5 ein gesetzt.

Beispielsweise ist aus der WO 2009/090555 A1 ein Verfahren zum Herstellen eines heißgestanzten beschichteten Stahlabschnitts bekannt, mit den Schritten: Vorbe schichten eines Stahlstreifens mit Aluminium oder Aluminiumlegierung durch Schmelztauchen, wobei die Dicke der Vorbeschichtung 20 bis 33 Mikrometer auf jeder Seite aufweist, Schneiden des vorbeschichteten Stahlstreifens zu einem Stahlab schnitt, Heizen des Stahlabschnitts in einem Ofen, Übertragen des aufgeheizten Stahl- abschnitts in ein Presswerkzeug, Heißstanzen des Stahlabschnitts im Presswerkzeug, und Abkühlen des Stahlabschnitts.

Aus der DE 10 2007 019 196 A1 ist ein Verfahren zum Erzeugen von flexibel gewalz tem Bandmaterial mit einer kathodischen Korrosionsschutzschicht bekannt. Das Be- schichten des Bandmaterials erfolgt bei erhöhter Bandtemperatur in einem Zinkpott (hot dipped galvanized Steel). Die Zinkbeschichtung wird im gleichen Verhältnis abgewalzt, wie die eigentliche Banddicke, wobei eine Beschichtungsenddicke nach dem Flexiblen Walzen von größer gleich 7,5 Mikrometer angestrebt wird.

Aus der WO 2008/1 13426 A2 ist ein Verfahren zum Herstellen eines Blechbauteils bekannt, wobei ein Warm- oder Kaltband schmelztauchbeschichtet oder elektrolytisch beschichtet wird und anschließend einem flexiblen Walzprozess unterzogen wird. Beim flexiblen Walzprozess werden durch unterschiedliche Walzdrücke unterschiedli che Blechdicken des flexibel gewalzten Stahlbandes hergestellt. Abgestimmt auf die Blechdicke nach dem flexiblen Walzen wird die Beschichtung beim Beschichten unter- schiedlich dick ausgebildet, wobei abhängig vom Walzdruck mit steigendem zu erwar tenden Walzdruck die Beschichtungsdicke größer ausgebildet wird.

Aus der WO 2006 097 237 A1 sind ein Verfahren und eine Anlage zum Schmelztauch beschichten von warmgewalztem Stahlband bekannt. Das Stahlband durchläuft eine Beizstation, eine Spülstation, eine Trockenstation, einen Erwärmungsofen und dann ein Schmelzbad. Die Fertigdicke und die Dickentoleranz des schmelztauchbeschich- teten Stahlbandes werden durch eine kontrollierte Dickenreduktion in einem Walzge rüst in der Prozesslinie dadurch erreicht, dass die Fertigdicke im Auslauf des Walzge rüstes durch ein Dickenmessgerät kontrolliert und Abweichungen von der Solldicke als Stellsignal auf die Anstellung des Walzgerüstes zurückgeführt wird.

Aus der WO 2016/198186 A1 ist ein Verfahren zur Warmumformung eines Stahlbau teils bekannt. Das Stahlbauteil wird mit einer korrosionsfesten Zunderschutzschicht versehen und vor der Warmumformung erfolgt eine Oberflächenoxidation, in der eine korrosionsfeste Oxidationsschicht auf der Zunderschutzschicht gebildet wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt als Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines beschichteten und gehärteten Bauteils vorzuschlagen, insbesondere als Struk turbauteil für ein Kraftfahrzeug, das eine gute Korrosionsschutzbeständigkeit in Berei- chen mit unterschiedlichen Dicken aufweist.

Die Aufgabe wird gelöst mittels eines Verfahrens zum Herstellen eines gehärteten Stahlprodukts mit den Schritten: Bereitstellen eines Stahlsubstrats mit einem Basismaterial aus einem härtbaren Stahl; Beschichten des Stahlsubstrats mit einer Aluminium enthaltenden Vorbeschichtung, um ein vorbeschichtetes Stahlsubstrat zu erzeugen, wobei die Beschichtung des vorbeschichteten Stahlsubstrats eine Dicke (d1 ) von mindestens 34 Mikrometern (gm) aufweist; Flexibles Walzen des vorbe- schichteten Stahlsubstrats derart, dass aufeinander folgende Abschnitte des vorbe schichteten Stahlsubstrats unterschiedlich stark ausgewalzt werden, um eine variable Dicke über der Länge des vorbeschichteten Stahlsubstrats zu erzeugen, wobei die Vorbeschichtung nach dem Flexiblen Walzen in dünneren ersten Abschnitten eine re duzierte erste Dicke (d2a) von weniger als 33 Mikrometern und in dickeren zweiten Abschnitten eine reduzierte zweite Dicke (d2b) aufweist, die dicker ist als die reduzierte erste Dicke (d2a); Flerausarbeiten einer Platine aus dem flexibel gewalzten Bandma terial; Erwärmen der Platine derart, dass das Basismaterial der Platine zumindest teil weise austenitisiert wird, wobei durch das Erwärmen Diffusionsprozesse zwischen dem Basismaterial und der Vorbeschichtung stattfinden; Warmumformen der erwärm- ten Platine, wobei die erwärmte Platine umgeformt und derart schnell abgekühlt wird, dass ein gehärtetes Stahlprodukt mit Beschichtung erzeugt wird.

Ein Vorteil ist, dass das Substrat auch nach dem Flexiblen Walzen eine ausreichend dicke Beschichtung aufweist. Dabei hat sich gezeigt, dass die Beschichtung beim Er- wärmen für das nachfolgende Warmumformen aufgrund der Diffusionsprozesse an wächst, so dass die Enddicke der Beschichtung nach dem Warmumformen größer ist als die jeweilige Beschichtungsdicke nach dem Flexiblen Walzen und vor dem Erwär men für die Warmumformung. Dadurch, dass die Vorbeschichtung eine Dicke von min destens 34 Mikrometern aufweist ist die Beschichtung trotz der Dickenreduktion, die sich im Rahmen des Flexiblen Walzens ergibt, aufgrund der nachfolgenden Erwär mung für die Warmumformung auch in den dünneren ersten Abschnitten hinreichend dick, um einen guten Korrosionsschutz zu erreichen. In den dickeren Abschnitten des fertigen Bauteils, die in der Regel höheren Belastungen standhalten müssen, ist auch die Beschichtung entsprechend dicker, so dass diese Abschnitte besonders gut ge- schützt sind. Insgesamt ergibt sich damit ein belastungsoptimiertes beziehungsweise gewichtsreduziertes Bauteil mit ausgezeichnetem Beschichtungsschutz in allen Di ckenbereichen. Das Stahlsubstrat kann beispielsweise ein härtbarer beziehungsweise vergütbarer, insbesondere manganhaltiger Stahlwerkstoff sein. Dieser kann neben Mangan weitere Mikrolegierungselemente beinhalten. Der Stahlwerkstoff kann beispielsweise folgende Anteile an Legierungselementen jeweils in Gewichtsprozent beinhalten:

Kohlenstoff (C) mit mindestens 0,15 % und höchstens 0,5 %, insbesondere höchstens 0,4 %;

Mangan (Mn) mit mindestens 0,5 % und höchstens 5,0 %, insbesondere mindestens 0,8 % und höchstens 2,5 %;

Aluminium (AI) mit höchstens 0,1 %;

Silizium (Si) mit mindestens 0,1 % und höchstens 0,9 %, insbesondere höchstens 0,5 %;

Chrom (Cr) mit mindestens 0,01 % und höchstens 1 ,0 %;

Tital (Ti) mit höchstens 0,02 %, insbesondere höchstens 0,01 %;

Bor (B) mit mindestens 0,0005 und höchstens 0,080 %, insbesondere mindestens 0,002 % und höchstens 0,006 %;

Phosphor (P) mit höchstens 0,1 %, insbesondere höchstens 0,01 %;

Schwefel (S) mit höchstens 0,05 %, insbesondere höchstens 0,01 ;

optional weitere Legierungselemente mit einem Anteil von bis zu 1 ,55 % (1550 ppm); den Rest Eisen (Fe) und unvermeidbare Verunreinigungen.

Als optionale weitere Legierungselemente kann das Substrat jeweils in Gewichtspro zent insbesondere zumindest eines von:

Kupfer (Cu) mit höchstens 0,1 %;

Nickel (Ni) mit höchstens 0,1 %;

Niob (Nb) mit höchstens 0,1 %;

Molybdän (Mo) mit höchstens 1 ,0 %;

Vanadium (V) mit höchstens 0,25 %;

beinhalten, ohne hierauf eingeschränkt zu sein. Der Masseanteil der optionalen Legie rungselemente kann auch geringer sein, beispielsweise kann Molybdän auch mit höchstens 0,8 %, 0,5 % oder 0,25 % enthalten sein. Der Masseanteil der optionalen Legierungselemente beträgt in Summe maximal 1 ,55 %, insbesondere maximal 1 ,0 %, insbesondere maximal 0,8 %. Das Legierungselement Niob bewirkt in vorteilhafter Weise eine feinkörnige Struktur eines aus der Legierung warmumgeformten Bauteils. Insbesondere im Zusammenwirken mit Molybdän, das ein Kornwachstum hemmen kann, ergibt sich eine besonders feinkörnige Struktur, was sich wiederum günstig auf die Festigkeit des hieraus hergestellten Bauteils auswirkt.

Beispiele für verwendbare bor-manganhaltige Stahlwerkstoffe sind 17MnB5, 20MnB5, 20MnB8, 22MnB5, 26MnB5 oder 34MnB5. Das Ausgangsmaterial (Bandmaterial) kann eine Zugfestigkeit von beispielsweise mindestens 450 MPa aufweisen. Ein aus dem beschichteten Stahlsubstrat hergestelltes Formteil kann eine Endzugfestigkeit von beispielsweise mindestens 1 100 MPa, insbesondere mindestens 1500 MPa auf weisen. Es ist auch möglich, dass bestimmte Teilbereiche des Formteils, wo erforder lich, auf eine niedrigere Zugfestigkeit von weniger als 1 100 MPa und dafür höherer Duktilität eingestellt werden. Das Stahlsubstrat kann eine Anfangsdicke von beispiels weise zwischen 1 ,0 und 4,0 mm aufweisen.

Vorzugsweise enthält die Beschichtung zumindest 85 Gewichtsprozent Aluminium, was die Möglichkeit der Verwendung einer reinen Aluminium-Beschichtung (100 Gew.% AI) mit umfasst, ebenso wie die Verwendung einer Legierung, die als Hauptle- gierungsbestandteil Aluminium mit mindestens 85 Gewichtsprozent und optional wei tere Legierungsbestandteile enthält, beispielsweise Silizium mit beispielsweise zwi schen 5 und 15 Gewichtsprozent und/oder Eisen mit bis zu 5 Gewichtsprozent und/o der ein oder mehrere andere Legierungselemente in geringeren Anteilen. Der Anteil der anderen Legierungselemente, beispielsweise zumindest eines aus der Gruppe von Mn, Cr, Ti, B, P, S, Cu, Ni, Nb, Mo, V, kann zusammen beispielsweise bis zu 1 ,5 Ge wichtsprozent betragen. Im Rahmen der vorliegende Offenbarung wird aufgrund des Hauptbestandteils Aluminium allgemein auch die Bezeichnung Aluminium-Beschich tung oder Aluminium-basierte Beschichtung verwendet, womit die genannten Möglich keiten anderer Legierungszusammensetzungen begrifflich mit umfasst sein sollen. Die Aluminium-Beschichtung kann beispielsweise im Schmelztauchverfahren in einem Schmelzbad mit mindestens 85 Gewichtsprozent Aluminium und gegebenenfalls wei teren Legierungsbestandteilen oder anderen üblichen Beschichtungsverfahren auf das Stahlsubstrat aufgetragen werden. Eine beispielhafte Zusammensetzung des Schmelzbads beziehungsweise der aufgebrachten Beschichtung kann bis zu 3 Ge wichtsprozent Eisen, 9 bis 12 Gewichtsprozent Silizium, optional ein oder mehrere weitere Legierungselemente mit zusammen bis zu 1 ,5 Gewichtsprozent, und Rest Alu minium enthalten. Es versteht sich, dass ferner unvermeidbare Verunreinigungen ent halten sein können. Nach einer bevorzugten Ausgestaltung wird die Vorbeschichtung mit einer Dicke (d1 ) von mindestens 36 Mikrometern, insbesondere mindestens 40 Mikrometern auf das Stahlsubstrat aufgebracht. Das so vorbeschichtete Stahlsubstrat bildet die Grundlage für ein hieraus herzustellendes gehärtetes Bauteil mit variablen Dicken. Das Beschich ten des Stahlsubstrats kann beispielsweise mittels Schmelztauchbeschichtung aufge- bracht werden, wobei das Stahlsubstrat in ein Becken mit geschmolzenem Beschich tungsmaterial getaucht wird. Es versteht sich, dass andere bekannte Beschichtungs verfahren ebenso verwendet werden können.

Das vorbeschichtete Stahlsubstrat wird nach dem Vorbeschichten flexibel gewalzt, wo- bei es sich versteht, dass weitere Schritte, wie Erwärmen, zum Coil auf- beziehungs weise vom Coil abwickeln, richten, reinigen oder dergleichen zwischengeschaltet sein können. Optional kann insbesondere vorgesehen sein, dass das Stahlsubstrat nach dem Aufbringen der Vorbeschichtung in der Beschichtungsanlage erwärmt wird, um ein Vordiffundieren zwischen der Vorbeschichtung und dem Stahlsubstrat zu errei- chen. Das Erwärmen zum Vordiffundieren wird bei Temperaturen unterhalb der Schmelztemperatur des Beschichtungsmaterials durchgeführt, beispielsweise in ei nem Temperaturfenster zwischen dem 0,5-fachen und 0,9-fachen der Schmelztempe ratur des Beschichtungsmaterials. Durch die Vordiffusion bildet sich schon im Rahmen des Beschichtungsprozesses eine dickere Interdiffusionszone zwischen dem Grund- material des Stahlsubstrats und dem Beschichtungsmaterial aus. Dies ermöglicht es, das Erwärmen im Rahmen der Warmumformung schneller durchzuführen, was sich insgesamt günstig auf die Taktzeiten bei der Warmumformung auswirkt.

Beim Flexiblen Walzen wird Bandmaterial mit im Wesentlichen einheitlicher Blechdi- cke durch Verändern des Walzspalts während des Prozesses zu Bandmaterial mit va riabler Blechdicke über der Länge ausgewalzt. Die durch das Flexible Walzen erzeug ten Abschnitte unterschiedlicher Dicke erstrecken sich quer zur Längsrichtung bezie- hungsweise Walzrichtung des Bandmaterials. Das Bandmaterial kann nach dem Fle xiblen Walzen auf einfache Weise wieder zum Coil aufgewickelt werden und an ande rer Stelle der Weiterverarbeitung zugeführt werden, oder es kann direkt weiterverar beitet werden, beispielsweise durch Ablängen des Bandmaterials zu einzelnen Blechelementen.

Das Flexible Walzen kann mit Abwalzgraden von mindestens 1 % und/oder maximal 60 % ausgehend von der Anfangsdicke (d1 ) des vorbeschichten Stahlsubstrats durch geführt werden, insbesondere mit Abwalzgraden zwischen 3 % und 55 %. Durch das Flexible Walzen wird mit dem Stahlsubstrat auch die Dicke der Vorbeschichtung ent sprechend reduziert. Dabei kann die Vorbeschichtung nach dem Flexiblen Walzen in dünneren ersten Abschnitten insbesondere eine reduzierte erste Dicke (d2a) von we niger als 20 Mikrometern aufweisen. Alternativ oder in Ergänzung wird das Flexible Walzen so durchgeführt, dass die Vorbeschichtung nach dem Flexiblen Walzen in di- ckeren zweiten Abschnitten eine reduzierte zweite Dicke (d2b) von mehr als 33 Mikro metern aufweist, insbesondere von mehr als 36 Mikrometern. Es versteht sich, dass zwischen dünnsten Abschnitten und dicksten Abschnitten des Bandmaterials, je nach gewünschter Bauteilgeometrie, noch beliebig andere Dickenbereiche beziehungs weise Übergangsbereiche dazwischenliegen können.

In einem dem Flexiblen Walzen nachgelagerten Verfahrensschritt werden aus dem flexibel gewalzten Bandmaterial Platinen erzeugt. Dieser Verfahrensschritt wird auch als Vereinzeln bezeichnet. Das Vereinzeln kann durch mechanisches Schneiden oder mittels Laserschneiden durchgeführt werden. Die Bezeichnung Platinen soll im Rah- men der vorliegenden Offenbarung sowohl rechteckige Blechtafeln, die aus dem Band material herausgetrennt worden sind, als auch Formschnitte mit umfasst sein. Form schnitte sind aus dem Bandmaterial herausgearbeitete Blechelemente, deren Außen kontur an die Form des Endprodukts bereits angepasst ist. Die Blechplatinen werden nach dem Vereinzeln warmumgeformt, wobei gegebenen falls weitere Verfahrensschritte zwischengeschaltet sein können. Zum Warmumfor- men wird die Platine zumindest in einem Teilbereich auf Austenitisierungstemperatur erwärmt; anschließend in ein Warmformwerkzeug eingelegt und im Warmformwerk zeug umgeformt und schnell abgekühlt, so dass ein gehärtetes Formteil entsteht. Das Erwärmen wird in einer geeigneten Wärmeeinrichtung, beispielsweise in einem Durch laufofen vorgenommen. Mit Erwärmen auf Austenitisierungstemperatur ist ein Tempe- raturbereich gemeint, bei dem zumindest eine Teilaustenitisierung erfolgt beziehungs weise vorliegt, also eine Gefügestruktur im Zweiphasengebiet Ferrit und Austenit. Hier für wird die Platine auf eine Temperatur oberhalb Ac1 , das heißt der Temperatur, bei der die Bildung von Austenit beginnt, erwärmt. Beispielsweise kann die Platine auf eine Temperatur von über 880 °C und/oder bis zu 960 °C erwärmt werden. Nach einer mög- liehen Ausführung wird die Platine zum Austenitisieren zumindest bis zum Erreichen einer Temperatur von 700 °C mit einer Aufheizrate von mehr als 12 K/sec erwärmt. Durch ein schnelles Aufheizen wird die Herstellungszeit reduziert. Nach dem Erwär men auf Austenitisierungstemperatur und Einlegen in das Warmformwerkzeug wird die Platine umgeformt und schnell abgekühlt. Durch das schnelle Abkühlen des Formteils im Umformwerkzeug wird eine gehärtete, zumindest teilweise martensitische Gefü gestruktur im Bauteil erzeugt. Dieser Prozess des Warmumformens und schnellen Ab kühlen in einem Umformwerkzeug wird auch als Presshärten bezeichnet.

Durch das Erwärmen und Warmumformen wird aus der Vorbeschichtung und dem da- runter liegenden Stahlsubstrat die Beschichtung gebildet, die aufgrund von Diffusions prozessen gegenüber der Dicke der Vorbeschichtung anwächst. Dabei wird die erste Enddicke (d3a) in den dünneren ersten Abschnitten des fertigen Bauteils vorzugsweise mit mehr als 15 Mikrometern, insbesondere mehr als 20 Mikrometern gebildet, und weniger als 50 Mikrometern, insbesondere weniger als 40 Mikrometern gebildet. Alter- nativ oder in Ergänzung kann die Beschichtung nach dem Warmumformen in den di ckeren zweiten Abschnitten eine zweite Enddicke (d3b) von weniger als 60 Mikrome tern, insbesondere weniger als 50 Mikrometer und/oder mehr als 30 Mikrometern, ins besondere mehr als 35 Mikrometern aufweisen. Es hat sich überraschend gezeigt, dass die Beschichtung in den dünneren Bereichen in Rahmen der Warmumformung stärker anwächst als in dickeren Bereichen. Insbe sondere wird die Beschichtung mit einem Enddickenverhältnis (d3a/d3b) der ersten Enddicke (d3a) zur zweiten Enddicke (d3b) gebildet, das größer ist, als ein Zwischen dickenverhältnis (d2a/d2b) der reduzierten ersten Dicke (d2a) zur reduzierten zweiten Dicke (d2b). Auf diese Weise gleichen sich die unterschiedlichen Beschichtungsdicken insgesamt in vorteilhafter Weise aneinander an, so dass insgesamt ein guter Korrosi- onsschutz in allen Abschnitten des Bauteils erreicht wird.

Das Warmumformen kann nach einer ersten Möglichkeit als indirekter Prozess durch geführt werden, der die Teilschritte Kaltvorformen, anschließendes Erwärmen des kalt vorgeformten Bauteils auf Austenitisierungstemperatur sowie anschließendes Warm- umformen zur Erzeugung der Endkontur des Erzeugnisses umfasst. Das Warmumfor men kann nach einer zweiten Möglichkeit auch als direkter Prozess durchgeführt wer den, der dadurch gekennzeichnet ist, dass das Bauteil direkt auf Austenitisierungstem peratur erwärmt und anschließend zur gewünschten Endkontur in einem Schritt warm- umgeformt wird. Ein vorhergehendes (kaltes) Vorformen findet hier nicht statt.

Nach einer möglichen Ausführungsform kann die Beschichtung vor dem Umformen im Umformwerkzeug so hergestellt werden, dass auf der Oberfläche eine Metalloxid schicht ausgebildet wird. Eine Metalloxidschicht ist korrosionsfest und reaktionsträge, so dass ein Werkzeugverschleiß im Rahmen des Umformens reduziert wird. Sofern eine Metalloxidschicht auf der Beschichtungsoberfläche ausgebildet ist, beziehen sich die in der vorliegenden Offenbarung für den Zustand nach dem Warmumformen an gegebenen Schichtdicken auf die Gesamtbeschichtungsdicke, also inklusive Oxid schicht. Bevorzugte Ausführungsbeispiele werden nachstehend anhand der Zeichnungsfigu ren erläutert. Hierin zeigt

Figur 1 schematisch ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines be schichteten, gehärteten Formteils;

Figur 2A einen Ausschnitt des beschichteten Stahlsubstrat nach dem Vorbeschich ten in vergrößerter schematischer Darstellung; Figur 2B einen Ausschnitt des beschichteten Stahlsubstrat nach dem Flexiblen Wal zen in vergrößerter schematischer Darstellung; und

Figur 2C einen Ausschnitt des beschichteten und flexibel gewalzten Stahlsubstrats nach dem Warmumformen in vergrößerter schematischer Darstellung.

Die Figuren 1 und 2A bis 2C werden nachstehend gemeinsam beschrieben.

Figur 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Fierstellung eines gehärteten Er zeugnisses aus einem beschichteten Stahlsubstrat 2. Das Stahlsubstrat wird in Band form auch als Stahlband oder allgemein als Bandmaterial bezeichnet. In vereinzeltem Zustand wird das Stahlsubstrat auch als Platine bezeichnet.

Als Stahlsubstrat 2 ist im Rahmen der vorliegenden Offenbarung ein härtbares Stahl flachprodukt mit umfasst, das beispielsweise die folgenden Anteile an Legierungsele menten jeweils in Gewichtsprozent beinhalten kann:

Kohlenstoff (C) mit mindestens 0,15 % und höchstens 0,5 %, insbesondere höchstens 0,4 %;

Mangan (Mn) mit mindestens 0,5 % und höchstens 5,0 %, insbesondere mindestens 0,8 % und höchstens 2,5 %;

Aluminium (AI) mit höchstens 0,1 %;

Silizium (Si) mit mindestens 0,1 % und höchstens 0,9 %, insbesondere höchstens 0,5 %;

Chrom (Cr) mit mindestens 0,01 % und höchstens 1 ,0 %;

Tital (Ti) mit höchstens 0,02 %, insbesondere höchstens 0,01 %;

Bor (B) mit mindestens 0,0005 und höchstens 0,080 %, insbesondere mindestens 0,002 % und höchstens 0,006 %;

Phosphor (P) mit höchstens 0,1 %, insbesondere höchstens 0,01 %;

Schwefel (S) mit höchstens 0,05 %, insbesondere höchstens 0,01 %;

optional weitere Legierungselemente mit einem Anteil von bis zu 1 ,55 % (1550 ppm); den Rest Eisen (Fe) und unvermeidbare Verunreinigungen. Unter diese Legierungszusammensetzung fallen beispielsweise bor-manganhaltige Stahlwerkstoffe wie 17MnB5, 20MnB5, 20MnB8, 22MnB5, 26MnB5 und 34MnB5. Der Stahlwerkstoff kann im Ausgangszustand eine Streckgrenze von beispielsweise 150 bis 1 100 MPa und/oder eine Zugfestigkeit von mindestens 450 MPa aufweisen. Die optionalen weiteren Legierungselemente können ausgewählt sein aus der Gruppe: Kupfer (Cu) mit höchstens 0,1 %;

Nickel (Ni) mit höchstens 0,1 %;

Niob (Nb) mit höchstens 0,1 %;

Molybdän (Mo) mit höchstens 1 ,0 %;

Vanadium (V) mit höchstens 0,25 %;

ohne hierauf eingeschränkt zu sein, wobei sich die genannten Prozentangaben jeweils auf Masseprozent des Stahlsubstrats beziehen. Es können ein oder mehrere der ge nannten optionalen Legierungselemente verwendet werden. Der Masseanteil der op tionalen Legierungselemente beträgt in Summe maximal 1 ,55 %, insbesondere maxi mal 1 ,0 %, vorzugsweise maximal 0,8 %.

Im Verfahrensschritt S1 wird das Stahlsubstrat 2, das im Ausgangszustand auf einem Coil 3 aufgewickelt sein kann, mit einer Vorbeschichtung 4 versehen. In auf das Stahlsubstrat aufgebrachtem Zustand enthält die Vorbeschichtung 4 Aluminium mit zumindest 85 Gewichtsprozent und Silizium mit bis zu 15 Gewichtsprozent. Es versteht sich, dass andere Legierungselemente zulasten des Silizium-Anteils mit enthalten sein können, beispielsweise Eisen und/oder andere Legierungselemente mit insgesamt bis zu 5 Gewichtsprozent. Die Vorbeschichtung 4 kann mit generell bekannten Verfahren auf das Stahlsubstrat 2 aufgebracht werden. Eine Möglichkeit ist das Aufbringen im Schmelztauchverfahren. Dabei durchläuft das Stahlsubstrat 2 in einer Beschichtungs anlage 6 ein Schmelzbad 5 aus flüssigem Beschichtungsmaterial 4, welches an der Oberfläche des Substrats 2 anhaftet, so dass ein vorbeschichtetes Stahlsubstrat er zeugt wird. Die Schmelze des Beschichtungsmaterials kann beispielsweise 8 bis 15 Gewichtsprozent Silizium, 2 bis 4 Gewichtsprozent Eisen, optional ein oder mehrere weitere Legierungselemente, wie beispielsweise zumindest eines aus der Gruppe von Mn, Cr, Ti, B, P, S, Cu, Ni, Nb, Mo, V, von zusammen bis zu 1 ,5 Gewichtsprozent, und als Rest Aluminium sowie nicht vermeidbare Verunreinigungen enthalten. Die Vorbeschichtung 4 wird mit einer Dicke d1 von mindestens 36 Mikrometern, ins besondere mindestens 40 Mikrometern auf das Stahlsubstrat 2 aufgebracht. Die Be schichtungsdicke d1 kann eine maximale Dicke von 60 Mikrometern aufweisen, insbe sondere von bis zu 50 Mikrometern. Figur 2A zeigt schematisch einen Ausschnitt des Stahlsubstrats 2 mit Vorbeschichtung 4, wobei die Kombination aus Stahlsubstrat mit Vorbeschichtung mit Bezugszeichen 2‘ versehen ist.

Nach dem Aufbringen der ersten Beschichtung 4 wird das beschichtete Stahlsubstrat 2‘ flexibel gewalzt (S2). Hierfür wird das beschichtete Stahlband 2‘, das vor dem Fle- xiblen Walzen eine weitestgehend konstante Blechdicke D1 über der Länge aufweist, mittels Walzen 7, 8 derart gewalzt, das es längs der Walzrichtung eine variable Blech dicke D2a, D2b, D2c erhält. Das beschichtete und flexibel gewalzte Stahlsubstrat ist mit dem Bezugszeichen 12 versehen. Während des Walzens wird der Prozess überwacht und gesteuert, wobei die von einer Blechdickenmessung 9 ermittelten Daten als Eingangssignal zur Steuerung der Wal zen 7, 8 verwendet werden. Das Flexible Walzen wird entsprechend dem gewünschten Solldickenprofil einer aus dem Bandmaterial 12 zu schneidenden Platine beziehungs weise einem hieraus herzustellenden Bauteil durchgeführt. Dabei kann das Flexible Walzen mit Abwalzgraden von mindestens 1 % und/oder maximal 60 % ausgehend von der Anfangsdicke D1 des vorbeschichten Stahlsubstrats 2‘ durchgeführt werden, insbesondere mit Abwalzgranden zwischen 3 % und 55 %. In Figur 2B ist ein Aus schnitt des vorbeschichteten Stahlsubstrats 12 nach dem Flexiblen Walzen gezeigt. Es ist erkennbar, dass das flexibel gewalzte Bandmaterial 12 nach dem Walzen stärker ausgewalzte erste Bereiche a mit einer ersten Dicke D2a und weniger stark ausge walzte zweite Bereiche b mit einer zweiten Dicke D2b sowie dazwischen liegende Übergangsbereiche c mit variabler Dicke D2c aufweist. Dabei vollzieht sich im Rahmen des Flexiblen Walzens eine Dickenreduktion sowohl im Substrat 2 als auch entspre chend in der Vorbeschichtung 4. Mit steigendem Walzendruck nimmt also sowohl die Dicke des Substrats 2 als auch die Dicke der darauf aufgebrachten Vorbeschichtung 4 ab. Die Vorbeschichtung 4 hat nach dem Flexiblen Walzen in den dünneren ersten Abschnitten a eine reduzierte erste Dicke d2a von insbesondere weniger als 20 Mik rometern, und in dickeren zweiten Abschnitten b eine reduzierte zweite Dicke d2b von insbesondere mehr als 33 Mikrometern, vorzugsweise von mehr als 36 Mikrometern.

Nach dem Flexiblen Walzen kann das Bandmaterial 12 wieder zum Coil 3 aufgewickelt werden, so dass es zu einer nachfolgenden Bearbeitungsstation transportiert werden kann. Nach dem Walzprozess kann das Stahlband 12 in einem nachfolgenden Verfah rensschritt geglättet werden, was in einer Bandrichtvorrichtung erfolgt. Der Verfahrens schritt des Glättens ist optional und kann auch weggelassen werden.

Nach dem Flexiblen Walzen (S2) beziehungsweise Glätten (falls vorgesehen) wird das beschichtete und flexibel gewalzte Stahlband 12 im Verfahrensschritt S3 vereinzelt. Dabei werden aus dem Stahlband 12 einzelne Blechplatinen 22 herausgearbeitet, bei spielsweise mittels einer Stanz- und/oder Schneidvorrichtung 10. Je nach Form der zu fertigenden Blechplatinen 22 können diese aus dem Bandmaterial 12 als Formschnitt ausgestanzt werden, wobei ein nicht weiterverwendeter Rand als Schrott wegfällt, oder das Bandmaterial 12 kann einfach in Teilstücke abgelängt werden.

Die Platinen 22 werden in einem nachfolgenden Schritt S4 warmumgeformt, was auch als Presshärten bezeichnet werden kann. Beim Warmumformen beziehungsweise Presshärten wird die Platine 22 auf eine Temperatur erwärmt, die in der Regel ober- halb der AC1 beziehungsweise AC3-Temperatur des Werkstoffs liegt, beispielsweise zwischen 750 °C bis 1000°C. Das Erwärmen kann durch geeignete Verfahren durch geführt werden, wie beispielsweise mittels induktiver Erwärmung, konduktiver Erwär mung, Erwärmung im Rollenherdofen, Kontakterwärmung durch heiße Platten, Infra rot, oder andere bekannte Verfahren. Nach dem Erwärmen auf Austenitisierungstem- peratur wird die Platine 22 anschließend in ein Warmformwerkzeug 1 1 eingelegt und hierin umgeformt und derart schnell abgekühlt beziehungsweise abgeschreckt, dass zumindest teilweise ein martensitisches Härtegefüge im so hergestellten Formteil ent steht. Das Warmumformen (S4) kann nach einer ersten Möglichkeit als direkter Prozess durchgeführt werden. Dabei wird die Platine 22 direkt auf Austenitisierungstemperatur erwärmt und anschließend zur gewünschten Endkontur in einem Schritt warmumge- formt. Ein vorhergehendes (kaltes) Vorformen findet hier nicht statt. Das Warmumfor- men kann nach einer zweiten Möglichkeit auch als indirekter Prozess durchgeführt werden, der die Teilschritte Kaltvorformen, anschließendes Erwärmen des kalt vorge formten Bauteils auf Austenitisierungstemperatur sowie anschließendes Warmumfor- men zur Erzeugung der Endkontur des Formteils umfasst.

Aufgrund der im Rahmen des Warmumformens durchgeführten Erwärmung der Pla tine 22 finden Diffusionsprozesse zwischen dem Grundmaterial des Stahlsubstrats 2 und dem Beschichtungsmaterial 4 statt. Dabei diffundiert Eisen aus dem Stahlsubstrat 2 in das Beschichtungsmaterial 4, so dass die Dicke d3 der Beschichtung 4 gegenüber der nach dem Flexiblen Walzen vorliegenden Dicke d2 insgesamt zunimmt, das heißt die Beschichtungsdicken d3a, d3b des warmumgeformten Bauteils 32 sind jeweils di cker als die entsprechenden Beschichtungsdicken d2a, d2b vor der Warmumformung. Die Haltezeit zum Austenitisieren der beschichteten Platine 22 hängt von der gewähl- ten Temperatur ab und kann zwischen 4 und 10 Minuten liegen. Vorzugsweise hat die Beschichtung 4 des warmumgeformten Erzeugnisses 32 in den dünneren ersten Ab schnitten a eine Beschichtungs-Enddicke d3a von mehr als 15 Mikrometern, insbeson dere mehr als 20 Mikrometern. In den dickeren zweiten Abschnitten b kann die Be schichtung 4 nach dem Erwärmen beziehungsweise Warmumformen eine zweite End- dicke d3b insbesondere von mehr als 30 Mikrometern, vorzugsweise mehr als 35 Mik rometern aufweisen. Für eine gute Schweißbarkeit des hergestellten Bauteils ist es günstig, wenn die Enddicke d3a der Beschichtung 4 in den dünnen Bereichen a kleiner als 50 Mikrometern, insbesondere kleiner als 40 Mikrometern ist, und in den dickeren Bereichen b kleiner als 60 Mikrometer, insbesondere kleiner als 50 Mikrometer ist.

Optional kann vor der Warmumfomung (S4) eine Oberflächenoxidation des beschich teten und flexibel gewalzten Substrats 2 vorgenommen werden. Dabei wird eine Oxi dationsschicht auf der Beschichtung 4 ausgebildet. Dies führt zu einer höheren Wär meabsorption, so dass die Aufheizzeiten verkürzt werden können. In einer günstigen Verfahrensführung kann die Platine im Rahmen der Warmumformung zumindest bis zum Erreichen einer Temperatur von 700°C mit einer Aufheizrate von mehr als 12 K/sec erwärmt werden. Bezugszeichenliste

2 Stahlsubstrat

3 Coil

4 Beschichtung

5 Schmelzbad

6 Beschichtungsvorrichtung

7 Walzen

8 Walzen

9 Dickenregelung

10 Schneidvorrichtung 1 1 Warmformwerkzeug 12 flexibel gewalztes Substrat 22 Platine

32 Warmformteil

a erster Abschnitt

b zweiter Abschnitt c Übergangsabschnitt

D Dicke (2+4)

d Dicke (4)

S1 -S4 Verfahrensschritte