Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
METHOD FOR PRODUCING WHEEL DISCS FROM A DUAL-PHASE STEEL WITH IMPROVED COLD WORKABILITY
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/091039
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for producing a wheel disc from a dual-phase steel, having improved cold workability of cold-solidified, mechanically separated sheet metal edges, comprising the following method steps: - providing a hot-rolled strip or a hot-rolled strip sheet of the claimed alloy composition having a dual phase structure, consisting of a ferritic matrix, into which a predominantly martensitic second phase is embedded in an insular manner, - cutting a sheet at room temperature and optionally carrying out further punching or cutting operations, - heating exclusively the sheet metal edge regions of the blank, which have been cold-solidified by the cutting or punching operations, to a temperature of at least 700 °C with a dwell time of at most 10 seconds and subsequent cooling with air, and - cold forming the blank in one or more steps to form a wheel disc at room temperature.

Inventors:
DENKS INGWER (DE)
MÜTZE STEFAN (DE)
PELZ CHRISTIAN (DE)
Application Number:
PCT/DE2017/100970
Publication Date:
May 24, 2018
Filing Date:
November 15, 2017
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
SALZGITTER FLACHSTAHL GMBH (DE)
International Classes:
C21D7/02; B21D53/26; B21D53/30; C21D9/34; C22C38/02; C22C38/04; C22C38/06; C22C38/14; C22C38/26
Foreign References:
DE102014016614A12016-05-04
EP0747496A11996-12-11
DE102013104296A12014-10-30
DE102013114245B32015-05-21
DE102009049155A12011-04-28
DE102011121904A12013-06-27
DE102014016614A12016-05-04
Other References:
SALZGITTER FLACHSTAHL: "HCT780C (CR570Y780T-CP1) Mehrphasenstähle zum Kaltumformen - Kaltgewalzte Komplexphasenstähle", May 2015 (2015-05-01), XP002778044, Retrieved from the Internet
ARCELLORMITTAL: "DualphasenstähleAuszug aus Europäischen Produktangebot -Ausgabe", 14 March 2017 (2017-03-14), XP002778045, Retrieved from the Internet
Attorney, Agent or Firm:
MEISSNER, Peter E. (DE)
Download PDF:
Claims:
Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung einer Radschüssel aus Dualphasenstahl mit

verbesserter Kaltumformbarkeit kaltverfestigter, mechanisch getrennter Blechkanten mit folgenden Verfahrensschritten:

- Bereitstellen eines Warmbandes oder eines Warmbandblechs, aufweisend folgende Legierungszusammensetzung in Gewichts.-%: C: 0,04 bis 0,2, Si: 0,05 bis 0,5, Mn: 0,2 bis 1,5, P: max. 0,085, S: max. 0,010, N: max. 0,009, AI: max. 0,060, Nb: max. 0.05, Ti: max. 0,05. sowie eines oder mehrere der Elemente aus der Summe von Cu+Cr+Ni+Mo: 0,1 bis 1,3 mit Cr: max. 0,9. Rest Eisen und erschmeLzungsbedingte Verunreinigungen mit einem DualphasengefOge, bestehend aus einer ferritischen Matrix, in die eine überwiegend martensitische Zweitphase inseiförmig eingelagert ist,

- Zuschneiden einer Platine bei Raumtemperatur sowie optionaler Durchführung wetterer Stanz- oder Schneidoperationen, zur Erzielung von Aussparungen, Löchern oder Durchbrüchen an der Platine bei Raumtemperatur

- Erwärmen ausschließlich der durch die Schneid- oder Stanzoperationen kalt verfestigten Blechkantenbereiche der Platine auf eine Temperatur von mindestens 700°C mit einer Haltezeit von höchstens 10 Sekunden und anschließender Abkühlung an Luft

- Kaltumformen der Platine in einem oder mehreren Schritten zu einer Radschüssel bei Raumtemperatur

2. Verfahren nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Zeit der Temperaturbeaufschlagung 0,02 bis 10 Sekunden beträgt.

3. Verfahren nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet,

dass Zeit der Temperaturbeaufschlagung 0,1 bis 2 Sekunden beträgt

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Erwärmung der kaltverfestigten Blechkantenbereiche auf eine Temperatur von 700*0 bis Solidustemperatur erfolgt. 5. Verfahren nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Erwärmung der kaltverfestigten Biechkantenbereiche auf eine Temperatur von Ac1 bis Solidustemperatur erfolgt. 6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Erwärmung auf Umformtemperatur induktiv, konduktiv, mittels Strahlungserwärmung oder mitteis Laserstrahlung erfolgt. 7. Verfahren nach Anspruch 6,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Erwärmung mittels einer Widerstandsschweißeinrichtung oder mittels eines Lasers erfolgt. 8. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Platine in einem oder in mehreren Schritten umgeformt wird. 9. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Blechplatine einen organischen und/oder metallischen Überzug aufweist. 10. Verfahren nach Anspruch 9,

dadurch gekennzeichnet,

dass der metallische Überzug Zn und/oder Mg und/oder AI und/oder Si enthält. 1 1. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Wärmebehandlung in Ebenenrichtung der Platine, ausgehend von der Blechkante, in einem Bereich erfolgt, der maximal der Blechdicke entspricht. 12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11 ,

dadurch gekennzeichnet, dass der Bereich um die Stelle der Wärmebehandlung vor Oxidation geschützt wird.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12,

dadurch gekennzeichnet,

dass zum Schutz vor Oxidation der Bereich um die Stelle der Wärmebehandlung mindestens während der Wärmeeinwirkung mittels eines Inertgases gespült wird.

14. Verfahren nach Anspruch 13,

dadurch gekennzeichnet,

dass der Bereich um die Stelle der Wärmebehandlung zusätzlich vor und/oder nach der Wärmeeinwirkung mittels eines Inertgases gespült wird.

15. Verwendung eines Stahls bestehend aus folgender

Legierungszusammensetzung in Gewichts-%: C: 0,04 bis 0.12, Si: 0.05 bis 0,5, Mn: 0,2 bis 1.5, P: max. 0,085. S: max. 0,010, N: max. 0,009, AI: max. 0,050, Nb: max. 0.05, Ti: max. 0,05. sowie eines oder mehrere der Elemente aus der Summe von Cu+Cr+ Ni+Mo: 0,1 bis 1 ,3 mit Cr: max. 0,9, Rest Eisen und erschmelzungsbedingte Verunreinigungen mit einem Oualphasengefüge, bestehend aus einer ferritischen Matrix, in die eine überwiegend martensitische Zweitphase inselförmig eingelagert ist, zur Herstellung einer Radschüssel mittels Kaltumformung einer Platine, bei der die Platine vor der Umformung aus einem Band oder Blech bei Raumtemperatur mechanisch zugeschnitten wird und fallweise weitere Stanz- oder Schneidoperationen zur Erzielung von

Aussparungen oder Durchbrüchen bei Raumtemperatur durchgeführt werden, bei der vor der Umformung zu einem Bauteil an den geschnittenen oder gestanzten Blechkanten, welche eine Kaltverfestigung erfahren haben, eine

Wärmebehandlung von mindestens 700*C über eine Zeitdauer von höchstens 10 Sekunden durchgeführt wird.

Description:
Verfahren zur Herstellung von Radschüsseln aus Dualphasenstahl mit verbesserter Kaltumformbarkeit

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Radschüsseln aus Dualphasenstahl, mit verbesserter Kaltumformbarkeit gemäß Patentanspruch 1. hergestellt aus

kaltumgeformten Platinen gemäß Patentanspruch 1, wobei die Platinen eine verbesserte Kaltumformbarkeit kaltverfestigter, mechanisch getrennter Kanten besitzen.

Die Herstellung von Radschüsseln eines Fahrzeugrads durch Kaltumformen ist zum Beispiel aus der Patentschrift DE 102013 114 245 B3 bekannt. Für die Kaltumformung werden bevorzugt mikrolegierte Dualphasen-(DP-) Stähle mit einer Festigkeit von 400 bis 600 MPa eingesetzt. Eine konkrete Legierungszusammensetzung wird nicht angegeben.

Zur Herstellung der Radschüssei wird zunächst eine Blechplatine, vornehmlich aus

Warmband bei Raumtemperatur auf Maß geschnitten. Als Schneidverfahren kommen zumeist mechanische Trennverfahren, wie z.B. das Abscheren oder Stanzen, seltener aber auch thermische Trennverfahren, wie z.B. das Laserschneiden, zur Anwendung. Thermische Trennverfahren sind deutlich kostenintensiver im Vergleich zu mechanischen

Trennverfahren, so dass diese nur in Ausnahmefällen eingesetzt werden.

Nach dem Zuschneiden wird die zugeschnittene Platine in ein Urnformwerkzeug gelegt und in ein- oder mehrstufigen Umformschritten die fertige Radschüssel erzeugt.

Vor der Kaltumformung werden diverse wertere Fertigungsschritte, wie z.B. Stanz- und Schneidoperationen an der Platine und das Anbringen diverser Lochungen für die Aufnahme der Radnabe sowie der Radbolzen durchgeführt, und es werden fallweise während der Umformung kombinierte Umsteif- oder Aufweitoperationen an den gelochten Abschnitten vorgenommen.

Bei der Kallumformung werden die Schnittkanten, insbesondere wenn sie auf- bzw.

hochgestellt werden, z.B. bei Kragenoperationen in gelochten Platinen, besonders belastet.

DP-Stähle weisen ein hohes Verfestigungsvermögens während des Kaltumformens auf, das durch den Verfestigungsexponenten technisch beschrieben wird. Ein hoher

Verfestigungsexponent führt zu besonders vorteilhaften Eigenschaften beim Ausformen flächiger Bereiche von komplexen Teilen, bei denen insbesondere eine ausgeprägte

Tiefziehfähigkeit erforderlich ist. Ein hoher Verfestigungsexponent wird bei den DP-Stählen durch ein ausgewogenes Verhältnis von den Gefügebestandteilen Ferrit und Martenstt erreicht. Dabei stellt Ferrit einen weichen Bestandteil dar, Martensit Siegt im Regelfall als harter Bestandteil inselförmig in einer ferritischen Matrix vor. Die resultierenden vorteilhaften Eigenschaften des Gefüges hinsichtlich der Kaltumformung in flächigen Bereichen ist gleichzeitig mit einer vergleichsweisen hohen Einschränkung der Umformbarkeit

schergeschnittener Kanten beim DP-Stahl verbunden. Der Grund ist, dass bei der

Umformung von Kanten eine massive lokale Beanspruchung erfolgt, die zu einer frühzeitigen hohen Defektdichte im Grenzbereich von Martensitinsein und Ferritkörnern führt, die wiederum ein vergleichsweise frühes Versagen der schergeschnittenen Kante im

anschließenden Umformungsprozess zur Folge hat.

An den Schnittkanten können zudem diverse Vorschädigungen vorliegen. Zum einen bedingt durch eine Kaltverfestigung des Werkstoffs, hervorgerufen durch das mechanische Trennen, das eine totale Umformung bis zur Materialtrennung darstellt. Zum anderen kann eine Kerbwirkung auftreten, welche durch die Topographie der Schnittfläche entsteht.

Gerade bei hoch- und höchstfesten Blechwerkstoffen tritt daher abhängig von der konkreten Legierungszusammensetzung und dem Gefüge bei der anschließenden Umformung eine erhöhte Risswahrscheinlichkeit in den Randbereichen dieser Schnittkanten auf.

Die genannten Vorschädigungen an den Blechkanten können zum vorzeitigen Versagen bei nachfolgenden Umformoperationen bzw. im Fahrbetrieb führen. Die Prüfung des

Umformverhaltens geschnittener Blechkanten im Hinblick auf deren

Kantenrissempfindiichkett wird mit einem Lochaufweitversuch nach ISO 16630 durchgeführt.

Beim Lochaufweitversuch wird in das Blech durch Scherschneiden ein kreisrundes Loch eingebracht, das dann durch einen konischen Stempel aufgeweitet wird. Die Messgröße ist die auf den Ausgangsdurchmesser bezogene Änderung des Lochdurchmessers, bei der am Rand des Lochs der erste Riss durch das Blech auftritt.

Um die vorab beschriebene Kantenrissempfindlichkeit bei der Kaltumformung von schergeschnittenen oder gestanzten Biechkanten zu minimieren, sind z.B. Ansätze zur Veränderung der Legierungszusammensetzung und Werkstoffprozessierung (z.B. gezieltes Einstellen von bainitischen Gefügen) oder der Verfahrenstechnik beim Kaltbeschnitt der Platine (z.B. Ober Modifikationen von Schneidspalt, Geschwindigkeit, Mehrfachbeschnitt etc.) bekannt.

Diese Maßnahmen sind entweder teuer und aufwändig (z.B. mehrstufige

Schneidoperationen, Instandhaltung von 3-D Schnitten etc.), oder sie liefern noch keine optimalen Ergebnisse.

Oesweiteren ist es aus der Offenlegungsschrift DE 10 2009 049 155 A1 bekannt, zumindest den Bereich der Schnittkante auf eine definierte Temperatur zu erwärmen und das

Schneiden bei dieser Temperatur durchzuführen, um die Umformbarkeit der geschnittenen Kanten zu verbessern und so die Kaltverfestigung im Bereich der Schnittkante zu reduzieren oder zu vermeiden. Nachteilig sind hierbei der zur Erwärmung des Bleches notwendige hohe technische und wirtschaftliche Aufwand einerseits und andererseits die für die

Zwangskopplung von Erwärmung der Platine und unmittelbar nachfolgendem Schneiden, die die Produktion unflexibler machen.

Aus der DE 102011 121 904 A1 ist es zudem bekannt, ein schergeschnittenes Blech kalt umzuformen und vor weiteren Umformvorgängen die kaltverfestigten Bereiche lokal mittels eines Lasers zu erwärmen mit dem Ziel einer partiellen Entfestigung. Nachteilig ist hierbei insbesondere die lokale Entfestigung, die hinsichtlich des eingesetzten oft hoch- und höchstfesten Materials insbesondere bei Belastungssituationen und unter schwingender Beanspruchung eine Ungänze darstellt. Darüber hinaus ist unklar, wo genau die Erwärmung stattfinden und wie die lokale Erwärmung mit Temperatur und Zeitveriauf konkret erfolgen soll. Desweiteren ist unklar, wie und in welchem Maße durch die partielle Entfestigung das Umformvermögen des bereits kaltumgeformten Bleches verbessert werden kann.

Aus der Offenlegungsschrift DE 10 2014 016614 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung eines kaltumgeformten Bauteils aus einer bei Raumtemperatur schergeschnittenen Blechplatine mit fallweise diversen weiteren bei Raumtemperatur durchgeführten Fertigungsschritten, wie z.B. Lochstanz- oder Schneidoperationen bekannt, bei dem die bei den Schneid- oder Stanzoperationen kalt verfestigten Blechkantenbereiche, weiche eine anschließende Kaltumformung bei der Herstellung des Bauteils erfahren, auf eine Temperatur von mindestens 600"C erwärmt werden und die Zeit der Temperaturbeaufschlagung weniger als 10 Sekunden betragt. Hierdurch soll die Kaltumformbarkeit dieser kaltverfestigten

Blechkanten deutlich verbessert werden. Anwendung findet dieses Verfahren u.a, bei Dualphasenstählen. Es finden sich jedoch keinerlei Hinweise auf eine konkrete Legierungszusammensetzung oder Gefüge der dort offenbarten Stähle oder die Anwendung dieses Verfahrens für die Herstellung von Radschüsseln.

Derzeitiger Stand der Technik ist daher eine aufwändige Nacharbeit insbesondere der Sitzflächen der Radmuttern bzw. der Nabensitze und der hochgestellten Kanten. Ein sehr hoher Ausschuss bei der Produktion bei unterschiedlichen Kunden ist üblich. Zudem können spezielle Designs für neuartige Stahiräder aus benannten Gründen nicht serienmäßig umgesetzt werden, was Geometrieanpassungen bzw. zusätzliche Arbeitsschritte zur Nacharbeit zur Folge hat.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung von Radschüsseln aus Dualphasenstahf mit verbesserter Kattumformbarkeit. hergestellt aus kalt umgeformten Platinen, anzugeben, welche eine verbesserte Umformbarkeit kaltverfestigter, mechanisch getrennter Blechkanten besitzen.

Nach der Lehre der Erfindung wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit folgenden Schritten gelöst:

-Bereitstellen eines Warmbandes oder eines Warmbandblechs, aufweisend folgende Legierungszusammensetzung in Gewichts.-%: C: 0,04 bis 0,2, Si: 0,05 bis 0,5, Mn: 0.2 bis 1,5. P: max. 0,085, S: max. 0,010, N: max. 0,009, AI: max. 0,060. Nb: max. 0,05, Ti: max. 0,05, sowie eines oder mehrere der Elemente aus der Summe von Cu+Cr+ Ni+Mo: 0,1 bis 1 ,3 mit Cr: max. 0,9. Rest Eisen und erschmelzungsbedingte Verunreinigungen mit einem Dualphasengefüge, bestehend aus einer ferritischen Matrix, in die eine überwiegend martensitische Zweitphase inselförmig eingelagert ist,

- Zuschneiden einer Platine bei Raumtemperatur sowie optionaler Durchführung weiterer Stanz- oder Schneidoperationen, zur Erzielung von Aussparungen, Löchern oder

Durchbrüchen an der Platine bei Raumtemperatur

- Erwärmen ausschließlich der durch die Schneid- oder Stanzoperationen kalt verfestigten Blechkantenbereiche der Platine auf eine Temperatur von mindestens 700°C mit einer Haltezeit von höchstens 10 Sekunden und anschließender Abkühlung an Luft

- Kaltumformen der Platine in einem oder mehreren Schritten zu einer Radschüssel bei Raumtemperatur.

Die Gehaltsgrenzen ergeben sich aus der Notwendigkeit im Warmband ein Dualphasenstahl aus Ferrit mit eingelagerten Martensilinseln zu erzeugen. Außerdem erlauben die

Gehaltsgrenzen vorteilhaft die Erzeugung eines homogenen martensitischen Gefüges im wärmbebandeiten Kantenbereich, das eine ausreichende Umformbarkeit der Kante sicherstellt

Nachfolgend werden die Bedeutung der Einhaltung der Gehaltgrenzen näher beschrieben: C-Gehaite von > 0,04% dienen zur Einstellung von ausreichend hohen Anteilen an Martensit in der ferritischen Matrix, wobei Gehalte von weniger als 0,2% zur Sicherstellung der Schweißbarkeit des Grundmaterials dienen.

Der Si-Gehalt sollte zur Vermeidung von fest anhaftendem Zunder beim Warmwalzen unter 0,5% liegen, da bei Überschreiten dieser auch durch Beizen nicht restlos entfernt werden kann und so die Gebrauchseigenschaften des Bauteils negativ beeinfiusst. Andererseits sind Gehalte von mindestens 0.05% stahiwerkstypisch.

Ein Mn-Gehalt von mindestens 0,2% dient zur Steigerung der Festigkeit durch

Mischkritstalibildung und verringert die kritische Abkühlrate zur Einstellung von Martensit. Der Mn-Gehait sollte nicht über 1.5% liegen, da dann die Neigung zur Seigerungsbildung zunimmt. Die Folge sind Mittenzeilen aus Martensit. die die Gebrauchseigenschaften negativ beeinflussen.

Der Summengehalt von sollte mindestens 0,1% betragen um die kritische

Abkühlrate zur Einstellung von Martensit zu verringern und die Homogenität des Gefüges günstig zu beeinflussen. Oberhalb von 1.3% stellt sich eine gewisse Sättigung dieser Effekte ein und soNte deshalb aus Kostengründen nicht überschritten werden.

Der Cr-Gehalt sollte höchstens 0.8% betragen, da ähnlich wie Mn Cr die kritische Abkühlrate zur Einstellung von Martensit verringert. Höhere Gehalte sind aus Kostengründen nicht sinnvoll.

Erfindungsgemäß hergestellte Radschüsseln weisen den Vorteil auf, dass die vorliegende Legierungszusammensetzung des Werkstoffs mit Dualphasengefüge eine hohe Zugfestigkeit von bis zu 950 MPa und ein für Umformungen im Streckziehbereich niedriges

Streckgrenzenverhältnis Re/Rm von 0,5-0,7 aufweist.

Zudem weist der Stahl vorteilhaft ein besonders hohes Kaltverfestigungsvermögen auf, was sich positiv auf die mechanischen Eigenschaften der fertig geformten Radschüssel niederschlägt.

Überraschend hat sich gezeigt, dass die Kombination aus der erfindungsgemäßen

Legierungszusammensetzung des DP-Stahles mit dem beschriebenen Verfahren zur Kantenmodifikation in idealer Weise, das Ausformen flächiger Bereiche mit der Umformung von schergeschnittenen Kanten ermöglicht und so die Konstruktion von neuen Bauteilen mit einer hohen Funktionalität durch komplexe Formgebung möglich macht. In Kombination mit dem Gefüge des DP-Stahls werden mit der erfindungsgemäßen

Erwärmung der Schnitt- und/oder Stanzkanten Blechkanten erzeugt, die ein besonders hohes Umformvermögen beim Lochaufweitversuch ohne Rissbildung an den Blechkanten aufweisen.

Die vorgeschlagene Behandlung von schergeschnittenen Kanten von Platinenbereichen, die während der Formung zu einer Radschüssel eine erhebliche Kaltverformung erfahren, führt zu eine ausgeprägten Reduzierung der Rissbildung im Fertigungsprozess.

Versuche haben gezeigt, dass es zur Verbesserung des Lochaufweitvermögens nicht notwendig ist, den Schneidprozess selbst bei erhöhter Temperatur der

Schnittkantenbereiche durchzuführen, sondern es ausreichend ist, nur die kaltverfestigten, scherbeeinflussten Schnittkantenbereiche in einem unerwartet kurzen Zeitintervall im Bereich von weniger als 10 Sekunden, in der Regel aber zwischen 0,1 und 2.0 Sekunden auf eine Temperatur von mindestens 700°C aufzuheizen. Erfindungsgemäß kann dies losgelöst vom Schneid- oder Stanzprozess und den nachfolgenden Fertigungsschritten zu einem beliebigen Zeitpunkt vor der Umformung zu einem Bauteil geschehen.

Die Wärmeeinwirkung erfolgt dabei Ober die gesamte Blechdicke und in Ebenenrichtung der Platine in einem Bereich der höchstens der Siechdicke entspricht Die Dauer der

Wärmeeinwirkung richtet sich dabei nach der Art des Wärmebehandlungsverfahrens.

Die Erwärmung selbst kann auf beliebige Weise zum Beispiel konduktiv, induktiv über Strahlungserwärmung oder mittels Laserbearbeitung erfolgen. Hervorragend geeignet für die Wärmebehandlung ist die konduktive Erwärmung, wie sie zum Beispiel in der

Automobilfertigung vielfach am Beispiel von Punktschweißungen angewendet wird.

Vorteilhaft eignet sich zum Beispiel eine Punktschweißmaschine mit eher kurzen

Einwirkzeiten zur Behandlung von gestanzten Löchern in der Platine, wohingegen bei zu behandelnden längeren Kantenabschnttten das induktive Verfahren, Strahlungserwärmung oder Laserbearbeitung mit längeren Einwirkzeiten in Frage kommt.

Zum Schutz der erwärmten Schnittkantenbereiche vor Oxidation sieht eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung vor, diese Bereiche mit Inertgasen, zum Beispiel Argon, zu spülen. Die Inertgasspülung erfolgt dabei während der Dauer der Wärmebehandlung kann aber auch, falls es notwendig erscheint, zusätzlich schon kurz vor Beginn und/oder in einem begrenzten Zeitraum noch nach Durchführung der Wärmebehandlung erfolgen. Somit erfolgt die Wärmeeinbringung nur sehr konzentriert in den scherbeeinflussten

Schnittkantenbereichen und ist daher mit einem vergleichsweise geringem Energieaufwand verbunden, insbesondere hinsichtlich Verfahren, bei denen die gesamte Piatine einer Erwärmung zugeführt wird oder eine um Größenordnungen zeitlich aufwendigere

Spannungsarmglühung Anwendung findet

Das Prozessfenster für die zu erreichende Temperatur im Schnittkantenbereich ist zudem sehr groß und umfasst einen Temperaturbereich von oberhalb 700°C bis hin zur

Solidustemperatur von ca. 1500*C.

Die Versuche haben außerdem gezeigt, dass aliein die Eliminierung der Kaltverfestigung entscheidend für eine deutliche Verbesserung des Lochaufweitvermögens ist und die nicht ausheilbaren Ungänzen. wie z.B. Poren, einer untergeordneten Bedeutung zukommen.

Dies ist unabhängig davon, ob die Wärmebehandlung unterhalb oder oberhalb der

Umwandlungstemperatur Ac1 stattfindet.

Wird die Wärmebehandlung oberhalb von Ad durchgeführt, kommt es nach Behandlung im Zuge einer raschen Abkühlung aufgrund des umgebenden kalten Materials bei

umwandlungsfähigen Stählen zu einer Umwandlung in sogenannte metastabile Phasen. Das daraufhin einsteilende Gefüge, welches beim vorliegenden DP-Stahl weitgehend martensitisch ist, wird sich vom Ausgangszustand hinsichtlich einer erhöhten Festigkeit unterscheiden.

Eine Gefügeumwandlung mit einer damit in aller Regel einhergehenden Härte- und

Festigkeitssteigerung hat jedoch überraschenderweise keinen negativen Einfluss auf das Lochaufweitvermögen, unabhängig davon, ob ein im Vergleich zum Ausgangsgefüge härteres und weniger zähes Gefüge eingestellt wird, so dass auch

Behandlungstemperaturen der Schnittkanten bis hin zur Solidusgrenze möglich sind.

Entscheidend bleibt in jedem Falle, dass die durch das Schneiden eingebrachte

Kaltverfestigung weitestgehend eliminiert wird.

Um die erfindungsgemäßen Ziele zu erreichen, reicht es nach den vorliegenden

Untersuchungen nicht aus, eine Erwärmung unterhalb 700*C für die Dauer einiger Sekunden durchzuführen, da eine deutliche Reduzierung der durch den mechanischen Trennvorgang eingebrachte Verfestigung erfolgen muss. Die erfindungsgemäße Erwärmung der Schnittkanten vor der Kaltumformung der Platine hat gegenüber den bekannten Maßnahmen zur Verminderung der Kantenrissempfindlichkeit den Vorteil, dass durch die Wärmebehandlung nur die scherbeeinflussten Kantenbereiche mikrostrukturell verändert und die Festigkeit dabei in der Regel nicht verringert, sondern erhöht wird. Die Unempfindlichkeit gegenüber Kantenrissen im Sinne eines größeren Lochaufweitvermögens kann damit um den Faktor 2 oder sogar mehr als 5 verbessert werden.

Bei der industriellen Anwendung der Schnittkantenerwärmung an erfmdungsgemäßen Dualphasenstählen für Radschüsseln kann aufgrund der deutlich erhöhten Umformbarkeit der kritischen scherbeeinflussten Blechkantenbereiche einerseits der Ausschuss an umgeformten Radschüssein deutlich gesenkt werden, und andererseits können bislang notwendige Fügeoperationen, zum Beispiel durch jetzt durchführbare Kragenoperationen bei der Ausbitdung z.B. von lagerstellen, eingespart werden.

Die erfindungsgemäßen Verfahrensschritte zur Herstellung von Radschüsseln in

Kombination mit der Legierungszusammensetzung und dem Dualphasengeföge erlaubt durch das verbesserte Umformvermögen der Schnittkantenbereiche komplexere

Bauteilgeometrien und somit eine größere konstruktive Freiheit bei Verwendung derselben Werkstoffe. Zudem wird die Dauerfestigkeit des kalt umgeformten Bauteils erwartungsgemäß aufgrund des sich einstellenden, zwar möglicherweise im Vergleich zum Ausgangszustand härteren aber homogenen Gefüges nicht verringert, sondern bei ausgeprägt zweiphasigen Gefügen wie z.B. Dualphasengefügen erhöht.

Die Wärmebehandlung der kalt umzuformenden Schnittkantenbereiche kann vollständig zu einem beliebigen Zeitpunkt nach den Schneid- oder Stanzprozessen und vor der Umformung der Platine oder als Zwischenschritt bei mehrstufigen Umformoperationen der Platine zur Herstellung einer Radschüssel durchgeführt werden, so dass die Prozessschritte Schneiden bzw. Stanzen der Platine, Wärmebehandlung der Schnittkanten und Umformung der Platine voneinander vollständig entkoppelt sind. Somit wird die Fertigung deutlich flexibler, als es nach dem Stand der Technik bei Integration einer Kantenmodifikation durch

Wärmebehandlung möglich ist.

Aufgrund der im Vergleich zu bekannten Maßnahmen kurzen Behandlungsdauer kann das Verfahren in einer Serienfertigung, die eine Taktung im Bereich von 0,1 bis 10 Sekunden vorgibt, als Zwischenfertigungsschritt integriert werden. Insbesondere die Fertigung von Blechkomponenten im Automobilbereich in mehreren aufeinander folgenden Schritten stellt somit einen prädestinierten Anwendungsbereich dar.

Die Umformung der so vorbereiteten Platine kann zudem vorteilhaft mit den bereits in der Produktion vorhandenen Umformwerkzeugen durchgeführt werden, da keine zusätzlichen Erwärmungseinrichtungen, wie z.B. Ofen, zum Aufheizen der Platine selbst notwendig sind. Dies ermöglicht eine weiterhin kostengünstige Fertigung und durch die Entkopplung der Fertigungsschritte eine hohe Flexibilität im Produktionsablauf.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann die Erwärmung der Schnittkanten jedoch abhängig vom vorgesehenen Produktionsablauf, wenn dies vorteilhaft erscheint, auch unmittelbar nach den mechanischen Schneid- oder Stanzprozessen oder unmittelbar vor der Umformung zu einem Bauteil, in einem mit dem jeweiligen Fertigungsprozess kombinierten Arbeitsschritt erfolgen. Zum Beispiel können die Schneid- und Stanzeinrichtungen mit einer nachgeschalteten Wärmebehandlungsvorrichtung versehen sein oder diese kann der Umformeinrichtung zum Kaltumformen der Platine direkt vorgeschaltet sein.

Die Erfindung ist anwendbar für warmgewalzte Stahlbänder mit Streckgrenzen von 280 MPa bis 700 MPa und Zugfestigkeiten von 450 MPa bis 950 MPa.