Die Erfindung betrifft ein Stahlflachprodukt zur Herstellung eines Stahlbauteils durch Warmumformen, ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Stahlflachprodukts, ein Verfahren zur Herstellung eines Blechformteils aus einem solchen Stahlflachprodukt sowie die Verwendung von Kohlenstoffpartikeln in einer Absorptionsschicht auf einem mit einem Korrosionsschutzüberzug auf Aluminium-Basis beschichteten Stahlflachprodukt zur Reduzierung der Reflektivität im Infrarotbereich.

Unter dem Begriff "Stahlflachprodukt" werden vorliegend alle Walzprodukte verstanden, deren Länge um ein Vielfaches größer ist als deren Dicke. Hierzu zählen Stahlbänder und -bleche sowie daraus gewonnene Zuschnitte und Platinen.

Beim Warmumformen, auch Warmformen, Presshärten oder Warmpressformhärten genannt, werden Stahlflachprodukte, beispielsweise Stahlplatinen, die von kalt- oder warmgewalztem Stahlband abgeteilt sind, auf eine in der Regel oberhalb der Austenitisierungstemperatur (AC3) des jeweiligen Stahls liegende Verformungstemperatur erwärmt und im erwärmten Zustand in das Werkzeug einer Umformpresse gelegt. Im Zuge der anschließend durchgeführten Umformung erfährt der Blechzuschnitt bzw. das aus ihm geformte Bauteil durch den Kontakt mit dem kühlen Werkzeug eine schnelle Abkühlung. Die Abkühlraten sind dabei so eingestellt, dass sich im Stahlsubstrat ein Härtegefüge ergibt. Dabei wird das Gefüge in ein zumindest teilweise martensitisches Gefüge umgewandelt. Im Ergebnis wird durch das Warmumformen ein gehärtetes Stahlbauteil erhalten.

Die Erwärmung des Stahlflachproduktes erfolgt typischerweise in einem vorgeheizten Rollenherdofen, den das Stahlflachprodukt durchläuft. In der Praxis ergibt sich dabei das Problem, dass die Strahlungswärme an den glatten und spiegelnden Oberflächen der jeweils auf das Stahlflachprodukt aufgetragenen metallischen Korrosionsschutzbeschichtung reflektiert wird. Dies führt zu einer deutlichen Verzögerung des Erwärmungsvorgangs mit der Folge, dass ein höherer Zeit- und Energieaufwand für die Erwärmung erforderlich ist.

Unter dem Gesichtspunkt der optimalen Energienutzung wäre es daher wünschenswert bei der Erwärmung eine möglichst wirkungsvolle Übertragung der in der Regel als Wärmestrahlung eingebrachten Wärmeenergie in das Stahlflachprodukt zu erreichen. Eine verkürzte Erwärmungszeit des Stahlflachprodukts auf die Verformungstemperatur würde dazu führen, dass die entsprechenden Rollenherdöfen kürzer dimensioniert werden könnten, was sich sowohl auf den erforderlichen Platzbedarf als auch auf die Kosten der Anschaffung derselben günstig auswirken würde. Darüber hinaus könnte durch eine verkürzte Erwärmungszeit die Verfahrensdauer reduziert werden. Auch die bei dem Verfahren entstehenden CO2- Emissionen könnten reduziert werden. Insgesamt würde sich folglich eine optimierte Möglichkeit der Prozesssteuerung ergeben.

Aus der WO 2012/120081 A2 sind Stahlflachprodukte mit verschiedenen Korrosionsschutzüberzügen bekannt. Zur Verbesserung des Aufheizverhaltens werden verschiedene Deckschichten vorgeschlagen, die eine aus der Gruppe der Oxid, Nitrid-, Sulfid-, Sulfat-, Carbid-, Carbonat-, Fluorid-, Hydrat-, Hydroxid- oder Phosphat- Verbindungen stammende metallische Verbindung enthalten. Nachteilig an diesen Deckschichten ist, dass diese sich negativ auf die Produkteigenschaften, wie Verzunderungsschutz, Korrosionsneigung, Schweißbarkeit und/oder Lackierbarkeit, auswirkt.

Vor diesem Hintergrund bestand die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe in der Bereitstellung eines Stahlflachprodukts, das sich innerhalb kürzerer Erwärmungszeiten auf die für das Warmumformen erforderliche Ausgangstemperatur bringen lässt. Darüber hinaus sollte ein Verfahren, das die Herstellung eins solchen Stahlflachprodukts erlaubt, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines aus einem solchen Stahlflachprodukt hergestellten Blechformteils angegeben werden.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Stahlflachprodukt zur Herstellung eines Stahlbauteils durch Warmumformen, umfassend ein Stahlsubstrat, das aus einem Stahl, der 0,1-3 Gew.-% Mn und optional bis zu 0,01 Gew.-% B aufweist, besteht, und einen auf dem Stahlsubstrat aufliegenden Korrosionsschutzüberzug auf Aluminium- Basis, wobei auf dem Korrosionsschutzüberzug eine Absorptionsschicht angeordnet ist, die Kohlenstoffpartikel umfasst.

Im Sinne der Erfindung sind Kohlenstoffpartikel Partikel aus elementarem Kohlenstoff. Partikel im Sinne der Erfindung bestehen aus einem Feststoff und weisen einen hydrodynamischen Durchmesser von 1 bis 500 nm auf. Mehrere dieser Primärpartikel können zu Aggregaten mit einem hydrodynamischen Durchmesser von 50 bis 1000 nm verbunden sein. Typischerweise sind diese Aggregate zu weiteren Agglomeraten mit Durchmessern von 1 bis 100 pm zusammengeschlossen. Der hydrodynamische Durchmesser der Partikel wird mittels dynamischer Lichtstreuung (DLS) bestimmt.

Bei den Kohlenstoffpartikeln handelt es sich bevorzugt um solche, die ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus Graphit, Fullerenen, Graphen, Kohlenstoffnanoröhren sowie deren Mischungen.

Kohlenstoffpartikel haben den Vorteil, dass sich bereits bei Verwendung von kleinen Mengen in der Absorptionsschicht eine signifikante Absorption im Infrarotbereich, und damit eine Reduzierung der Reflektivität im Infrarotbereich ergibt. Gerade der Infrarotbereich ist der Bereich des Strahlungsspektrums, in dem das Ofeninnere Strahlung emittiert, die im Wesentlichen zum Aufheizen der Blechzuschnitte auf die Verformungstemperatur dient. Das Herabsetzen der Reflektivität des Stahlflachprodukts bzw. der Anstieg der Absorption im Infrarotbereich durch die Kohlenstoffpartikel umfassende Absorptionsschicht führt damit zu einer schnelleren Erwärmung des Stahlflachprodukts auf die Verformungstemperatur. Darüber hinaus wird die Absorptionsschicht, umfassend Kohlenstoffpartikel während des Warmumformens bei 920°C nahezu vollständig verbrannt, so dass sich die Absorptionsschicht nicht nachteilig auf die Eigenschaften, wie beispielsweise Schweißbarkeit, Korrosionsneigung, Verzunderungsschutz sowie Lackierbarkeit, des aus dem Stahlflachprodukt nach dem Warmumformen erhaltenen Blechformteils auswirkt.

Unter Infrarotbereich wird im Sinne dieser Anmeldung der Bereich der Wellenzahl von 667-10000 cm' ¹ verstanden. Dies entspricht dem Wellenlängenbereich von 1- 15 pm.

Zudem lässt sich eine gut haftende Absorptionsschicht mit Kohlenstoffpartikeln auf einfache Weise erzeugen, indem das Stahlflachprodukt in eine Kohlenstoffpartikel umfassende wässrige Dispersion eingetaucht oder mit einer solchen Dispersion besprüht oder im Coil-Coating-Verfahren oder mittels chemischer oder physikalischer Gasscheidenabscheidung (CVD oder PVD) belegt wird. Beim anschließenden Trocknen des Stahlflachproduktes kommt es an der Aluminium-haltigen Oberfläche des Korrosionsschutzüberzuges zur Bildung einer Absorptionsschicht mit Kohlenstoffpartikeln, die den stark reflektierenden Korrosionsschutzüberzug auf Aluminium-Basis verdeckt.

Die Absorptionsschicht liegt auf dem Korrosionsschutzüberzug und grenzt unmittelbar an diesen an. Insbesondere ist die Absorptionsschicht eine Deckschicht, die den auf dem erfindungsgemäßen Stahlflachprodukt ausgebildeten Schichtaufbau auf jeder seiner außenliegenden Seiten abschließt.

Es hat sich als besonders praxisgerecht erwiesen, wenn die Absorptionsschicht ein Auftragsgewicht (trocken) von 0,09 bis 10 g/m ² , insbesondere 0,5 bis 5 g/m ² , pro Seite des Stahlflachprodukts aufweist. Auftragsgewichte von weniger als 0,09 g/m ² weisen keine ausreichende Reduzierung des Absorptionsgrads auf, während bei Auftragsgewichten von mehr als 10 g/m ² , insbesondere von mehr als 5 g/m ² , eine Sättigung des Effekts eintritt. Das Aufbringen eines höheren Auftragsgewichts ist daher zwar möglich aber unökonomisch.

Bei einer bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Stahlflachprodukts beträgt die Dicke der Absorptionsschicht 0,05 bis 5 pm. Unter der Dicke ist die Dicke pro Seite des Stahlflachprodukts zu verstehen. Als die beiden Seiten des Stahlflachproduktes werden die beiden sich gegenüberliegenden großen Flächen des Stahlflachproduktes bezeichnet. Die schmalen Flächen werden als Kanten bezeichnet. Bei beidseitig beschichteten Stahlflachprodukten mit Absorptionsschicht auf beiden Seiten beträgt also die Dicke auf jeder der beiden Seiten 0,05 bis 5 pm. Es hat sich gezeigt, dass bereits derartig geringe Dicken der Absorptionsschicht zu einer deutlichen Reduzierung des Reflexionsgrades führen.

Der Reflexionsgrad R im Infrarotbereich wird im Sinne dieser Anmeldung bestimmt, indem ein Schwarzkörperstrahler als Referenz verwendet wird. Der Schwarzkörper hat dabei eine Temperatur von T=920°C, was einer mittleren Ofentemperatur entspricht. Es wird also die spektrale Strahlungsleistung i _z (T) des Schwarzkörperstrahlers bei der Temperatur T mit der gemessenen spektralen Reflektivität p . multipliziert und über den Wellenlängenbereich integriert. Dieses Integral wird genormt auf die spektrale Strahlungsleistung integriert über den gleichen Wellenlängenbereich. Es gilt also

Dabei ergibt sich i _z (T)aus dem Planck’schen Strahlungsgesetz mit der Lichtgeschwindigkeit c, dem Planck’schen Wirkungsquantum h und der Boltzmann-Konstante kB. Die Integration erfolgt jeweils über den Bereich der Wellenlänge, der den Wellenzahlen von 667 - 10000 cm ^-1 entspricht, d.h. von Xi= 1 pm bis Ä2= 15 pm. Der nachfolgend verwendete Reflexionsgrad R ist definiert als R (920°C).

Erfindungsgemäß umfasst die Absorptionsschicht Kohlenstoffpartikel. Der Anteil der Kohlenstoffpartikel in der trockenen Absorptionsschicht kann 10-99 Gew.-%, vorzugsweise 30-99 Gew.-%, besonders bevorzugt, 50-99 Gew.-% betragen. Der erfindungsgemäße Effekt tritt bereits bei sehr geringen Mengen an Kohlenstoffpartikeln in der Absorptionsschicht ein und verstärkt sich mit zunehmender Menge an Kohlenstoffpartikeln. Eine besonders hohe Absorption im Infrarotbereich, und damit eine besonders vorteilhafte Reduzierung der Reflektivität im Infrarotbereich wird erreicht, wenn der Anteil der Kohlenstoffpartikel in der trockenen Absorptionsschicht 60-99 Gew.-%, insbesondere 80-99 Gew.-%, vorzugsweise 90-99 Gew.-% und besonders bevorzugt 95-99 Gew-% beträgt.

Die weitere Ausgestaltung der Kohlenstoffpartikel in der Absorptionsschicht wurde oben bereits beschrieben.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stahlflachprodukts weist die Absorptionsschicht mindestens ein Tensid auf. Das Vorhandensein des mindestens einen Tensids führt zu einer verbesserten Benetzbarkeit der Absorptionsschicht auf dem Korrosionsschutzüberzug.

Geeignete Tenside sind beispielsweise anionische, kationische, zwitterionische und nichtionische Tenside sowie deren Mischungen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stahlflachprodukts ist das mindestens eine Tensid ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Alkylsulfaten, Alkylsulfonaten, Alkylphosphonaten, alkoxylierten Fettalkohlen, alkoxylierten Fettsäuren, alkoxylierten Fettsäureaminen, alkoxylierten Alkylphenolen, oder Alkylpolyglycosiden.

Es hat sich als besonders praxisgerecht erwiesen, wenn das „Alkyl" der vorgenannten Alkylsulfate, Alkylsulfonate, Alkylphosphonate, Alkylphenole und/oder Alkylpolyglycoside eine Kettenlänge von 8 bis 22 Kohlenstoffatomen aufweist.

Bevorzugt werden alkoxylierte Fettalkohole, Fettsäuren, und/oder Fettsäureamine eingesetzt, die eine Alkylkettenlänge von 6 bis 22 Kohlenstoffatomen aufweisen.

Die alkoxylierten Fettalkohole, Fettsäuren, Fettsäureamine und/oder Alkylphenole können ethoxylierte, propoxylierte oder butoxylierte Fettalkohole, Fettsäuren, Fettsäureamine und/oder Alkylphenole sein. Dabei kann der Ethoxylierungs-, Propoxylierungs- oder Butoxylierungsgrad von 1-18, bevorzugt von 3-10, betragen.

Der Anteil des mindestens einen Tensids an der trockenen Absorptionsschicht beträgt 0,01 bis 5 Gew.-%, insbesondere von 0,5 bis 2 Gew.-%. Ein Mindestgehalt von 0,01 Gew.-% hat sich als erforderlich erwiesen, um die Benetzbarkeit des Korrosionsschutzüberzugs auf Aluminium-Basis zu gewährleisten. Ein Anteil von mehr als 5 Gew.-% Tensid in der Absorptionsschicht führt zu keiner weiteren Verbesserung der Benetzbarkeit und ist daher aus ökonomischen Gesichtspunkten nicht sinnvoll.

Um neben der Benetzbarkeit der Blechoberfläche zusätzlich die Haftung der Absorptionsschicht auf dem Korrosionsschutzüberzug auf Aluminium-Basis zu verbessern, kann die Absorptionsschicht neben dem Tensid ferner mindestens ein Polymer enthalten. Eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stahlflachprodukts mit einer Absorptionsschicht, die mindestens ein Tensid und mindestens ein Polymer aufweist, ist somit besonders bevorzugt.

Geeignete Polymere sind beispielsweise Polyalkylenglycole sowie deren Mischungen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stahlflachprodukts ist das mindestens eine Polymer ausgewählt aus Polyethlyenglycolen oder Polypropylenglycolen. Gute Ergebnisse ließen sich dabei insbesondere mit Polyethylenglycolen oder Polypropylenglycolen erzielen, deren Molekulargewicht im Bereich von 400 bis 5000 g/mol liegt.

Der Anteil des mindestens einen Polymers an der trockenen Absorptionsschicht kann 1 bis 90 Gew.-% betragen. Dabei ist ein Mindestgehalt von 1 Gew.-% erforderlich, um die genannte vorteilhafte Haftungsverbesserung zu erhalten. Die Zugabe von mehr als 90 Gew.-%wirkt sich nachteilig auf den Reflexionsgrad und die Trocknung der Beschichtung aus.

Der Korrosionsschutzüberzug auf Aluminium-Basis kann einseitig oder beidseitig auf dem Stahlflachprodukt aufgebracht sein. „Korrosionsschutzüberzug auf Aluminium- Basis", wie hier verwendet, bedeutet, dass der Korrosionsschutzüberzug zu mehr als 50 Gew.-% aus Aluminium besteht.

Ein solcher Korrosionsschutzüberzug wird bevorzugt durch Schmelztauchbeschichten des Stahlflachproduktes erzeugt. Dabei wird das Stahlflachprodukt durch eine flüssige Schmelze geführt, die aus bis 15 Gew.-% Si, bevorzugt mehr als 1 Gew.-%, insbesondere mehr als 1,0 Gew.-%, Si, optional 2 bis 4 Gew.-% Fe, optional bis zu 5 Gew.-% Alkali- oder Erdalkalimetalle, bevorzugt bis zu 1,0 Gew.-% Alkali- oder Erdalkalimetalle, und optional bis zu 15 Gew.-% Zn, bevorzugt bis zu 10 Gew.-% Zn und optionalen weiteren Bestandteilen, deren Gehalte in Summe auf höchstens 2,0 Gew.-% beschränkt sind, und als Rest Aluminium besteht. Bei einer bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Stahlflachprodukts beträgt der Si-Gehalt der Schmelze 1 - 3,5 Gew.-% oder 7 - 12 Gew.-%, insbesondere 8 - 10 Gew.-%.

Bei einer weiteren bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Stahlflachprodukts umfasst der optionale Gehalt an Alkali- oder Erdalkalimetallen in der Schmelze 0,1 - 1,0 Gew.-% Mg, insbesondere 0,1- 0,7 Gew.-% Mg, bevorzugt 0,1- 0,5 Gew.-%. Weiterhin kann der optionale Gehalt an Alkali- oder Erdalkalimetallen in der Schmelze insbesondere mindestens 0,0015 Gew.-% Ca, vorzugsweise mindestens 0,01 Gew.-% Ca, umfassen.

Beim Schmelztauchbeschichten diffundiert Eisen aus dem Stahlsubstrat in den flüssigen Überzug, so dass der Korrosionsschutzüberzug des Stahlflachproduktes beim Erstarren insbesondere eine Legierungsschicht und eine Aluminium- Basisschicht (Al-Basisschicht) aufweist.

Die Legierungsschicht liegt auf dem Stahlsubstrat auf und grenzt unmittelbar an dieses an. Die Legierungsschicht wird im Wesentlichen aus Aluminium und Eisen gebildet. Die übrigen Elemente aus dem Stahlsubstrat oder der Zusammensetzung der Schmelze reichern sich nicht signifikant in der Legierungsschicht an. Bevorzugt besteht die Legierungsschicht aus 35 - 60 Gew.-% Fe, bevorzugt a-Eisen, optionalen weiteren Bestandteilen, deren Gehalte in Summe auf höchstens 5,0 Gew.-%, bevorzugt 2,0 Gew.-% beschränkt sind, und als Rest Aluminium, wobei der Al-Gehalt bevorzugt in Richtung Oberfläche ansteigt. Die optionalen weiteren Bestandteile beinhalten insbesondere die übrigen Bestandteile der Schmelze (das heißt Silizium und gegebenenfalls Alkali- oder Erdalkalimetalle, insbesondere Mg bzw. Ca) und die übrigen Anteile des Stahlsubstrates zusätzlich zu Eisen.

Die Al-Basisschicht liegt auf der Legierungsschicht und grenzt unmittelbar an diese an. Bevorzugt entspricht die Zusammensetzung der Al-Basisschicht der Zusammensetzung der Schmelze des Schmelzbades. Das heißt, sie besteht aus 1- 15 Gew.-%, insbesondere 1,0 - 15 Gew.-%, Si, optional 2 - 4 Gew.-% Fe, optional zu

5 Gew.-% Alkali- oder Erdalkalimetalle, bevorzugt bis zu 1,0 Gew.-% Alkali- oder Erdalkalimetalle, optional bis zu 15 Gew.-% Zn und optionalen weiteren Bestandteilen, deren Gehalte in Summe auf höchstens 2,0 Gew.-% beschränkt sind, und als Rest Aluminium.

Bei einer bevorzugten Variante der Al-Basisschicht umfasst der optionale Gehalt an Alkali- oder Erdalkalimetallen 0,1 - 1,0 Gew.-% Mg, insbesondere 0,1 - 0,7 Gew.-% Mg, bevorzugt 0,1 - 0,5 Gew.-% Mg. Weiterhin kann der optionale Gehalt an Alkali- oder Erdalkalimetallen in der Al-Basis-schicht insbesondere mindestens 0,0015 Gew.-% Ca, insbesondere mindestens 0,1 Gew.-% Ca, umfassen.

Bei einer weiter bevorzugten Variante des Korrosionsschutzüberzuges ist der Si- Gehalt in der Legierungsschicht geringer als der Si-Gehalt in der Al-Basisschicht.

Der Korrosionsschutzüberzug hat bevorzugt eine Dicke von 5 - 60 pm, insbesondere von 10 - 40 pm. Das Auflagengewicht des Korrosionsschutzüberzuges beträgt insbesondere 30 - 360 g/m ² bei beidseitigen Korrosionsschutzüberzügen bzw. 15 - 180 g/m ² bei der einseitigen Variante. Bevorzugt beträgt das Auflagengewicht des Korrosionsschutzüberzuges 100 - 200 g/m ² bei beidseitigen Überzügen bzw. 50 - 100 g/m ² für einseitige Überzüge. Besonders bevorzugt beträgt das Auflagengewicht des Korrosionsschutzüberzuges 120 - 180 g/m ² bei beidseitigen Überzügen bzw. 60 - 90 g/m ² für einseitige Überzüge.

Die Dicke der Legierungsschicht ist bevorzugt kleiner als 20 pm, besonders bevorzugt kleiner 16 pm, besonders bevorzugt kleiner 12 pm, insbesondere kleiner 10 pm. Die Dicke der Al-Basisschicht ergibt sich aus der Differenz der Dicken von Korrosionsschutzüberzug und Legierungsschicht. Bevorzugt beträgt die Dicke der Al- Basisschicht auch bei dünnen Korrosionsschutzüberzügen mindestens 1 pm. Bei einer bevorzugten Variante des Stahlflachproduktes ist der mittlere Reflexionsgrad R im Infrarotbereich kleiner als 0,55, insbesondere kleiner 0,50, bevorzugt kleiner als 0,45 insbesondere kleiner als 0,40, bevorzugt kleiner als 0,35, besonders bevorzugt kleiner als 0,30, insbesondere kleiner als 0,25, bevorzugt kleiner 0,20, insbesondere kleiner 0,15. Je kleiner der Reflexionsgrad im Infrarotbereich ist, umso stärker ist die Aufheizrate beim anschließenden Herstellen eines Stahlbauteils.

Die Erfindung betrifft zudem die Verwendung von Kohlenstoffpartikeln in einer Absorptionsschicht auf einem mit einem Korrosionsschutzüberzug auf Aluminium- Basis beschichteten Stahlflachprodukt zur Reduzierung der Reflektivität im Infrarotbereich. Die Verwendung hat dabei die gleichen Vorteile, die vorstehend in Bezug auf das Stahlflachprodukt erläutert wurden. Weiterhin betrifft die Erfindung auch die Verwendung der vorstehend genannten speziell weitergebildeten Absorptionsschichten und insbesondere die Verwendung einer Mischung von Kohlenstoffpartikeln mit mindestens einem Tensid und/oder Polymer in einer Absorptionsschicht auf einem Korrosionsschutzüberzug mit 0,1 - 1,0 Gew.-% Mg in der Al-Basisschicht.

Das Stahlsubstrat ist aus einem Stahl, der 0,1 - 3 Gew.-% Mn und optional bis zu 0,01 Gew.-% B aufweist. Insbesondere ist das Gefüge des Stahls durch ein Warmumformen in ein martensitisches oder teilweise martensitisches Gefüge umwandelbar. Das Gefüge des Stahlsubstrates des Stahlbauteils ist also bevorzugt ein martensitisches oder zumindest teilweise martensitisches Gefüge, da dieses eine besonders hohe Härte aufweist.

Besonders bevorzugt ist das Stahlsubstrat ein Stahl, der neben Eisen und unvermeidbaren Verunreinigungen (in Gew.-%) aus

C: 0,04 - 0,45 Gew.-%,

Si: 0,02 - 1,2 Gew.-%,

Mn: 0,5 - 2,6 Gew.-%, Al: 0,02 - 1,0 Gew.-%,

P: < 0,05 Gew.-%,

S: < 0,02 Gew.-%,

N: < 0,02 Gew.-%,

Sn: < 0,03 Gew.-%

As: < 0,01 Gew.-%

Ca: < 0,005 Gew.-% sowie optional einem oder mehreren der Elemente „Cr, B, Mo, Ni, Cu, Nb, Ti, V" in folgenden Gehalten

Cr: 0,08 - 1,0 Gew.-%,

B: 0,001 - 0,005 Gew.-%

Mo: <0,5 Gew.-%

Ni: <0,5 Gew.-%

Cu: <0,2 Gew.-%

Nb: 0,02 - 0,08 Gew.-%,

Ti: 0,01 - 0,08 Gew.-%

V: <0,1 Gew.-% besteht.

Bei den Elementen P, S, N, Sn, As, Ca handelt es sich um Verunreinigungen, die bei der Stahlerzeugung nicht vollständig vermieden werden können. Neben diesen Elementen können auch noch weitere Elemente als Verunreinigungen im Stahl vorhanden sein. Diese neben den Elementen P, S, N, Sn, As, Ca im Stahl als Verunreinigungen möglicherweise enthaltenen weiteren Elemente werden unter den „unvermeidbaren Verunreinigungen" zusammengefasst. Bevorzugt beträgt der Gehalt an unvermeidbaren Verunreinigungen in Summe maximal 0,2 Gew.-%, bevorzugt maximal 0,1 Gew.-%. Die optionalen Legierungselemente Cr, B, Nb, Ti, für die eine Untergrenze angegeben ist, können auch in Gehalten unterhalb der jeweiligen Untergrenze als unvermeidbare Verunreinigungen im Stahlsubstratvorkommen. In dem Fall werden sie ebenfalls zu den unvermeidbaren Verunreinigungen gezählt, deren Gesamtgehalt auf maximal 0,2 Gew.-%, bevorzugt maximal 0,1 Gew.-% begrenzt ist. Bevorzugt sind die individuellen Obergrenzen für die jeweilige Verunreinigung dieser Elemente wie folgt:

Cr: < 0,050 Gew.-%,

B: < 0,0005 Gew.-%

Nb: < 0,005 Gew.-%,

Ti: < 0,005 Gew.-%

Dabei sind diese bevorzugten Obergrenzen als alternativ oder gemeinsam zu betrachten. Bevorzugte Varianten des Stahls erfüllen also eine oder mehrere dieser vier Bedingungen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform beträgt der C-Gehalt des Stahls maximal 0,37 Gew.-% und/oder mindestens 0,06 Gew.-%. Bei besonders bevorzugten Ausführungsvarianten liegt der C- Gehalt im Bereich von 0,06 - 0,09 Gew.-% oder im Bereich von 0,12 - 0,25 Gew.-% oder im Bereich von 0,33 - 0,37 Gew.-%.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform beträgt der Si-Gehalt des Stahls maximal 1,00 Gew.-% und/oder mindestens 0,06 Gew.-%.

Der Mn-Gehalt des Stahls beträgt bei einer bevorzugten Variante maximal 2,4 Gew.-% und/oder mindestens 0,75 Gew.-%. Bei besonders bevorzugten Ausführungsvarianten liegt der Mn-Gehalt im Bereich von 0,75 - 0,85 Gew.-% oder im Bereich von 1,0 - 1,6 Gew.-%. Der Al-Gehalt des Stahls beträgt bei einer bevorzugten Variante maximal 0,75 Gew.-%, insbesondere maximal 0,5 Gew.-%, bevorzugt maximal 0,25 Gew.-%. Alternativ oder ergänzend beträgt der Al-Gehalt bevorzugt mindestens 0,02%.

Zudem hat sich gezeigt, dass es hilfreich sein kann, wenn die Summe der Gehalte von Silizium und Aluminium begrenzt ist. Bei einer bevorzugten Variante beträgt daher die Summe der Gehalte von Si und Al (üblicherweise bezeichnet als Si+Al) maximal 1,5 Gew.-%, bevorzugt maximal 1,2 Gew.-%. Ergänzend oder alternativ beträgt die Summe der Gehalte von Si und Al mindestens 0,06 Gew.-%, bevorzugt mindestens 0,08 Gew.-%.

Bei den Elementen P, S, N handelt es sich um typische Verunreinigungen, die bei der Stahlerzeugung nicht vollständig vermieden werden können. Bei bevorzugten Varianten beträgt der P-Gehalt maximal 0,03 Gew.-%. Unabhängig davon beträgt der S-Gehalt bevorzugt maximal 0,012%. Zusätzlich oder ergänzend beträgt der N-Gehalt bevorzugt maximal 0,009 Gew.-%.

Optional enthält der Stahl zudem Chrom mit einem Gehalt von 0,08 - 1,0 Gew.-%. Bevorzugt beträgt der Cr-Gehalt maximal 0,75 Gew.-%, insbesondere maximal 0,5 Gew.-%.

Im Falle einer optionalen Zulegierung von Chrom ist bevorzugt die Summe der Gehalte von Chrom und Mangan begrenzt. Die Summe beträgt maximal 3,3 Gew.-%, insbesondere maximal 3,15 Gew.-%. Weiterhin beträgt die Summe mindestens 0,5 Gew.-%, bevorzugt mindestens 0,75 Gew.-%.

Bevorzugt enthält der Stahl optional zudem Bor mit einem Gehalt von 0,001 - 0,005 Gew.-%. Ins-besondere beträgt der B-Gehalt maximal 0,004 Gew.-%.

Optional kann der Stahl Molybdän mit einem Gehalt von maximal 0,5 Gew.-% enthalten, insbesondere maximal 0,1 Gew.-%. Weiterhin kann der Stahl optional Nickel enthalten mit einem Gehalt von maximal 0,5 Gew.-%, bevorzugt maximal 0,15 Gew.-%.

Optional kann der Stahl zudem Kupfer enthalten mit einem Gehalt von maximal 0,2 Gew.-%, bevorzugt maximal 0,15 Gew.-%.

Zudem kann der Stahl optional eines oder mehrere der Mikrolegierungselemente Nb, Ti und V enthalten. Dabei beträgt der optionale Nb-Gehalt mindestens 0,02 Gew.-% und maximal 0,08 Gew.-%, bevorzugt maximal 0,04 Gew.-%. Der optionale Ti-Gehalt beträgt mindestens 0,01 Gew.- % und maximal 0,08 Gew.-%, bevorzugt maximal 0,04 Gew.-%. Der optionale V-Gehalt beträgt maximal 0,1 Gew.-%, bevorzugt maximal 0,05 Gew.-%.

Im Falle einer optionalen Zulegierung von mehreren der Elemente Nb, Ti und V ist bevorzugt die Summe der Gehalte von Nb, Ti und V begrenzt. Die Summe beträgt maximal 0,1 Gew.-%, insbesondere maximal 0,068 Gew.-%. Weiterhin beträgt die Summe bevorzugt mindestens 0,015 Gew.-%.

Die vorstehenden Erläuterungen zu bevorzugten Stahlsubstraten gelten selbstverständlich ebenso für die Stahlsubstrate in den nachfolgend beschriebenen erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Stahlflachproduktes umfassend mindestens folgende Arbeitsschritte: a) Bereitstellen eines Stahlflachproduktes umfassend ein Stahlsubstrat, das aus einem Stahl, der 0,1 - 3 Gew.-% Mn und optional bis zu 0,01 Gew.-% B aufweist, besteht, und einen auf dem Stahlsubstrat aufliegenden Korrosionsschutzüberzug auf Aluminium-Basis, b) Applizieren einer Absorptionsschicht, umfassend Kohlenstoffpartikel, auf das Stahlflachprodukt, insbesondere durch

(i) Eintauchen des Stahlflachproduktes in eine Kohlenstoffpartikel umfassende wässrige Dispersion oder

(ii) Besprühen des Stahlflachproduktes mit einer Kohlenstoffpartikel umfassenden wässrigen Dispersion oder

(iii) Belegen des Stahlflachproduktes mit einer Kohlenstoffpartikel umfassenden wässrigen Dispersion im Coil-Coating-Verfahren oder durch chemische oder physikalische Gasphasenabscheidung.

Durch diese Behandlung wird die wässrige Dispersion mit Kohlenstoffpartikeln gleichmäßig über die gesamte Oberfläche verteilt, so dass sich eine homogene flächendeckende Absorptionsschicht bildet, die Kohlenstoffpartikel umfasst.

Alternativ wird die homogene flächendeckende Absorptionsschicht durch chemische oder physikalische Gasphasenabscheidung ausgebildet.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt der pH-Wert der wässrigen Dispersion bei maximal 14, insbesondere bei maximal 13, vorzugsweise bei maximal 12, besonders bevorzugt bei maximal 10. Hierdurch ist sichergestellt, dass es zu einer guten Benetzbarkeit des Korrosionsschutzüberzugs auf Aluminium-Basis kommt und damit zu einer besonders gleichmäßigen Verteilung der wässrigen Dispersion sowie der darin enthaltenen Kohlenstoffpartikel. Als besonders praxisgerecht hat es sich dabei erwiesen, wenn der pH-Wert der wässrigen Dispersion mindestens 8 und maximal 12, insbesondere mindestens 8 und maximal 10 beträgt.

Insbesondere enthält die wässrige Dispersion 1 - 70 Gew.-%, insbesondere 2 - 50 Gew.-% Kohlenstoffpartikel bezogen auf das Gesamtgewicht der wässrigen Dispersion.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens enthält die wässrige Dispersion zusätzlich mindestens ein Tensid. Hierdurch kann die Stabilität der Dispersion verbessert werden. Ferner wirkt sich die Gegenwart des mindestens einen Tensids in der wässrigen Dispersion auch vorteilhaft auf die Benetzbarkeit des Korrosionsschutzüberzugs auf Aluminium-Basis aus. Durch zusätzliches Hinzufügen mindestens eines Polymers in die wässrige Dispersion kann ferner eine verbesserte Haftung der Absorptionsschicht auf dem Korrosionsschutzüberzug erhalten werden.

Dabei gilt für die jeweilige Ausgestaltung des Tensids und des Polymers das bereits oben im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Stahlflachprodukt Ausgeführte entsprechend.

Der Anteil des mindestens einen Tensids an der wässrigen Dispersion beträgt 0 bis 5 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht der wässrigen Dispersion. Dabei ist ein Mindestgehalt von 0,1 Gew.-% erforderlich, um die genannten vorteilhaften Wirkungen zu erhalten. Die Zugabe von mehr als 5 Gew.-% wirkt sich ist aus ökonomischen Gründen nicht sinnvoll, da eine Steigerung der vorteilhaften Wirkungen nicht mehr beobachtet werden kann.

Der Anteil des mindestens einen Polymers an der wässrigen Dispersion beträgt 0 bis 50 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht der wässrigen Dispersion. Dabei ist ein Mindestgehalt von 1 Gew.-% erforderlich, um die genannten vorteilhaften Wirkungen zu erhalten. Die Zugabe von mehr als 50 Gew.-% wirkt sich wirkt sich nachteilig auf den Reflexionsgrad und die Trocknung der aus der wässrigen Dispersion erhaltenen Absorptionsschicht aus.

Dabei versteht es sich von selbst, dass der Anteil der Kohlenstoffpartikel sowie der Anteil des gegebenenfalls vorhandenen mindestens einen Tensids und des gegebenenfalls zusätzlich vorhandenen mindestens einen Polymers in der wässrigen Dispersion je nach Applikationsart variiert werden kann, um einen gewünschten Anteil des Kohlenstoffpartikels sowie des gegebenenfalls vorhandenen mindestens einen Tensids und des gegebenenfalls zusätzlich vorhandenen mindestens einen Polymers an der trockenen Absorptionsschicht einzustellen. So kann es beispielsweise praxisgerecht sein für ein Eintauchen eine wässrige Dispersion mit einem wesentlich geringeren Anteil an Kohlenstoffpartikeln einzusetzen, während für ein Belegen ein höherer Anteil der Kohlenstoffpartikel in der wässrigen Dispersion erforderlich ist, um den gleichen gewünschten Anteil an Kohlenstoffpartikeln in der trockenen Absorptionsschicht zu erhalten.

Im Falle des Eintauchens gemäß (i) von Schritt b) des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt das Eintauchen bevorzugt für eine Tauchzeit von 0,5 bis 30 s, bevorzugt 1 bis 5 s. Eine längere Tauchzeit hat den Vorteil, dass die Benetzung des Stahlflachprodukts sichergestellt ist. Allerdings ist für eine industrielle Fertigung eine kürzere Tauchzeit vorteilhaft, um den Herstellungsprozess effizient zu gestalten. Die genannten Zeiten haben sich in dieser Hinsicht als ein guter Kompromiss erwiesen.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung des Verfahrens weist das Stahlflachprodukt beim Applizieren der wässrigen Dispersion, insbesondere beim Eintauchen oder Besprühen oder Belegen im Coil-Coating-Verfahren oder beim Belegen durch chemische Gasabscheidung, eine Temperatur von 40°C bis 100°C, bevorzugt 50°C bis 80°C, auf. Eine höhere Temperatur beschleunigt im Falle des Applizierens der wässrigen Dispersion die Trocknung der Absorptionsschicht und damit die Schichtbildung, bei einer zu hohen Temperatur verdampft jedoch die wässrige Dispersion zu schnell, sodass die Schichtbildung nicht zuverlässig abgeschlossen ist. Für die chemische Gasphasenabscheidung sind die genannten Temperaturbereiche vorteilhaft, um die Reaktionen an der Oberfläche zu beschleunigen.

Im Falle des Belegens gemäß (iii) von Schritt b) des erfindungsgemäßen Verfahrens mittels chemischer Gasphasenabscheidung (CVD) oder physikalischer Gasphasenabscheidung (PVD), kann das Belegen derart ausgeführt werden, dass beispielsweise die Verbrennung von Gas, beispielsweise Methan, Propan, Butan oder Acetylen, an einer heißen Stahlflachproduktoberfläche, die durch den Korrosionsschutzüberzug auf Aluminium-Basis gebildet ist, erfolgt oder das Belegen über eine Flüssigzufuhr-Flammensprühpyrolyse erfolgt, bei der ein Kohlenstoff- haltiger Precursor, beispielsweise Methan, Propan, Butan oder Acetylen, unvollständig verbrannt wird und die dabei erzeugten Kohlenstoffpartikel an der Oberfläche des Stahlflachprodukts anhaften oder das Belegen erfolgt aus einem Kohlenstofftarget, beispielsweise aus Graphit oder amorphem Kohlenstoff, durch ein sputterndes PVD- Verfahren im Vakuum.

Bei einer alternativen bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Stahlflachprodukt vor Schritt b) einer Aktivierungsbehandlung unterzogen, wobei auf den Korrosionsschutzüberzug auf Aluminium-Basis ein Haftungsvermittler aufgetragen wird. Als Haftungsvermittler können dabei dieselben Polymere dienen, die in Bezug auf das erfindungsgemäße Stahlflachprodukt oben bereits ausführlich beschrieben wurden. Dabei sind die dort beschriebenen Ausgestaltungen dieser Polymere auf das erfindungsgemäße Verfahren analog anwendbar. Durch das Aufbringen einer haftungsvermittelnden Schicht auf den Korrosionsschutzüberzug kann eine besonders gute Haftung der in der Absorptionsschicht enthaltenen Kohlenstoffpartikel auch dann gewährleistet werden, wenn diese über CVD oder PVD aufgebracht werden.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen eines Blechformteils umfassend folgende Arbeitsschritte: a) Bereitstellen eines Blechzuschnitts aus einem erfindungsgemäßen Stahlflachprodukt; b) Erwärmen des Blechzuschnitts derart, dass zumindest teilweise die AC3 Temperatur des Zuschnitts überschritten ist und die Temperatur TEinig des Zuschnitts beim Einlegen in ein für ein Warmpressformen vorgesehenes Umformwerkzeug (Arbeitsschritt c)) zumindest teilweise eine Temperatur oberhalb von Ms+100°C aufweist, wobei Ms die der Martensitstarttemperatur bezeichnet, wobei die mittlere Aufheizrate größer ist als 15 Kmm/s; c) Einlegen des erwärmten Blechzuschnitts in ein Umformwerkzeug, wobei die für das Entnehmen aus der Erwärmungseinrichtung und das Einlegen des Zuschnitts benötigte Transferdauer trrans höchstens 20 s, bevorzugt höchstens 15 s, beträgt; d) Warmpressformen des Blechzuschnitts zu dem Blechformteil, wobei der Zuschnitt im Zuge des Warmpressformens über eine Dauer twz von mehr als 1 s mit einer zumindest teilweise mehr als 30 K/s betragenden Abkühlgeschwindigkeit rwz auf die Zieltemperatur Tziei abgekühlt und optional dort gehalten wird; e) Entnehmen des auf die Zieltemperatur Tziei abgekühlten Blechformteils aus dem Werkzeug.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird somit ein Zuschnitt, der aus einem zuvor erläuterten erfindungsgemäßen Stahlflachprodukt besteht, bereitgestellt (Arbeitsschritt a)). Dieser wird mit einer mittleren Aufheizrate größer 15 Kmm/s derart erwärmt, dass zumindest teilweise die AC3 Temperatur des Zuschnitts überschritten ist und die Temperatur TEinig des Zuschnitts beim Einlegen in ein für ein Warmpressformen vorgesehenes Umformwerkzeug (Arbeitsschritt c)) zumindest teilweise eine Temperatur oberhalb von Ms+100°C beträgt.

Unter der mittleren Aufheizrate ist dabei das Produkt aus mittlerer Aufheizgeschwindigkeit von 30°C auf 700°C und Blechdicke zu verstehen. Die mittlere Aufheizrate beträgt mehr als 15 Kmm/s, insbesondere mehr als 20 Kmm/s, bevorzugt mehr als 25 Kmm/s, insbesondere mehr als 30 Kmm/s. Die Erwärmung in Schritt a) findet bevorzugt in einem Ofen, insbesondere einem Rollenherdofen statt. Daher dominiert die Wärmestrahlung gegenüber der Wärmeleitung bei der Erwärmung der Blechzuschnitte. Durch die erfindungsgemäße Absorptionsschicht wird der Anteil der absorbierten Wärmestrahlung erhöht, so dass sich die vorteilhaften hohen mittleren Aufheizraten ergeben.

Unter teilweisem Überschreiten einer Temperatur (hier AC3 bzw. bzw. Ms+100°C) wird im Sinne dieser Anmeldung verstanden, dass mindestens 30%, insbesondere mindestens 60%, des Volumens des Zuschnitts eine entsprechende Temperatur überschreiten. Beim Einlegen in das Umformwerkzeug weist also mindestens 30% des Zuschnitts ein austenitisches Gefüge auf, d.h. die Umwandlung vom ferritischen ins austenitische Gefüge muss beim Einlegen in das Umformwerkzeug noch nicht abgeschlossen sein. Vielmehr können bis zu 70% des Volumens des Zuschnitts beim Einlegen in das Umformwerkzeug aus anderen Gefügebestandteilen, wie angelassenem Bainit, angelassenem Martensit und/oder nicht bzw. teilweise rekristallisiertem Ferrit bestehen. Zu diesem Zweck können bestimmte Bereiche des Zuschnitts während der Erwärmung gezielt auf einem niedrigeren Temperaturniveau gehalten werden als andere. Hierzu kann die Wärmezufuhr gezielt nur auf bestimmte Abschnitte des Zuschnitts gerichtet werden oder die Teile, die weniger erwärmt werden sollen, gegen die Wärmezufuhr abgeschirmt werden. In dem Teil des Zuschnittmaterials, dessen Temperatur niedriger bleibt, entsteht im Zuge der Umformung im Werkzeug kein oder nur deutlich weniger Martensit, so dass das Gefüge dort deutlich weicher ist als in den jeweils anderen Teilen, in denen ein martensitisches Gefüge vorliegt. Auf diese Weise kann im jeweils geformten Blechformteil gezielt ein weicherer Bereich eingestellt werden, indem beispielsweise eine für den jeweiligen Verwendungszweck optimale Zähigkeit vorliegt, während die anderen Bereiche des Blechformteils eine maximierte Festigkeit besitzen.

Maximale Festigkeitseigenschaften des erhaltenen Blechformteils können dadurch ermöglicht werden, dass die zumindest teilweise im Blechzuschnitt erreichte Temperatur zwischen AC3 und 1000°C, bevorzugt zwischen 850°C und 950°C liegt.

Dabei ist die zu überschreitende Mindesttemperatur AC 3 gemäß der von HOUGARDY, HP. in Werkstoffkunde Stahl Band 1: Grundlagen, Verlag Stahleisen GmbH, Düsseldorf, 1984, p. 229., angegebenen Formel

AC3 = (902 - 225*%C + 19*%Si - ll*%Mn - 5*%Cr + 13*%Mo - 20*%Ni + 55*%V) °C mit %C = jeweiliger C-Gehalt, %Si = jeweiliger Si-Gehalt, %Mn = jeweiliger Mn-Gehalt, %Cr = jeweiliger Cr-Gehalt, %Mo = jeweiliger Mo-Gehalt, %Ni ^jeweiliger Ni-Gehalt und %V = jeweiliger V-Gehalt des Stahls, aus dem der Zuschnitt besteht, bestimmt.

Eine optimal gleichmäßige Eigenschaftsverteilung lässt sich dadurch erreichen, dass der Zuschnitt im Arbeitsschritt b) vollständig durcherwärmt wird.

Bei einer bevorzugten Ausführungsvariante erfolgt die Erwärmung in einem Ofen mit einer Ofentemperatur Tofen von mindestens 850°C, bevorzugt mindestens 880°C, besonders bevorzugt mindestens 900°C, insbesondere mindestens 920°C, und maximal 1000°C, bevorzugt maximal 950°C, besonders bevorzugt maximal 930°C.

Bevorzugt beträgt der Taupunkt im Ofen mindestens -20°C, bevorzugt mindestens - 15°C, insbesondere mindestens -5°C, bevorzugt mindestens 0°C, besonders bevorzugt mindestens +5°C und maximal +25°C, bevorzugt maximal +20°C insbesondere maximal +15°C.

Bei einer speziellen Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die Erwärmung in Schritt b) stufenweise in Bereichen mit unterschiedlicher Temperatur. Insbesondere erfolgt die Erwärmung in einem Rollenherdofen mit unterschiedlichen Heizzonen. Hierbei erfolgt die Erwärmung in einer ersten Heizzone mit einer Temperatur (sogenannte Ofeneinlauftemperatur) von mindestens 650°C, bevorzugt mindestens 680°C, insbesondere mindestens 720°C. Maximal beträgt die Temperatur in der ersten Heizzone bevorzugt 900°C, insbesondere maximal 850°C. Weiterhin bevorzugt beträgt die maximale Temperatur aller Heizzonen im Ofen maximal 1200°C, insbesondere maximal 1000°C, bevorzugt maximal 950°C, besonders bevorzugt maximal 930°C.

Die Gesamtzeit im Ofen tofen, die sich aus einer Erwärmungszeit und einer Haltezeit zusammensetzt, beträgt bei beiden Varianten (konstante Ofentemperatur, stufenweise Erwärmung) bevorzugt mindestens 1 Minute, insbesondere mindestens 2 Minuten, bevorzugt mindestens 3 Minuten. Weiterhin beträgt die Gesamtzeit im Ofen bei beiden Varianten bevorzugt maximal 12 Minuten, insbesondere maximal 10 Minuten, bevorzugt maximal 8 Minuten, insbesondere maximal 6 Minuten. Längere Gesamtzeiten im Ofen haben den Vorteil, dass eine gleichmäßige Austenitisierung des Blechzuschnittes sichergestellt ist. Andererseits führt ein zu langes Halten oberhalb von AC3 zu einer Kornvergröberung, die sich negativ auf die mechanischen Eigenschaften auswirkt.

Der so erwärmte Zuschnitt wird aus der jeweiligen Erwärmungseinrichtung entnommen und so schnell in das Umformwerkzeug transportiert, dass seine Temperatur beim Eintreffen in dem Werkzeug zumindest teilweise oberhalb von Ms+100°C liegt, bevorzugt oberhalb von 600°C, insbesondere oberhalb von 650°C, besonders bevorzugt oberhalb von 700°C. Hierbei bezeichnet Ms die Martensitstarttemperatur. Bei einer besonders bevorzugten Variante liegt die Temperatur zumindest teilweise oberhalb der ACl-Temperatur. Bei allen diesen Varianten beträgt die Temperatur insbesondere maximal 900°C. Durch diese Temperaturbereiche wird insgesamt eine gute Umformbarkeit des Materials gewährleistet.

Im Arbeitsschritt c) wird der Transfer des austenitisierten Zuschnitts von der jeweils zum Einsatz kommenden Erwärmungseinrichtung zum Umformwerkzeug innerhalb von vorzugsweise höchstens 20 s, insbesondere von maximal 15 s absolviert. Ein derart schneller Transport ist erforderlich, um eine zu starke Abkühlung vor der Verformung zu vermeiden.

Das Werkzeug besitzt beim Einlegen des Zuschnitts typischerweise eine Temperatur zwischen Raumtemperatur (RT) und 200°C, bevorzugt zwischen 20°C und 180°C, insbesondere zwischen 50°C und 150°C. Optional kann das Werkzeug in einer besonderen Ausführungsform zumindest bereichsweise auf eine Temperatur Twz von mindestens 200°C, insbesondere mindestens 300°C temperiert sein, um das Bauteil nur partiell zu härten. Weiterhin beträgt die Werkzeugtemperatur Twz bevorzugt maximal 600°C, insbesondere maximal 550°C. Es ist lediglich sicherzustellen, dass die Werkzeugtemperatur Twz unterhalb der gewünschten Zieltemperatur Tziei liegt. Die Verweilzeit im Werkzeug twz beträgt bevorzugt mindestens 2s, insbesondere mindestens 3s, besonders bevorzugt mindestens 5s. Maximal beträgt die Verweilzeit im Werkzeug bevorzugt 25s, insbesondere maximal 20s.

Die Zieltemperatur Tziei des Blechformteils liegt zumindest teilweise unterhalb 400°C, bevorzugt unterhalb 300°C, insbesondere unterhalb von 250°C, bevorzugt unterhalb von 200°C, besonders bevorzugt unterhalb von 180°C, insbesondere unterhalb von 150°C. Alternativ liegt die Zieltemperatur Tziei des Blechformteils besonders bevorzugt unter Ms-50°C, wobei Ms die Martensitstarttemperatur bezeichnet. Weiterhin beträgt die Zieltemperatur des Blechformteils bevorzugt mindestens 20°C, besonders bevorzugt mindestens 50°C.

Die Martensitstarttemperatur eines im Rahmen der erfindungsgemäßen Vorgaben liegenden Stahls ist gemäß der Formel:

Ms [°C] = (490,85 - 302,6 %C - 30,6 %Mn - 16,6 %Ni - 8,9 %Cr + 2,4 %Mo - ll,3%Cu + 8,58 %Co + 7,4 %W - 14,5 %Si) [°C/Gew.-%] zu berechnen, wobei auch hier mit C% der C-Gehalt, mit %Mn der Mn-Gehalt, mit %Mo der Mo-Gehalt, mit %Cr der Cr-Gehalt, mit %Ni der Ni-Gehalt, mit %Cu der Cu- Gehalt, mit %Co der Co- Gehalt, mit %W der W-Gehalt und mit %Si der Si-Gehalt des jeweiligen Stahls in Gew.-% bezeichnet sind.

Die ACl-Temperatur und die AC3-Temperatur eines im Rahmen der erfindungsgemäßen Vorgaben liegenden Stahls ist gemäß den Formeln:

AC1[°C] = (739 — 22*%C - 7*%Mn + 2*%Si + 14*%Cr + 13*%Mo - 13*%Ni +20*%V )[°C/Gew.-%] AC3[°C] = (902 - 225*%C + 19*%Si - ll*%Mn - 5*%Cr + 13*%Mo - 20*%Ni +55*%V)[°C/Gew.-%] zu berechnen, wobei auch hiermit mit %C der C-Gehalt, mit %Si der Si-Gehalt mit %Mn der Mn-Gehalt mit %Cr der Cr-Gehalt, mit %Mo der Mo-Gehalt, mit %Ni der Ni- Gehalt und mit +%V der Vanadium-Gehalt des jeweiligen Stahls bezeichnet sind (Brandis H 1975 TEW-Techn. Ber. 1 8-10).

Im Werkzeug wird der Zuschnitt somit nicht nur zu dem Blechformteil geformt, sondern gleichzeitig auch auf die Zieltemperatur abgeschreckt. Die Abkühlrate im Werkzeuge rwz auf die Zieltemperatur beträgt insbesondere mindestens 20 K/s, bevorzugt mindestens 30 K/s, insbesondere mindestens 50 K/s, besonders bevorzugt mindestens 100 K/s.

Nach dem Entnehmen des Blechformteils in Schritt e) erfolgt ein Ab kühlen des Blechformteils auf eine Abkühltemperatur TAB von weniger als 50°C innerhalb einer Abkühldauer tAB von 0,5 bis 600 s. Dies geschieht im Regelfall durch eine Luftabkühlung.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Die Figuren zeigen:

Figur 1 Reflexionsgrad als Funktion der Wellenlänge für das Vergleichsbeispiel V sowie für das erfindungsgemäße Beispiel 7;

Figur 2 Aufheizdiagramm des Vergleichsbeispiels V und des erfindungsgemäßen Beispiels 7;

Figur 3 Reflexionsgrad als Funktion des Auftragsgewichts der Absorptionsschicht; Figur 4 Aufheizrate als Funktion des Auftragsgewichts der Absorptionsschicht.

Zum Nachweis der Wirkung der Erfindung wurden die erfindungsgemäßen Beispiele 1 bis 7 sowie ein Vergleichsbeispiel V durchgeführt. Dazu wurden Stahlzuschnitte von 100x200 mm mit einer Dicke von 1,5 mm mit einer Stahlzusammensetzung gemäß Tabelle 1 mittels Schmelztauchbeschichten mit einem Korrosionsschutzüberzug auf Aluminium-Basis beschichtet.

Die Schmelzenanalyse der Korrosionsschutzbeschichtung ist in Tabelle 2 angegeben. Der sich ergebende Korrosionsschutzüberzug wies jeweils eine Al-Basisschicht auf, deren Zusammensetzung der Schmelzenanalyse entspricht. Die einseitige Dicke des Korrosionsschutzüberzuges betrug 25 pm.

Die so bereitgestellten Stahlzuschnitte wurden mit einer Kohlenstoffpartikel umfassenden wässrigen Dispersion behandelt, um eine Absorptionsschicht auf dem Korrosionsschutzüberzug zu erzeugen (erfindungsgemäße Beispiele 1 bis 7). Die jeweilige Zusammensetzung der wässrigen Dispersion ist Tabelle 3 zu entnehmen.

In Tabelle 3 sind ferner die Details der Behandlungsmethode angegeben. Dies sind die Aufbringmethode, der pH-Wert der wässrigen Dispersion, die Tauchzeit sowie die Temperatur der Stahlzuschnitte während der Behandlung. Die sich hieraus ergebenden Eigenschaften, wie Auflagengewicht der Absorptionsschicht sowie Schichtdicke der Absorptionsschicht jeweils nach Trocknung und der mittlere Reflexionsgrad im Infrarotbereich sowie die Aufheizrate, sind ebenfalls in Tabelle 3 aufgeführt.

Der Tabelle 3 kann entnommen werden, dass die erfindungsgemäßen Beispiele 1 bis 7 im Vergleich zum Vergleichsbeispiel V deutlich geringere mittlere Reflexionsgrade im Infrarotbereich aufweisen (s. auch Figur 3). Ferner ist die Aufheizrate für die erfindungsgemäßen Beispiele 1 bis 7 deutlich höher als für das Vergleichsbeispiel V (s. - ZI - auch Figur 4). Der mittlere Reflexionsgrad nimmt bei steigendem Auftragsgewicht bzw. steigender Schichtdicke der trockenen Absorptionsschicht, betrachtet für die Verwendung einer wässrigen Dispersion mit dem gleichen Anteil an Kohlenstoffpartikeln, ab, während die Aufheizrate entsprechend zunimmt (s. Vergleich der erfindungsgemäßen Beispiele 3 bis 7), Ein Vergleich der erfindungsgemäßen Beispiele 6 und 7 zeigt dabei, dass ab einem bestimmten Auftragsgewicht bzw. ab einer bestimmten Schichtdicke der Absorptionsschicht eine Sättigung des erfindungsgemäßen Effekts eintritt (s. auch Figuren 3 und 4).

Die so erzeugten Stahlzuschnitte sind anschließend mittels Warmumformen zu einem Blechformteil verarbeitet worden. Dazu sind die Zuschnitte in einem Rollenherdofen von Raumtemperatur mit einer mittleren Aufheizrate rofen (zwischen 30°C und 700°C) mit einer Ofentemperatur von 920°C erwärmt worden. Die mittlere Aufheizrate ist in Tabelle 3 angegeben.

Anschließend sind die Zuschnitte in konventioneller Weise weiterverarbeitet worden. Hierzu sind die Zuschnitte aus dem Rollenherdofen entnommen und in ein Umformwerkzeug eingelegt worden. Beim Entnehmen aus dem Ofen hatten die Zuschnitte die Ofentemperatur angenommen. Die sich aus der für das Entnehmen aus der Erwärmungseinrichtung, den Transport zum Werkzeug und das Einlegen ins Werkzeug zusammensetzende Transferzeit lag bei ca. 10 s. Die Temperatur der Zuschnitte beim Einlegen in das Umformwerkzeug lag in allen Fällen oberhalb der jeweiligen ACl-Temperatur und damit auch oberhalb von Ms+100°C.

Im auf Raumtemperatur temperierten Umformwerkzeug sind die Zuschnitte zum jeweiligen Blechformteil umgeformt worden, wobei die Blechformteile im Werkzeug mit einer Abkühlgeschwindigkeit von ca. 50 K/s für ca. 15 s abgekühlt wurden. Abschließend sind die Proben aus dem Werkzeug entnommen worden und auf Raumtemperatur abgekühlt worden. Die Abkühlung erfolgte dabei an ruhender Luft mit einer Abkühlrate von 7 K/s. Tabelle 1:

Rest Eisen und unvermeidbare Verunreinigungen. Angaben jeweils in Gew.-%.

Tabelle 2:

Angaben der Schmelzenanalyse jeweils in Gew.-%.

Tabelle 3: