DE102020133462A1

DE102020133462A1 - Thermisches Behandeln von Bauteilen

Info

Publication number: DE102020133462A1
Application number: DE102020133462.1A
Authority: DE
Inventors: Andreas Reinartz
Original assignee: Schwartz GmbH
Current assignee: Schwartz GmbH
Priority date: 2020-12-15
Filing date: 2020-12-15
Publication date: 2022-06-15
Also published as: WO2022128880A1

Abstract

Verfahren zur thermischen Behandlung von metallischen Bauteilen (2), umfassend für jedes der Bauteile (2):a) Erwärmen des Bauteils (2) in einem ersten Ofen (3),b) Transfer des Bauteils (2) von dem ersten Ofen (3) in eine erste Temperierstation (4),c) lokal unterschiedliches thermisches Behandeln des Bauteils (2) in der ersten Temperierstation (4),d) Transfer des Bauteils (2) von der ersten Temperierstation (4) in eine zweite Temperierstation (5),e) lokal unterschiedliches thermisches Behandeln des Bauteils (2) in der zweitenTemperierstation (5).Durch die Aufteilung der lokal unterschiedlichen thermischen Behandlung auf zwei nacheinander durchlaufene Temperierstationen (4,5) wird der Prozess beschleunigt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum thermischen Behandeln von metallischen Bauteilen, insbesondere von Stahlbauteilen für ein Kraftfahrzeug.
Insbesondere in der Automobilindustrie ist es bekannt, Stahlbauteile durch thermische Behandlung gezielt zu härten. Dazu werden Stahlbauteile wie beispielsweise B-Säulen bereichsweise unterschiedlich thermisch behandelt. Entsprechend entsteht eine bereichsweise unterschiedliche Duktilität, was für das Crashverhalten derartiger Bauteile vorteilhaft ist. So können Insassen durch einen harten Bereich der B-Säule auf Höhe der Sitze geschützt werden, während weiche Bereiche im oberen und unteren Bereich der B-Säule durch Verformung Energie aufnehmen.
Die bereichsweise unterschiedliche thermische Behandlung der Bauteile ist regelmäßig der limitierende Faktor für die Taktzeit eines Gesamtprozesses.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ausgehend vom beschriebenen Stand der Technik die bereichsweise unterschiedliche thermische Behandlung der Bauteile zu beschleunigen.
Diese Aufgabe wird gelöst mit einem Verfahren und einer Vorrichtung gemäß den unabhängigen Ansprüchen. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Die in den Ansprüchen und in der Beschreibung dargestellten Merkmale sind in beliebiger, technologisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar.
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur thermischen Behandlung von metallischen Bauteilen vorgestellt. Das Verfahren umfasst für jedes der Bauteile jeweils die folgenden Schritte:

a) Erwärmen des Bauteils in einem ersten Ofen,
b) Transfer des Bauteils von dem ersten Ofen in eine erste Temperierstation,
c) lokal unterschiedliches thermisches Behandeln des Bauteils in der ersten Temperierstation,
d) Transfer des Bauteils von der ersten Temperierstation in eine zweite Temperierstation,
e) lokal unterschiedliches thermisches Behandeln des Bauteils in der zweiten Temperierstation.

Mit dem beschriebenen Verfahren können Bauteile thermisch behandelt werden. Bei den Bauteilen handelt es sich vorzugsweise um Stahlbauteile. Der Stahl ist vorzugsweise 22MnB5. Beispielsweise Bauteile für ein Kraftfahrzeug, insbesondere B-Säulen, können mit dem beschriebenen Verfahren thermisch behandelt werden. Nach der thermischen Behandlung werden die Bauteile vorzugsweise in einer Presse pressgehärtet und insoweit warmumgeformt. Das Verfahren umfasst vorzugsweise für jedes der Bauteile als weiteren Schritt, dass das Bauteil nach der thermischen Behandlung in eine Presse transferiert wird und dort pressgehärtet wird. In dem Fall handelt es sich bei dem beschriebenen Verfahren um ein Verfahren zum thermischen Behandeln und Presshärten von metallischen Bauteilen.
Das Verfahren umfasst die Schritte a) bis e). Für ein bestimmtes Bauteil werden diese in der angegebenen Reihenfolge durchgeführt. Vorzugsweise werden mehrere Bauteile nacheinander thermisch behandelt, wobei die thermische Behandlung eines Bauteils begonnen wird, bevor die thermische Behandlung eines vorhergehenden Bauteils abgeschlossen ist. In den Schritten a) bis e) durchläuft das Bauteil einen ersten Ofen und zwei Temperierstationen. Der erste Ofen einerseits und die beiden Temperierstationen andererseits sind voneinander verschiedene Bauteile, die räumlich voneinander getrennt sind. Die beiden Temperierstationen sind vorzugsweise auch als räumlich untereinander getrennte Bauteile ausgebildet. Möglich ist es aber auch, dass die beiden Temperierstationen in einer Temperiereinheit zusammengefasst sind. In dem Fall sind der erste Ofen und die Temperiereinheit zwei räumlich voneinander getrennte Bauteile.
In Schritt a) wird das Bauteil in dem ersten Ofen erwärmt. Unter einem Ofen ist eine Einrichtung zu verstehen, die in ihrem Innern auf eine einstellbare Temperatur gebracht wird und in die ein Bauteil eingebracht werden kann. Mit der Zeit nimmt das Bauteil die im Innern des Ofens herrschende Temperatur an. Die Wärme wird durch Wärmestrahlung auf das Bauteil übertragen. Der erste Ofen ist vorzugsweise ein Durchlaufofen. Ein Durchlaufofen ist ein Ofen, durch den das Bauteil hindurchbewegt werden kann, wobei das Bauteil während des Durchlaufens des Ofens erwärmt wird. Bei dem ersten Ofen handelt es sich vorzugsweise um einen Rollenherdofen. In dem ersten Ofen wird das Bauteil vorzugsweise durch Brenner, insbesondere Gasbrenner, erwärmt. Dadurch kann das Bauteil eine besonders gleichmäßig verteilte Temperatur erhalten. In dem ersten Ofen wird das gesamte Bauteil erwärmt. Das Bauteil wird von dem ersten Ofen vollständig aufgenommen. Zudem kann mit einem Ofen eine Erwärmung um eine besonders große Temperaturdifferenz erreicht werden. Mit einem Ofen kann ein Bauteil insbesondere von Raumtemperatur auf eine Temperatur im Bereich der AC3-Temperatur des Bauteils erwärmt werden. Eine derart umfangreiche Erwärmung ist mit vielen anderen Erwärmungsmethoden nicht oder jedenfalls nicht ohne unverhältnismäßig großen Aufwand möglich.
Die Erwärmung in einem Ofen steht insbesondere im Gegensatz zu einer Erwärmung durch die sogenannte „direct energization“. Damit wäre es nur schwer möglich, das Bauteil gleichmäßig und um einen ausreichend hohen Betrag zu erwärmen. Beim direct energization kommt es vielmehr auf die Schnelligkeit der Erwärmung an. Zudem ist beim direct energization ein Kontakt mit dem Bauteil erforderlich. In Schritt a) des beschriebenen Verfahrens erfolgt das Erwärmen vorzugsweise kontaktlos. Das schließt nicht aus, dass das Bauteil mit Transportrollen durch den ersten Ofen bewegt wird und insoweit in Kontakt mit den Transportrollen steht. Das Erwärmen ist kontaktlos, wenn der Wärmeeintrag in das Bauteil über ein Gas und/oder über Wärmestrahlung erfolgt.
In Schritt b) des Verfahrens wird das Bauteil von dem ersten Ofen in die erste Temperierstation transferiert. Dieser Transfer erfolgt vorzugsweise unmittelbar vom ersten Ofen in die erste Temperierstation. Das bedeutet, dass das Bauteil zwischen dem ersten Ofen und der Temperierstation kein weiteres Element durchläuft. Besonders bevorzugt wird das Bauteil während des Transfers von dem ersten Ofen in die erste Temperierstation nicht aktiv gekühlt oder erwärmt. Das bedeutet, dass das Bauteil während des Transfers lediglich aufgrund des Kontakts zur Umgebung abkühlt.
In Schritt c) wird das Bauteil in der ersten Temperierstation lokal unterschiedlich thermisch behandelt. Dabei wird vorzugsweise eine Temperaturdifferenz von mindestens 100 K zwischen verschiedenen Bereichen des Bauteils eingestellt. Durch die lokal unterschiedliche thermische Behandlung kann das Bauteil lokal unterschiedliche Duktilitäten erhalten.
In Schritt d) des Verfahrens wird das Bauteil von der ersten Temperierstation in eine zweite Temperierstation transferiert. Für diesen Transfer gilt das zum Transfer gemäß Schritt b) Gesagte entsprechend.
In Schritt e) wird das Bauteil in der zweiten Temperierstation lokal unterschiedlich thermisch behandelt. Dafür gilt das zu Schritt c) Gesagte entsprechend. Insbesondere wird durch Schritt e) vorzugsweise eine Temperaturdifferenz von mindestens 200 K zwischen verschiedenen Bereichen des Bauteils eingestellt. Das kann dadurch erfolgen, dass die zuvor in Schritt c) eingestellte Temperaturdifferenz verstärkt wird.
Die Schritte d) und e) können analog zu den Schritten b) und c) durchgeführt werden. Insbesondere ist es möglich, dass die lokal unterschiedliche thermische Behandlung in den Schritten c) und e) insoweit identisch ist, als dass das Bauteil in beiden Schritten dem gleichen Temperaturprofil ausgesetzt wird. Eine in Schritt c) eingestellte Temperaturdifferenz kann so durch Schritt e) verstärkt werden.
Die Schritte c) und e) bewirken zusammen eine lokal unterschiedliche thermische Behandlung des Bauteils, welche auf zwei Temperierstationen aufgeteilt ist. Durch diese Aufteilung kann der Prozess insgesamt beschleunigt werden. Das ist insbesondere der Fall, wenn die Bauteile teilweise zeitlich überlappend thermisch behandelt werden. So können die Bauteile nacheinander in den ersten Ofen eingeführt werden. Ein zweites Bauteil kann dabei in den ersten Ofen eingeführt werden, bevor ein vorhergehendes erstes Bauteil das Ende des ersten Ofens erreicht hat. Das ist insbesondere bei einem Durchlaufofen der Fall, durch den eine Vielzahl von Bauteilen zeitglich hintereinander befördert werden können. Sobald das erste Bauteil das Ende des ersten Ofens erreicht hat, kann es in die erste Temperierstation transferiert werden und dort thermisch behandelt werden. Das zweite Bauteil kann währenddessen noch durch den ersten Ofen befördert werden. Sobald das zweite Bauteil das Ende des ersten Ofen erreicht hat, kann das erste Bauteil von der ersten Temperierstation in die zweite Temperierstation transferiert werden und kann das zweite Bauteil vom ersten Ofen in die erste Temperierstation transferiert werden. Erreicht ein drittes Bauteil das Ende des ersten Ofens, kann das erste Bauteil aus der ersten Temperierstation entnommen werden, kann das zweite Bauteil von der ersten Temperierstation in die zweite Temperierstation transferiert werden und kann das dritte Bauteil vom ersten Ofen in die erste Temperierstation transferiert werden. Dieser Prozess kann für beliebig viele Bauteile fortgeführt werden. Gegenüber einer Ausgestaltung mit nur einer Temperierstation kann durch das beschriebene Verfahren die Prozesszeit für die lokal unterschiedliche thermische Behandlung insoweit halbiert werden, als dass zwei Bauteile gleichzeitig lokal unterschiedlich thermisch behandelt werden können.
Mit dem beschriebenen Verfahren können auch mehrere Bauteile insoweit gleichzeitig thermisch behandelt werden, als dass die Bauteile nebeneinander durch die Vorrichtung bewegt werden. So kann beispielsweise eine Gruppe von zwei bis vier Bauteilen nebeneinander in den ersten Ofen eingelegt werden und so gleichzeitig durch den ersten Ofen bewegt werden. Auch die Schritte a) bis e) werden für die Bauteile dieser Gruppe gleichzeitig durchgeführt. Dadurch kann die Vorrichtung auf voller Breite ausgenutzt werden. Verschiedene Gruppen von Bauteilen können nacheinander durch die Vorrichtung bewegt werden und insoweit zeitlich überkappend thermisch behandelt werden.
Das Verfahren umfasst mit den Schritten c) und e) die lokal unterschiedliche thermische Behandlung in zwei Temperierstationen. Möglich ist auch, dass das Bauteil in mehr als zwei nacheinander durchlaufenen Temperierstationen lokal unterschiedlich thermisch behandelt wird. Dazu können für jedes der Bauteile in Anschluss an Schritt e) weitere Schritte analog zu den Schritten d) und e) durchgeführt werden. Bevorzugt ist allerdings aus Kostengründen der Fall mit genau zwei Temperierstationen.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verfahren weiterhin für jedes der Bauteile:

f) Transfer des Bauteils aus der zweiten Temperierstation in einen zweiten Ofen,
g) thermisches Behandeln des Bauteils in dem zweiten Ofen.

Die Temperierstationen einerseits und der zweite Ofen andererseits sind voneinander verschiedene Bauteile, die räumlich voneinander getrennt sind. Der Transfer zwischen der zweiten Temperierstation und dem zweiten Ofen erleichtert das Abkühlen des Bauteils zwischen der thermischen Behandlung in den Temperierstationen und in dem zweiten Ofen. So kann das Bauteil während des Transfers abkühlen. Das verringert die erforderliche Größe der Temperierstationen und beschleunigt das Verfahren. Dies steht im Gegensatz zu einer Lösung, bei der alle Verfahrensschritte nach Möglichkeit in der gleichen Einrichtung durchgeführt werden, ohne das Bauteil transferieren zu müssen. Derartige Lösungen haben typischerweise das Ziel, den Aufwand für Bauteiltransfers gering zu halten oder ganz zu vermeiden. Die räumliche Trennung zwischen den Temperierstationen und dem zweiten Ofen erleichtert auch die Konstruktion, weil die Anforderungen an die Temperierstationen und an den zweiten Ofen unterschiedlich sind. Beides in einer Einrichtung zu integrieren, wäre daher entsprechend kompliziert.
Das zum ersten Ofen Gesagte gilt entsprechend für den zweiten Ofen. So ist der zweite Ofen insbesondere vorzugsweise ein Durchlaufofen. Bei dem zweiten Ofen handelt es sich vorzugsweise um einen Rollenherdofen. In dem zweiten Ofen wird das gesamte Bauteil thermisch behandelt. Das Bauteil wird von dem zweiten Ofen vollständig aufgenommen. Die thermische Behandlung in einem Ofen steht insbesondere im Gegensatz zu einer Erwärmung durch das sogenannte „direct energization“. Vorzugsweise erfolgt die Erwärmung im zweiten Ofen kontaktlos.
Durch die thermische Behandlung im zweiten Ofen erhält das Bauteil eine andere Gefügezusammensetzung als dies ansonsten der Fall wäre. Insoweit ist die vorliegende Ausführungsform auf Anwendungsfälle gerichtet, in denen entsprechende Gefügezusammensetzungen gewünscht sind. Durch die erneute thermische Behandlung im zweiten Ofen wird zudem eine Temperaturdifferenz zwischen verschiedenen Bereichen des Bauteils verringert, so dass Verspannungen, die zu Bauteilverzug führen können, geringer sind.
Für die Reihenfolge der Schritte a) bis g) gilt das zuvor für die Schritte a) bis e) Gesagte entsprechend. In Fortführung des oben beschriebenen Beispiels kann so das erste Bauteil aus der zweiten Temperierstation in den zweiten Ofen transferiert werden, wenn das dritte Bauteil das Ende des ersten Ofens erreicht hat und von diesem in die erste Temperierstation transferiert wird und das zweite Bauteil von der ersten Temperierstation in die zweite Temperierstation transferiert wird.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens werden in Schritt c) ein erster Bereich des Bauteils und ein zweiter Bereich des Bauteils unterschiedlich thermisch behandelt, wobei in Schritt e) der erste Bereich des Bauteils und der zweite Bereich des Bauteils unterschiedlich thermisch behandelt werden.
Durch die unterschiedliche thermische Behandlung der beiden Bereiche erhalten die beiden Bereiche unterschiedliche Duktilitäten. Dabei erfolgt die thermische Behandlung insoweit lokal unterschiedlich, als dass in den Schritten c) und e) die gleiche Unterteilung der Bereiche verwendet wird. Sowohl in Schritt c) als auch in Schritt e) wird also der gleiche erste Bereich anders behandelt als der gleiche zweite Bereich. Der erste Bereich und der zweite Bereich sind nicht notwendigerweise jeweils zusammenhängende Bereiche. So ist es insbesondere möglich, dass ein mittlerer Teil einer B-Säule den ersten Bereich darstellt, während ein oberer und ein unterer Teil der B-Säule zusammen den zweiten Bereich darstellen. Das Bauteil weist vorzugsweise, aber nicht notwendigerweise, nur den ersten Bereich und den zweiten Bereich auf, also keine weiteren Bereiche.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird ein erster Bereich des Bauteils in den Schritten c) und/oder e) abgekühlt. Der„und“-Fall ist bevorzugt.
Die Kühlung des ersten Bereichs erfolgt vorzugsweise dadurch, dass der erste Bereich mit einem Kühlfluid beaufschlagt wird, insbesondere mit Druckluft. Die Druckluft hat vorzugsweise einen Druck im Bereich von 1 bis 5 bar. Durch diesen vergleichsweise hohen Druck kann innerhalb kürzester Zeit eine große Menge der Druckluft auf den ersten Bereich des Bauteils geleitet werden, so dass eine hinreichend hohe Kühlgeschwindigkeit erreicht werden kann. Durch die Abkühlung des ersten Bereichs wird dieser duktiler als der übrige Teil des Bauteils.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird eine Temperatur eines zweiten Bereichs des Bauteils in den Schritten c) und/oder e) innerhalb von 200 K, insbesondere von 150 K um den zu Beginn von Schritt c) vorliegenden Wert gehalten. Der„und“-Fall ist bevorzugt.
Die Temperatur des zweiten Bereichs wird in dieser Ausführungsform - im Rahmen der genannten Toleranz - konstant gehalten. Im Unterschied zu dem gekühlten ersten Bereich erhält der zweite Bereich so eine geringere Duktilität. So können beispielsweise bei einer B-Säule für ein Kraftfahrzeug die Festigkeitseigenschaften gezielt eingestellt werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird das Bauteil in Schritt a) auf eine Temperatur oberhalb der AC3-Temperatur erwärmt.
Ob und inwieweit die Temperatur des Bauteils über oder unter der AC3-Temperatur des Bauteils liegt, beeinflusst maßgeblich die erhaltene Gefügezusammensetzung. Durch Überschreiten der AC3-Temperatur im ersten Ofen kann der nicht gemäß Schritt c) und e) gekühlte zweite Bereich eine geringe Duktilität erhalten.
Als ein weiterer Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung zur thermischen Behandlung von metallischen Bauteilen vorgestellt. Die Vorrichtung umfasst einen ersten Ofen und zwei Temperierstationen, wobei der erste Ofen und die zwei Temperierstationen derart angeordnet sind, dass die Bauteile jeweils zuerst den ersten Ofen und anschließend die Temperierstationen der Reihe nach durchlaufen können.
Die beschriebenen Vorteile und Merkmale des Verfahrens sind auf die Vorrichtung anwendbar und übertragbar, und umgekehrt. Das Verfahren wird vorzugsweise mit der beschriebenen Vorrichtung durchgeführt. In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Vorrichtung eine Steuereinrichtung, welche dazu eingerichtet ist, das beschriebene Verfahren durchzuführen.
Der erste Ofen, die Temperierstationen und, falls vorhanden, der zweite Ofen sind vorzugsweise entlang einer Transportrichtung des Bauteils in einer Reihe angeordnet. So ist die erste Temperierstation dem ersten Ofen in der Transportrichtung nachgeordnet, die zweite Temperierstation der ersten Temperierstation in der Transportrichtung nachgeordnet und, falls vorhanden, der zweite Ofen der zweiten Temperierstation in der Transportrichtung nachgeordnet. Der zweiten Temperierstation beziehungsweise, falls vorhanden, dem zweiten Ofen ist vorzugsweise zudem eine Presse in der Transportrichtung nachgeordnet. Weist die Vorrichtung eine Presse auf, handelt es sich um eine Vorrichtung zum thermischen Behandeln und Presshärten von metallischen Bauteilen.
Die Vorrichtung weist zudem vorzugsweise Beförderungsmittel auf, mit denen die Bauteile zwischen den genannten Elementen transferiert werden können. Vorzugsweise ist die Vorrichtung so ausgebildet, dass der erste Ofen, die Temperierstationen und gegebenenfalls der zweite Ofen und/oder die Presse in der genannten Reihenfolge durchlaufen werden können, ohne dass dazwischen weitere Elemente durchlaufen werden.
Die Vorrichtung umfasst zwei Temperierstationen. Das bedeutet, dass die Vorrichtung auch mehr als zwei Temperierstationen aufweisen kann, die nach dem ersten Ofen der Reihe nach durchlaufen werden können. Bevorzugt ist allerdings aus Kostengründen, dass die Vorrichtung genau zwei Temperierstationen hat. Das drückt sich insbesondere in dem Fall aus, in dem die Vorrichtung weiterhin einen zweiten Ofen und/oder eine Presse aufweist. So ist in dem Fall bevorzugt, dass die Vorrichtung dazu eingerichtet ist, das Bauteil unmittelbar von der zweiten Temperierstation in den zweiten Ofen beziehungsweise in die Presse zu transferieren.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung weist mindestens eine der Temperierstationen eine Düse zum Austragen von Druckluft auf einen Teil des Bauteils auf.
Mit der Düse kann ein Teil des Bauteils, insbesondere der erste Bereich, gekühlt werden. Bevorzugt weisen beide Temperierstationen jeweils eine Düse zum Austragen von Druckluft auf einen Teil des Bauteils auf.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Die Figuren zeigen ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel, auf das die Erfindung jedoch nicht begrenzt ist. Die Figuren und die darin dargestellten Größenverhältnisse sind nur schematisch. Es zeigen:

1: eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur thermischen Behandlung von metallischen Bauteilen,
2: einen Temperaturverlauf bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zur thermischen Behandlung von metallischen Bauteilen mit der Vorrichtung aus 1.

1 zeigt eine Vorrichtung 1 zur thermischen Behandlung von metallischen Bauteilen 2. Die Vorrichtung 1 umfasst einen ersten Ofen 3, eine erste Temperierstation 4, eine zweite Temperierstation 5 und einen zweiten Ofen 6. Der erste Ofen 3, die Temperierstationen 4,5 und der zweite Ofen 6 sind derart angeordnet, dass das Bauteil 2 zuerst den ersten Ofen 3, anschließend die erste Temperierstation 4, anschließend die zweite Temperierstation 5 und anschließend den zweiten Ofen 6 durchlaufen kann. Die Transportrichtung ist in 1 von links nach rechts. Die beiden Temperierstationen 4,5 weisen jeweils eine Düse 8 zum Austragen von Druckluft auf einen Teil des Bauteils 2 auf. Weiterhin umfasst die Vorrichtung 1 eine Steuereinrichtung 7, welche dazu eingerichtet ist, ein Verfahren zur thermischen Behandlung von Bauteilen 2 durchzuführen, bei dem für jedes der Bauteile 2 folgende Schritte durchgeführt werden:

a) Erwärmen des Bauteils 2 in dem ersten Ofen 3 auf eine Temperatur oberhalb der AC3-Temperatur des Bauteils 2,
b) Transfer des Bauteils 2 von dem ersten Ofen 3 in die erste Temperierstation 4,
c) lokal unterschiedliches thermisches Behandeln des Bauteils 2 in der ersten Temperierstation 4 unter Verwendung der Düse 8 der ersten Temperierstation 4,
d) Transfer des Bauteils 2 von der ersten Temperierstation 4 in die zweite Temperierstation 5,
e) lokal unterschiedliches thermisches Behandeln des Bauteils 2 in der zweiten Temperierstation 5 unter Verwendung der Düse 8 der zweiten Temperierstation 5,
f) Transfer des Bauteils 2 aus der zweiten Temperierstation 5 in den zweiten Ofen 6,
g) thermisches Behandeln des Bauteils 2 in dem zweiten Ofen 6.

In Schritt c) werden ein erster Bereich des Bauteils 2 und ein zweiter Bereich des Bauteils 2 in der ersten Temperierstation 4 unterschiedlich thermisch behandelt. Dazu wird der erste Bereich des Bauteils 2 mit der Düse 8 der ersten Temperierstation 4 abgekühlt, während die Temperatur des zweiten Bereichs des Bauteils 2 innerhalb von 150 K um den zu Beginn von Schritt c) vorliegenden Wert gehalten wird. In Schritt e) werden der erste Bereich des Bauteils 2 und der zweite Bereich des Bauteils 2 in der zweiten Temperierstation 5 unterschiedlich thermisch behandelt. Dazu wird der erste Bereich des Bauteils 2 mit der Düse 8 der zweiten Temperierstation 5 weiter abgekühlt, während die Temperatur des zweiten Bereichs des Bauteils 2 nach wie vor innerhalb von 150 K um den zu Beginn von Schritt c) vorliegenden Wert gehalten wird.
2 zeigt einen Temperaturverlauf bei dem für 1 beschriebenen Verfahren. Gezeigt ist die Temperatur des Bauteils 2 gegenüber der Zeit t. Die Behandlungszeit im ersten Ofen 3 ist mit t_O1 angegeben, die Transferzeit vom ersten Ofen 3 zur ersten Temperierstation 4 mit t_t1, die Behandlungszeit in der ersten Temperierstation 5 mit t_temp1, die Transferzeit von der ersten Temperierstation 4 zur zweiten Temperierstation 5 mit t_t2, die Behandlungszeit in der zweiten Temperierstation mit t_temp2, die Transferzeit von der zweiten Temperierstation 5 zum zweiten Ofen 6 mit t_t3 und die Behandlungszeit im zweiten Ofen 6 mit t_O2. Aufgrund der unterschiedlichen thermischen Behandlung des Bauteils 2 in der ersten Temperierstation 4 spaltet sich der gezeigte Temperaturverlauf mit Beginn der Behandlungszeit t_temp1 in der ersten Temperierstation in die Temperatur T₁ des ersten Bereichs und die Temperatur T2 des zweiten Bereichs auf.
Nachdem das Bauteil 2 im zweiten Ofen 6 thermisch behandelt worden ist, wird das Bauteil 2 aus dem zweiten Ofen 6 in eine (nicht gezeigte) Presse transferiert und dort umgeformt. Dabei kühlt das Bauteil ab.
Durch die Aufteilung der lokal unterschiedlichen thermischen Behandlung auf zwei nacheinander durchlaufene Temperierstationen 4,5 wird der Prozess beschleunigt.
Bezugszeichenliste

1: Vorrichtung
2: Bauteil
3: erster Ofen
4: erste Temperierstation
5: zweite Temperierstation
6: zweiter Ofen
7: Steuereinrichtung
8: Düse
T: Temperatur
t: Zeit
TAC3: AC3-Temperatur des Bauteils
T1: Temperatur des ersten Bereichs des Bauteils
T2: Temperatur des zweiten Bereichs des Bauteils
tO1: Behandlungszeit im ersten Ofen
tt1: Transferzeit vom ersten Ofen zur ersten Temperierstation,
ttemp1: Behandlungszeit in der ersten Temperierstation,
tt2: Transferzeit von der ersten Temperierstation zur zweiten Temperierstation
ttemp2: Behandlungszeit in der zweiten Temperierstation
tt3: Transferzeit von der zweiten Temperierstation zum zweiten Ofen
tO2: Behandlungszeit im zweiten Ofen

Claims

Verfahren zur thermischen Behandlung von metallischen Bauteilen (2), umfassend für jedes der Bauteile (2): a) Erwärmen des Bauteils (2) in einem ersten Ofen (3), b) Transfer des Bauteils (2) von dem ersten Ofen (3) in eine erste Temperierstation (4), c) lokal unterschiedliches thermisches Behandeln des Bauteils (2) in der ersten Temperierstation (4), d) Transfer des Bauteils (2) von der ersten Temperierstation (4) in eine zweite Temperierstation (5), e) lokal unterschiedliches thermisches Behandeln des Bauteils (2) in der zweiten Temperierstation (5).
Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin umfassend für jedes der Bauteile (2): f) Transfer des Bauteils (2) aus der zweiten Temperierstation (5) in einen zweiten Ofen (6), g) thermisches Behandeln des Bauteils (2) in dem zweiten Ofen (6).
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei in Schritt c) ein erster Bereich des Bauteils (2) und ein zweiter Bereich des Bauteils (2) unterschiedlich thermisch behandelt werden, und wobei in Schritt e) der erste Bereich des Bauteils (2) und der zweite Bereich des Bauteils (2) unterschiedlich thermisch behandelt werden.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei ein erster Bereich des Bauteils (2) in den Schritten c) und/oder e) abgekühlt wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei eine Temperatur eines zweiten Bereichs des Bauteils (2) in den Schritten c) und/oder e) innerhalb von 200 K um den zu Beginn von Schritt c) vorliegenden Wert gehalten wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Bauteil (2) in Schritt a) auf eine Temperatur oberhalb der AC3-Temperatur des Bauteils (2) erwärmt wird.
Vorrichtung (1) zur thermischen Behandlung von metallischen Bauteilen (2), umfassend einen ersten Ofen (3) und zwei Temperierstationen (4,5), wobei der erste Ofen (3) und die zwei Temperierstationen (4,5) derart angeordnet sind, dass die Bauteile (2) jeweils zuerst den ersten Ofen (3) und anschließend die Temperierstationen (4,5) der Reihe nach durchlaufen können.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 7, weiterhin umfassend eine Steuereinrichtung (7), welche dazu eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 durchzuführen.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 7 oder 8, wobei mindestens eine der Temperierstationen (4,5) eine Düse (8) zum Austragen von Druckluft auf einen Teil des Bauteils (2) aufweist.