Lokale Wärmebehandlung von Blechwerkstoffen zur Verbesserung der Umform- und Funktionseigenschaften. LOKWAB Abschlussbericht

Für die Verbesserung der Kaltumformbarkeit wurden für beschichtete (CP-W 800, MS-W 1200,) und unbeschichtete Stähle (Docol 1200M) Verfahrensparameter und Wärmebehandlungsstrategien unterstützt durch Simulation zur Entfestigung erarbeitet. Es wurde gezeigt, dass die Festigkeit signifikant reduziert werden kann. Die Korrosionsbeständigkeit bleibt für die beschichteten Stähle nach den Standards der Automobilindustrie erhatten. Die reduzierte Festigkeit führt zu einer signifikant verbesserten Umformbarkeit. Dies wurde anhand von Tiefziehversuchen an einem Kreuznapf-Werkzeug, einem eigens konstruierten und gefertigten Demonstratorwerkzeug und einer B-Säule demonstriert. Ein durchgängiges Simulationsmodell von der Wärmebehandlung bis zur Umformung entfestigter Platinen wurde entwickelt, mit Fließkurven der untersuchten Materialien bei unterschiedlichen Bearbeitungstemperaturen hinterlegt und evaluiert. Durch Umformversuche wurde das Modell weiter angepasst. Nach mehreren Iterationsschritten konnten so B-Säulen mit einer minimalen Entfestigungszone hergestellt werden. Insgesamt konnte gezeigt werden, dass die lokale Wärmebehandlung die Herstellbarkeit von hochfesten Bauteilen ermöglicht, die konventionell nur aus weniger festen Stählen hergestellt werden können. Die mechanischen Eigenschaften dieser Bauteile wurden anhand eines 3-Punkt Biegeversuchs evaluiert. Durch die iterative Verkleinerung der Wärmebehandlungszonen konnte die Kraft-und Energieaufnahme deutlich gesteigert werden. Die lokale Entfestigung pressgehärteter Bauteile mit Laserstrahlung wurde für den AlSi-beschichteten Werkstoff MBW-K1500 an vorhandenen Serienbauteilen demonstriert. Dabei wurde neben den mechanischen Eigenschaften auch der Bauteilverzug am Beispiel einer B-Säule systematisch untersucht. Sind die zu entfestigenden Bereiche nicht zu groß und symmetrisch angeordnet, liegt der Verzug noch innerhalb der Toleranzgrenze. Lokal kann hier die Bruchdehnung von 6% auf ca. 20% vergrößert werden, um die Crash- Eigenschaften zu verbessern. Die Überprüfung der Crash-Eigenschaften steht hier noch aus.