Erzeugung kleinflächig gradierter Eigenschaften beim Presshärten

Das Presshärten hat sich in den letzten Jahren zur führenden Technologie für die Herstellung hochfester Strukturbauteile im Automobilbau entwickelt. Dabei ist ein Trend in Richtung eigenschaftsoptimierter Bauteile zu verzeichnen. Diese gradierten Bauteile besitzen lokal verschiedene mechanische Eigenschaften, wodurch sie u. a. ein angepasstes Belastungsverhalten aufweisen oder dem Presshärten nachfolgende Bearbeitungsvorgänge in der Produktion erleichtert werden. Eine besondere Gruppe dieser Tailored Parts stellen Bauteile dar, deren Eigenschaften speziell im kleinflächigen Bereich an die Verarbeitungs- bzw. Einsatzbedingungen angepasst sind. Dies kann Vorteile bei der Stabilität von Punktschweißverbindungen oder der Erzeugung von Hybridbauteilen durch mechanisches Fügen bringen. Bisher können diese Eigenschaften nur in einem dem Presshärten nachgelagerten Bearbeitungs-schritt erzeugt werden. Der vorliegende Artikel stellt dar, wie mittels spezieller Werkzeugtechnik im eigentlichen Presshärteschritt die mechanischen Eigenschaften des Bauteils in einem kleinflächigen Bereich beeinflusst werden. Zunächst wird eine kurze Übersicht über den Stand der Technik auf dem Gebiet der Erzeugung kleinflächig gradierter Eigenschaften gegeben. Anschließend wird die genutzte Werkzeugtechnik erläutert. Die Gradierung wird durch eine lokale Beeinflussung des Abkühlverhaltens des Werkstücks erreicht, indem während des Zuhaltens des Werkzeugs Heizelemente Kontakt mit dem Werkstück haben. Durch diese Temperierung werden lokal das Abkühlverhalten des Werkstücks und somit die Gefügeumwandlung und die sich ein-stellenden mechanischen Eigenschaften beeinflusst. Die Ergebnisse der numerischen Betrachtung (FEM) und der experimentellen Untersuchungen werden dargelegt und diskutiert. Es wird dargestellt, in welcher Abhängigkeit die einzelnen Eingangsgrößen wie Temperatur und Durchmesser des Temperierungselements zu Ausgangsgrößen wie minimale Härte und Lokalität der Gradierung stehen.