Pressgehärtete Strukturbauteile beispielsweise aus hochfesten Stählen sind im Hinblick auf Gewichtseinsparung, Festigkeit und Lebensdauer unverzichtbarer Bestandteil des Automobilbaus. Vor dem Presshärten müssen die Bleche thermisch vorbehandelt werden. Dies erfolgt in der Regel in bis zu 50 m langen Rollenherdöfen, was mit langen Durchlaufzeiten, hohen Investitionskosten und einem schlechten Wirkungsgrad verbunden ist. Die Kontaktwärmebehandlung stellt dagegen eine effiziente Verfahrensalternative dar. Doch hierbei kann es zu Ablösungen der Beschichtung auf dem Blech und zu Anhaftungen auf den Kontaktplatten kommen, die dort Verzug verursachen. Um hierfür eine Lösung bereitzustellen, beschäftigt sich ein aktuelles Kooperationsprojekt der Neue Materialien Bayreuth GmbH und der Formtech Werkzeug- und Formenbau GmbH mit der Erforschung neuartiger Beschichtungsmaterialien auf Basis einer Aluminiumlegierung.
Was ist die Kontaktwärmebehandlung?
Bei diesem Prozess erfolgt der Wärmeeintrag in das Blech durch beidseitigen direkten Kontakt mit zwei erwärmten Kontaktplatten, was die Erwärmungszeit signifikant reduziert. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass innerhalb des Blechs lokale Werkstoffeigenschaften mittels gezielter Temperaturführung in bestimmten Zonen eingestellt werden können.
Wieso ist das Bearbeiten von pressgehärteten Strukturbauteilen problematisch?
Die beim Presshärten eingesetzten Stahlbleche sind standardmäßig mit einer Oxidationsschutzschicht aus AlSi ausgestattet, die mittels Schmelztauchverfahren appliziert wird. Diese kann sich bei dem Verfahren ablösen und an den Kontaktplatten Probleme verursachen. Ziel des Forschungsprojekts ist es, eine Rissbildung während und nach dem Umformprozess zu verhindern und in den Folgeprozessen die Schweißbarkeit und Lackierbarkeit der pressgehärteten Strukturbauteile zu erhöhen.
Welche Vorteile könnte ein verbessertes Beschichtungsverfahren mit sich bringen?
Mit dem thermischen Spritzen könnte der Blechbranche ein Beschichtungsverfahren zur Verfügung gestellt werden, das den Aufbau dichter Schutzschichten im Bereich zwischen 80 und 150 g/m², die Möglichkeit zur Variation der Schichtdicke, die Senkung der Beschichtungskosten sowie eine hohe Reproduzierbarkeit der Ergebnisse aufgrund des robotergestützten Prozesses ermöglicht. So könnte mit dem Bereich der Blechumformung ein neues Anwendungsfeld für das thermische Lichtbogenspritzen eröffnet werden.