Prozessfenster beim Presshärten bei schneller Erwärmung von Stahlplatinen mit Aluminium-Silizium-Beschichtung

Zugenommene Sicherheitsanforderungen, gesetzliche Umweltauflagen und die Erhöhung der Reichweiten insbesondere für die Elektromobilität sorgen für einen stetigen Anstieg pressgehärteter Bauteile im Automobilbau. Der wachsende Einsatz pressgehärteter Bauteile erfordert weltweit höhere Produktionskapazitäten und neue Produktionsanlagen. Bezogen auf die Anforderungen an eine kompakte, flexible und ressourcenschonende Produktion gilt es im Rahmen dieser Arbeit das Prozessfenster bezüglich einer schnellen Platinenerwärmung ausfindig zu machen. Die Ermittlung des Prozessfensters basiert auf der Untersuchung des Grundwerkstoffs 22MnB5, der Al-Si-Beschichtung und der verwendeten induktiven Erwärmungstechnik. Zunächst wird auf der Grundlage einer Literaturrecherche ein guter Überblick über den aktuellen Stand der Technik und Wissenschaft beim Presshärten gegeben. Um den Einfluss einer schnellen Erwärmung auf den Grundwerkstoff zu analysieren, werden Warmfließkurven erstellt sowie Zugversuche, Härtemessungen und Gefügeuntersuchungen durchgeführt. Für die Untersuchung der Machbarkeit der induktiven Erwärmung von Platinen für das Presshärten werden verschiedene Ansätze vorgestellt und Lösungen erarbeitet. Die Beschichtung wird zunächst bezüglich ihrer Eignung zur schnellen Erwärmung im heutigen Anlieferzustand untersucht. Für die Erzielung einer Verkürzung der Erwärmungszeiten wird die Beschichtung speziell durch ein Glühprozess vordiffundiert. Die veränderte Beschichtung durchläuft den Presshärteprozess und wird anschließend auf ihre Qualität und Eignung für die Automobilindustrie geprüft. Abschließend wird das ermittelte Prozessfenster anhand von Versuchen mit einem Prinzipbauteil überprüft.