Die Kontaktwärmebehandlung ist ein alternatives Verfahren, um Stahlbleche vor dem Presshärten zu erwärmen. Ein Kooperationsprojekt der Neue Materialien Bayreuth GmbH erforscht, wie neuartige Beschichtungsmaterialien und -verfahren die Kontaktwärmebehandlung effizienter machen.
Pressgehärtete Strukturbauteile z.B. 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.
Hierzu stellt die Kontaktwärmebehandlung eine effiziente Verfahrensalternative dar. 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.
Die beim Presshärten eingesetzten Stahlbleche sind standardmäßig mit einer Oxidationsschutzschicht aus AlSi ausgestattet, die mittels Schmelztauchverfahren appliziert wird. Durch diese Beschichtung kann es bei Einsatz der Kontaktwärmebehandlung 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 mit der Erforschung neuartiger Beschichtungsmaterialien auf Basis einer Aluminiumlegierung. Ziel ist es, eine Rissbildung während und nach dem Umformprozess zu verhindern und in den Folgeprozessen die Schweißbarkeit und Lackierbarkeit der pressgehärteten Strukturbauteile zu erhöhen.
Ein weiterer Forschungsschwerpunkt liegt darin, der Kontaktwärmebehandlung mit dem thermischen Spritzen ein Beschichtungsverfahren zur Verfügung zu stellen, 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.
Das Projekt soll einen Weg aufzeichnen, wie der Einsatz der Kontaktwärmebehandlung erleichtert und verbessert werden kann. Weiterhin soll mit dem Bereich der Blechumformung ein neues Anwendungsfeld für das thermische Lichtbogenspritzen eröffnet werden.
Die Forschungsarbeiten erfolgen im Rahmen des vom Bundeswirtschaftsministerium für Wirtschaft und Klimaschutz im Zentralen Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM) geförderten Kooperationsprojekts „Entwicklung neuer innovativer Beschichtungsmaterialien und -verfahren sowie Kontaktplattenwerkstoffe für hocheffiziente Kontakt-wärmebehandlung beim Presshärten – MatKoP“ (Förderkennzeichen KK5027503SU0). Kooperationspartner sind die Neue Materialien Bayreuth GmbH und die Formtech Werkzeug- und Formenbau GmbH.
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Ansprechpartner
Neue Materialien Bayreuth GmbH
M. Eng. Philipp Burger | E-Mail philipp.burger@nmbgmbh.de
