Die Trends zum Leichtbau und zu erhöhter Fahrzeugsicherheit fördern die Verwendung hochfester Stahlbleche im Karosseriebau. Allerdings sind hochfeste Stähle oft nur eingeschränkt umformbar. Zur Erweiterung der Umformgrenzen und zur Reduzierung der Umformkräfte lassen sich erhöhte Temperaturen nutzen, wobei grundsätzlich eine Erwärmung des Halbzeugs außerhalb des Werkzeuges und Umformung im nicht temperierten Werkzeug, die Vorwärmung des Halbzeugs außerhalb des Werkzeuges und Umformung im vorgewärmten Werkzeug sowie Erwärmung und Umformung des Halbzeugs im Werkzeug erfolgen kann. Als vorteilhaft hat sich die segmentierte Auslegung von Umformwerkzeugen mit thermischer Entkoppelung der einzelnen Segmente und die Integration von Kühlkanälen in das Werkzeug erwiesen, um optimale lokale Temperaturverhältnisse einstellen zu können. Im vorliegenden Beitrag werden Ergebnisse aus einem abgeschlossenen Forschungsvorhaben zum temperierten Umformen hochfester und höchstfester Blechwerkstoffe (Tiefziehen, Streckziehen, Biegen) im Temperaturbereich von 20 bis 750 Grad C vorgestellt: einer deutlichen Reduzierung der erforderlichen Niederhalterkräfte und Ziehkräfte um bis zu 90 %, einer Verbesserung des Rückfederungsverhaltens und einer signifikanten Erhöhung der Bruchdehnung (ab 450 Grad C) standen keine höheren Grenzziehverhältnisse, ein Absinken der Gleichmaßdehnung und des Verfestigungsexponenten sowie Zunderbildung auf den Blechoberflächen gegenüber. Insbesondere für hochfeste Stahlbleche (22MnB5) steht mit dem Presshärten oder Formhärten ein Warmumformverfahren zur Verfügung, das wegen der hohen Umformtemperaturen (bis 950 Grad C) eine vollständige Austenitisierung und wegen der hohen Abkühlgeschwindigkeit des Bauteils im Werkzeug eine vollständige Umwandlung des Austenitgefüges in Martensit bewirkt und gleichzeitig eine hohe Maßgenauigkeit und Formgenauigkeit gewährleistet. Nachteile des Presshärtens, das im wesentlichen zur Herstellung crashrelevanter Karosseriebauteile (B-Säulen, Seitenaufprallträger, Bodengruppen) eingesetzt wird, sind ein hoher thermisch bedingter Werkzeugverschleiss, ein höherer maschinentechnischer Aufwand und relativ lange Taktzeiten. Eine weitere Option zum Einsatz der Prozeßgröße Temperatur für die Verbesserung des Umformverhaltens hochfester Stahlbleche besteht in der lokalen Erwärmung der Platine (laserstrahlunterstütztes Umformen). Bei der Analyse der Wirtschaftlichkeit der angesprochenen Warmumformverfahren muss die gesamte Prozesskette betrachtet werden, wie am Beispiel des Presshärtens von Platinen aus dem Stahl USIBOR 1500P (feueraluminierter Mangan-Bor-Stahl 22MnB5) gezeigt wird: den höheren Werkzeugkosten und Werkstoffkosten der beschichteten Bleche stehen reduzierte Blechdicken bei gleichzeitig verbesserten Bauteileigenschaften, Verzicht auf Verstärkungsbauteile, Gewichtseinsparungen am Fahrzeug und eine reduzierte Zahl an Umformstufen gegenüber. Während die Anlagen-Investitionskosten für das Presshärten niedriger sind als die für das Kaltumformen mit mehrstufigen Transferpressen, liegen die Energiekosten und die Taktzeiten deutlich über denen des Kaltumformens. Optimierungspotentiale des Presshärtens liegen in der Verkürzung der Taktzeiten, der Erhöhung der Werkzeugstandzeiten und in der Entwicklung von Blechbeschichtungen, die die Zunderbildung unterdrücken, dem Umformprozess standhalten und eine spätere Weiterbearbeitung ohne aufwändige Oberflächenvorbereitung erlauben.


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