Formgenauigkeit und mechanische Eigenschaften pressgehärteter Bauteile

Das große Anwendungspotenzial des Presshärtens zeigt sich in der Herstellung von crashrelevanten Strukturbauteilen. Um dies zukünftig für eine noch breitere Anwendung nutzbar zu machen, ist es erforderlich, bei der Prozessauslegung die Wirkung der relevanten Einflussgrößen auf die Bauteileigenschaften bereits in der Produktentwicklung zu berücksichtigen. Neben der Verbesserung der mechanischen Eigenschaften des Werkstoffs liegt ein weiterer entscheidender Vorteil dieses Verfahrens in der Herstellung der Bauteile mit ihren erforderlichen mechanischen Eigenschaften in wenigen Fertigungsstufen mit weniger Einzelteilen. Die Optimierung des Presshärtens und die industrielle Anwendung seiner zahlreichen Verfahrensvarianten ist nur dann möglich, wenn die Wirkung der dabei einzustellenden Einstellgrößen auf die Bauteileigenschaften vorhersehbar ist. In der vorliegenden Arbeit wurde die Analyse geometrischer und mechanischer Eigenschaften der pressgehärteten Bauteile bei unterschiedlichen Prozessführungen vorgestellt, die für eine optimale Prozessauslegung auf Basis der Beschreibung der Wechselwirkungen der Prozessparameter notwendig ist. Die Bedeutung der relevanten Einflussgrößen konnte anhand der physikalischen Hintergründe und der FE-Simulation auf Basis der experimentell ermittelten Referenzwerte untersucht werden. Auf Basis der systematischen Untersuchung der physikalischen Vorgänge konnten Richtlinien für die Prozessführung des Presshärtens erarbeitet werden, die bei einer Prozess- und Werkzeugauslegung bei der Methodenplanung erforderlich sind. Anhand der erworbenen Erkenntnisse dieser Untersuchung konnte eine modifizierte Prozessführung für die gezielte Einstellung der Bauteilfestigkeit bei Haltezeiten unterhalb der kritischen Mindesthaltezeit für die vollständige Martensitbildung erarbeitet und verifiziert werden.