Verfahrenskombination Innenhochdruck-Umformung und Presshärten

Der Trend, höchstfeste Werkstoffe in innovativen Karosseriekonzepten einzusetzen, ist ungebrochen. Allein durch den Einsatz von höchstfesten Karosseriebauteilen können bei einem Mittelklassefahrzeug bis zu 20 Kilogramm Masse eingespart werden. Dies senkt nicht nur den Bedarf an Stahl in der Fahrzeugherstellung, sondern reduziert in der Nutzungsphase auch den Kraftstoffverbrauch sowie die CO2-Emissionen. 

Das Verfahren Presshärten 

Ein Erfolgsbeispiel für die Herstellung von höchstfesten Karosseriebauteilen ist das Blechwarmumformverfahren Presshärten. Dieses Verfahren wurde am Fraunhofer IWU auf die Verarbeitung von geschlossenen Profilen mittels Innenhochdruck-Umformung (IHU) übertragen. Bei diesem als IHU-Presshärten bzw. Hot Metals Gas Forming with Press Hardening (HMGF-PH) bezeichneten Verfahren werden in einem Prozessschritt – dem sogenannten Press- oder Formhärten – sowohl die Formgebung als auch die Wärmebehandlung des Bauteils kombiniert. Das Verfahren ist dadurch charakterisiert, dass die über Austenitisierungstemperatur erwärmten geschlossenen Profile in ein gekühltes Umformwerkzeug eingebracht und anschließend abgeschreckt werden. Diese in die Umformung integrierte Wärmebehandlung erzeugt ein martensitisches Gefüge, so dass die pressgehärteten Bauteile sehr hohe Zugfestigkeiten von bis zu 1800 MPa aufweisen. Derartige Bauteile können als crashrelevante Strukturbauteile wie zum Beispiel A- und B-Säulenverstärkung, Dachrahmen, Stoßfänger oder Schweller sowie auch im Antriebsstrang, beispielsweise als Nockenwellen, eingesetzt werden. 

Verfahrensvorteile

  • Herstellung höchstfester rohrbasierter Bauteile mit komplexen Geometrien
  • Kombination von Struktur- und Materialleichtbau