Der MLF – Multi-Layer Furnace – von AP&T eignet sich gut für das Presshärten von hochfestem Al-Si-beschichtetem Stahl | AP&T

Wenn die Blechplatinen aus dem Ofen genommen werden, haben sie eine Temperatur von etwa 900 Grad.

Nach dem Erhitzen werden die Platinen gepresst und im Werkzeug auf etwa 80 Grad abgeschreckt.

In der Entwicklungsabteilung von AP&T im schwedischen Ulricehamn wurde eine Klimakammer um den für die Tests verwendeten Ofen herum gebaut.

Die Ergebnisse sind eindeutig. Der Multi-Layer Furnace von AP&T eignet sich sehr gut für das Presshärten von Blechen mit einer Festigkeit im Bereich von 1800 bis 2000 MPa, wie Tests zeigen, die AP&T kürzlich mit ArcelorMittal durchgeführt hat, um die Risiken der Wasserstoffversprödung zu untersuchen.

Durch die Verwendung ultrahochfester Stähle mit geringerer Dicke für pressgehärtete Bauteile können die Fahrzeughersteller das Gewicht der Fahrzeuge – und damit den Energieverbrauch – weiter senken und gleichzeitig die Sicherheit beibehalten oder sogar erhöhen.

Stahl mit einer Zugfestigkeit bis 2000 MPa stellt aber auch höhere Anforderungen an die Prozesssteuerung und -überwachung, um das Risiko der so genannten Wasserstoffversprödung zu verringern. Dieses Phänomen tritt auf, wenn beim Erhitzen Wasserstoff aus der Umgebungsluft in das Blech eindringt, wodurch es spröder und rissanfälliger wird. Wasserstoffversprödung ist besonders in der Automobilindustrie ein Problem, vor allem in heißen und feuchten Ländern, in denen pressgehärtete Stahlbauteile hergestellt werden. Um dieses Risiko zu minimieren, ist es wichtig, den Taupunkt der Ofenluft zu regeln, d. h. die Temperatur, bei der die Luft mit Feuchtigkeit gesättigt ist und Wasserdampf zu flüssigem Wasser zu kondensieren beginnt.

Wie sensibel ist der Prozess? Gemeinsam mit dem Stahlhersteller ArcelorMittal testete AP&T kürzlich pressgehärtete Bauteile, die mit dem ultrahochfesten Al-Si-beschichteten Werkstoff Usibor® 2000 AS hergestellt wurden, in einem Multi-Layer Furnace in feuchter Umgebung. Ziel war es herauszufinden, ob die Taupunktregelung des Ofens durch Einblasen trockener Luft effizient genug ist, um Wasserstoffversprödung selbst unter ungünstigsten Bedingungen zu vermeiden.

In der Entwicklungsabteilung von AP&T im schwedischen Ulricehamn wurde eine Klimakammer um den für die Tests verwendeten Ofen herum gebaut. Es herrschte eine relative Luftfeuchtigkeit von 70 Prozent und eine Temperatur von 30 °C.

Wenn die Ofentür geöffnet und das Material eingelegt wird, tritt Luft aus der Umgebung ein. Um die Luftfeuchtigkeit zu senken und damit den Taupunkt zu regulieren, wird trockene Luft in die Kammer eingeblasen. Es wurde eine Reihe von Tests durchgeführt, bei denen sowohl große als auch kleine Mengen trockener Luft bei steigenden Ofentemperaturen zugeführt wurden. Wenn die Blechplatinen aus dem Ofen genommen werden, haben sie eine Temperatur von etwa 900 Grad. Im nächsten Schritt werden sie gepresst und in einem Werkzeug auf etwa 80 Grad abgeschreckt.

Innerhalb von zwei Tagen nach Abschluss der Tests wurden die Proben in Trockeneis gelagert und zur Analyse bei ArcelorMittal nach Frankreich transportiert. Und das Ergebnis?

Die Ergebnisse zeigten, dass der Wasserstoffgehalt in Usibor® 2000 AS mit etwa 0,1 ppm niedrig blieb, unabhängig davon, ob große oder kleine Mengen trockener Luft in den Prozess eingeblasen wurden. Schlussfolgerung: Das Taupunktregelungssystem der Multi-Layer Furnaces von AP&T mit Trockenlufteinblasung ist effizient, um die Wasserstoffaufnahme bei aluminierten Presshärtestählen zu minimieren und eignet sich daher sehr gut für die sichere Produktion von Teilen aus aluminierten Presshärtestählen mit Festigkeiten von bis zu 2000 MPa.