EP3676408A1 - Verfahren zum erwärmen eines metallischen bauteils auf eine zieltemperatur und entsprechender rollenherdofen - Google Patents

Verfahren zum erwärmen eines metallischen bauteils auf eine zieltemperatur und entsprechender rollenherdofen

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EP3676408A1
EP3676408A1 EP18765599.8A EP18765599A EP3676408A1 EP 3676408 A1 EP3676408 A1 EP 3676408A1 EP 18765599 A EP18765599 A EP 18765599A EP 3676408 A1 EP3676408 A1 EP 3676408A1
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EP
European Patent Office
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temperature
zone
heating
plateau
component
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EP18765599.8A
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EP3676408B1 (de
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Jörg Winkel
Andreas Reinartz
Frank WILDEN
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Schwartz GmbH
Original Assignee
Schwartz GmbH
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Publication date
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Publication of EP3676408B1 publication Critical patent/EP3676408B1/de
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    • C21—METALLURGY OF IRON
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    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/0056—Furnaces through which the charge is moved in a horizontal straight path
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/0062—Heat-treating apparatus with a cooling or quenching zone
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    • F27B9/2407—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity characterised by the path of the charge during treatment; characterised by the means by which the charge is moved during treatment the charge moving in a substantially straight path being carried by a conveyor the conveyor being constituted by rollers (roller hearth furnace)
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D19/00—Arrangements of controlling devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D21/00—Arrangement of monitoring devices; Arrangement of safety devices
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/62—Quenching devices
    • C21D1/673—Quenching devices for die quenching

Definitions

  • the present invention is a method for heating a pre-coated metallic component in a roller hearth furnace and a corresponding roller hearth furnace.
  • the inventive method can be used in particular in a press hardness line in which a roller hearth furnace a press hardening tool is arranged downstream.
  • the steel sheet which is regularly provided in the form of a board, is first heated in an oven such as a roller hearth furnace and then cooled in a press during forming and thereby cured
  • an oven such as a roller hearth furnace
  • the steel sheet is first heated to a temperature above the AC1 temperature, the temperature at which the formation of austenite begins during a warm-up process, or even above the AC3 temperature, prior to press-hardening.
  • the temperature at which the conversion of ferrite to austenite ends in a warm-up process, heated and then formed in the press-hardening process and thereby cooled accordingly (below the Martensitstarttemperatur).
  • the corresponding metallic components are coated regularly to improve properties of the metal.
  • coatings are used as aluminum and silicon (AISi) in order to be able to dispense with a protective gas during the heat treatment process and to be able to omit a surface after-treatment after the heat treatment, or also zinc coatings, which also improve corrosion resistance.
  • AISi aluminum and silicon
  • rapid heating of the components is desirable, since in a roller hearth furnace, a short furnace length can be achieved and, on the other hand, in process planning, there is more freedom with respect to the cycle times of the press adjacent to the heating.
  • the coating can be removed during transport through the furnace of the metallic component and so carried pollution of the furnace.
  • the inventive method for heating a metallic component to a target temperature wherein the component has a pre-coating and is passed through an oven having at least four zones, each of which can be tempered to an individual zone temperature, the component successively at least by a Anrobzone , a plateau zone, a peak heating zone and an end zone, wherein the heating zone is heated to a heating temperature, the plateau zone to a plateau temperature, the peak heating zone to a peak temperature and the end zone to a target temperature, the plateau temperature being selected to be the temperature of the component in the plateau zone lying in a corridor region around a melting temperature of the precoat is characterized by the peak temperature being at least 100 K [Kelvin], preferably at least 120 K, particularly preferably at least 140 K, above the target temperature ,
  • the metallic component is preferably a metallic blank, a steel sheet or an at least partially preformed semi-finished product, preferably of steel.
  • the metallic component is preferably with or from a (hardenable) steel, for example a boron (manganese) steel, for. B. with the name 22MnB5 formed.
  • the precoating can be, for example, a (predominantly) zinc-containing coating or a (primarily) aluminum and / or silicon-containing coating, in particular a so-called aluminum / silicon (Al / Si) coating.
  • the temperature control in the individual zones preferably takes place (exclusively) by means of radiant heat, for example by at least one electrically operated heating means (which does not physically and / or electrically contact the metallic component), such as a heating loop and / or a heating wire, for example. and / or at least one (gas-heated) jet pipe.
  • the metallic component is heated by means of radiant heat and / or convection in the individual zones.
  • the individual zones are preferably defined solely by the temperature which can be set in the zone by means of corresponding heating means.
  • the corresponding zones can also be structurally defined, for example by appropriate shielding means between the zones, which at least reduce or prevent the convection between adjacent zones and / or the introduction of radiant heat from one zone into an adjacent zone.
  • the heating temperature is preferably well below the target temperature. Further preferred is an embodiment in which the heating temperature above the plateau temperature.
  • the liquefaction of the pre-coating begins.
  • formation of a (stable) oxide layer on the liquefying precoat that can at least partially absorb the shearing forces during transport of the metallic component occurs.
  • adhesion of the molten or melted precoat on the rolls and penetration into them in this region of the furnace is substantially reduced or even avoided.
  • the plateau temperature is usually well below the target temperature, in particular more than 300 K below the target temperature or even more than 350 K below the target temperature.
  • the peak temperature is preferably even 150 K above the target temperature.
  • the heating temperature, the plateau temperature, the peak temperature and / or the target temperature are dependent on the material used of the metallic component, the type and / or thickness of the pre-coating and / or on the configuration, in particular the shape and / or thickness of the metallic component, predetermined.
  • the term "tempering" in the context of this document basically means “heating”.
  • the precoating is formed of a material comprising aluminum and silicon.
  • the metallic coating can be, for example, a (predominantly) zinc-containing coating or a (predominantly) aluminum and / or silicon-containing coating, in particular a so-called aluminum / silicon (Al / Si) coating.
  • this coating serves to protect the component against scaling during the heat treatment and prevents the edge decarburization.
  • Usual layer thicknesses are in the range between 10 and 50 ⁇ [microns], preferably in the range of 20 and 40 ⁇ .
  • the heating method according to the present invention is advantageous, since this precoat is very brittle at room temperature so that flaking and thus damage to the precoat can occur quickly if heated too quickly and too large Shearing stress during transport through the oven is present.
  • the inventive method allows the rapid heating of Al / Si precoated metallic components.
  • At least one intermediate zone is formed between the plateau zone and the peak heating zone, which is tempered to an intermediate zone temperature between the temperature of the previous zone and the peak temperature.
  • the intermediate heating zone in the transport direction of the metallic component through the oven is preferably shorter than the peak heating zone, in particular has a length which is smaller than half the length of the tip heating zone, preferably less than a quarter of the length of the tip heating zone.
  • the component is guided in the Anußzone on rollers which are formed of quartz material.
  • fused silica is meant in particular a material comprising silicon dioxide (SiO 2).
  • the metallic component which is significantly cooler, usually at substantially ambient or room temperature, is introduced into the atmosphere of the furnace, which is significantly hotter, for example 500 ° C or more.
  • the atmosphere of the furnace which is significantly hotter, for example 500 ° C or more.
  • rollers which are formed of a mullitischen ceramic material.
  • Rollers made of mulltitic ceramic material are preferably used when the temperature of the atmosphere in the furnace increases, since they have a higher permissible operating temperature than Quarzgutrollen. In addition, these roles are much cheaper.
  • a roller hearth furnace for heating a metallic component having a precoating to a target temperature, in particular according to a method according to one of the preceding claims, in which the component is mounted on rollers from an access through the roller hearth furnace to an exit feasible, further comprising at least four heating means, by each of which an individual temperature in a zone around the heating means is adjustable, and a control means for individually controlling at least four of the heating means.
  • the roller hearth furnace is characterized in that the control means is suitable and determined in a manner for controlling the heating means, that at least the following zones can be formed from the access to the outlet: a heating zone which can be heated to a heating temperature, which can be heated to a plateau temperature Plateau zone, a peak heating zone which can be tempered to a peak temperature and an end zone which can be heated to a final temperature, the
  • Control means and the heating means are suitable and determined to set a plateau temperature which is in a corridor range around a melting temperature of the precoat and to set a peak temperature which is at least 100 K above the target temperature.
  • Rollers made of quartz material are preferably arranged in the heating zone.
  • Preferred are in at least one of the following zones:
  • shielding means are preferably formed between at least two adjacent zones.
  • the shielding means are preferably designed as internals between at least one part of the individual zones, which narrow the furnace cross-section in this area. This reduces the longitudinal flow between adjacent zones.
  • the shielding means heat radiation from a zone in prevent the other zone and allow for a better definition of the temperature in the respective zones.
  • a temperature control unit can be arranged which specifically cools at least one subarea of the component and at the same time keeps or increases the temperature in at least one further subarea of the component so as to set a different strength in at least one subarea.
  • a method for press-hardening a metallic component is proposed in which a metallic component heated to the target temperature according to the present invention is subjected to press-hardening in a press-hardening device.
  • the metallic component is supplied between the heating and the press-hardening of at least one tempering unit, in which the temperature of at least one partial area of the metallic component is changed.
  • Fig. 1 is a roller hearth furnace, which is operated by the method according to the invention
  • FIG. 2 shows a temperature control in the roller hearth furnace
  • Fig. 4 is an example of a temperature guide according to the present invention.
  • Fig. 5 shows another example of a roller hearth furnace
  • Fig. 6 shows a first example of a device for heat treatment of
  • Fig. 7 shows a second example of a device for heat treatment of
  • FIG. 1 shows schematically a roller hearth furnace 1 in which a method for heating a metallic component 2 to a target temperature 3 is performed. The corresponding temperatures are shown schematically in FIG.
  • the metallic component 2 is guided through an access 4 in the roller hearth furnace 1.
  • the metallic component 2 is guided via rollers 5 through the roller hearth furnace 1 to the output 6.
  • the metallic component 2 has an Al / Si precoating 7, which is formed on the metallic component 2 in a planar manner and mostly on both sides. it is.
  • a heating zone 9, a plateau zone 10, a top heating zone 11 and an end zone 12 adjoin the access 4.
  • the heating zone 9 is at a heating temperature 13, the plateau zone 10 at the plateau temperature 14, the peak heating zone 11 to a peak temperature 15 and the end zone 12 to the target temperature 3 tempered (heated).
  • heating means 16 are formed, which are designed here as jet pipes.
  • the individual jet pipes each comprise gas burners which burn into a closed (ceramic) tube, so that the combustion exhaust gases are not introduced into the furnace in order to prevent the hydrogen embrittlement of the metal, which may be promoted by the exhaust gases of the combustion, in particular of moist exhaust gas.
  • the individual heating means 16 are shown by way of example in their number and design. This means that in each zone 9, 10, 11, 12, a different number of heating means 16, each heating means 16 of different thickness and / or each different heating means 16 such as partially electric heating means 16 and partially jet pipes may be formed as a heating means 16.
  • the rollers 5 which may be formed in each zone 9, 10, 11, 12 in different numbers and / or at different distances and / or from different materials.
  • the heating means 16 are connected to a control means 17, by which the operation of the heating means 16 can be controlled or regulated and which is suitable and determined for the corresponding control of the heating means 16.
  • at least individual (driven) rollers 5 may be connected to the control means 17.
  • the shielding means 27 are formed, which in particular reduce or prevent longitudinal flow between adjacent zones 9, 10, 11, 12.
  • the shielding means 27 can be designed so that they radiate heat between adjacent zones 9, 10, 1 1, 12 reduce or prevent.
  • the shielding means 27 are formed in the present example as the open cross-section of the roller hearth furnace 1 reducing internals whose height can vary.
  • the rollers 5 are formed in the Anußzone 9 of a fused silica, while the rollers in the plateau zone 10, the Spitzensortzone 1 1 and the end zone 12 are formed of a ceramic material.
  • the rollers 5 in the Anußzone 9 are preferably formed of quartz material to here the thermal loads of the rollers 5 due to the large temperature difference of the (hot) rollers 5 and the (cold) metallic component 2 can accommodate.
  • the heating means 16 are regulated, for example, in such a way that a component formed from a Boron-manganese steel marketed as "Usibor 1500" or "MBW 1500 + AS", which has an Al / Si precoating 7, in the heating zone 9
  • Anußtemperatur 13 a temperature of about 840 to 860 ° C, in particular of 850 ° C, as the plateau temperature 14 in the Plateauzone 10 a temperature of about 630 ° C to 670 ° C, in particular of 650 ° C with a corridor range of +/- 20 ° C around the melting temperature of the pre-coating 7, as a peak temperature in the tip heating zone 1 1 a temperature of about 1080 to 1120 ° C, in particular of 1100 ° C and as target temperature 3 in the end zone 12 a temperature of 870 to 940th ° C is set.
  • FIG. 3 shows a temperature curve assumed to be known, in which the zone temperature 18 and the component temperature 19 are plotted. Again, several zones are formed.
  • the (cold) metallic component 2 first passes through a heating zone with a heating zone temperature 13, then a plateau zone with a plateau temperature 14 and then an end zone with a target temperature 3.
  • the component temperature 19 follows a curve from a starting temperature to the target temperature 3.
  • 4 shows an example of a temperature profile with zone temperature 18 and component temperature 19 according to the method proposed here.
  • the zone temperature also shows peak heating zone 11. If component temperature 19 in this example is compared with component temperature 19, as shown in FIG. 3, then it can be seen that the component temperature 19 in the method proposed here faster reaches the target temperature 3 than in the known as known method as shown in Fig. 3.
  • FIG. 4 and 5 which shows a further embodiment of a roller hearth furnace 1, further show the formation of intermediate zones.
  • a first intermediate zone 20 is formed whose first intermediate zone temperature 21 lies between the heating temperature 13 and the plateau temperature 14.
  • the zone temperature 18 in FIG. 4 shows two second intermediate zones 22 between the plateau zone 10 and the peak heating zone 11, which have two second intermediate zone temperatures 23.
  • FIG. 6 shows a device 24 for heat treatment of a metallic component 2 with a roller hearth furnace 1 and a press hardening unit 25.
  • the target temperature 3 it is possible to select the target temperature 3 to be at or above the AC1 temperature (that is, the temperature at which the formation of austenite starts in a warm-up operation), or even above the AC3 temperature (the temperature at which the conversion of Ferrite in austenite ends in a warm-up process) of the corresponding material of the metallic component 2, that during subsequent press-hardening at least a proportion of martensite is formed in the metallic component.
  • the AC1 temperature that is, the temperature at which the formation of austenite starts in a warm-up operation
  • the AC3 temperature the temperature at which the conversion of Ferrite in austenite ends in a warm-up process
  • At least one tempering unit 26 is formed between the roller hearth furnace 1 and the press hardening unit 25 (see FIG. 7), which makes it possible to temper areas of the metallic component 2 differently, in particular to heat partial areas, after the (uniform) heating of the metallic component 2 in the roller hearth furnace 1 and cool other sections.
  • a process management can be selected in which the target temperature 3 is selected so that it is below the AC3 or even ACl temperature and then in a following temperature control unit 26 in at least a portion of the metallic component 2, the temperature on the ACl - or AC3 temperature is increased, while the temperature is left in at least one other portion of the metallic component 2 below the ACl or AC3 temperature.
  • metallic components 2 can be produced which have areas of different microstructures or strengths after press hardening.

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Abstract

Das Verfahren zum Erwärmen eines metallischen Bauteils (2) auf eine Zieltemperatur (3), bei dem das Bauteil (2) eine Vorbeschichtung (7) aufweist und durch einen Ofen (1) geführt wird, der mindestens vier Zonen (9, 10, 11, 12) aufweist, die jeweils auf eine individuelle Zonentemperatur (13, 14, 15, 3) temperiert werden können, wobei das Bauteil (2) nacheinander zumindest durch eine Anheizzone (9), eine Plateauzone (10), eine Spitzenheizzone (11) und eine Endzone (12) geführt wird, wobei die Anheizzone (9) auf eine Anheiztemperatur (13), die Plateauzone (10) auf eine Plateautemperatur (14), die Spitzenheizzone (11) auf eine Spitzentemperatur (15) und die Endzone (12) auf die Zieltemperatur (3) temperiert wird, wobei die Plateautemperatur (14) so gewählt wird, dass die Temperatur des Bauteils (2) in der Plateauzone (10) in einem Korridorbereich um eine Schmelztemperatur der Vorbeschichtung (7) liegt, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Spitzentemperatur (15) um mindestens 100 K [Kelvin] oberhalb der Zieltemperatur (3) liegt.

Description

Verfahren zum Erwärmen eines metallischen Bauteils
auf eine Zieltemperatur und entsprechender Rollenherdofen
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Erwärmen eines vorbeschichteten metallischen Bauteils in einem Rollenherdofen und ein entsprechender Rollenherdofen. Das erfindungsgemäße Verfahren kann insbesondere in einer Presshärte linie zur Anwendung kommen, in der einem Rollenherdofen ein Presshärtewerkzeug nachgeordnet ist.
Zur Herstellung sicherheitsrelevanter Fahrzeug-Karosseriebauteile aus Stahlblech ist es regelmäßig erforderlich, das Stahlblech während oder nach der Umformung zu dem Karosseriebauteil zu härten. Hierzu hat sich ein Wärmebehandlungsverfahren etabliert, das als„Presshärten" bezeichnet wird. Dabei wird das Stahlblech, das regelmäßig in der Form einer Platine bereitgestellt wird, zunächst in einem Ofen wie einem Rollenherdofen aufgeheizt und anschließend während der Umformung in einer Presse abgekühlt und dadurch gehärtet. Um hier beispielsweise ein (überwiegend) martensitisches Gefüge einzustellen, wird das Stahlblech zunächst vor dem Presshärten auf eine Temperatur oberhalb der AC1 -Temperatur, der Temperatur, bei der die Bildung von Austenit bei einem Aufwärmvorgang beginnt, oder sogar oberhalb der AC3 -Temperatur, der Temperatur, bei der die Umwandlung von Ferrit in Austenit bei einem Aufwärmvorgang endet, erwärmt und dann im Presshärtevorgang geformt und dabei entsprechend (unter die Mar- tensitstarttemperatur) abgekühlt.
Die entsprechenden metallischen Bauteile sind dabei regelmäßig beschichtet, um Eigenschaften des Metalls zu verbessern. So werden beispielsweise Beschichtun- gen als Aluminium und Silizium (AISi) eingesetzt, um während des Wärmebehandlungsprozesses auf ein Schutzgas verzichten zu können und eine Oberflä- chennachbehandlung nach der Wärmebehandlung entfallen lassen zu können, oder auch Zinkbeschichtungen, die ebenfalls die Korrosionsbeständigkeit verbessern. Oft ist eine schnelle Erwärmung der Bauteile wünschenswert, da so bei einem Rollenherdofen eine kurze Ofenlänge erreicht werden kann und andererseits bei der Prozessplanung mehr Freiheit in Bezug auf die Taktzeiten der an die Erwär- mung anschließenden Presse gegeben ist.
Jedoch kann es bei der schnellen Aufheizung durch das unterschiedliche Wärmeausdehnungsverhalten zu erhöhten Bauteilverwerfungen kommen, die den Transport des Bauteils (auf der Förderstrecke) erschweren oder sogar zur Ausbil- dung von Rissen im Bauteil und/oder in der Beschichtung kommen, so dass sich für vorbeschichtete Bauteile ein Schnellaufheizungsverfahren vor dem Presshärten bisher nicht am Markt durchgesetzt hat. Zudem kann sich die Beschichtung beim Transport durch den Ofen von dem metallischen Bauteil ablösen und so eine Verschmutzung des Ofens erfolgen.
Von daher liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zumindest teilweise zu überwinden und insbesondere ein Verfahren zum Erwärmen von Metallen sowie einen entsprechenden Rollenherdofen anzugeben, der eine Schnellaufheizung von beschichte- ten Bauteilen mit zumindest verminderter Rissbildung ermöglicht. Weiterhin soll insbesondere ein entsprechender Rollenherdofen und ein entsprechendes Verfahren zum Presshärten angegeben werden.
Diese Aufgaben werden gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Patentan- Sprüche. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der hier vorgeschlagenen Lösung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben. Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den abhängigen Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger, technologisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus wer- den die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Erwärmen eines metallischen Bauteils auf eine Zieltemperatur, bei dem das Bauteil eine Vorbeschichtung aufweist und durch einen Ofen geführt wird, der mindestens vier Zonen aufweist, die jeweils auf eine individuelle Zonentemperatur temperiert werden können, wobei das Bauteil nacheinander zumindest durch eine Anheizzone, eine Plateauzone, eine Spit- zenheizzone und eine Endzone geführt wird, wobei die Anheizzone auf eine An- heiztemperatur, die Plateauzone auf eine Plateautemperatur, die Spitzenheizzone auf eine Spitzentemperatur und die Endzone auf eine Zieltemperatur temperiert wird, wobei die Plateautemperatur so gewählt wird, dass die Temperatur des Bauteils in der Plateauzone in einem Korridorbereich um eine Schmelztemperatur der Vorbeschichtung liegt, zeichnet sich dadurch aus, dass die Spitzentemperatur um mindestens 100 K [Kelvin], bevorzugt mindestens 120 K, besonders bevorzugt sogar mindestens 140 K, oberhalb der Zieltemperatur liegt.
Bei dem metallischen Bauteil handelt es sich vorzugsweise um eine metallische Platine, ein Stahlblech oder ein zumindest teilweise vorgeformtes Halbzeug, be- vorzugt aus Stahl. Das metallische Bauteil ist bevorzugt mit beziehungsweise aus einem (härtbaren) Stahl, beispielweise einem Bor-(Mangan-)Stahl, z. B. mit der Bezeichnung 22MnB5, gebildet. Bei der Vorbeschichtung kann es sich beispielsweise um eine (vorrangig) Zink enthaltende Beschichtung oder eine (vorrangig) Aluminium und/oder Silizium enthaltende Beschichtung, insbesondere eine soge- nannte Aluminium/Silizium(Al/Si)-Beschichtung handeln.
Die Temperierung in den einzelnen Zonen erfolgt bevorzugt (ausschließlich) mittels Strahlungswärme, beispielsweise von mindestens einem elektrisch betriebenen (das metallische Bauteil nicht körperlich und/oder elektrisch kontaktieren- dem) Heizmittel, wie beispielsweise einer Heizschleife und/oder einem Heizdraht, und/oder von mindestens einem (gasbeheizten) Strahlrohr. Vorzugsweise wird das metallische Bauteil mittels Strahlungswärme und/oder Konvektion in den einzelnen Zonen erwärmt. Die einzelnen Zonen sind bevorzugt allein durch die durch entsprechende Heizmittel einstellbare Temperatur in der Zone definiert. Zusätzlich lassen sich die entsprechenden Zonen auch baulich definieren, beispielsweise durch entsprechende Abschirmmittel zwischen den Zonen, die Konvektion zwischen benachbarten Zonen und/oder den Eintrag von Strahlungswärme von einer Zone in eine be- nachbarte Zone zumindest reduzieren oder verhindern.
In der Anheizzone werden die vorher üblicherweise auf Raumtemperatur befindlichen metallischen Bauteile (langsam) angeheizt. Hierzu liegt die Anheiztemperatur bevorzugt deutlich unterhalb der Zieltemperatur. Weiterhin bevorzugt ist eine Ausgestaltung, bei der die Anheiztemperatur oberhalb der Plateautemperatur.
Unter dem Korridorbereich wird insbesondere ein Temperaturbereich von +/-
30 K, bevorzugt +/- 10 K um die Schmelztemperatur der Vorbeschichtung herum verstanden. In diesem Korridorbereich setzt die Verflüssigung der Vorbeschich- tung ein. Durch das Halten der Temperatur im Korridorbereich kommt es bei der Verflüssigung zur Ausbildung einer (stabilen) Oxidschicht auf der sich verflüssigenden Vorbeschichtung, die die Scherkräfte beim Transport des metallischen Bauteils zumindest teilweise aufnehmen kann. Somit wird ein Anhaften der geschmolzenen oder schmelzenden Vorbeschichtung auf den Rollen und das Ein- dringen in dieselben in diesem Bereich des Ofens wesentlich verringert oder sogar vermieden. Üblicherweise liegt die Plateautemperatur deutlich unterhalb der Zieltemperatur, insbesondere mehr als 300 K unterhalb der Zieltemperatur oder sogar mehr als 350 K unterhalb der Zieltemperatur. Die Spitzentemperatur liegt bevorzugt sogar 150 K oberhalb der Zieltemperatur. Die (sprunghaft) deutlich erhöhte Temperatur nach der Plateautemperatur bewirkt ein schnelles Aufheizen des metallischen Bauteils. Im Vergleich zu anderen Verfahrensführungen, bei denen weite Teile des Ofens auf die Zieltemperatur tempe- riert sind, kann eine wesentliche schnellere Aufheizung erreicht werden. Dadurch, dass die Plateauzone vor der Spitzenheizzone ausgebildet ist, wird ein Abscheren der Vorbeschichtung wirksam vermieden. Dies führt zu einer Verfahrensführung, bei der die Oberfläche des metallischen Bauteils beim Transport durch den Ofen geschont wird und gleichzeitig eine schnelle Aufheizung des Bauteils möglich ist.
Die Anheiztemperatur, die Plateautemperatur, die Spitzentemperatur und/oder die Zieltemperatur werden in Abhängigkeit von dem verwendeten Material des metallischen Bauteils, der Art und/oder Dicke der Vorbeschichtung und/oder von der Ausgestaltung, insbesondere der Form und/oder Dicke des metallischen Bauteils, vorbestimmt. Der Begriff„temperieren" bedeutet im Rahmen dieses Dokumentes grundsätzlich„heizen".
Durch eine im Vergleich zu bekannten Verfahren schnellere Aufheizung des Bauteils ist es auch möglich, eine Ofenanlage kürzer zu gestalten als bei aus dem Stand der Technik bekannten Ofenanlagen beziehungsweise Verfahrensführungen.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens ist die Vorbeschichtung aus einem Material umfassend Aluminium und Silizium ausgebildet.
Bei der metallischen Beschichtung kann es sich beispielsweise um eine (vorrangig) Zink enthaltende Beschichtung oder eine (vorrangig) Aluminium und/oder Silizium enthaltende Beschichtung, insbesondere eine sogenannte Alumini- um/Silizium(Al/Si)-Beschichtung handeln. Diese Beschichtung dient insbesonde- re dem Schutz des Bauteils vor Verzunderung während der Wärmebehandlung und verhindert die Randentkohlung. Übliche Schichtdicken liegen im Bereich zwischen 10 und 50 μιη [Mikrometer], bevorzugt im Bereich von 20 und 40 μιη.
Insbesondere bei Al/Si-Beschichtungen ist das Aufheizverfahren nach der vorlie- genden Erfindung vorteilhaft, da diese Vorbeschichtung bei Raumtemperatur sehr spröde ist, so dass es schnell zu Abplatzungen und damit zur Beschädigung der Vorbeschichtung kommen kann, wenn zu schnell aufgeheizt und eine zu große Scherbeanspruchung beim Transport durch den Ofen vorliegt. Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet das Schnellaufheizen von mit Al/Si vorbeschichteten metallischen Bauteilen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Spitzenheiz- zone unmittelbar an die Plateauzone anschließt. Das unmittelbare Anschließen der Spitzenheizzone an die Plateauzone erlaubt eine besonders schnelle Aufheizung des metallischen Bauteils.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens ist zwischen der Plateauzone und der Spitzenheizzone mindestens eine Zwischenzone ausge- bildet, die auf eine Zwischenzonentemperatur zwischen der Temperatur der vorherigen Zone und der Spitzentemperatur temperiert wird.
Dies erlaubt eine genauere Definition der einzelnen Zonen, da dann der Wärmeeintrag von der Spitzenheizzone in die Plateauzone reduziert werden kann. Dies erlaubt eine genauere Definition der Temperatur in der Plateauzone, so dass der Vorgang der Oxidbildung auf der Vorbeschichtung gleichmäßiger ablaufen kann. Bevorzugt ist dabei die Zwischenheizzone in Transportrichtung des metallischen Bauteils durch den Ofen kürzer als die Spitzenheizzone, insbesondere weist sie eine Länge auf, die kleiner als die Hälfte der Länge der Spitzenheizzone ist, be- vorzugt weniger als ein Viertel der Länge der Spitzenheizzone. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird das Bauteil in der Anheizzone über Rollen geführt, die aus Quarzgut ausgebildet sind. Unter Quarzgut wird hier insbesondere ein Material umfassend Siliziumdioxid (Si02) verstanden. In der Anheizzone wird das metallische Bauteil, welches deutlich kühler, üblicherweise im wesentlichen Umgebungs- oder Raumtemperatur aufweist, in die Atmosphäre des Ofens eingeführt, die deutlich heißer ist, beispielsweise 500°C oder mehr aufweist. Dies führt zu erheblichen Belastungen der Rollen, über die das Bauteil geführt wird, durch thermische Spannungen. Es hat sich gezeigt, das Rollen aus Quarzgut aufgrund des geringen Wärmeausdehnungskoeffizienten für die Anheizzone besonders gut geeignet sind. Diese Rollen sind sehr widerstandsfähig gegenüber Temperaturwechselbeanspruchungen. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird das Bauteil in mindestens einer der folgenden Zonen:
a) der Plateauzone;
b) der Spitzenheizzone; und
c) der Endzone
über Rollen geführt, die aus einem mullitischen Keramikmaterial ausgebildet sind.
Rollen aus mulltitischem Keramikmaterial werden bevorzugt dann eingesetzt, wenn sich die Temperatur der Atmosphäre im Ofen erhöht, da diese eine höhere zulässige Anwendungstemperatur als Quarzgutrollen aufweisen. Zudem sind diese Rollen deutlich preiswerter.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Rollenherdofen zum Erwärmen eines eine Vorbeschichtung aufweisenden metallischen Bauteils auf eine Zieltemperatur vorgeschlagen, insbesondere nach einem Verfah- ren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Bauteil auf Rollen von einem Zugang durch den Rollenherdofen zu einem Ausgang führbar ist, weiterhin umfassend mindestens vier Heizmittel, durch die jeweils eine individuelle Temperatur in einer Zone um das Heizmittel einstellbar ist, und ein Steuermittel zur individuellen Ansteuerung von mindestens vier der Heizmittel. Der Rollen- herdofen zeichnet sich dadurch aus, dass das Steuermittel in einer Weise zur AnSteuerung der Heizmittel geeignet und bestimmt ist, dass vom Zugang zum Ausgang in dieser Reihenfolge mindestens folgende Zonen bildbar sind: eine auf eine Anheiztemperatur temperierbare Anheizzone, eine auf eine Plateautemperatur temperierbare Plateauzone, eine auf eine Spitzentemperatur temperierbare Spit- zenheizzone und eine auf eine Endtemperatur erhitzbare Endzone, wobei die
Steuermittel und die Heizmittel geeignet und bestimmt sind, eine Plateautemperatur einzustellen, die in einem Korridorbereich um eine Schmelztemperatur der Vorbeschichtung liegt und eine Spitzentemperatur einzustellen, die um mindestens 100 K oberhalb der Zieltemperatur liegt.
Bevorzugt sind in der Anheizzone Rollen aus Quarzgut angeordnet.
Bevorzugt sind in mindestens einer der folgenden Zonen:
a) der Plateauzone;
b) der Spitzenheizzone; und
c) der Endzone
Rollen aus einem Keramikmaterial ausgebildet.
Weiterhin bevorzugt sind zwischen zumindest zwei benachbarten Zonen Ab- schirmmittel ausgebildet.
Bevorzugt sind die Abschirmmittel als Einbauten zwischen zumindest einem Teil den einzelnen Zonen ausgebildet, die den Ofenquerschnitt in diesem Bereich verengen. Hierdurch wird die Längsströmung zwischen benachbarten Zonen redu- ziert. Zudem können die Abschirmmittel eine Wärmestrahlung aus einer Zone in die andere Zone verhindern und so die bessere Definition der Temperatur in den jeweiligen Zonen ermöglichen.
An den erfindungsgemäßen Rollenherdofen schließt sich regelmäßig eine Press- härtevorrichtung an. Zwischen Rollenherdofen und Presshärtevorrichtung kann eine Temperiereinheit angeordnet sein, die zumindest einen Teilbereich des Bauteils gezielt abkühlt und gleichzeitig die Temperatur in mindestens einem weiteren Teilbereich des Bauteils konstant hält oder erhöht, um so in zumindest einem Teilbereich eine andere Festigkeit einzustellen.
Weiterhin wird ein Verfahren zum Presshärten eines metallischen Bauteils vorgeschlagen, bei dem ein nach der vorliegenden Erfindung auf die Zieltemperatur erwärmtes metallisches Bauteil einer Presshärtung in einer Presshärteeinrichtung unterzogen wird.
Bevorzugt ist in diesem Zusammenhang, dass das metallische Bauteil zwischen der Erwärmung und der Presshärtung mindestens einer Temperiereinheit zugeführt wird, in der die Temperatur zumindest eines Teilbereichs des metallischen Bauteils verändert wird.
Die für die erfindungsgemäßen Verfahren offenbarten Details und Vorteile lassen sich auf den erfindungsgemäßen Rollenherdofen übertragen und anwenden und umgekehrt. Die Erfindung, sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung durch die gezeigten Ausführungsbeispiele nicht beschränkt werden soll. Insbesondere ist es, soweit nicht explizit anders dargestellt, auch möglich, Teilaspekte der in den Figuren erläuterten Sachverhalte zu extrahieren und mit anderen Bestandteilen und/oder Erkenntnissen aus anderen Figuren und/oder der vorliegenden Beschreibung zu kombinieren. Es zeigen schematisch:
Fig. 1 einen Rollenherdofen, welcher nach dem erfindungsgemäßen Verfahren betrieben wird;
Fig. 2 eine Temperaturführung im Rollenherdofen;
Fig. 3 ein Beispiel einer als bekannt angenommenen Temperaturführung;
Fig. 4 ein Beispiel einer Temperaturführung nach der vorliegenden Erfindung;
Fig. 5 ein weiteres Beispiel eines Rollenherdofens;
Fig. 6 ein erstes Beispiel einer Vorrichtung zur Wärmebehandlung von
Bauteilen; und
Fig. 7 ein zweites Beispiel einer Vorrichtung zur Wärmebehandlung von
Bauteilen.
Fig. 1 zeigt schematisch einen Rollenherdofen 1, in dem ein Verfahren zum Erwärmen eines metallischen Bauteils 2 auf eine Zieltemperatur 3 durchgeführt wird. Die entsprechenden Temperaturen sind in Fig. 2 schematisch gezeigt. Hierzu wird das metallische Bauteil 2 durch einen Zugang 4 in den Rollenherdofen 1 geführt. Im Rollenherdofen 1 wird das metallische Bauteil 2 über Rollen 5 durch den Rollenherdofen 1 bis zum Ausgang 6 geführt.
Im vorliegenden Fall weist das metallische Bauteil 2 eine Al/Si-Vorbeschichtung 7 auf, die flächig und zumeist beidseitig auf dem metallischen Bauteil 2 ausgebil- det ist. In Bewegungsrichtung 8 des metallischen Bauteils 2 schließt sich an den Zugang 4 eine Anheizzone 9, eine Plateauzone 10, eine Spitzenheizzone 11 und eine Endzone 12. Im Betrieb ist die Anheizzone 9 auf eine Anheiztemperatur 13, die Plateauzone 10 auf die Plateautemperatur 14, die Spitzenheizzone 11 auf eine Spitzentemperatur 15 und die Endzone 12 auf die Zieltemperatur 3 temperiert (geheizt). Hierzu sind Heizmittel 16 ausgebildet, die hier als Strahlrohre ausgebildet sind. Die einzelnen Strahlrohre umfassen jeweils Gasbrenner, die in ein geschlossenes (keramisches) Rohr hineinbrennen, so dass die Verbrennungsabgase nicht in den Ofen eingetragen werden, um die gegebenenfalls durch die Abgase der Verbrennung insbesondere von feuchtem Abgas geförderte Wasserstoffver- sprödung des Metalls zu verhindern.
Die einzelnen Heizmittel 16 sind in ihrer Anzahl und Ausgestaltung exemplarisch eingezeichnet. Dies bedeutet, das in jeder Zone 9, 10, 11, 12 auch eine andere Anzahl Heizmittel 16, jeweils Heizmittel 16 unterschiedlicher Stärke und/oder jeweils unterschiedliche Heizmittel 16 wie beispielsweise teilweise elektrische Heizmittel 16 und teilweise Strahlrohre als Heizmittel 16 ausgebildet sein können. Gleiches gilt auch für die Rollen 5, die in jeder Zone 9, 10, 11, 12 in unterschiedlicher Zahl und/oder in unterschiedlichen Abständen und/oder aus unterschiedli- chen Materialien ausgebildet sein können. Zur Durchführung des Verfahrens sind die Heizmittel 16 mit einem Steuermittel 17 verbunden, durch welches der Betrieb der Heizmittel 16 gesteuert beziehungsweise geregelt werden kann und welches geeignet und bestimmt zur entsprechenden Ansteuerung der Heizmittel 16 ist. Zusätzlich können auch zumindest einzelne (angetriebene) Rollen 5 mit dem Steuermittel 17 verbunden sein.
Zwischen den Zonen 9, 10, 11, 12 sind Abschirmmittel 27 ausgebildet, die insbesondere eine Längsströmung zwischen benachbarten Zonen 9, 10, 11, 12 reduzieren oder unterbinden. Alternativ oder zusätzlich können die Abschirmmittel 27 so ausgestaltet sein, dass sie eine Wärmestrahlung zwischen benachbarten Zonen 9, 10, 1 1 , 12 reduzieren beziehungsweise unterbinden. Die Abschirmmittel 27 sind im vorliegenden Beispiel als den offenen Querschnitt des Rollenherdofens 1 reduzierende Einbauten gebildet, deren Höhe variieren kann. Im vorliegenden Beispiel sind die Rollen 5 in der Anheizzone 9 aus einem Quarzgut ausgebildet, während die Rollen in der Plateauzone 10, der Spitzenheizzone 1 1 und der Endzone 12 aus einem keramischen Material ausgebildet sind. Die Rollen 5 in der Anheizzone 9 sind bevorzugt aus Quarzgut ausgebildet, um hier die thermischen Belastungen der Rollen 5 aufgrund des großen Temperaturunter- schiedes der (heißen) Rollen 5 und des (kalten) metallischen Bauteils 2 aufnehmen zu können.
Die Heizmittel 16 werden beispielsweise so geregelt, dass für ein aus einem als „Usibor 1500" oder„MBW 1500+AS" vertriebenen Bor-Mangan- Stahl ausgebil- deten Bauteil, welches eine Al/Si Vorbeschichtung 7 aufweist, in der Anheizzone 9 als Anheiztemperatur 13 eine Temperatur von etwa 840 bis 860°C, insbesondere von 850° C, als Plateautemperatur 14 in der Plateauzone 10 eine Temperatur von etwa 630°C bis 670°C, insbesondere von 650° C mit einem Korridorbereich von +/- 20°C um die Schmelztemperatur der Vorbeschichtung 7 herum, als Spitzen- temperatur in der Spitzenheizzone 1 1 eine Temperatur von etwa 1080 bis 1 120 °C, insbesondere von 1 100°C und als Zieltemperatur 3 in der Endzone 12 eine Temperatur von 870 bis 940° C eingestellt wird.
Fig. 3 zeigt im Unterschied dazu einen als bekannt angenommenen Temperatur- verlauf, bei dem die Zonentemperatur 18 und die Bauteiltemperatur 19 eingezeichnet ist. Auch hier sind mehrere Zonen ausgebildet. Das (kalte) metallische Bauteil 2 durchquert zunächst eine Anheizzone mit einer Anheizzonentemperatur 13, dann eine Plateauzone mit einer Plateautemperatur 14 und dann einer Endzone mit einer Zieltemperatur 3. Entsprechend folgt die Bauteiltemperatur 19 einer Kurve von einer Starttemperatur zur Zieltemperatur 3. Fig. 4 zeigt ein Beispiel eines Temperaturverlaufs mit Zonentemperatur 18 und Bauteiltemperatur 19 nach dem hier vorgeschlagenen Verfahren. Die Zonentemperatur zeigt hier neben Anheizzonentemperatur 13, Plateautemperatur 14 und Zieltemperatur 3 auch die Spitzenheizzone 11. Vergleicht man die Bauteiltemperatur 19 in diesem Beispiel mit der Bauteiltemperatur 19 wie in Fig. 3 gezeigt, so zeigt sich, dass die Bauteiltemperatur 19 bei dem hier vorgeschlagenen Verfahren schneller die Zieltemperatur 3 erreicht als bei dem als gekannt angenommenen Verfahren wie in Fig. 3 gezeigt.
Fig. 4 und 5, die eine weitere Ausgestaltung eines Rollenherdofens 1 zeigt, zeigen weiterhin die Ausbildung von Zwischenzonen. Zwischen der Anheizzone 9 und der Plateauzone 10 ist eine erste Zwischenzone 20 ausgebildet, deren erste Zwischenzonentemperatur 21 zwischen der Anheiztemperatur 13 und der Plateautem- peratur 14 liegt. Durch die erste Zwischenzone 20 wird ein Wärmeaustausch zwischen der Anheizzone 9 und der Plateauzone 10 reduziert beziehungsweise verhindert, so dass eine präzisere Führung der Ofentemperatur in den Zonen 9, 10 möglich ist. Weiterhin zeigt die Zonentemperatur 18 in Fig. 4 zwei zweite Zwischenzonen 22 zwischen der Plateauzone 10 und der Spitzenheizzone 11, die zwei zweite Zwischenzonentemperaturen 23 aufweisen. Diese dienen der präziseren Definition der Spitzenheizzone 11 und der Plateauzone 10. Im Übrigen wird auf die obige Beschreibung zur Figur 1 verwiesen.
Fig. 6 zeigt eine Vorrichtung 24 zur Wärmebehandlung eines metallischen Bau- teils 2 mit einem Rollenherdofen 1 und einer Presshärteeinheit 25.
Beispielsweise ist es möglich, im Rollenherdofen 1 die Zieltemperatur 3 so zu wählen, dass diese bei oder oberhalb der AC1 -Temperatur (also der Temperatur, bei der die Bildung von Austenit bei einem Aufwärmevorgang beginnt), oder so- gar oberhalb der AC3 -Temperatur (der Temperatur, bei der die Umwandlung von Ferrit in Austenit bei einem Aufwärmvorgang endet) des entsprechenden Materials des metallischen Bauteils 2 zu wählen, dass beim anschließenden Presshärten zumindest ein Anteil an Martensit im metallischen Bauteil entsteht.
Optional wird zwischen Rollenherdofen 1 und Presshärteeinheit 25 mindestens eine Temperiereinheit 26 ausgebildet (siehe Fig. 7), die es erlaubt, nach dem (gleichmäßigen) Aufheizen des metallischen Bauteils 2 im Rollenherdofen 1 Bereiche des metallischen Bauteils 2 unterschiedlich zu temperieren, insbesondere Teilbereiche zu heizen und andere Teilbereiche zu kühlen.
Alternativ kann eine Verfahrensführung gewählt werden, bei der die Zieltemperatur 3 so gewählt wird, dass diese unterhalb der AC3- oder sogar ACl -Temperatur liegt und dann in einer folgenden Temperiereinheit 26 in mindestens einem Teilbereich des metallischen Bauteils 2 die Temperatur über die ACl - oder AC3- Temperatur erhöht wird, während die Temperatur in mindestens einem anderen Teilbereich des metallischen Bauteils 2 unterhalb der ACl - oder AC3 -Temperatur belassen wird. So können metallische Bauteile 2 erzeugt werden, die nach dem Presshärten Bereiche unterschiedlicher Gefüge bzw. Festigkeiten aufweisen.
Bezugszeichenliste Rollenherdofen
metallisches Bauteil
Zieltemperatur
Zugang
Rolle
Ausgang
Vorbeschichtung
Bewegungsrichtung
Anheizzone
Plateauzone
Spitzenheizzone
Endzone
Anheiztemperatur
Plateautemperatur
Spitzentemperatur
Heizmittel
Steuermittel
Zonentemperatur
Bauteiltemperatur
erste Zwischenzone
erste Zwischenzonentemperatur zweite Zwischenzone
zweite Zwischenzonentemperaturen Vorrichtung zur Wärmebehandlung Presshärteeinheit
Temperierstation
Abschirmmittel

Claims

Patentansprüche
Verfahren zum Erwärmen eines metallischen Bauteils (2) auf eine Zieltemperatur (3), bei dem das Bauteil (2) eine Vorbeschichtung (7) aufweist und durch einen Ofen (1) geführt wird, der mindestens vier Zonen (9, 10, 11, 12) aufweist, die jeweils auf eine individuelle Zonentemperatur (13, 14, 15, 3) temperiert werden können, wobei das Bauteil (2) nacheinander zumindest durch eine Anheizzone (9), eine Plateauzone (10), eine Spitzen- heizzone (11) und eine Endzone (12) geführt wird, wobei die Anheizzone (9) auf eine Anheiztemperatur (13), die Plateauzone (10) auf eine Plateautemperatur (14) , die Spitzenheizzone (11) auf eine Spitzentemperatur (15) und die Endzone (12) auf die Zieltemperatur (3) temperiert wird, wobei die Plateautemperatur (14) so gewählt wird, dass die Temperatur des Bauteils (2) in der Plateauzone (10) in einem Korridorbereich um eine Schmelztemperatur der Vorbeschichtung (7) liegt, dadurch gekennzeichnet, dass die Spitzentemperatur (15) um mindestens 100 K [Kelvin] oberhalb der Zieltemperatur (3) liegt.
Verfahren nach Anspruch 1 , bei dem die Vorbeschichtung (7) aus einem Material umfassend Aluminium und Silizium ausgebildet ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Spitzenheizzone (11) unmittelbar an die Plateauzone (10) anschließt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei dem zwischen der Plateauzone (10) und der Spitzenheizzone (11) mindestens eine Zwischenzone (22) ausgebildet ist, die auf eine Zwischenzonentemperatur (23) zwischen der Temperatur der vorherigen Zone (10, 22) und der Spitzentemperatur (15) temperiert wird. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem das Bauteil (2) in der Anheizzone (9) über Rollen (5) geführt wird, die aus Quarzgut ausgebildet sind.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Bauteil (2) in mindestens einer der folgenden Zonen:
d) der Plateauzone (10);
e) der Spitzenheizzone (11); und
f) der Endzone (12)
über Rollen (5) geführt wird, die aus einem Keramikmaterial ausgebildet sind.
Rollenherdofen (1) zum Erwärmen eines eine Vorbeschichtung (7) aufweisenden metallischen Bauteils (2) auf eine Zieltemperatur (3), insbesondere nach einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Bauteil (2) auf Rollen (5) von einem Zugang (4) durch den Rollenherdofen (1) zu einem Ausgang (6) führbar ist, weiterhin umfassend mindestens vier Heizmittel (16), durch die jeweils eine individuelle Temperatur in einer Zone (9, 10, 11, 12) um das Heizmittel (16) einstellbar ist, und ein Steuermittel (17) zur individuellen Ansteuerung von mindestens vier der Heizmittel (16), dadurch gekennzeichnet, dass das Steuermittel (17) in einer Weise zur Ansteuerung der Heizmittel (16) geeignet und bestimmt ist, dass vom Zugang (4) zum Ausgang (6) in dieser Reihenfolge mindestens folgende Zonen (9, 10, 11, 12) bildbar sind: eine auf eine Anheiztemperatur (13) temperierbare Anheizzone ( 9), eine auf eine Plateautemperatur (14) temperierbare Plateauzone (10), eine auf eine Spitzentemperatur (15) temperierbare Spitzenheizzone (11) und eine auf die Zieltemperatur temperierbare Endzone (12), wobei die Steuermittel (17) und die Heizmittel (16) geeignet und bestimmt sind, eine Plateautemperatur (14) einzustellen, die in einem Korridorbereich um eine Schmelztemperatur der Vorbeschichtung (7) liegt und eine Spitzentemperatur (15) einzustellen, die um mindestens 100 K oberhalb der Zieltemperatur (3) liegt.
Rollenherdofen (1) nach Anspruch 7, bei dem in der Anheizzone (9) Rollen (5) aus Quarzgut ausgebildet sind.
Rollenherdofen (1) nach einem der Ansprüche 7 oder 8, bei dem in mindestens einer der folgenden Zonen:
a. der Plateauzone (10);
b. der Spitzenheizzone (11); und
c. der Endzone (12)
Rollen (5) aus einem Keramikmaterial ausgebildet sind.
Rollenherdofen (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, bei dem zwischen zumindest zwei benachbarten Zonen (9, 10, 11, 12) Abschirmmittel (27) ausgebildet sind.
Verfahren zum Presshärten eines metallischen Bauteils (2), bei dem ein nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 auf die Zieltempe ratur (3) erwärmtes metallisches Bauteil (3) einer Presshärtung in einer Presshärteeinrichtung (25) unterzogen wird.
Verfahren nach Anspruch 11 , bei dem das metallische Bauteil zwischen der Erwärmung und der Presshärtung mindestens einer Temperiereinheit (26) zugeführt wird, in der die Temperatur zumindest eines Teilbereichs des metallischen Bauteils (3) verändert wird.
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