Leistungssteigerung von Mangan-Bor-Stahlblechwerkstoffen für das Formhärten (T02#)

• Fachliche Zuordnung: Ur- und Umformtechnik, Additive Fertigungsverfahren
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 394563137

Im PKW-Karosseriebau werden formgehärtete Bauteile aus MnB-Stahl zur Steigerung der Crashsicherheit eingesetzt. Die Bleche werden in erdgasbetriebenen Rollenherdöfen auf 950 °C erwärmt, bevor sie dann in das wassergekühlte Warmformwerkzeug transferiert und in einem Prozessschritt zu Bauteilen umgeformt und gehärtet werden. Im Teilprojekt A04 des SFB 1368 wird eine alternative Erwärmungsmethode erforscht, bei der die Bleche unter Einleitung eines elektrischen Stroms innerhalb von Sekunden auf Zieltemperatur gebracht werden. Durch diese konduktive Erwärmung lässt sich der Energiebedarf um über 70 % verringern und die unerwünschte Zunderbildung durch die Verwendung einer silandotierten Schutzgasatmosphäre („XHV-adäquat“) vollständig unterdrücken. Ein Trend ist die Anpassung von Werkstoffeigenschaften. Die notwendige Festigkeitssteigerung ist mit einem Verlust an Duktilität verbunden. Um letztere zu erhöhen, werden werkstoff- oder prozessseitig diverse Konzepte genutzt, die alle mit einem Verlust an Festigkeit verbunden sind. Ziel des Transferprojekts ist die gleichzeitige Erhöhung von Festigkeit und Duktilität von formgehärteten MnB-Stählen, was in einer XHV-adäquaten Atmosphäre durch die Kombination einer duktilitätssteigernden Randschichtentkohlung der MnB-Stähle und der konduktiven Erwärmung erreicht werden soll. Die duktilitätssteigernde Randschicht verzundert nicht, und gleichzeitig wird ein festigkeitsreduzierendes Kornwachstum im Werkstoffgefüge vermieden. Beides zusammen soll zur maximal möglichen Leistungssteigerung führen. Im Transferprojekt ist Holländer für Randschichtentkohlung und Werkstoffanalysen zuständig, Hübner für konduktive Erwärmung und Formhärten. Beide Arbeiten werden in gemeinsamer Modellbildung zusammengeführt. Der Anwendungspartner legt die mit den neuen Möglichkeiten künftig zu erwartenden Bauteilanforderungen fest, realisiert die Roboterautomatisierung und bewertet das Einsatzspektrum.

• DFG-Verfahren: Sonderforschungsbereiche (Transferprojekt)
• Teilprojekt zu: SFB 1368: Sauerstofffreie Produktion: Prozesse und Wirkzonen in sauerstofffreier Atmosphäre zur Entwicklung zukunftsfähiger Produktionstechniken und Fertigungsverfahren
• Antragstellende Institution: Gottfried Wilhelm Leibniz Universität Hannover
• Beteiligte Institution: Gottfried Wilhelm Leibniz Universität Hannover; Produktionstechnisches Zentrum; Institut für Umformtechnik und Umformmaschinen; Gottfried Wilhelm Leibniz Universität Hannover; Produktionstechnisches Zentrum Hannover; Institut für Werkstoffkunde
• Unternehmen: Otto-Hahn-Straße 5; 33161 Hövelhof
• Teilprojektleiter: Dr. Ulrich Holländer; Dr.-Ing. Sven Hübner