DE102004031797A1 - Verfahren zum Herstellen eines umgeformten, lokal verstärkten Blechbauteils und entsprechendes Blechbauteil - Google Patents

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    • B21D35/002—Processes combined with methods covered by groups B21D1/00 - B21D31/00
    • B21D35/005—Processes combined with methods covered by groups B21D1/00 - B21D31/00 characterized by the material of the blank or the workpiece
    • B21D35/007—Layered blanks
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    • B23K35/304—Ni as the principal constituent with Cr as the next major constituent

Abstract

Das Verfahren dient zum Herstellen eines umgeformten, lokal verstärkten Blechbauteils (10), wobei vor oder während des Umformprozesses ein Verstärkungsblech (14) an einem Basisblech (12) mittels einer Lötverbindung (16) befestigt wird, dadurch gekennzeichnet, DOLLAR A dass zur Herstellung der Lötverbindung (16) ein Nickel-Basis-Lotwerkstoff verwendet wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines umgeformten, lokal verstärkten Blechbauteils, wobei vor oder während des Umformprozesses ein Verstärkungsblech an einem Basisblech mittels einer Lötverbindung befestigt wird, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein Blechbauteil gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 9.
  • Verfahren und Blechbauteile der eingangs genannten Art sind bekannt. Beispielsweise offenbart die DE 100 49 660 A1 ein Verfahren zum Herstellen lokal verstärkter Blechumformteile, wobei ein Verstärkungsblech mit einem Basisblech mittels Hartlötens miteinander verbunden wird.
    •
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, ein besonders zuverlässiges Herstellungsverfahren eines umgeformten, lokal verstärkten Blechbauteils vorzuschlagen.
  • Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, ein entsprechendes Blechbauteil anzugeben.
  • Zur Lösung der Aufgabe wird ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung der Lötverbindung ein Nickel-Basis-Lotwerkstoff verwendet wird. Ein Nickel-Basis-Lotwerkstoff ist besonders geeignet zum Löten von Kupfer und Kupferlegierungen, Nickel und Nickellegierungen, Kobalt und Kobaltlegierungen, beliebigen Stählen, auch Edelstählen, sowie einiger Sondermetalle und deren Legierungen. Dieser Lotwerkstoff eignet sich besonders zur Herstellung einer stabilen Verbindung zwischen zwei Blechen unter Ausbildung eines lokal verstärkten Blechbauteils, das nach Herstellung der Lötverbindung einem Umformprozess unterzogen wird. Hierbei handelt es sich um die an sich bekannte "Patchwork-Technik", gemäß welcher ein Verstärkungsblech an einem Basisblech beispielsweise mittels einer Lötverbindung befestigt wird, wobei anschließend das lokal verstärkte Blechbauteil mittels eines geeigneten Umformwerkzeugs umgeformt werden kann. Die Stabilität dieser Lötverbindung unter Einsatz eines Nickel-Basis-Lotwerkstoffs ermöglicht die Durchführung eines korrekten Umformprozesses des entsprechenden lokal verstärkten bzw. „gepatchten" Blechbauteils.
  • Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsvariante enthält der Nickel-Basis-Lotwerkstoff 14% Chrom, 10,1% Phosphor und als Restanteil Nickel. Gegebenenfalls kann der Nickel-Basis-Lotwerkstoff zusätzlich Spurenanteile von Silizium, Bor, Eisen und Kohlenstoff aufweisen. Dabei können die erwähnten Prozentangaben um +/– 10% variieren. Ein derartiger Nickel-Basis-Lotwerkstoff hat sich besonders günstig zum Fügen von Blechen unter Ausbildung eines lokal verstärkten Blechbauteils erwiesen, das anschließend einem Umformprozess unterzogen werden muss.
  • Die Schmelztemperatur des Nickel-Basis-Lotwerkstoffs beträgt vorzugsweise etwa 890°C und die Löttemperatur des Nickel-Basis-Lotwerkstoffs beträgt vorzugsweise etwa 980°C. Somit kann bei einer geeigneten Warmumformung der zu verbindenden Bleche (Basisblech, Verstärkungsblech) bei einer Umformtemperatur, die größer als die Schmelztemperatur des Nickel-Basis-Lotwerkstoffs ist, zwischen diesen Blechen eine stabile Lötverbindung und ggf. auch ein hinreichender Korrosionsschutz am Blechbauteil hergestellt werden. Bei einer derartigen Ausführungsvariante wäre somit die Herstellung der Lötverbindung zwischen den beiden Blechen und der Umformprozess der beiden Bleche während eines einzigen Fertigungsprozessschrittes realisiert.
  • Der Nickel-Basis-Lotwerkstoff kann als Pastenauftrag oder als Sprühauftrag oder als Siebdruckauftrag am Basisblech und/oder am Verstärkungsblech angebracht werden. Die Bestimmung einer geeigneten Auftragsform hängt u.a. von den Blechmaterialien und/oder von deren Oberflächenbeschaffenheiten ab.
  • Das Basisblech und das Verstärkungsblech können aus einem Stahl oder aus unterschiedlichen, ggf. anderen Materialien hergestellt sein. Somit kann das Basisblech und/oder das Verstärkungsblech auch aus einem Leichtmetall hergestellt sein. Der Nickel-Basis-Lotwerkstoff ist somit vielseitig im Rahmen der "Patchwork-Technik" einsetzbar unter Gewährleistung der jeweils gestellten Verbindungs- und/oder Umformanforderungen.
  • Ferner wird die Aufgabe erfüllt durch ein Blechbauteil mit den Merkmalen des Anspruchs 9. Bei dem Blechbauteil kann es sich insbesondere um ein Karosseriebauteil für eine Fahrzeugkarosserie handeln. Der Nickel-Basis-Lotwerkstoff ist aufgrund der zuverlässig und reproduzierbar erzielbaren Fügequalität besonders zum Einsatz in einer Serienfertigung von lokal verstärkten Blechbauteilen geeignet.
  • Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung.
    •
  • Die Erfindung wird anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf eine schematische Zeichnung näher erläutert.
  • Dabei zeigen:
  • 1 eine schematische Perspektivansicht auf ein lokal verstärktes Blechbauteil vor einem noch durchzuführenden Umformprozess und
  • 2 eine schematische Schnittdarstellung gemäß der Schnittlinie II-II des Blechbauteils der 1.
  • 1 zeigt eine schematische Perspektivdarstellung eines lokal verstärkten Blechbauteils 10, das ein Basisblech 12 und ein Verstärkungsblech 14 enthält. Das Verstärkungsblech 14 ist an dem Basisblech 12 mittels einer Lötverbindung 16 befestigt, wobei die Lötverbindung 16 auch in der schematischen Schnittdarstellung der 2 dargestellt ist. Die Lötverbindung 16 erstreckt sich in der dargestellten Ausführungsform vorzugsweise entlang eines geschlossenen Randbereichs 18 des Verstärkungsblechs 14.
  • Zur Herstellung der Lötverbindung 16 wird ein Nickel-Basis-Lotwerkstoff verwendet, der vorzugsweise 14% Chrom, 10,1 Phosphor und als Restanteil Nickel enthält und zusätzlich Spurenanteile von Silizium, Bor, Eisen und Kohlenstoff aufweist.
  • Bei dem lokal verstärkten Blechbauteil 10 handelt es sich um eine sogenannte "Patchwork-Technik", die an sich bekannt ist. Der in der "Patchwork-Technik" neue Einsatz eines Nickel-Basis-Lotwerkstoffs erlaubt die Herstellung einer besonders stabilen Verbindung zwischen dem Basisblech 12 und dem Verstärkungsblech 14, wobei das somit erhaltene Blechbauteil 10 anschließend mittels eines geeigneten Umformwerkzeugs einem Umformprozess unterzogen werden kann. Gegebenenfalls kann die Lötverbindung statt vor dem Umformprozess auch während des Umformprozesses erfolgen, wobei im zweiten Fall der Umformprozess ein geeigneter Warmumformprozess mit hinreichend hoher Umformtemperatur sein muss.
  • Das Basisblech 12 und das Verstärkungsblech 14 können aus einem gleichen Material oder aus unterschiedlichen Materialien bestehen. Insbesondere können das Basisblech 12 und das Verstärkungsblech 14 aus Stahl oder aus anderen Metallen (beispielsweise Leichtmetallen) bestehen.
  • Der Lötprozess mit dem Nickel-Basis-Lotwerstoff wird insbesondere unter Vakuum oder in einer Schutzgasatmosphäre durchgeführt.

Claims (9)

  1. Verfahren zum Herstellen eines umgeformten, lokal verstärkten Blechbauteils (10), wobei vor oder während des Umformprozesses ein Verstärkungsblech (14) an einem Basisblech (12) mittels einer Lötverbindung (16) befestigt wird, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung der Lötverbindung (16) ein Nickel-Basis-Lotwerkstoff verwendet wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Nickel-Basis-Lotwerkstoff 14% Chrom, 10,1% Phosphor und als Restanteil Nickel enthält.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Nickel-Basis-Lotwerkstoff zusätzlich Spurenanteile von Silizium, Bor, Eisen und Kohlenstoff aufweist.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmelztemperatur des Nickel-Basis-Lotwerkstoffs etwa 890°C und die Löttemperatur des Nickel-Basis-Lotwerkstoffs etwa 980°C beträgt.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Nickel-Basis-Lotwerkstoff als Pastenauftrag oder als Sprühauftrag oder als Siebdruckauftrag am Basisblech (12) und/oder am Verstärkungsblech (14) angebracht wird.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Basisblech (12) und das Verstärkungsblech (14) aus einem Stahl hergestellt sind.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Basisblech (12) und das Verstärkungsblech (14) aus unterschiedlichen Metallen hergestellt sind.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Basisblech (12) und/oder das Verstärkungsblech (14) aus einem Leichtmetall hergestellt sind.
  9. Blechbauteil (10), das nach dem Verfahren gemäß einer der vorhergehenden Ansprüche hergestellt worden ist.
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