Höchstfest umformbar

Fokus/Leichtbau

Leichtbau soll sicher, energieeffizient, umweltfreundlich und wirtschaftlich sein. Die DP-Familie von ThyssenKrupp, ergänzt durch moderne Umformtechnologien, und ein neues Beschichtungssystem sind große Schritte auf diesem Weg.

15. Oktober 2013

Der Leichtbautrend fordert den Werkstoff heraus: Die Stähle von morgen müssen fester sein und gleichzeitig noch besser umzuformen, sodass crashrelevante Bauteile sicher und gleichzeitig leicht sind – alles natürlich zu einem guten Preis. Die jüngste Antwort von Thyssenkrupp Steel Europe auf diesen Trend heißt: DP-K 700Y980T – Ergebnis der stetigen Umsetzung der neuen Werkstoffspezifikationen VDA 239-100 für die Automobilindustrie.

Mit der festigkeitsoptimierten Variante seiner Dualphasenstähle (DP-Stähle) erweitert das Duisburger Unternehmen sein Portfolio höchstfester Güten für die Kaltumformung. Besonderheit: Die neue High-Yield-Variante weist im Vergleich zu herkömmlichen Güten dieser Familie und bei gleichbleibend guter Umformbarkeit eine deutlich erhöhte Streckgrenze von 700 bis 850 MPa auf. Damit bietet sich der DP-K 700Y980T für sicherheitsrelevante Bauteile mit hohen Anforderungen an Festigkeit, Verformungswiderstand und attraktiven Weiterverarbeitungseigenschaften an. Hierzu zählen Längs- oder Querträger sowie crashrelevante Bauteile wie Bumper, A- und B-Säule und Brüstungsverstärkungen in Türen.

Das Gefüge des DP-K 700Y980T besteht hauptsächlich aus einer weichen ferritischen Matrix, in die eine harte martensitische Phase inselförmig eingelagert ist. So lässt sich der Stahl selbst zu komplexen Bauteilgeometrien sehr gut umformen. Überdies garantiert der niedrige Kohlenstoffgehalt eine gute Schweißeignung bei verbesserter Lochaufweitung. Somit erfüllt der jüngste Nachkomme aus der DP-Familie punktgenau die vielfältigen Anforderungen der Automobilisten an einen effizienten Leichtbau.

Tailored Tempering verfestigt Bauteile unterschiedlich

Leichtbau mit System ist und bleibt bei Thyssenkrupp Steel Europe der Schlüssel für maximale Gewichtsersparnis – nicht nur in puncto Güten, sondern auch in der Warmumformung. Reicht eine Streckgrenze von 1000 MPa nicht, kann per Warmumformung das Festigkeitsspektrum der Güten auf bis zu 1900 MPa erweitert werden.

Werden Bauteile mit lokal unterschiedlichen Festigkeits- und Dehnungseigenschaften benötigt, tritt das Tailored Tempering auf den Plan: ein spezielles Verfahren der Warmumformung. Die Platinen werden im Ofen erhitzt und mit partiell temperierbaren Segmenten innerhalb des Umformwerkzeugs hergestellt. Diese gezielte Temperaturführung bei der Abkühlgeschwindigkeit stellt die gewünschten Festigkeiten per Gefügeumwandlung exakt ein. Im Bauteil entsteht lokal ein Mischgefüge mit reduzierten Festigkeiten, aber verbesserter Duktilität. Somit kann in der späteren Karosseriekomponente Crash-Energie perfekt durch Verformung abgebaut werden. Und auch die Weiterverarbeitung des Bauteils, wie Beschnitt oder thermisches Fügen, ist einfach. Der Clou: Das Verfahren kann auf neuen und herkömmlichen Warmformlinien eingesetzt werden, wenn nur die Werkzeugtechnik über diese Funktion verfügt.

Optimaler Korrosionsschutz

Neuartige Beschichtungssysteme wie ZM Ecoprotect sorgen schließlich noch für einen verbesserten Korrosionsschutz der einzelnen Bauteile bei der Kaltumformung. Der metallische Überzug zeigt sich resistent gegenüber salzhaltigen Medien wie Spritzwasser im Winter. Der hohe Magnesium-Anteil schützt die stark beanspruchten Zonen zuverlässig gegen Rost. Das führt dazu, dass immer mehr Bauteile – vor allem solche mit erhöhtem Korrosionsschutzbedarf, wie Fahrwerkteile oder steinschlaggefährdete Teile von PKW und Aufliegern für LKW – aus Zink-Magnesium-veredelten Blechen gefertigt werden. Sogar Kratzer in der Oberfläche werden dank der Beimischung von Magnesium verringert, und man bannt so die Gefahr der Unterrostung zwischen Lackierung und Metall. Selbst unbehandelte Schnittkanten bleiben über lange Zeiträume unproblematisch.

Last, not least können ZM-Ecoprotect-überzogene Bauteile problemlos automobiltypisch phosphatiert und lackiert werden. Ganz nebenbei bietet ZM Ecoprotect tribologische Vorteile im Presswerk: Der Abrieb in der Pressenstraße wird vermindert und Anhaftungen werden vermieden. Das bedeutet weiteres wirtschaftliches Potenzial durch geringeren Reinigungs-/Wartungsaufwand der Werkzeuge und weniger Ausschussteile.

Vielfalt aus einer Hand für Autohersteller

Thyssenkrupp Steel bietet dem Automobilmarkt eine bunte Produktvielfalt in Kombination mit unterschiedlichen Verfahrensmöglichkeiten. Daraus ergibt sich für Bauteilkonstrukteur und Crash-Berechner eine große Anzahl technischer Lösungsansätze, die direkt in den Leichtbau mit Stahl umgesetzt werden können. Wichtiges Kriterium ist immer, alle Vorgehensweisen mit konkurrenzfähigem Aufwand im Vergleich zu anderen Technologien in die Serienproduktion überführen zu können. Dabei richtet Thyssenkrupp Steel Europe sein Augenmerk auf eine ganzheitliche Umwelt- und Ökobilanz, in die es die Werkstoffherstellung, Verarbeitung und Nutzung des Fahrzeugs sowie die Recyclingfähigkeit einbezieht.

Gerettet?

Fast hätte es Berthold Beitz in seinem hundertsten Lebensjahr noch erlebt: Der schwedische Investor Cevian Capital stieg Ende September bei Thyssenkrupp ein. Zwar können die 5,19 Prozent den angeschlagenen Konzern nicht retten, aber die Beteiligung ist ein Signal, denn die Schweden sind keine ›Heuschrecken‹, sondern, so die Wirtschaftswoche, »ein strategisch und geschickt agierender Aktionär«, der manch scheinbar verlorenes Unternehmen wieder aufs richtige Gleis rangiert hat. Und Thyssenkrupp ist – trotz hoher Schulden infolge einiger Fehlentscheidungen – alles andere als ein hoffnungsloser Fall: das Know-how der Menschen ist ein Kapital, das in keiner Bilanz auftaucht, aber wichtiger ist als Geld.

Erschienen in Ausgabe: 06/2013