WO2025236024A1

WO2025236024A1 - Method for producing a metal pre-product

Info

Publication number: WO2025236024A1
Application number: PCT/AT2025/060197
Authority: WO
Inventors: Robert Ebner; Ulrich PSCHEBEZIN; Manoj Kumar
Original assignee: Ebner Industrieofenbau GmbH
Current assignee: Ebner Industrieofenbau GmbH
Priority date: 2024-05-15
Filing date: 2025-05-14
Publication date: 2025-11-20
Anticipated expiration: 2026-11-15

Abstract

The invention relates to a method for producing a pre-product (1) made of a metallic material for the production of a casting (3), comprising the steps of: - providing a blank (2), - heating the blank (2) to at least the solution annealing temperature of the metallic material, - quenching at least one region of the blank (2) to a second temperature, - treating the quenched blank (2) at a third temperature, which is higher than the second temperature; - cooling the blank (2) from the third temperature to a fourth temperature. After being heated to the first temperature and before being heated to the third temperature, the blank (2) is subjected to tensile and/or compressive loading.

Description

VERFAHREN ZUM HERSTELLEN EINES METALLISCHEN VORPRODUKTS METHOD FOR PRODUCING A METALLIC PRE-PRODUCT

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Vorprodukts aus einem metallischen Werkstoff, insbesondere aus einer Aluminiumlegierung, für die Herstellung eines Formteils umfassend die Schritte: Bereitstellen eines Rohlings, Erhitzen des Rohlings auf eine erste Temperatur, die zumindest die Lösungsglühtemperatur des metallischen Werkstoffes ist, Abschrecken des Rohlings oder zumindest eines Bereichs des Rohlings auf eine zweite Temperatur, zur Vermeidung einer Umkristallisation des bei der ersten Temperatur gebildeten Gefüges des metallischen Werkstoffes, Behandeln des abgeschreckten Rohlings bei einer dritten Temperatur, die höher ist als die zweite Temperatur und Abkühlen des Rohlings von der dritten Temperatur auf eine vierte Temperatur. The invention relates to a method for producing a semi-finished product from a metallic material, in particular from an aluminum alloy, for the production of a molded part, comprising the steps of: providing a blank, heating the blank to a first temperature which is at least the solution annealing temperature of the metallic material, quenching the blank or at least a region of the blank to a second temperature to avoid recrystallization of the microstructure of the metallic material formed at the first temperature, treating the quenched blank at a third temperature which is higher than the second temperature, and cooling the blank from the third temperature to a fourth temperature.

Weiter betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines Formteils aus einem Vorprodukt aus einem metallischen Werkstoff, insbesondere aus einer Aluminiumlegierung, wonach das Vorprodukt in einem Formwerkzeug umgeformt wird. The invention further relates to a method for producing a molded part from a pre-product made of a metallic material, in particular an aluminum alloy, wherein the pre-product is formed in a molding tool.

Zudem betrifft die Erfindung eine Anlage zum Herstellen eines Vorprodukts aus einem metallischen Werkstoff, insbesondere aus einer Aluminiumlegierung, für die Herstellung eines Formteils, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung, umfassend eine erste Vorrichtung zur Erhitzung eines Rohlings aus dem metallischen Werkstoff auf eine erste Temperatur, eine erste Abkühleinrichtung für das zumindest bereichsweise Abschrecken des Rohlings auf eine zweite Temperatur, und eine zweite Vorrichtung zur Erhitzung des Rohlings auf eine dritte Temperatur. Furthermore, the invention relates to a system for producing a semi-finished product from a metallic material, in particular from an aluminum alloy, for the production of a molded part, in particular for carrying out the method according to the invention, comprising a first device for heating a blank made of the metallic material to a first temperature, a first cooling device for at least partially quenching the blank to a second temperature, and a second device for heating the blank to a third temperature.

Für die Herstellung von Bauteilen für den Automotive- und Aerospace-Bereich werden aus Gewichtsgründen häufig aushärtbare Aluminiumlegierungen der Gruppen 2xxx, 6xxx, 7xxx eingesetzt. Ein üblicher Weg der Herstellung ist dabei, dass von einem Halbzeuglieferanten ein Metallband als Coil geliefert wird, das einem Lösungsglühen mit anschließendem Abschrecken und einer Alterung unterworfen worden ist. Vor dem Umformen muss der Hersteller der Bauteile das Halbzeug noch einmal für eine kurze Zeitspanne erhitzen. For weight reasons, age-hardenable aluminum alloys from groups 2xxx, 6xxx, and 7xxx are frequently used in the production of components for the automotive and aerospace sectors. A common manufacturing method involves receiving a metal strip as a coil from a semi-finished product supplier, which has undergone solution annealing followed by quenching and aging. Before forming, the component manufacturer must reheat the semi-finished product briefly.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die Herstellung von Formteilen für Automotive- und Aerospace- Anwendungen für den Formteilproduzenten zu vereinfachen. Die Aufgabe der Erfindung wird mit dem eingangs genannten Verfahren gelöst, nach dem vorgesehen ist, dass der Rohling nach dem Erhitzen auf die erste Temperatur und vor dem Erhitzen auf die dritte Temperatur einer Zug- und/oder Druckbelastung ausgesetzt wird. The present invention is based on the objective of simplifying the production of molded parts for automotive and aerospace applications for the molded part manufacturer. The object of the invention is solved by the method mentioned at the outset, according to which the blank is subjected to a tensile and/or compressive load after heating to the first temperature and before heating to the third temperature.

Weiter wird die Aufgabe der Erfindung mit dem eingangs genannten Verfahren zur Herstellung des Formteils gelöst, nach dem das Vorprodukt nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wird. Furthermore, the object of the invention is solved by the aforementioned method for producing the molded part, according to which the intermediate product is produced according to the inventive method.

Zudem wird die Aufgabe der Erfindung mit der eingangs genannten Anlage gelöst, bei der zwischen der ersten und der zweiten Vorrichtung zur Erhitzung des Rohlings eine Vorrichtung zur Zug- und/oder Druckbeaufschlagung des Rohlings angeordnet ist. Furthermore, the object of the invention is solved with the aforementioned system, in which a device for applying tension and/or pressure to the blank is arranged between the first and the second device for heating the blank.

Von Vorteil ist dabei, dass durch die Zug- und/oder Druckbeaufschlagung die Zugfestigkeit und Dehnung des Werkstoffes des Rohlings verbessert werden kann. Dies wiederum ermöglicht eine verbesserte Umformbarkeit des Vorproduktes zum Bauteil. Die verbesserte Umformbarkeit reduziert die Fehlproduktion aufgrund von Mikrorissen, etc. Zudem kann damit auch eine verbesserte Ebenheit des Vorproduktes erreicht werden, die sich ebenfalls auf die Verbesserung der Umformbarkeit auswirkt, da Inhomogenitäten aufgrund von zusätzlicher Materialverdrängung beim Umformprozess besser vermieden werden können. An advantage of this process is that tensile and/or compressive stress can improve the tensile strength and elongation of the blank material. This, in turn, allows for improved formability of the semi-finished product into the final component. Improved formability reduces defective production due to microcracks, etc. Furthermore, it can also achieve improved flatness of the semi-finished product, which also contributes to improved formability, as inhomogeneities resulting from additional material displacement during the forming process can be better avoided.

Zur Vergleichmäßigung der Zug- und/oder Druckbeaufschlagung des Rohlings kann nach einer Ausführungsvariante der Erfindung vorgesehen werden, dass die Zug- und/oder Druckbelastung durch zumindest einmaliges Umlenken des Rohlings in einem Walzwerk durchgeführt wird. Die Anlage kann hierfür als Vorrichtung zur Zug- und/oder Druckbeaufschlagung ein Walzwerk aufweisen. To even out the tensile and/or compressive stress on the blank, one embodiment of the invention provides that the tensile and/or compressive stress is applied by deflecting the blank at least once in a rolling mill. The system can include a rolling mill as a device for applying the tensile and/or compressive stress.

Insbesondere für aushärtbare Aluminiumlegierungen hat es sich aus Versuchen als vorteilhaft erwiesen, wenn nach einer Ausführungsvariante der Erfindung der Rohling einer Zugspannung zwischen 50 N/mm² und 200 N/mm² und/oder einer Druckspannung zwischen 50 N/mm² und 200 N/mm² ausgesetzt wird. Particularly for age-hardenable aluminium alloys, it has proven advantageous in tests if, according to one embodiment of the invention, the blank is subjected to a tensile stress between 50 N/mm ² and 200 N/mm ² and/or a compressive stress between 50 N/mm ² and 200 N/mm ² .

Zur weiteren Verbesserung der vorgenannten Effekte kann nach einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung vorgesehen sein, dass der Rohling mehrmals hintereinander einer Zugbeanspruchung und einer Druckbeanspruchung ausgesetzt wird. Zur weiteren Verbesserung der Umformbarkeit kann nach einer anderen Ausführungsvariante der Erfindung vorgesehen sein, dass der Rohling vor dem Behandeln bei der dritten Temperatur auf eine fünfte Temperatur erhitzt wird, die höher ist, also die dritte Temperatur. Es ist damit möglich aufgebaute, übermäßige Spannungen im Vorprodukt abzubauen. Zudem hat diese Ausführungsvariante den Vorteil, dass eine Erhitzung des Vorprodukts beim Formteilproduzenten vor der Umformung des Vorprodukts nicht mehr notwendig ist. Damit kann eine zusätzliche Vorrichtung zur Erhitzung des Vorprodukts beim Formteilproduzenten eingespart werden. Dies reduziert einerseits die Investitionskosten beim Formteilproduzenten und erhöht andererseits die Wertschöpfung beim Vorproduktproduzenten. Zudem besteht damit die Möglichkeit, die Anlage auch anderwärtig einzusetzen. To further improve the aforementioned effects, a further embodiment of the invention provides that the blank is subjected to tensile and compressive stresses several times in succession. To further improve formability, another embodiment of the invention provides that the blank is heated from the third temperature to a fifth temperature, which is higher than the third temperature, before processing. This makes it possible to relieve any excessive stresses that may have built up in the semi-finished product. Furthermore, this embodiment has the advantage that heating the semi-finished product at the molding manufacturer's facility before forming is no longer necessary. This eliminates the need for an additional heating device at the molding manufacturer's facility. This reduces investment costs for the molding manufacturer and increases added value for the semi-finished product manufacturer. Moreover, this allows the system to be used for other applications.

Vorzugsweise ist nach einer Ausführungsvariante dazu die fünfte Temperatur niedriger gewählt wird als die erste Temperatur, um Änderungen im Gefüge nach der Zug- und/oder Druckbeaufschlagung des Rohlings vermeiden zu können. Preferably, according to one embodiment, the fifth temperature is chosen to be lower than the first temperature in order to avoid changes in the microstructure after the tensile and/or compressive stress on the blank.

Zur Verbesserung der Temperaturbehandlung des Rohlings bei der vierten Temperatur kann nach Ausführungsvarianten der Erfindung vorgesehen werden, dass die fünfte Temperatur um 50 °C bis 150 °C höher gewählt wird als die dritte Temperatur und/oder dass der Rohling für eine Zeitspanne bis zu 300 Sekunden auf der fünften Temperatur gehalten wird. To improve the temperature treatment of the blank at the fourth temperature, according to embodiments of the invention, it can be provided that the fifth temperature is chosen to be 50 °C to 150 °C higher than the third temperature and/or that the blank is held at the fifth temperature for a period of up to 300 seconds.

Nach einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Rohling von der fünften Temperatur mit einer Abkühlgeschwindigkeit zwischen 1 K/s und 20 K/s auf die dritte Temperatur abgekühlt wird. Es können damit Relaxationseffekte in der Zeitspanne zwischen der Behandlung des Rohlings bei der vierten und der dritten Temperatur vermieden werden. According to a further embodiment of the invention, the blank can be cooled from the fifth temperature to the third temperature at a cooling rate between 1 K/s and 20 K/s. This avoids relaxation effects during the time interval between treating the blank at the fourth and third temperatures.

Ein besserer Erhalt der eingestellten mechanischen Eigenschaften kann mit einer Ausführungsvariante der Erfindung erreicht werden, nach der der Rohling mit der dritten Temperatur zu einem Coil aufgewickelt wird. Die Anlage kann dazu nach der zweiten Vorrichtung zur Erhitzung des Rohlings eine Coil-Wickelvorrichtung aufweisen. Es ist damit möglich, ein gut formbares Vorprodukt zur Verfügung zu stellen, das auch ohne Kaltlagerung ein stabiles Eigenschaftsprofil aufweist. Improved preservation of the set mechanical properties can be achieved with an embodiment of the invention in which the blank is wound into a coil at the third temperature. For this purpose, the system can include a coil-winding device after the second device for heating the blank. This makes it possible to provide a readily formable semi-finished product that exhibits a stable property profile even without cold storage.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert. Es zeigen jeweils in vereinfachter, schematischer Darstellung: To better understand the invention, it is explained in more detail with reference to the following figures. They each show, in simplified, schematic form:

Fig. 1 einen Verfahrensablauf zur Herstellung eines Vorprodukts für ein metallisches Formteil in Form eines Flussschemas; Fig. 1 shows a process flow for the production of a semi-finished product for a metallic molded part in the form of a flowchart;

Fig. 2 eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach Fig. 1; Fig. 2 shows a system for carrying out the procedure according to Fig. 1;

Fig. 3 einen Ausschnitt aus einer Ausführungsvariante einer Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach Fig. 1; Fig. 3 shows a section of an embodiment of a system for carrying out the method according to Fig. 1;

Fig. 4 eine Anlage zur Herstellung eines Formteils; Fig. 4 shows a system for manufacturing a molded part;

Fig. 5 ein Zeit-Temperatur-Diagramm des Verfahrens nach Fig 1. Fig. 5 shows a time-temperature diagram of the process according to Fig. 1.

Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Eageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind diese Eageangaben bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen. It should be noted at the outset that in the differently described embodiments, identical parts are provided with the same reference numerals or component designations, and the disclosures contained in the entire description can be applied analogously to identical parts with the same reference numerals or component designations. Furthermore, the orientation designations chosen in the description, such as top, bottom, side, etc., refer to the figure directly described and illustrated, and these orientation designations must be applied analogously to the new position if the orientation changes.

In Fig. 1 ist ein Flussdiagramm für eine Ausführungsvariante eines Verfahrens zum Herstellen eines Vorprodukts 1 (auch als Halbzeug bezeichenbar) aus einem Rohling 2 (siehe Fig. 2) aus einem metallischen Werkstoff dargestellt. Der Werkstoff ist bevorzugt eine wärmebehandelbare bzw. aushärtbare Aluminiumlegierung, besonders bevorzugt eine Aluminiumlegierung der 2XXX, der 6XXX und der 7XXX Reihen. Der Werkstoff kann aber auch durch ein andere Leichtmetalllegierung gebildet sein, wie beispielswiese eine Magnesium- Aluminium- Lithium-Legierung, oder durch eine andere metallische Legierung. Bevorzugt wird mit dem Verfahren nach der Erfindung ein Bauteil bzw. Formteil 3 (siehe Fig. 4) für den Automotivoder Aerospace-Bereich hergestellt, wie z.B. ein Karosseriebauteil, ein Rumpfbauteil, etc. Figure 1 shows a flowchart for an embodiment of a process for producing a semi-finished product 1 (also referred to as a pre-product) from a blank 2 (see Figure 2) made of a metallic material. The material is preferably a heat-treatable or age-hardenable aluminum alloy, particularly preferably an aluminum alloy of the 2XXX, 6XXX, and 7XXX series. However, the material can also be another light metal alloy, such as a magnesium-aluminum-lithium alloy, or another metallic alloy. Preferably, the process according to the invention is used to produce a component or molded part 3 (see Figure 4) for the automotive or aerospace sector, such as a body panel, a fuselage component, etc.

Das Verfahren umfasst zumindest die folgenden Schritte: The procedure includes at least the following steps:

Schritt A: Bereitstellen des Rohlings 2. Schritt B.: Erhitzen des Rohlings 2 auf eine erste Temperatur, die zumindest die Lösungsglühtemperatur des metallischen Werkstoffes ist. Step A: Preparing the blank 2. Step B: Heating the blank 2 to a first temperature that is at least the solution annealing temperature of the metallic material.

Schritt C: Abkühlen bzw. Abschrecken des Rohlings 2 oder zumindest eines Bereichs des Rohlings 2 auf eine zweite Temperatur zur Vermeidung einer Umkristallisation des bei der ersten Temperatur gebildeten Gefüges des metallischen Werkstoffes. Step C: Cooling or quenching the blank 2 or at least a region of the blank 2 to a second temperature to avoid recrystallization of the microstructure of the metallic material formed at the first temperature.

Schritt D: Aufbringen einer Zug- und/oder Druckbelastung auf den Rohling 2. Step D: Applying a tensile and/or compressive load to the blank 2.

Schritt E: Erhitzen zumindest eines Bereichs des Rohlings 2 oder des Rohlings 2 auf eine dritte Temperatur, die höher ist als die zweite Temperatur. Step E: Heat at least one area of blank 2 or blank 2 to a third temperature that is higher than the second temperature.

Schritt F: Abkühlen des Rohlings 2 von der dritten Temperatur auf eine vierte Temperatur. Step F: Cooling the blank 2 from the third temperature to a fourth temperature.

Vorzugsweise werden die Verfahrensschritte in der angegebenen Reihenfolge ausgeführt, wobei ein weiterer Verfahrens schritt oder mehrere weitere Verfahrens schritte im Verfahrensablauf zwischen den Schritten A bis F durchgeführt werden können, wie dies nachstehend noch ausgeführt wird. Die Schritte A bis F können aber auch unmittelbar nacheinander ausgeführt werden. Preferably, the process steps are carried out in the specified order, whereby one or more further process steps can be performed between steps A to F, as will be explained below. However, steps A to F can also be carried out directly one after the other.

Der Rohling 2 ist - wie dargestellt - insbesondere ein Metallband, kann aber auch eine Metallplatine sein. The blank 2 is - as shown - primarily a metal band, but can also be a metal circuit board.

In Fig. 2 ist eine Ausführungsvariante einer Anlage 4 dargestellt, anhand derer das voranstehend beschriebene Verfahren näher erläutert wird, d.h. die Verfahrens schritte A bis F. Figure 2 shows a variant embodiment of plant 4, which serves to explain in more detail the above-described method, i.e., the method steps A to F.

Im Schritt A wird der Rohling 2 bevorzugt als Band bereitgestellt. Dazu kann das Band von einem sogenannten Coil 5 abgewickelt werden. Die Anlage 4 kann dazu eine entsprechende Vorrichtung 6 zur drehbaren Lagerung bzw. Aufnahme des Coils 5 aufweisen. Beispielsweise kann die Vorrichtung 6 einen Dom oder eine Welle aufweisen, auf den/die der Coil 5 aufgesteckt wird. Die Vorrichtung 6 kann aber beispielsweise auch einen Roboterarm aufweisen, beispielsweise wenn der Rohling 2 nicht als Band, sondern als Platine bzw. plattenförmig zugeführt wird. Generell kann die Vorrichtung 6 auch anders ausgeführt sein, solange sie die Aufgabe erfüllt, dass damit der Rohling 2 bereitgestellt werden kann. In step A, the blank 2 is preferably provided as a strip. For this purpose, the strip can be unwound from a so-called coil 5. The system 4 can include a suitable device 6 for the rotatable mounting or receiving of the coil 5. For example, the device 6 can have a dome or a shaft onto which the coil 5 is placed. However, the device 6 can also include a robot arm, for example, if the blank 2 is fed not as a strip but as a circuit board or in plate form. Generally, the device 6 can also be designed differently, as long as it fulfills the task of providing the blank 2.

Im Schritt B wird der Rohling 2 in einer ersten Vorrichtung 7 zur Erhitzung des Rohlings 2 (im Folgenden nur mehr als Vorrichtung 5 bezeichnet) zumindest auf einer erste Temperatur erhitzt. Die erste Temperatur ist die Lösungsglühtemperatur. Der Rohling 2 kann auch auf eine erste Temperatur erhitzt werden, die höher ist als die Lösungsglühtemperatur. In diesem Fall ist diese erste Temperatur mindestens um 3 °C bis 5 °C geringer als die Solidustempera- tur des Werkstoffes. Beispielsweise kann der Rohling 2 auf einer erste Temperatur erhitzt werden, die ausgewählt ist aus einem Bereich von 450 °C bis 600 °C. In step B, the blank 2 is placed in a first device 7 for heating the blank 2 (hereinafter referred to only as device 5) at least to a first temperature The first temperature is the solution annealing temperature. The blank 2 can also be heated to a first temperature higher than the solution annealing temperature. In this case, this first temperature is at least 3 °C to 5 °C lower than the solidus temperature of the material. For example, the blank 2 can be heated to a first temperature selected from a range of 450 °C to 600 °C.

Die Lösungsglühtemperatur ist jene Temperatur, bei der beim Lösungsglühen Legierungselemente bei hoher Temperatur im Mischkristall der Legierung gelöst werden. Für Aluminium bzw. Aluminiumlegierungen beträgt diese Temperatur zwischen 450°C bis 590°C. Generell kann die Lösungsglühtemperatur auch zwischen 450 °C und 560 °C betragen. The solution annealing temperature is the temperature at which alloying elements dissolve in the alloy's solid solution during solution annealing at high temperature. For aluminum and aluminum alloys, this temperature is between 450°C and 590°C. Generally, the solution annealing temperature can also be between 450°C and 560°C.

Das Erhitzen des Rohlings 2 auf die erste Temperatur erfolgt bevorzugt in einer kontinuierlich arbeitenden ersten Vorrichtung 7, insbesondere einem Durchlaufofen wie einem Tunnelofen oder bevorzugt einem Rollenherdofen, insbesondere wenn der Rohling 2 als Band bereitgestellt und verarbeitet wird. Es kann aber auch eine diskontinuierlich arbeitende erste Vorrichtung 7 verwendet werden, wie z.B. ein Herdofen, ein Herdwagenofen, ein Mehrkammerofen, etc., wenn der Rohling 2 in kleineren Größen, wie beispielsweise als Platine, verarbeitet wird. The heating of the blank 2 to the first temperature preferably takes place in a continuously operating first device 7, in particular a continuous furnace such as a tunnel furnace or, more preferably, a roller hearth furnace, especially if the blank 2 is supplied and processed as a strip. However, a discontinuously operating first device 7 can also be used, such as a hearth furnace, a bogie hearth furnace, a multi-chamber furnace, etc., if the blank 2 is processed in smaller sizes, such as a circuit board.

Der Transport des Rohlings 2 in einer kontinuierlich arbeitenden Vorrichtung 7 bzw. generell in der Anlage 4 kann z.B. auf Rollen (wie in Fig. 3 andeutungsweise dargestellt) oder Gurten erfolgen. The transport of the blank 2 in a continuously operating device 7 or generally in the system 4 can be carried out, for example, on rollers (as indicated in Fig. 3) or belts.

Vorzugsweise wird der Rohling 2 mit einer gleichbleibenden Geschwindigkeit vom Einlauf bis zum Auslauf der Vorrichtung 7 durch diese bewegt. Preferably, the blank 2 is moved through the device 7 at a constant speed from the inlet to the outlet.

Der Rohling 2 kann innerhalb einer Zeitspanne zwischen 0,1 Minuten und 30 Minuten auf die erste Temperatur in der Vorrichtung 7 erhitzt werden. Vorzugsweise wird der Rohling 2 für eine Zeitspanne zwischen 0,1 Minuten und 5 Minuten auf dieser ersten Temperatur gehalten. The blank 2 can be heated to the first temperature in the device 7 within a time period of between 0.1 minutes and 30 minutes. Preferably, the blank 2 is held at this first temperature for a time period of between 0.1 minutes and 5 minutes.

Das Erhitzen des Rohlings 2 kann beispielsweise mit Gas erfolgen. In der bevorzugten Ausführungsvariante erfolgt das Erhitzen des Rohlings 2 mit elektrischen Heizelementen. The heating of the blank 2 can be carried out, for example, with gas. In the preferred embodiment, the heating of the blank 2 is carried out with electric heating elements.

Im Schritt C wird der auf die erste Temperatur erhitzte Rohling 2 (d.h. ein Abschnitt des Rohlings 2 im Falle eines Metallbandes) oder zumindest ein Bereich des Rohlings 2 (bzw. des Abschnittes des Rohlings 2) auf eine zweite Temperatur abgeschreckt bzw. abgekühlt. Beispielsweise kann der Rohling 2 auf eine Temperatur zwischen 250 °C und 150 °C abgeschreckt werden. Falls nur zumindest ein Bereich des Rohlings 2 (bzw. des Abschnittes des Rohlings 2) auf eine zweite Temperatur abgeschreckt wird, kann der restliche Bereich des Rohlings 2 (bzw. des Abschnittes des Rohlings 2) auf die zweite Temperatur oder eine davon verschiedene Temperatur mit einer anderen Abkühlgeschwindigkeit abgekühlt werden, um damit im Rohling 2 ein abschnittsweise unterschiedliches Eigenschaftsprofil zu erhalten. In step C, the blank 2 (i.e., a section of the blank 2 in the case of a metal strip), heated to the first temperature, or at least a region of the blank 2 (or section of the blank 2), is quenched or cooled to a second temperature. For example, the blank 2 can be cooled to a temperature between 250 °C and 150 °C. be quenched. If only at least one area of the blank 2 (or the section of the blank 2) is quenched to a second temperature, the remaining area of the blank 2 (or the section of the blank 2) can be cooled to the second temperature or a different temperature at a different cooling rate in order to obtain a sectionally different property profile in the blank 2.

Es sei an dieser Stelle erwähnt, dass im Fall der Bearbeitung eines Bandes immer nur ein Abschnitt davon durch die einzelnen Bereiche der Anlage 4 läuft. Wenn daher in der Beschreibung angeführt wird, dass der Rohling 2 erhitzt oder abgekühlt wird oder auf eine andere Art bearbeitet wird, dann sind im Falle einer Durchlaufanlage, wie diese in Fig. 2 schematisch wiedergegeben ist, nur Abschnitte des Rohlings 2 angesprochen. It should be noted here that when processing a strip, only a section of it passes through the individual areas of the system 4 at any given time. Therefore, when the description states that the blank 2 is heated, cooled, or processed in some other way, in the case of a continuous flow system, as schematically depicted in Fig. 2, only sections of the blank 2 are being referred to.

Das Abschrecken bzw. Abkühlen erfolgt in einer ersten Abkühleinrichtung 8 (im Folgenden nur mehr als Abkühleinrichtung 8 bezeichnet). Die Abkühlreinrichtung 8 kann ein Luftkühler und/oder ein Flüssigkeitskühler, insbesondere ein Wasserkühler sein. Dazu kann die Abkühleinrichtung 8 z.B. mehrere Düsen oder Düsenbalken aufweisen, aus denen das Kühlmedium zum Abschrecken des Rohlings 2 austritt. Der/die Kühlmediumstrahl(e) kann/können direkt auf den Rohling 2 gerichtet werden. The quenching or cooling takes place in a first cooling unit 8 (hereinafter referred to simply as cooling unit 8). The cooling unit 8 can be an air cooler and/or a liquid cooler, in particular a water cooler. For this purpose, the cooling unit 8 can, for example, have several nozzles or nozzle bars from which the cooling medium for quenching the blank 2 emerges. The cooling medium jet(s) can be directed directly onto the blank 2.

Nach einer Ausführungsvariante dazu kann auch vorgesehen werden, dass der Rohling 2 zumindest bereichsweise mit einem Kontaktkühler abgeschreckt wird. Die Abkühleinrichtung 8 kann dazu zumindest einen Kontaktkühler bzw. ein Kontaktkühlelement aufweisen. In one embodiment, it can also be provided that the blank 2 is quenched at least partially with a contact cooler. The cooling device 8 can therefore include at least one contact cooler or a contact cooling element.

Der Kontaktkühler kann z.B. einen Kühlkörper aufweisen, an dem eine Vielzahl von Kühlelementen angeordnet sind, die relativ zum Kühlkörper verstellbar sind. Der Kühlkörper kann dazu Aufnahmebohrungen aufweisen, in denen die Kühlelemente in ihrer Ruhestellung aufgenommen sind und aus denen sie einzeln oder in Gruppen in ihre Arbeits Stellung, in der sie an dem Rohling 2 anliegen, verstellt werden können. Andere Formen bzw. Ausgestaltungen von Kontaktkühlern sind ebenfalls einsetzbar. The contact cooler can, for example, have a heat sink on which a multitude of cooling elements are arranged, adjustable relative to the heat sink. The heat sink can have mounting holes in which the cooling elements are held in their rest position and from which they can be moved individually or in groups into their working position, in which they bear against the blank 2. Other shapes or configurations of contact coolers are also possible.

Das Abschrecken des Rohlings 2 kann einseitig (von oben oder von unten) oder zweiseitig (von oben und von unten) erfolgen. The quenching of the blank 2 can be done on one side (from above or from below) or on both sides (from above and from below).

Das Abschrecken des Rohlings 2 auf die zweite Temperatur kann mit jeder geeigneten Abschreckgeschwindigkeit erfolgen, mit der ein im Schritt B ausgebildetes Gefüge „eingefroren“ werden kann. Insbesondere ist die Abkühleinrichtung 8 der Anlage 4 zur Abschreckung des Rohlings 2 auf eine Temperatur zwischen 450 °C und 200 °C innerhalb einer Zeitspanne von 1 Sekunden bis 300 Sekunden ausgebildet. The quenching of the blank 2 to the second temperature can be carried out at any suitable quenching rate with which a structure formed in step B is “frozen”. can be. In particular, the cooling device 8 of the system 4 is designed to quench the blank 2 to a temperature between 450 °C and 200 °C within a time span of 1 second to 300 seconds.

Nach einer Ausführungsvariante kann das Abschrecken des Rohlings 2 zumindest im Temperaturbereich zwischen der Lösungsglühtemperatur und 250 °C mit einer Abschreckgeschwindigkeit zwischen 1 K/s und 300 K/s, insbesondere zwischen 1 K/s und 200 K/s erfolgen. Derartige Abkühlgeschwindigkeiten werden vorzugsweise für wärmebehandelbare Aluminiumlegierungen verwendet. According to one embodiment, the quenching of the blank 2 can be carried out at least in the temperature range between the solution annealing temperature and 250 °C with a quenching rate between 1 K/s and 300 K/s, in particular between 1 K/s and 200 K/s. Such cooling rates are preferably used for heat-treatable aluminum alloys.

Der Rohling 2 kann aber auch bis zur zweiten Temperatur mit dieser Abschreckgeschwindigkeit abgekühlt werden. However, blank 2 can also be cooled down to the second temperature at this quenching rate.

In Fig. 2 ist die Abkühleinrichtung 8 beabstandet zur Vorrichtung 7 dargestellt. Die Abkühleinrichtung 8 kann aber auch unmittelbar an die Vorrichtung 7 anschließend angeordnet sein. Gegebenenfalls können die Vorrichtung 7 und die Abkühleinrichtung 8 eine gemeinsame Einrichtung der Anlage 4 bilden. In Fig. 2, the cooling device 8 is shown spaced apart from the device 7. However, the cooling device 8 can also be arranged directly adjacent to the device 7. Optionally, the device 7 and the cooling device 8 can form a single unit of the system 4.

Nach dem Abschrecken im Schritt C wird der Rohling 2 bzw. der zumindest eine Bereich 3 im Schritt D einer Zugbehandlung oder einer Druckbehandlung oder bevorzugt einer Zug- und Druckbehandlung unterzogen. Dazu kann die Anlage 4 für die Zug- und/oder Druckbeanspruchung des Rohlings 2 mit einer Vorrichtung 9 zur Zug- und/oder Druckbeaufschlagung des Rohlings 2 (im Folgenden nur mehr als Vorrichtung 9 bezeichnet) aufweisen. After quenching in step C, the blank 2, or at least one area 3, is subjected in step D to tensile or compressive stress treatment, or preferably to a combined tensile and compressive stress treatment. For this purpose, the system 4 may include a device 9 for tensile and/or compressive stress treatment of the blank 2 (hereinafter referred to as device 9).

Prinzipiell kann die Vorrichtung 9 jede zur Zug- und/oder Druckbeanspruchung des Rohlings 2 geeignete Vorrichtung 9 sein, beispielsweise eine (mitfahrende) Einspannvorrichtung, mit der ein Zug auf den Rohlings 2 ausgeübt werden kann oder ein Stempel, mit dem ein Druck auf den Rohling 2 ausgeübt werden kann. In principle, the device 9 can be any device 9 suitable for tensile and/or compressive stress on the blank 2, for example a (moving) clamping device with which a pull can be exerted on the blank 2 or a punch with which pressure can be exerted on the blank 2.

Gemäß einer bevorzugten und in Fig. 2 dargestellten Ausführungsvariante der Erfindung erfolgt die Zug- und/oder Druckbeanspruchung (bzw. -belastung) durch ein zumindest einmaliges Umlenken des Rohlings 2 in einem Walzwerk. Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsvariante wird der Rohling 2 vier Mal umgelenkt. Für das Umlenken sind in dieser Ausführungsvariante vier drehbar gelagerte Umlenkwalzen 10 vorgesehen. Dabei wird der Rohling 2 aus der horizontalen Richtung in eine vertikale Richtung nach oben, aus dieser wieder in die Horizontale Richtung, aus dieser wieder in eine vertikale Richtung nach unten und aus dieser wieder in die Horizontale umgelenkt. Die Umlenkung kann beispielsweise um einen Winkel zwischen 60 ⁰ und 270 ⁰ erfolgen. Die höheren Werte der Umlenkung können erreicht werden, wenn die oberen Umlenkwalzen 10 weiter voneinander beabstandet sind als die unteren Umlenkwalzen 10. According to a preferred embodiment of the invention, shown in Fig. 2, the tensile and/or compressive stress (or load) is applied by deflecting the blank 2 at least once in a rolling mill. In the embodiment shown in Fig. 2, the blank 2 is deflected four times. For this deflection, four rotatably mounted deflection rollers 10 are provided. The blank 2 is deflected from a horizontal direction upwards into a vertical direction, and then back again. into the horizontal direction, then back into a vertical downward direction, and from there back into the horizontal direction. The deflection can occur, for example, at an angle between 60 ^° and 270 ^° . The higher deflection values can be achieved if the upper deflection rollers 10 are spaced further apart than the lower deflection rollers 10.

Es sei angemerkt, dass dieser Verlauf der Umlenkungen nur eine Ausführungsvariante der Erfindung ist. Andere Verläufe von Umlenkungen sind ebenfalls möglich, solange damit auf den Rohling 2 eine Zugbelastung im Sinne des Schrittes D ausgeübt wird. Beispielsweise kann auch nur eine einmalige Umlenkung des Rohlings 2 erfolgen, wenn die Weiterbearbeitung des Rohlings 2 in dieser durch die Umlenkung neuen Richtung erfolgt. It should be noted that this deflection configuration is only one embodiment of the invention. Other deflection configurations are also possible, as long as a tensile load is exerted on the blank 2 in accordance with step D. For example, a single deflection of the blank 2 is also possible if the further processing of the blank 2 takes place in this new direction resulting from the deflection.

Für die Aufbringung der Druckbelastung auf den Rohling 2 ist zumindest eine Druckwalze 11 vorgesehen, die mit einer der Umlenkwalzen 10 zusammen wirkt, d.h., dass zwischen der Umlenkwalze 10 und der Druckwalze 11 ein Spalt ausgebildet ist, durch den der Rohling 2 unter Druckbeanspruchung hindurchgeführt wird. For the application of the pressure load to the blank 2, at least one pressure roller 11 is provided, which interacts with one of the deflecting rollers 10, i.e., a gap is formed between the deflecting roller 10 and the pressure roller 11, through which the blank 2 is guided under pressure.

In der dargestellten Ausführungsvariante ist nur eine Druckwalze 11 an der letzten Umlenkung vorgesehen. Die Druckwalze 11 kann aber auch mit einer anderen Umlenkwalze 10 zusammenwirkend angeordnet sein, bzw. können in der Vorrichtung 9 mehrere Paare von Um- lenk- und Druckwalzen 10, 11 angeordnet sein. In the illustrated embodiment, only one pressure roller 11 is provided at the last deflection point. However, the pressure roller 11 can also be arranged in conjunction with another deflection roller 10, or several pairs of deflection and pressure rollers 10, 11 can be arranged in the device 9.

Weiter ist es möglich, dass die Druckbelastung des Rohlings 2 mit zumindest zwei zusammenwirkenden Druckwalzen 11 erfolgt zwischen denen der voranstehende genannte Spalt ausgebildet ist, wie dies in Fig. 2 strichliert als Ausführungsvariante der Anlage 4 angedeutet ist. Furthermore, it is possible that the pressure load on the blank 2 is applied with at least two cooperating pressure rollers 11 between which the aforementioned gap is formed, as indicated by dashed lines in Fig. 2 as an embodiment variant of the system 4.

Zur Erhöhung der Zugbelastung kann vorgesehen sein, dass eine der Umlenkwalzen 10 und/oder zumindest eine Druckwalze 11 mit einer höheren Geschwindigkeit läuft, sodass der Rohling 2 mit einer im Vergleich zur Fördergeschwindigkeit durch die Vorrichtung 9 und die Abkühleinrichtung 8 höheren Geschwindigkeit durch die Vorrichtung 9 läuft. Die Vorrichtung 9 kann dazu entsprechende Antriebe für zumindest einzelne der Walzen aufweisen. Es ist alternativ oder zusätzlich dazu auch möglich, dass am Ende der Behandlung der Rohling 2, d.h. das daraus gebildete Vorprodukt 1, mit einer Coil-Wickelvorrichtung 12 wieder aufgewickelt wird und dass diese Coil-Wickelvorrichtung 12 angetrieben wird/ist und die höhere Geschwindigkeit des Rohlings 2 in der Vorrichtung 9 bewirkt. To increase the tensile load, one of the deflecting rollers 10 and/or at least one pressure roller 11 can be operated at a higher speed, so that the blank 2 passes through the device 9 at a higher speed compared to the conveying speed through the device 9 and the cooling device 8. The device 9 can have corresponding drives for at least some of the rollers. Alternatively or additionally, it is also possible that at the end of the treatment the blank 2, i.e., the resulting semi-finished product 1, is rewound using a coil winding device 12. is wound up and that this coil winding device 12 is driven/is driven and causes the higher speed of the blank 2 in the device 9.

Es sei angemerkt, dass bevorzugt in der Vorrichtung 9 keine Formgebung im herkömmlichen Sinn erfolgt, also insbesondere auch keine bzw. nur eine geringfügige Verringerung der Dicke des Rohlings 2. Aus diesem Grund ist auch der voranstehend angesprochene Spalt zwischen den Walzen so eingestellt bzw. ausgebildet ist, dass die Dehnung im Rohling 2 kleiner als 1 % ist. Eine Längenänderung des Rohlings 2 im Zuge der Durchführung des Verfahrens ist kleiner als 3 %, bezogen auf die Länge des im Schritt A bereitgestellten Rohlings 2. It should be noted that preferably no shaping in the conventional sense takes place in the device 9, and thus, in particular, no or only a slight reduction in the thickness of the blank 2. For this reason, the aforementioned gap between the rollers is also set or designed such that the elongation in the blank 2 is less than 1%. Any change in length of the blank 2 during the execution of the process is less than 3%, relative to the length of the blank 2 provided in step A.

Nach einer weiteren Ausführungsvariante der Zug- und/oder Druckbeanspruchung im Schritt D kann vorgesehen sein, dass der Rohling 2 einer Zugspannung zwischen 50 N/mm² und 200 N/mm² und/oder einer Druckspannung zwischen 50 N/mm² und 200 N/mm² ausgesetzt wird. Obwohl auch andere Zug- und Druckbeanspruchungen möglich sind, d.h. außerhalb dieser Wertebereiche, ist die Einhaltung dieser Wertebereiche in Hinblick auf die spätere Formgebung des Vorproduktes 1 von Vorteil, beispielsweise in Hinblick auf die Planheit und das Altern des Vorprodukts 1. According to a further embodiment of the tensile and/or compressive stress in step D, it can be stipulated that the blank 2 is subjected to a tensile stress between 50 N/ ^mm² and 200 N/ ^mm² and/or a compressive stress between 50 N/ ^mm² and 200 N/ ^mm² . Although other tensile and compressive stresses are also possible, i.e., outside these value ranges, adherence to these value ranges is advantageous with regard to the subsequent shaping of the pre-product 1, for example, with regard to the flatness and aging of the pre-product 1.

Nur der Vollständigkeit halber sei angemerkt, dass sich die Zugspannung aus der auf den Rohling 2 einwirkenden Zugkraft / Querschnittsfläche des Rohlings 2 und die Druckspannung aus auf den Rohling 2 einwirkenden Druckkraft / der mit der Druckkraft beaufschlagten Fläche des Rohlings 2 ergibt. For the sake of completeness, it should be noted that the tensile stress results from the tensile force acting on the blank 2 / cross-sectional area of the blank 2 and the compressive stress results from the compressive force acting on the blank 2 / the area of the blank 2 subjected to the compressive force.

Wie bereits angesprochen kann der Rohling 2 nach einer Ausführungsvariante mehrmals hintereinander einer Zugbeanspruchung und einer Druckbeanspruchung ausgesetzt werden. Eine mögliche Ausgestaltung der Vorrichtung 9 für diese Ausführungsvariante ist in Fig. 3 gezeigt. Dabei sind an den unteren Umlenkungen zur Zugbelastung des Rohlings 2 jeweils nur Umlenkwalzen 10 angeordnet. An den oberen Umlenkungen sind zur Druckbeanspruchung des Rohlings 2 hingegen jeweils Walzenpaare aus Umlenkwalzen 10 und Druckwalzen 11 angeordnet. As already mentioned, according to one embodiment, the blank 2 can be subjected to tensile and compressive stresses several times in succession. A possible configuration of the device 9 for this embodiment is shown in Fig. 3. In this configuration, only deflection rollers 10 are arranged at the lower deflections for tensile loading of the blank 2. At the upper deflections, however, pairs of rollers consisting of deflection rollers 10 and compression rollers 11 are arranged for compressive loading of the blank 2.

Es sei an dieser Stelle angemerkt, dass im Fall von einem Walzenpaar aus einer Umlenkwalze 10 und einer Druckwalze 11 die Umlenkwalze 10 auch einen Druck auf den Rohling 2 ausübt, also nicht nur die Umlenkfunktion hat. Die in Fig. 3 dargestellte Anzahl an Umlenkwalzen 10 und Druckwalzen 11 bzw. an Walzenpaaren soll nur beispielhaft verstanden werden. Es können auch mehr oder weniger dieser Walzen angeordnet werden. It should be noted at this point that in the case of a pair of rollers consisting of a deflecting roller 10 and a pressure roller 11, the deflecting roller 10 also exerts pressure on the blank 2, i.e., it does not only have a deflecting function. The number of deflection rollers 10 and pressure rollers 11, or pairs of rollers, shown in Fig. 3 is only meant to be exemplary. More or fewer of these rollers can also be arranged.

Weiter sind die unteren Umlenkwalzen 10 auf einer gleichen Höhe und die oberen Walzenpaare ebenfalls auf gleicher Höhe angeordnet, sodass die Wegstrecken zwischen den Umlenkungen des Rohlings 2 gleich lang sind. Es besteht jedoch die Möglichkeit, diese Wegstreckung unterschiedlich auszubilden, um beispielsweise den Rohling 2 unterschiedlichen Zugbelastungen auszusetzen. Dazu können ein oder mehrere der unteren Umlenkwalzen 10 und/oder ein oder mehrere der Walzenpaare auf unterschiedlichen Höhen angeordnet sein. Furthermore, the lower deflection rollers 10 and the upper roller pairs are arranged at the same height, so that the distances between the deflections of the blank 2 are the same. However, it is possible to design these distances differently, for example, to subject the blank 2 to different tensile loads. For this purpose, one or more of the lower deflection rollers 10 and/or one or more of the roller pairs can be arranged at different heights.

Der Schritt D kann bei der zweiten Temperatur des Rohlings 2 durchgeführt werden. Es ist jedoch auch möglich, dass die Zug- und/oder Druckbelastung zumindest in Abschnitten der Vorrichtung 9 bei einer geringfügig höheren Temperatur durchgeführt wird. Zur Einhaltung einer bestimmten, gewünschten Temperatur kann die Vorrichtung 9 auch mit zumindest einem Heiz- und/oder Kühlelement ausgestattet sein. Für die gegebenenfalls erfolgende Kühlung wird dabei vorzugsweise kein flüssiges Fluid verwendet. Step D can be performed at the second temperature of the blank 2. However, it is also possible for the tensile and/or compressive stress to be applied at a slightly higher temperature, at least in sections of the device 9. To maintain a specific, desired temperature, the device 9 can also be equipped with at least one heating and/or cooling element. Preferably, no liquid fluid is used for any cooling that may be required.

Dem Verfahrensablauf folgend wird der Rohling 2 nach der Zug- und/oder Druckbelastung im Schritt E auf die dritte Temperatur erhitzt. Das Erhitzen kann entweder sofort oder nach einer Haltezeit ausgewählt aus einem Bereich von 1 Minuten bis 5 Minuten erfolgen. Hierfür weist die Anlage 4 eine zweite Vorrichtung 13 zur Erhitzung des Rohlings 2 (im Folgenden nur mehr als Vorrichtung 13 bezeichnet) auf. Die Haltezeit kann dabei über den Abstand zwischen dieser Vorrichtung 13 von der Vorrichtung 9 und der Fördergeschwindigkeit des Rohlings 2 definiert werden. Following the process sequence, the blank 2 is heated to the third temperature after tensile and/or compressive loading in step E. Heating can occur either immediately or after a holding time selected from a range of 1 to 5 minutes. For this purpose, system 4 includes a second device 13 for heating the blank 2 (hereinafter referred to simply as device 13). The holding time can be defined by the distance between this device 13 from device 9 and the conveying speed of the blank 2.

Prinzipiell kann die Vorrichtung 13 die Vorrichtung 7 sein, d.h. dass der Rohling 2 wieder in die Vorrichtung 7 überführt wird und dort auf die dritte Temperatur erhitzt wird, wenn der Rohling 2 eine Platine ist. In der bevorzugten Ausführungsvariante der Anlage 4 weist diese jedoch eine von der Vorrichtung 5 gesonderte Vorrichtung 13 auf, sodass also der Rohling 2 im Durchlauf durch die Anlage 4 bearbeitet werden kann. In principle, device 13 can be device 7, meaning that the blank 2 is transferred back to device 7 and heated there to the third temperature if the blank 2 is a circuit board. However, in the preferred embodiment of system 4, it has a separate device 13 from device 5, so that the blank 2 can be processed in a continuous pass through system 4.

Die Vorrichtung 13 kann gleich zur Vorrichtung 7 ausgeführt sein, sodass die Ausführungen zur Vorrichtung 7 in dieser Beschreibung auch auf die Vorrichtung 13 anwendbar bzw. übertragbar sind. Dementsprechend erfolgt das Erhitzen des Rohlings 2 auf die dritte Temperatur bevorzugt in einer kontinuierlich arbeitenden Vorrichtung 13, insbesondere einem Durchlaufofen wie einem Tunnelofen oder bevorzugt einem Rollenherdofen. Device 13 can be designed identically to device 7, so that the descriptions of device 7 in this document are also applicable to device 13. Accordingly, the heating of the blank 2 to the third temperature is carried out. preferably in a continuously operating device 13, in particular a continuous furnace such as a tunnel furnace or preferably a roller hearth furnace.

Der Rohling 2 wird bevorzugt auf eine Temperatur zwischen 80 °C und 350 °C, beispielsweise zwischen 175 °C und 250 °C, als dritte Temperatur erhitzt. The blank 2 is preferably heated to a temperature between 80 °C and 350 °C, for example between 175 °C and 250 °C, as a third temperature.

Der Rohling 2 kann innerhalb einer Zeitspanne zwischen 1 Minuten und 10 Minuten auf die dritte Temperatur in der Vorrichtung 13 erhitzt werden. Vorzugsweise wird der Rohling 2 für eine Zeitspanne zwischen 2 Minuten und 5 Minuten auf dieser dritten Temperatur gehalten bzw. dieser Temperatur ausgesetzt. The blank 2 can be heated to the third temperature in the device 13 within a time period of between 1 and 10 minutes. Preferably, the blank 2 is held at or exposed to this third temperature for a time period of between 2 and 5 minutes.

Im Schritt E dieser Ausführungsvariante des Verfahrens erfolgt ein Voraltern des Rohlings 2, bevor er im Schritt F von der dritten Temperatur auf die vierte Temperatur abgekühlt wird. Die vierte Temperatur kann z.B. die Raumtemperatur sein. In step E of this variant of the process, the blank 2 undergoes a pre-aging process before being cooled from the third temperature to the fourth temperature in step F. The fourth temperature can, for example, be room temperature.

Zur Abkühlung im Schritt F weist die Anlage 4 eine zweite Abkühleinrichtung 14 (im Folgenden nur mehr als Abkühleinrichtung 14 bezeichnet) auf. Bezüglich der Abkühleinrichtung 14 sei auf die voranstehenden Ausführungen zur Abkühleinrichtung 8 verwiesen, die entsprechend übertragen werden können. Die Abkühleinrichtung 14 kann aber auch anders aufgeführt sein. For cooling in step F, the system 4 includes a second cooling device 14 (hereinafter referred to simply as cooling device 14). Regarding cooling device 14, reference is made to the preceding descriptions of cooling device 8, which can be applied accordingly. However, cooling device 14 may also be configured differently.

Die Abkühlung des Rohlings 2 kann mit einer Abkühlgeschwindigkeit erfolgen, die ausgewählt ist aus einem Bereich von 1 K/s bis 10 K/s. Gegebenenfalls kann der Schritt F auch als Abschrecken ausgeführt werden. In diesem Fall kann die Abkühleinrichtung 14 gleich wie die Abkühleinrichtung 8 ausgeführt sein. The cooling of the blank 2 can be carried out at a cooling rate selected from a range of 1 K/s to 10 K/s. If necessary, step F can also be performed as quenching. In this case, the cooling device 14 can be designed identically to the cooling device 8.

Nach der Abkühlung kann das fertige Vorprodukt 1 mit der Coil-Wickelvorrichtung 12 aufge- wickelt werden. After cooling, the finished pre-product 1 can be wound up using the coil winding device 12.

Nach einer Ausführungsvariante kann jedoch vorgesehen werden, dass der Rohling 2 vor dem Behandeln bei der dritten Temperatur in einem Schritt G (siehe Fig. 1) auf eine fünfte Temperatur erhitzt wird, die höher ist, also die dritte Temperatur. Dieser Schritt G kann in der Vorrichtung 13 durchgeführt werden. However, according to one embodiment, the blank 2 can be heated to a fifth temperature, which is higher than the third temperature, in a step G (see Fig. 1) before treatment at the third temperature. This step G can be carried out in the device 13.

Bevorzugt wird die fünfte Temperatur niedriger gewählt als die erste Temperatur. Weiter wird nach einer Ausführungsvariante die fünfte Temperatur vorzugsweise um einen Wert aus einem Bereich von 50 °C bis 150 °C, insbesondere von 60 bis 120 °, höher gewählt als die dritte Temperatur. Beispielsweise kann die fünfte Temperatur zwischen 175 °C und 250 °C und die dritte Temperatur zwischen 90 °C und 130 °C betragen, mit der Prämisse, dass die fünfte Temperatur jedenfalls höher ist als die dritte Temperatur. Preferably, the fifth temperature is chosen to be lower than the first temperature. Furthermore, according to one embodiment, the fifth temperature is preferably increased by a value from The fifth temperature is chosen to be higher than the third temperature, within a range of 50 °C to 150 °C, particularly from 60 °C to 120 °C. For example, the fifth temperature may be between 175 °C and 250 °C and the third temperature between 90 °C and 130 °C, provided that the fifth temperature is always higher than the third temperature.

Nach einer weiteren Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass der Rohling 2 für eine Zeitspanne bis zu 300 Sekunden, beispielsweise zwischen 0,5 Sekunden und 300 Sekunden, auf der fünften Temperatur gehalten wird. According to another design variant, it can be provided that the blank 2 is held at the fifth temperature for a period of time up to 300 seconds, for example between 0.5 seconds and 300 seconds.

Weiter kann der Rohling 2 von der fünften Temperatur mit einer Abkühlgeschwindigkeit zwischen 1 K/s und 20 K/s auf die dritte Temperatur abgekühlt werden. Das Abkühlen kann mit der Abkühleinrichtung 14 durchgeführt werden. Furthermore, the blank 2 can be cooled from the fifth temperature to the third temperature at a cooling rate between 1 K/s and 20 K/s. This cooling can be carried out using the cooling device 14.

Anstelle der Abkühlung auf Raumtemperatur kann das Vorprodukt 1 mit der dritten Temperatur auf der Coil-Wickelvorrichtung 12 wieder zu einem Coil aufgewickelt werden. Instead of cooling to room temperature, the pre-product 1 can be rewound into a coil at the third temperature on the coil winding device 12.

Ein Temperaturverlauf dieses Verfahrens ist in Fig. 5 dargestellt. Dabei sind auf der horizontalen Achse die Zeit und auf der vertikalen Achse die Temperatur aufgetragen. Die erste Temperatur ist als TI, die zweite Temperatur als T2, die dritte Temperatur als T3, die vierte Temperatur als T4 und die fünfte Temperatur als T5 in der Darstellung wiedergegeben. A temperature profile of this process is shown in Fig. 5. Time is plotted on the horizontal axis and temperature on the vertical axis. The first temperature is denoted as TI, the second as T2, the third as T3, the fourth as T4, and the fifth as T5.

Nach der Abfolge der Verfahrensschritte A bis F bzw. A bis G ist das Vorprodukt 1 fertig und kann für die Bereitstellung zur Formgebung gelagert werden. Das Vorprodukt 1, kann in weiterer Folge als Coil einen Produzenten des Formteils 3 in einer Formgebungsanlage 15, wie sie als Beispiels in Fig. 4 dargestellt ist, übergeben werden. In dieser wird das Coil in einer Ab Wickelvorrichtung 16 abgewickelt und einer Vorrichtung 17 zur Formgebung des Vorprodukts 1 (im Folgenden nur mehr als Vorrichtung 17 bezeichnet) zugeführt. After the sequence of process steps A to F or A to G, the semi-product 1 is finished and can be stored for preparation for forming. The semi-product 1 can subsequently be transferred as a coil to a producer of the molded part 3 in a forming plant 15, as shown as an example in Fig. 4. In this plant, the coil is unwound in a winding device 16 and fed to a device 17 for forming the semi-product 1 (hereinafter referred to simply as device 17).

Die Vorrichtung 17 ist eine Umformvorrichtung. Es erfolgt in der Vorrichtung 17 also keine Urformung aus einer Schmelze. Bevorzugt kann die Vorrichtung 17 eine Tiefziehvorrichtung sein. Die Vorrichtung 17 kann aber auch eine andere Umformvorrichtung sein, wie beispielsweise eine andere Zugdruck-Umformvorrichtung oder eine Druckumformvorrichtung, wie beispielsweise eine Gesenkschmiede, eine Rollformvorrichtung, etc., sein. Device 17 is a forming device. Therefore, no primary forming from a melt takes place in device 17. Preferably, device 17 can be a deep-drawing device. However, device 17 can also be another forming device, such as another tensile-compressive forming device or a pressure forming device, such as a drop forging machine, a roll forming machine, etc.

Für die Umformung des Vorprodukts 2 zum Formteil 3 kann die Vorrichtung 17 beispielsweise eine Matrize 18 und eine Stempel 19 aufweisen, wie dies an sich bekannt ist. Gegebenenfalls kann das umgeformte Vorprodukt 1 in der Vorrichtung 17 auch einer schneidenden Bearbeitung unterzogen werden, wie beispielswiese einem Stanzschritt, wozu die Vorrichtung 17 entsprechende Schneidwerkzeuge aufweisen kann. Die schneidende Bearbeitung kann, sofern sie erforderlich ist, aber auch in einem gesonderten Verfahrensschritt erfolgen. For the forming of the pre-product 2 into the molded part 3, the device 17 can, for example, have a die 18 and a punch 19, as is known per se. If necessary, the formed pre-product 1 can also be subjected to a cutting operation in the device 17, such as a punching step, for which the device 17 can have corresponding cutting tools. The cutting operation can also be carried out in a separate process step, if required.

Zur Evaluierung der Erfindung wurden folgende Ausführungsbeispiele durchgeführt. The following exemplary embodiments were carried out to evaluate the invention.

Ausführungsbeispiel 1: Example 1:

Es wurde ein bandförmiger Rohling 2 aus einer Aluminiumlegierung der Reihe AA2024 eingesetzt. Dieser Rohling 2 wurde dem folgenden Temperaturverlauf unterzogen: A strip-shaped blank 2 made of an AA2024 series aluminum alloy was used. This blank 2 was subjected to the following temperature profile:

Erhitzen auf eine erste Temperatur von 495 °C Heat to an initial temperature of 495 °C

Abschrecken auf eine zweite Temperatur von 25 °C mit einer Abschreckgeschwindigkeit von 150 K/s Quenching to a second temperature of 25 °C at a quenching rate of 150 K/s

Aussetzen einer Zugspannung zwischen 50 N/mm² und 250 N/mm² und einer Druckspannung zwischen 50 N/mm² und 250 N/mm² für eine Zeitspanne von 3 Sekunden bis 30 Sekunden Applying a tensile stress between 50 N/ ^mm² and 250 N/ ^mm² and a compressive stress between 50 N/ ^mm² and 250 N/ ^mm² for a period of 3 seconds to 30 seconds

Erhitzen auf eine dritte Temperatur von 200 °C für eine Zeitspanne von 2 Minuten bis 5 Minuten Heat to a third temperature of 200 °C for a period of 2 to 5 minutes.

Abkühlen auf eine vierte Temperatur von 25 °C mit einer Abschreckgeschwindigkeit von 10 K/s Cooling to a fourth temperature of 25 °C at a quenching rate of 10 K/s

Aufwickeln des fertigen Vorprodukts zum Coil. Winding the finished pre-product into a coil.

Ausführungsbeispiel 2: Example 2:

Das Ausführungsbeispiel 1 wurde wiederholt, wobei zusätzlich der Rohling 2 vor der dritten Temperatur auf eine fünfte Temperatur von 225 °C erhitzt und für 300 Minuten auf dieser Temperatur belassen wurde. Danach wurde der Rohling 2 mit einer Abkühlgeschwindigkeit von 1 K/s auf die dritte Temperatur abkühlt. Ausführungsbeispiel 3: Exemplary embodiment 1 was repeated, with the additional step of heating the blank 2 to a fifth temperature of 225 °C before the third temperature and holding it at this temperature for 300 minutes. Afterwards, the blank 2 was cooled to the third temperature at a rate of 1 K/s. Example 3:

Aussetzen einer Zugspannung zwischen 50 N/mm² und 200 N/mm² und einer Druckspannung zwischen 50 N/,m² und 200 N/,m² für eine Zeitspanne von 3 Sekunden bis 30 Sekunden Subjection of a tensile stress between 50 N/ ^mm² and 200 N/ ^mm² and a compressive stress between 50 N/ ^mm² and 200 N/ ^mm² for a period of 3 seconds to 30 seconds

Erhitzen auf eine dritte Temperatur von 225 °C für eine Zeitspanne von 2 Minuten bis 5 Minuten Heat to a third temperature of 225 °C for a period of 2 to 5 minutes.

Abkühlen auf eine vierte Temperatur von 125 °C mit einer Abschreckgeschwindigkeit von 20 K/s Cooling to a fourth temperature of 125 °C at a quenching rate of 20 K/s

Es konnte festgestellt werden, dass die hergestellten Vorprodukte 1 eine Streckgrenze (längs) Rp0,2 von mindestens 300 MPa, eine Zugfestigkeit Rm von mindestens 437 MPa und eine Dehnung von mindestens 19 % aufwiesen. It was determined that the manufactured precursors 1 had a yield strength (longitudinal) Rp0,2 of at least 300 MPa, a tensile strength Rm of at least 437 MPa and an elongation of at least 19%.

Die Ausführungsbeispiele zeigen bzw. beschreiben mögliche Ausführungsvarianten, wobei an dieser Stelle bemerkt sei, dass auch Kombinationen der einzelnen Ausführungsvarianten untereinander möglich sind. The examples shown illustrate or describe possible design variants, and it should be noted that combinations of the individual design variants are also possible.

Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus die Anlage 4 und die Formgebungsanlage 16 nicht zwingenderweise maßstäblich dargestellt sind. Bezugszeichenaufstellung Finally, for the sake of clarity, it should be noted that, for a better understanding of the structure, Annex 4 and the shaping Annex 16 are not necessarily shown to scale. Reference numeral list

1 Vorprodukt 1 Precursor

Rohling Formteil blank molded part

Anlage Attachment

Coil Coil

6 Vorrichtung Vorrichtung 6 Device Device

8 Abkühleinrichtung 8 Cooling device

9 Vorrichtung 9 Device

10 Umlenkwalze 10 Deflection roller

11 Druckwalze 11. Printing roller

12 Coil- W ickelvorrichtung 12 Coil winding device

13 Vorrichtung 13 Device

14 Abkühleinrichtung 14 Cooling device

15 Formgebungsanlage 15 Shaping plant

16 Abwickelvorrichtung 16 Unwinding device

17 Vorrichtung 17 Device

18 Matrize 18 die

19 Stempel 19 stamps

A Schritt Step

B Schritt Step B

C Schritt Step C

D Schritt Step D

E Schritt E step

F Schritt Step F

G Schritt G Step

Claims

Patent claims

1. Method for producing a semi-finished product (1) from a metallic material, in particular from an aluminium alloy, for the production of a molded part (3) comprising the steps:

Providing a blank (2),

Heating the blank (2) to a first temperature which is at least the solution annealing temperature of the metallic material,

Quenching the blank (2) or at least a region of the blank (2) to a second temperature, to avoid recrystallization of the microstructure of the metallic material formed at the first temperature,

Treating the quenched blank (2) at a third temperature which is higher than the second temperature;

Cooling the blank (2) from the third temperature to a fourth temperature, characterized in that the blank (2) is subjected to a tensile and/or compressive load after heating to the first temperature and before heating to the third temperature.

2. Method according to claim 1, characterized in that the tensile and/or compressive stress is carried out by at least one deflection of the blank (2) in a rolling mill.

3. Method according to claim 1 or 2, characterized in that the blank (2) is subjected to a tensile stress between 50 N/mm ² and 200 N/mm ² and/or a compressive stress between 50 N/mm ² and 200 N/mm ² .

4. Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the blank (2) is subjected to tensile stress and compressive stress several times in succession.

5. Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the blank (2) is heated to a fifth temperature, which is higher than the third temperature, before treatment at the third temperature.

6. Method according to claim 5, characterized in that the fifth temperature is selected to be lower than the first temperature.

7. Method according to claim 5 or 6, characterized in that the fifth temperature is selected to be 50 °C to 150 °C higher than the third temperature.

8. Method according to one of claims 5 to 7, characterized in that the blank (2) is held at the fifth temperature for a period of up to 300 seconds.

9. Method according to one of claims 5 to 8, characterized in that the blank (2) is cooled from the fifth temperature to the third temperature at a cooling rate between 1 K/s and 20 K/s.

10. Method according to one of claims 1 to 9, characterized in that the blank (2) is wound into a coil at the third temperature.

11. Method for producing a shaped part (3) from a pre-product (1) made of a metallic material, in particular an aluminum alloy, wherein the pre-product (1) is formed in a forming tool, characterized in that the pre-product (1) is produced from a blank (2) before forming using a method according to one of claims 1 to 10.

12. Plant (4) for producing a semi-finished product (1) from a metallic material, in particular from an aluminum alloy, for the production of a molded part (3), in particular for carrying out the method according to one of claims 1 to 10, comprising a first device (7) for heating a blank (2) made of the metallic material to a first temperature, a first cooling device (8) for at least partially quenching the blank (2) to a second temperature, a second device (13) for heating the blank (2) to a third or fifth temperature, characterized in that between the first and the second device (7, 13) for heating the A device (9) for applying tension and/or pressure to the blank (2) is arranged on the blank (2).

13. Plant (4) according to claim 12, characterized in that the device (9) for applying tension and/or pressure is a rolling mill.

14. System (4) according to claim 12 or 13, characterized in that a coil winding device (12) is arranged after the second device (13) for heating the blank (2).

15. System (4) according to one of claims 12 to 14, characterized in that a second cooling device (14) is arranged after the second device (13) for heating the blank (2).

16. Plant (4) according to claim 15, characterized in that the coil winding device (12) is arranged downstream of the second cooling device (14).