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Tool thermal conditions for tailored material properties

  • M. Oldenburg und G. Lindkvist
Veröffentlicht/Copyright: 31. Mai 2013
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HTM Journal of Heat Treatment and Materials
Aus der Zeitschrift HTM Journal of Heat Treatment and Materials Band 66 Heft 6

Abstract

With the press hardening technology it is possible to produce components with tailor- made material properties. The present work is based on a comprehensive thermo-mechanical material model for simulation of press hardening and similar processes. The model accounts for and predicts time dependent and time-independent phase transformations, mechanical and thermal properties as well as transformation plasticity during the complete cooling and deformation process from 900 °C to room temperature. The model predicts the microstructure evolution during the complete process as well as the final fractions. The thermal contact properties and the thermal properties in the tools have influence on the final material state. Solutions for tool heating and cooling for manufacturing of components with soft zones are studied. Based on the results from the press hardening simulations, thermal properties of special tool materials are taken into account in order to optimise the manufacturing thermal cycle.

Kurzfassung

Durch die Presshärtetechnik ist es möglich, Komponenten mit maßgeschneiderten Materialeigenschaften zu produzieren. Die vorliegende Arbeit basiert auf einem umfangreichen thermo-mechanischen Materialmodell zur Simulation des Presshärtevorgangs und anderer vergleichbarer Prozesse. Das Materialmodell berücksichtigt und prognostiziert sowohl zeitabhängige und zeitunabhängige Phasenumwandlungen, mechanische und thermische Eigenschaften als auch die Umwandlungsplastizität während des gesamten Kühl- und Umformprozesses von 900 °C auf Raumtemperatur. Das Materialmodell prognostiziert die Mikrostrukturentwicklung während des gesamten Prozesses sowie die endgültigen Phasenanteile im Gefüge. Die thermischen Kontakteigenschaften wie auch die thermischen Eigenschaften des Werkzeuges haben Einfluss auf die endgültige Materialbeschaffenheit. Lösungskonzepte für Werkzeugheizung und Werkzeugkühlung für die Produktion von Komponenten mit weichen Zonen werden untersucht. Basierend auf den Resultaten der Presshärtesimulation werden thermische Eigenschaften von speziellen Werkzeugmaterialien berücksichtigt mit dem Ziel, den thermischen Produktionszyklus zu optimieren.

Keywords: Press hardening simulation; forming simulation; microstructure; tailored properties; soft zone
Schlüsselwörter: Presshärtesimulation; Umformsimulation; Mikrostruktur; maßgeschneiderte Eigenschaften; weiche Zone
* Correspondence address, Prof. Dr. Mats Oldenburg, Dr.-Ing. Göran Lindqvist, Division Mechanics of Solid Materials, Luleå University of Technology, Sweden,

References

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Published Online: 2013-05-31
Published in Print: 2011-12-01

© 2011, Carl Hanser Verlag, München

Artikel in diesem Heft

  1. Kurzfassungen/Summaries
  2. Kurzfassungen/Abstracts
  3. Veranstaltungen/Events
  4. Veranstaltungen in Zusammenarbeit mit der AWT®
  5. HTM-Praxis
  6. HTM Praxis
  7. Inhalt/Contents
  8. Inhalt/Contents
  9. Fachbeiträge/Technical Contributions
  10. Untersuchung alternativer Erwärmungsverfahren für den Presshärteprozess
  11. Optimised press-hardening process using spray cooling – process integrated heat treatment of 22MnB5 sheet metal
  12. Tailored Tempering – adjustment of local mechanical properties in hot formed parts
  13. Tool thermal conditions for tailored material properties
  14. Investigations on parameters influencing thermal and frictional properties within hot stamping
  15. Increase of fatigue strength and lifetime by deep rolling at elevated temperature of notched specimens made of steel SAE 4140
https://doi.org/10.3139/105.110121
Schlagwörter für diesen Artikel
Press hardening simulation; forming simulation; microstructure; tailored properties; soft zone

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