AP&T:s Multi-Layer Furnace väl lämpad för presshärdning av höghållfast Al-Si-belagt stål
Resultaten är tydliga. AP&T:s Multi-Layer Furnace lämpar sig väldigt väl för presshärdning av stålplåt med hållfasthet i spannet 1800 till 2000 MPa. Det visar tester som AP&T nyligen genomfört tillsammans med ArcelorMittal för att undersöka riskerna för så kallad väteförsprödning.
Genom att använda ultra-höghållfast stål med reducerad tjocklek till presshärdade komponenter kan fordonstillverkarna fortsätta att minska bilarnas vikt – och därmed energiförbrukning – med bibehållen eller ökad säkerhet.
Men stål med en draghållfasthet på upp till 2000 MPa ställer samtidigt högre krav på processkontroll och övervakning för att minska risken för så kallad väteförsprödning. Fenomenet uppstår när väte från den omgivande luften under uppvärmningen vandrar in i plåten, gör den sprödare och känsligare för sprickbildning. Väteförsprödning är framförallt en utmaning för biltillverkare som producerad presshärdade delar i länder med ett varmt och fuktigt klimat. För att hantera riskerna är det viktigt att reglera ugnsluftens daggpunkt, det vill säga den temperatur då luften blir mättad med fukt och vattenångan kondenserar till flytande vatten.
Så hur känslig är egentligen processen? Tillsammans med ståltillverkaren ArcelorMittal har AP&T nyligen testat presshärdade komponenter tillverkade av ultra-höghållfast Al-Si- belagt material – Usibor 2000® AS – i en Multi-Layer Furnace i en fuktig miljö. Syftet var att undersöka om ugnens daggpunktsreglering, som sker genom tillförsel av torrluft, är tillräckligt effektiv för att undvika väteförsprödning även under värsta tänkbara förhållanden.
Vid AP&T:s utvecklingsavdelning i Ulricehamn byggde man en klimatkammare runt den ugn som användes för testerna. Luften i klimatkammaren hade en relativ luftfuktighet på 60 procent och en temperatur på 30 grader C.
När ugnsluckan öppnas och ämnet placeras i ugnen tränger luft från omgivningen in. För att minska luftfuktigheten och på så sätt reglera daggpunkten sprutas torr luft in i ugnskammaren. Ett flertal tester genomfördes med tillförsel av såväl stora som små mängder torrluft under stigande ugnstemperatur. När plåtämnena lyfts ur ugnen har de en temperatur på cirka 900 grader. In nästa steg pressas de och kyls ner till cirka 80 grader i ett verktyg.
Inom två dagar efter att testerna slutförts fördes materialproverna, lagrade i torr is, till Frankrike för analys hos ArcelorMittal.
Resultaten visade att väteinnehållet i Usibor 2000® AS förblev lågt, cirka 0,1 ppm, oavsett om stora eller små mängder torrluft tillfördes i processen. Slutsats: AP&T:s Multi-Layer Furnaces system för daggpunktsreglering med torrluftsdistribution minimerar effektivt väteupptaget i aluminerat presshärdningsstål, och lämpar sig därför mycket väl för en säker produktion av delar i detta material med draghållfasthet på upp till 2000 MPa.
