Die Herstellung von hochfesten Stählen (Advanced High-Strength Steels, AHSS) ist für die moderne Automobilproduktion von entscheidender Bedeutung, da sie den Herstellern die Möglichkeit bietet, sicherere und kraftstoffeffizientere Fahrzeuge zu produzieren. AHSS verbindet außergewöhnliche Festigkeit mit geringem Gewicht und ist damit ein erstklassiges Material zur Verbesserung der Fahrzeugqualität und zur Einhaltung gesetzlicher Vorschriften. Bei der Herstellung von AHSS ist es jedoch vergleichsweise schwierig, gleichbleibende mechanische Eigenschaften über das gesamte Band zu erhalten. Schwankungen in der Zugfestigkeit (Rm) und Streckgrenze (Rp0,2) können zu Materialfehlern führen, die kostspielige Nacharbeiten und Prüfverfahren erfordern.
Traditionell stützt sich die Stahlproduktion in hohem Maße auf zerstörende Prüfungen, um diese mechanischen Eigenschaften zu messen, aber dieser Ansatz ist sowohl zeitaufwändig als auch teuer. Außerdem liefert die zerstörende Prüfung nur Daten zu bestimmten Punkten auf dem Band, was es schwierig macht, Probleme im gesamten Produktionsprozess zu erkennen.
Das EMG Impulse Magnetic Process Online Controller (EMG IMPOC) System bietet eine zerstörungsfreie Online-Lösung zur Messung von Materialeigenschaften wie Zugfestigkeit und Streckgrenze während des gesamten Produktionsprozesses. EMG IMPOC, das speziell für anspruchsvolle Anwendungen wie die AHSS-Produktion entwickelt wurde, ermöglicht es Herstellern, ihre Produktionslinien zu optimieren und eine gleichbleibende Qualität zu gewährleisten.
Anwendung in der AHSS-Produktion
Damit die Stahlhersteller die strengen Normen der Automobilindustrie erfüllen können, liefert EMG IMPOC kontinuierliche, zerstörungsfreie Messungen dieser kritischen Parameter, die zur Online-Überwachung und Anpassung der Produktion genutzt werden können. Über ein induktives Verfahren zur Messung der magnetischen Restfeldstärke des Stahlbandes liefert das System genaue Daten zur Zugfestigkeit und Streckgrenze, die typischerweise zwischen 800 MPa und 1500 MPa für Rm und den entsprechenden Rp0,2-Werten für AHSS-Güten liegen.
EMG IMPOC ist explizit für Hochgeschwindigkeits-Produktionsumgebungen geeignet und kann mit Liniengeschwindigkeiten von bis zu 900 Metern pro Minute arbeiten sowie Materialstärken zwischen 0,15 mm und 3 mm messen. Das EMG-Produktportfolio umfasst außerdem eine spezielle Version, EMG Power IMPOC, die für ein höheres Dickenspektrum bis zu 6 mm ausgelegt ist.
Die von EMG IMPOC gelieferten Online-Daten ermöglichen es den Anwendern, Abweichungen bei den Materialeigenschaften frühzeitig im Produktionsprozess zu erkennen, wodurch die Notwendigkeit übermäßiger zerstörender Prüfungen verringert und das Risiko der Produktion von fehlerhaftem Material minimiert wird. Dadurch können die Hersteller ihre Prozesse effektiver optimieren und sicherstellen, dass AHSS-Coils über die gesamte Länge des Bandes die gewünschten mechanischen Eigenschaften aufweisen.
Technische Höhepunkte
EMG IMPOC arbeitet nach dem Prinzip der magnetischen Induktion, das sich den etablierten Zusammenhang zwischen den magnetischen und mechanischen Eigenschaften ferromagnetischer Materialien zunutze macht. Das System magnetisiert das Stahlband periodisch mit einem gepulsten Magnetfeld, und der verbleibende Magnetfeldgradient (Remanenzgradient) wird von einem hochempfindlichen Magnetfeldsensor gemessen. Diese magnetischen Messungen werden dann mit Hilfe von Regressionsmodellen, die auf verschiedene Stahlsorten zugeschnitten sind, mit mechanischen Eigenschaften wie Zugfestigkeit und Streckgrenze korreliert.
Im Zusammenhang mit AHSS ist EMG IMPOC besonders wertvoll, da es genaue Online-Zugfestigkeits- und Streckgrenzenmessungen liefern kann. So liegen beispielsweise AHSS-Sorten wie Dualphasenstähle mit ferritisch-martensitischem Gefüge vollständig innerhalb des Messbereichs des Systems, was es ideal für Hochleistungsstähle im Automobilbau macht. Darüber hinaus ist das System darauf ausgelegt, geringfügige Abweichungen in den Materialeigenschaften von AHSS-Sorten zu erkennen, die erhebliche Auswirkungen auf die Produktionsleistung haben können.
Vorteile in der AHSS-Produktion
Die Integration von EMG IMPOC in AHSS-Produktionslinien bietet mehrere entscheidende Vorteile:
- Verringerung der zerstörenden Prüfungen
Durch die kontinuierliche Messung der Zugfestigkeit und Streckgrenze reduziert EMG IMPOC die Notwendigkeit häufiger zerstörender Prüfungen. Normalerweise werden zerstörende Prüfungen zu Beginn und am Ende eines jeden Coils durchgeführt. Mit EMG IMPOC können sich die Hersteller jedoch auf Online-Daten zur Überwachung der Materialeigenschaften während des gesamten Produktionsprozesses verlassen. Dadurch verringert sich die Anzahl der zerstörenden Prüfungen um bis zu 50 %, was sowohl Zeit als auch Ressourcen spart und gleichzeitig die Qualitätsstandards aufrechterhält.
- Verbesserte Prozesskontrolle
EMG IMPOC liefert kontinuierlich Daten über die mechanischen Eigenschaften des Stahls, sodass die Bediener sofortige Anpassungen am Produktionsprozess vornehmen können. Dieses Online-Feedback ist besonders wichtig in der AHSS-Produktion, wo die Aufrechterhaltung gleichmäßiger Festigkeitseigenschaften über das gesamte Coil hinweg von entscheidender Bedeutung ist. EMG IMPOC stellt sicher, dass alle Abweichungen, auch wenn sie noch so klein sind, sofort erkannt und korrigiert werden.
- Reduzierter Ausschuss und Nacharbeit
Durch die frühzeitige Erkennung von Abweichungen in den Materialeigenschaften minimiert EMG IMPOC das Risiko, fehlerhaftes Material zu produzieren. Dies führt zu einer Verringerung von Ausschuss und Nacharbeit kritische Faktoren in der AHSS-Produktion aufgrund des komplexen Verhaltens dieser Stähle.
- Schnellere Freigabe der Coils
Mit EMG IMPOC können Hersteller Coils schneller freigeben, da sie sofortigen Zugriff auf Online-Daten zu Rm und Rp0,2 haben. Dadurch entfällt die Wartezeit, die bei herkömmlichen zerstörenden Prüfungen anfällt, bei denen sich die Ergebnisse oft um Stunden oder sogar Tage verzögern. Die schnellere Freigabe von Coils hilft den Herstellern, den Durchsatz zu erhöhen.
- Verbesserte Qualitätssicherung
Die Fähigkeit von EMG IMPOC, Online-Daten zu den Materialeigenschaften zu liefern, verbessert auch die langfristige Qualitätssicherung. Das System speichert Produktionsdaten für bis zu drei Jahre, sodass Hersteller Trends verfolgen und Korrelationen zwischen Produktionsparametern und Materialeigenschaften erkennen können. Diese historischen Daten sind von unschätzbarem Wert für kontinuierliche Verbesserungsbemühungen und stellen sicher, dass AHSS-Hersteller die Kundenanforderungen an qualitativ hochwertige Werkstoffe stets erfüllen können.
Schlussfolgerung
Die Herstellung von hochfesten Stählen (Advanced High-Strength Steels - AHSS) erfordert Präzision und Konsistenz der Materialeigenschaften, um den strengen Anforderungen der Automobilindustrie gerecht zu werden. EMG IMPOC bietet eine innovative Lösung für diese Herausforderungen und ermöglicht zerstörungsfreie Online-Zug- und -Streckgrenzenmessungen während des gesamten Produktionsprozesses. Mit der Möglichkeit, Zugfestigkeiten von 800 MPa bis 1500 MPa und entsprechende Streckgrenzenwerte zu messen, ist EMG IMPOC sehr gut für die Hochleistungsanforderungen der AHSS-Produktion geeignet.
In einer Branche, in der Präzision und Qualität an erster Stelle stehen, bietet EMG IMPOC die nötigen Online-Einblicke, um hohe Standards aufrechtzuerhalten und Produktionsprozesse zu optimieren, damit Hersteller auf dem heutigen anspruchsvollen Markt wettbewerbsfähig bleiben.