Heißformen

Heißformen, auch Umformen im Warmebereich genannt, ist ein metallisches Umformverfahren, das bei Temperaturen oberhalb der Rekristallisation des Werkstoffs erfolgt. Dadurch sinkt die Fließspannung, sodass größere Deformationen möglich sind und komplexe Geometrien oder dünne Wanddicken hergestellt werden können. Typischerweise kommt Heißformen bei Stählen, Aluminium- und Titanlegierungen zum Einsatz und umfasst direkte Formverfahren im heißen Zustand sowie Warmumformen mit anschließender Wärmebehandlung.

Zu den häufigsten Verfahren gehören das direkte Heißformen, das Hot Stamping (Presshärten) von Borstahlbauteilen, sowie Heißwalzen, -extrudieren und -biegen. Beim Hot Stamping wird der Rohling bis zur Austenitisierungstemperatur erhitzt, in die Form gebracht und rasch abgekühlt, wodurch martensitische Eigenschaften entstehen. Isothermes Formieren wird eingesetzt, wenn während des Formprozesses Temperatur konstant gehalten wird.

Die Temperaturbereiche variieren je nach Werkstoff: Stahl typischerweise 900–1.100 °C, Aluminiumlegierungen etwa 350–500 °C, Titanlegierungen 800–1.000 °C. Hohe Temperaturen bewirken Mikrostrukturveränderungen und Kornwachstum; Oxidation ist möglich, weshalb oft Schutzgasatmosphären oder Schutzbeschichtungen eingesetzt werden.

Vorteile und Herausforderungen: Hohe Umformgrenze und die Möglichkeit komplexer Geometrien sowie reduzierte Kaltverfestigung. Nachteile sind erhöhte Oxidation bzw. Skalbildung, größerer Energiebedarf, Anforderungen an Werkzeuge und Thermomanagement sowie Abweichungen in Maßhaltigkeit und Oberflächengüte.

Anwendungen: Automobilindustrie, insbesondere das Hot Stamping von Borstahlbauteilen für Crash- und Sicherheitskomponenten; Luft- und Raumfahrt sowie Leichtmetallbauteile mit komplexen Querschnitten.