L'acciaio temprato, noto anche come stampaggio a caldo, è salutato come una nuova innovazione strutturale nell'industria automobilistica con lo scopo polivalente di rendere le auto più leggere e allo stesso tempo migliorare la sicurezza. Questo obiettivo viene raggiunto aumentando la resistenza dell'acciaio di calibro più leggero, riducendo così la massa dei componenti strutturali del corpo durante l'indurimento o il rafforzamento di questi componenti.
Questo processo di produzione rappresenta un "balzo" tecnologico in quanto la massa significativa nel corpo automobilistico si riduce, con conseguente migliore chilometraggio e risparmio energetico, che tutti sappiamo è stato un fattore determinante per i requisiti energetici per tutto il decennio 2010. Inoltre, rafforzando questi materiali secondo elevati standard di resistenza, anche i veicoli più piccoli ottengono la valutazione di impatto a 5 stelle NIHTSA con criteri di test più robusti inauditi negli anni precedenti.
Oltre ai vantaggi sopra menzionati, le parti in acciaio temprato forniscono una maggiore formabilità e una formatura più complessa, riducendo così il numero di parti coinvolte nella produzione e la quantità di saldatura. La tecnologia è relativamente nuova per l'industria automobilistica, ma i componenti vengono sempre più trasformati dal normale stampaggio a stampo all'acciaio temprato. Naturalmente, non si tratta di un semplice cambio utensile, ma richiede una tecnologia di stampaggio completamente nuova e capacità di trattamento termico degli stampi ad alta intensità di capitale. Anche la capacità di produzione di parti in acciaio temprato, che è per lo più supportata dagli OEM automobilistici, è in rapido aumento.
Con l'implementazione della nuova tecnologia di produzione, è stato necessario apportare nuovi materiali o miglioramenti alle materie prime per soddisfare i requisiti della nuova tecnologia. Il grado specifico di acciaio universalmente accettato per soddisfare tutti i requisiti di formatura e proprietà di destinazione è un acciaio legato al boro noto come grado 22MnB5. Una resistenza alla trazione tipica per questo foglio di microstruttura ferrite-perlite è dell'ordine di 600 MPa; All'uscita dalla pressa, ci sarà una struttura completamente martensitica con una resistenza alla trazione di circa 1600 MPa. Esiste anche un tipico requisito di rivestimento in alluminio-silicio che deve essere abbastanza forte da resistere al processo di stampaggio a caldo senza essere toccato.
Sebbene le aziende siderurgiche abbiano tenuto registrato questo processo di implementazione, sembra esserci almeno una ricottura iniziale. Questo rivestimento è tipicamente specificato sulle parti automobilistiche per fornire una certa protezione dalla corrosione per mediare la necessità di decalcificare la parte dopo il trattamento termico ed eliminare anche la necessità di un'applicazione preventiva contro la ruggine post-stampaggio. Entrambe queste esigenze forniscono significativi risparmi in termini di costi e tempo nel processo di produzione.
Il metodo diretto di tempra in pressa è ben documentato. La versione semplificata del processo è la seguente:
A causa della parte critica del processo in termini di tempo / temperatura, la robotica viene generalmente utilizzata per il trasferimento dell'intero materiale. Gli studi termici e di trasferimento di calore sono spesso richiesti nello stampo prima della convalida prima che qualsiasi parte venga considerata distruttiva.
L'avvertimento per la rapida implementazione di questo tipo di tecnologia rivoluzionaria è stato intrapreso dagli OEM automobilistici in modo che siano stati sviluppati standard per esaminare le proprietà dei materiali del componente di output sia a livello di prototipo che di produzione. A livello nazionale, sia General Motors che Ford hanno linee guida su dove e come campionare la parte per valutare proprietà come assottigliamento del calibro, resistenza alla trazione finale, resistenza allo snervamento, allungamento percentuale, rigidità del nucleo, proprietà di flessione e verifica finale della microstruttura. Inoltre, le proprietà del rivestimento in silicio alluminio (AlSi) vengono anche esaminate in termini di spessore totale del rivestimento, spessore dello strato di diffusione e rugosità superficiale. Lo standard di ispezione per General Motors è GMW14400.
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