CN101970149A - 冲压成形方法以及冲压成形部件 - Google Patents

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Abstract

在加热工序中，通过使电流从当从上方观察时为矩形的金属平板(10)的下底侧流向上底侧，相对于金属平板(10)的沿电流方向的中央部在上底侧形成了电流密度变化部(22)。结果，相对于金属平板(10)的沿电流方向的中央部在上底侧形成了可淬火部分，并且相对于金属平板(10)的沿电流方向的中央部在下底侧形成了不可淬火部分。在加热工序之后，对金属平板(10)进行冲压成形，因此在冲压成形期间无需复杂的模冷却结构，这使得模成本能够得到降低。

Description

冲压成形方法以及冲压成形部件
技术领域
本发明涉及一种能够对成形部件的期望部分进行淬火的冲压成形方法，以及一种利用根据这种冲压成形方法制造的板的冲压成形部件。
背景技术
公开号为2007-75834的日本专利申请(JP-A-2007-75834)描述了一种用于冲压成形金属板的热冲压成形模。在热冲压成形模中形成有在成形表面的一侧开口的冷却液供给排出口。该冷却液排出口连接到冷却液供给管上并且能够排出冷却液。而且，在热冲压成形模上形成有在成形表面上开口的凹部。来自从冷却液排出口排出的冷却液以及凹部的冷却效果使得热冲压成形部件的强度能够逐步地变化。
然而，在JP-A-2007-75834中描述的热冲压成形模必须设置有由上述冷却液供给管和凹部形成的复杂的模冷却结构，而且，热冲压成形模仅能够使热冲压成形部件的强度逐步地变化。
发明内容
因此，本发明提供了一种对期望部分进行淬火而不使模结构复杂的冲压成形方法，以及一种通过所述冲压成形方法获得的冲压成形部件。
本发明的第一方案涉及一种冲压成形方法，其包括：i)加热工序：将电极连接到板的沿与所述板的厚度方向正交的方向的一端上，并且将另一电极连接到所述板的沿所述与所述板的厚度方向正交的方向的另一端上，并且通过使电流从所述一端流向所述另一端来加热所述板，以及通过在所述板中设定电流密度变化部来控制在所述电流流经所述板时所述板的温度分布，在电流流经所述板时所述板中在所述电流密度变化部处的电流密度不同于在其它部分处的电流密度；以及ii)成形工序：通过对已在所述加热工序中被加热的所述板进行冲压和冷却而使所述板成形为预定形状。
利用所述冲压成形方法，在加热工序中，将电极连接到板的沿与板的厚度方向正交的方向的一端上，并且将另一电极连接到板的沿与板的厚度方向正交的方向的另一端上，并且使电流流经该板。以这种方式使电流流经板来加热板。然后，在成形工序中，通过对已在加热工序中以该方式被加热的板进行冲压和冷却而使板成形为期望的形状。
此处，在板中设定这样的电流密度变化部：在电流流经板时在电流密度变化部处的电流密度不同于在其它部分处的电流密度。结果，板不是被均匀地加热。反而是，利用与电流密度变化部的设定区域相对应的温度分布来加热板。当在成形工序中对已以该方式被加热的板进行冲压成形和冷却时，在成形的板上即冲压成形部件(或未完工部件)上，形成了与电流密度变化部的设定区域相对应的已进行所谓淬火的部分和尚未进行淬火的部分二者。
结果，冲压成形部件的待加强部分在加热工序中被充分地加热，并且在成形工序中通过冷却进行淬火。通过作为在加热工序中未被充分加热之后在成形工序中被冷却的结果而未被进行淬火或者通过在较小程度上被进行淬火，稍后待焊接等的部分或待加工(例如弯曲加工或冲孔加工)的部分能够保持焊接或加工良好的特性。
而且，在成形工序之前的加热工序中控制对板的可淬火部分和不可淬火部分的加热。因此，即使用于仅冷却预定区域的复杂的冷却结构等不用于在成形工序中所使用的模中，冲压成形部件的淬火部分和未淬火部分也仍然能够适当地成形。结果，模的成本等能够得到降低。
如上所述，在发生冲压成形和冷却的成形工序之前，在加热工序中，能够在板中适当地设定可淬火部分和不可淬火部分。结果，在成形期间，复杂的模冷却结构不是必需的，因此模的成本等能够得到降低。
所述板的一部分作为所述电流密度变化部，当沿与从所述板的所述一端到所述板的所述另一端的电流方向正交的方向切割所述板时所述板的所述一部分的截面面积不同于所述板的其它部分的截面面积，从而可以实施所述加热工序。
通过使当沿与从板的一端到另一端的电流方向正交的方向切割板时板的一部分处的截面面积不同于板的其它部分处的截面面积，来设定电流密度变化部。如果板的在电流密度变化部处的截面面积小于板的在其它部分处的截面面积，则当在加热工序中使电流从板的一端流向另一端时，在电流密度变化部处的电流密度将基本上变得高于在其它部分处的电流密度，因此在电流密度变化部处的温度将高于在其它部分处的温度。另一方面，如果板的在电流密度变化部处的截面面积大于板的在其它部分处的截面面积，则当在加热工序中使电流从板的一端流向另一端时，在电流密度变化部处的电流密度将基本上变得低于在其它部分处的电流密度，因此在电流密度变化部处的温度将低于在其它部分处的温度。
当在加热工序之后的成形工序中对板进行冲压成形和冷却时，如果电流密度变化部的截面面积小于板的其它部分的截面面积，则对电流密度变化部进行淬火，并且如果电流密度变化部的截面面积大于板的其它部分的截面面积，则不对电流密度变化部进行淬火。这样，改变板的形状使得截面面积如上所述以该方式变化，这将使得电流密度变化部能够被容易地设定，从而能够在成形部分之前将可淬火部分和不可淬火部分并入板中。
通过使与从所述板的所述一端到所述板的所述另一端的电流方向和所述板的所述厚度方向二者均正交的所述板的宽度沿所述电流方向变化，来在所述板的沿所述电流方向的预定区域中设定所述电流密度变化部，从而可以实施所述加热工序。
通过在加热工序中通电来加热板，在板的宽度变窄的部分处以及在通过减小板的宽度而形成在板上的角部的附近的区域，电流密度增加。因此，在板的宽度变窄的部分处以及在形成在板上的角部附近的区域的温度变得高于在其它部分处的温度。结果，当对已经过加热工序的板在成形工序中进行冲压成形和冷却时，对成形部件的板中电流密度高的部分进行淬火而不对电流密度不高的部分进行淬火。因此，通过以下方式能使得成形部件的待淬火的部分及周围区域在加热工序中作为可淬火部分从而能够在成形工序中对其进行淬火：在板到达成形工序之前对板定形使得电流密度在前述部分处变高。
沿电流方向改变板的宽度可以确保在加热工序之后的成形工序中对板的沿电流方向的预定区域进行淬火而不对板的剩余部分进行淬火。
通过使所述板的宽度从所述板的沿所述电流方向的一端侧朝向所述板的沿所述电流方向的另一端侧逐渐减小，来在所述板中设定所述电流密度变化部，使得所述另一端侧的电流密度高于所述一端侧的电流密度，从而可以实施所述加热工序。
在这种情况下，当在加热工序中通过通电来加热板时，在板的沿电流方向的一端侧的加热温度较低并且加热温度朝向另一端侧逐渐升高。结果，当在成形工序中对板进行冲压成形和冷却时，不对与在加热工序中成形部件的板沿电流方向的一端侧相对应的部分进行淬火，或者能够减小进行淬火的区域，而对与板的另一端侧相对应的部分进行淬火。
也就是说，能够设定淬火区域。
通过在所述板中形成沿宽度方向的台阶，来在所述板中设定所述电流密度变化部，从而可以实施所述加热工序。
通过在板中形成沿板的宽度方向的台阶来在板中设定电流密度变化部。因此，当在加热工序中通过通电来加热板时，在板的形成台阶的部分处的角部的附近，电流密度增加，从而该角部附近的区域处的加热温度局部地变高。结果，当在成形工序中对板进行冲压成形和冷却时，能够对成形部件上的板的形成台阶的部分处的角部附近的区域进行局部地淬火。
通过对所述板的沿宽度方向的且相对于所述板的沿所述电流方向的两端侧朝向中央部的边缘部定形，使得所述板的沿所述宽度方向的所述边缘部朝向所述板的沿所述宽度方向的中央移位，来在所述板中设定所述电流密度变化部，使得所述板的沿所述电流方向的中央部侧处的电流密度变得高于所述两端侧处的电流密度，从而可以实施所述加热工序。
例如，与板的沿电流方向的两端侧相比，在中央部侧，板的沿宽度方向的边缘部被屈曲(bend)或弯曲(curve)，使得其朝向沿宽度方向的中央部侧移位。因此，在板中设定这样的电流密度变化部：电流密度在如上所述经屈曲或弯曲的沿宽度方向的边缘部处以及朝向板的沿电流方向的中央部变得较高。
因此，当在加热工序中通过通电来加热板时，在板的沿电流方向的两端侧的加热温度低，而在板的沿电流方向的中央部侧(更具体地，在板的沿电流方向的中央部侧以及在如上所述屈曲或弯曲的沿宽度方向的边缘部侧)的加热温度高。结果，当在成形工序中对板进行冲压成形和冷却时，不对成形部件的与板的沿电流方向的两端侧相对应的部分进行淬火，或者能够减小进行淬火的区域，而对成形部件的与板的中央部侧相对应的部分(更具体地，与板的沿电流方向的中央部侧以及如上所述屈曲或弯曲的沿宽度方向的边缘部侧相对应的部分)进行淬火。
通过对所述板的沿宽度方向的且相对于所述板的沿所述电流方向的两端侧朝向中央部的边缘部定形，使得所述板的沿所述宽度方向的所述边缘部朝向所述板的沿所述宽度方向的外侧移位，来在所述板中设定所述电流密度变化部，使得所述板的沿所述电流方向的所述两端侧处的电流密度变得高于中央部侧处的电流密度，从而可以实施所述加热工序。
例如，与板的沿电流方向的两端侧相比，在中央部侧，板的沿宽度方向的边缘部屈曲或弯曲，使得其沿宽度方向朝外移位。因此，在板中设定这样的电流密度变化部：电流密度在板的沿电流方向的中央部侧以及如上所述屈曲或弯曲的沿宽度方向的边缘部侧处低。
因此，当在加热工序中通过通电来加热板时，在板的沿电流方向的中央部侧(更具体地，在板的沿电流方向的中央部侧以及在如上所述屈曲或弯曲的沿宽度方向的边缘部侧)的加热温度低，而在板的沿电流方向的两端部侧的加热温度高。结果，当在成形工序中对板进行冲压成形和冷却时，不对成形部件的与板的沿电流方向的中央部侧相对应的部分(更具体地，与板的沿电流方向的中央部侧以及如上所述屈曲或弯曲的沿宽度方向的边缘部侧相对应的部分)进行淬火，或者能够减小进行淬火的区域，而对成形部件的与板的沿电流方向的两端侧相对应的部分进行淬火。
通过对所述板的沿宽度方向的边缘部沿电流方向定形，使得所述边缘部在所述宽度方向上移位，而使所述板的当沿与从所述板的所述一端到所述板的所述另一端的所述电流方向正交的方向切割所述板时的截面面积不会沿所述电流方向变化，来在所述板中设定所述电流密度变化部，从而可以实施所述加热工序。
通过对板定形使得当沿与电流方向正交的方向切割板时板的截面面积不会变化而板的沿宽度方向的边缘部改变，来设定电流密度变化部。结果，在被移位以便沿宽度方向向内弯曲的板的沿宽度方向的边缘部侧的电流密度变得高于在被移位以便沿宽度方向向外凸出的板的沿宽度方向的边缘部侧的电流密度。
因此，当在加热工序中通过通电来加热板时，沿宽度方向的边缘部沿宽度方向向外凸出的一侧的板的加热温度低，而沿宽度方向的边缘部向内弯曲的一侧的板的加热温度高。结果，当在成形工序中对板进行冲压成形和冷却时，不对成形部件的与板的边缘部沿宽度方向向外凸出的一侧相对应的部分进行淬火，或者能够减小进行淬火的区域，而对成形部件的与板的沿宽度方向的边缘部沿宽度方向向内弯曲的一侧相对应的部分进行淬火。
通过沿从所述板的所述一端朝向所述板的所述另一端的电流方向使所述板的一部分处的厚度不同于所述板的其它部分处的厚度，来在所述板中设定所述电流密度变化部，从而可以实施所述加热工序。
通过沿电流方向使板的一部分处的厚度不同于板的其它部分处的厚度来在板中设定电流密度变化部。因此，当在加热工序中通过通电来加热板时，板较薄的部分处的电流密度变得高于板较厚的部分处的电流密度。
因此，能够通过局部地减小板的厚度然后进行热传导来加热板而局部地增加板的加热温度。而且，当通过使板的厚度沿电流方向逐渐减小来改变板的厚度时，可以使板的加热温度沿电流方向逐渐升高。结果，当在成形工序中对板进行冲压成形和冷却时，能够对成形部件的板的厚度已经被减小的部分进行淬火。
局部地减小板的厚度使得在加热工序之后的成形工序中能够对板进行局部地淬火。而且，沿电流方向逐渐改变厚度使得在加热工序之后的成形工序中能够对板的沿电流方向的预定区域进行淬火。
通过穿过所述板形成沿所述厚度方向的孔，来在所述板中设定所述电流密度变化部，从而可以实施所述加热工序。
在板中形成孔，这减小了板的在形成孔的部分处的截面面积。因此，当在加热工序中通过通电来加热板时，沿与板的厚度方向和电流方向二者均正交的方向的孔的旁边处的电流密度增加。结果，板的加热温度在孔旁边的部分处升高。因此，当在成形工序中对板进行冲压成形和冷却时，仅对成形部件的与孔旁边的部分和该部分附近的部分相对应的部分进行淬火。
本发明的第二方案涉及一种冲压成形部件，i)其通过对板进行冲压成形和冷却而形成，所述板在沿与厚度方向正交的方向的一端处连接到电极上并且在沿所述与厚度方向正交的方向的另一端处连接到另一电极上，所述板通过使电流在所述电极之间流动来加热，并且通过在所述电极之间的预定部分处设定了电流密度不同于其它部分处的电流密度的一部分来控制所述板，以使所述板在所述电流在所述电极之间流动时具有预定的温度分布，以及ii)在所述冲压成形部件中，不对电流密度低的部分进行淬火，而对电流密度高的部分进行淬火。
用于形成所述冲压成形部件的板在沿与厚度方向正交的方向的一端处连接到一个电极上并且在沿与厚度方向正交的方向的另一端处连接到另一电极上，然后使电流在电极之间流动来加热。而且，在所述板的电极之间的预定部分处设定了电流密度不同于其它部分处的电流密度的一部分。因此，当电流在电极之间流动时，将板的电流密度高的部分加热到高温，而不将电流密度低的部分加热到高温。这样，以期望的温度分布来加热板，因此，在冲压成形之前，在板的期望部分处形成了可淬火部分而在其它的期望部分处形成了不可淬火部分。
因此，利用通过对这种板进行冲压成形和冷却而形成的冲压成形部件，对期望部分进行淬火，从而提高机械强度。同时，不对其它期望部分进行淬火，这样可以利用不进行淬火的部分的优势，诸如在已实施防锈处理时提高防锈性能以及在焊接期间提高可焊接性。而且，在对板进行冲压成形之前，将可淬火部分和不可淬火部分并入板中。结果，在成形期间，复杂的模冷却结构不是必需的，因此模成本等能够得到降低。
附图说明
通过结合附图对示范性实施例的下列描述，本发明的上述和进一步的目的、特征和优点将变得明显，其中，相似的附图标记用于表示相似的元件，并且其中：
图1为示意性地示出了根据本发明的第一示范性实施例的冲压成形方法中的加热工序的图；
图2A至图2C为示意性地示出了通过根据本发明的第一示范性实施例的冲压成形方法所形成的板的可淬火范围的分布的平面图；
图3为示意性地示出了根据本发明的第一示范性实施例的冲压成形方法中的成形工序的图；
图4为示意性地示出了根据本发明的第二示范性实施例的冲压成形方法中的加热工序的图；
图5A至图5C为示出了通过根据本发明的第二示范性实施例的冲压成形方法的板的温度分布(即，可淬火区域的分布)的局部放大立体图；
图6为示意性地示出了根据本发明的第三示范性实施例的冲压成形方法中的加热工序的图；
图7A至图7C为示出了通过根据本发明的第三示范性实施例的冲压成形方法的板的温度分布(即，可淬火区域的分布)的局部放大立体图；
图8为示意性地示出了根据本发明的第四示范性实施例的冲压成形方法中的加热工序的图；
图9A至图9C为示出了通过根据本发明的第四示范性实施例的冲压成形方法的板的温度分布(即，可淬火区域的分布)的立体图；
图10为示意性地示出了根据本发明的第五示范性实施例的冲压成形方法中的加热工序的图；
图11为示出了通过根据本发明的第五示范性实施例的冲压成形方法的板的温度分布(即，可淬火区域的分布)的放大平面图；
图12为示意性地示出了根据本发明的第六示范性实施例的冲压成形方法中的加热工序的图；
图13为图12中所示的板的放大截面图；
图14为示意性地示出了根据本发明的第七示范性实施例的冲压成形方法中的加热工序的图；
图15为图14中所示的板的放大截面图；
图16为示意性地示出了根据本发明的第八示范性实施例的冲压成形方法中的加热工序的图；
图17为图16中所示的板的放大截面图；
图18为根据本发明的第九示范性实施例的冲压成形部件的立体图；
图19为示意性地示出了为了形成根据本发明的第九示范性实施例的冲压成形部件而对板应用的冲压成形方法中的加热工序的图；
图20为根据本发明的第十示范性实施例的冲压成形部件的立体图；以及
图21为示意性地示出了为了形成根据本发明的第十示范性实施例的冲压成形部件而对板应用的冲压成形方法中的加热工序的图。
具体实施方式
图1为示意性地示出了根据本发明的第一示范性实施例的冲压成形方法中的加热工序的图。在根据本示范性实施例的冲压成形方法中，金属平板10用作稍后进行描述的加热工序中的板，在通过通电而被加热之后在成形工序中对其进行冲压成形。如图1所示，当从上方观察时，金属平板10具有梯形形状且厚度均匀，并且上底侧与下底侧平行。而且，下底侧比上底侧长，并且连接上底侧的中心与下底侧的中心的线与上底侧和下底侧均正交。
电极12连接到金属平板10的下底侧上，并且电极14连接到金属平板10的上底侧上。电极12连接到淬火装置16的电源18的正极端子上，并且电极14连接到淬火装置16的电源18的负极端子上。因此，在根据本示范性实施例的冲压成形方法中，电流从当从上方观察时为梯形的金属平板10的下底侧流向上底侧。
接下来，将通过对根据本示范性实施例的冲压成形方法中的工序的描述来描述本示范性实施例的操作和效果。
在根据本示范性实施例的冲压成形方法中，在加热工序中通过通电来加热金属平板10。如图1所示，在加热工序中，在将金属平板10连接到电极12和14上的同时，当电流从电极12通过金属平板10流向电极14时，通过金属平板10的电阻来加热金属平板10。此处，尽管金属平板10的厚度是均匀的，金属平板10也具有这样的梯形形状：当从上方观察时，下底侧比上底侧长。因此，当沿与电流在电极12和14之间流动的方向正交的方向切割金属平板10时，金属平板10的在电极14侧的截面面积小于在电极12侧的截面面积。因此，流经金属平板10的电流在电极14侧的电流密度大于在电极12侧的电流密度。结果，当电流流经金属平板10时，金属平板10在电极14侧的温度变得高于在电极12侧的温度。
此处，图2A至图2C示出了当1.2mm厚的待淬火的钢板用作金属平板10时的温度分布。对于图2A至图2C中所示的金属平板10，将图1中电极12和14之间的距离L1设定为600mm，并且将金属平板10的在与电极12连接的部分处的宽度D1(即，与下底侧平行的尺寸)设定为120mm。而且，将金属平板10的在与电极14连接的部分处的宽度D2(即，与上底侧平行的尺寸)在图2A中设定为108mm，在图2B中设定为102mm，而在图2C中设定为84mm。
在本示范性实施例中，如上所述，金属平板10的宽度沿电流流经金属平板10的方向即沿从电极12到电极14的方向逐渐减小，因此电流密度沿从电极12到电极14的方向逐渐增加。特别地，在本示范性实施例中，当将电流密度增加到金属平板10能够被加热到850℃到950℃之间的点处的部分指定为电流密度变化部22时，图2A至图2C中的阴影线部分为所述电流密度变化部22。
此处，在图2A中所示的示例中，金属平板10的在连接电极14的部分处的宽度D2比金属平板10的在连接电极12的部分处的宽度D1短10％。因此，金属平板10的沿与从电极12到电极14的方向正交的方向切割金属平板10的在连接电极14的部分处的截面面积比在连接电极12的部分处的截面面积小10％。同时，在图2A中所示的示例中，电流密度变化部22形成为从连接电极14的部分朝向连接电极12的一侧延伸26mm(即，在图2A中的箭头L2所指示的区域中)。也就是说，利用金属平板10的在连接电极14的部分处的截面面积比在连接电极12的部分处的截面面积小10％的结构，在金属平板10的在电极12处与在电极14处的面积比之下，从连接电极14的部分到连接电极12的部分的大约40％的区域能够被加热到可淬火温度。
相比之下，在图2B中所示的示例中，金属平板10的在连接电极14的部分处的宽度D2比金属平板10的在连接电极12的部分处的宽度D1短15％。因此，金属平板10的当沿与从电极12到电极14的方向正交的方向切割金属平板10时的在连接电极14的部分处的截面面积比在连接电极12的部分处的截面面积小15％。同时，在图2B中所示的示例中，电流密度变化部22形成为从连接电极14的部分朝向连接电极12的一侧延伸194mm(即，在图2B中的箭头L2所指示的区域中)。也就是说，利用金属平板10的在连接电极14的部分处的截面面积比在连接电极12的部分处的截面面积小15％的结构，在金属平板10的在电极12和电极14之间的面积比之下，从连接电极14的部分到连接电极12的部分的大约30％的区域能够被加热到可淬火温度。
而且，相比之下，在图2C中所示的示例中，金属平板10的在连接电极14的部分处的宽度D2比金属平板10的在连接电极12的部分处的宽度D1短30％。因此，金属平板10的当沿与从电极12到电极14的方向正交的方向切割金属平板10时的在连接电极14的部分处的截面面积比在连接电极12的部分处的截面面积小30％。同时，在图2C中所示的示例中，电流密度变化部22形成为从连接电极14的部分朝向连接电极12的一侧延伸66mm(即，在图2C中的箭头L2所指示的区域中)。也就是说，利用金属平板10的在连接电极14的部分处的截面面积比在连接电极12的部分处的截面面积小30％的结构，在金属平板10的在电极12和电极14之间的面积比之下，从连接电极14的部分到连接电极12的部分的大约10％的区域能够被加热到可淬火温度。
这样，利用当从上方观察时具有梯形形状的金属平板10，当在加热工序中电流从金属平板10的下底侧朝向上底侧流动时，相对于金属平板10的沿电流流动方向的中央部在上底侧形成了电流密度变化部22。结果，相对于金属平板10的沿电流流动方向的中央部在上底侧形成了可淬火部分，并且相对于金属平板10的沿电流流动方向的中央部在下底侧形成了不可淬火部分。
然后，在成形工序中，将已在加热工序中如上所述通过通电而被加热的金属平板10冲压成形为预定形状。在该成形工序中，如图3所示，将已被加热的金属平板10置于模24中。诸如冷却水的冷却液26流经的流路28形成在模24中。当已通过通电而被加热的金属平板10通过模24进行冲压时，金属平板10成形为预定形状并且通过经冷却液26冷却的模24急冷(即，冷却)。通过利用模24使金属平板10急冷来对相对于金属平板10的中央部位于上底侧的可淬火部分进行淬火。
这样，利用根据本示范性实施例的冲压成形方法，当在加热工序中通过通电来加热金属平板10时，使当从上方观察时呈梯形形状的金属平板10成形使得从金属平板10的上底侧的可淬火区域能够通过金属平板10在梯形的上底侧和下底侧处的宽度的比来设定。因此，应用本示范性实施例可以容易地制造这样的冲压成形部件：其中，沿与处于图3中所示状态的金属平板10的厚度方向正交的方向的中央部的仅一侧的预定区域被进行淬火，而另一侧不被进行淬火。
而且，对已在加热工序中通过通电而被加热的金属平板10在成形工序中进行冲压成形，使得模24的结构，更特别地，模24的冷却结构，不必是复杂的，这使得模的成本等能够得到降低。
接下来，将对本发明的其它示范性实施例进行描述。在对这些示范性实施例的描述中，与上述第一示范性实施例的部分基本上相同的部分将由相同的附图标记来指代并且其描述将被省略。而且，在下述第二示范性实施例至第八示范性实施例中，成形工序与上述第一示范性实施例中的成形工序基本相同，因此，在对第二示范性实施例至第八示范性实施例的描述中，与成形工序相关的描述将被省略。
图4为示意性地示出了根据本发明的第二示范性实施例的冲压成形方法中的加热工序的图。在本示范性实施例中，通过通电来加热作为板的金属平板30。如图4所示，金属平板30具有一对宽部32和34。宽部32具有均匀的厚度，并且当从上方观察时形成为矩形形状。相比之下，宽部34形成为与宽部32大体相同的形状。窄部36形成在宽部32与宽部34之间。该窄部36具有与宽部32和34相同的厚度，并且当从上方观察时形成为矩形形状。
然而，将窄部36的沿金属平板30的宽度方向的尺寸D4设定为比宽部32和34的沿同一方向的尺寸D3小。窄部36的在宽部32侧的端部连接到宽部32的在窄部36侧的端部上，其中宽部32的沿金属平板30的宽度方向的端部的中心与窄部36的沿金属平板30的宽度方向的端部的中心基本对准。而且，窄部36的在宽部34侧的端部连接到宽部34的在窄部36侧的端部上，其中宽部34的沿金属平板30的宽度方向的端部的中心与窄部36的沿金属平板30的宽度方向的端部的中心基本对准。
这样，金属平板30由宽部32和34以及窄部36形成，电极12连接到金属平板30的宽部32上，并且电极14连接到宽部34上。因此，电流从宽部32通过窄部36流向宽部34。而且，金属平板30的宽部32与窄部36之间的边界被指定为电流密度变化部38，并且宽部34与窄部36之间的边界被指定为电流密度变化部40。当沿与电流在电极12和14之间流动的方向正交的方向切割金属平板30时，电流密度变化部38和40处的截面面积突然变化。
电极12和14连接到如上所述构造的金属平板30上，然后在加热工序中通过通电来加热该金属平板30。在这种状态下，通过当电流从电极12经过金属平板30流向电极14时金属平板30的电阻来加热金属平板30。此处，尽管金属平板30的厚度是均匀的，位于金属平板30的沿电流流动的方向的中央部处的窄部36沿金属平板30的宽度方向也比连接电极12的宽部32和连接电极14的宽部34窄。因此，窄部36的沿与电流流动的方向正交的方向切割的截面面积小于宽部32和34的截面面积。因而，窄部36处的电流密度高于宽部32和34处的电流密度，因此，在金属平板30的窄部36处温度升高。
而且，窄部36连接到宽部32和34上，使得窄部36的沿金属平板30的宽度方向的中心与宽部32和34的沿金属平板30的宽度方向的中心基本对准。结果，在作为窄部36与宽部32之间的边界的电流密度变化部38处以及在作为窄部36与宽部34之间的边界的电流密度变化部40处，在沿金属平板30的宽度方向的两端部处均形成沿金属平板30的宽度方向的台阶。因此，当电流在电极12和14之间流动时，在电流密度变化部38和40处，沿金属平板30的宽度方向的两端侧的电流密度变得特别高。结果，在窄部36的沿金属平板30的宽度方向的四个角部中的每一个的外缘附近，温度变得特别高。
图5A至图5C为示出了金属平板30的在由图4中的一长两短交替点划线所示的椭圆形B勾勒出的部分处及其周围区域的温度分布的放大立体图，金属平板30已通过使电流在电极12和14之间流动而被加热。
在图5A至图5C中，阴影线指示温度分布，而不是横截面。具有相同宽度和沿同一方向的阴影线的区域为温度基本相同的区域。而且，较窄的阴影线指示较高的温度。具有最宽阴影线的区域的温度为不可淬火温度并且小于大约850℃。
1.2mm厚的待淬火的钢板用于图5A至图5C中所示的各个金属平板30。将宽部32和34沿金属平板30的宽度方向的宽度(即，在图4中沿金属平板30的宽度方向的直径D3)设定为120mm。而且，对于图5A中所示的金属平板30，将在图4中窄部36的沿金属平板30的宽度方向的宽度D4设定为114mm。将图5B中所示的金属平板30的窄部36的宽度D4设定为102mm，并且将图5C中所示的金属平板30的窄部36的宽度D4设定为84mm。
对于图5A中所示的金属平板30，当沿与电流方向正交的方向切割金属平板30时，在电流密度变化部38和40处，金属平板30在窄部36处的截面面积比在宽部32和34处的截面面积小5％。尽管在窄部36的沿金属平板30的宽度方向的四个角部中的每一个的外缘附近金属平板30的温度升高，截面面积的变化也小，为5％。结果，窄部36被加热，直到从窄部36的在宽部32侧的端部起沿金属平板30的宽度方向朝向窄部36的中央的整个预定区域(例如，从窄部36的在宽部32侧的端部起，宽度D3与宽度D4之间的差D5的长度的区域)，以及从窄部36的在宽部34侧的端部起沿金属平板30的宽度方向朝向窄部36的中央的整个预定区域(例如，从窄部36的在宽部34侧的端部起，宽度D3与宽度D4之间的差D5的长度的区域)达到可淬火温度(即，在850℃到950℃之间)。
相比之下，对于图5B中所示的金属平板30，当沿与电流方向正交的方向切割金属平板30时，在电流密度变化部38和40处，金属平板30的在窄部36处的截面面积比在宽部32和34处的截面面积小15％。利用该金属平板30，在窄部36的沿金属平板30的宽度方向的四个角部中的每一个的外缘附近温度升高，并且窄部36的温度朝向窄部36的沿电流方向和金属平板30的宽度方向二者的中央降低。在该金属平板30中，在面积与从窄部36的在宽部32侧的端部起以及从窄部36的在宽部34侧的端部起的预定区域(例如，从窄部36的在宽部32侧的端部起以及从窄部36的在宽部34侧的端部起，宽度D3与宽度D4之间的差D5的长度的区域)相同的区域中，已被加热到可淬火温度的区域大约为窄部36的32％。
此外，对于图5C中所示的金属平板30，当沿与电流方向正交的方向切割金属平板30时，在电流密度变化部38和40处，金属平板30的在窄部36处的截面面积比在宽部32和34处的截面面积小30％。这样，由于窄部36的截面面积相对于宽部32和34减小，温度分布甚至更显著。因此，利用该金属平板30，仅加热窄部36的沿金属平板30的宽度方向的四个角部中的每一个的外缘附近的区域，因此，在面积与上述预定区域(例如，从窄部36的在宽部32侧的端部起以及从窄部36的在宽部34侧的端部起，延伸等于宽度D3与宽度D4之间的差D5的长度的区域)相同的区域中，已被加热到可淬火温度的区域大约为窄部36的4.6％。
这样，利用根据本示范性实施例的冲压成形方法，在加热工序期间，当在加热工序中通过通电来加热金属平板30时，在金属平板30的沿电流流动的方向的中央形成窄部36，从而在窄部36与宽部32和34之间的边界处分别产生了电流密度变化部38和40。结果，可淬火部分被设定在窄部36的四个角部处及它们的周围。而且，能够通过宽部32和34的沿金属平板30的宽度方向的宽度与窄部36的沿金属平板30的宽度方向的宽度的比，来设定窄部36的四个角部处及周围的可淬火部分的区域。结果，能够容易地制造这样的冲压成形部件：其中，通过在成形工序中对金属平板30进行冲压成形和急冷，与金属平板30的四个角部处及它们周围的预定区域相对应的部分被进行淬火。
而且，在成形工序中，对已在加热工序中通过通电而被加热的金属平板30进行冲压成形，因此，模24的结构，更特别地，模24的冷却结构，不必是复杂的，这使得模的成本等能够得到降低。
接下来，将对本发明的第三示范性实施例进行描述。
图6为示意性地示出了根据本发明的第三示范性实施例的冲压成形方法中的加热工序的图。在本示范性实施例中，对作为板的金属平板50进行热处理。如图6所示，金属平板50具有位于宽部32与窄部36之间的形成为电流密度变化部的梯形部52。梯形部52的靠近宽部36的一侧与梯形部52的靠近宽部32的一侧平行。梯形部52的沿金属平板50的宽度方向的两侧的边缘之间的距离从宽部32一侧朝向窄部36一侧逐渐变短。
同时，金属平板50还具有位于宽部34与窄部36之间的形成为电流密度变化部的梯形部54。梯形部54的靠近窄部36的一侧与梯形部54的靠近宽部34的一侧平行。梯形部54的沿金属平板50的宽度方向的两侧的边缘之间的距离从宽部34一侧朝向窄部36一侧逐渐变短。
也就是说，在上述第二示范性实施例的金属平板30中，窄部36与宽部32和34之间的边界分别为电流密度变化部38和40，与上述第二示范性实施例中的金属平板30相比，在本示范性实施例中，金属平板50的电流密度变化部(即，梯形部52和54)远离窄部36而变宽。也就是说，与金属平板30相比，当沿与电流方向正交的方向切割金属平板50时，梯形部52和54的截面面积从靠近宽部32和34的一侧朝向靠近窄部36的一侧逐渐减小。
电极12和14连接到如上所述构造的金属平板50上，并且之后在加热工序中通过通电来加热该金属平板50。在这种状态下，金属平板50的当沿与电流方向正交的方向切割金属平板50时在窄部36处的截面面积小于在宽部32和34处的截面面积，正如对于上述第二示范性实施例中的金属平板30的情况。因此，在窄部36处的电流密度高于在宽部32和34处的电流密度，因此金属平板50的温度在窄部36处变高。
另外，梯形部52和54的尺寸朝向窄部36侧逐渐变小。利用这种结构，在窄部36的沿电流方向的两端附近以及在窄部36的沿金属平板50的宽度方向的两端附近，温度变得特别高，正如对于上述第二示范性实施例中的金属平板30的情况。
图7A至图7C为示出了金属平板50的在由图6中的一长两短交替点划线所示的椭圆形B勾勒出的部分处及其周围区域的温度分布的放大立体图，金属平板50已通过使电流在电极12和14之间流动而被加热。
在图7A至图7C中，阴影线指示温度分布，而不是横截面。具有相同宽度和沿同一方向的阴影线的区域为温度基本相同的区域。而且，较窄的阴影线指示较高的温度。具有最宽阴影线的区域的温度为不可淬火温度并且小于大约850℃。
1.2mm厚的待淬火的钢板用于图7A至图7C中所示的各个金属平板50。将宽部32和34的沿金属平板50的宽度方向的宽度设定为120mm，并且将窄部36的沿金属平板50的宽度方向的宽度设定为84mm。
此外，对于图7A至图7C中所示的金属平板50，梯形部52和54的沿图6中的金属平板50的宽度方向的两端的倾斜角度θ不同。结果，梯形部52和54的沿金属平板50的长度方向的尺寸不同。
也就是说，对于图7A中所示的金属平板50，倾斜角度θ设定为15度，因此梯形部52和54的沿金属平板50的长度方向的宽度为67mm。而且，对于图7B中所示的金属平板50，倾斜角度θ设定为30度，因此梯形部52和54的沿金属平板50的长度方向的宽度为31mm。此外，对于图7C中所示的金属平板50，倾斜角度θ设定为45度，因此梯形部52和54的沿金属平板50的长度方向的宽度为18mm。尽管在图7A至图7C中未示出，但是其中梯形部52和54的倾斜角度设定为90度的结构与图5C中所示的结构相同。
如上述第二示范性实施例中所述，利用图5C中所示的结构，在电流密度变化部38和40处，金属平板30的沿与电流方向正交的方向切割的在窄部36处的截面面积比在宽部32和34处的截面面积小30％。因此，仅加热窄部36的沿金属平板30的宽度方向的四个角部中的每一个的外缘附近的区域，因此，在从窄部36的在宽部32侧的端部起以及从窄部36的在宽部34侧的端部起延伸等于宽度D3与宽度D4之间的差D5的长度的区域中已被加热到可淬火温度的区域大约为4.6％。
相比之下，利用图7C中所示的金属平板50，相对于宽部32和34的沿与电流方向正交的方向切割的截面面积，窄部36的截面面积的变化率与图5C中所示的结构的变化率相同。然而，作为电流密度变化部的梯形部52和54介于窄部36与宽部32和34之间，因此从宽部32和34到窄部36的截面面积的变化与图5C中所示的结构相比是渐变的。
因此，同样地，利用图7C中所示的金属平板50，仅加热窄部36的沿金属平板50的宽度方向的四个角部中的每一个的外缘附近的区域，因此，在从窄部36的在宽部32侧的端部起以及从窄部36的在宽部34侧的端部起延伸等于图4中宽度D3与宽度D4之间的差D5的长度的区域中已被加热到可淬火温度的区域宽了大约8.2％。
而且，利用图7B中所示的金属平板50，从宽部32和34到窄部36的截面面积的变化甚至更缓慢，因此，在延伸等于图4中宽度D3与宽度D4之间的差D5的长度的区域中已被加热到可淬火温度的区域甚至更宽，宽了大约窄部36的16％。此外，利用图7C中所示的金属平板50，从宽部32和34到窄部36的截面面积的变化甚至更缓慢，因此，在延伸等于图4中宽度D3与宽度D4之间的差D5的长度的区域中已被加热到可淬火温度的区域甚至还要更宽，宽了大约38％。
这样，利用根据本示范性实施例的冲压成形方法，当在加热工序中通过通电来加热金属平板50时，能够通过适当地设定梯形部52和54的沿宽度方向的端部的倾斜角度θ来设定窄部36的四个角部处及其周围的可淬火区域，而不改变窄部36的截面面积与宽部32和34的截面面积的比。因此，在成形工序中，能够通过对金属平板50进行冲压成形和急冷，而对与金属平板50的窄部36的四个角部及它们周围相对应的部分进行淬火。结果，能够容易地制造这样的冲压成形部件：其中，与当从上方观察时为大体矩形的金属平板50的四个角部处及周围相对应的部分被进行淬火。
而且，在成形工序中，对已在加热工序中通过通电而被加热的金属平板50进行冲压成形，因此，模24的结构，更特别地，模24的冷却结构，不必是复杂的，这使得模的成本等能够得到降低。
接下来，将对本发明的第四示范性实施例进行描述。
图8为示意性地示出了根据本发明的第四示范性实施例的冲压成形方法中的加热工序的图。在本示范性实施例中，对作为板的金属平板70进行热处理。如图8所示，电极12联结到金属平板70的沿长度方向的一端附近，并且电极14平行于电极12联结到金属平板70的沿长度方向的另一端。使与电极12和14彼此相对的方向(在本说明书中，下文中简称为“长度方向”)和金属平板70的厚度方向二者均正交的金属平板70弯曲，金属平板70的沿宽度方向的一个边缘(图8中的下边缘)以恒定的曲率朝向沿宽度方向的中央形成弓形，其中位于金属平板70的沿宽度方向的一侧的外侧(即，图8中金属平板70的下方)的预定点作为曲率中心。
而且，金属平板70的沿宽度方向的另一边缘(即，图8中的上边缘)也被弯曲，沿与上述另一边缘(即，图8中的下边缘)同一方向且以相同的曲率半径形成弓形。因此，尽管从联结电极12的一侧到联结电极14的一侧金属平板70的宽度不变化，但是金属平板70的沿长度方向的中央向沿宽度方向的外侧偏移。
电极12和14连接到如上所述构造的金属平板70上，然后通过在加热工序中通电来加热该金属平板70。当电流流经金属平板70时，其沿从电极12到电极14的最短路径流动。在这种情况下，金属平板70的中央从如上所述联结电极12和14的端部偏移，因此，沿金属平板70的宽度方向的一个边缘的电流密度朝向金属平板70的沿长度方向的中央逐渐增加(即，在本示范性实施例中，金属平板70的在电极12和14之间的区域作为电流密度变化部)。因此，当通过使电流流经金属平板70来加热金属平板70时，相对于金属平板70的沿宽度方向的中央，一侧可以被加热到高温。
图9A至图9C为分别示出了已通过使电流在电极12和14之间流动而被加热的金属平板70的温度分布的立体图。在图9A至图9C中，阴影线指示温度分布，而不是横截面。具有相同宽度和沿同一方向的阴影线的区域为温度基本相同的区域。而且，较窄的阴影线指示较高的温度。
1.2mm厚的待淬火的钢板用于如图9A至图9C中所示的各个金属平板70。而且，联结到图9A至图9C中所示的金属平板70上的电极12和电极14之间的距离为600mm。而且，对于图9A至图9C中所示的各个金属平板70，金属平板70的沿与金属平板70的长度方向和厚度方向二者均正交的方向延伸的宽度相同。
然而，图9A至图9C中所示的金属平板70的沿宽度方向的边缘分别具有不同的曲率半径。因此，各个金属平板70沿宽度方向的边缘处的偏移尺寸(即，图8中的尺寸L6)(即，从长短交替点划线到金属平板70的外部边缘的部分)不同。结果，i)金属平板70的沿与金属平板70的长度方向和厚度方向二者均正交的方向切割的在连接电极12和14的部分处的截面面积和ii)金属平板70的沿长度方向的中央处的偏移部分处的截面面积的比的减小率是不同的。也就是说，沿长度方向的中央部的截面面积相对于连接电极12和14的部分的减小率是不同的。
更具体地，利用图9A中所示的金属平板70，金属平板70的沿宽度方向的边缘的曲率半径为3,000mm，并且截面面积的减小率为13％。相比之下，利用图9B中所示的金属平板70，金属平板70的沿宽度方向的边缘的曲率半径为2,000mm，并且截面面积的减小率为19％，而利用图9C中所示的金属平板70，金属平板70的沿宽度方向的边缘的曲率半径为1,000mm，并且截面面积的减小率为39％。
如图9A所示，当沿长度方向的中央部处的截面面积相对于连接电极12和14的部分处的截面面积的减小率为较小的13％时，金属平板70的沿宽度方向的一侧与金属平板70的沿宽度方向的另一侧之间的温度差小，尽管一侧(即，图8中的下侧)的温度比另一侧的温度高。因此，金属平板70的在电极12和14之间的大约95％的区域能够被加热到可淬火温度。
而且，如图9B所示，当沿长度方向的中央部处的截面面积相对于连接电极12和14的部分处的截面面积的减小率为较小的19％时，金属平板70的沿宽度方向的一侧与金属平板70的沿宽度方向的另一侧之间的温度差小，尽管一侧(即，图8中的下侧)的温度比另一侧的温度高。因此，金属平板70的在电极12和14之间的大约94％的区域能够被加热到可淬火温度。
相比之下，如图9C所示，当沿长度方向的中央部处的截面面积相对于连接电极12和14的部分处的截面面积的减小率为较大的39％时，偏移区域中的温度不容易升高，因此横跨连接金属平板70的连接电极12和14的端部的直线在金属平板70的沿宽度方向的一侧和在金属平板70的沿宽度方向的另一侧的温度分布的变化显著。
这样，利用根据本示范性实施例的冲压成形方法，通过使金属平板70的沿长度方向的中央偏移而不改变金属平板70的宽度，当在加热工序中通过通电来加热金属平板70时，能够在金属平板70中在沿宽度方向的金属平板70的一侧与金属平板70的另一侧之间产生温度变化。因此，能够容易地制造这样的待冲压成形的金属板：其在沿宽度方向的一侧具有可淬火部分而在沿宽度方向的另一侧具有不可淬火部分。因此，能够容易地制造这样的冲压成形部件：通过在成形工序中对金属平板70进行冲压成形和急冷，与金属平板70的沿宽度方向的一侧相对应的部分被进行淬火。
而且，在成形工序中，对已在加热工序中通过通电而被加热的金属平板70进行冲压成形，因此，模24的结构，更特别地，模24的冷却结构，不必是复杂的，这使得模的成本等能够得到降低。在本实施例中，金属平板70的中央部的宽度可以比金属平板70的在电极12和14侧的两端的宽度窄。
接下来，将对本发明的第五示范性实施例进行描述。
图10为示意性地示出了根据本发明的第五示范性实施例的冲压成形方法中的加热工序的图。在本示范性实施例中，对作为板的金属平板90进行热处理。如图10所示，当从上方观察时，金属平板90具有矩形形状。电极12联结到沿长度方向的一端上，并且电极14联结到另一端上。而且，穿过金属平板90的沿长度方向和宽度方向二者的中央，沿厚度方向形成圆形孔92。
利用该结构，金属平板90的沿与金属平板90的长度方向正交的方向切割的截面面积从圆形孔92的沿金属平板90的长度方向的边缘朝向中央逐渐减小。因此，在圆形孔92的沿金属平板90的宽度方向的侧方，电流密度朝向金属平板90的沿长度方向的中央增加。也就是说，在本示范性实施例中，圆形孔92的沿金属平板92的宽度方向的侧方部分作为电流密度变化部94。
电极12和14连接到如上所述构造的金属平板90上，然后，在加热工序中通过通电来加热该金属平板90。基本上，当电流流经金属平板90时，圆形孔92的沿金属平板90的宽度方向的侧方的电流密度高于圆形孔92的沿金属平板90的长度方向的侧方的电流密度，因为金属平板90的在圆形孔92的沿金属平板90的宽度方向的侧方的部分处(即，在电流密度变化部94处)的截面面积小于在圆形孔92的沿金属平板90的长度方向的侧方的部分处的截面面积。因此，在圆形孔92的沿金属平板90的宽度方向的侧方的温度变得高于在圆形孔92的沿金属平板90的长度方向的侧方的温度。
而且，金属平板90的在电流密度变化部94处的截面面积朝向圆形孔92的沿金属平板90的长度方向的中央变小，因此与在圆形孔92的沿金属平板90的长度方向的两侧相比，在电流密度变化部94处，温度朝向中央变高。
这样，当在成形工序中对已在加热工序中通过通电而被加热的金属平板90进行冲压成形和急冷时，对与圆形孔92的沿金属平板90的宽度方向的侧方相对应的部分进行淬火。
邻近将作为沿金属平板90的宽度方向的可淬火部分的部分形成圆形孔92，这使得可淬火部分能够容易地形成在期望位置处。而且，能够通过在金属平板90中适当地形成多个圆形孔92来容易地设定金属平板90的可淬火部分。
而且，在成形工序中，对已在加热工序中通过通电而被加热的金属平板90进行冲压成形，因此，模24的结构，更特别地，模24的冷却结构，不必是复杂的，这使得模的成本等能够得到降低。
顺带提及，在本示范性实施例中，通过在金属平板90中形成圆形孔92，而在金属平板90上产生电流密度变化部94。然而，可选择地，可以使用多种形状中的任意一种形状的通孔来替代圆形孔92。
接下来，将对本发明的第六示范性实施例进行描述。
图12为示意性地示出了根据本示范性实施例的冲压成形方法中的加热工序的图。在本示范性实施例中，对作为板的金属平板110进行热处理。如图12所示，当从上方观察时，金属平板110具有完整的矩形形状。电极12联结到沿长度方向的一端上，并且电极14联结到另一端上。而且，位于沿金属平板110的长度方向的中央部处的预定部位(即，由图12中的长短交替点划线所指示的部位)作为电流密度变化部112，如图13所示。金属平板110的在电流密度变化部112的电极12侧的一侧为均匀厚度的厚板部114。金属平板110的在电流密度变化部112的电极14侧的一侧为均匀厚度的薄板部116。薄板部116比厚板部114薄。金属平板110是通过将作为薄板部116的金属平板焊接到作为厚板部114的金属平板上而形成的。
因此，利用金属平板110，尽管金属平板110的在电极12和电极14之间的宽度不变化，通过厚板部114和薄板部116也会使得金属平板110的截面面积在电流密度变化部112处变化。结果，薄板部116侧的电流密度变得高于厚板部114侧的电流密度。
电极12和14连接到如上所述构造的金属平板110上，然后，在加热工序中通过通电来加热该金属平板110。当电流流经金属平板110时，如上所述，在薄板部116中的电流密度增加，因此，薄板部116处的温度能够高于厚板部114处的温度。特别地，当薄板部116为1.2mm厚并且厚板部114在1.4mm厚(相对于薄板部116，截面面积的增加率为17％)、1.6mm厚(相对于薄板部116，截面面积的增加率为33％)、1.8mm厚(相对于薄板部116，截面面积的增加率为50％)，以及2.3mm厚(相对于薄板部116，截面面积的增加率为92％)之间变化时，已证实厚板部114的温度在各种情况下均小于850℃，即使当薄板部116被加热到850℃到950℃之间的温度时。
这样，通过将沿长度方向的中央部设定为电流密度变化部112，并且改变金属平板110的厚度使得具有电极12的一侧的厚度不同于具有电极14的一侧的厚度，可以在加热工序中仅将金属平板110的薄板部116加热到可淬火温度而不改变金属平板110的宽度。因此，在成形工序中，可以通过对已在加热工序中通过通电而被加热的板110进行冲压成形和急冷，而对与金属平板110的薄板部16相对应的部分进行淬火。
而且，在成形工序中，对已在加热工序中通过通电而被加热的金属平板110进行冲压成形，因此，模24的结构，更特别地，模24的冷却结构，不必是复杂的，这使得模的成本等能够得到降低。
接下来，将对本发明的第七示范性实施例进行描述。
图14为示意性地示出了根据本示范性实施例的冲压成形方法中的加热工序的图。在本示范性实施例中，通过通电来加热作为板的金属平板130。如图14所示，当从上方观察时，金属平板130具有与第一示范性实施例中的金属平板10类似的梯形形状。在金属平板130的沿长度方向的中央部处，产生了与金属平板130的在电极12侧的端部以及金属平板130的在电极14侧的端部二者均平行的电流密度变化部132。如图14和图15所示，金属平板130的在电流密度变化部132的电极14侧的一侧是均匀厚度的厚板部134。相比之下，金属平板130的在电流密度变化部132的电极14侧的一侧是薄板部136，薄板部136的厚度也是均匀的并且比厚板部134薄。
电极12和14连接到如上所述构造的金属平板130上，然后，在加热工序中通过通电来加热该金属平板130。金属平板130与第六示范性实施例的金属平板110类似：金属平板130的在电流密度变化部132的电极12侧的厚度不同于金属平板130的在电流密度变化部132的电极14侧的厚度，电流密度变化部132在金属平板130的沿长度方向的中央处。因此，当电流流经金属平板130时，在薄板部136处的电流密度变得高于在厚板部134处的电流密度，从而薄板部136被加热到比厚板部134高的温度。同时，当从上方观察时，金属平板130具有与第一示范性实施例的金属平板10类似的梯形形状。
而且，电流密度变化部132与金属平板130的在电极12侧的端部以及金属平板130的在电极14侧的端部二者均平行，因此，当从上方观察时薄板部136的形状与当从上方观察时金属平板130的整体形状类似，即薄板部136的形状为梯形。因此，与第一示范性实施例类似，在薄板部136的在长度方向上平行的两侧中的较短侧，即，在薄板部136的电流密度变化部132侧，电流密度变得较高。因此，与薄板部136的沿长度方向较靠近电极12的一侧相比，薄板部136的较靠近电流密度变化部132的一侧被加热到较高的温度。
更具体地，当电流流经当从上方观察时与图2C中所示的金属平板110具有相同形状的金属平板130时，在从电流密度变化部132朝向电极12延伸大约251mm的区域中，金属平板130的薄板部136被加热到可淬火温度，即，在850℃到950℃之间(尽管在从电流密度变化部132朝向电极12延伸大约7mm的区域中，薄板部136未被加热到可淬火温度)。因此，从朝向电极12离电流密度变化部132大约7mm远的位置延伸到距电极12大约244mm远的位置的区域被加热到可淬火温度。
这样，通过利用当从上方观察时具有梯形形状并且在沿长度方向的中央部处具有电流密度变化部132的金属平板130，可以仅将电极12侧的中央部和电极14侧的中央部加热到可淬火温度。因此，当在成形工序中对已在加热工序中通过通电而被加热的金属平板130进行冲压成形和急冷时，可以仅对与金属平板130的在电极12侧的中央部以及金属平板130的在电极14侧的中央部相对应的部分进行淬火。
而且，在成形工序中，对已在加热工序中通过通电而被加热的金属平板130进行冲压成形，因此，模24的结构，更特别地，模24的冷却结构，不必是复杂的，这使得模的成本等能够得到降低。
接下来，将对本发明的第八示范性实施例进行描述。
图16为示意性地示出了根据本示范性实施例的冲压成形方法中的加热工序的图。在本示范性实施例中，通过通电来加热金属平板150。如图16所示，当从上方观察时，金属平板150具有矩形形状。电极12联结到金属平板150的沿长度方向的一端上，并且电极14联结到金属平板150的沿长度方向的另一端上。而且，在金属平板150的沿长度方向和宽度方向二者的中央处形成电流密度变化部152。
如图16所示，当从上方观察时，电流密度变化部152是圆形的。而且，如沿图16中的线17-17切割的电流密度变化部152附近的区域的放大截面图所示，电流密度变化部152变形，从而使其沿金属平板150的厚度方向鼓起并且在沿厚度方向的另一侧凹入。此外，电流密度变化部152的厚度从电流密度变化部152的沿金属平板150的长度方向的两端(即，电流密度变化部152的在金属平板150的沿厚度方向的另一侧的开口的边缘)朝向电流密度变化部152的沿金属平板150的长度方向的中央(即，电流密度变化部152的朝向金属平板150的沿厚度方向的一侧的鼓起的顶部附近)逐渐变薄。
而且，尽管未示出，但是电流密度变化部152的沿金属平板150的宽度方向的截面形状与电流密度变化部152的沿金属平板150的长度方向的截面形状，即，电流密度变化部152的沿图16中的线17-17切割的截面形状，大体相同。例如，该电流密度变化部152是通过利用筒形凸模等从沿厚度方向的另一侧对金属平板150进行冲压而形成的。
电极12和14连接到如上所述构造的金属平板150上，然后在加热工序中通过通电来加热该金属平板150。当电流流经金属平板150时，在电流密度变化部152处的电流密度变得较高，因为在当从上方观察时为圆形的电流密度变化部152处的金属平板150的截面面积比在金属平板150的其它部分处的截面面积小。因此，如图17所示，在电流密度变化部152处的温度变得高于金属平板150的在其它部分处的温度。另外，如上所述，越靠近电流密度变化部152的从上方观察时的中央处，电流密度变化部152变得越薄，因此，温度在电流密度变化部152处的从上方观察时的中央处变得最高，并且朝向金属平板150的外侧降低。
此外，如上所述，在电流密度变化部152的从上方观察时的中央处的温度变得最高，并且与沿金属平板150的长度方向即沿电极12和14彼此相对的方向相比，该区域沿金属平板150的宽度方向向外延伸的更远。而且，发明人已经确认，当电流密度变化部152及其周围区域的沿金属平板150的宽度方向的整个区域被加热到可淬火温度即在850℃到950℃时，沿金属平板150的长度方向的可淬火温度的区域从电流密度变化部152的中央延伸到与电流密度变化部152的其它部分相比厚度变化率达到大约10％的部分。
因此，通过如上所述利用凸模等来形成电流密度变化部152，金属平板150的沿长度方向的期望部分能够被容易地加热到可淬火温度。因此，在成形工序中，通过对已在加热工序中通过通电而被加热的金属平板150进行冲压成形和急冷，能够对金属平板150的电流密度变化部152以及该电流密度变化部152周围的区域进行淬火。
而且，使已在加热工序中通过通电而被加热的金属平板150在成形工序中冲压成形，使得模24的结构，更特别地，模24的冷却结构，不必是复杂的，这使得模的成本等能够得到降低。
接下来，冲压成形部件的示范性实施例将基于上述第一示范性实施例至第八示范性实施例得到描述，作为基于上述示范性实施例的本发明的第九示范性实施例和第十示范性实施例。
图18为通过适当地应用在上述第一示范性实施例至第八示范性实施例中描述的一种冲压成形方法而形成的根据本发明的第九示范性实施例的冲压成形部件310的结构的立体图。该冲压成形部件310具有所谓的截面帽形形状，并且可以应用于车身骨架或用于加强车身的结构构件(例如，设置在车辆的车门开口附近的摇臂)。
更具体地，如图18所示，冲压成形部件310具有平板部312。脚板部314从平板部312的沿宽度方向的边缘延伸出而形成。这些脚板部314在平板部312的厚度方向的一侧朝向平板部312的沿宽度方向的外侧倾斜。凸缘部316从各个脚板部314的与脚板部314联结到平板部312上的边缘相反的边缘朝向平板部312的沿宽度方向的外侧延伸出。另外，在凸缘部316的与凸缘部316的连接到脚板部314上的边缘相反的边缘上形成多个焊接凸起318。这些焊接凸起318以沿平板部312的长度方向的预定间隔从凸缘部316的与凸缘部316连接到脚板部314上的边缘相反的边缘朝向平板部312的沿宽度方向的外侧延伸出。这些焊接凸起318弯曲为使得：焊接凸起318的与焊接凸起318连接到凸缘部316上的部分相反的边缘从凸缘部316的边缘沿平板部312的宽度方向向外鼓出。
具有这种结构的冲压成形部件310是通过对作为图19所示的板的金属平板330进行冲压成形而形成的。金属平板330具有当从上方观察时为矩形的基部332。电极12连接到基部332的沿长度方向的一端上，并且电极14连接到基部332的沿长度方向的另一端上。上述平板部312、脚板部314和凸缘部316通过对该基部332进行冲压成形而形成。而且，焊接凸起318从该基部332的沿宽度方向的两个边缘延伸出。
当形成该冲压成形部件时，在与上述示范性实施例中的加热工序相对应的加热工序中，通过使电流流经金属平板330来加热金属平板330。此处，例如，如在第四示范性实施例中所描述的，即使使电流流经金属平板330，在从基部332的沿宽度方向的联结电极12和14的边缘沿宽度方向向外延伸(鼓出)的部分处，电流密度也较低。也就是说，在金属平板330中，即使基部332被加热到可淬火温度，诸如在850℃到950℃之间，焊接凸起318也不会达到可淬火温度。
因此，这样，在与上述示范性实施例中的一个成形工序相对应的成形工序中，通过对已通过通电而被加热的金属平板330进行冲压成形和急冷来形成冲压成形部件310，对平板部312、脚板部314以及凸缘部316进行淬火，从而急剧地提高机械强度。此外，即使如上所述通过通电来加热金属平板330，焊接凸起318也不会达到可淬火温度，因此可以有效地防止或最小化由于淬火而发生的在焊接凸起318处的焊接性的降低。
这样，利用该冲压成形部件330，可以对一起形成了帽形形状的平板部312、脚板部314以及凸缘部316进行淬火，而不对焊接凸起318进行淬火。而且，仅对金属平板330的与平板部312、脚板部314以及凸缘部316相对应的基部332加热到可淬火温度，因此无需在冲压成形期间进行局部冷却，避免了对复杂的冷却结构的需求。
图20为根据本发明的第十示范性实施例的通过适当地应用上述第一示范性实施例至第八示范性实施例中描述的一种冲压成形方法而形成的冲压成形部件350的结构的立体图。该冲压成形部件350为所谓的帽形，并且可以应用于车身骨架或用于加强车身的结构构件(例如，设置在车辆的门板上的冲击梁)。
更具体地，如图20所示，冲压成形部件350具有一对弯曲部352。弯曲部352弯曲为当沿宽度方向切割时的截面形状如下：其朝向厚度方向的一侧鼓出并且朝向另一侧呈U形开口，曲率中心位于厚度方向的另一侧。这些弯曲部352沿宽度方向以预定间隔设置。平板部354使一个弯曲部352与另一个弯曲部352相连接。凸缘部356从弯曲部352的“在弯曲部352的与弯曲部352的联结平板部354的一侧沿宽度方向相反的一侧的”边缘沿与平板部354的宽度方向相同的方向向外延伸出。对从冲压形成部件350的沿长度方向的两端朝向该冲压成形部件350的沿长度方向的中央的预定区域进行防锈。
而且，如上所述构造的冲压成形部件350是通过对图21中所示的金属平板370进行冲压成形而形成的。金属平板370具有当从上方观察时为矩形的基部372。在该基部372的沿长度方向的各个端部上形成宽部374。这些宽部374是扁平的并且与基部372具有相同的厚度。然而，各个宽部374的沿基部372的宽度方向的尺寸大于基部372的宽度，使得宽部374的沿基部372的宽度方向的两端比基部372的沿宽度方向的两端沿宽度方向向外延伸得更远。
电极12连接到在基部372的沿长度方向的一侧的宽部374上，并且电极14连接到在基部372的另一侧的宽部374上。弯曲部352、平板部354以及凸缘部356是通过对该金属平板370进行冲压成形而形成的。
当形成该冲压成形部件350时，在与上述一个示范性实施例中的加热工序相对应的加热工序中，通过使电流流经金属平板370来加热金属平板370。此处，例如，正如在第二示范性实施例中所描述的，基部372的宽度小于连接电极12和14的宽部374的宽度，因此在基部372处的电流密度变高。也就是说，即使金属平板370的基部372被加热到可淬火温度，诸如在850℃到950℃之间，宽部374也不会达到可淬火温度。
因此，这样，在与上述一个示范性实施例中的成形工序相对应的成形工序中，当通过对已通过通电而加热的金属平板370进行冲压成形和急冷(即，冷却)来形成冲压形成部件350时，不对冲压成形部件350的与宽部相对应的部分、即冲压成形部件350的从长度方向的两端朝向长度方向的中央的预定区域，进行淬火，而对与冲压成形部件350的基部372相对应的部分进行淬火。结果，急剧地提高了除去冲压成形部件350的从沿长度方向的两端朝向沿长度方向的中央的预定区域以外的部分的机械强度。
而且，如上所述，即使加热金属平板370，宽部374也不会被加热到可淬火温度。因此，由于不对冲压成形部件350的与宽部374相对应的部分，即冲压成形部件350的从沿长度方向的两端朝向沿长度方向的中央的预定区域，进行淬火，所以该部分能够良好地防锈。
这样，利用该冲压成形部件350，对还未进行防锈的部分进行淬火，使得该部分具有较高的机械强度，并且不对已进行防锈的部分进行淬火。而且，仅对金属平板370的与弯曲部352、平板部354以及凸缘部356相对应的基部372加热到可淬火温度。因此，在冲压成形期间无需进行局部冷却，从而无需复杂的冷却结构。
虽然已经结合本发明的示范性实施例对本发明进行了描述，但是应当理解的是，本发明不局限于所描述的示范性实施例或构造。与此相反，本发明旨在覆盖各种改进以及等同的布置。另外，虽然在示范性的各种组合和配置中示出了示范性实施例的各种元件，但是包括更多、更少或者仅有单个元件的其它组合和配置也在本发明的精神和范围内。

Claims (13)

1.一种冲压成形方法，包括：
加热工序：i)将电极连接到板的沿与所述板的厚度方向正交的方向的一端上，并且将另一电极连接到所述板的沿所述与所述板的厚度方向正交的方向的另一端上，并且通过使电流从所述一端流向所述另一端来加热所述板，以及ii)通过在所述板中设定电流密度变化部来控制在所述电流流经所述板时所述板的温度分布，在电流流经所述板时所述板中在所述电流密度变化部处的电流密度不同于在其它部分处的电流密度；以及
成形工序：通过对已在所述加热工序中被加热的所述板进行冲压和冷却而使所述板成形为预定形状。
2.根据权利要求1所述的冲压成形方法，其中，所述板的一部分作为所述电流密度变化部，当沿与从所述板的所述一端到所述板的所述另一端的电流方向正交的方向切割所述板时所述板的所述一部分的截面面积不同于所述板的其它部分的截面面积，从而实施所述加热工序。
3.根据权利要求1或2所述的冲压成形方法，其中，通过使与从所述板的所述一端到所述板的所述另一端的电流方向和所述板的所述厚度方向二者均正交的所述板的宽度沿所述电流方向变化，来在所述板的沿所述电流方向的预定区域中设定所述电流密度变化部，从而实施所述加热工序。
4.根据权利要求3所述的冲压成形方法，其中，通过使所述板的宽度从所述板的沿所述电流方向的一端侧朝向所述板的沿所述电流方向的另一端侧逐渐减小，来在所述板中设定所述电流密度变化部，使得所述另一端侧的电流密度高于所述一端侧的电流密度，从而实施所述加热工序。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的冲压成形方法，其中，通过在所述板中形成沿宽度方向的台阶，来在所述板中设定所述电流密度变化部，从而实施所述加热工序。
6.根据权利要求3所述的冲压成形方法，其中，通过对所述板的沿宽度方向的且相对于所述板的沿所述电流方向的两端侧朝向中央部的边缘部定形，使得所述板的沿所述宽度方向的所述边缘部朝向所述板的沿所述宽度方向的中央移位，来在所述板中设定所述电流密度变化部，使得所述板的沿所述电流方向的中央部侧处的电流密度变得高于所述两端侧处的电流密度，从而实施所述加热工序。
7.根据权利要求3所述的冲压成形方法，其中，通过对所述板的沿宽度方向的且相对于所述板的沿所述电流方向的两端侧朝向中央部的边缘部定形，使得所述板的沿所述宽度方向的所述边缘部朝向所述板的沿所述宽度方向的外侧移位，来在所述板中设定所述电流密度变化部，使得所述板的沿所述电流方向的所述两端侧处的电流密度变得高于中央部侧处的电流密度，从而实施所述加热工序。
8.根据权利要求1所述的冲压成形方法，其中，通过对所述板的沿宽度方向的边缘部沿电流方向定形，使得所述边缘部在所述宽度方向上移位，而使所述板的当沿与从所述板的所述一端到所述板的所述另一端的所述电流方向正交的方向切割所述板时的截面面积不会沿所述电流方向变化，来在所述板中设定所述电流密度变化部，从而实施所述加热工序。
9.根据权利要求1或2所述的冲压成形方法，其中，通过沿从所述板的所述一端朝向所述板的所述另一端的电流方向使所述板的一部分处的厚度不同于所述板的其它部分处的厚度，来在所述板中设定所述电流密度变化部，从而实施所述加热工序。
10.根据权利要求1或2所述的冲压成形方法，其中，通过穿过所述板形成沿所述厚度方向的孔，来在所述板中设定所述电流密度变化部，从而实施所述加热工序。
11.根据权利要求1至10中的任一项所述的冲压成形方法，其中，在所述加热工序和所述成形工序中，在所述板不进行淬火的部分中或在较小程度上进行淬火的部分中实施焊接、加工、防锈处理中的至少一个。
12.根据权利要求11所述的冲压成形方法，其中，所述加工是弯曲加工和冲孔加工中的至少一个。
13.一种冲压成形部件，i)其通过对板进行冲压成形和冷却而形成，所述板在沿与厚度方向正交的方向的一端处连接到电极上并且在沿所述与厚度方向正交的方向的另一端处连接到另一电极上，所述板通过使电流在所述电极之间流动来加热，并且通过在所述电极之间的预定部分处设定了电流密度不同于其它部分处的电流密度的一部分来控制所述板，以使所述板在所述电流在所述电极之间流动时具有预定的温度分布，以及ii)在所述冲压成形部件中，不对电流密度低的部分进行淬火，而对电流密度高的部分进行淬火。
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