CN102292173B - 形成有压花的钢板的加压成形方法 - Google Patents

Abstract

板体置于压制上模具与压制下模具之间，在合模后，通过第1循环泵的运转，以压制上模具的冷却介质通路5A→连通路7A→模腔S→连通路7B→冷却介质通路5B→冷却介质通路5C→连通路7C→模腔S→连通路7D→冷却介质通路5D→冷却介质通路5E→连通路7E→模腔S→连通路7F→冷却介质通路5F→冷却介质通路5A的方式使冷却水循环，并通过第2循环泵的运转，以压制下模具的冷却介质通路6A→连通路8A→模腔S→连通路8B→冷却介质通路6B→冷却介质通路6C→连通路8C→模腔S→连通路8D→冷却介质通路6D→冷却介质通路6E→连通路8E→模腔S→连通路8F→冷却介质通路6F→冷却介质通路6A的方式使冷却水循环。

Description

形成有压花的钢板的加压成形方法

技术领域

本发明涉及一种形成有压花的钢板的加压成形方法。详细而言，本发明涉及一种使多个凸部、凹部或凹凸部等间隔的、连续地重复而以图案(pattern)来形成有压花的钢板的加压成形方法，以获得汽车的结构构件、增强构件等这类构件所需要的钢性。

背景技术

先前，例如汽车为了实现用于提高燃耗性的车辆的轻量化和碰撞时的安全性的兼顾，对于结构构件、增强构件等采用高张力钢，但在其制造时，如果使用模具来对高张力钢板进行压制（press）成形，则加工后的制品会发生回弹（spring-back）（欲恢复为原始状态的变形）等，因而压制成形后的形状保持性差，难以制造具备良好的品质的制品，所以要进行预先考虑到回弹量等的模具的形状修正，或者增加用于形状修正的加工工序，因此不经济。

因此，为了实现压制零件的高强度化，开发出了下述方法或称作高频淬火的技术，所述方法是通过在热状态下利用模具来对经加热的钢板进行压制成形（例如“热压（hot press）”），从而利用借助模具的淬火来将钢板制造成高张力钢的方法（例如，参照专利文献1）。然而，高频淬火对于淬火及冷却方法需要高度的技能（know-how），尚未达到通用化的地步。而且，热压由于此类问题相对较少，因此已得到普及而成为通用技术。

但是，先前的热压是通过在压制加工前利用加热炉等的设备来将材料加热至小于熔点的温度（950℃左右）为止的工序和利用压制加工对放入上下模具间的材料进行成形的同时进行骤冷来进行淬火，从而获得1500MPa左右的高强度的制品，然而，虽然实现了高强度化，但不变的是仍然是铁，杨氏模量与被称作普通钢的拉伸强度低的铁并无任何变化，如果材质已确定，则静态刚性随后将取决于板厚而决定，因此会引起下述情况，即，如果实现了高强度化，则无法容易地进行薄板化。因而，至今能够适用热压的仅限定于原本刚性就有足够余裕的制品、或者存在利用扩大剖面积或对剖面形状下工夫等的设计方法来弥补刚性的余地的某些零件。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2005-205453号公报

发明内容

发明要解决的技术课题

因此，考虑将即使在相同的材质或板厚下对于相同的位移也需要较大荷重的压花技术视为弯曲刚性的提高效果来使用，但由于先前的借助模具的淬火采用的是在模具的靠近模腔的部位形成供给冷却介质的冷却介质通路，并使冷却后的模具的模腔形成面与板材接触而进行热交换的结构，因此在形成有压花的钢板的情况下，存在接触面积小，无法期待热交换，从而不满足淬火条件的问题。

因此，本发明的目的在于解决此类问题，以使得即使对形成有压花的钢板，也能以足以淬火的条件来进行冷却。

解决课题的技术手段

因此，本发明的第1发明是一种为了获得所需要的钢性而使多个凸部、凹部或凹凸部等间隔的、连续地重复且以图案来形成有压花的钢板的加压成形方法，其特征在于，通过将所述钢板放入由上模具和下模具形成的模腔内而进行合模，以使得所述钢板和所述上模具的所述模腔的形成面之间及所述钢板和所述下模具的所述模腔的形成面之间通过所述凸部、所述凹部或所述凹凸部而形成空间的方式来进行加压，并且，对沿着所述模腔且至少在所述上模具或下模具中的任一个中形成的多条冷却介质通路内以及以使所述模腔与所述冷却介质通路连通的方式而形成的连通路内供给冷却用介质，并使其在所述上模具所形成的各所述冷却介质通路、各所述连通路和所述模腔内的所述上模具的所述模腔形成面和所述钢板之间的所述空间内循环以及所述下模具所形成的各所述冷却介质通路、各所述连通路和所述模腔内的所述下模具的所述模腔形成面和所述钢板之间的所述空间内循环，由此来对所述钢板进行淬火。

本发明的第2发明是一种为了获得所需要的钢性而使多个凸部、凹部或凹凸部等间隔的、连续地重复且以图案来形成有压花的钢板的加压成形方法，其特征在于，通过将已转变成奥氏体（Austenite）状态的所述钢板放入由上模具和下模具形成的模腔内而进行合模，以使得所述钢板和所述上模具的所述模腔的形成面之间及所述钢板和所述下模具的所述模腔的形成面之间通过所述凸部、所述凹部或所述凹凸部而形成空间的方式来进行加压，并且，对沿着所述模腔且分别在所述上模具或下模具中形成的多条冷却介质通路内以及以使所述模腔与所述冷却介质通路连通的方式而形成的连通路内供给冷却用介质，并使其在所述上模具所形成的各所述冷却介质通路、各所述连通路和所述模腔内的所述上模具的所述模腔形成面和所述钢板之间的所述空间内循环以及所述下模具所形成的各所述冷却介质通路、各所述连通路和所述模腔内的所述下模具的所述模腔形成面和所述钢板之间的所述空间内循环，由此来对所述钢板进行淬火。

发明的效果

本发明可提供一种形成有压花的钢板的加压成形方法，其即使对形成有压花的钢板，也能以足以淬火的条件来进行冷却。

附图说明

图1是中柱增强构件的局部立体图。

图2是中柱增强构件的局部平面图。

图3是表示压制上模具与压制下模具打开的状态的纵剖面图。

图4是表示压制上模具与压制下模具关闭的状态的纵剖面图。

符号的说明

1：中柱增强构件

2：凸部

3：压制上模具

4：压制下模具

5、6：冷却介质通路

7、8：连通路

10：板体

具体实施方式

作为形成有压花的钢板，考虑有汽车的增强构件即保险杠（bumper）增强构件、车门冲击（door impact）增强构件、中柱（center pillar）增强构件等，以下，将根据图1至图4来对关于中柱增强构件的本发明的实施方式进行说明。图1是形成构成压花的凸部2且成形后的汽车的增强构件即中柱增强构件1的局部立体图，图2是中柱增强构件1的局部平面图。所述中柱增强构件1是由长方形状的钢板制的厚度例如为0.8mm以上～2.2mm以内的板体所构成。

其次，对所述中柱增强构件1的制造方法，即，中柱增强构件1的加压成形方法进行说明，首先，在钢板制的板体10上，通过压花成形，以在凸部2彼此之间未呈直线状地残留平板部HM的排列状态而形成多个凸部2。该凸部2是以等间隔而形成，俯视例如呈正六边形，通过形成对角的顶点的纵剖面呈圆弧状。另外，所述凸部2也可呈俯视圆形，且纵剖面呈圆弧状。进而，板体10也可形成凹部或者形成凸部及凹部，以取代凸部2。

并且，所述板体10的凸部2例如是以下述方式形成。即，所述板体10的凸部2的宽度W1例如为10mm以上～50mm以内，所述凸部2是以凸部的高度H/凸部的宽度W1例如成为12%以上～20%以内的方式而形成，并且以在凸部2彼此之间未呈直线状地残留平板部HM的方式而排列，而且，以凸部2彼此的间隔C成为间隔C/2与所述凸部2的宽度W1之和(即，基础（base）宽度W2)的例如75%以下的方式而形成。因此，如图1和图2所示，多个凸部2等间隔的、连续地重复且成为以图案来形成的形式，或形成凹部来取代该凸部2、或形成凸部和凹部，这些情况都相同。

另外，在本实施方式中，在板体10上形成有如上所述的凸部2，但并不限于此，也可设为其他形状（俯视形状或剖面形状等），或设为其他排列，形成在板体10上的凸部或凹部可考虑各种形态。

并且，在压制加工前，通过加热炉等的设备来将形成有如上所述的所述凸部2的板体10加热至例如850℃以上的温度，从而以未达到熔点的温度（850℃以上～1100℃以下的范围内）来使其转变成奥氏体（Austenite）状态，再将该板体10放入具有与中柱增强构件1的最终形状相仿的规定模具间隙(即，模腔S)的压制上模具3、压制下模具4内而成形。此时，由于上下的模具面具备规定的模腔S，因此合模并加压后的该板体10的大部分不会破坏凸部2而成形为所需的形状，例如剖面U字形状。

另外，如图3及图4所示，在沿着所述模腔S且在靠近模腔S的部位，使作为冷却介质的冷却水利用循环泵（未图示）而通过的多条冷却介质通路5、6形成在压制上模具3、压制下模具4上，而且，各冷却介质通路5、6是以经由各连通路7、8来与模腔S分别连通的方式而形成。进而，使冷却介质通路5B与冷却介质通路5C、冷却介质通路5D与冷却介质通路5E、冷却介质通路5F与冷却介质通路5A连通，并且使冷却介质通路6B与冷却介质通路6C、冷却介质通路6D与冷却介质通路6E、冷却介质通路6F与冷却介质通路6A连通。

并且，当如图3所示，将形成有凸部2的板体10置于压制上模具3与压制下模具4之间，并如图4所示，进行合模而加压时，板体10被弯曲成与最终形状相仿的形状。

并且，为了制成作为最终制品的中柱增强构件1的强度达到1500MPa级的超强度钢，所述板体10从630℃以上的温度开始将压制上模具3与压制下模具予以合模并进行冷却，从而开始淬火。即，在合模后，通过第1循环泵的运转，在图4中，以压制上模具3最左侧的冷却介质通路5A→连通路7A→模腔S→连通路7B→冷却介质通路5B→冷却介质通路5C→连通路7C→模腔S→连通路7D→冷却介质通路5D→冷却介质通路5E→连通路7E→模腔S→连通路7F→冷却介质通路5F→冷却介质通路5A的方式来使所供给的冷却水循环。而且，通过第2循环泵的运转，以压制下模具4最左侧的冷却介质通路6A→连通路8A→模腔S→连通路8B→冷却介质通路6B→冷却介质通路6C→连通路8C→模腔S→连通路8D→冷却介质通路6D→冷却介质通路6E→连通路8E→模腔S→连通路8F→冷却介质通路6F→冷却介质通路6A的方式来使所供给的冷却水循环。

由此，被放入压制上模具3及压制下模具4的模腔S内的板体10尽管形成有多个凸部2而与压制上模具3及压制下模具4的模腔形成面的接触面积较小，但仍能通过循环的冷却水来从两面进行充分冷却，以进行淬火。该淬火是根据板体10的种类来适当进行，直至板体10达到必要温度为止。

即，进行冷却水的循环，使板体10的温度以每1秒30℃以上的速度减少，从而进行淬火，直至板体10达到300℃以下的温度为止后，停止冷却水的供给及循环，并且从该循环路内排出冷却水，当结束该排出后，进行开模，从模腔S内取出已转变成马氏体（Martensite）状态的作为制品的中柱增强构件1。

如以上的实施方式般，通过形成凸部，无须加厚板厚便可确保必要的刚性，并且，即使是形成有凸部的钢板，也能以足以淬火的条件来进行冷却。

另外，在以上的实施方式中，使多条冷却介质通路5、6形成在压制上模具3、压制下模具4上，而且各冷却介质通路5、6是以经由各连通路7、8来与模腔S分别连通的方式而形成，但也可使冷却介质通路及连通路形成在压制上模具3或压制下模具4的任一个上以进行淬火。

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但对于本领域技术人员而言，可根据上述说明来实现各种替代例、修正或变形，本发明在不脱离其主旨的范围内包括前述的各种替代例、修正或变形。

产业上的可利用性

为了获得所需要的钢性而使多个凸部、凹部或凹凸部等间隔的、连续地重复且以图案来形成有压花的钢板的加压成形方法可用于制造汽车的结构构件、增强构件等的制品时。

Claims (2)

1.一种为了获得所需要的钢性而使多个凸部、凹部或凹凸部等间隔的、连续地重复且以图案来形成有压花的钢板的加压成形方法，其特征在于，通过将所述钢板放入由上模具和下模具形成的模腔内而进行合模，以使得所述钢板和所述上模具的所述模腔的形成面之间及所述钢板和所述下模具的所述模腔的形成面之间通过所述凸部、所述凹部或所述凹凸部而形成空间的方式来进行加压，并且，对沿着所述模腔且分别在所述上模具或下模具中形成的多条冷却介质通路内以及以使所述模腔与所述冷却介质通路连通的方式而形成的连通路内供给冷却用介质，并使其在所述上模具所形成的各所述冷却介质通路、各所述连通路和所述模腔内的所述上模具的所述模腔形成面和所述钢板之间的所述空间内循环以及所述下模具所形成的各所述冷却介质通路、各所述连通路和所述模腔内的所述下模具的所述模腔形成面和所述钢板之间的所述空间内循环，由此来对所述钢板进行淬火。

2.一种为了获得所需要的钢性而使多个凸部、凹部或凹凸部等间隔的、连续地重复且以图案来形成有压花的钢板的加压成形方法，其特征在于，通过将已转变成奥氏体状态的所述钢板放入由上模具和下模具形成的模腔内而进行合模，以使得所述钢板和所述上模具的所述模腔的形成面之间及所述钢板和所述下模具的所述模腔的形成面之间通过所述凸部、所述凹部或所述凹凸部而形成空间的方式来进行加压，并且，对沿着所述模腔且分别在所述上模具或下模具中形成的多条冷却介质通路内以及以使所述模腔与所述冷却介质通路连通的方式而形成的连通路内供给冷却用介质，并使其在所述上模具所形成的各所述冷却介质通路、各所述连通路和所述模腔内的所述上模具的所述模腔形成面和所述钢板之间的所述空间内循环以及所述下模具所形成的各所述冷却介质通路、各所述连通路和所述模腔内的所述下模具的所述模腔形成面和所述钢板之间的所述空间内循环，由此来对所述钢板进行淬火。

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