CN103547390B - 热压成型方法以及热压成型模具 - Google Patents

热压成型方法以及热压成型模具 Download PDF

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Abstract

根据本发明，提供热压成型方法以及热压成型模具，使用由上模具(21)和下模具(20)构成的成型用模具(20、60)对加热后的金属板材(K)进行成型。在该方法中，将加热后的金属板材配置在上模具和下模具之间，使上模具和下模具接近而对夹持在两模具间的金属板材进行冲压。在对金属板材进行了冲压之后，经由设置于下模具的多个供给孔对夹持在两模具间的金属板材的表面供给液体状或者雾状的制冷剂，在制冷剂的供给结束之后经由多个供给孔向金属板材的表面喷吹气体。由此，能够在液状制冷剂的供给停止时尽快除去附着在金属板材的表面上的液状制冷剂。

Description

热压成型方法以及热压成型模具
技术领域
本发明涉及金属板材的热压成型方法以及热压成型模具。
背景技术
近年来，作为使用了高强度钢板的汽车零部件等的钢板成型方法，热压成型的采用正在扩大。热压成型为，通过在高温下对钢板进行成型，由此在变形阻力较低的阶段进行成型，之后使其急冷而使其淬火硬化。通过热压成型，能够不产生成型后的变形等成型不良情况、而以高强度对形状精度较高的部件等进行冲压成型。
具体而言，在热压成型方法中，首先，将预先通过加热炉加热至规定温度的钢板供给至冲压模具。之后，在载放于下模具(阴模)上的状态或者通过下模具所内置的升降机等工具而从下模具浮起的状态下，使上模具(冲头)下降至下止点。接着，进行一定时间(通常在10秒到15秒之间)的钢板冷却，将钢板冷却至所希望的温度。然后，当冷却完成了的成型后的钢板被从阴模取出时，被加热至规定温度的新的钢板被供给至冲压模具。在该冷却过程中，钢板被实施淬火、回火等所谓的热处理。因而，在热压成型中，从钢板的热处理特性的观点出发重要的是自如地控制冷却速度，从品质稳定性的观点出发重要的是在钢板整面上能够获得均匀的冷却速度，此外，从生产率的观点出发重要的是缩短钢板成型后的冷却过程所需要的时间。
作为缩短成型后的钢板的冷却时间的方法，提出有如下方法：不使模具直接从钢板夺取热，而向钢板的表面供给其他介质例如水(例如专利文献1)。尤其是，在专利文献1所记载的热压成型装置中，在模具的内面设置有一定高度的多个独立的凸部，并且在模具的内部设置有与模具内面的多个部位连通的水的流路。由此，能够通过模具内部的流路向由凸部形成的模具内面与钢板之间的间隙中流动制冷剂。因此，能够在短时间内进行金属板材的冷却，能够提高热压成型的生产率。此外，通过基于该急冷的淬火能够使钢板的硬度上升，能够大幅度提高成型品的强度。
此外，作为缩短钢板成型后的冷却过程所需要的时间的方法，提出有如下方法：将收容制冷剂的收容容器尽量配置在钢板附近(例如专利文献2)。尤其是，专利文献2所记载的模具具备：收容制冷剂的收容容器；将收容容器所收容的制冷剂向钢板供给的多个供给孔；以及设置在收容容器和供给孔之间的制冷剂的供给控制装置。通过如此地将制冷剂的收容容器配置在模具内，能够缩短制冷剂的收容部位与制冷剂的供给部位之间的距离。由此，能够在对控制装置发送制冷剂的供给指示之后立即对钢板供给制冷剂，能够缩短从钢板的冲压到冷却工序结束为止的时间。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2005-169394号公报
专利文献2：日本特开2007-136535号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而，一般情况下液体的传热率高于气体的传热率，因此在作为用于在冲压后进行金属板材的冷却的制冷剂而使用液状的制冷剂的情况下，与使用气体状的制冷剂的情况相比，能够迅速地冷却金属板材。从上述观点出发，在上述专利文献1、2中作为制冷剂均使用液体、尤其是水。
然而，在为了进行金属板材的冷却而使用液状制冷剂的情况下，在液状制冷剂的供给停止后，会成为在金属板材的表面上还残留有液状制冷剂的状态。上述液状制冷剂并不是均匀地残留在金属板材的表面整体上，而成为局部地附着在金属板材的表面上的状态。在该情况下，在残留有液状制冷剂的区域中进行迅速的冷却，与此相对，在未残留液状制冷剂的区域中几乎不进行冷却。因此，金属板材的冷却会不均匀地进行，结果金属板材的强度产生不均。此外，在作为液状制冷剂而使用水等腐蚀性较高的液体(容易使金属等腐蚀的液体)的情况下，当液状制冷剂残留在金属板材的表面上时，会导致金属板材的腐蚀。
因此，为了抑制强度的不均、金属板材的腐蚀，需要在冲压后进行的液状制冷剂的供给停止时尽早除去附着于金属板材的表面的液状制冷剂。
因此，鉴于上述课题，本发明的目的在于提供热压成型方法以及热压成型模具，能够在液状制冷剂的供给停止时尽早除去附着于金属板材的表面的液状制冷剂。
用于解决课题的手段
本发明人关于在液状制冷剂的供给停止时附着于金属板材的表面的液状制冷剂的除去，对各种热压成型方法以及各种热压成型模具进行了研究。
结果发现如下情况：通过在热压成型用的模具上设置能够对金属板材供给流体的多个供给孔，并且经由该供给孔不仅对金属板材的表面供给液状制冷剂、而且对金属板材的表面喷吹气体，由此能够在液状制冷剂的供给停止时迅速地除去附着于金属板材的表面的液状制冷剂。
本发明是基于上述见解而进行的，其主旨如下所述。
(1)一种热压成型方法，使用由第一模具和第二模具构成的成型用模具对加热后的金属板材进行成型，其中，将加热后的金属板材配置在上述第一模具和上述第二模具之间，使上述第一模具和上述第二模具接近而对夹持在两模具间的金属板材进行冲压，在对上述金属板材进行了冲压之后，经由设置于上述第一模具以及上述第二模具中的至少一方的多个供给孔，向夹持在两模具间的金属板材的表面供给液体状或雾状的制冷剂，在上述制冷剂的供给结束之后，经由上述多个供给孔向金属板材的表面喷吹气体。
(2)如上述(1)所记载的热压成型方法，在向金属板材的表面供给上述气体之前，使上述第一模具与上述第二模具分离。
(3)如上述(1)或者(2)所记载的热压成型方法，在上述第一模具以及上述第二模具中的至少一方的内部，设置有对向上述多个供给孔供给的上述制冷剂和上述气体进行切换的流体切换机构。
(4)如上述(3)所记载的热压成型方法，上述第一模具以及上述第二模具中的至少一方具有设置有上述供给孔的外模具以及在该外模具内能够滑动地配置的内模具，在上述外模具内设置有配设在该外模具和上述内模具的滑动面与上述供给孔之间的外侧配管，在上述内模具内设置有配设在上述滑动面和与制冷剂供给源连通的连通部之间的第一内侧配管以及配设在上述滑动面和与气体供给源连通的连通部之间的第二内侧配管，上述流体切换机构通过使上述外模具和上述内模具相对地滑动而将上述外侧配管与第一内侧配管或者第二内侧配管连接，由此对向上述多个供给孔供给的上述制冷剂和上述气体进行切换。
(5)如上述(1)至(4)中任一项所记载的热压成型方法，上述制冷剂是水或者防锈油的任一种。
(6)一种热压成型模具，进行加热后的金属板材的冲压以及冷却，具备：外模具，设置有向上述金属板材进行流体的供给的供给孔；以及内模具，在该外模具内能够滑动地配置，在上述外模具内设置有配设在该外模具和上述内模具的滑动面与上述供给孔之间的外侧配管，在上述内模具内设置有配设在上述滑动面和与气体供给源连通的连通部之间的第一内侧配管以及配设在上述滑动面和与气体供给源连通的连通部之间的第二内侧配管，上述外侧配管、第一内侧配管以及第二内侧配管形成为，通过使上述外模具和上述内模具相对地滑动，能够将上述外侧配管至少在与第一内侧配管连接的状态和与第二内侧配管连接的状态之间进行切换。
(7)如上述(6)所记载的热压成型模具，上述外侧配管、第一内侧配管以及第二内侧配管形成为，通过使上述外模具和上述内模具相对地滑动，能够将上述外侧配管在与第一内侧配管连接的状态、与第二内侧配管连接的状态以及与两个内侧配管都不连接的状态之间进行切换。
(8)如上述(6)或者(7)所记载的热压成型模具，各外侧配管的管路长度相等。
(9)如上述(6)至(8)中任一项所记载的热压成型模具，由上述内模具及上述外模具构成的模具，用作为冲压成型用的上模具及下模具的至少任一方。
(10)如上述(6)至(9)中任一项所记载的热压成型模具，上述制冷剂是水、防锈油以及它们的雾的任一种。
发明的效果
根据本发明，能够在液状制冷剂的供给停止时迅速地除去附着于金属板材的表面的液状制冷剂，结果，能够抑制所成型的金属板材的强度的不均、金属板材的腐蚀。
附图说明
图1是概略地表示热压成型装置的结构的侧视图。
图2是概略地表示热压成型装置的结构的平面图。
图3是概略地表示下模具的结构的纵截面图。
图4是概略地表示下模具的结构的横截面图。
图5是表示下模具的成型面附近的结构的纵截面图。
图6是概略地表示第二实施方式的热压成型模具所使用的下模具的结构的纵截面图。
图7是概略地表示第二实施方式的热压成型模具所使用的下模具的结构的横截面图。
图8是用于对将上模具压下至下止点的状态进行说明的图。
图9是概略地表示第二实施方式的变更例的下模具的结构的纵截面图。
图10是概略地表示第二实施方式的变更例的下模具的结构的横截面图。
图11是概略地表示第二实施方式的变更例的下模具的结构的纵截面图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。另外，在以下的说明中，对相同的构成要素赋予相同的参照序号。
图1是概略地表示本发明的第一实施方式的热压成型装置1的结构的侧视图。图2是概略地表示热压成型装置1的结构的平面图。
如根据图1以及图2可知的那样，热压成型装置1具备：用于对钢板K进行成型的热压成型模具10；向热压成型模具10供给制冷剂(在本实施方式中为水)的制冷剂供给源11；向热压成型模具10供给喷吹用的气体(例如压缩空气)的气体供给源12；以及进行热压成型装置1的控制的控制部13。
热压成型模具10具有下侧的模具即下模具20以及上侧的模具即上模具21。下模具20配置在基座22上。上模具21与下模具20对置地配置在下模具20的铅垂上方，通过升降机构23而构成为在铅垂方向上升降自如。升降机构23根据来自控制部13的控制信号进行升降动作。
在下模具20上设置有用于在与预先对钢板K实施的预冲孔P之间进行定位的定位销30。定位销30配置为，贯通下模具20的内部而从下模具20的上面向铅垂上方突出。
定位销30的上端部形成为近似圆锥状。因此，通过使钢板K的预冲孔P与近似圆锥状的上端部嵌合，由此如图1的虚线所示，钢板K在被支承的同时被定位。尤其是，由此定位销30的上端部为大致圆锥状，因此通过适当地设定钢板K的预冲孔P的大小，由此钢板K能够在与下模具20之间设置有规定距离的间隙H的状态下被支承。
此外，定位销30相对于下模具20滑动自如，并且经由未图示的施力机构(例如弹簧)支承于基座22的上面。因此，当上模具21下降而将定位销30向下压下时，钢板K与定位销30一起被向下方压下。
图3是从正面方向观察下模具20的情况下的截面图，图4是从侧面方向观察下模具20的情况下的截面图。如图3以及图4所示，下模具20具有在冲压时与钢板K接触的成型面20a。在下模具20的内部设置有与制冷剂供给源11以及气体供给源12连通的母管40、以及在母管40和成型面20a之间在下模具20内贯通的多个配管41。在如此构成的下模具20中，从制冷剂供给源11以及气体供给源12供给的流体经由母管40以及配管41供给至钢板K的表面。因而，配管41的成型面20a侧的端部作为对钢板K的表面供给流体的供给孔41a发挥作用。另外，在图3所示的例子中，为了使图容易理解，而将供给孔41a仅设置在下模具20的左右两侧而未设置在中央部，但实际上优选为还包括中央部在内而在成型面20a整体上均匀地配置供给孔41a。
此外，如图5所示，在下模具20的成型面20a上，遍及与钢板K对置的区域的整面形成有一定高度的独立的多个凸部42。反言之，在下模具20的成型面20a上，遍及与钢板K对置的区域的整面形成有在凸部42间形成的凹部。由此，在通过上模具21将钢板K的下表面压下至与下模具20的成型面20a接触的位置时，在多个凸部42之间，在成型面20a与钢板K的下表面之间形成间隙。因此，通过从配管41向该间隙供给制冷剂，能够对钢板K进行急冷。
如图4所示，母管40经由制冷剂供给配管45与制冷剂供给源11连通，并且经由气体供给配管46与气体供给源12连通。在制冷剂供给配管45上设置有阀芯47，在气体供给配管46上设置有阀芯48。阀芯47以及阀芯48分别与控制部13连接，通过控制部13来进行阀芯47以及阀芯48的开闭操作。因而，通过对制冷剂供给配管45上所设置的阀芯47进行开闭来进行制冷剂的供给以及停止的控制，通过对气体供给配管46上所设置的阀芯48进行开闭来进行气体的供给以及停止的控制。
另外，在图1、2、4所示的例子中，在制冷剂供给配管45以及气体供给配管46上分别设置有阀芯47、48。但是，也可以在制冷剂供给配管45与气体供给配管46的合流部49设置三通阀，对向母管40供给的流体进行控制。
此外，在本实施方式中，如图3以及图4所示，在下模具20的成型面20a上设置有排气吸引孔50，该排气吸引孔50对经由供给孔41a供给至钢板K的表面的制冷剂等进行吸引，并将钢板K的表面周围的制冷剂排出。排气吸引孔50与吸引管51连通，吸引管51例如与真空泵等排气机构52连通。
另外，为了将从供给孔41a供给的制冷剂等经由排气吸引孔50顺畅地排出，使排气吸引孔50为大气压以下即可。即，例如如果吸引管51的与排气吸引孔50相反侧的端部向大气开放，则能够将钢板K的表面周围的剩余制冷剂向模具外排出。因此，并不需要一定设置排气机构52。
另外，在本实施方式中，作为从制冷剂供给源11供给的制冷剂而使用水，但除了水以外还能够使用具有防锈功能的防锈油等其他的液状制冷剂，此外，还能够使用水、防锈油等的雾等的雾状制冷剂。此外，在本实施方式中，作为从气体供给源12供给的气体而使用压缩空气，但并不限定于此。例如，只要是以大气压以上的压力供给的气体，则还能够使用氮气等空气以外的气体。尤其是，在作为从气体供给源12供给的气体而使用氮气的情况下，能够使钢板K的周围成为非氧化性的气氛，因此能够进一步抑制钢板K生锈。
接下来，对通过如此构成的热压成型装置1对钢板K进行热压成型的方法进行说明。
首先，在开始钢板K的冲压成型时，关闭阀芯47、48。由此，成为向下模具20的配管41既不供给制冷剂也不供给气体的状态。在这种状态下，通过输送装置(未图示)将预先被加热至规定温度(例如700℃～1000℃)的钢板K配置到下模具20与上模具21之间。具体而言，以预冲孔P与下模具20的定位销30嵌合的方式将钢板K载放到定位销30上。
接着，使上模具21向铅垂下方移动以使其接近下模具20，而进行夹持在上模具21与下模具20之间的钢板K的冲压。当上模具21下降至下止点而冲压完成时，将制冷剂供给配管45上所设置的阀芯47开阀。当阀芯47开阀时，从制冷剂供给源11经由制冷剂供给配管45、母管40、配管41、供给孔41a向钢板K的表面供给制冷剂。由此，开始钢板K的急冷。
然后，将上模具21在下止点保持一定时间，当钢板K的温度例如被冷却至200℃以下时，接着，将制冷剂供给配管45上所设置的阀芯47闭阀并且将气体供给配管46上所设置的阀芯48开阀。当阀芯48开阀时，从气体供给源12经由气体供给配管46、母管40、配管41、供给孔41a向钢板K的表面喷吹气体。此时，从各供给孔41a供给的气体的压力为，当过高时，加压能量变高，反之当过低时，无法从各供给孔41a均匀地喷出气体，因此设为0.1～1.0MPa，优选设为0.3～0.7MPa，更优选设为0.4～0.5MPa。流量根据气体的压力以及喷嘴形状来决定，设为20～2000mL/sec，优选设为300～1000mL/sec，更优选设为400～700mL/sec。
此外，将从各供给孔41a供给的气体的温度设为200℃以下，优选设为常温。即，钢板K通过由制冷剂冷却至200℃以下，由此成为被淬火的状态。因此，当喷吹200℃以上的气体时，钢板K的温度会成为200℃以上，钢板K会被退火而硬度降低。
此外，在本实施方式中，伴随着阀芯47的闭阀或者阀芯48的开阀，上模具21上升至上止点。当如此上模具21上升时，被上模具21按压到下方的定位销30上升，钢板K从下模具20的成型面20a分离。由此，在钢板K的下表面与下模具20的成型面20a之间形成间隙。
然后，当通过向钢板K的表面喷吹气体而钢板K的表面上的制冷剂的除去完成时，通过输送装置(未图示)从定位销30上取下成型后的钢板K并从热压成型装置1搬出。然后，通过输送装置(未图示)将加热后的新的钢板K载放到热压成型装置1的定位销30上，并重复进行这一系列的热压成型。
接下来，对上述实施方式的热压成型模具以及热压成型方法的效果进行说明。
根据上述实施方式，在同一热压成型模具10上载放有钢板K的状态下，对钢板K的表面进行来自制冷剂供给源11的制冷剂的供给以及来自气体供给源12的气体的喷吹。因此，能够在停止向钢板K的表面供给制冷剂之后立即向钢板K的表面进行气体的喷吹。因此，能够迅速地除去附着在钢板K的表面上的制冷剂。
另外，用于将附着在钢板K的表面上的制冷剂除去所花费的时间，依存于成型后的钢板K的温度、板厚(即钢板K的热容量)。例如，当使从各供给孔41a供给的气体的压力为0.4MPa、流量为60～70mL/sec、温度为常温时，在板厚1.4mm的钢板K的冲压紧后的温度为150℃左右的情况下，从开始气体的喷吹起、能够在3秒钟左右将附着在钢板K上的制冷剂除去。此外，在板厚1.2mm的钢板K的情况下，从开始气体的喷吹起、能够在7秒钟左右将附着在钢板K上的制冷剂除去。
由于能够如此迅速地将附着在钢板K的表面上的制冷剂除去，因此能够抑制由于制冷剂不均匀地残留在钢板K的表面上而导致的钢板K的不均匀的冷却，由此能够抑制钢板K的强度产生不均。此外，即使在作为制冷剂而使用了水的情况下，也能够抑制由于在钢板K的表面上残留的制冷剂而产生的锈。
此外，通过在由热压成型模具10进行的冲压之后对钢板K的表面喷吹气体，由此还能够除去由于冲压等而在钢板K的表面上产生的氧化皮。尤其是，当从钢板K的表面除去制冷剂而钢板K的表面变得干燥时，氧化皮变得容易剥离，因此在本实施方式中能够更有效地除去氧化皮。
此外，在上述实施方式中，在对钢板K的表面进行气体的喷吹时，形成间隙H。通过如此地形成间隙H，由此容易将从气体供给源12经由供给孔41a供给的气体排出，能够提高在钢板K的表面上通过的气体的流速。由此，能够有效地除去附着在钢板K的表面上的制冷剂。另外，间隙H为，当过短时，难以卷入周围的气体，反之当过长时，喷吹的气体扩散而喷吹效果降低，因此设为1mm～100mm左右，优选设为5～20mm，更优选设为8～15mm。
接下来，参照图6以及图7对本发明的第二实施方式进行说明。第二实施方式的热压成型装置的结构基本上与第一实施方式的热压成型装置1的结构相同。但是，在第二实施方式的热压成型装置中，下模具60的结构与第一实施方式的下模具20的结构不同。
图6是概略地表示在第二实施方式的热压成型装置中使用的下模具60的、与图3相同的纵截面图，图7是概略地表示下模具60的、与图4相同的横截面图。如图6以及图7所示，下模具60具有：具有与钢板K接触的成型面61a的外模具61；以及相对于外模具61滑动自如地设置在外模具61的内侧的内模具71。在本实施方式中，内模具71具有矩形的截面形状。另外，在图7中为了便于图示，在图7的横向上将外模具61描绘得比内模具71稍短。
在外模具61上设置有多个外侧配管64，该多个外侧配管64从与钢板K接触的成型面61a到外模具61与内模具71的滑动面63为止、在外模具61内贯通。外侧配管64的成型面61a侧的端部，与第一实施方式的供给孔41a相同，作为对钢板K的表面供给流体的供给孔64a发挥作用。因而，外侧配管64能够认为被配设在供给孔64a与滑动面63之间。在成型面61a上与第一实施方式的成型面20a相同地形成有多个凸部。
此外，外模具61经由弹性体65支承在基座22上。作为弹性体65，例如使用规定的行程长度的弹簧。因此，当上模具21下降而按压外模具61时，外模具61在由滑动面63引导的同时被向下方压下。用于外模具61与内模具71的滑动的引导机构，也可以与滑动面63分开设置。
在内模具71的内部具备：多个第一内侧配管72；多个第二内侧配管73；与多个第一内侧配管72以及制冷剂供给源11连通的第一母管74；以及与多个第二内侧配管73以及气体供给源12连通的第二母管75。第一内侧配管72与外模具61的外侧配管64为相同数量，从滑动面63到第一母管74为止在内模具71内贯通。第二内侧配管73也与外模具61的外侧配管64为相同数量，从滑动面63到第二母管75为止在内模具71内贯通。
如图7所示，第一母管74经由制冷剂供给配管45与制冷剂供给源11连通，因此作为与制冷剂供给源11连通的连通部发挥作用。另一方面，第二母管75经由气体供给配管46与气体供给源12连通，因此作为与气体供给源12连通的连通部发挥作用。在制冷剂供给配管45上设置有阀芯47，在气体供给配管46上设置有阀芯48。阀芯47以及阀芯48与第一实施方式相同地分别与控制部13连接，通过控制部13来进行阀芯47以及阀芯48的开闭操作。
各第二内侧配管73的滑动面63侧的端部被配置成，在外模具61未被上模具21按压的状态下，与各外侧配管64的滑动面63侧的端部对齐。相反地，各第一内侧配管72的滑动面63侧的端部被配置成，在外模具61未被上模具21按压的状态下，与各外侧配管64的滑动面63侧的端部不对齐。因而，在外模具61未被上模具21按压的状态下，仅第二内侧配管73、即仅气体供给源12与外侧配管64连通。
另一方面，各第一内侧配管72的滑动面63侧的端部被配置成，在外模具61被上模具21压下至下止点的状态下，与各外侧配管64的滑动面63侧的端部对齐。相反地，各第二内侧配管73的滑动面63侧的端部被配置成，在外模具61被上模具21压下至下止点的状态下，与各外侧配管64的滑动面63侧的端部不对齐。因而，在外模具61被上模具21压下至下止点的状态下，仅第一内侧配管72、即仅制冷剂供给源11与外侧配管64连通。
换言之，在本实施方式中，与上模具21的动作联动而外模具61与内模具71相对地滑动，由此能够将外侧配管64在与第一内侧配管72连接的状态和与第二内侧配管73连接的状态之间进行切换。另外，在仅通过金属面的滑动配合难以反抗制冷剂的压力而进行制冷剂的密封的情况下，也可以在内侧配管72、73的滑动面63侧的端部或者外侧配管64的滑动面63侧的端部设置橡胶圈等的密封部件。
接下来，对通过如此构成的热压成型装置来对钢板K进行热压成型的方法进行说明。
首先，在开始钢板K的冲压成型时，使气体供给配管46上所设置的阀芯48闭阀，并且使制冷剂供给配管45上所设置的阀芯47开阀。此时，外模具61未被上模具21按压，因此成为由弹性体65抬起的状态。因而，外侧配管64成为与第二内侧配管73连接的状态。因此，即使阀芯47被开阀，从制冷剂供给源11也仅向第一内侧配管72以规定压力供给制冷剂，而不向外侧配管64供给制冷剂。换言之，供给至第一内侧配管72的制冷剂，被外模具61的滑动面63封闭，成为到第一内侧配管72的端部为止以规定的压力填充的状态。另一方面，由于阀芯48被闭阀，因此即使第二内侧配管73与外侧配管64连接，也不向外侧配管64供给气体。
接下来，通过输送装置(未图示)将高温的钢板K载放到下模具60的定位销30上。接着，使上模具21向铅垂下方移动以使其接近下模具60，并例如图8所示那样，使其下降至下止点。随此，钢板K和下模具60的外模具61被向铅垂下方压下，进行夹持在上模具21和下模具60之间的钢板K的冲压。
此时，由于外模具61被压下至下止点，因此外模具61的外侧配管64与内模具71的第二内侧配管73的连接被遮断、而与第一内侧配管72连接。由此，填充到第一内侧配管72的端部为止的制冷剂，立即从外侧配管64向钢板K供给，在钢板K的冲压紧后开始钢板K的急冷。
此外，当由于外模具61被压下至下止点而外侧配管64与第二内侧配管73的连接被遮断时，气体供给配管46上所设置的阀芯48开阀。因此，向第二内侧配管73内供给规定压力的气体。换言之，供给到第二内侧配管73的制冷剂，被外模具61的滑动面63封闭，成为到第二内侧配管73的端部为止以规定的压力填充的状态。
然后，将上模具21在下止点保持一定时间，当钢板K的温度例如被冷却至200℃以下时，接着，使上模具21上升至上止点。当上模具21上升至上止点时，被压下至下止点的外模具61通过支承外模具61的弹性体65而被向铅垂上方抬起。结果，外侧配管64与第一内侧配管72的连接被遮断、而与第二内侧配管73连接。因此，从外侧配管64向钢板K的制冷剂的供给立即停止。此外，填充到第二内侧配管73的端部为止的气体，立即从外侧配管64向钢板K供给，从制冷剂的供给停止紧后起开始向钢板K喷吹气体。此时，从供给孔64a供给的气体的压力等被设定为与第一实施方式相同。
然后，当通过向钢板K的表面喷吹气体而钢板K的表面上的制冷剂的除去完成时，通过输送装置(未图示)将成型后的钢板K从定位销30上取下，并从热压成型装置搬出。之后，通过输送装置(未图示)将加热后的新的钢板K载放到热压成型装置的定位销30上，重复进行这一系列的热压成型。
接下来，对上述实施方式的热压成型模具以及热压成型方法的效果进行说明。
根据本实施方式，各外侧配管64与各第一内侧配管72以及各第二内侧配管73，通过使外模具61和内模具71相对地滑动来切换连接、非连接。因而，在本实施方式中，可以说在下模具的内部设置有将向多个供给孔64a供给的流体在制冷剂和气体之间切换的流体切换机构。因此，各外侧配管64与各第一内侧配管72以及各第二内侧配管73的连接、非连接的切换，在与对钢板K供给流体(制冷剂以及气体)的供给孔64a接近的位置进行。换言之，能够在与外模具61的成型面61a接近的位置、即与流体的供给对象即钢板K接近的位置进行流体的供给、停止的控制。
因此，在通过外模具61的滑动面63封闭了第二内侧配管73的状态下，能够将气体预先供给至第二内侧配管73而使气体充满到第二内侧配管73的端部为止，之后，将外模具61抬起而使外侧配管64与第二内侧配管73连接。由此，能够将第二内侧配管73中所填充的气体迅速地从外侧配管64对钢板K喷吹。因而，与第一实施方式相比较，能够在停止向钢板K的表面供给制冷剂之后、更迅速地向钢板K的表面喷吹气体。
相同地，在通过外模具61的滑动面63封闭了第一内侧配管72的状态下，能够将制冷剂预先供给至第一内侧配管72而使制冷剂充满到第一内侧配管72的端部为止，之后，将外模具61压下至下止点而使外侧配管64与第一内侧配管72连接。由此，能够将第一内侧配管72中所填充的制冷剂迅速地从外侧配管64向钢板K喷吹。
此外，例如在图4所示的下模具60中，例如从阀芯47、48到最接近阀芯47、48的供给孔41a(图4右侧的供给孔)为止的总管路长、以及从阀芯47、48到最远离阀芯47、48的供给孔41a(图4左侧的供给孔)为止的总管路长为，其长度较大地不同。因此，在接近阀芯47、48的位置和远离阀芯47、48的位置，钢板K的冷却开始时期、气体的喷吹开始时期不同。与此相对，在本实施方式的热压成型装置中，能够得到与在各外侧配管64的滑动面63侧的端部设置有阀芯的情况相同的效果，因此与图4所示的下模具60相比较，能够使管路长的差极小。
另外，优选使外模具61的各外侧配管64的管路的长度相同。通过使各外侧配管64的管路长相同，由此从外侧配管64与内侧配管72、73的连接起到开始向钢板K供给制冷剂、气体为止的时间相同。在该情况下，能够使钢板K的面内的冷却开始时期、气体喷吹的开始时期均匀化。结果，能够使热压成型后的钢板K的硬度在面内均匀。
另外，第二实施方式的下模具60能够进行各种变更。以下，表示下模具60的变更例。
在上述实施方式中，通过上模具21将由弹性体65支承的外模具61压下，由此使外模具61相对于内模具71滑动。但是，只要能够使外模具61与内模具71相对地滑动，则也可以使内模具71滑动，并且也可以使外模具61与内模具71的双方滑动。在使内模具71滑动的情况下，例如图9所示，将外模具61直接配置在基座22的上面，例如通过致动器等驱动机构80使内模具71沿上下方向滑动即可。在该情况下，能够个别地控制钢板K的冲压结束时期和制冷剂的供给开始时期。
此外，在使用驱动机构80的情况下，除了外侧配管64的滑动面63侧的端部与第一内侧配管72连接的状态、外侧配管64的滑动面63侧的端部与第二内侧配管73连接的状态之外，还能够在外侧配管64的滑动面63侧的端部与第一内侧配管72以及第二内侧配管73的任一方都不连接的状态(即，外侧配管64的滑动面63侧的端部面对内模具71的内侧壁面的状态)之间进行切换。在该情况下，不需要配置阀芯47、48。
此外，在上述实施方式中，使模具61、71沿上下方向滑动而将各外侧配管64与各内侧配管72、73连接。但是，关于各配管64、72、73的配置、模具61、71的相对滑动的方向，并不限定于本实施方式，而能够任意地设定。例如，在使模具61、71沿水平方向滑动的情况下，如图10所示，将外模具61和内模具71沿水平方向错开地配置，将各外侧配管64和对应的各内侧配管72、73沿水平方向错开。然后，例如通过水平移动机构85使内模具71沿水平方向滑动，由此能够使第一内侧配管72与外侧配管64连接、或者第二内侧配管73与外侧配管连接。此外，例如还能够构成为，将内模具71构成为大致圆筒形状，使内模具71沿圆周方向滑动，由此使内侧配管72、73与外侧配管64连接。
或者，也可以如图11所示，在内模具71中不设置第二内侧配管73以及第二母管75而仅设置第一内侧配管72以及第一母管74。在该情况下，与第一实施方式的母管40相同，使第一母管74与制冷剂供给源11以及气体供给源12的双方连通。在如此构成内模具71的情况下，通过由驱动机构80使内模具71相对于外模具61滑动来开始制冷剂的供给，通过对阀芯47、48的开闭进行控制来开始气体的供给。
另外，在上述实施方式中，通过外模具61和内模具71来构成下模具60，但也可以通过外模具和内模具来构成上模具21。或者，也可以通过外模具和内模具来构成下模具60和上模具21的双方。此外，由外模具和内模具构成的模具，可以用于冲压成型所使用的凸模具以及凹模具的任一方，或者也可以用于凸模具和凹模具的双方。
此外，在上述实施方式中，在内模具71中对于各流体仅设置了一个母管，但也可以对于各流体设置多个母管。在该情况下，例如当以制冷剂为例时，在仅对于一部分母管停止制冷剂的供给时，能够停止从与供给被停止的第一母管74连接的第一内侧配管72以及外侧配管64供给制冷剂，并继续从剩余的第一内侧配管72以及外侧配管64供给制冷剂。即，能够选择性地停止制冷剂的供给。由此，能够对钢板K的被供给制冷剂的部位进行控制，在钢板K的面内使硬度变化。
此外，在上述实施方式中，对钢板K的热压成型进行说明，但也能够用于钢板以外的金属板材的热压成型。
另外，根据特定的实施方式对本发明进行了详细说明，但只要是本领域的技术人员就能够不脱离本发明的请求范围以及思想地进行各种变更、修改等。
产业上的可利用性
本发明在对钢板进行热压成型时是有用的。
符号的说明：
1热压成型装置
10热压成型模具
11制冷剂供给源
12气体供给源
13控制部
20下模具
20a成型面
21上模具
22基座
23升降机构
30定位销
40母管
41配管
42凸部
60下模具
61外模具
63滑动面
64外侧配管
71内模具
72第一内侧配管
73第二内侧配管
74第一母管
75第二母管
K钢板
P预冲孔

Claims (10)

1.一种热压成型方法，使用由第一模具和第二模具构成的成型模具对加热后的金属板材进行成型，其中，
将加热后的金属板材配置在上述第一模具和上述第二模具之间，
使上述第一模具和上述第二模具接近而对夹持在两模具间的金属板材进行冲压，
在对上述金属板材进行了冲压之后，经由设置于上述第一模具以及上述第二模具中的至少一方的多个供给孔，向夹持在两模具间的金属板材的表面供给液体状或者雾状的制冷剂，
在上述制冷剂的供给结束之后，经由上述多个供给孔向金属板材的表面喷吹气体。
2.如权利要求1所述的热压成型方法，其中，
在向金属板材的表面供给上述气体之前，使上述第一模具与上述第二模具分离。
3.如权利要求1或2所述的热压成型方法，其中，
在上述第一模具以及上述第二模具中的至少一方的内部，设置有对向上述多个供给孔供给的上述制冷剂和上述气体进行切换的流体切换机构。
4.如权利要求3所述的热压成型方法，其中，
上述第一模具以及上述第二模具中的至少一方具有设置有上述供给孔的外模具以及在该外模具内能够滑动地配置的内模具，
在上述外模具内设置有配设在该外模具和上述内模具的滑动面与上述供给孔之间的外侧配管，
在上述内模具内设置有配设在上述滑动面和与制冷剂供给源连通的连通部之间的第一内侧配管以及配设在上述滑动面和与气体供给源连通的连通部之间的第二内侧配管，
上述流体切换机构通过使上述外模具和上述内模具相对地滑动而将上述外侧配管与第一内侧配管或者第二内侧配管连接，由此对向上述多个供给孔供给的上述制冷剂和上述气体进行切换。
5.如权利要求1或2所述的热压成型方法，其中，
上述制冷剂是水或者防锈油的任一种。
6.一种热压成型模具，进行加热后的金属板材的冲压以及冷却，其中，
具备：
外模具，设置有向上述金属板材进行流体的供给的供给孔；以及
内模具，在该外模具内能够滑动地配置，
在上述外模具内设置有配设在该外模具和上述内模具的滑动面与上述供给孔之间的外侧配管，
在上述内模具内设置有配设在上述滑动面和与制冷剂供给源连通的连通部之间的第一内侧配管以及配设在上述滑动面和与气体供给源连通的连通部之间的第二内侧配管，
上述外侧配管、第一内侧配管以及第二内侧配管形成为，通过使上述外模具和上述内模具相对地滑动，能够将上述外侧配管至少在与第一内侧配管连接的状态和与第二内侧配管连接的状态之间进行切换。
7.如权利要求6所述的热压成型模具，其中，
上述外侧配管、第一内侧配管以及第二内侧配管形成为，通过使上述外模具和上述内模具相对地滑动，能够将上述外侧配管在与第一内侧配管连接的状态、与第二内侧配管连接的状态以及与两个内侧配管都不连接的状态之间进行切换。
8.如权利要求6或7所述的热压成型模具，其中，
各外侧配管的管路长度相等。
9.如权利要求6或7所述的热压成型模具，其中，
由上述内模具以及上述外模具构成的模具，用作为冲压成型用的上模具及下模具的至少任一方。
10.如权利要求6或7所述的热压成型模具，其中，
上述制冷剂是水、防锈油、水的雾、防锈油的雾中的任一种。
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