CN105264096B - 板工件的加热方法、加热装置和热压成型方法 - Google Patents

Abstract

提供了板工件的加热方法、加热装置和热压成型方法。板工件具有第一区域和第二区域。第一区域的在板工件的宽度方向上的截面积沿着板工件的纵向大致均匀、或沿着纵向单调增大或减小。第二区域以整体方式与第一区域的一部分邻接。该方法包括：加热第二区域，并且通过直接电阻加热沿着纵向加热至少第一区域。在加热第一区域之前加热第二区域，使得将第一区域和第二区域加热到给定温度范围内。

Description

板工件的加热方法、加热装置和热压成型方法

技术领域

本发明涉及具有第一区域和第二区域的板工件的加热方法和加热装置、以及使用该加热方法和加热装置的热压成型方法。

背景技术

根据现有技术的方法，一对电极布置成接触工件，并且将电流施加于一对电极之间以通过直接电阻加热来加热工件。与在炉中加热工件的炉加热方法相比，该方法能够使加热装置小型化。然而，利用直接电阻加热方法，可能因为板工件的形状而存在加热温度的不均匀。因此，直接电阻加热方法多用于加热具有简单形状的板工件，诸如带板、矩形工件等。

近年来，已经提出了不具有简单形状的板工件的直接电阻加热。例如，JP2011-189402A公开了一种电阻加热方法，该电阻加热方法用于在车辆部分的热压成型处理中加热具有由多个形状组成的形状的金属板。根据JP2011-189402A的公开，四个以上的电极装接于具有由多个形状组成的形状的板工件，并且选择两个电极且施加电流以均匀地加热板工件。

作为另一个现有技术的实例，JP4563469B2公开了淬火并且按压板工件的一部分的方法。根据该方法，沿着纵向改变要被按压的板工件的宽度，使得当电流施加于一对电极时，存在具有高电流密度的部分，并且将该部分加热到等于或高于淬火温度的温度。其它部分由于其低电流密度而维持淬火温度以下的温度。

在JP2011-189402A中公开的加热装置要求将大量的电极装接于板工件以均匀地加热该板工件。因此，加热装置的结构复杂。

另一方面，虽然只要如JP4563469B2所公开地加热具有复杂形状的板工件的仅一部分，能够简化加热装置的结构，但当将要均匀地加热板工件的宽区域时，由于板工件的形状需要适于热处理，所以生产力降低。

当利用直接电阻加热加热具有由多个形状组成的形状的板工件时，可以沿着纵向上的整个长度施加电流，以简化加热装置的结构。

然而，因为工件的在与纵向垂直的方向上的截面积在工件的纵向端部之间增大或减小，所以简单地将电流施加于纵向端部之间产生沿着电流流动路径的收缩部或膨胀部，使得在宽度方向上的电流密度分布沿着纵向过度不均匀。这因此引起了沿着纵向的过度加热或加热不足部，并从而，不能均匀地加热整个工件。

发明内容

本发明的目的是提供利用简单构造容易地将复杂形状的板工件的宽区域加热到给定温度范围内的加热方法和加热装置，并且提供使用该加热方法的热压成型方法。

根据本发明的方面，提供了一种加热板工件的方法。板工件具有第一区域和第二区域。第一区域的在板工件的宽度方向上的截面积沿着板工件的纵向大致均匀、或者沿着纵向单调增大或减小。第二区域以整体方式与第一区域的一部分邻接。该方法包括：加热第二区域，并且通过直接电阻加热沿着纵向加热至少第一区域。在加热第一区域之前加热第二区域，使得第一区域和第二区域加热到给定温度范围内。

第一区域的宽度沿着纵向大致均匀、或沿着纵向单调增大或减小，并且第二区域可以在宽度方向上与第一区域的一部分邻接。

板工件可以包括沿着所述板工件的纵轴布置的窄部和宽部。所述宽部在宽度方向上比所述窄部宽。所述第一区域可以包括窄部和由虚拟边界线限定在所述宽部中的延伸部，所述虚拟边界线是所述窄部的两侧缘沿着所述纵轴的延伸。

加热至少所述第一区域可以包括：将一对电极布置在宽度方向上，使得一对所述电极接触所述板工件的表面；在电流施加到至少一个电极的同时，移动所述至少一个电极。加热所述第二区域可以包括将所述第二区域加热到比所述给定温度范围低的温度，并且加热至少所述第一区域可以包括通过直接电阻加热沿着纵向进一步加热所述第二区域和所述第一区域。加热所述第二区域可以包括将所述第二区域加热到比所述给定温度范围高的温度。

第一区域的宽度可以沿着纵向大致均匀、或沿着纵向单调增大或减小，并且第二区域可以在纵向上与第一区域的一部分邻接。加热至少所述第一区域可以包括，通过直接电阻加热沿着纵向加热所述第一区域的同时进一步加热所述第二区域。

加热所述第二区域可以包括将所述第二区域加热到比所述给定温度范围低的温度。

加热所述第二区域可以包括通过直接电阻加热、感应加热、炉加热或加热器加热来加热所述第二区域。

在这些方法中，优选地，一对电极布置在宽度方向上，使得一对电极接触板工件的表面，并且至少一个电极在施加有电流的同时在纵向上移动，从而通过直接电阻加热沿着纵向加热第一区域。

根据本发明的另一个方面，提供了加热板工件的装置。板工件具有第一区域和第二区域。所述第一区域的宽度沿着所述板工件的纵向大致均匀、或沿着纵向单调增大或减小。所述第二区域在所述板工件的宽度方向或纵向上以整体方式与所述第一区域的一部分邻接。该装置包括：第一加热部，其构造成加热至少所述第一区域；和第二加热部，其构造成加热所述第二区域。所述第一加热部包括一对电极，该一对电极布置在宽度方向上，使得一对所述电极接触所述板工件的表面以将电流施加到所述板工件。所述第一加热部可以还包括驱动单元，该驱动单元构造成在电流施加到至少一个电极的情况下，使所述至少一个电极根据所述板工件的截面积的变化在纵向上移动。

所述第一加热部可以构造成加热所述第二区域和所述第一区域。

根据本发明的另一个方面，提供了一种热压成型方法。热压成型方法包括通过前述方法加热第一区域和第二区域，并且在加热之后，使用按压模具按压第一区域和第二区域。

根据本发明的另一个方面，提供了一种热压成型方法。热压成型方法包括通过直接电阻加热来加热板工件的至少一部分，并且使用按压模具按压成型板工件的被加热部。所述加热包括：将一对电极布置在板工件的宽度方向上，使得一对电极接触板工件的表面，并且在电流施加到至少一个电极的情况下，使该至少一个电极在纵向上移动。

根据上述加热方法和加热装置，通过分别加热包括第一区域和与第一区域邻接的第二区域的多个区域而进行板工件的加热。因此，能够在简单形状的情况下加热各个区域。第一区域的在宽度方向上的截面积沿着纵向大致均匀，或沿着纵向单调增大或减小。因此，当沿着纵向将电流施加到第一区域时，沿着电流流动路径不存在收缩部或膨胀部。

因此，当通过直接电阻加热沿着纵向加热第一区域时，不存在宽度方向上的电流密度分布过度变化的部分。从而，通过根据第一区域的在纵向上的截面积的变化利用直接电阻加热来加热第一区域，能够以大致均匀的方式容易地加热第一区域的宽区域，并且能够在纵向上有效地加热板工件。

此外，通过将与第一区域的一部分邻接的第二区域加热到适当温度，然后当第二区域到达适当加热状态时加热第一区域，能够将第一区域和第二区域的宽结合区域加热到给定温度范围内。

此外，通过直接电阻加热沿着纵向加热整个第一区域，并且使用适当方法加热第二区域，能够不同时而分别地加热第一区域和第二区域。因此，能够在简单构造的情况下加热第一区域与第二区域的宽结合区域。

在将该加热方法应用于第二区域在宽度方向上以整体方式与第一区域的一部分邻接的板工件的情况下，当首先加热第二区域时，第二区域的温度升高，使得与第一区域相比，第二区域的电阻已经增大。因此，在通过直接电阻加热来加热第一区域时，能够减少流经第二区域的电流的量，并且能够在板工件中形成对应于第一区域的电流流动路径。因此，通过将第二区域加热到适当加热状态、然后通过直接电阻加热沿着纵向加热第一区域使得第一区域在宽区域上大致均匀地加热，能够容易地将第一区域和第二区域的宽区域加热到给定温度范围内。

在将该加热方法应用于第二区域在纵向上以整体方式与第一区域的一部分邻接、并且第二区域比第一区域宽的板工件的情况下，当首先加热第二区域时，能够预热第二区域。因此，当首先将第二区域加热到处于适当加热状态、并且然后通过直接电阻加热沿着纵向加热第一区域和第二区域时，能够容易地将第一区域和第二区域的宽区域加热到给定温度范围内。

附图说明

图1A至1D图示出根据本发明的第一实施例的板工件加热方法。

图2A至2E图示出根据本发明的第二实施例的板工件加热方法。

图3A至3C图示出根据本发明的第三实施例的板工件加热方法。

图4图示出根据本发明的第四实施例的热压成型方法。

图5图示出根据本发明的第四实施例的变形例的热压成型方法。

具体实施方式

在下文中，将参考附图具体描述本发明的实施例。

第一实施例

该实施例图示出加热并且然后淬火板状工件W的实例。在该实施例中，要被加热的板工件W是由钢制成的变形板，其形状将形成为产品的形状，具体地，车辆的B柱。

如图1A所示，该板工件W具有第一区域11和以整体方式与第一区域11的一部分邻接的多个第二区域12。更具体地，在第一区域11的在板工件W的纵向上的两端处，第二区域12在板工件W的在板工件W的宽度方向上的两侧与第一区域11邻接。第一区域11的在板工件W的宽度方向上的截面积沿着纵向单调增大或减小。整个板工件具有大致均匀的厚度。第一区域11的宽度在纵向上单调增大或减小。

在宽度方向上的截面积在纵向上单调增大或减小是指截面积沿着纵向的变化，即，在沿着纵向的各个点处的截面积在一个方向上增大或减小而无拐点。如果在直接电阻加热时不由于电流密度沿着宽度方向过度不均匀而产生实际上有问题的局部低温部或局部高温部，则能够将截面积视为单调增大或减小，电流密度沿着宽度方向过渡不均匀是截面积沿着纵向急剧变化的结果。可选择地，在宽度方向上的截面积可以沿着纵向大致均匀地连续。

在该实施例中，板工件W具有在纵轴L上延伸的窄部16和以整体方式设置在窄部16的两端处的宽部17。第一区域11包括窄部16和通过虚拟边界线16X限定在各个宽部17中的延伸部11X，虚拟边界线16X是窄部16的两侧缘沿着纵轴L的延伸。纵轴L能够通过沿着纵向延伸的线来限定。

用于板工件W的加热装置包括：用于加热第一区域11的第一加热部21，如图1C和1D所示；和用于加热第二区域12的第二加热部22，如图1B所示。

第一加热部21包括：一对电极23、24，其布置在宽度方向上，使得一对电极23、24接触板工件W的表面；和驱动单元25，其构造成将电流供给到一个电极23，并且同时，使电极23根据截面积的变化在纵向上移动。

在该实施例中，第一加热部21具有足以使一对电极23、24横跨板工件W的整个宽度的长度。一对电极23、24与板工件W的表面产生接触，使得一对电极与纵向垂直并且互相平行地横跨第一区域11。另外，一个电极24在施加有来自电源的电流的同时通过驱动单元25在板工件W的纵向上移动。各个电极23、24可以构造成可旋转滚轮。

驱动单元25能够使电极24从大宽度截面积朝着小宽度截面积移动，同时控制移动速度。这里，能够根据板工件W的在纵向上的截面积的变化而增大一对电极23、24之间的距离。

移动速度的控制使得能够调节在纵向上的各个位置处的电流流动时间，使得电流流动时间在大截面积处延长、并且电流流动时间在小截面积处缩短。因此，第一区域11能够在整个区域上可控制地加热到给定温度范围内，即，目标温度允许的温度范围。优选地，控制该移动速度，使得在板工件W的在纵向上的各个位置处的每单位长度的热产生率基于各种情况，例如，板工件W的材料、形状、电流值、目标温度等变得尽可能地恒定。

优选地，将第二加热部22设计成当加热第二区域12时限制第一区域11的加热，如图1B所示。例如，第二加热部可以通过下述方式来加热第二区域：通过使用接触第二区域12的一对电极直接电阻加热、通过使线圈朝着第二区域12移动而感应加热、或通过将第二区域12的一部分布置在加热炉中并且加热而炉加热。可选择地，可以通过使加热到特定温度的加热器接触到第二区域而加热第二区域。

当通过使一对电极接触到第二区域而直接电阻加热第二区域12时，可以施加高频电流。当使用高频电流时，第二区域12的外缘由于集肤效应(skin effect)而强烈地被加热，使得容易仅加热第二区域12。

通过加热装置以下面的方式加热板工件W。

首先，如图1A所示，将板工件W划分为第一区域11和第二区域12。由于能够任意地限定第一区域11和第二区域12，所以区域的形状优选地限定为能够尽可能容易地加热的形状。这里，通过使窄部16的两个缘沿着纵轴L进一步虚拟延伸，虚拟边界线16X形成在板工件W的两个纵向端侧处。从而，延伸部11X由虚拟边界线16X限定在宽部17中。窄部16及其两端侧上的延伸部11X统称为第一区域11，并且虚拟边界线16X与宽部17的侧缘之间的部分统称为第二区域12。

随后，如图1B所示，第二区域12安置在第二加热部22中并且被第二加热部22加热。这里，仅当加热除了第一区域11之外的第二区域12时，将第二区域12加热到高温，而第一区域11维持低温。从而，第二区域12的电阻变得比第一区域11的电阻高，从而形成用于随后的第一区域11的直接电阻加热的电流流动路径。

当第二区域12的加热终止时，优选地，将第二区域12加热到比目标加热温度高的温度。因此，即使当由于直到通过直接电阻加热随后加热第一区域11的散热使第二区域的温度降低时，也能够将第二区域12加热到处于给定温度范围内。

随后，在加热第二区域12之后，如图1C和1D所示，在通过使一对电极23、24与板工件W产生接触而将电流从电源辊(power supply rolls)供给到电极23、24的同时，使电极24在纵向上移动而沿着纵向直接电阻加热第一区域11。随着电极24移动，在初始加热阶段，在纵向上的一部分的范围中对第一区域11施加电流。随着电极24进一步移动，第一区域的电流流动范围增大。在最终加热阶段，电流在大致整个长度上流过第一区域11。

这里，已经将第二区域12加热到高温，从而提高了第二区域12的电阻。这使得电流能够很多地流过维持在低温下的第一区域11，从而加热第一区域11。从而，将第一区域11加热到接近目标温度的给定温度范围内。

通过调节第二区域12的加热温度和第一区域11的加热时间将第一区域11和第二区域12加热到给定温度范围。同时，根据第二区域12的加热和第一区域11的直接电阻加热之间的时间或热转移的量，第二区域12的温度可能经常由于散热而降低。为了解决该情况，可以将第二区域12进一步加热到更高的温度。在这种情况下，第一区域11的升高的温度和第二区域12的降低的温度变得互相相等。从而，能够将第一区域11和第二区域12加热到给定温度范围内。在该实施例中，其后使区域迅速冷却用于淬火。

如前所述，对于从工件W划分的第一区域11和第二区域12，分开加热板工件W。因此，各个区域形成为简单的形状以有助于加热。两个区域中的第一区域11具有宽度在纵向上单调增大或减小的形状。从而，第一区域沿着电流流动路径不具有收缩部或膨胀部。这里，当电流在纵向上流动时，电流不平滑地流过膨胀部。

因此，当电流流过第一区域11从而电阻加热第一区域时，不存在在宽度方向上的电流密度分布过度变化的部位。因此，当根据第一区域11的截面积的沿着纵向的变化而利用直接电阻加热加热第一区域11时，能够容易并且均匀地加热第一区域11的宽范围，并且能够在纵向上有效地加热板工件W。

此外，当在第二区域12变为适当加热状态之后加热第一区域11时，能够将第一区域11与第二区域12的宽结合区域加热到给定温度范围内。

此外，由于不要求同时加热各个区域，能够沿着纵向通过直接电阻加热加热整个第一区域11，并且能够通过适于第二区域12的方法加热第二区域12，所以能够利用简单构造加热第一区域11与第二区域12的宽结合区域。

此外，板工件W形成为使得第二区域12以整体方式在宽度方向上与第一区域11的一部分邻接。因此，当首先加热第二区域12时，对应于第一区域11的电流流动路径形成在板工件W中。因此，在将第二区域12加热到适当加热状态之后，通过经由纵向直接电阻加热在宽范围上均匀地加热第一区域，能够容易地将第一区域11和第二区域12的宽范围加热到给定温度范围内。

第一实施例已经图示出了通过使窄部16的两个缘虚拟延伸而形成虚拟边界线16X、从而限定第一区域11的实例。然而，虚拟边界线16X可以形成为使得第一区域11的各个端部的宽度在纵向上维持恒定。在这种情况下，当通过使一对电极23、24与第一区域11产生接触而加热第一区域11时，电极在短时间内在延伸部11X上比其它区域上更迅速地移动，从而均匀地加热第一区域的整个范围。

此外，当第一区域11在其它部分区域上设置有在宽度方向上的截面积在纵向上维持恒定的部分时，电极23、24也在短时间内在该部分上比在其它部分上更迅速地移动，从而均匀地加热第一区域11。

第二实施例

接着，将描述第二实施例。这里的板工件W与第一实施例中的板工件W相似。即，作为整体结构，板工件W包括：窄部16，其沿着纵轴L延伸；第一宽部17a，其设置在窄部16的一端上；和第二宽部17b，其比第一宽部17a宽，并且设置在窄部16的另一端上。工件W具有：第一区域11，其沿着纵向设置在工件W的整个长度上，第一区域11的在宽度方向上的截面积在纵向上从一端到另一端单调增大；第二区域12a，其设置在第一宽部17a中，并且在第一区域11的一端处从宽度方向上的两侧与第一区域11邻接；和另一个第二区域12b，其设置在第二宽部17b中，并且在第一区域11的另一端处从宽度方向上的两侧与第一区域11邻接。

在该实施例中，板工件W局部加热到不同的温度范围内，并且然后冷却，从而形成具有不同特性的部分。具体地，将第二宽部17b加热到第一温度范围内，并且除了第二宽部17b之外的剩余部分加热到比第一温度范围高的第二温度范围内，并且然后冷却工件。这因此使得第二宽部17b和除了第二宽部17b之外的剩余部分能够具有不同的特性。

除了第一加热装置21与第一实施例中不同之外，在该实施例中使用的加热装置与第一实施例中的相同。如图2C和2D所示，该加热装置的第一加热部21构造成使得电极24具有比第二宽部17b的宽度小并且对应于第一区域11的最大宽度的宽度，并且一对电极23、24能够分别通过驱动单元25a、25b而在板工件W上在纵向上移动。其它构造与第一实施例中的构造相同。

为了使用该加热装置加热板工件W，如在第一实施例中一样，将板工件W划分为多个子区域，从而形成第一区域11和第二区域12a、12b，如图2A所示。

随后，如图2B所示，第二区域12a、12b分别布置在第二加热部22a、22b中并且在第二加热部22a、22b中加热。当加热该区域时，优选地，将一侧的成对的第二区域12a加热到比第二温度范围高的温度，并且将另一侧的第二区域12b加成成比第一温度范围高的温度。

当如上所述第一区域11维持在低温状态并且第二区域12a、12b维持在高温状态时，第二区域12a、12b的电阻变得比第一区域11的电阻大，从而形成用于第一区域11的随后的直接电阻加热的电流流动路径。

随后，如图2C和2D中的实线所示，一对电极23、24与第一区域11的中间部，具体地，与板工件W的窄部16和第二宽部17b之间的边界邻接的部分产生接触。这里，一对电极23、24分别大致平行并且大致垂直于纵向地布置，从而横跨第一区域11。

在从供电单元施加大致恒定的电流的同时，各个电极23、24在纵向上在第一区域11的整个长度上移动。从而，通过直接电阻加热沿着纵向在整个长度上加热第一区域11。电极24通过驱动单元25a朝着一侧移动，而电极23通过驱动单元25b朝着另一侧移动。因此，在初始直接电阻加热阶段，第一区域11在纵向上施加有局部范围的电流。然后，随着电极23、24互相分开移动，第一区域的电流流动范围增大。在最终加热阶段，电流在大致整个长度上流过第一区域11。

这里，优选地，根据诸如第一区域11的形状、目标温度范围等的各种加热条件来调节当各个电极23、24移动时的顺序、速度等。

例如，可以调节移动顺序，使得电极23、24同时移动，或者，需要长的电流流动时间的电极24首先移动，而后电极23移动。例如，可以调节移动速度，使得电极23、24以不同的速度移动，或者，电极23根据第一区域11的宽度方向上的截面积的变化而沿着纵向以可变速度移动。

通过以下面的方式调节各个电极23、24的移动顺序、运动速度等将第一区域11的各个部分加热到目标温度范围：调节各个纵向位置处的电流流动时间，使得电流流动时间在大截面积处增大，并且电流流动时间在小截面积处减小。这里，第二宽部17b中的第一区域11加热到第一温度范围内，并且剩余部分中的第一区域11加热到第二温度范围内。

如上所述，能够在预先加热第二区域12a、12b的状态下加热第一区域11的各个位置。这里，通过适当地调节第二区域12a、12b的加热温度、第一区域11的加热时间等，第二宽部17b的整个部分能够加热到第一温度范围内，并且剩余部分的整个部分能够加热到第二温度范围内。从而，如图2E中的虚线所示，板工件W可以具有多个温度区域。根据该实施例，其后将工件迅速冷却以完成淬火。

当根据上述方法加热板工件W时，也能够具有与第一实施例相似的效果。特别地，根据第二实施例，对于第一区域11和第二区域12a、12b，将工件分开加热成不同的温度。从而，能够将各个区域加热到不同的温度范围内。

虽然第二实施例采用了厚度大体恒定的板工件W，但是还能够采用具有不同厚度区域的定制板坯(tailored blank)型工件。例如，该实施例能够采用第二宽部17b和剩余部分具有不同厚度的板工件W，将以与上述相同的方式对其进行加热。在这种情况下，容易将第二宽部17b和剩余部分加热到相同的温度范围内。即使当工件具有均匀厚度时，也可以以相似的方式将工件加热到相同的温度范围内。

第三实施例

接着，将描述第三实施例。

如图3A所示，该实施例中的板工件W包括：具有大致梯形形状的第一区域11，其在整个范围内具有大致均匀的厚度，并且其宽度方向上的截面积在纵向上单调增大或减小；和第二区域12，其宽度比第一区域11的宽度大。

用于板工件W的加热装置包括：第一加热部21，其加热第一区域11和第二区域12；和第二加热部22，其加热第二区域12，如图3B和3C所示。

第二加热部22被设计成限制第一区域11的加热，但是加热第二区域12，如图3B所示。例如，第二加热部可以通过下述方式来加热第二区域：通过使一对电极与第二区域12产生接触而直接电阻加热、通过使线圈朝着第二区域12移动而感应加热、或通过将第二区域12的一部分布置在加热炉中并且加热的炉加热。可选择地，可以通过使加热到特定温度的加热器接触第二区域而加热第二区域。在该实施例中，仅第二区域12布置在加热熔炉中并且在其中加热。

第一加热部21包括一对电极23、24，该一对电极在宽度方向上大致互相平行地与板工件W的表面产生接触，如图3B所示。第一加热部被设计成在纵向上将恒定量的电流从供电单元供给到工件。

通过加热装置以下面的方式加热板工件W。

首先，如图3A所示，板工件W划分成多个区域以限定第一区域11和第二区域12，从而尽可能均匀地加热工件。这里，将具有大的宽度方向上的截面积的区域限定为第二区域。具有大截面积的第二区域是当使用一对电极23、24进行直接电阻加热时难以得到充足的电流密度的区域。另外，将宽度方向上的截面积比第二区域的截面积小的区域限定为第一区域。

随后，如图3B所示，将第二区域12布置在第二加热部22中并且在其中加热。加热熔炉用作第二加热部22，使得第二区域局部布置在加热熔炉中并且被加热。优选地，将第二区域预热到比目标加热温度范围低的适当温度。

在加热第二区域12之后，如图3C所示，一对电极23、24与板工件W的两侧上的表面产生接触。从供电单元对电极23、24施加恒定电流，使得电极沿着纵向执行直接电阻加热。这里，当对第一区域11施加电流、使得将第一区域加热到预定温度范围内时，由于第二区域12具有较宽的宽度，所以第二区域12具有比第一区域11的每单位面积热产生率低的每单位面积热产生率。然而，由于第二区域12被适当地预热，所以能够通过直接电阻加热将整个第一区域和整个第二区域加热到给定温度范围内。在该实施例中，通过随后的迅速冷却来进行淬火。

根据前述的加热方法和装置，对于第一区域11和与第一区域11的一部分邻接的第二区域12分别地进行加热。因此，各个区域形成为简单的形状以有助于加热。工件W具有第一区域和第二区域的宽度方向上的截面积在纵向上单调增大或减小的形状。从而，工件沿着电流流动路径不具有收缩部或膨胀部。这里，当电流在纵向上流动时，电流不平滑地流过膨胀部。因此，当根据截面积的沿着纵向的变化通过直接电阻加热加热第一区域11时，能够容易并且均匀地加热第一区域11的宽范围。从而，能够在纵向上有效地加热板工件W。

此外，比第一区域11宽的第二区域12以在整体方式在板工件W的纵向上与第一区域11邻接。因此，当首先预热第二区域12而后通过直接电阻加热来加热沿着整个长度的整个区域时，不需要预热板工件W的整体部分，并且容易沿着纵向执行直接电阻加热。因此，能够使第二加热部22小型化，并且能够使整个装置紧凑。

虽然第三实施例图示出了具有第一区域11和第二区域12的宽度方向上的截面积单调增大或减小的梯形，但是本发明不限于此。例如，本发明当然能够适于第一区域11和第二区域12分别具有宽度方向上不同的截面积、但是纵向上大致均匀的工件。

第四实施例

接着，将描述第四实施例。该实施例图示出了进行热压成型的实例。

在该实施例中，使用上述第一至第三实施例中的一个实施例的加热方法和加热装置来加热可能是不同种类的板工件W，并且然后通过使用模具按压处于高温状态的工件而热压成型，来代替淬火。

首先，如图4所示，利用加热装置20通过直接电阻加热来加热切割成预定形状的板工件W，并且将一对电极23、24横跨板工件W布置在宽度方向上，使得电极23、24接触工件W的表面。在将电流施加到电流的同时，通过根据截面积的沿着纵向的变化使电极朝着纵向上的一侧或相反侧移动而加热板工件W。其后，利用按压机的按压模具28立即按压处于高温状态的板工件W，从而形成预定形状的产品。当第一区域11和第二区域12处于加热状态时，优选地，通过利用按压模具28按压第一区域11和第二区域12而形成工件。

根据该热压成型方法，在通过直接电阻加热加热工件之后，利用按压模具28按压工件。因此，仅利用诸如一对电极23、24等这样的简单构造构成加热设备就足够了。从而，加热设备能够与按压机相邻或一体地设置。因此，能够在加热之后的短时间内通过按压模具28按压形成板工件W。这因此限制了加热的工件W的温度下降，并且因此防止能量损失。另外，能够缩短或甚至消除加热之后的设备移动时间，从而防止板工件W的表面氧化，并从而获得高质量的产品P。

此外，如上所述，能够在第一区域11和第二区域12的宽结合区域上将工件加热到给定温度范围内。因此，当通过按压模具28按压工件时，使变形区域中的温度范围更小，使得板工件W的强度范围也能够更小。因此，能够容易地进行按压成型并且维持产品P的恒定质量。

特别地，在该实施例中，布置在宽度方向上的一对电极23、24在纵向上移动，同时通过与工件的表面接触而将电流施加到工件。从而，首先通过直接电阻加热来加热工件的至少一部分，并且然后通过按压模具28按压。因此，即使当板工件W具有在纵向上增大或减小的截面积时，也防止加热温度由于紧凑型装置而偏离，从而提供恒定质量的产品P。

第四实施例的热压成型方法能够应用于例如中空板件Wp，如图5所示。在这种情况下，在通过使一对电极与工件产生接触而将电流施加到工件Wp的同时，能够通过使电极根据各个壁的截面积的沿着纵向的变化移动的直接电阻加热，来加热具有给定形状的中空工件Wp。紧接着，通过按压机的按压模具28按压处于高温状态的工件Wp，从而形成具有预定形状的产品P。这样的热压成型方法也能够提供与前述实施例相似的效果。

可以在本发明的范围内对上述实施例进行各种变化和修改。

例如，本发明能够应用于在各个区域具有不同厚度的板工件W。在这种情况下，在各个实施例中，优选地，基于其在宽度方向上的各个截面积而不是其宽度来加热第一区域和第二区域。另外，还能够将各个实施例适用于加热或形成宽度方向上的截面积沿着纵向大致均匀、并且厚度和宽度沿着纵向大致均匀的区域。

虽然各个实施例已经图示出了当通过直接电阻加热加热第一区域11时一对电极23、24中的一个电极移动的实例，但是还能够根据第一区域11的形状使一对电极23、24互相分开地移动。

此外，在各个实施例中使用的各个电极23、24的长度不受特别限制，而是可以根据诸如板工件W或各个区域的形状、加热温度等这样的各种条件而进行适当调节。特别地，当通过使一对电极与第二区域产生接触而加热第二区域12时，优选地，根据第二区域12的形状或位置而适当地调节各个电极的长度或形状。

此外，虽然第一至第三实施例已经图示出了首先加热板工件W并且然后冷却加热的工件、从而进行淬火的实例，但是执行加热的目的不受特别限制。例如，可以执行该处理以仅进行加热，进行诸如回火或退火的其它热处理，或者实现诸如油漆的干燥或热硬化的目的。在这种情况下，优选地，将工件加热到最佳温度以适应各种目的。

此外，虽然各个实施例已经图示出了第二区域12设置在板工件W的在纵向上的端侧的实例，但是还能够将本发明应用于第二区域12设置在纵向上的中间部的情况。

本申请基于2013年6月5日提交的日本专利申请No.2013-119239，该专利申请的全部内容通过引用并入此处。

Claims (11)

1.一种加热板工件的方法，所述板工件具有第一区域和第二区域，其中，所述第一区域的在所述板工件的宽度方向上的截面积沿着所述板工件的纵向单调增大或减小，并且其中，所述第二区域以整体的方式与所述第一区域的一部分邻接，所述方法包括：

加热所述第二区域；和

通过直接电阻加热沿着所述纵向加热至少所述第一区域，

其中，在通过装置的第一加热部加热所述第一区域之前，通过所述装置的第二加热部加热所述第二区域，使得所述第一区域和所述第二区域加热到相同的给定温度范围内，

其中，加热至少所述第一区域包括：在宽度方向上布置一对电极，使得一对所述电极接触所述板工件的表面；在电流施加到所述电极中的至少一个电极的情况下，移动所述至少一个电极。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一区域的宽度沿着所述纵向单调增大或减小，并且其中，所述第二区域在宽度方向上与所述第一区域的一部分邻接。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述板工件包括沿着所述板工件的纵轴布置的窄部和宽部，其中，所述宽部在宽度方向上比所述窄部宽，其中，所述第一区域包括窄部和由虚拟边界线限定在所述宽部中的延伸部，所述虚拟边界线是所述窄部的两侧缘沿着所述纵轴的延伸。

4.根据权利要求1至3的任意一项所述的方法，其中，加热所述第二区域包括将所述第二区域加热到比所述给定温度范围低的温度，并且其中，加热至少所述第一区域包括，通过直接电阻加热沿着纵向加热所述第一区域的同时进一步加热所述第二区域。

5.根据权利要求1至3的任意一项所述的方法，其中，加热所述第二区域包括将所述第二区域加热到比所述给定温度范围高的温度。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一区域的宽度沿着所述纵向单调增大或减小，并且其中，所述第二区域在所述纵向上与所述第一区域的一部分邻接，

其中，加热至少所述第一区域包括，通过直接电阻加热沿着纵向加热所述第一区域的同时进一步加热所述第二区域。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，加热所述第二区域包括将所述第二区域加热到比所述给定温度范围低的温度。

8.根据权利要求1至3的任意一项所述的方法，其中，加热所述第二区域包括通过直接电阻加热、感应加热、炉加热或加热器加热来加热所述第二区域。

9.一种加热板工件的装置，所述板工件具有第一区域和第二区域，其中，所述第一区域的宽度沿着所述板工件的纵向单调增大或减小，并且其中，所述第二区域在所述板工件的宽度方向或所述纵向上以整体的方式与所述第一区域的一部分邻接，所述装置包括：

第一加热部，该第一加热部构造成加热至少所述第一区域；和

第二加热部，该第二加热部构造成加热所述第二区域，

其中，所述第一加热部包括一对电极，该一对电极布置在宽度方向上，使得一对所述电极接触所述板工件的表面，从而将电流施加到所述板工件，并且

其中，在通过所述第一加热部加热所述第一区域之前，通过所述第二加热部加热所述第二区域，使得所述第一区域和所述第二区域加热到相同的给定温度范围内，

其中，所述第二区域在所述宽度方向上与所述第一区域的一部分邻接，并且其中，所述第一加热部还包括驱动单元，该驱动单元构造成在电流施加到所述电极中的至少一个电极的情况下，使所述至少一个电极根据所述板工件的截面积的变化在所述纵向上移动。

10.根据权利要求9所述的装置，其中，所述第二区域在所述纵向上与所述第一区域的一部分邻接，并且其中，所述第一加热部构造成，加热所述第一区域的同时加热所述第二区域。

11.一种热压成型方法，包括：

通过根据权利要求1至8的任意一项所述的方法来加热所述第一区域和所述第二区域；和

在所述加热之后，使用按压模具按压所述第一区域和所述第二区域。