CN106471862B - 直接电阻加热方法和压制成型品制造方法 - Google Patents

Abstract

在直接电阻加热方法中，电流被施加到具有变化的横截面面积的板工件，以加热工件，使得高温加热区域和非高温加热区域被并排设置。该直接电阻加热方法包括：准备步骤，将一对电极布置在工件上；加热步骤，在将电流施加到一对电极的同时，使第一电极从高温加热区域的一端部移动，当第一电极到达高温加热区域的另一端部时，停止第一电极的运动，并且当在使第一电极停止之后过去了预定时间时，停止将电流施加到一对电极。压制成型品制造方法包括利用压模压制已经通过直接电阻加热方法而加热的工件，以进行热压成型。

Description

直接电阻加热方法和压制成型品制造方法

技术领域

本发明涉及一种将电流施加到板工件的直接电阻加热方法，以及一种利用该直接电阻加热方法的压制成型品的制造方法。

背景技术

车辆的结构，例如，要求强度的部件诸如各种立柱和加强部，通过加热来制造。加热被分类为间接加热和直接加热。间接加热的实例为所谓的炉气加热，即将工件放入到加热炉内并且通过控制加热炉的温度而加热工件。另一方面，直接加热的实例包括：感应加热，即通过将涡流供给到工件而加热工件；以及直接电阻加热，即通过直接将电流供给到工件而加热工件。

作为车身的组件，使用通过结合不同类型的钢板而部分改变特性的拼焊板材料。例如，JP 2004-58082 A公开了一种方法，其将具有互相不同的材料或者互相不同的厚度的部件的端部对接焊接，而后进行冲压加工。

然而，对于拼焊板材料，需要对接焊接多种材料。加工工序的数量增多，并且从而拼焊板材料不适于批量生产。

发明内容

本发明的目的是提供一种直接电阻加热方法，其中，加工工序的数量为少的，并且适于批量生产，并且提供一种利用该直接电阻加热方法的压制成型品的制造方法。

根据本发明的方面，提供了一种直接电阻加热方法。根据直接电阻加热方法，电流被施加到板工件，所述板工件的横截面面积在所述板工件的纵向上变化，并且所述板工件被加热，使得沿着所述纵向而并排地设置高温加热区域和非高温加热区域。该直接电阻加热方法包括：准备步骤，将包括第一电极和第二电极的一对电极布置在板工件上；加热步骤，在将电流施加到一对电极的同时，使第一电极在纵向上从高温加热区域的一端部移动，当第一电极到达高温加热区域的另一端部时，停止第一电极的移动，并且当在使第一电极停止之后经过了预定时间时，停止将电流施加到所述一对电极。

直接电阻加热方法还可以包括：在所述加热步骤之后的非加热步骤，其使所述第一电极重新开始在所述纵向上移动，并且使所述第一电极向下一个高温加热区域的一端部移动，从而转换到下一个加热步骤。

在所述加热步骤中，可以控制施加到所述一对电极的电流和所述第一电极的移动速度这两者之中的至少一者，使得所述高温加热区域在纵向上具有预定的温度分布。

可以与所述板工件的横截面面积的变化相对应地控制施加到一对电极的电流和第一电极的移动速度，并且在所述高温加热区域的另一端部处暂时停止所述第一电极的移动的状态下，电流可以被施加到所述一对电极，从而向所述高温加热区域补偿热量的不足，该热量的不足由于在使所述第一电极从所述高温加热区域的另一端部向下一个高温加热区域的一端部移动时不将电流施加到所述一对电极而导致。

施加到所述一对电极的电流可以是恒定的，可以与所述板工件的横截面面积的变化相对应地控制所述第一电极的移动速度，并且基于使所述第一电极从所述高温加热区域的另一端部移动到下一个高温加热区域的一端部所需要的时间段，来设定所述预定时间。

第一电极的移动速度可以是恒定的，可以与所述板工件的横截面面积的变化相对应地控制施加到一对电极的电流，并且可以基于使所述第一电极从所述高温加热区域的另一端部移动到下一个高温加热区域的一端部所需要的时间段，来设定所述预定时间。

根据本发明的另一方面，所述直接电阻加热方法包括：将包括第一电极和第二电极的一对电极布置在所述板工件上；使所述第一电极在所述纵向上从所述高温加热区域的一端部向所述高温加热区域的另一端部移动，至少在所述第一电极移动经过所述非高温加热区域的同时，停止将电流施加到所述一对电极；以及在所述高温加热区域的另一端部处暂时停止所述第一电极的移动的状态下，电流被施加到所述一对电极，从而向所述高温加热区域补偿热量的不足，该热量的不足由于在使所述第一电极从所述高温加热区域的另一端部向下一个高温加热区域的一端部移动时不将电流施加到所述一对电极而导致。

在所述高温加热区域中的所述板工件的所述横截面面积不关于所述纵向上的位置而变化的区段中，停止将电流施加到所述一对电极。

根据本发明的另一方面，提供了一种压制成型品制造方法。压制成型品制造方法包括：利用上述直接电阻加热方法加热板工件；以及利用压模压制所述板工件，以进行热压成型。

根据本发明，由于通过进行加热步骤，在高温加热区域中每单位体积的热量变为比非高温加热区域的大，所以在纵向上形成了高温加热区域和非高温加热区域，并且通过相对简单的控制而实现了批量生产。另外，能够容易地制造压制成型品。

附图说明

图1A是根据本发明的实施例的板工件的俯视图。

图1B是板工件的前视图。

图1C是用于图示出利用根据本发明的实施例的直接电阻加热方法来加热板工件的方法的图。

图2A是图示出在板工件具有利用直接电阻加热而加热的一个高温加热区域，使得恒定电流被施加到一对电极并且控制了电极中的一个电极的移动速度的情况下，电流I关于纵向上的位置的图。

图2B是图示出移动电极的速度v(x)关于纵向上的位置的图。

图2C是图示了过去的时间关于纵向上的位置的图。

图2D是图示了最终加热温度关于纵向上的位置的图。

图3A是图示出在板工件具有利用直接电阻加热而加热的一个高温加热区域，使得控制了被施加到一对电极的电流并且电极中的一个电极以恒定速度移动的情况下，电流I关于纵向上的位置的图。

图3B是图示出移动电极的速度v(x)关于纵向上的位置的图。

图3C是图示了过去的时间关于纵向上的位置的图。

图3D是图示了最终加热温度关于纵向上的位置的图。

图4A是图示出在板工件具有一个非高温加热区域，使得恒定电流被施加到一对电极的情况下，电流I关于纵向上的位置的图，其中，该一个非高温加热区域处于利用直接电阻加热而加热的高温加热区域之间。

图4B是图示出移动电极的速度v(x)关于纵向上的位置的图。

图4C是图示了过去的时间关于纵向上的位置的图。

图4D是图示了最终加热温度关于纵向上的位置的图。

图5A是图示出在板工件具有一个非高温加热区域，使得电极中的一个电极以恒定速度移动的情况下，电流I关于纵向上的位置的图，其中，该一个非高温加热区域处于利用直接电阻加热而加热的高温加热区域之间。

图5B是图示出移动电极的速度v(x)关于纵向上的位置的图。

图5C是图示了过去的时间相对于纵向上的位置的图。

图5D是图示了最终加热温度关于纵向上的位置的图。

图6A是图示出在板工件具有两个非高温加热区域，使得恒定电流被施加到一对电极的情况下，电流I关于纵向上的位置的图，其中，该两个非高温加热区域分别被界定在利用直接电阻加热而加热的高温加热区域之间。

图6B是图示出移动电极的速度v(x)关于纵向上的位置的图。

图6C是图示了过去的时间关于纵向上的位置的图。

图6D是图示了最终加热温度关于纵向上的位置的图。

图7A是图示出在板工件具有两个非高温加热区域，使得电极中的一个电极以恒定速度移动的情况下，电流I关于纵向上的位置的图，其中，该两个非高温加热区域分别被界定在利用直接电阻加热而加热的高温加热区域之间。

图7B是图示出移动电极的速度v(x)关于纵向上的位置的图。

图7C是图示了过去的时间关于纵向上的位置的图。

图7D是图示了最终加热温度关于纵向上的位置的图。

图8是与图1A的板工件不同的板工件的一部分的俯视图。

图9A是与图1A和图8的板工件不同的板工件的俯视图。

图9B是图9A的板工件的前视图。

图10是与图1A、图8和图9A所示的板工件不同的板工件的俯视图。

具体实施方式

后文中，将参考附图具体描述本发明的实施例。

工件实例1

根据本发明的实施例的工件是一种板工件，该板工件的横截面面积在其纵向上变化，即，与工件的纵向垂直的横截面面积在纵向上变化。工件的实例为钢板，该钢板具有恒定的厚度以及沿着其纵向而单调递减或者递增的宽度。在下文中，将进行关于图1A所示的板工件，即，在左侧上具有比在右侧上大的宽度的工件的说明。为了利用直接电阻加热来加热这样的工件，第一电极1和第二电极2被布置在加热目标区域的在大宽度侧上的一端处，并且电极1和电极2经由电线而连接到电源设备。电源电流可以是直流电流或者交流电流。在下文的说明中，第一电极1被配置为可移动电极，并且第二电极2被配置为固定电极，然而如将在后文描述的，两个电极均可以被配置为可移动电极。第二电极2被安置在具有大的宽度的左端处，并且第一电极1 被安置在第二电极2的右侧的附近。第一电极1和第二电极2两者均比目标加热区域的宽度长，并且被安置为跨越加热目标区域而延伸。可移动电极被装接到移动机构(未示出)，并且与板工件W接触地沿着纵向移动。

作为用于说明本发明的实施例的参考实例，将描述当在图1A所示的板工件W中设定被加热至高温的一个加热目标区域时的直接电阻加热方法。认为如图1C所示地虚拟划分板工件W的加热目标区域，并且在纵向上排列虚拟分段区域。第i个分段区域具有板宽，即在深度方向上的宽度，并且具有间距ΔL(＝L/n)，通过将纵向上的距离L划分为n个区段而获得该间距。当可移动电极经过间距ΔL时的通路电流被定义为Ii，并且电流供应时间被定义为ti时，依据在可移动电极经过该区段之后由供给的电流所供应的能量的总和，来确定第i个分段区域的温升θi，并且由等式(1)来表示。这里，i是从1至n的自然数。

[数学式1]

这里，ρe表示电阻率(Ω×m)，ρ表示密度(kg/m³)，C表示比热容(J/kg×℃)，并且Ai表示第i个分段区域的横截面面积。

为了使得当板工件的电阻率、比热容和密度大致处于相同的范围内时各区段的温度恒定，仅须要确定在各个区段中的电流Ii和电流供给时间ti满足由等式(2)所表示的关系。

[数学式2]

即，为了均匀地加热板工件W，仅须要将施加到包括第一电极1 和第二电极2的一对电极的电流以及可移动电极的速度之中的一者或两者控制为，使得对于通过在纵向上划分板工件而获得的各个分段区域，在可移动电极移动经过了分段区域之后，通过供给的电流而供给的每单位体积的热量处于相同的范围内。

通常地，当加热目标区域在纵向上被划分为n个部分，并且各个划分后的加热目标区域被期望具有一定的温度分布时，能够考虑如下。即，当第i个区段的温度被定义为θi并且其温度分布能够被表示为θi＝f(xi)时，在各个区段中的电流Ii和电流供给时间ti能够被控制为满足以下关系。

[数学式3]

这里，建立了x_i＝△L×i，其中，i＝1至n。

当电极的移动速度恒定时，能够依据各个区段的横截面面积Ai来设定电流Ii。当电流Ii为恒定时，能够依据各个区段的横截面面积Ai 而设定电极的移动速度。可以依据各个区段的横截面面积Ai来设定电极的电流Ii和移动速度。这里，电极在第i个分段区域Wi中的移动速度vi被定义为△L/ti。当可移动电极移动至第n个分段区域时停止该电极的移动，并且在电极的移动停止之后，以提高第n个分段区域的温度所要求的时间继续供给电流，从而加热目标区域具有温度分布。这里，“具有温度分布”的表达既包括相同温度范围的意思，也包括具有温度梯度的意思。

图2A至2D图示了在板工件具有一个高温加热区域、恒定电流被施加到一对电极并且控制了电极之中的一个电极的移动速度的情况下的直接电阻加热方法。如图2A所示，将电流I关于纵向上的位置保持为恒定的，基于横截面面积的变化而使第一电极1的移动速度变为v (x)，从而满足等式(2)并且如图2B所示地增大。然后，图2C示出了从电流供给开始起的经过时间与第一电极1的位置之间的关系，并且如图2D所示，使得最终加热温度均匀，从而加热了板工件W。

图3A至3D图示了在板工件具有一个高温加热区域、控制了施加到一对电极的电流并且第一电极1以恒定的速度移动的情况下的直接电阻加热方法。如图3B所示，第一电极以恒定速度v移动，使得供应到一对电极的电流I(x)基于横截面面积的变化而变化，从而满足等式(2)，并且如图3A所示地下降。然后，图3C图示了从电流供给开始起的经过时间与第一电极1的位置之间的关系，并且如图3D所示，使得最终加热温度均匀，从而加热板工件W。

用于具有高温加热区域和非高温加热区域的板工件的直接电阻加热方法

本发明的实施例涉及一种将电流施加到板工件并且加热该板工件的方法，其中，该板工件的横截面面积在板工件的纵向上变化，并且将板工件加热成使得沿着纵向并排地设置高温加热区域与非高温加热区域。通过进行准备步骤和加热步骤而实现这种直接电阻加热方法，并且通过进行非加热步骤而沿着纵向交替地设置高温加热区域和非高温加热区域。

在准备步骤中，将包括第一电极和第二电极的一对电极布置在板工件上。

在加热步骤中，在第一电极处于高温加热区域的一端部处的状态下将电流施加到一对电极，同时使第一电极在纵向上移动，当第一电极到达高温加热区域的另一端部处时，暂时停止该电极的运动，并且当在该电极的移动已经停止之后过去了预定时间时，停止将电流施加到该对电极。

在非加热步骤中，在加热步骤之后重新开始第一电极在纵向上的移动，将第一电极移动到下一个高温加热区域的一端部，用以转换到下一个加热步骤。

在准备步骤中，第二电极可以被安置在高温加热区域的大宽度侧上，并且第一电极可以被安置在高温加热区域的在第二电极附近的小宽度侧上。或者，第二电极可以被安置在非高温加热区域的大宽度侧上，第一电极可以被安置在非高温加热区域的在第二电极附近的小宽度侧上，而后第一电极可以在纵向上移动，以到达高温加热区域的一端部。即，第一电极和第二电极可以被安置在板工件上，并且至少任意一个电极都可以移动以进行加热步骤。

在加热步骤中的预定时间是例如在所述非加热步骤中第一电极从高温加热区域的另一端部移动至下一个高温加热区域的一端的时间段。在该时间中，补充了由于当第一电极移动经过非高温加热区域时停止了电流的供应而导致的热量的不足。当高温加热区域的数量为一个时，将预定时间设定为这样的时间：将一个区域加热至整体具有预定的温度分布，并且能够补充直至温度上升至预定温度为止所需的热量。当高温加热区域的数量为两个以上时并且当在最后的高温加热区域的另一端部处停止电极的移动时，同样如此。这里，“具有温度分布”的表达既包括相同温度范围的意思，也包括具有温度梯度的意思。

可以可变地控制施加到一对电极的电流以及第一电极的移动速度这两者，使得对于如图1C所示的板工件W在纵向上被分割而成的各个分段区域，由在各个加热步骤中供给的电流所给予的每单位体积的热量处于相同的范围内，或者可以将上述两者控制为使得这两者中的一者为固定的，而另一者为可变的。通常地，可以将施加到一对电极的电流以及第一电极的移动速度这两者中的一者或两者控制为使得加热目标区域在纵向上具有处于相同范围内的温度。这里，温度分布包括均等的温度范围和一定的温度梯度这两者。

当板工件具有处于高温加热区域之间的一个非高温加热区域时，利用恒定电流的直接电阻加热方法

将描述板工件具有在高温加热区域之间的一个非高温加热区域的实例。x轴被设定在图1A至图1C所示的板工件W的纵向上，并且具有大的宽度的一端部被设定为x＝0。x₁≤x≤x₂的范围被设定为非高温加热区域。当作为可移动电极的第一电极1处于x₁≤x≤x₂的区域内时，暂时停止电流的供给。图4A至4D示意性地图示出当一个非高温加热区域被设定在板工件W中，并且高温加热区域被设定在该非高温加热区域的两侧时，利用恒定电流的直接电阻加热方法，并且图示出关于纵向位置的电流I、可移动电极的速度v(x)、经过时间以及最终加热温度。

当如图4A所示，在可移动电极从x＝x₁向x＝x₂移动的同时停止电流的供给，并且如图4B和图4C所示，可移动电极的速度v(x)和经过时间被设定为与图2B和图2C所示的相同时，x₂≤x≤L的区域被加热至预定温度，然而，因为在可移动电极从x＝x₁向x＝x₂移动的同时停止电流的供给，并且从而在该停止供给电流的期间并未供给热量，所以0≤x≤x₁的区域未被加热至由图4D中的虚线所表示的温度。

因此，为了防止板工件W的0≤x≤x₁的区域未被加热至预定高温，当可移动电极到达x＝x₁时，能够以可移动电极从x＝x₁移动到x＝x₂所需的时间来暂时停止可移动电极的移动，能够连续地供给恒定电流I，然后能够暂时停止电流的供给，可移动电极能够从x＝x₁移动到x＝x₂，而后能够重新开始恒定电流的供给。

即，当可移动电极到达x＝x₁时暂时停止可移动电极的移动，并且在假定可移动电极从x＝x₁向x＝x₂移动时移动速度v(x)依据横截面面积的变化而变化且该可移动电极以该移动速度v(x)连续地移动的情形下该可移动电极假定地移动至x＝x₂的这段时间内，供给恒定电流。于是，能够补充板工件W的0≤x≤x₁的区域中的热的缺少量。由于在可移动电极从x＝x₁向x＝x₂移动时停止了电流的供给，而导致x≤x₁的区域中的热量的不足，因此，将在可移动电极到达x＝x₁之后至停止供给电流为止的时间设定为补偿上述的热量缺少所需的时间。在该时间中，供应到一对电极的电流可以变化。

由于在暂时停止电流的供给之后至可移动电极从x＝x₁移动到x＝x₂为止的时间几乎不影响板工件W的最终加热温度，所以可移动电极可以以任意速度移动。

当板工件具有在高温加热区域之间的一个非高温加热区域时，利用以恒定速度移动的电极的直接电阻加热方法

与图4A至图4D所示的实例不同，下面将描述利用可移动电极以恒定速度的移动的直接电阻加热。图5A至5D示意性地图示出当一个非高温加热区域被设定在板工件W中，并且高温加热区域被设定在该非高温加热区域的两侧时，利用电极以恒定速度的移动的直接电阻加热方法，并且图示出关于纵向位置的电流I、可移动电极的速度v、经过时间以及最终加热温度。

当如图5A所示地在可移动电极从x＝x₁向x＝x₂移动时停止电流的供给，并且如图5B和图5C所示地将可移动电极的速度和经过时间设定为与图3B和图3C所示的相同时，x₂≤x≤L的区域被加热至预定温度，但是0≤x≤x₁的区域未被加热至由图5D中的虚线所表示的温度，因为在可移动电极从x＝x₁向x＝x₂移动时停止了电流的供给，并且从而在该停止供给电流期间并未供给热量。

因此，为了防止板工件W的0≤x≤x₁的区域未被加热至预定的高温，在假设当可移动电极到达x＝x₁时该可移动电极以恒定速度v移动的前提下，依据横截面面积的变化而控制并且连续地供给电流，并且以将可移动电极从x＝x₁移动至x＝x₂所需要的时间，即，以使可移动电极以速度v经过非高温加热区域的纵向上的长度所需要的时间，来暂时地停止电极的移动。其后，暂时停止供给电流，可移动电极以恒定速度v从x＝x₁移动至x＝x₂，并且重新开始供给恒定电流。即，在x＝x₁处停止可移动电极的移动，并且当假定可移动电极从x＝x₁向x＝x₂移动时将电流控制为满足等式(2)。从而，能够补充板工件W的0≤x≤ x₁的区域中的热的缺少量。由于暂时停止电流的供给以及将可移动电极从x＝x₁向x＝x₂移动的操作几乎不影响板工件W的最终加热温度，所以可移动电极可以以任意速度移动。

当板工件具有两个分别被界定在高温加热区域之间的非高温加热区域时，利用恒定电流的直接电阻加热方法。

将描述板工件W具有两个分别被界定在高温加热区域之间的非高温加热区域的实例。x₁≤x≤x₂的区域和x₃≤x≤x₄的区域被设定为非高温加热区域。当可移动电极处于x₁≤x≤x₂的区域和x₃≤x≤x₄的区域中时，暂时停止电流的供给。图6A至6D示意性地图示出当两个非高温加热区域被设定在板工件W中，并且高温加热区域被设定在该两个非高温加热区域的两侧上时，利用恒定电流的直接电阻加热方法，并且图示出关于纵向位置的电流I、可移动电极的速度v(x)、经过时间以及最终加热温度。

当如图6A所示地在可移动电极从x＝x₁向x＝x₂移动以及从x＝x₃向x＝x₄移动时停止电流的供给，并且如图6B和图6C所示，可移动电极的速度v(x)和经过时间被设定为与图2B和图2C所示的相同时， x₄≤x≤L的区域被加热至预定的温度，但是0≤x≤x₁的区域未被加热至预定的高温，因为在可移动电极从x＝x₁向x＝x₂以及从x＝x₃向x＝x₄移动时停止了电流的供给，并且从而在该停止供给电流期间并未供给热量。因为在可移动电极从x＝x₃向x＝x₄移动时停止了电流的供给，从而在该停止供给电流期间并未供给热量，所以x₂≤x≤x₃的区域也未被加热至预定的高温。

因此，为了防止板工件W的0≤x≤x₁的区域未被加热至预定高温，当可移动电极到达x＝x₁时，以将该可移动电极从x＝x₁移动到x＝x₂所需要的时间来暂时停止该可移动电极的移动，连续地供给恒定电流I，然后暂时停止电流的供给，可移动电极从x＝x₁移动到x＝x₂，而后重新开始恒定电流的供给。

在为了防止板工件W的x₃≤x≤x₄的区域未被加热至预定高温，当可移动电极到达x＝x₃时，以将可移动电极从x＝x₃移动到x＝x₄所需要的时间来暂时停止该可移动电极的移动，连续地供给恒定电流I，然后暂时停止电流的供给，可移动电极从x＝x₃移动到x＝x₄，而后重新开始恒定电流的供给。这有助于防止板工件W的x₁≤x≤x₂的区域未被加热至预定的高温。

即，当可移动电极到达x＝x₁时，暂时停止该可移动电极的移动，并且在可移动电极假设地以恒定速度v(x)从x＝x₁移动到x＝x₂的时间内，供给恒定电流I。当可移动电极到达x＝x₃时，暂时停止移动，并且在可移动电极假定地以移动速度v(x)从x＝x₃移动到x＝x₄的时间内，供给恒定电流I。于是，能够补充板工件W的0≤x≤x₁的区域和x₃≤x ≤x₄的区域中的热的缺少量。通常地，将在不移动所述可移动电极的情况下在x＝x₁和x＝x₃处供给电流的时间确定为：用于补偿在该可移动电极从x＝x₁向x＝x₂移动和从x＝x₃向x＝x₄移动时向高温加热区域的电流供给不足所需的电流和时间。

当板工件具有两个分别被界定在高温加热区域之间的非高温加热区域时，利用电极以恒定速度的移动的直接电阻加热方法

与图6A至图6D所示的实例不同，下面将描述利用以恒定速度移动的可移动电极的直接电阻加热。图7A至7D示意性地图示出当两个非高温加热区域被设定在板工件W中，并且高温加热区域被设定在非高温加热区域的两侧上时，利用电极的恒定速度的移动的直接电阻加热方法，并且图示出关于纵向位置的电流I(x)、可移动电极的速度v、经过时间以及最终加热温度。

当如图7A所示地在可移动电极从x＝x₁向x＝x₂移动以及从x＝x₃向x＝x₄移动时停止电流的供给，并且如图7B和图7C所示，可移动电极的速度v和经过时间被设定为与图3B和图3C所示的相同时，x₄≤x ≤L的区域被加热至预定温度，但是0≤x≤x₁的区域并未被加热至预定的高温，因为在可移动电极从x＝x₁向x＝x₂移动以及从x＝x₃向x＝x₄移动时停止了电流的供给，并且从而在该停止供给电流期间并未供给热量。

因此，为了防止板工件W的0≤x≤x₁的区域和x₂≤x≤x₃的区域未被加热至预定的高温，假设当可移动电极到达x＝x₁时该可移动电极以恒定速度v移动的，依据横截面面积的变化而控制并且连续地供给电流，并且以将可移动电极以速度v从x＝x₁移动到x＝x₂所需要的时间来暂时地停止该可移动电极的移动。其后，暂时停止电流的供给，可移动电极以恒定速度v从x＝x₁向x＝x₂移动，而后当可移动电极到达 x＝x₂时，重新开始基于横截面面积的电流的供给。

随后，当可移动电极到达x＝x₃时，假设可移动电极以恒定速度v 从x＝x₃向x＝x₄移动，依据横截面面积的变化而控制并且连续供给电流，并且，以使可移动电极以速度v从x＝x₃移动到x＝x₄所需要的时间来在 x＝x₃处暂时停止可移动电极的移动。其后，暂时停止电流的供给，可移动电极以恒定速度v从x＝x₃向x＝x₄移动，而后当可移动电极到达 x＝x₄时，在x＝x₄处重新开始基于横截面面积的电流的供给。这有助于防止板工件W的x₁≤x≤x₂的区域未被加热至预定的高温。

即，当可移动电极到达x＝x₁时，暂时停止可移动电极的移动，并且根据在该可移动电极以恒定速度v从x＝x₁移动至x＝x₂的时间内在该可移动电极的任意位置处的横截面面积的变化，而连续地控制并且供给电流。其后，停止电流的供给，可移动电极从x＝x₁向x＝x₂移动，并且当可移动电极到达x＝x₂时，重新开始基于横截面面积的电流的供给。当可移动电极到达x＝x₃时，暂时停止可移动电极的移动，并且依据在该可移动电极以恒定速度v从x＝x₃移动至x＝x₄的时间内在该可移动电极的任意位置处的横截面面积的变化，而连续地控制并且供给电流。其后，停止电流的供给，可移动电极从x＝x₃向x＝x₄移动，并且当可移动电极到达x＝x₄时，重新开始基于横截面面积的电流的供给。于是，能够补充板工件W的0≤x≤x₁的区域和x₂≤x≤x₃的区域中的热的缺少量。通常地，将在不移动所述可移动电极的情况下在x＝x₁和x＝x₃处供给电流的时间确定为：用于补偿在可移动电极从x＝x₁向x＝x₂移动和从x＝x₃向x＝x₄移动时向高温加热区域的电流供给不足所需的电流和时间。

在上述的实例中设置了两个高温加热区域，高温加热区域的数量可以多于两个，在该情况下，能够如上所述地顺次地重复加热步骤和非加热步骤。

工件实例2及其直接电阻加热方法

能够使横截面面积在纵向上变化的板工件或者横截面面积在纵向上的指定区段内不变的板工件经受如下的直接电阻加热。图8是图示出与图1A所示的板工件不同的板工件的一部分的俯视图。因为板工件具有恒定的厚度，并且如图8所示，宽度在x_α≤x≤x_β的区域内不变，所以板工件W1的横截面面积在x_α≤x≤x_β的区域内不变，在这样的板工件W1中，当将从x＝0至x＝x₅的区域设定为高温加热区域时，应当执行下述步骤。在准备步骤中，将第一电极1和第二电极2这一对电极布置在高温加热区域的具有大宽度的一端部处，并且将电极1和电极2连接至电流供给设备。然后，在如上所述控制一对电极的移动速度和供给电流的同时，将第一电极1移动到x＝x_α，而后暂时停止电流的供给。第一电极1以任意速度移动到x＝x_β，而后在第一电极位于x＝x_β的状态下，以与x＝x_α处的速度相同的速度重新开始电流的供给。因此，即使当高温加热区域包括横截面面积不变的部分时，也能够以与如上所述的相同的方式加热工件。

当横截面面积不变的区段形成在高温加热区域和非高温加热区域中，并且第一电极1以高温加热区域和非高温加热区域的顺序移动时，能够基于上述概念而改变电流的供给和移动速度。例如，在高温加热区域中的横截面面积不变的区段的开始位置处，暂时停止电流的供给，然后第一电极1向高温加热区域的另一端部移动，在该另一端部处停止第一电极1的移动，并且使与停止电流供给之前相同的电流流通预定时间。这里，预定时间是这样的时间：在该时间内，在假定第一电极1经过相邻的非高温加热区域而移动至下一个高温加热区域的情况下，热量将供给到第一电极1已经经过的高温加热区域。其后，停止电流的供给，并且第一电极1向下一个高温加热区域的一端部移动。可以调整要被供给的电流的量以及预定的时间，并且可以供给原本要供给到第一电极1已经经过的高温加热区域的热量。

另一方面，当横截面面积不变的区段形成在非高温加热区域和高温加热区域中，并且第一电极1以非高温加热区域和高温加热区域的顺序移动时，能够基于上述概念而改变电流的供给和移动速度。例如，即使当第一电极1从非高温加热区域向高温加热区域移动并且到达高温加热区域的一端部时，直至横截面面积不变的区段结束为止，才开始电流的供给。当电极到达高温加热区域中的横截面面积不变的区段结束的位置时，开始电流的供给。

工件实例3及其直接电阻加热方法

图9A是与图1A和图8所示的板工件不同的板工件的俯视图，并且图9B是其前视图。如图9A所示，假定在板工件W2中，板工件 W2在深度方向上宽度不是变化的而是大致恒定，并且其宽度在一个以上的区段中变化。板工件W2的厚度被设定为：在水平方向上的，即，在纵向上的一个以上的区段中是大的，并且在其它区段中是小的。即，交替地布置薄板部R_α和厚板部R_β，并且薄板部R_α存在于两端处。因此，在板工件W2的前表面和背面的至少一个表面上，沿着纵向形成了不光顺部。在图9B中，与厚度相比较地夸张地图示了不光顺部。

当利用直接电阻加热而加热图9A和图9B所示的板工件W2时，不像图1A的实例一样，而是将电极1和电极2布置在加热目标区域的两端处。电极1和电极2比加热目标区域的宽度长，并且被安置为跨越该加热目标区域而延伸。电极1与电极2经由电线而连接到电流供给设备。将电流从电流供给设备供给到电极1和电极2。

然后，在电极1与电极2之间的板工件W2中，在与纵向垂直的横截面的面积小的部分中，电流密度大，并且在横截面面积大的部分中，电流密度小。供给到具有大电流密度的部分的热量比供给到具有小电流密度的部分的热量大，并且具有小的电流密度的部分的温度比具有大的电流密度的部分的温度低。

因此，能够依据横截面面积而沿着板工件W2的纵向形成高温加热区域和非高温加热区域。

即，在本发明的实施例中，通过以下步骤而实施直接电阻加热方法，该直接电阻加热方法通过将电流施加到板工件W2，在纵向上布置高温加热区域和非高温加热区域，例如，交替地布置高温加热区域和非高温加热区域。

首先，制备板工件W2，在板工件W2中，将非高温加热区域的纵向上的横截面被设定为大的。

然后，将第一电极1安置在板工件W2的加热目标区域的一端部处，并且将与第一电极1形成一对电极的第二电极2安置在加热目标区域的另一端部处。

然后，将电流供给至第一电极1和第二电极2。这里，要供给的电流可以是直流电流或者是交流电流。

如图9A和图9B中的虚线所示，斜坡部10优选地形成为使得板工件W2中的不光顺部缓慢地变化。并且优选地，不光顺部形成在板工件W2的前表面和背面之中的任意一个表面上。这是因为：即使当板工件W2的横截面面积沿着纵向急剧变化时，在板工件W2的前表面和背面附近，电流也不扩散，平行于纵向而流动的电流量增大，并且损坏了具有大的横截面面积的部分中的硬度的均一性。

根据本发明的实施例，高温加热区域的温度等于或高于Ac3点，并且例如等于或高于850℃。非高温加热区域的温度低于例如Ac1点，并且例如等于或者低于730℃。在利用直接电阻加热而加热板工件之后，能够利用压模冲压该板工件而进行热压成型。因此，高温加热区域是经受淬火的部分，并且非高温加热区域是不经受淬火的部分。结果，能够利用相同的材料而制造具有预定硬度的部分以及其它部分的板，而无需焊接由不同的材料形成的板状片等。

变形例

根据上述实施例，在板工件的加热目标区域中，在纵向上交替地定义高温加热区域和非高温加热区域。本发明还可以应用到下面描述的板工件。

图10是与图1A、图8和图9A所示的板工件不同的板工件的俯视图。图10所示的板工件W3具有这样的形状：其中，横截面面积在水平方向上的变化中存在峰值。例如，厚度是恒定的，并且宽度在纵向上单调递增，而后单调递减。当利用直接电阻加热而加热板工件W3时，在加热目标区域中的具有大宽度的部分中布置第一电极1和第二电极2，并且电极1和电极2利用电线而连接到电流供给设备。这里，要被供给的电流可以是直流电流或者是交流电流。在本实施例中，第一电极1被用作可移动电极，并且第二电极2也被用作可移动电极。可移动电极被装接到移动机构(未示出)，并且与板工件W3接触地沿着纵向在相反方向上移动。

如上所述，依据横截面面积的变化而调整各个可移动电极的移动速度或者供给的电流，并且通过电流的供给而供给到纵向上划分的各个区域的每单位体积的热量处于相同的范围内。在实例中，依据横截面面积的变化而提高电极的速度，当可移动电极到达高温加热区域的端部处时，电极在高温加热区域的一端部处停止，并且连续地供给恒定电流I，然后暂时地停止电流的供给，可移动电极向下一个高温加热区域的端部移动，并且重新开始电流的供给。在另一个实例中，在使可移动电极以恒定速度移动的同时，与横截面面积的变化相对应地控制电流，当可移动电极到达高温加热区域的端部时，电极在高温加热区域的端部处停止，并且以与上述实施例中所述的相同的方式，连续地控制和供给电流，然后暂时停止电流的供给，可移动电极向下一个高温加热区域的端部移动，而后重新开始电流的供给。

在本发明的实施例中，在加热步骤中，能够通过控制施加到一对电极的电流和第一电极的移动速度这两者之中的一者或两者，来交替地设置高温加热区域和非高温加热区域，使得高温加热区域在纵向上具有预定的温度分布。这里，温度可以依据被加热至高温的区域而变化，或者高温加热区域可以具有温度分布。当在各个高温加热区域之中达到相同的温度时，可以控制施加到一对电极的电流和第一电极的移动速度这两者之中的一者或两者，使得施加到板工件的在纵向上被划分的各个分段部分的每单位体积的热量处于相同的范围内。

在本发明的实施例中，根据板工件的横截面面积的变化，控制施加到一对电极的电流和第一电极的移动速度。当第一电极向高温加热区域移动时，在高温加热区域的另一端部处，暂时停止第一电极的移动，并且对一对电极供给电流，从而补偿热量不足，该热量不足由于在第一电极从高温加热区域的另一端部向下一个高温加热区域的一端部移动时不对一对电极供给电流而导致。因此，当第一电极在非高温加热区域中移动时，能够补偿由于不供给电流而导致的热量的不足。

实例

制备了在俯视图中具有等腰梯形的板工件，该板工件包含0.2％的碳作为材料，并且具有500mm的长度L、0.6mm的厚度、在一侧上的 100mm的宽度以及另一侧上的200mm的宽度。固定电极被安置在具有大的宽度的一端部处，并且可移动电极被安置在固定电极的内侧。在使可移动电极以满足等式(2)的速度v(x)移动的同时，将50Hz的交流电流的有效电流设定为2600A的常数。这里，x＝0被设定在板工件的具有小的宽度的一端部处，并且板工件的大宽度侧被定义为x轴的正方向。单位为mm。将高温加热区域设定为110≤x≤200、300≤x≤350以及450≤x≤500。从加热开始到最终加热结束的时间为16.8秒。

利用热敏摄像机测量x轴上的各个位置处的最终加热温度。温度测量位置处于深度方向上大致中心处。在x＝90mm处，最终加热温度为783.3℃，在x＝110mm处，最终加热温度为860.1℃，在x＝130mm 处，最终加热温度为953.3℃，在x＝205mm处，最终加热温度为684.4 ℃，在x＝250mm处，最终加热温度为703.5℃，在x＝305mm处，最终加热温度为905.2℃，在x＝325mm处，最终加热温度为953℃，在 x＝355mm处，最终加热温度为693.5℃，在x＝400mm处，最终加热温度为720.3℃，在x＝455mm处，最终加热温度为897.3℃，在x＝490mm处，最终加热温度为918.7℃。

根据上述测试结果，可以得出在由单一材料形成的板工件中，可以沿着纵向交替地形成高温加热区域和非高温加热区域。

本申请基于2014年7月28日提交的日本专利申请No. 2014-153370，其全部内容通过引用而并入本文。

Claims (10)

1.一种直接电阻加热方法，其中，电流被施加到板工件，所述板工件的横截面面积在所述板工件的纵向上变化，并且所述板工件被加热，使得沿着所述纵向并排地设置超过一个的高温加热区域和插置于所述高温加热区域之间的非高温加热区域，所述直接电阻加热方法包括：

准备步骤，将包括第一电极和第二电极的一对电极布置在所述板工件上；

加热步骤，在将电流施加到所述一对电极的同时，使所述第一电极在所述纵向上从所述高温加热区域的一端部移动；当所述第一电极到达所述高温加热区域的另一端部时，停止所述第一电极的移动；并且当在所述第一电极的移动停止之后经过了预定时间时，停止将电流供给到所述一对电极；以及

在所述加热步骤之后的非加热步骤：使所述第一电极重新开始在所述纵向上移动，并且使所述第一电极向下一个高温加热区域的一端部移动，从而转换到下一个加热步骤，

其中，在所述加热步骤、所述非加热步骤和所述下一个加热步骤期间，所述第二电极是固定的。

2.根据权利要求1所述的直接电阻加热方法，其中，在所述加热步骤中，控制施加到所述一对电极的电流和所述第一电极的移动速度这两者之中的至少一者，使得所述高温加热区域在纵向上具有预定的温度分布。

3.根据权利要求1所述的直接电阻加热方法，其中，与所述板工件的横截面面积的变化相对应地，控制施加到所述一对电极的电流以及所述第一电极的移动速度，并且

其中，在所述高温加热区域的另一端部处暂时停止所述第一电极的移动的状态下，电流被施加到所述一对电极，从而向所述高温加热区域补偿热量的不足，该热量不足由于在使所述第一电极从所述高温加热区域的另一端部向下一个高温加热区域的一端部移动时不将电流施加到所述一对电极而导致。

4.根据权利要求1所述的直接电阻加热方法，其中，施加到所述一对电极的电流是恒定的，与所述板工件的横截面面积的变化相对应地控制所述第一电极的移动速度，并且基于使所述第一电极从所述高温加热区域的另一端部移动到下一个高温加热区域的一端部所需要的时间段，来设定所述预定时间。

5.根据权利要求1所述的直接电阻加热方法，其中，所述第一电极的移动速度是恒定的，与所述板工件的横截面面积的变化相对应地控制施加到所述一对电极的电流，并且基于使所述第一电极从所述高温加热区域的另一端部移动到下一个高温加热区域的一端部所需要的时间段，来设定所述预定时间。

6.根据权利要求1至5的任意一项所述的直接电阻加热方法，其中，在所述高温加热区域中的所述板工件的横截面面积不关于所述纵向上的位置而变化的区段中，停止将电流施加到所述一对电极。

7.一种压制成型品制造方法，包括：利用根据权利要求1至6的任意一项所述的直接电阻加热方法，加热板工件；以及利用压模压制所述板工件，以进行热压成型。

8.一种直接电阻加热方法，其中，电流被施加到板工件，所述板工件的横截面面积在所述板工件的纵向上变化，并且所述板工件被加热，使得沿着所述纵向并排地设置超过一个的高温加热区域和插置在所述高温加热区域之间的非高温加热区域，所述直接电阻加热方法包括：

将包括第一电极和第二电极的一对电极布置在所述板工件上；

使所述第一电极在所述纵向上从所述高温加热区域的一端部向所述高温加热区域的另一端部移动；

至少在所述第一电极移动经过所述非高温加热区域的同时，停止将电流施加到所述一对电极；以及

在所述高温加热区域的另一端部处暂时停止所述第一电极的移动的状态下，电流被施加到所述一对电极，从而向所述高温加热区域补偿热量的不足，该热量的不足由于在使所述第一电极从所述高温加热区域的另一端部经由所述非高温加热区域向下一个高温加热区域的一端部移动时不将电流施加到所述一对电极而导致，

其中，在所述高温加热区域、所述非高温加热区域和所述下一个高温加热区域上，所述第二电极是固定的而所述第一电极是移动的。

9.根据权利要求8所述的直接电阻加热方法，其中，在所述高温加热区域中的所述板工件的横截面面积不关于所述纵向上的位置而变化的区段中，停止将电流施加到所述一对电极。

10.一种压制成型品制造方法，包括：利用根据权利要求8或9所述的直接电阻加热方法，加热板工件；以及利用压模压制所述板工件，以进行热压成型。

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