CN112808789B - 钢板构件的制造方法 - Google Patents
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Abstract
钢板构件的制造方法具备:淬火步骤,在将钢板构件加热至高于奥氏体相变完成温度(A3)的高温后,以比上临界冷却速度快的冷却速度对钢板构件进行冷却;以及回火步骤,在不对淬火后的钢板构件的第一区域进行再加热而将钢板构件的第二区域再加热至高于奥氏体相变开始温度(A1)的高温后,以比下临界冷却速度慢的冷却速度对钢板构件进行冷却,所述制造方法在第一区域形成有由马氏体构成的硬质区域,在第二区域形成有包含铁素体和珠光体的软质区域。在回火步骤的冷却过程中,一边维持比下临界冷却速度慢的冷却速度,一边在奥氏体相变开始温度(A1)以下且向铁素体和珠光体的相变完成的温度以上的温度范围内,矫正钢板构件的第二区域的形状。
Description
技术领域
本发明涉及钢板构件的制造方法,尤其涉及具备包含马氏体的硬质区域和包含铁素体及珠光体的软质区域的钢板构件的制造方法。
背景技术
近年来,例如作为汽车用构造构件,开发了一种为了提高耐冲击性而具备耐冲击的硬质区域和吸收冲击的软质区域的钢板构件。如日本特开2019-073793号公报中所公开的,发明人开发了一种通过将淬火后的钢板构件的一部分再加热至奥氏体相变开始温度A1与奥氏体相变完成温度A3之间的温度进行回火从而在同一构件内形成硬质区域和软质区域的方法。由于在硬质区域与软质区域之间的边界区域未形成混合有硬质的马氏体和软质的铁素体及珠光体的不稳定的微结构,因此能抑制边界区域处的开裂。
关于具备硬质区域和软质区域的钢板构件的制造方法,发明人发现存在以下的问题。
日本特开2019-073793号公报所公开的方法中存在如下问题:由于因回火时的加热部分(软质区域)与非加热部分(硬质区域)的温度差而产生的热变形,尺寸精度会变差。即使在回火后对钢板构件进行矫正也难以充分提高尺寸精度。
发明内容
本发明是鉴于这样的情况而完成的,其目的在于提供一种能抑制具备硬质区域和软质区域的钢板构件的尺寸精度变差的钢板构件的制造方法。
本发明的一个方案的钢板构件的制造方法具备:
淬火步骤,在将钢板构件加热至高于奥氏体相变完成温度A3的高温后,以比上临界冷却速度快的冷却速度对所述钢板构件进行冷却;以及
回火步骤,在不对淬火后的所述钢板构件的第一区域进行再加热而将所述钢板构件的第二区域再加热至高于奥氏体相变开始温度A1的高温后,以比下临界冷却速度慢的冷却速度对所述钢板构件进行冷却,
在所述第一区域形成有由马氏体构成的硬质区域,在所述第二区域形成有包含铁素体和珠光体的软质区域。
在回火步骤的冷却过程中,一边维持比所述下临界冷却速度慢的冷却速度,一边在所述奥氏体相变开始温度A1以下且向铁素体和珠光体的相变完成的温度以上的温度范围内,矫正所述第二区域的形状。
在本发明的一个方案的钢板构件的制造方法中,在回火步骤的冷却过程中,一边维持比所述下临界冷却速度慢的冷却速度,一边在所述奥氏体相变开始温度A1以下且向铁素体和珠光体的相变完成的温度以上的温度范围内,矫正第二区域的形状。伴随从奥氏体向铁素体/珠光体的相变,会出现相变超塑性现象,因此能以较小的力容易地矫正钢板构件的第二区域的形状,尺寸精度提高。
在矫正所述第二区域的形状时,可以通过按压面具备多个顶杆(pin)的矫正模具来对所述第二区域进行局部按压。或者,也可以通过内部具备加热机构的矫正模具来按压所述第二区域。或者,也可以通过至少按压面是由绝热材料构成的矫正模具来按压所述第二区域。
通过这些结构,能一边维持比下临界冷却速度慢的冷却速度一边矫正钢板构件的第二区域的形状。
在回火步骤的再加热过程中,可以将所述第二区域再加热至所述奥氏体相变开始温度A1与所述奥氏体相变完成温度A3之间的温度。与再加热至奥氏体相变完成温度A3以上的情况相比,能量效率优异,并且第二区域的强度提高。
在回火步骤的再加热过程中,可以通过感应加热来对所述第二区域进行再加热。能将钢板构件的第二区域快速加热。
通过本发明,能提供一种能抑制具备硬质区域和软质区域的钢板构件的尺寸精度变差的钢板构件的制造方法。
附图说明
通过下文给出的详细描述和附图,可充分理解本公开的上述和其他的目的、特征以及优点,详细描述和附图仅作为说明而给出,因此不应视为对本公开内容的限制。
图1是示出第一实施方式的钢板构件的制造方法的温度图。
图2是示出热压成型装置的一个例子的立体图。
图3是用于在局部回火步骤中对钢板构件10的第二区域12进行再加热的感应加热装置的立体示意图。
图4是示出仅将钢板构件10的第二区域12再加热至奥氏体相变开始温度A1与奥氏体相变完成温度A3之间的温度的情况下的局部回火步骤中的钢板构件的微结构变化的示意性平面图。
图5是示出制成的钢板构件的微结构的示意性平面图。
图6是用于在局部回火步骤的冷却过程中矫正钢板构件10的第二区域12的形状的矫正装置的立体示意图。
图7是矫正装置的变形例的示意性剖视图。
图8是使用第一实施方式的钢板构件的制造方法制造的钢板构件的具体例的立体图。
图9是使用第一实施方式的钢板构件的制造方法制造的钢板构件的具体例的立体图。
图10是实验例的矫正装置的示意性剖视图。
图11是示出矫正开始温度与弯曲量的关系的条形图。
图12是示出实施例的局部回火的条件的温度图。
图13是示出测量点P1~P5距离基准位置的偏移量的图。
具体实施方式
以下,参照附图,对应用本发明的具体实施方式进行详细说明。不过,本发明不限定于以下的实施方式。此外,为了明确地进行说明,对以下的记载和附图适当进行简化。
(第一实施方式)
<钢板构件的制造方法>
首先,参照图1,对第一实施方式的钢板构件的制造方法进行说明。作为具备耐冲击的硬质区域和吸收冲击的软质区域的例如汽车用的钢板构件的制造方法,优选第一实施方式的钢板构件的制造方法。
图1是示出第一实施方式的钢板构件的制造方法的温度图。图1的横轴为时间(s),纵轴为温度(℃)。如图1所示,第一实施方式的钢板构件的制造方法具备淬火步骤和局部回火步骤。在第一实施方式的钢板构件的制造方法中,在进行淬火步骤后进行局部回火步骤。
<淬火步骤>
首先,在淬火步骤中,将钢板构件整体加热至高于奥氏体相变完成温度A3的高温。此时,钢板构件整体的微结构从铁素体和珠光体转变为奥氏体单相。之后,以比上临界冷却速度快的冷却速度对钢板构件进行冷却。由此,奥氏体发生马氏体相变,钢板构件整体的微结构转变为硬质的马氏体。
在淬火步骤中,可以在将钢板构件加热后只进行冷却,但也可以一边对钢板构件进行压力成型一边进行冷却。由于是热压成型,因此能在避免冷压成型中发生回弹的同时通过压力成型时的淬火来获得高强度的钢板构件。需要说明的是,这样的热压成型一般称为热冲压。虽未特别限定,但作为热冲压用钢板,例如使用厚度为1~4mm左右的由锰硼钢构成的钢板。
在此,图2是示出热压成型装置的一个例子的立体图。如图2所示,热压成型装置20具备作为模具的上模21和下模22。如图2所示,一边由上模21和下模22夹住加热后的例如平板上的钢板进行压力成型一边进行冷却来进行淬火。图2所示的压力成型后的钢板构件10具有具备在y轴方向延伸设置的顶板10a、侧壁10b以及凸缘部10c的截面帽型形状。更详细而言,从在y轴方向延伸设置的顶板10a的宽度方向(x轴方向)的端部向下形成有一对侧壁10b。进而,从各侧壁10b的下侧(z轴负方向侧)的端部向外侧突出有凸缘部10c。
因此,如图2所示,在上模21的下表面,在轴向(y轴方向)延伸设置有凹陷成截面梯形形状的凹部21a。同样地,在下模22的上表面,在轴向(y轴方向)延伸设置有突出成截面梯形形状的凸部22a。图2示出对钢板构件10进行压力成型后上模21与下模22已分离的状态。
需要说明的是,当然,为了便于说明构成要素的位置关系,设置了图2和其他的附图所示的右手系xyz直角坐标。通常,z轴正方向为竖直向上方向,xy平面为水平面。
<局部回火步骤>
接着,如图1所示,在局部回火步骤中,仅对钢板构件的局部区域进行再加热而使其软化。具体而言,如图1所示,不对钢板构件的第一区域11进行再加热而仅将钢板构件的第二区域12再加热至高于奥氏体相变开始温度A1的高温。
需要说明的是,通常的回火温度是低于奥氏体相变开始温度A1的低温,因此,第一实施方式的局部回火步骤中的加热温度是高于通常的回火温度的高温。
此外,局部回火步骤中的钢板构件的第二区域12的加热方法也没有特别限定,但例如使用感应加热。在此,图3是用于在局部回火步骤中的对钢板构件10的第二区域122进行再加热的感应加热装置的立体示意图。如图3所示,感应加热装置30是具备线圈31和高频电源32的高频感应加热装置。
如图3所示,线圈31是以覆盖钢板构件10的上表面和下表面的整个宽度方向(x轴方向)的方式横向配置的截面U字形的板状构件。在此,如图3所示,线圈31具有与具有截面帽型形状的钢板构件10的凹凸对应的凹凸。而且,在线圈31的两端连接有高频电源32。
需要说明的是,图3所示的线圈31的形状仅为一个例子,例如也可以分割成多个。
如图3所示,仅有钢板构件10的第二区域12被插入线圈31的内部,感应加热至高于奥氏体相变开始温度A1的高温。虽未特别限定,但是,例如如图1所示,再加热至低于奥氏体相变完成温度A3的低温。
钢板构件10的第一区域11从线圈31露出,因此不被感应加热,并且也不受来自第二区域12的热传导引起的热影响。另一方面,第一区域11与第二区域12之间的边界区域因来自第二区域12的热传导而被加热至低于奥氏体相变开始温度A1的低温,受到热影响。换言之,边界区域是指被加热至比奥氏体相变开始温度A1低的低温的受到热影响的区域。
在此,在高频感应加热中,在钢板构件10失去磁性的居里点,加热效率急剧降低,因此在居里点附近加热温度难以上升。奥氏体具有非磁性,马氏体、铁素体以及珠光体具有强磁性,因此,居里点存在于奥氏体相变开始温度A1与奥氏体相变完成温度A3之间。
因此,能通过采用高频感应加热来仅对钢板构件10的第二区域12进行快速加热,并且能容易且高精度地维持为奥氏体相变开始温度A1与奥氏体相变完成温度A3之间的温度。由于能仅对钢板构件10的第二区域12进行快速加热,因此能使因来自第二区域12的热传导而受到热影响的边界区域变窄。
之后,如图1所示,以比下临界冷却速度慢的冷却速度对钢板构件进行冷却,以使第二区域12不发生马氏体相变。此时,如图1中虚线箭头所示,可以在完成从奥氏体向铁素体/珠光体的转变后进行急冷。通过急冷缩短了钢板构件的制造时间,因此能提高生产效率。
在此,在图1中示意性地示出CCT(Continuous Cooling Transformation:连续冷却相变)图中的马氏体相变开始温度Ms、马氏体相变结束温度Mf、铁素体/珠光体的鼻子。即,在图1中示意性地示出以比下临界冷却速度慢的冷却速度对再加热至奥氏体相变开始温度A1与奥氏体相变完成温度A3之间的温度的第二区域12进行冷却的情况。
<局部回火步骤中的微结构变化>
在此,参照图4,对局部回火步骤中的微结构变化进行说明。图4是示出仅将钢板构件10的第二区域12再加热至奥氏体相变开始温度A1与奥氏体相变完成温度A3之间的温度的情况下的局部回火步骤中的钢板构件的微结构变化的示意性平面图。
首先,对图4的左侧所示的局部回火步骤前即淬火步骤后的钢板构件10的微结构进行说明。如图4的左侧所示,局部回火步骤前(即淬火步骤后)的钢板构件10的微结构整体由马氏体M构成。
接着,对图4的中央所示的局部回火步骤中的加热中的钢板构件10的微结构进行说明。如图1的温度图所示,在局部回火步骤中的加热过程中,仅将钢板构件10的第二区域12再加热至奥氏体相变开始温度A1与奥氏体相变完成温度A3之间的温度。
因此,如图4的中央所示,在局部回火步骤中的加热过程中,在第二区域12中,马氏体M转变为回火马氏体TM,并且回火马氏体TM的一部分进一步转变为奥氏体A。即,第二区域12的微结构为回火马氏体TM与奥氏体A的混合结构。在此,在第二区域12中的边界区域附近,加热温度接近奥氏体相变开始温度A1,因此奥氏体A的量减少,回火马氏体TM增多。
需要说明的是,本说明书中的回火马氏体TM是通过再加热而软化了的马氏体M的总称,包括屈氏体、索氏体。
另一方面,钢板构件10的第一区域11是不被再加热而不受热影响的区域。因此,第一区域11的微结构不会从马氏体M转变。
在此,第一区域11与第二区域12之间的边界区域因来自第二区域12的热传导而被加热至低于奥氏体相变开始温度A1的低温,会受到热影响。因此,边界区域的微结构从马氏体M转变为回火马氏体TM。
更具体而言,边界区域中,与第二区域12的距离越近,越会被加热至接近奥氏体相变开始温度A1的高温。因此,作为边界区域的大部分的第二区域12侧的微结构仅由回火马氏体TM构成。需要说明的是,在边界区域中的第一区域11附近,混合存在回火马氏体TM和马氏体M,随着靠近仅由马氏体M构成的第一区域11,回火马氏体TM减少,并且马氏体M增多。
如此,边界区域中包含与第二区域12的距离越近则越会被加热至高温的回火马氏体TM,因此,从硬质的第一区域11侧向软质的第二区域12侧逐渐变为软质。
接着,对图4的右侧所示的局部回火步骤后的钢板构件10的微结构进行说明。如图1所示,在局部回火步骤中的冷却过程中,以比下临界冷却速度慢的冷却速度对钢板构件10进行冷却。因此,如图4的右侧所示,加热过程中出现的第二区域12的奥氏体A转变为铁素体和珠光体(铁素体/珠光体)FP。其结果是,第二区域12的微结构成为回火马氏体TM与铁素体/珠光体FP的混合结构。第一区域11的微结构不会从马氏体M转变。边界区域的微结构也不会从回火马氏体TM转变。
需要说明的是,在局部回火步骤中,当将第二区域12再加热至高于奥氏体相变完成温度A3的高温时,冷却后的第二区域12成为仅由铁素体/珠光体FP构成的微结构,强度进一步降低而变为软质。而且,在边界区域中的第二区域12侧出现回火马氏体TM与铁素体/珠光体FP的混合结构,在边界区域中的第一区域11侧出现仅由回火马氏体TM构成的单一结构。
<制成的钢板构件的微结构>
在此,图5是示出制成的钢板构件的微结构的示意性平面图。在图5中示意性地图示出第一区域11、第二区域12、边界区域各自的微结构。需要说明的是,图5所示的钢板构件10的微结构与图4的右侧所示的局部回火步骤后的钢板构件10的微结构一致。
如图5所示,钢板构件10具备包含硬质的马氏体M的第一区域11和包含软质的铁素体F及珠光体P(铁素体/珠光体FP)的第二区域12。在此,如图1所示,在局部回火步骤中,当将第二区域12再加热至低于奥氏体相变完成温度A3的低温时,第二区域12也包含软质的回火马氏体TM。
在第一区域11与第二区域12之间形成的边界区域(加热至奥氏体相变开始温度A1以下的区域)的大部分为仅由回火马氏体TM构成的微结构。需要说明的是,在边界区域中的第一区域11附近,混合存在回火马氏体TM和马氏体M,随着靠近第一区域11,回火马氏体TM减少,并且马氏体M增多。
如此,钢板构件10的边界区域具有仅由回火马氏体TM构成的微结构,不具有混合存在硬质的马氏体和软质的铁素体及珠光体的不稳定的微结构。因此,能抑制硬质的第一区域11与软质的第二区域12之间的边界区域处的开裂。需要说明的是,在边界区域中的第一区域11附近,混合存在回火马氏体TM和马氏体M,但由于邻接的两者的硬度差较小,因此能抑制开裂。
进而,钢板构件10的边界区域中,与局部回火步骤中被加热的第二区域12的距离越近,越会被加热至高温,因此会变为软质。即,在钢板构件10的边界区域,从硬质的第一区域11侧向软质的第二区域12侧逐渐变为软质。因此,能更有效地抑制硬质的第一区域11与软质的第二区域12之间的边界区域处的开裂。
需要说明的是,钢板构件10中,作为软质区域的第二区域12具有混合存在铁素体/珠光体FP和回火马氏体TM的微结构。然而,由于铁素体/珠光体FP和已加热至奥氏体相变开始温度A1的回火马氏体TM均为软质,因此即使是第二区域12处也不易发生开裂。
<局部回火步骤的冷却过程中的矫正>
如图1所示,第一实施方式的钢板构件的制造方法具有一个如下的特征:在局部回火步骤的冷却过程中矫正钢板构件10的第二区域12的形状。具体而言,一边维持比下临界冷却速度慢的冷却速度,一边在奥氏体相变开始温度A1以下且向铁素体和珠光体的相变完成的温度(铁素体/珠光体相变完成温度)以上的温度范围内矫正钢板构件10的第二区域12的形状。
在局部回火步骤的冷却过程中的奥氏体相变开始温度A1以下且铁素体/珠光体相变完成温度以上的温度范围内,在钢板构件10的第二区域12处,随着从奥氏体向铁素体/珠光体相变,会出现相变超塑性现象。因此,能以较小的力容易地矫正钢板构件10的第二区域12的形状,尺寸精度提高。
需要说明的是,也可以在冷却过程中从高于奥氏体相变开始温度A1的高温开始矫正。或者,也可以从局部回火步骤的再加热过程开始矫正。此外,也可以持续矫正至低于铁素体/珠光体相变完成温度的低温。
在此,图6是用于在局部回火步骤的冷却过程中矫正钢板构件10的第二区域12的形状的矫正装置的立体示意图。如图6所示,矫正装置40具备金属制的作为矫正模具的上模41和下模42。通过由上模41和下模42夹住冷却过程中的钢板构件10的第二区域12来进行矫正。图6示出通过上模41和下模42按压钢板构件10来进行矫正的状态。
如图6所示,矫正装置40具有与图2所示的热压成型装置20中成型出第二区域12的部位同样的基本结构。具体而言,在上模41的下表面,与图2所示的压力成型用的上模21同样,在轴向(y轴方向)延伸设置有凹陷成截面梯形形状的凹部41a。此外,在下模42的上表面,与图2所示的压力成型用的下模22同样,在轴向(y轴方向)延伸设置有突出成截面梯形形状的凸部42a。
在此,在上模41的按压面(下表面)和下模42的按压面(上表面)分别设有多个用于对钢板构件10的第二区域12进行局部按压的顶杆41b、42b。如图6所示,设于上模41的下表面的多个顶杆41b和设于下模42的上表面的多个顶杆42b被配置成隔着钢板构件10的第二区域12对置。
由于通过这样的顶杆41b、42b来对钢板构件10的第二区域12进行局部按压,因此,上模41和下模42与钢板构件10的第二区域12的接触面积变小。其结果是,抑制了因上模41和下模42而导致从钢板构件10的第二区域12排热,能一边维持比下临界冷却速度慢的冷却速度一边矫正钢板构件10的第二区域12的形状。
在此,图7是矫正装置的变形例的示意性剖视图。图7所示的矫正装置也具备作为矫正模具的上模41和下模42。在图7所示的矫正装置中,未设置图6所示的顶杆41b、42b,在上模41和下模42的内部分别设有作为加热机构的加热器41c、42c。虽未特别限定,但在图7所示的矫正装置中,在上模41的下表面和下模42的上表面的附近分别设有加热器41c、42c,以便能均匀地对上模41的按压面(下表面)和下模42的按压面(上表面)进行加热。
在图7所示的矫正装置40中,能通过加热器41c、42c分别对上模41和下模42进行加热。因此,抑制了因上模41和下模42而导致从钢板构件10的第二区域12排热,能一边维持比下临界冷却速度慢的冷却速度一边矫正钢板构件10的第二区域12的形状。此外,能通过上模41的整个下表面和下模42的整个上表面来按压钢板构件10的第二区域12,因此能更高精度地进行矫正。
需要说明的是,也可以使用至少按压面是由绝热材料构成的上模41和下模42来进行矫正以代替设置加热器41c、42c。同样能一边维持比下临界冷却速度慢的冷却速度一边矫正钢板构件10的第二区域12的形状。
<钢板构件的具体例>
接着,参照图8、图9,对使用第一实施方式的钢板构件的制造方法制造的钢板构件的具体例进行说明。图8、图9是使用第一实施方式的钢板构件的制造方法制造的钢板构件的具体例的立体图。图8、图9所示的箭头示出车辆的各方向。
需要说明的是,图8、图9所示的钢板构件的用途、形状仅为一个例子,对于使用第一实施方式的钢板构件的制造方法制造的钢板构件的用途、形状不进行任何限定。
图8所示的钢板构件50是作为车辆用构件的纵梁的一个例子,更详细而言是前纵梁内侧件。
图8所示的钢板构件50具有具备在前后方向延伸设置的顶板50a、侧壁50b以及凸缘部50c的截面帽型形状。更详细而言,从在前后方向延伸设置的顶板50a的宽度方向的端部朝向外侧形成有一对侧壁50b。进而,从各侧壁50b的端部向外侧(即图8中的上侧或下侧)突出有凸缘部50c。
如图8所示,钢板构件50与图5所示的钢板构件10同样具备包含硬质的马氏体M的第一区域51和包含软质的铁素体F及珠光体P(铁素体/珠光体FP)的第二区域52。能通过如下方式来制造钢板构件50:在使用本实施方式的钢板构件的制造方法来对整个钢板构件50一边进行热压成型一边淬火之后,仅对第二区域52进行局部回火。图8所示的钢板构件50中的前方的第二区域52的强度低而冲击吸收性优异,后方的第一区域51的强度高。通过这样的结构,能兼顾钢板构件50的高强度和优异的冲击吸收特性。
图9所示的钢板构件60是作为车辆用构件的柱用钢板构件,更详细而言是中柱加强件。
如图9所示,第二实施方式的钢板构件60具备:主体部601、上部凸缘部602以及下部凸缘部603。
如图9所示,主体部601是具备在上下方向延伸设置的顶板601a、侧壁601b以及凸缘部601c的截面帽型形状的部位。更详细而言,从在上下方向延伸设置的顶板601a的宽度方向的端部朝向内侧形成有一对侧壁601b。进而,从各侧壁601b的端部向外侧(图9中的前后方向)突出有凸缘部601c。
此外,主体部601以整体向外侧突出的方式稍微弯曲。而且,主体部601的上端部和下端部向宽度方向(图9所示的前后方向)扩展而形成为俯视T字形。在此,下端部比上端部更向宽度方向(图9所示的前后方向)扩展。
上部凸缘部602具备从主体部601的上端部向外侧立起的板面和从该板面的外侧的端部向上侧伸出的板面。即,上部凸缘部602是在宽度方向(图9所示的前后方向)延伸设置的截面L字形的部位。
下部凸缘部603是从顶板601a的下端部向下侧延长突出并且在宽度方向(图9所示的前后方向)延伸设置的平板状的部位。
图9所示的钢板构件60也与图5所示的钢板构件10同样具备包含硬质的马氏体M的第一区域61和包含软质的铁素体F及珠光体P(铁素体/珠光体FP)的第二区域62。能通过如下方式来制造钢板构件60:在使用本实施方式的钢板构件的制造方法来对整个钢板构件60一边进行热压成型一边淬火之后,仅对第二区域62进行局部回火。
如图9所示,在钢板构件60中,从主体部601下部到下部凸缘部603为第二区域62,强度低而冲击吸收性优异。另一方面,从主体部601的中央部附近到上部凸缘部602为第一区域61,强度高。通过这样的结构,钢板构件60能兼顾高强度和优异的冲击吸收特性。
<实验例>
以下,对与第一实施方式的钢板构件的制造方法有关的实验例进行说明。作为钢板构件10,使用由平板状(厚度2.0mm、宽度35mm、长度140mm)的锰硼钢(22MnB5钢)构成的热冲压用钢板的淬火材料。该钢种的奥氏体相变开始温度A1为727℃,奥氏体相变完成温度A3为800℃,铁素体/珠光体相变完成温度为550℃。
如图10所示,对该钢板构件10赋予了12mm的初始弯曲量。图10是实验例的矫正装置的示意性剖视图。图10中的y轴方向为钢板构件10的长尺寸方向。将赋予了初始弯曲的钢板构件10再加热至高于奥氏体相变开始温度A1的高温740℃后,通过空冷以比下临界冷却速度慢的冷却速度将其冷却,从而进行回火。
在该回火的冷却过程中,在冷却至规定的温度的时间点将钢板构件10夹在图10所示的上模41与下模42之间进行矫正。通过使用由作为绝热材料的陶瓷构成的角形块作为上模41和下模42来维持比下临界冷却速度慢的冷却速度。在此,使矫正开始温度变化为100℃、580℃、630℃、700℃来调查弯曲量(即矫正量)的变化。不赋予矫正载荷而仅通过上模41的自重来进行矫正。
图11是示出矫正开始温度与弯曲量的关系的条形图。如图11所示,在矫正开始温度为100℃的情况下,与不进行矫正的情况下的弯曲量大致相同,不能有效地矫正钢板构件10。另一方面,如图11中以点所示,在矫正开始温度高于铁素体/珠光体相变完成温度(550℃)的580℃、630℃、700℃,随着变为高温,弯曲量急剧变小。即,可知矫正量急剧变大,能以较小的力有效地矫正钢板构件10。
<实施例>
以下,对第一实施方式的钢板构件的制造方法的实施例进行说明。通过第一实施方式的钢板构件的制造方法,使用由锰硼钢(22MnB5钢)构成的厚度为1.8mm的平板状的热冲压用钢板来制成图9所示的钢板构件60。
图12是示出实施例的局部回火的条件的温度图。图12中示出了第一区域61、第二区域62这两个区域中的温度廓线。
如图12所示,在仅将钢板构件60的第二区域62加热至奥氏体相变开始温度A1与奥氏体相变完成温度A3之间的温度740℃后,通过空冷以比上临界冷却速度慢的冷却速度对钢板构件60进行冷却,以使第二区域62不发生马氏体相变。在该回火的冷却过程中,在冷却至630℃的时间点将钢板构件10夹在图6所示的上模41与下模42之间进行矫正。通过顶杆41b、42b对钢板构件60的第二区域62进行局部按压,由此维持为比下临界冷却速度慢的冷却速度。矫正载荷设为20T。
对于制成的钢板构件60,在图9所示的五个测量点P1~P5测量距离基准位置的偏移量,与不进行矫正而制成的比较例的钢板构件60进行比较。图13是示出测量点P1~P5处的距离基准位置的偏移量的图。在图13中,实施例通过实线示出,比较例通过虚线示出。如图13所示,在比较例中,距离基准位置的偏移量的幅度为4.5mm,与此相对,在实施例中距离基准位置的偏移量的幅度为1.0mm,显著地改善了尺寸精度。
在如此描述的本公开中,显而易见的是,本公开的实施例可以以多种方式变更。这种变更不应被认为是脱离本公开的精神和范围,并且所有这些对本领域技术人员显而易见的变更都包含在本申请技术方案的范围内。
Claims (6)
1.一种钢板构件的制造方法,具备:
淬火步骤,在将钢板构件加热至高于奥氏体相变完成温度(A3)的高温后,以比上临界冷却速度快的冷却速度对所述钢板构件进行冷却;以及
回火步骤,在不对淬火后的所述钢板构件的第一区域进行再加热而将所述钢板构件的第二区域再加热至高于奥氏体相变开始温度(A1)的高温后,以比下临界冷却速度慢的冷却速度对所述钢板构件进行冷却,
在所述第一区域形成有由马氏体构成的硬质区域,在所述第二区域形成有包含铁素体和珠光体的软质区域,其中,
在回火步骤的冷却过程中,
一边维持比所述下临界冷却速度慢的冷却速度,一边在所述奥氏体相变开始温度(A1)以下且向铁素体和珠光体的相变完成的温度以上的温度范围内,矫正所述第二区域的形状,
在矫正所述第二区域的形状时,
通过抑制来自所述第二区域的排热的矫正模具来按压所述第二区域。
2.根据权利要求1所述的钢板构件的制造方法,其中,
在矫正所述第二区域的形状时,
通过按压面具备多个顶杆的矫正模具来对所述第二区域进行局部按压。
3.根据权利要求1所述的钢板构件的制造方法,其中,
在矫正所述第二区域的形状时,
通过内部具备加热机构的矫正模具来按压所述第二区域。
4.根据权利要求1所述的钢板构件的制造方法,其中,
在矫正所述第二区域的形状时,
通过至少按压面是由绝热材料构成的矫正模具来按压所述第二区域。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的钢板构件的制造方法,其中,
在回火步骤的再加热过程中,
将所述第二区域再加热至所述奥氏体相变开始温度(A1)与所述奥氏体相变完成温度(A3)之间的温度。
6.根据权利要求1~4中任一项所述的钢板构件的制造方法,其中,
在回火步骤的再加热过程中,
通过感应加热来对所述第二区域进行再加热。
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