CN117177825A - 模具和热压成形品的制造方法 - Google Patents

模具和热压成形品的制造方法 Download PDF

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CN117177825A CN202280024788.2A CN202280024788A CN117177825A CN 117177825 A CN117177825 A CN 117177825A CN 202280024788 A CN202280024788 A CN 202280024788A CN 117177825 A CN117177825 A CN 117177825A
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村泽皓大
藤中真吾
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Abstract

提供一种能够利用热压成形来制造具有优异的冲击吸收能力的热压成形品的模具。本公开的模具(10)具备：上模(11)，其具有第1成形面(110)；和下模(12)，其具有第2成形面(120)。第1成形面(110)包括第1缓冷区域(113)，该第1缓冷区域(113)具有多个第1肋部(111)和多个第1槽部(112)。第1肋部(111)的宽度比第1槽部(112)的宽度窄。第2成形面(120)包括第2缓冷区域(123)，该第2缓冷区域(123)具有多个第2肋部(121)和多个第2槽部(122)。第2肋部(121)的宽度比第2槽部(122)的宽度窄。在热压成形时，在从第1缓冷区域(113)和第2缓冷区域(123)的法线方向观察时，第1肋部(111)与第2肋部(121)至少局部重叠。

Description

模具和热压成形品的制造方法
技术领域
本公开涉及一种模具和使用了该模具的热压成形品的制造方法。
背景技术
在汽车领域中，为了提高燃料经济性，要求车身的轻量化。而且，为了保护碰撞时的乘车人，在汽车领域中还要求碰撞安全性的提高。在车身的轻量化方面，车身所使用的结构构件的薄壁化是有效的。为了使结构构件薄壁化、同时谋求碰撞安全性的提高，对适用于车身的结构构件的原材料要求较高的强度。另一方面，具有较高的强度的原材料的冲压成形性较低。若以冷作对具有较高的强度的原材料进行冲压成形，则在冲压成形时产生裂纹、或者发生原材料由于由冲压成形产生的应力而引起弹性变形的现象(回弹)。因此，作为使用这样的具有较高的强度的原材料而成形结构构件的方法，提出了热压成形。
在热压成形中，将原材料加热到显微组织成为奥氏体单相的温度范围。然后，使用具备模具的热压装置而以热作对被加热了的原材料进行冲压成形。在热压成形中，原材料由于加热而软质化。因此，热压成形中的原材料的冲压成形性较高。在热压成形中，热压成形中的原材料还与模具的大致整个成形面接触。此时，原材料由与原材料接触的模具排热而被淬火。如此，在热压成形中，使原材料热压成形的同时淬火。因此，在热压成形中，能够容易地制造高强度的热压成形品。
不过，对于作为汽车的结构构件的1种的冲击吸收构件，要求优异的冲击吸收能力。因此，在专利文献1(日本特开2014-79790号公报)中提出了用于成形冲击吸收构件的热压成形用的模具。
在专利文献1所公开的热压成形中，使用模具而对被加热了的原材料进行热压成形。在热压成形时，还使制冷剂向模具与原材料之间的间隙的局部流动而使原材料局部骤冷。具体而言，专利文献1的模具在模具表面设置有向模具外部供给模具内部的制冷剂路径中的制冷剂的供给口。专利文献1的模具还具备同原材料中的高强度部与低强度部之间的交界区域接触的凸部。在热压成形时，从供给口向高强度部与模具之间的间隙供给制冷剂。另一方面，不向低强度部与模具之间的间隙供给制冷剂。同高强度部与低强度部之间的交界接触的凸部拦截制冷剂。因此，填充到高强度部与模具之间的间隙的制冷剂不会向低强度部与模具之间的间隙流动。其结果，可制造具备冲击吸收能力优异的低强度部的热压成形品(冲击吸收构件)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2014-79790号公报
发明内容
发明要解决的问题
在专利文献1所公开的模具中，能够制造具备冲击吸收能力优异的低强度部的热压成形品。然而，也可以是，能够利用与专利文献1所记载的技术不同的其他技术来制造具有优异的冲击吸收能力的热压成形品。
本公开的目的在于提供一种可利用热压成形来制造具有优异的冲击吸收能力的热压成形品的模具和使用了该模具的热压成形品的制造方法。
用于解决问题的方案
本公开的模具是用于对原材料实施热压成形的模具。
模具具备上模和下模。上模具有第1成形面。下模具有第2成形面。第2成形面在热压成形时与第1成形面相对地配置，与第1成形面一起对原材料进行热压成形。
第1成形面包括第1缓冷区域。第1缓冷区域具有多个第1肋部和多个第1槽部。多个第1肋部在第1肋部的宽度方向上排列。多个第1槽部在第1槽部的宽度方向上排列。第1肋部形成于相邻的第1槽部之间。第1肋部的宽度比第1槽部的宽度窄。
第2成形面包括第2缓冷区域。第2缓冷区域具有多个第2肋部和多个第2槽部。多个第2肋部在第2肋部的宽度方向上排列。多个第2槽部在第2槽部的宽度方向上排列。第2肋部形成于相邻的第2槽部之间。第2肋部的宽度比第2槽部的宽度窄。
在热压成形时，在从第1缓冷区域的法线方向观察第1缓冷区域和第2缓冷区域时，第1肋部与第2肋部至少局部重叠。
本公开的热压成形品的制造方法具备如下工序：准备原材料的工序；将所准备的原材料加热到Ac3点以上的温度的工序；利用上述的模具对被加热了的原材料实施热压成形的工序；以及使被进行了热压成形的原材料从模具脱模而制造热压成形品的工序。
发明的效果
本公开的模具能够利用热压成形来制造具有优异的冲击吸收能力的热压成形品。本公开的热压成形品的制造方法能够制造具有优异的冲击吸收能力的热压成形品。
附图说明
图1是表示热压成形用的热压装置的一个例子的主视图。
图2是表示本实施方式的模具的一个例子的立体图。
图3是表示本实施方式的模具的一个例子的缓冷区域中的、热压成形时的模具和原材料的状态的剖视图。
图4是表示本实施方式的模具的一个例子的骤冷区域中的、热压成形时的模具和原材料的状态的剖视图。
图5A是放大图3的区域100的示意图。
图5B是表示热压成形时的去除了图5A的原材料B的示意图。
图5C是与图5A以及图5B不同的形状的第1肋部或第2肋部的与延伸方向垂直的剖视图。
图5D是与图5A～图5C不同的形状的第1肋部或第2肋部的与延伸方向垂直的剖视图。
图6是从上方向(第1缓冷区域和第2缓冷区域的法线方向)观察图3的区域100的、区域100的示意图。
图7是放大图4的区域200的示意图。
图8是表示Fn1与第1缓冷区域和第2缓冷区域中的温度偏差ΔT(℃)之间的关系的图。
图9是在用于制作图8的二维热传递模拟中所使用的导热模型的示意图。
图10是表示Fn2与热压成形时的原材料B的冷却速度V(℃/秒)之间的关系的图。
图11是表示本实施方式的模具的与图2不同的另一个例子的立体图。
图12是表示本实施方式的模具的与图2、图11不同的另一个例子的立体图。
图13是表示本实施方式的模具的与图2、图11以及图12不同的另一个例子的立体图。
图14是放大图3的区域100的示意图中的、与图5A不同的另一个例子。
图15是图14的线段XV-XV处的剖视图。
图16是放大图3的区域100的示意图中的、与图5A、图14不同的另一个例子。
图17是从第1缓冷区域的法线方向观察图16的区域100并仅图示了肋部的示意图。
图18是放大图3的区域100的示意图中的、与图5A、图14以及图16不同的另一个例子。
图19是从第1缓冷区域的法线方向观察图18的区域100并仅图示了肋部的示意图。
具体实施方式
如上所述，在汽车的结构构件的冲击吸收构件中，要求碰撞时的冲击能量的吸收能力、即冲击吸收能力的提高。结构构件通过塑性变形来吸收冲击能量。因此，为了提高冲击吸收能力，在受到较高的应力的情况下也能够发挥优异的塑性变形能力的做法是有效的。
本发明人等认为：若能够降低热压成形时的原材料的冷却速度，则在原材料受到较高的应力的情况下也能够发挥优异的塑性变形能力。因此，本发明人等对模具的成形面的表面形状进行了研究。其结果，本发明人等认为：若在成形面形成包括多个肋部和多个槽部的缓冷区域，则能够降低热压成形时的原材料的冷却速度。
在成形面中，肋部在规定方向上延伸，与延伸方向垂直的截面具有凸形状。在成形面中，槽部沿着肋部的延伸方向延伸，与延伸方向垂直的截面具有凹形状。多个肋部和多个槽部交替地形成。
在热压成形时，在缓冷区域中，肋部与原材料直接接触而对原材料进行排热。另一方面，槽部不与原材料直接接触。因而，若成形面包括多个肋部和多个槽部，则能够在热压成形时减少模具与原材料接触的面积。因此，能够降低淬火时的原材料的冷却速度。
基于以上的见解，本发明人等着眼于模具的成形面的缓冷区域中的多个肋部和多个槽部的、肋部的宽度和槽部的宽度而进一步详细地进行了研究。其结果，本发明人等获得了如下见解：若使肋部的宽度比槽部的宽度窄，则能够有效地减少热压成形时的原材料的排热，降低冷却速度。若能够减慢热压成形时的原材料的冷却速度，则能够抑制原材料的高强度化，能够提高冲击吸收能力。
若使缓冷区域中的肋部的宽度比槽部的宽度窄，则能够在热压成形品的至少局部形成强度已降低的冲击缓冲区域。然而，在使肋部的宽度比槽部的宽度窄时，存在如下情况：在热压成形品的表面产生波状的变形，热压成形品的尺寸精度降低。因此，本发明人等针对其原因进行了研究。其结果，本发明人等获得了如下见解。
在热压成形时，有时在一对模具(上模、下模)中的一个模具的成形面的缓冷区域形成的肋部会进入在另一个模具的成形面的缓冷区域形成的槽部。在该情况下，在热压成形品的表面产生上述的波状的变形。
基于以上的见解，本发明人等想到在热压成形时使在一个模具的缓冷区域形成的肋部与在另一个模具的缓冷区域形成的肋部在从缓冷区域的法线方向观察时重叠。若在一个模具的缓冷区域形成的肋部中的至少局部与在另一个模具的缓冷区域形成的肋部重叠，则能够抑制肋部进入槽部。
在本实施方式的模具中，在热压成形时，在从缓冷区域的法线方向观察缓冷区域时，在一方的缓冷区域形成的肋部与在另一方的缓冷区域形成的肋部至少局部重叠。其结果，能够抑制由于肋部的宽度比槽部的宽度窄而产生的、上述的波状的变形。
基于以上的见解所完成的本实施方式的模具和使用了本实施方式的模具的热压成形品的制造方法具备如下构成。
[1]一种模具，其是用于对原材料实施热压成形的模具，其中，
所述模具具备：
上模，其具有第1成形面；
和下模，其具有第2成形面，所述第2成形面在热压成形时与所述第1成形面相对地配置，与所述第1成形面一起对所述原材料进行热压成形，
所述第1成形面包括第1缓冷区域，所述第1缓冷区域具有多个第1肋部和多个第1槽部，
多个所述第1肋部在所述第1肋部的宽度方向上排列，
多个所述第1槽部在所述第1槽部的宽度方向上排列，
所述第1肋部形成于相邻的所述第1槽部之间，
所述第1肋部的宽度比所述第1槽部的宽度窄，
所述第2成形面包括第2缓冷区域，所述第2缓冷区域具有多个第2肋部和多个第2槽部，
多个所述第2肋部在所述第2肋部的宽度方向上排列，
多个所述第2槽部在所述第2槽部的宽度方向上排列，
所述第2肋部形成于相邻的所述第2槽部之间，
所述第2肋部的宽度比所述第2槽部的宽度窄，
在热压成形时，在从所述第1缓冷区域的法线方向观察所述第1缓冷区域和所述第2缓冷区域时，
所述第1肋部与所述第2肋部至少局部重叠。
[1]的模具能够利用热压成形来制造具有优异的冲击吸收能力的热压成形品。
[2]根据[1]所述的模具，其中，
在热压成形时，在从所述第1缓冷区域的法线方向观察所述第1缓冷区域和所述第2缓冷区域时，
所述第1肋部与所述第2肋部在相同的方向上延伸，
所述第1槽部与所述第2槽部在相同的方向上延伸。
[2]的模具能够提高热压成形时的原材料中的热传递的模拟的精度。
[3]根据[1]或[2]所述的模具，其中，
所述第1肋部的宽度是所述第1槽部的宽度的10％～50％，
所述第2肋部的宽度是所述第2槽部的宽度的10％～50％。
若是[3]的模具，则能够在热压成形时减慢冷却速度。若能够减慢冷却速度，则易于使冷却在所期望的原材料温度停止。例如，也可以是，在热压成形时使冷却在Mf点～Ms点之间停止，之后实施随后论述的加热保持工序，从而调整原材料的显微组织中的马氏体和残留奥氏体的生成量。另外，例如，也可以是，在热压成形时使冷却在超过Ms点～500℃之间的温度停止，并且，之后实施随后论述的加热保持工序，从而使原材料的显微组织成为贝氏体为主体的组织。
[4]根据[1]～[3]中任一项所述的模具，其中，
在所述第1缓冷区域的至少局部，
所述第1肋部的宽度是1.0mm～8.0mm，
所述第1肋部的高度是0.2mm～5.0mm，
在所述第2缓冷区域的至少局部，
所述第2肋部的宽度是1.0mm～8.0mm，
所述第2肋部的高度是0.2mm～5.0mm。
[4]的模具能够抑制热压成形时的原材料的温度偏差。
[5]根据[2]所述的模具，其中，
所述第1肋部的宽度是所述第1槽部的宽度的10％～50％，
所述第2肋部的宽度是所述第2槽部的宽度的10％～50％，
所述第1肋部和所述第2肋部各自的宽度是1.0mm～8.0mm，
所述第1肋部和所述第2肋部各自的高度是0.2mm～5.0mm，
由式(1)定义的Fn1是14以下，
Fn1＝Wr0.9/P00.8+0.05Hr (1)
其中，式(1)中的Wr是所述第1肋部和所述第2肋部的宽度(mm)，P0＝Wr/Ws，Ws是所述第1槽部和所述第2槽部的宽度(mm)，Hr是所述第1肋部和所述第2肋部的高度(mm)。
在[5]的模具中，能够进一步抑制热压成形时的原材料的温度偏差。
[6]根据[2]或[5]所述的模具，其中，
所述第1肋部的宽度是所述第1槽部的宽度的10％～50％，
所述第2肋部的宽度是所述第2槽部的宽度的10％～50％，
所述第1肋部和所述第2肋部各自的宽度是1.0mm～8.0mm，
所述第1肋部和所述第2肋部各自的高度是0.2mm～5.0mm，
由式(2)定义的Fn2是30以上，
Fn2＝Ws2×Hr0.4/Wr (2)
其中，式(2)中的Ws是所述第1槽部和所述第2槽部的宽度(mm)，Wr是所述第1肋部和所述第2肋部的宽度(mm)，Hr是所述第1肋部和所述第2肋部的高度(mm)。
在[6]的模具中，能够进一步减慢原材料的冷却速度。若能够减慢冷却速度，则更易于使冷却在所期望的原材料温度停止。例如，也可以是，在热压成形时使冷却在Mf点～Ms点之间停止，之后实施随后论述的加热保持工序，从而调整原材料的显微组织中的马氏体和残留奥氏体的生成量。另外，例如，也可以是，在热压成形时使冷却在超过Ms点～500℃之间的温度停止，并且，之后实施随后论述的加热保持工序，从而使原材料的显微组织成为贝氏体为主体的组织。
[7]根据[4]～[6]中任一项所述的模具，其中，
在所述第1缓冷区域的至少局部，
所述第1肋部的宽度是1.0mm～4.0mm、且是所述第1槽部的宽度的10％～30％，
在所述第2缓冷区域的至少局部，
所述第2肋部的宽度是1.0mm～4.0mm、且是所述第2槽部的宽度的10％～30％。
[7]的模具能够进一步抑制热压成形时的原材料的温度偏差。
[8]一种热压成形品的制造方法，其具备如下工序：
准备原材料的工序；
将所准备的所述原材料加热到Ac3点以上的温度的工序；
利用[1]～[7]中任一项所述的模具对被加热了的所述原材料实施热压成形的工序；以及
使被进行了热压成形的所述原材料从所述模具脱模而制造热压成形品的工序。
[8]的热压成形品的制造方法能够制造具有优异的冲击吸收能力的热压成形品。
[9]根据[8]所述的热压成形品的制造方法，其中，
所述热压成形品的制造方法还具备在100℃～500℃的温度下保持从所述模具脱模而制造成的所述热压成形品的工序。
以下，参照附图而对本实施方式的模具和使用了本实施方式的模具的热压成形品的制造方法进行说明。此外，对在各附图中相同的结构或相当的结构标注同一附图标记，不反复进行相同的说明。
[热压装置1的结构]
图1是表示热压成形用的热压装置1的一个例子的主视图。参照图1，热压装置1除了本实施方式的模具10之外，具备与公知的热压装置的结构实质上相同的结构。热压装置1具备框架2、滑块3、垫板4、以及模具10(上模11和下模12)。在以后的说明中，也将热压装置1的铅垂(上下)方向称为V方向，也将热压装置1的宽度方向称为W方向，也将与V方向、W方向垂直的方向称为L方向。
参照图1，框架2配置于热压装置1的上部。框架2将配置于框架2的下方的滑块3支承成可升降。框架2具备使滑块3升降的驱动装置(未图示)。驱动装置既可以是机械式机构，也可以是液压式机构。滑块3安装于框架2，可利用框架2所具备的驱动装置在上下方向上升降。在滑块3的下表面安装有上模11。垫板4配置于滑块3的下方。垫板4的上表面与滑块3的下表面相对。在垫板4的上表面安装有下模12。此时，下模12配置于上模11的下方。
模具10包括上述的上模11和上述的下模12。上模11和下模12在图1的L方向上延伸。以下，对于热压装置1和模具10，也将上模11和下模12延伸的方向称为“模具10的长度方向(L方向)”。对于模具10，也将与L方向以及图1的V方向垂直的方向称为“模具10的宽度方向(W方向)”。
如上所述，上模11固定于滑块3的下表面，下模12固定于垫板4的上表面。并且，下模12配置于上模11的下方。在实施热压成形时，首先，被加热了的原材料(坯料)配置于下模12上。在配置原材料后，上模11在V方向上相对于下模12相对滑动，一边与原材料接触，一边对原材料赋予外力。也就是说，上模11和下模12对原材料进行热压成形。由此，将原材料成形成所期望的形状。而且，在热压成形中，上模11的成形面以及下模12的成形面与原材料接触而使上模11和下模12对原材料进行排热从而使原材料淬火。因此，可制造具有所期望的形状、且提高了强度的热压成形品。
热压装置1也可以包括未图示于图1的结构。热压装置1例如也可以具备用于冷却模具10的冷却装置。在该情况下，例如，在模具10内部设置有供冷却介质流通的流路。而且，配置有用于向模具10内部供给冷却介质的泵。也可以是，热压装置1还具备用于向热压装置1输送原材料的输送机构。热压装置1也可以具备未图示于图1的结构且是公知的热压装置所具备的结构。
[模具10的结构]
进一步详细地说明图1中的模具10的结构。
图2是图1中的模具10的立体图。参照图2，上模11具有第1成形面110。第1成形面110配置于上模11的下表面。在图2中，第1成形面110在W方向中央部包括在L方向上延伸的凹部。
下模12具有第2成形面120。第2成形面120配置于下模12的上表面。在图2中，第2成形面120在W方向上的中央部包括在L方向上延伸的凸部。在热压成形时，第2成形面120与第1成形面110相对地配置。并且，第2成形面120和第1成形面110一起与原材料(坯料)接触而对原材料进行热压成形。
[第1成形面110和第2成形面120的结构]
第1成形面110包括以斜线部表示的第1缓冷区域113。在图2中，第1缓冷区域113形成于第1成形面110的局部。在图2中，第1成形面110包括第1缓冷区域113和第1骤冷区域114。
同样地，第2成形面120包括以斜线部表示的第2缓冷区域123。在图2中，第2缓冷区域123形成于第2成形面120的局部。在图2中，第2成形面120包括第2缓冷区域123和第2骤冷区域124。
在热压成形时，第1骤冷区域114与第2骤冷区域124相对。第1骤冷区域114和第2骤冷区域124在热压成形后的原材料(热压成形品)形成具有高强度的高强度区域。
在热压成形时，第1缓冷区域113与第2缓冷区域123相对。第1缓冷区域113和第2缓冷区域123在热压成形后的原材料(热压成形品)形成强度比高强度区域的强度低且易于塑性变形的冲击缓冲区域。
图3是表示热压成形时的第1缓冷区域113和第2缓冷区域123中的、模具10和原材料(坯料)B的状态的、包括V方向和W方向在内的剖视图。图4是表示热压成形时的第1骤冷区域114和第2骤冷区域124中的、模具10和原材料B的状态的、包括V方向和W方向在内的剖视图。图3和图4表示上模11到达下止点、模具10闭合的状态。换言之，图3和图4表示上模11的大致整个第1成形面110以及下模12的大致整个第2成形面120与原材料B接触而对原材料B赋予着外力的状态。
参照图2～图4，在热压成形时，原材料B由上模11和下模12夹着。此时，第2成形面120的凸部嵌合于第1成形面110的凹部内。其结果，使原材料B成形成帽型的热压成形品。
图2的模具10还包括缓冷区域(113和123)和骤冷区域(114和124)。在上模11的第1成形面110中，形成热压成形品的冲击缓冲区域的第1缓冷区域113的表面构造与形成热压成形品的高强度区域的第1骤冷区域114的表面构造不同。同样地，在下模12的第2成形面120中，形成热压成形品的冲击缓冲区域的第2缓冷区域123的表面构造与形成热压成形品的高强度区域的第2骤冷区域124的表面构造不同。以下，进一步说明第1成形面110和第2成形面120的表面构造。
[第1成形面110的结构]
[第1缓冷区域113的结构]
图5A是图3中的第1成形面110的第1缓冷区域113内的区域100的放大图。参照图5A，上模11的第1成形面110的第1缓冷区域113具有多个第1肋部111和多个第1槽部112。图6是从上方向(第1缓冷区域113和第2缓冷区域123的法线方向)观察图3的区域100的、区域100的示意图。参照图5A和图6，多个第1肋部111在规定的方向上延伸。在图5A和图6中，作为一个例子，多个第1肋部111在L方向上延伸。不过，多个第1肋部111的延伸方向并不限定于L方向。
多个第1肋部111在第1肋部111的宽度方向上排列。第1肋部111的宽度方向是指与第1肋部111的延伸方向垂直的方向。在图5A中，第1肋部111的宽度方向是W方向。然而，第1肋部111的宽度方向并不限定于W方向。在本实施方式中，各第1肋部111在L方向上延伸，在W方向上排列。
参照图5A，多个第1槽部112在第1槽部112的宽度方向上排列，第1肋部111形成于相邻的第1槽部112之间。在图5A中，第1槽部112与第1肋部111同样地在L方向上延伸，在W方向上排列。而且，第1肋部111形成于相邻的两个第1槽部112之间。在图5A中，多个第1槽部112和多个第1肋部111均在L方向上延伸，第1槽部112和第1肋部111在W方向上交替地排列。
参照图5A，第1肋部111的宽度比第1槽部112的宽度窄。如上所述，第1肋部111的宽度是指与第1肋部111的延伸方向垂直的截面中的第1肋部111的宽度。在图5A中，第1肋部111的宽度意味着第1肋部111的W方向上的宽度。同样地，第1槽部112的宽度是指与第1槽部112的延伸方向垂直的截面中的第1槽部112的宽度。在图5A中，第1槽部112的宽度意味着第1槽部112的W方向上的宽度。第1肋部111的宽度和第1槽部112的宽度例如能够使用游标卡尺等而容易地求出。
参照图5A，在本实施方式中，第1肋部111的宽度比第1槽部112的宽度窄。在第1缓冷区域113在热压成形时与原材料B接触了时，第1槽部112处的排热量比第1肋部111处的排热量少。第1肋部111的宽度比第1槽部112的宽度窄，因此，能够将第1肋部111处的排热量抑制得更少。因此，在第1缓冷区域113中，与第1骤冷区域114相比较，能够减慢原材料B的冷却速度。因此，在使用模具10而实施了热压成形的情况下，能够降低原材料B中的、与第1缓冷区域113接触了的区域的淬火的程度。其结果，能够在热压成形后的原材料B(热压成形品)形成强度被抑制了的冲击缓冲区域。
[第1骤冷区域114的结构]
图7是图4的第1成形面110的第1骤冷区域114中的区域200的放大图。参照图7，在上模11的第1成形面110的第1骤冷区域114中未形成第1肋部111和第1槽部112。换言之，第1成形面110的第1骤冷区域114是光滑的面。因此，在热压成形时，大致整个第1骤冷区域114与原材料B接触。因此，在第1骤冷区域114中，与第1缓冷区域113相比较，能够加快原材料B的冷却速度。因此，在使用模具10而实施了热压成形的情况下，能够提高原材料B中的、与第1骤冷区域114接触了的区域的淬火的程度。其结果，能够在热压成形后的原材料B(热压成形品)形成强度比冲击缓冲区域的强度高的高强度区域。
[第2成形面120的结构]
[第2缓冷区域123的结构]
参照图5A，下模12的第2成形面120的第2缓冷区域123具有多个第2肋部121和多个第2槽部122。参照图5A和图6，多个第2肋部121在规定的方向上延伸。在图5A和图6中，多个第2肋部121在L方向上延伸。不过，多个第2肋部121的延伸方向并不限定于L方向。
多个第2肋部121在第2肋部121的宽度方向上排列。第2肋部121的宽度方向是指与第2肋部121的延伸方向垂直的方向。在图5A中，第2肋部121的宽度方向是W方向。然而，第2肋部121的宽度方向并不限定于W方向。在本实施方式中，各第2肋部121在L方向上延伸，在W方向上排列。
参照图5A，多个第2槽部122在第2槽部122的宽度方向上排列，第2肋部121形成于相邻的第2槽部122之间。在图5A中，第2槽部122与第2肋部121同样地在L方向上延伸，在W方向上排列。而且，第2肋部121形成于相邻的两个第2槽部122之间。在图5A中，多个第2槽部122和多个第2肋部121均在L方向上延伸，第2槽部122与第2肋部121在W方向上交替地排列。
参照图5A，而且，第2肋部121的宽度比第2槽部122的宽度窄。如上所述，第2肋部121和第2槽部122的宽度方向相当于模具10的宽度方向(W方向)。因而，在图5A所示的截面中，第2肋部121的宽度意味着第2肋部121的W方向上的宽度，第2槽部122的宽度意味着第2槽部122的W方向上的宽度。第2肋部121的宽度和第2槽部122的宽度例如能够使用游标卡尺而求出。
参照图5A，第2肋部121的宽度比第2槽部122的宽度窄。如上所述，第2肋部121的宽度是指与第2肋部121的延伸方向垂直的截面中的第2肋部121的宽度。因此，能获得与上述的第1肋部111的宽度和第1槽部112的宽度的关系时的效果同样的效果。具体而言，在第2缓冷区域123在热压成形时与原材料B接触了时，第2槽部122处的排热量比第2肋部121处的排热量少。第2肋部121的宽度比第2槽部122的宽度窄，因此，能够将第2肋部121处的排热量抑制得更少。因此，在第2缓冷区域123中，与随后论述的第2骤冷区域124相比较，能够减慢原材料B的冷却速度。因此，在使用模具10而实施了热压成形的情况下，能够降低原材料B中的、与第2缓冷区域123接触了的区域的淬火的程度。其结果，能够在热压成形后的原材料B(热压成形品)形成强度被抑制了的冲击缓冲区域。
[第2骤冷区域124的结构]
参照图7，在下模12的第2成形面120的第2骤冷区域124中未形成第2肋部121和第2槽部122。也就是说，第2成形面120的第2骤冷区域124是光滑的面。因此，在热压成形时，大致整个第2骤冷区域124与原材料B接触。因此，在第2骤冷区域124中，与第2缓冷区域123相比较，能够加快原材料B的冷却速度。因此，在使用模具10而实施了热压成形的情况下，能够提高原材料B中的、与第2骤冷区域124接触了的区域的淬火的程度。其结果，能够在热压成形后的原材料B(热压成形品)形成强度比冲击缓冲区域的强度高的高强度区域。
[第1肋部111和第2肋部121之间的关系]
在模具10中，而且，在热压成形时，在从第1缓冷区域113的法线方向观察第1成形面110的第1缓冷区域113和第2成形面120的第2缓冷区域123时，第1肋部111与第2肋部121至少局部重叠。在此所谓的、“热压成形时”是指上模11的大致整个成形面110以及下模12的大致整个成形面120与原材料B接触而对原材料B赋予着外力的状态，是指模具10闭合的状态、且是上模11保持在下止点、同时原材料B由模具10冷却着的状态。
在该情况下，如图5A所示那样，在热压成形时，第1肋部111不会进入第2槽部122内、第2肋部121不会进入第1槽部112内。因此，能够抑制在热压成形时，第1肋部111进入第2槽部122内、或第2肋部121进入第1槽部112内而使原材料B变形成波状。
[模具10的特征]
如上所述，在本实施方式的模具10中，第1缓冷区域113的第1肋部111的宽度比第1槽部112的宽度窄。而且，第2缓冷区域123的第2肋部121的宽度比第2槽部122的宽度窄。因此，在使用模具10而实施了热压成形的情况下，在原材料B的由第1缓冷区域113和第2缓冷区域123夹着的区域中，冷却速度被抑制。因此，能够在热压成形品内形成强度被抑制了的冲击缓冲区域和强度比冲击缓冲区域的强度高的高强度区域。而且，在热压成形时，在从第1缓冷区域113的法线方向观察第1缓冷区域113和第2缓冷区域123时，第1肋部111与第2肋部121至少局部重叠。因此，在冲击缓冲区域中，能够抑制原材料B变形成波状。
[对于模具10的优选的形态]
在第1缓冷区域113和第2缓冷区域123中，优选的是，第1肋部111与第2肋部121在相同的方向上延伸。而且，第1槽部112与第2槽部122在相同的方向上延伸。在图5A和图6中，第1肋部111与第2肋部121在L方向上延伸，第1槽部112与第2槽部122在L方向上延伸。
如上所述，在第1肋部111、第1槽部112、第2肋部121、以及第2槽部122全部在相同的方向上延伸的情况下，在原材料B的热传递的模拟中，只要实施二维的模拟就足矣。也就是说，只要实施与第1肋部111、第1槽部112、第2肋部121以及第2槽部122的延伸方向垂直的截面(也就是说，图5A所示的截面)中的二维的模拟，其结果就与利用三维的模拟所获得的结果实质上相同。因此，无需实施三维的模拟。因此，对于原材料B的热传递，可进行更容易且准确的模拟。也就是说，能够更容易且准确地控制冷却速度。在该情况下，通过使用模拟，可从原材料B的化学组成控制成所期望的显微组织。
例如，在原材料B是钢材的情况下，对原材料B进行了热压成形的结果，热压成形品只要成为不仅含有硬质相、还含有残留奥氏体的显微组织，热压成形品的冲击吸收能力就会进一步提高。其中，硬质相由马氏体和/或贝氏体构成。
[优选的第1肋部111与第1槽部112之间的关系和优选的第2肋部121与第2槽部122之间的关系]
优选的是，形成于缓冷区域113的第1肋部111的宽度是第1槽部112的宽度的10％～50％，形成于缓冷区域123的第2肋部121的宽度是第2槽部122的宽度的10％～50％。
若第1肋部111的宽度是第1槽部112的宽度的10％以上，则第1肋部111会对原材料B恰当地进行排热。在该情况下，能够抑制原材料B的冷却速度变得过慢。因此，能够抑制在原材料B的显微组织中生成铁素体和珠光体，促进硬质相、或硬质相和残留奥氏体的生成。其结果，热压成形品的冲击吸收能力提高。
另一方面，若第1肋部111的宽度是第1槽部112的宽度的50％以下，则能够在热压成形时减慢冷却速度。若能够减慢冷却速度，则易于使冷却在所期望的原材料温度停止。例如，也可以使冷却在Mf点～Ms点之间停止而调整马氏体和残留奥氏体的生成量。例如，也可以使冷却在比Ms点高的温度停止而使原材料的显微组织成为贝氏体为主体的组织。
因而，优选的是，第1肋部111的宽度是第1槽部112的宽度的10％～50％。
第1肋部111的宽度与第1槽部112的宽度之比的进一步优选的上限是45％，更进一步优选是40％，再进一步优选是35％。
第1肋部111的宽度与第1槽部112的宽度之比的进一步优选的下限是12％，更进一步优选是14％。
图5B是表示热压成形时的去除了图5A的原材料B的示意图。其中，第1肋部111的宽度如以下这样定义。将第1肋部111的表面中的、与第2成形面120相对的表面定义为第1肋部111的顶面。即、将第1肋部111的表面中的、在热压成形时与原材料B接触的表面定义为“顶面”。如图5B所示那样，在与第1肋部111的延伸方向垂直的截面中，将顶面111P的宽度W111P定义为第1肋部111的宽度。顶面111P的宽度W111P即、相当于与第1肋部111的延伸方向以及顶面111P的法线方向垂直的方向(在图5B中是W方向)上的顶面111P的长度。
第1肋部111的高度如以下这样定义。在图5B中，将从第1肋部111的顶面111P到第1槽部112的槽底112P的高度H111P定义为第1肋部111的高度。换言之，将从第1肋部111的顶面111P到第1槽部112的槽底112P的、顶面111P的法线方向(在图5B中是V方向)上的长度定义为第1肋部111的高度H111P。
第1槽部112的宽度如以下这样定义。如图5B所示那样，在与第1肋部111的延伸方向垂直的截面中，将相邻的第1肋部111彼此的一个顶面111P的端点与另一个顶面111P的端点之间的间隙的宽度W112P定义为第1槽部112的宽度。
第2肋部121的宽度如以下这样定义。将第2肋部121的表面中的、与第1成形面110相对的表面定义为第2肋部121的顶面。即、将第2肋部121的表面中的、在热压成形时与原材料B接触的表面定义为“顶面”。如图5B所示那样，在与第2肋部121的延伸方向垂直的截面中，将顶面121P的宽度W121P定义为第2肋部121的宽度。顶面121P的宽度W121P即、相当于与第2肋部121的延伸方向以及顶面121P的法线方向垂直的方向(在图5B中是W方向)上的顶面121P的长度。
第2肋部121的高度如以下这样定义。在图5B中，将从第2肋部121的顶面121P到第2槽部122的槽底122P的高度H121P定义为第2肋部121的高度。换言之，将从第2肋部121的顶面121P到第2槽部122的槽底122P的、顶面121P的法线方向(在图5B中是V方向)上的长度定义为第2肋部121的高度。
第2槽部122的宽度如以下这样定义。如图5B所示那样，在与第2肋部121的延伸方向垂直的截面中，将相邻的第2肋部121彼此的一个顶面121P的端点与另一个顶面121P的端点之间的间隙的宽度W122P定义为第2槽部122的宽度。
此外，第1肋部111或第2肋部121的、与延伸方向垂直的截面中的形状既可以如图5A和图5B所示这样是矩形形状，如图5C所示，也可以是宽度朝向顶面111P或顶面121P缩窄的梯形形状。另外，在第1肋部111或第2肋部121中，如图5D所示，也可以使顶面111P或顶面121P的角倒角、或者使第1肋部111或第2肋部121的根部倒角。另外，也可以是，顶面111P或顶面121P的角带有圆度(也就是说，进行了倒圆加工)、或者第1肋部111或第2肋部121的根部带有圆度(也就是说，进行了倒圆加工)。
此外，在顶面(111P或121P)进行了倒角或倒圆加工的情况下，顶面(111P或121P)的宽度设为顶面(111P和121P)中的、未进行倒角和倒圆加工的部分的宽度。
如上所述，本实施方式的模具10是热压成形用的模具。在热压成形时，原材料B的温度是Ac3点以上，比温压成形的温度高。因此，热压成形时的原材料B与温压成形时的原材料相比较，硬度较低，加工性优异。因此，在热压成形时施加于原材料B的面压比在温压成形时所施加的面压低。因此，即使第1肋部111的宽度是第1槽部112的宽度的50％以下，也难以损伤原材料B的表面。
同第1肋部111与第1槽部112之间的关系同样地，若第2肋部121的宽度是第2槽部122的宽度的10％以上，则能够抑制原材料B的冷却速度的过度的降低。因此，热压成形品的冲击吸收能力提高。
另一方面，若第2肋部121的宽度是第2槽部122的宽度的50％以下，则能够适度地减慢原材料B的冷却速度。因此，在热压成形时，易于调整冷却停止温度(也就是说，使模具10与原材料B分开时的原材料B的温度)。例如，易于将冷却停止温度调整成比Ms点靠上的温度，或者，易于将冷却停止温度调整成Mf点～Ms点之间的温度，或者易于将冷却停止温度调整成在超过Ms点～500℃之间的温度。
因而，第2肋部121的宽度是第2槽部122的宽度的10％～50％。
第2肋部121的宽度与第2槽部122的宽度之比的优选的上限是45％，进一步优选是40％，更进一步优选是35％。
第2肋部121的宽度与第2槽部122的宽度之比的进一步优选的下限是12％，更进一步优选是14％。
同上述的第1肋部111的宽度与第1槽部112的宽度的关系同样地，即使第2肋部121的宽度是第2槽部122的宽度的50％以下，也难以损伤原材料B的表面。
[第1肋部111的优选的宽度和优选的高度、第2肋部121的优选的宽度和优选的高度]
优选的是，在第1缓冷区域113的至少局部，第1肋部111的宽度是1.0mm～8.0mm，第1肋部111的高度是0.2mm～5.0mm，在第2缓冷区域123的至少局部，第2肋部121的宽度是1.0mm～8.0mm，第2肋部121的高度是0.2mm～5.0mm。第1肋部111的高度相当于第1槽部112的深度。同样地，第2肋部121的高度相当于第2槽部122的深度。
若将第1肋部111的宽度或第2肋部121的宽度设为8.0mm以下，则能够降低原材料B中的第1肋部111的宽度方向或第2肋部121的宽度方向上的温度偏差。因此，在热压成形时，能够减少源自原材料B的温度偏差的、冷却速度的波动。
另一方面，若将第1肋部111的宽度或第2肋部121的宽度设为1.0mm以上，则在实施热压成形之际，第1肋部111或第2肋部121难以弯折，生产率提高。因而，第1肋部111的优选的宽度是1.0mm～8.0mm。第2肋部121的优选的宽度是1.0mm～8.0mm。
第1肋部111的宽度的进一步优选的下限是1.8mm，更进一步优选是2.0mm。第2肋部121的宽度的进一步优选的下限是1.8mm，更进一步优选是2.0mm。在该情况下，第1肋部111和第2肋部121更难以弯折。另外，第1肋部111和第2肋部121的尺寸精度放宽，因此，变得易于加工。
若将第1肋部111的高度或第2肋部121的高度设为0.2mm以上，则能够抑制第1槽部112或第2槽部122中的、来自原材料B的排热的发生。另一方面，若将第1肋部111的高度或第2肋部121的高度设为5.0mm以下，则在实施热压成形之际，第1肋部111或第2肋部121难以弯折，生产率提高。因而，第1肋部111的优选的高度是0.2mm～5.0mm。第2肋部121的优选的高度是0.2mm～5.0mm。
此外，在第1缓冷区域113和第2缓冷区域123的、至少一部分区域中，只要如上述那样调整第1肋部111或第2肋部121的、宽度或高度，就能够在上述至少一部分区域中获得上述较佳的效果。因而，在本实施方式中，在第1缓冷区域113和第2缓冷区域123的至少局部，如上述那样调整第1肋部111或第2肋部121的宽度或高度即可。优选的是，在整个第1缓冷区域113，第1肋部111的宽度是1.0mm～8.0mm，高度是0.2mm～5.0mm，在整个第2缓冷区域123，第2肋部121的宽度是1.0mm～8.0mm，高度是0.2mm～5.0mm。
进一步优选的是，在第1缓冷区域113的至少一部分区域中，第1肋部111的宽度是1.0mm～4.0mm、且是第1槽部112的宽度的10％～30％，而且，在第2缓冷区域123的至少一部分区域中，第2肋部121的宽度是1.0mm～4.0mm、且是第2槽部122的宽度的10％～30％。在该情况下，能够进一步减慢原材料B的冷却速度。因此，更易于将冷却停止温度调整成所期望的温度。而且，能够降低热压成形时的原材料B的温度偏差。
[对于Fn1]
在模具10中，设想如下情况：第1肋部111与第2肋部121在相同的方向上延伸，第1槽部112与第2槽部122在相同的方向上延伸，第1肋部111的宽度是第1槽部112的宽度的10％～50％，第2肋部121的宽度是第2槽部122的宽度的10％～50％，第1肋部111和第2肋部121的宽度是1.0mm～8.0mm，第1肋部111和第2肋部121的高度是0.2mm～5.0mm。
在该情况下，优选的是，以式(1)定义的Fn1是14以下。
Fn1＝Wr0.9/P00.8+0.05Hr (1)
其中，Wr是第1肋部111和第2肋部121的宽度(mm)。P0＝Wr/Ws，Ws是第1槽部112和第2槽部122的宽度(mm)。Hr是第1肋部111和第2肋部121的高度(mm)。以下，对Fn1进行说明。
图8是表示Fn1与第1缓冷区域113和第2缓冷区域123中的温度偏差ΔT(℃)之间的关系的图。图8是通过以下所示的二维的热传递模拟获得的结果。具体而言，利用设想了图9所示的导热模型的差分法模拟了热压成形时的原材料B的温度分布和该温度分布的随时间的变化。
图9是第1缓冷区域113和第2缓冷区域123中的、第1肋部111和第2肋部121的宽度方向的剖视图。将原材料B划分成要素宽度D0＝1mm、厚度D1＝原材料B的板厚(设想成1.4mm)、在L方向上具有单位长度的多个要素E。第i(i是自然数)个要素E处的由导热和热传递导致的每单位时间(1秒)的热量的得失Q(W/m2)由以下的式表示。
Q＝(Q2i)-(Q2i+1)-2Q1
以下式定义了该式的各项。
(要素E与第1肋部111以及第2肋部121接触的情况)
Q1：由原材料B与肋部(111或121)之间的接触热传递导致的、热量每单位时间从要素E向模具的移动(W/m2)
Q1＝-h(Tr-Tbi)
传热系数h＝2000W/m2·K
模具温度Tr＝100℃
Tbi：原材料B中的第i个要素E的温度
(要素E未与第1肋部111以及第2肋部121接触的情况)
Q1：由槽部(112或122)处的经由空气的导热导致的、热量每单位时间从要素E向模具的移动(W/m2)
Q1＝-λa(Tr-Tbi)/Hr
λa：空气的导热系数＝0.04W/m·K
Q2i：由原材料B内的导热导致的、热量每单位时间从第i-1个要素E向相邻的第i个要素E的移动(W/m2)
Q2i＝-λb(Tbi-Tbi-1)/Δx
λb：原材料B的导热系数＝50W/m·K
Tbi：第i个要素E(原材料B)的温度
Tbi-1：与第i个要素E相邻的第i-1个要素E的温度
Δx：相邻的要素E之间的距离＝1mm
另外，随着热量得失Q而产生的每单位时间的要素E的温度变化ΔTb(℃)以下式表示。
ΔTb＝Q/(c·ρ·D0·D1)
c：原材料B的比热＝0.435J/(g·K)
ρ：原材料B的密度＝7.8×103(g/m3)
在上述的导热模型中，设为第1肋部111与第2肋部121在相同的方向上延伸、第1槽部112与第2槽部122在相同的方向上延伸。而且，设为第1肋部111的宽度与第2肋部121的宽度相同、第1肋部111的高度与第2肋部121的高度相同。而且，设为第1槽部112的宽度与第2槽部122的宽度相同。而且，如图9所示那样，设为：在热压成形时，第1肋部111的整个顶面与第2肋部121的整个顶面重叠。此外，肋部(111和121)的与其延伸方向垂直的截面形状是矩形形状。
作为初始条件，将时刻0(秒)时的要素E的温度Tbi设为622℃。而且，设为：分别在图9的右方和左方的500mm～1000mm的区间中，要素E与第1肋部111以及第2肋部121接触(也就是说，将上述区间设为缓冷区域113和缓冷区域123)，作为边界条件，分别在图9的右方和左方的1000mm地点处的要素E中的原材料B内的导热设为绝热。并且，进行每隔时间间隔0.01秒算出要素E的温度变化ΔTb的逐次计算，从而模拟了原材料B的温度分布及其随时间的变化。
使肋部(111和121)的宽度、高度、槽部(112和122)的宽度变化而将分别在图9的右方和左方的250mm以内的区间中的Tbi的最大值Tbimax与最小值Tbimin之差Tbimax-Tbimin定义为原材料B中的温度偏差ΔT(℃)而求出来。使用所求出来的ΔT而制作了图8。
参照图8，在Fn1比14高的情况下，ΔT与Fn1的降低一起快速降低。并且，在Fn1成为14以下时，随着Fn1的降低而产生的ΔT的降低程度变得平缓。在Fn1成为10以下时，随着Fn1的降低而产生的ΔT的降低程度变得更平缓。因而，在图8的图表中，在Fn1＝14附近和Fn1＝10附近存在拐点。
因而，Fn1的优选的上限是14，进一步优选是10。只要Fn1是14以下，例如，原材料B的温度偏差ΔT就成为110℃以下。另外，只要Fn1是10以下，例如，原材料B的温度偏差ΔT就成为40℃以下。
[对于Fn2]
在模具10中，设想如下情况：第1肋部111与第2肋部121在相同的方向上延伸，第1槽部112与第2槽部122在相同的方向上延伸，第1肋部111的宽度是第1槽部112的宽度的10％～50％，第2肋部121的宽度是第2槽部122的宽度的10％～50％，第1肋部111和第2肋部121的宽度是1.0mm～8.0mm，第1肋部111和第2肋部121的高度是0.2mm～5.0mm。
在该情况下，优选的是，由式(2)定义的Fn2是30以上。
Fn2＝Ws2×Hr0.4/Wr (2)
其中，Ws是第1槽部112和第2槽部122的宽度(mm)。Wr是第1肋部111和第2肋部121的宽度(mm)。Hr是第1肋部111和第2肋部121的高度(mm)。
图10是表示Fn2与热压成形时的原材料B的冷却速度V(℃/秒)之间的关系的图。图10是通过使用了图9所示的导热模型的上述的二维的热传递模拟获得的。此外，在热传递模拟中，冷却速度V是通过对从时刻0到要素E的温度成为400℃的时刻的、要素E的每单位时间的温度变化进行时间平均而求出来的。在此用于冷却速度的算出的要素E设为其温度Tbi呈Tbimax的要素。
参照图10，随着Fn2增加，原材料B的冷却速度V快速降低，之后，冷却速度V的降低程度变得平缓。因而，Fn2的优选的下限是30，进一步优选是45，更进一步优选是90。只要Fn2是30以上，例如，原材料B的冷却速度V就成为80℃/秒以下。因此，在热压成形时，易于将冷却停止温度(也就是说，使模具10与原材料B分开时的原材料B的温度)调整成所期望的温度。只要Fn2是45以上，例如，原材料B的冷却速度就成为70℃/秒以下。因此，更易于将冷却停止温度调整成所期望的温度。只要Fn2是90以上，例如，原材料B的冷却速度V就成为50℃/秒以下。因此，更易于将冷却停止温度调整成所期望的温度。
在模具10中，进一步优选的是，Fn1是14以下、且Fn2是30以上。在该情况下，能够进一步抑制原材料B的温度偏差ΔT，并且，更易于将冷却停止温度调整成所期望的温度。
进一步优选的是，在模具10中，第1肋部111与第2肋部121在相同的方向上延伸，第1槽部112与第2槽部122在相同的方向上延伸，第1肋部111的宽度是1.0mm～4.0mm、且是第1槽部112的宽度的10％～30％，而且，第2肋部121的宽度是1.0mm～4.0mm、且是第2槽部122的宽度的10％～30％，Fn1是14以下，和/或、Fn2是30以上。在该情况下，能够进一步减慢原材料B的冷却速度。因此，更易于将冷却停止温度调整成所期望的温度。而且，能够降低热压成形时的原材料B的温度偏差。
[本实施方式的模具10的其他形态]
[对于模具10的第1成形面110和第2成形面120的形状]
本实施方式的模具10并不限定于上述结构。例如，模具10并不限定于图2所示的形状。模具10的第1成形面110和第2成形面120也可以在长度方向上弯曲。另外，模具10的上模11的第1成形面110的与长度方向(L方向)垂直的截面形状并不限定于凹形状。下模12的第2成形面120的与长度方向(L方向)垂直的截面形状并不限定于凸形状。只要上模11的第1成形面110与下模12的第2成形面120嵌合，第1成形面110和第2成形面120的形状就没有特别限定。
[对于第1成形面110的第1缓冷区域113和第2成形面120的第2缓冷区域123的配置]
另外，第1成形面110的第1缓冷区域113的配置并没有特别限定。同样地，第2成形面120的第2缓冷区域123的配置并没有特别限定。第1成形面110包括第1缓冷区域113、第2成形面120包括第2缓冷区域123即可。
例如，第1缓冷区域113和第2缓冷区域123并不限定于图2所示的形态。图11是表示本实施方式的模具10的与图2不同的另一个例子的立体图。如图11所示，也可以在模具10的上模11的第1成形面110的凹部的整个槽底面配置有第1缓冷区域113。也可以在模具10的下模12的第2成形面120的凸部的整个上表面配置有第2缓冷区域123。
图12是表示本实施方式的模具10的与图2、图11不同的另一个例子的立体图。如图12所示，也可以在模具10的上模11的第1成形面110的凹部的侧面的局部配置有第1缓冷区域113。也可以在模具10的下模12的第2成形面120的凸部的侧面的局部配置有第2缓冷区域123。
图13是表示本实施方式的模具10的与图2、图11以及图12不同的另一个例子的立体图。在图2、图11以及图12中，第1成形面110包括第1缓冷区域113和第1骤冷区域114。并且，第2成形面120包括第2缓冷区域123和第2骤冷区域124。相对于此，图13所示那样，也可以是，整个第1成形面110是第1缓冷区域113。另外，也可以是，整个第2成形面120是第2缓冷区域123。
如上所述，只要第1成形面110包括第1缓冷区域113、第2成形面120包括第2缓冷区域123，第1成形面110中的第1缓冷区域113的位置和第2成形面120中的第2缓冷区域123的位置就没有特别限定。然而，在上模11和下模12在热压成形时与原材料B接触而对原材料B进行着冲压的状态时，第1缓冷区域113的至少局部与第2缓冷区域123的至少局部彼此相对地配置。
在本实施方式中，而且，第1缓冷区域113也能够定义为形成有第1肋部111和第1槽部112的区域中的一部分区域。同样地，第2缓冷区域123也能够定义为形成有第2肋部121和第2槽部122的区域中的一部分区域。总之，在本实施方式中，在第1成形面110中的至少一部分区域中，第1肋部111的宽度比第1槽部112的宽度窄，在第2成形面120中的至少一部分区域中，第2肋部121的宽度比第2槽部122的宽度窄。
[对于第1肋部111和第2肋部121的延伸方向]
在本实施方式中，第1肋部111的延伸方向和第2肋部121的延伸方向并没有特别限定。例如，第1肋部111和第2肋部121也可以不在图5A和图6所示的L方向上延伸。图14是放大图3的区域100的示意图中的、与图5A不同的另一个例子。图15是图14的线段XV-XV处的剖视图。参照图14和图15，在本实施方式中，第1肋部111、第1槽部112、第2肋部121、以及第2槽部122均在W方向上延伸，在L方向上排列。在该情况下，第1肋部111的宽度、第1槽部112的宽度、第2肋部121的宽度、以及第2槽部122的宽度均意味着模具10的L方向上的宽度。
在热压成形中，上模11与滑块3一起在V方向上移动。其结果，原材料B由上模11的第1成形面110和下模12的第2成形面120热压成形。在第1成形面110和第2成形面120具有图2所示的形状的情况下，由于热压成形，原材料B的金属流动在W方向上进行。也就是说，在区域100中，原材料B相对于第1成形面110、第2成形面120在W方向上滑动。
如图14和图15所示，在第1肋部111、第1槽部112、第2肋部121、以及第2槽部122均在W方向上延伸的情况下，原材料B难以受到来自第1肋部111和/或第2肋部121的摩擦阻力，原材料B易于相对于第1肋部111和/或第2肋部121滑动。因此，能够抑制在原材料B的表面形成瑕疵。
如此，在第1肋部111、第1槽部112、第2肋部121、以及第2槽部122在热压成形中途的过程中的原材料B的滑动方向上延伸的情况下，能够抑制在热压成形中途的过程中在原材料B的表面形成瑕疵。
[对于第1肋部111和第2肋部121的配置的关系]
在本实施方式中，第1肋部111与第2肋部121的配置也可以不像图5A和图6所示那样在模具10闭合的状态下完全重叠。图16是放大图3的区域100的示意图中的、与图5A、图14不同的另一个例子。图17是从第1缓冷区域113的法线方向观察图16的区域100并仅图示了肋部的示意图。例如，参照图16和图17，也可以是，在模具10闭合的状态下，第1肋部111与第2肋部121平行地配置，以相互错开的状态重叠。如此，第1肋部111与第2肋部121至少局部重叠即可。
在本实施方式中，第1肋部111与第2肋部121的配置也可以不像图5A和图16所示那样在相同的朝向上延伸。图18是放大图3的区域100的示意图中的、与图5A、图14以及图16不同的另一个例子。图19是从第1缓冷区域的法线方向观察图18的区域100并仅图示了肋部的示意图。例如，如图18和图19所示，也可以是，多个第1槽部112和多个第1肋部111均在L方向上延伸，多个第2槽部122和多个第2肋部121均在W方向上延伸。即使是在该情况下，参照图19，在模具10闭合的状态下，第1肋部111也与第2肋部121至少局部重叠。
[对于第1缓冷区域113和第2缓冷区域123]
本实施方式的第1缓冷区域113和第2缓冷区域123优选不具有用于向第1缓冷区域113和第2缓冷区域123的表面供给冷却介质的供给口。在假设第1缓冷区域113和第2缓冷区域123具有供给口的情况下，在第1缓冷区域113和第2缓冷区域123的具有供给口的部分，原材料B容易由于滞留在与供给口相通的模具10(上模11、下模12)内部的配管内的空气而过度排热。因此，存在助长原材料B的温度偏差的可能性。
另一方面，上模11和下模12也可以在内部具有供冷却介质流通的冷却路径。在该情况下，能够将热压成形中的上模11和下模12的温度保持得足够低。
[使用了模具10的热压成形品的制造方法]
对使用了模具10的、基于热压成形的热压成形品的制造方法进行说明。本实施方式的热压成形品的制造方法具备如下工序。
·准备工序
·加热工序
·热压成形工序
·脱模工序
以下，对各工序进行说明。
[准备工序]
在准备工序中，准备具有所期望的化学组成的原材料B。在本实施方式中，原材料B并没有特别限定。原材料B例如是钢板。在原材料B是钢板的情况下，钢板的种类并没有特别限定。原材料B例如既可以是进行了镀覆处理等表面处理的钢板，也可以是未进行镀覆处理等表面处理的钢板(所谓的裸材)。在实施镀覆处理的情况下，镀覆处理既可以是热浸镀锌处理，也可以是合金化热浸镀锌处理，也可以是镀铝处理。
如上所述，原材料B的母材钢板的化学组成并没有特别限定。原材料B的母材钢板例如也可以以质量％计具有C：0.10％～0.60％、Si：0～5.0％、Mn：0～5.0％、P：0.100％以下，S：0.100％以下，N：0.100％以下，O：0.100％以下，Al：0～1.0％、Cr：0～3.0％、Mo：0～5.0％、V：0～2.0％、Nb：0～1.0％、Ti：0～1.0％、B：0～1.0％、Ca：0～1.0％、Mg：0～1.0％、Zr：0～1.0％、稀土类元素：0～1.0％、Co：0～5.0％、W：0～5.0％、Ni：0～3.0％、Cu：0～3.0％、以及剩余部分由Fe和杂质构成的化学组成。其中，杂质是指在工业制造钢材之际、从作为原料的矿石、废料、或制造环境等混入的元素、且是在不会对本实施方式的热压成形品造成不良影响的范围内所容许的元素。
原材料B的厚度并没有特别限定，可根据要获得的热压成形品的特性选择。原材料B的厚度例如是0.6mm～3.2mm。原材料B的机械性质也并没有特别限定。可根据要获得的热压成形品的特性适当选择原材料B的机械性质。原材料B的抗拉强度例如也可以是400MPa以上。
准备原材料B的方法并没有特别限定。例如，也可以利用公知的制造方法从具有上述的化学组成的钢液制造原材料B。也可以通过购买由第三方制造成的原材料B来准备。
[加热工序]
在加热工序中，将所准备的原材料B加热到Ac3点以上的温度。若加热温度小于Ac3点，则原材料B不会成为奥氏体单相。在该情况下，于在热压成形工序中冷却了原材料B时，在原材料B的、由第1骤冷区域114和第2骤冷区域124夹着的区域中，硬质相(马氏体和/或贝氏体)的形成会变得不充分。因此，存在没有获得充分的强度的情况。若加热温度是Ac3点以上，则热压成形工序前的原材料B会成为奥氏体单相。因此，于在热压成形工序中冷却了原材料B时，在原材料B的、由第1骤冷区域114和第2骤冷区域124夹着的区域中会充分地形成硬质相。其结果，能够提高该区域的强度。
优选的是，加热温度设为小于950℃。在该情况下，能够缩短原材料B的加热时间，能够提高生产率。而且，能够削减加热所需要的燃料和电力，因此，能够抑制制造成本。
在加热工序中，加热原材料B的方法并没有特别限定。例如，也可以使用电炉、煤气炉、远红外加热炉、近红外加热炉等加热炉加热原材料B。另外，也可以使用通电加热装置、高频感应加热装置等加热原材料B。在加热工序中，加热原材料B的方法并没有限定，能够适当选择公知的加热方法。
[热压成形工序]
在热压成形工序中，使用上述的模具10而对被加热到Ac3点以上的原材料B进行热压成形。在热压成形工序中，将在加热工序中被加热了的原材料B载置于下模12的第2成形面120上。之后，如图3所示，使上模11相对地接近下模12而使模具10闭合。此时，原材料B与上模11的第1成形面110以及下模12的第2成形面120接触。换言之，原材料B由上模11的第1成形面110和下模12的第2成形面120夹着。利用上模11和下模12对原材料B实施热压成形。
此外，在本实施方式的热压成形工序中，在热压成形时不使用冷却介质冷却原材料B。作为替代，利用在热压成形时与原材料B接触的模具10对原材料B进行排热。在模具10闭合时，在第1缓冷区域113中，上模11的第1成形面110的第1肋部111与原材料B接触。而且，在第2缓冷区域123中，下模12的第2成形面120的第2肋部121与原材料B接触。此时，上模11和下模12与原材料B相比温度足够低。因此，原材料B由第1肋部111和第2肋部121排热。上模11和下模12的温度例如是常温(20±15℃)～200℃。
[脱模工序]
在脱模工序中，使被进行了热压成形的原材料B从模具10脱模而制造热压成形品。其中，在脱模工序中，将从模具10脱模了时的原材料B(热压成形品)的温度定义为冷却停止温度。例如，冷却停止温度若处于热压成形品的Mf点～Ms点之间、或者处于超过Ms点～500℃之间，作为热压成形品的显微组织，则可获得由硬质相构成的组织、或者由硬质相和残留奥氏体构成的组织。在该情况下，所获得的热压成形品具有优异的冲击吸收能力。因而，优选的是，在本实施方式的脱模工序中，在原材料B的、由第1缓冷区域113和第2缓冷区域123夹着的区域的温度处于根据原材料B的化学组成求出的Mf点～Ms点之间、或者处于超过Ms点～500℃之间时，使原材料B从模具10脱模。
此外，原材料B的Ms点和Mf点根据原材料B的化学组成而不同。因此，在原材料B中，在要获得由硬质相构成的组织、或者由硬质相和残留奥氏体构成的组织的情况下，根据原材料B的化学组成，优选的冷却停止温度不同。然而，根据使用了模具10的热压成形品的制造方法，能够基于在第1缓冷区域113和第2缓冷区域123形成的第1肋部111、第1槽部112、第2肋部121、以及第2槽部122的宽度和高度、以及原材料B的化学组成利用热传递模拟求出原材料B中的、由第1缓冷区域113和第2缓冷区域123夹着的区域中的冷却速度、温度的随时间的变化、以及热压成形后经过规定时间后的温度分布。因而，能够利用这些热传递模拟求出优选的冷却停止温度、或者从开始热压成形到脱模的时间。因此，根据本实施方式的模具10，能够根据原材料B的化学组成利用热压成形制造具有由硬质相构成的组织、或者由硬质相和残留奥氏体构成的组织的热压成形品。
[其他工序]
也可以是，本实施方式的热压成形品的制造方法还包括除了上述以外的其他制造工序。例如，本实施方式的热压成形品的制造方法也可以在脱模工序后实施500℃以下的温度范围内的加热保持工序。
在加热保持工序中，对脱模工序后的热压成形品实施500℃以下的温度范围内的加热保持。具体而言，在100℃～500℃的加热温度下保持从模具10脱模而制造成的热压成形品。在该情况下，能够利用加热保持来从热压成形品的显微组织中的硬质相向残留奥氏体分配碳。残留奥氏体中的碳变浓，因此，促进残留奥氏体的生成。其结果，在热压成形品内，残留奥氏体的比例增加。在该情况下，在碰撞变形时残留奥氏体相变成马氏体而使热压成形品的延展性提高(所谓的TRIP(相变诱发塑性：Transformation Induced Plasticity)效果)。其结果，热压成形品的冲击吸收能力进一步提高。
加热保持温度的优选的上限是400℃。此外，加热保持温度优选设为Ms点-209℃以上。在该情况下，热压成形品的冲击吸收能力稳定并进一步提高。因而，在Ms点-209℃超过100℃的情况下，加热保持温度的优选的下限是Ms点-209℃。加热保持时间并没有特别限定。以加热保持温度保持的保持时间例如优选设为5秒～30分钟(1800秒)。
以上，说明了本公开的实施方式。然而，上述的实施方式只不过是用于实施本公开的例示。因而，本公开并不限定于上述的实施方式，能够在不脱离其主旨的范围内适当变更上述的实施方式而实施。
附图标记说明
1、热压装置；10、模具；11、上模；110、第1成形面；111、第1肋部；112、第1槽部；113、第1缓冷区域；12、下模；120、第2成形面；121、第2肋部；122、第2槽部；123、第2缓冷区域。

Claims (9)

1.一种模具，其是用于对原材料实施热压成形的模具，其中，
所述模具具备：
上模，其具有第1成形面；以及
下模，其具有第2成形面，所述第2成形面在热压成形时与所述第1成形面相对地配置，与所述第1成形面一起对所述原材料进行热压成形，
所述第1成形面包括第1缓冷区域，所述第1缓冷区域具有多个第1肋部和多个第1槽部，
多个所述第1肋部在所述第1肋部的宽度方向上排列，
多个所述第1槽部在所述第1槽部的宽度方向上排列，
所述第1肋部形成于相邻的所述第1槽部之间，
所述第1肋部的宽度比所述第1槽部的宽度窄，
所述第2成形面包括第2缓冷区域，所述第2缓冷区域具有多个第2肋部和多个第2槽部，
多个所述第2肋部在所述第2肋部的宽度方向上排列，
多个所述第2槽部在所述第2槽部的宽度方向上排列，
所述第2肋部形成于相邻的所述第2槽部之间，
所述第2肋部的宽度比所述第2槽部的宽度窄，
在热压成形时，在从所述第1缓冷区域的法线方向观察所述第1缓冷区域和所述第2缓冷区域时，
所述第1肋部与所述第2肋部至少局部重叠。
2.根据权利要求1所述的模具，其中，
在热压成形时，在从所述第1缓冷区域的法线方向观察所述第1缓冷区域和所述第2缓冷区域时，
所述第1肋部与所述第2肋部在相同的方向上延伸，
所述第1槽部与所述第2槽部在相同的方向上延伸。
3.根据权利要求1或2所述的模具，其中，
所述第1肋部的宽度是所述第1槽部的宽度的10％～50％，
所述第2肋部的宽度是所述第2槽部的宽度的10％～50％。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的模具，其中，
在所述第1缓冷区域的至少局部，
所述第1肋部的宽度是1.0mm～8.0mm，
所述第1肋部的高度是0.2mm～5.0mm，
在所述第2缓冷区域的至少局部，
所述第2肋部的宽度是1.0mm～8.0mm，
所述第2肋部的高度是0.2mm～5.0mm。
5.根据权利要求2所述的模具，其中，
所述第1肋部的宽度是所述第1槽部的宽度的10％～50％，
所述第2肋部的宽度是所述第2槽部的宽度的10％～50％，
所述第1肋部和所述第2肋部各自的宽度是1.0mm～8.0mm，
所述第1肋部和所述第2肋部各自的高度是0.2mm～5.0mm，
由式(1)定义的Fn1是14以下，
Fn1＝Wr0.9/P00.8+0.05Hr (1)
其中，式(1)中的Wr是所述第1肋部和所述第2肋部的宽度，单位是mm，P0＝Wr/Ws，Ws是所述第1槽部和所述第2槽部的宽度，单位是mm，Hr是所述第1肋部和所述第2肋部的高度，单位是mm。
6.根据权利要求2或5所述的模具，其中，
所述第1肋部的宽度是所述第1槽部的宽度的10％～50％，
所述第2肋部的宽度是所述第2槽部的宽度的10％～50％，
所述第1肋部和所述第2肋部各自的宽度是1.0mm～8.0mm，
所述第1肋部和所述第2肋部各自的高度是0.2mm～5.0mm，
由式(2)定义的Fn2是30以上，
Fn2＝Ws2×Hr0.4/Wr (2)
其中，式(2)中的Ws是所述第1槽部和所述第2槽部的宽度，单位是mm，Wr是所述第1肋部和所述第2肋部的宽度，单位是mm，Hr是所述第1肋部和所述第2肋部的高度，单位是mm。
7.根据权利要求4～6中任一项所述的模具，其中，
在所述第1缓冷区域的至少局部，
所述第1肋部的宽度是1.0mm～4.0mm、且是所述第1槽部的宽度的10％～30％，
在所述第2缓冷区域的至少局部，
所述第2肋部的宽度是1.0mm～4.0mm、且是所述第2槽部的宽度的10％～30％。
8.一种热压成形品的制造方法，其中，
该热压成形品的制造方法具备如下工序：
准备原材料的工序；
将所准备的所述原材料加热到Ac3点以上的温度的工序；
利用权利要求1～7中任一项所述的模具对被加热了的所述原材料实施热压成形的工序；以及
使被进行了热压成形的所述原材料从所述模具脱模而制造热压成形品的工序。
9.根据权利要求8所述的热压成形品的制造方法，其中，
所述热压成形品的制造方法还具备在100℃～500℃的温度下保持从所述模具脱模而制造成的所述热压成形品的工序。
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