ES2920050T3 - Artículo formado estampado en caliente, elemento estructural que lo utiliza y método de fabricación del artículo formado estampado en caliente - Google Patents

Artículo formado estampado en caliente, elemento estructural que lo utiliza y método de fabricación del artículo formado estampado en caliente Download PDF

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Abstract

La presente invención proporciona un artículo formado por estampado caliente que es largo y está formado por una sola hoja de acero, el artículo formado por el estampado caliente que incluye: dos porciones de pared en pie; una porción de la hoja superior adyacente a las dos porciones de pared en pie; y una porción de protrusión que incluye una porción superpuesta en la que una porción de la lámina de acero se extiende desde al menos una porción de pared en pie de las dos porciones de pared de pie y una porción de la lámina de acero que se extiende desde la parte superior de la porción de la lámina superpuesta, en la que un ángulo entre un ángulo entre La porción de la hoja superior y la porción de protuberancia en un caso en el que un plano perpendicular a una dirección longitudinal del artículo formado se ve en una sección transversal es mayor de 90º. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Artículo formado estampado en caliente, elemento estructural que lo utiliza y método de fabricación del artículo formado estampado en caliente
[Campo técnico de la Invención]
La presente invención se refiere a un artículo formado estampado en caliente, a un elemento estructural que lo utiliza y a un método de fabricación de un artículo formado estampado en caliente.
Se reivindica la prioridad de la solicitud de patente japonesa n.° 2016-138963, presentada el 13 de julio de 2016, y de la solicitud de patente japonesa n.° 2017-077286, presentada el 10 de abril de 2017.
[Técnica relacionada]
Se requiere que los elementos estructurales (particularmente, los elementos largos) de los vehículos tengan altas características en una prueba de flexión de tres puntos para mejorar el rendimiento de seguridad en caso de colisión. Por lo tanto, hasta ahora se han hecho varias propuestas.
En los dibujos del Documento de Patente 1 (Solicitud de patente japonesa no examinada, primera publicación n.° 2008-265609) y del Documento de Patente 2 (Solicitud de patente japonesa no examinada, primera publicación n.° 2008-155749), se divulga un elemento de absorción de impactos que incluye una porción en la que se pliega una lámina de acero en tres capas.
El Documento de Patente 3 (Solicitud de patente japonesa no examinada, primera publicación n.° 2010-242168) divulga un método para formar una parte rebajada en una porción de pared de un elemento que tiene una sección transversal sustancialmente en forma de sombrero. En este método, la parte rebajada se forma presionando la porción de pared con un rodillo de alimentación. Por lo tanto, en este método, no se forma una porción que sobresalga de la porción de pared antes de formar la parte rebajada.
El Documento de patente 4 (Solicitud de patente japonesa no examinada, primera publicación n.° 2011 -67841) divulga un componente en forma de columna hueca en el que una región de conexión entre una porción de pared vertical y una porción de pared superior se extiende hacia fuera. Para aumentar el número de nervaduras en una sección transversal, la porción que se extiende no se pliega.
El Documento de Patente 5 (Solicitud de patente japonesa no examinada, primera publicación n.° 2011 -83807) divulga un método para fabricar un componente que tiene una sección transversal en forma de sombrero en el que se forma una porción de cordón en forma de ranura a lo largo de una dirección longitudinal en una porción de pared vertical.
Documento de Patente 6 (Solicitud de patente japonesa no examinada, primera publicación n.° 2013-27894) divulga un componente de marco que tiene una porción de refuerzo formada en una porción de conexión entre una porción de pared superior y una porción de pared vertical. La porción de refuerzo está formada por una porción superpuesta redondeada en forma semicilíndrica ([0015] del mismo documento).
El Documento de Patente 7 (Solicitud de patente japonesa no examinada, primera publicación n.° H9-249155) divulga un elemento estructural de unión en el que una porción de esquina tiene una forma cóncava elíptica o una forma convexa.
El Documento de Patente 8 (DE 19756459 A1) divulga una viga de impacto para una puerta de vehículo automóvil, en particular para una puerta lateral de un vehículo automóvil, en forma de perfil de caja con esquinas estructuradas entre las paredes del perfil y las paredes laterales.
El Documento de Patente 9 (Solicitud de patente japonesa no examinada, primera publicación n.° 2010-075935) divulga un producto de metal formado por enfriamiento rápido en troquel que tiene forma de sombrero, que comprende curvas en forma de S en la sección transversal en el borde de las curvas.
[Documentos de la técnica anterior]
[Documentos de patente]
[Documento de Patente 1] Solicitud de patente japonesa no examinada, primera publicación n.° 2008-265609 [Documento de Patente 2] Solicitud de patente japonesa no examinada, primera publicación n.° 2008-155749 [Documento de Patente 3] Solicitud de patente japonesa no examinada, primera publicación n.° 2010-242168 [Documento de Patente 4] Solicitud de patente japonesa no examinada, primera publicación n.° 2011-67841 [Documento de Patente 5] Solicitud de patente japonesa no examinada, primera publicación n.° 2011-83807 [Documento de Patente 6] Solicitud de patente japonesa no examinada, primera publicación n.° 2013-27894 [Documento de Patente 7] Publicación de Patente Japonesa (Otorgada) n.° 3452441
[Documento de Patente 8] DE 19756459 A1
[Documento de Patente 9] Solicitud de patente japonesa no examinada, primera publicación n.° 2010-075935 [Exposición de la Invención]
[Problemas a resolver por la Invención]
En las técnicas descritas en los Documentos de Patente 1 a 7, se logra la mejora en las características de impacto y de compresión en comparación con un elemento estructural en forma de sombrero en la técnica relacionada. Sin embargo, en la actualidad, se requiere un elemento estructural capaz de mejorar aún más el rendimiento de la seguridad frente a colisiones como elemento estructural de un vehículo, tal como un estribo lateral. En otras palabras, se requiere un artículo formado a presión que tenga mayor resistencia y mayores características en una prueba de flexión de tres puntos. Uno de los objetivos de la presente invención, realizada teniendo en cuenta las circunstancias anteriores, es proporcionar un artículo formado estampado en caliente que tenga alta resistencia y altas características en una prueba de flexión de tres puntos, un elemento estructural que lo use y un método de fabricación para fabricación del artículo formado estampado en caliente.
[Medios para resolver el problema]
La presente invención se define en las reivindicaciones.
[Efectos de la Invención]
De acuerdo con la presente invención, es posible obtener un artículo formado estampado en caliente que tenga una alta resistencia y altas características en una prueba de flexión de tres puntos y un elemento estructural usando el mismo. Además, según el método de fabricación de la presente invención, el artículo formado estampado en caliente se puede fabricar fácilmente.
[Breve descripción de los dibujos]
La figura 1 es una vista en perspectiva que muestra esquemáticamente un ejemplo de un artículo formado a presión de una realización.
La figura 2 es una vista en sección transversal que muestra esquemáticamente el artículo formado a presión que se muestra en la figura 1.
La figura 3A es una vista en sección transversal que muestra esquemáticamente otro ejemplo del artículo formado a presión de la realización.
La figura 3B es una vista en sección transversal esquemática que muestra una porción saliente del artículo formado a presión de la realización.
La figura 4A es una vista en perspectiva que muestra esquemáticamente otro ejemplo del artículo formado a presión de la realización.
La figura 4B es una vista en perspectiva que muestra esquemáticamente otro ejemplo del artículo formado a presión de la realización.
La figura 5 es una vista en sección transversal esquemática que muestra un ejemplo de modificación del artículo formado a presión de la realización.
La figura 6A es una vista en sección transversal que muestra esquemáticamente un ejemplo de un elemento estructural que utiliza el artículo formado a presión de la realización.
La figura 6B es una vista en sección transversal que muestra esquemáticamente un ejemplo de un elemento estructural que utiliza el artículo formado a presión de la realización.
La figura 6C es una vista en sección transversal que muestra esquemáticamente un ejemplo de un elemento estructural que usa el artículo formado a presión de la realización.
La figura 6D es una vista en sección transversal que muestra esquemáticamente un ejemplo de un elemento estructural que usa el artículo formado a presión de la realización.
La figura 7A es una vista en sección transversal que muestra esquemáticamente un ejemplo de un elemento estructural que utiliza el artículo formado a presión de la realización.
La figura 7B es una vista en sección transversal que muestra esquemáticamente un ejemplo de un elemento estructural que utiliza el artículo formado a presión de la realización.
La figura 8A es una vista en sección transversal que muestra esquemáticamente un ejemplo de un elemento estructural que utiliza el artículo formado a presión de la realización.
La figura 8B es una vista en sección transversal que muestra esquemáticamente otro ejemplo de un elemento estructural que utiliza el artículo formado a presión de la realización.
La figura 8C es una vista en sección transversal que muestra esquemáticamente otro ejemplo de un elemento estructural que utiliza el artículo formado a presión de la realización.
La figura 8D es una vista en sección transversal que muestra esquemáticamente un ejemplo del artículo formado a presión de la realización.
La figura 8E es una vista en sección transversal que muestra esquemáticamente otro ejemplo del artículo formado a presión de la realización.
La figura 8F es una vista en sección transversal que muestra esquemáticamente otro ejemplo del artículo formado a presión de la realización.
La figura 9 es una vista en sección transversal que muestra esquemáticamente un ejemplo de un artículo formado preliminarmente formado en un método de fabricación de la realización.
La figura 10A es una vista en sección transversal que muestra esquemáticamente una etapa en una segunda etapa en un ejemplo del método de fabricación de la realización.
La figura 10B es una vista en sección transversal que muestra esquemáticamente una etapa posterior a la etapa de la figura 10 A.
La figura 10C es una vista en sección transversal que muestra esquemáticamente una etapa posterior a la etapa de la figura 10B.
La figura 10D es una vista en sección transversal que muestra esquemáticamente una etapa posterior a la etapa de la figura 10C.
La figura 11A es una vista en sección transversal que muestra esquemáticamente una etapa en la segunda etapa en otro ejemplo del método de fabricación de la realización.
La figura 11B es una vista en sección transversal que muestra esquemáticamente una etapa posterior a la etapa de la figura 11 A.
La figura 11C es una vista en sección transversal que muestra esquemáticamente una etapa posterior a la etapa de la figura 11B.
La figura 11D es una vista en sección transversal que muestra esquemáticamente una etapa posterior a la etapa de la figura 11C.
La figura 12 es una vista en sección transversal que muestra esquemáticamente un ejemplo de un aparato que puede usarse en el método de fabricación de la realización.
La figura 13A es una fotografía que muestra una etapa de un ejemplo en el que se fabrica realmente el artículo formado a presión de la realización.
La figura 13B es una fotografía que muestra una etapa posterior a la etapa de la figura 13A.
La figura 13C es una fotografía de un artículo formado a presión fabricado por el método de fabricación que incluye las etapas que se muestran en las figuras 13A y 13B.
La figura 14A es una vista en sección transversal que muestra esquemáticamente la forma de una muestra 1 utilizada en el Ejemplo 1.
La figura 14B es una vista en sección transversal que muestra esquemáticamente la forma de una muestra 2 utilizada en el Ejemplo 1.
La figura 14C es una vista en sección transversal que muestra esquemáticamente la forma de una muestra 3 utilizada en el Ejemplo 1.
La figura 15 es una vista que muestra esquemáticamente una prueba de flexión de tres puntos simulada en ejemplos.
La figura 16 es un gráfico que muestra la relación entre la cantidad de desplazamiento y una carga obtenida mediante una simulación del Ejemplo 1.
La figura 17A es una vista en sección transversal que muestra esquemáticamente un ejemplo de un cambio de forma en la muestra 1 en la simulación del Ejemplo 1.
La figura 17B es una vista en sección transversal que muestra esquemáticamente un ejemplo de un cambio de forma en la muestra 2 en la simulación del Ejemplo 1.
La figura 17C es una vista en sección transversal que muestra esquemáticamente un ejemplo de un cambio de forma en la muestra 3 en la simulación del Ejemplo 1.
La figura 18A es una vista en perspectiva que muestra esquemáticamente otro ejemplo de un cambio de forma en la muestra 1 en la simulación del Ejemplo 1.
La figura 18B es una vista en perspectiva que muestra esquemáticamente otro ejemplo de un cambio de forma en la muestra 2 en la simulación del Ejemplo 1.
La figura 18C es una vista en perspectiva que muestra esquemáticamente otro ejemplo de un cambio de forma en la muestra 3 en la simulación del Ejemplo 1.
La figura 19A es un gráfico que muestra esquemáticamente un ejemplo de la cantidad de energía absorbida de cada muestra en la simulación del Ejemplo 1.
La figura 19B es un gráfico que muestra esquemáticamente otro ejemplo de la cantidad de energía absorbida de cada muestra en la simulación del Ejemplo 1.
La figura 20A es un gráfico que muestra esquemáticamente un ejemplo de la cantidad de energía absorbida de cada muestra en una simulación del Ejemplo 2.
La figura 20B es un gráfico que muestra esquemáticamente otro ejemplo de la cantidad de energía absorbida de cada muestra en la simulación del Ejemplo 2.
La figura 21A es una vista en sección transversal que muestra esquemáticamente un ejemplo de un cambio de forma en la muestra en la simulación del Ejemplo 2.
La figura 21B es una vista en sección transversal que muestra esquemáticamente otro ejemplo de un cambio de forma en la muestra en la simulación del Ejemplo 2.
La figura 22A es una vista en sección transversal que muestra esquemáticamente otro ejemplo de un cambio de forma en la muestra en la simulación del Ejemplo 2.
La figura 22B es una vista en sección transversal que muestra esquemáticamente otro ejemplo de un cambio de forma en la muestra en la simulación del Ejemplo 2.
La figura 23A es una vista en sección transversal que muestra esquemáticamente una etapa en otro ejemplo del método de fabricación de la realización.
La figura 23B es una vista en sección transversal que muestra esquemáticamente una etapa posterior a la etapa de la figura 23A.
La figura 23C es una vista en sección transversal que muestra esquemáticamente una etapa posterior a la etapa de la figura 23B.
La figura 23D es una vista en sección transversal que muestra esquemáticamente una etapa posterior a la etapa de la figura 23C.
La figura 23E es una vista en sección transversal que muestra esquemáticamente una etapa posterior a la etapa de la figura 23D.
La figura 24A es una vista en sección transversal que muestra esquemáticamente una etapa en otro ejemplo del método de fabricación de la realización.
La figura 24B es una vista en sección transversal que muestra esquemáticamente una etapa posterior a la etapa de la figura 24A.
La figura 24C es una vista en sección transversal que muestra esquemáticamente una etapa posterior a la etapa de la figura 24B.
La figura 24D es una vista en sección transversal que muestra esquemáticamente una etapa posterior a la etapa de la figura 24C.
La figura 24E es una vista en sección transversal que muestra esquemáticamente una etapa posterior a la etapa de la figura 24D.
[Realizaciones de la Invención]
Los inventores estudiaron intensamente para obtener un artículo formado estampado en caliente que tuviera una alta resistencia y altas características en una prueba de flexión de tres puntos y, como resultado, descubrieron recientemente que las características contra la colisión se mejoran con una estructura específica. Además, los inventores descubrieron recientemente que, al producir tal estructura específica con una lámina de acero de alta resistencia, se obtiene un artículo formado estampado en caliente que tiene alta resistencia y altas características en una prueba de flexión de tres puntos. La presente invención se basa en los nuevos descubrimientos.
A continuación, se describirán realizaciones de la presente invención. En la siguiente descripción, las realizaciones de la presente invención se describen con referencia a ejemplos, pero es evidente que la presente invención no se limita a los ejemplos que se describen a continuación.
En la siguiente descripción, a veces se ejemplifican valores numéricos y materiales específicos, pero también se pueden aplicar otros valores numéricos y materiales siempre que se pueda obtener el efecto de la presente invención.
[Artículo formado estampado en caliente]
A continuación, se describirá un artículo formado por estampado en caliente según la presente invención. En la siguiente descripción, el artículo formado estampado en caliente se denomina "artículo formado a presión" o "artículo formado a presión (P)" para la descripción en algunos casos.
El artículo formado a presión en la siguiente realización es un artículo formado a presión formado por una sola lámina de acero que incluye dos porciones de pared vertical y una porción de lámina superior adyacente a las dos porciones de pared vertical. El artículo formado a presión de la realización puede tener una forma alargada constituida por porciones de pared largas y una porción de lámina superior larga.
El artículo formado a presión (P) tiene una porción saliente en la que se superponen una porción de lámina de acero que se extiende desde al menos una porción de pared vertical de las dos porciones de pared vertical y una porción de lámina de acero que se extiende desde la porción de lámina superior. En la porción saliente, en un caso en el que se ve un plano perpendicular a la dirección longitudinal del artículo largo formado a presión en una sección transversal, el ángulo entre la porción de lámina superior y la porción saliente es mayor de 90°.
Puede haber casos en los que el ángulo entre la porción de lámina superior y la porción superpuesta se denomine en lo sucesivo como "ángulo X". Los detalles del ángulo X se describen en una primera realización. En el caso de que una porción de la porción de lámina superior no tenga forma de placa plana debido a la formación de porciones finas convexas y cóncavas en la porción de lámina superior o similar, el ángulo formado cuando toda la porción de lámina superior se considera como una lámina plana se conoce como el ángulo de la porción de lámina superior. Sin embargo, en el caso de que se formen grandes porciones convexas y cóncavas en una porción de la porción de lámina superior que tenga forma de placa plana (ejemplos de las figuras 6E y 6F y similares), el ángulo de la porción de lámina superior se determina usando la porción que excluye las porciones conexa y cóncava como la porción de lámina superior.
El artículo formado a presión (P) de la siguiente realización puede incluir dos porciones de reborde que se extienden desde las porciones de extremo de las dos porciones de pared verticales (las porciones de extremo en el lado opuesto al lado de la porción de lámina superior).
En al menos una porción de la porción saliente, la porción de lámina de acero que se extiende desde la porción de lámina superior y la porción de lámina de acero que se extiende desde la porción de pared vertical se superponen para formar una estructura doble. En la siguiente descripción, la porción de la porción saliente en la que la lámina de acero se superpone en la estructura doble se denomina "porción superpuesta". La porción superpuesta tiene forma de placa en su conjunto. La lámina de acero está doblada en la porción del extremo de la punta de la porción saliente.
Puede haber casos en los que la longitud desde el punto límite hasta el extremo de la punta de la porción saliente, que es la longitud de la porción saliente, se denomina en lo sucesivo "longitud D". La longitud D es la longitud de la porción saliente en la sección transversal perpendicular a la dirección longitudinal.
La longitud de la porción superpuesta en la sección transversal perpendicular a la dirección longitudinal es 1 vez la longitud D de la porción saliente, y puede estar en un intervalo de 0,1 a 1 veces (por ejemplo, en un intervalo de 0,5 a 1 veces o un intervalo de 0,3 a 0,8 veces).
El artículo formado a presión (P) de la siguiente realización puede formarse deformando una sola lámina de acero (lámina de acero base). Específicamente, el artículo formado a presión (P) puede fabricarse por formación por presión de una lámina de acero de base única de acuerdo con un método de fabricación de la siguiente realización. La lámina de acero base que es el material se describirá más adelante.
El artículo formado a presión (P) de la siguiente realización tiene una forma alargada (forma larga) en su conjunto. Las porciones de pared vertical, la porción de lámina superior, las porciones de reborde y la porción saliente se extienden todas a lo largo de la dirección longitudinal del artículo formado a presión.
La porción saliente puede formarse completamente en la dirección longitudinal del artículo formado a presión y también puede estar formada solo parcialmente en la dirección longitudinal del artículo formado a presión.
De ahora en adelante, la región rodeada por las dos porciones de pared vertical, un plano virtual que conecta las porciones extremas de las dos porciones de pared vertical, y la porción de lámina superior se denomina "el interior del artículo formado a presión (P)", y la región del lado opuesto al interior con las porciones de pared verticales y la porción de lámina superior interpuesta entre ellas se denomina "el exterior del artículo formado a presión (P)".
La porción de lámina superior conecta las dos porciones de pared verticales. Más específicamente, la porción de lámina superior conecta las dos porciones de pared vertical a través de la porción saliente. Desde otro punto de vista, la porción de lámina superior es una porción de pared transversal que conecta las dos porciones de pared verticales. Por lo tanto, en esta especificación, es posible leer la porción de lámina superior como la porción de pared transversal. En el caso de que el artículo formado a presión se disponga con la porción de pared transversal (la porción de lámina superior) mirando hacia abajo, la porción de pared transversal también puede denominarse porción de lámina inferior. Sin embargo, en esta especificación, la porción de pared transversal se denomina porción de lámina superior con referencia a un caso en el que la porción de pared transversal está dispuesta en el lado superior.
En el caso de que se vea un plano perpendicular a la dirección longitudinal del artículo formado a presión en una sección transversal, los ángulos Y entre la porción de lámina superior y las porciones de pared vertical son normalmente de unos 90°. El ángulo Y se describirá en la primera realización. El ángulo Y puede ser menor de 90°, pero normalmente es de 90° o más o también puede estar en un intervalo de 90° a 150°. Los dos ángulos Y pueden ser diferentes, pero preferiblemente son sustancialmente iguales (la diferencia entre los dos está dentro de los 10°) o pueden ser iguales.
En el artículo formado a presión (P) de la siguiente realización, las porciones salientes pueden sobresalir de dos porciones límite. En este caso, una única porción saliente sobresale de cada una de las dos porciones límite. En las dos porciones salientes, los ángulos X son preferiblemente sustancialmente iguales (la diferencia entre los dos está dentro de los 10°) y pueden ser iguales. Es preferible que las dos porciones salientes se formen de modo que sus formas tengan simetría lineal en una sección transversal perpendicular a la dirección longitudinal. Sin embargo, las formas de estas pueden no estar formadas para tener simetría lineal.
El ángulo X entre la porción de lámina superior y la porción saliente puede ser de 95° o más, 105° o más, o 135° o más. El ángulo X puede ser de 180° o menos.
Un ángulo X de 180° significa que la porción de lámina superior y la porción saliente son paralelas. El ángulo X puede ser mayor de 90° e igual o menor de 180°.
En el artículo formado a presión (P) de la siguiente realización, en un caso en el que se ve un plano perpendicular a la dirección longitudinal del artículo formado a presión en una sección transversal en la longitud de la porción saliente, la longitud desde el límite el punto donde las líneas que se extienden desde la porción de pared vertical y la porción de lámina superior se cruzan con la porción del extremo de la punta de la porción saliente puede ser de 3 mm o más (por ejemplo, 5 mm o más, 10 mm o más, o 15 mm o más). El límite superior de la longitud no está particularmente limitado, pero puede ser, por ejemplo, de 25 mm o menos. En el caso de que el artículo formado a presión (P) incluya dos porciones salientes, las longitudes de las dos porciones salientes pueden ser iguales o diferentes.
En el artículo formado a presión (P) de la siguiente realización, en la porción saliente, una porción de lámina de acero que se extiende desde la porción de pared vertical y una porción de lámina de acero que se extiende desde la porción de lámina superior pueden fijarse mediante una unión y el método de unión puede ser, por ejemplo, soldadura. Por ejemplo, la lámina de acero que forma una estructura doble en la porción superpuesta puede soldarse mediante soldadura por puntos de resistencia o soldadura por láser. Además, en la raíz de la porción saliente (el límite entre la porción de lámina superior y la porción de pared vertical, y la porción saliente), la porción de lámina de acero que se extiende desde la porción de pared vertical y la porción de lámina de acero que se extiende de la porción de lámina superior puede someterse a soldadura por arco (soldadura de filete). El método de unión puede ser cualquiera de adhesivo, soldadura fuerte, remachado, empernado y soldadura por fricción y agitación.
La resistencia a la tracción de la lámina de acero que forma el artículo formado a presión (P) de la siguiente realización puede ser de 590 MPa o más, 780 MPa o más, 980 MPa o más, o 1200 MPa o más. El límite superior de la resistencia a la tracción del artículo formado a presión (P) no está particularmente limitado, pero es, por ejemplo, 2500 MPa. En el caso de que una segunda etapa del método de fabricación descrito más adelante se realice mediante estampado en caliente, la resistencia a la tracción del artículo formado a presión (P) puede hacerse mayor que la resistencia a la tracción de la lámina de acero (pieza en bruto) como material.
El hecho de que la resistencia a la tracción del artículo estampado (P) no sea inferior al valor mencionado anteriormente significa, en otras palabras, una estructura metalográfica en la que la estructura de martensita en la estructura metalográfica del artículo estampado (P) representa el 20 % o más en términos de porcentaje de volumen, y representa el 90 % o más en un caso en el que la resistencia a la tracción del artículo formado a presión (P) es de 1310 MPa o más o en un caso en el que se realiza el estampado en caliente.
En el artículo formado a presión (P) de la siguiente realización, por ejemplo, en un caso en el que la resistencia a la tracción del artículo formado a presión (P) es de 1500 MPa o más y la estructura de martensita representa el 90 % o más en términos del porcentaje de volumen, la dureza Vickers de la porción de lámina de acero que se extiende desde la porción de lámina superior, es decir, la porción saliente puede ser 454 o más. Además, la relación entre la dureza Vickers de la porción saliente y la dureza Vickers de la porción de pared vertical en este momento puede ser de 0,95 o más.
En el artículo formado a presión (P) de la siguiente realización, una porción de lámina de acero que se extiende desde la porción de pared vertical y una porción de lámina de acero que se extiende desde la porción de lámina superior pueden estar en estrecho contacto entre sí en la porción saliente. Por lo tanto, la porción saliente es diferente de la porción de esquina formada en una forma cóncava elíptica o una forma convexa descrita en las figuras 1 y 2 del Documento de Patente 7.
La estructura en la que la porción de lámina de acero que se extiende desde la porción de pared vertical y la porción de lámina de acero que se extiende desde la porción de lámina superior están en estrecho contacto entre sí se puede producir mediante un método de fabricación de un artículo formado a presión según a la presente invención, que se describirá más adelante.
(Primera Realización)
De aquí en adelante, se describirá como primera realización un ejemplo más específico del artículo formado a presión de acuerdo con la presente invención.
En la figura 1 se muestra esquemáticamente una vista en perspectiva de un artículo formado a presión 100 (el artículo formado a presión (P)) de la primera realización. En la figura 2 se muestra esquemáticamente una vista en sección transversal de un plano perpendicular a la dirección longitudinal del artículo formado a presión 100. De ahora en adelante, el lado superior (lado de la porción de lámina superior) en la figura 2 se denomina el lado superior del artículo formado a presión (P) de la realización, y el lado inferior (lado de la porción de reborde) en la figura 2 se denomina el lado inferior del artículo formado a presión (P) de la realización en algunos casos.
El artículo formado a presión 100 está formado por una sola lámina de acero 101. En las figuras 1 y 2, el artículo formado a presión 100 que tiene una forma alargada incluye dos porciones de pared verticales 111, una porción de lámina superior 112, dos porciones de reborde 113 y dos porciones salientes 115. Cada una de la porción de pared vertical 111, la porción de lámina superior 112 y la porción de reborde 113 tiene una forma de placa larga y plana. La porción de lámina superior 112 conecta las dos porciones de pared vertical 111 adyacentes a la porción de lámina superior 112 a través de las dos porciones salientes 115.
En el ejemplo mostrado en la figura 2, las dos porciones de reborde 113 se extienden sustancialmente de manera horizontal hacia afuera desde las porciones extremas inferiores de las dos porciones de pared verticales 111. Es decir, la porción de reborde 113 es sustancialmente paralela a la porción de lámina superior 112.
La porción saliente 115 sobresale hacia afuera desde una porción límite 114 de una porción de esquina que conecta la porción de pared vertical 111 y la porción de lámina superior 112. Una porción superpuesta 115d está presente al menos en un lado de la porción del extremo de la punta 115t de la porción saliente 115. En la porción superpuesta 115d, una lámina de acero 101 a que se extiende desde la porción de lámina superior 112 (una porción de lámina de acero que se extiende desde la porción de lámina superior 112) y una lámina de acero 101b que se extiende desde la porción de pared vertical 111 (una porción de lámina de acero lámina que se extiende desde la porción de pared vertical 111) pueden superponerse en estrecho contacto entre sí.
Cada una de la lámina de acero 101a y la lámina de acero 101b es una porción de lámina de acero 101. La lámina de acero (la lámina de acero 101a) que se extiende desde la porción de lámina superior 112 se dobla en la dirección opuesta en la porción del extremo de la punta 115t y se convierte en la lámina de acero 101b. La porción superpuesta 115d tiene forma de placa plana en su conjunto. La sección transversal del artículo formado a presión 100, excluyendo la porción saliente 115 (sección transversal perpendicular a la dirección longitudinal), tiene sustancialmente forma de sombrero.
Como se muestra en la figura 2, el ángulo entre la porción de lámina superior 112 y la porción saliente 115 se denomina ángulo X. Más específicamente, el ángulo X significa el ángulo entre un plano que incluye una superficie exterior 112s de la porción de lámina superior 112 y un plano que incluye una superficie 115ds de la porción superpuesta 115d que es una porción de la porción saliente 115 (una superficie de la lámina de acero 101a en la porción superpuesta 115d).
Las figuras 1 y 2 muestran el caso donde el ángulo X es de 180°. En este caso, la porción de lámina superior 112 y la porción saliente 115 son paralelas. En un ejemplo preferible del caso en el que el ángulo X es de 180°, no hay una porción escalonada entre la lámina de acero 101 a que se extiende desde la porción de lámina superior 112 y la porción de lámina superior 112. Desde otro punto de vista, el estado en el que el ángulo X es de 180° también se puede considerar como un estado en el que el ángulo entre la porción de lámina superior 112 y la porción saliente 115 es de 0°.
El ángulo X puede estar en el intervalo mencionado anteriormente. En la figura 3 se muestra una vista en sección transversal de un ejemplo de un caso en el que el ángulo X es de 145°.
En un caso en el que el ángulo X sea mayor de 90°, cuando el artículo formado a presión 100 se ve desde arriba de la porción de lámina superior 112, la lámina de acero 101b que forma la porción saliente 115 no es vista por la lámina de acero 101a. Tal porción a veces se llama porción de ángulo negativo. Desde otro punto de vista, la porción de ángulo negativo es una porción que tiene un gradiente inverso cuando el formado a presión se va a realizar únicamente con un troquel superior y un troquel inferior.
En el caso de que el artículo formado a presión (P) de la realización se utilice como elemento estructural, puede haber casos en los que la porción de lámina superior 112 y la porción de reborde 113 se fijen respectivamente a porciones de otros elementos. En este caso, el ángulo X es preferentemente de 180° en algunos casos. Dado que el ángulo X es de 180° y la superficie de la porción de lámina superior 112 y la superficie de la porción saliente 115 están niveladas entre sí, el lado de la porción de lámina superior 112 se fija fácilmente a otro elemento en algunos casos. Además, cuando se aplica una carga desde el lado de la porción de lámina superior 112, es fácil que la porción de lámina superior 112 y la porción saliente 115 soporten la carga como un todo.
En un caso en el que se ve un plano perpendicular a la dirección longitudinal del artículo formado a presión en una sección transversal a lo largo de la porción saliente 115, una longitud D (ver figura 3B o la figura 14A) desde un punto límite 114p donde las líneas que se extienden desde la porción de pared vertical 111 y la porción de lámina superior 112 se cruzan con una porción de extremo de punta 115t de la porción saliente 115 pueden estar en el intervalo descrito anteriormente.
La porción superpuesta 115d no tiene forma cilíndrica redondeada. Por lo tanto, la porción saliente 115 es diferente de la porción de refuerzo redondeada en forma cilíndrica como se describe en la figura 6 del Documento de Patente 6.
En una región distinta de la porción del extremo de la punta 115t, una porción de lámina de acero que forma la porción saliente 115 está curvada, pero no está doblada. Es decir, en la porción saliente 115 que excluye la porción del extremo de la punta 115t, no hay ninguna porción de reborde que sobresalga hacia el exterior de la porción saliente 115. Desde este punto de vista, el artículo formado a presión 100 es diferente de los componentes descritos en los Documentos de Patente 4 y 5.
Además, en la porción saliente 115, las dos láminas de acero (la lámina de acero 101 b, que es una porción de lámina de acero que se extiende desde la porción de pared vertical 111 y la lámina de acero 101a, que es una porción de lámina de acero que se extiende desde la porción de lámina superior 112) pueden estar en estrecho contacto entre sí. Con tal configuración, es posible mejorar aún más la resistencia de la porción saliente 115.
La figura 2 muestra un ejemplo de un caso en el que el ángulo Y entre la porción de pared vertical 111 y la porción de lámina superior 112 es mayor de 90°. Aquí, el ángulo Y es el ángulo que se muestra en la figura 2, es decir, el ángulo entre la porción de pared vertical 111 y la porción de lámina superior 112 dentro del artículo formado a presión 100.
Como se muestra en la figura 2, es preferible que una porción de esquina 116 que conecta la porción de pared vertical 111 y la porción de reborde 113 tenga una forma redondeada. Dado que la porción de esquina 116 tiene una forma redondeada, se puede suprimir el pandeo en la porción de esquina 116.
Es preferible que la porción de esquina en el límite entre la lámina de acero 101b y la porción de pared vertical 111 en la porción saliente 115 tenga una superficie curva en un caso en el que el plano perpendicular a la dirección longitudinal del artículo formado a presión se vea en sección transversal. Haciendo que la porción de esquina tenga una superficie curva, se puede suprimir el pandeo en la porción de esquina.
El radio de curvatura de la porción de esquina en el plano perpendicular a la dirección longitudinal puede estar en un intervalo de 0,1 a 1 veces la longitud D (por ejemplo, en un intervalo de 0,2 a 0,8 veces o un intervalo de 0,2 a 0,5 veces). Por ejemplo, en el caso de que el ángulo X sea inferior a 180°, la porción de esquina en el límite entre la lámina de acero 101a de la porción saliente 115 y la porción de lámina superior 112 puede tener una superficie curva.
No todo el artículo formado a presión (P) en la dirección longitudinal puede tener la porción saliente formada en él. En la figura 4A se muestra esquemáticamente una vista en perspectiva de un ejemplo del artículo formado a presión (P) que tiene la porción saliente formada solo parcialmente en la dirección longitudinal. En el artículo formado a presión 100 en la figura 4A, la porción saliente 115 no está formada en las regiones P2 en ambos extremos en la dirección longitudinal, y la porción saliente 115 está formada en una región central PI en la dirección longitudinal. Con tal configuración, en el caso de que el artículo formado a presión se combine con otro elemento para formar un elemento estructural, es posible obtener el rendimiento de seguridad de colisión deseado sin restricciones en la forma del elemento.
El artículo formado a presión (P) que tiene la porción saliente formada solo parcialmente en la dirección longitudinal como se muestra en la figura 4A puede fabricarse solo mediante "un método de fabricación en dos etapas", que se describirá más adelante. Alternativamente, el artículo formado a presión (P) como se muestra en la figura 4A o 4B pueden fabricarse uniendo un artículo formado a presión sin porción saliente a ambos extremos de un artículo formado a presión en dirección longitudinal, que tiene una porción saliente formada completamente en dirección longitudinal, mediante soldadura o similar.
En la figura 1 se muestra esquemáticamente una vista en perspectiva de un ejemplo de otro artículo formado a presión (P) que tiene una porción saliente formada solo parcialmente en una dirección longitudinal. 4B. Un artículo formado a presión 100 en la figura 4B es un ejemplo de un pilar central. En la figura 4B, los bordes exteriores de las porciones salientes 115 se indican mediante líneas en negrita. En el artículo formado a presión 100 en la figura 4B, la porción saliente 115 está formada solo en una región parcial en la dirección longitudinal, y la porción saliente 115 no está formada en otras regiones.
Las láminas de acero que se superponen en una estructura doble en la porción saliente 115 pueden unirse mediante soldadura o similar. Por ejemplo, una región A y/o una región B mostrada en la figura 5 pueden estar soldadas. Un método de soldadura no está particularmente limitado, pero la soldadura de la región A que no es la porción de extremo de la porción saliente puede ser soldadura por puntos de resistencia o soldadura por láser. La soldadura (soldadura de filete) de la región B en el límite entre la porción saliente 115 y otra porción puede ser soldadura por arco. Las láminas de acero se pueden unir mediante cualquier adhesivo, soldadura fuerte, remachado, empernado y soldadura por fricción y agitación.
El artículo formado a presión (P) de la realización puede demandarse para diversas aplicaciones. Por ejemplo, el artículo formado a presión (P) puede usarse en un elemento estructural de varias unidades móviles (vehículos, vehículos de motor de dos ruedas, vehículos ferroviarios, barcos y aviones) o un elemento estructural de varias máquinas. Los ejemplos del elemento estructural de un vehículo incluyen un zócalo lateral, un pilar (un pilar delantero, un pilar delantero inferior, un pilar central y similares), un riel de techo, un arco de techo, un parachoques, un refuerzo de línea de cintura y una viga de impacto de puerta, o puede ser otro elemento estructural.
[Elemento estructural]
De aquí en adelante, se describirá un elemento estructural que utiliza el artículo formado a presión de acuerdo con la presente invención.
El artículo formado a presión (P) según la presente invención se puede utilizar tal cual como varios elementos estructurales. Alternativamente, el artículo formado a presión (P) según la presente invención se puede usar en combinación con otro elemento (por ejemplo, un elemento de lámina de acero).
Aquí, el elemento de lámina de acero es un elemento formado por una lámina de acero. Un elemento estructural descrito en la siguiente realización incluye el artículo formado a presión (P) de la realización descrita anteriormente. Un elemento estructural para un vehículo que se describe a continuación se puede utilizar como elemento estructural de un producto que no sea un vehículo.
Un ejemplo de un elemento estructural de la siguiente forma de realización puede configurarse para incluir el artículo formado a presión (P) de la forma de realización descrita anteriormente y un elemento de lámina de acero fijado al artículo formado a presión (P) para formar una sección transversal cerrada con el artículo formado a presión (P). Es decir, el artículo formado a presión (P) y el elemento de lámina de acero pueden constituir un cuerpo hueco.
Un ejemplo del elemento estructural de la siguiente forma de realización incluye el artículo formado a presión (P) de la forma de realización descrita anteriormente y un único elemento de lámina de acero fijado a las dos porciones de reborde del artículo formado a presión (P). En otras palabras, el elemento de lámina de acero se fija a las dos porciones de reborde para conectar las dos porciones de reborde del artículo formado a presión (P).
Otro elemento se puede fijar además a la porción de reborde. Un ejemplo del elemento de lámina de acero es el artículo formado a presión (P) de la realización descrita anteriormente. En un ejemplo del caso, los dos artículos (P) formados a presión que están fijados entre sí están fijados uno frente al otro de modo que sus interiores estén enfrentados. El ejemplo del elemento de lámina de acero puede incluir una lámina de acero (lámina posterior) y un artículo formado que no es el artículo formado a presión de la realización descrita anteriormente.
En caso de que el artículo formado a presión (P) no incluya una porción de reborde, el elemento de lámina de acero puede fijarse a la porción de pared vertical del artículo formado a presión (P) para formar una sección transversal cerrada. Por ejemplo, se puede proporcionar una porción de reborde en una porción de extremo del elemento de lámina de acero, y la porción de reborde y la porción de pared vertical del artículo formado a presión (P) se pueden fijar entre sí.
Un método para fijar el artículo formado a presión (P) y el elemento de lámina de acero entre sí no está particularmente limitado, y se puede seleccionar un método de fijación apropiado dependiendo de la situación. Los ejemplos del método de fijación incluyen al menos uno seleccionado del grupo que consiste en soldadura, un adhesivo, soldadura fuerte, remachado, empernado y soldadura por fricción y agitación. Entre estos, la soldadura es fácil de realizar. Los ejemplos de soldadura incluyen la soldadura por puntos de resistencia y la soldadura por láser.
Además, en el componente de vehículo de la presente realización, solo una porción de reborde del artículo formado a presión (P) de la realización puede fijarse a otro elemento de lámina de acero. En este caso, las otras porciones de la porción de reborde no están fijadas al elemento de lámina de acero. Por ejemplo, solo las porciones de reborde en la vecindad de ambas porciones de extremo en la dirección longitudinal en las porciones de reborde del artículo formado a presión de la realización se fijan a otro elemento de lámina de acero, y las otras porciones de reborde pueden no estar fijadas al elemento de lámina de acero.
(Segunda Realización)
En una segunda realización, se describirá un ejemplo de un elemento estructural que utiliza el artículo (P) formado por presión según la presente invención. Las figuras 6A a 6D son vistas que muestran esquemáticamente secciones transversales perpendiculares a la dirección longitudinal de un elemento estructural 200. El elemento estructural descrito en la segunda realización se puede utilizar en las aplicaciones descritas anteriormente (un componente de vehículo y otras aplicaciones).
El elemento estructural 200 mostrado en la figura 6A incluye el artículo formado a presión 100 y una lámina trasera (lámina de acero) 201. La lámina trasera 201 está soldada a las dos porciones de reborde 113 del artículo formado a presión 100. El elemento estructural 200 mostrado en la figura 6A incluye un elemento auxiliar 601 unido a cada una de las dos porciones de pared verticales 111 y la porción de lámina superior 112 a través de una porción de unión 602. El elemento auxiliar 601 es un elemento largo y puede disponerse de modo que la dirección longitudinal del artículo formado a presión 100 y la dirección longitudinal del elemento auxiliar 601 sean sustancialmente paralelas entre sí. En los ejemplos de las figuras 6A a 6D, el elemento auxiliar 601 tiene una sección transversal en forma de U en una sección transversal perpendicular a la dirección longitudinal.
El elemento estructural 200 mostrado en la figura 6B incluye el elemento auxiliar 601 unido a cada una de las dos porciones de pared vertical 111 a través de la porción de unión 602. La porción de unión 602 no se proporciona entre la porción de lámina superior 112 y el elemento auxiliar 601. La porción de lámina superior 112 y el elemento auxiliar 601 pueden estar dispuestos en estrecho contacto entre sí o pueden estar dispuestos con un espacio entre ellos.
El elemento estructural 200 mostrado en la figura 6C incluye el elemento auxiliar 601 unido a la porción de lámina superior 112 a través de la porción de unión 602. La porción de unión 602 no se proporciona entre las dos porciones de pared verticales 111 y el elemento auxiliar 601. La porción de pared vertical 111 y el elemento auxiliar 601 pueden estar dispuestos en estrecho contacto entre sí o pueden estar dispuestos con un espacio entre ellos.
El elemento estructural 200 mostrado en la figura 6D incluye el elemento auxiliar 601 unido a cada una de las dos porciones de pared verticales 111 a través de la porción de unión 602. En el ejemplo de la figura 6D, se proporciona un espacio entre la porción de lámina superior 112 y la superficie superior del elemento auxiliar 601.
Las figuras 7A y 7B son vistas que muestran esquemáticamente secciones transversales perpendiculares a la dirección longitudinal del elemento estructural 200 que muestran otra forma del elemento auxiliar. En los ejemplos de las figuras 7A y 7B, un elemento auxiliar 701 tiene una forma de sección transversal en forma de L en una sección transversal perpendicular a la dirección longitudinal. El elemento auxiliar 701 es un elemento largo y puede disponerse de modo que la dirección longitudinal del artículo formado a presión 100 y la dirección longitudinal del elemento auxiliar 701 sean sustancialmente paralelas entre sí.
El elemento estructural 200 mostrado en la figura 7A incluye dos elementos auxiliares 701 unidos a una de las dos porciones de pared verticales 111 y la porción de lámina superior 112 a través de las porciones de unión 602. El elemento estructural 200 mostrado en la figura 7B incluye los dos elementos auxiliares 701 unidos a la porción de lámina superior 112 a través de las porciones de unión 702. La porción de unión 702 no se proporciona entre las dos porciones de pared verticales 111 y el elemento auxiliar 701. La porción de pared vertical 111 y el elemento auxiliar 701 pueden estar dispuestos en estrecho contacto entre sí o pueden estar dispuestos con un espacio entre ellos.
El elemento auxiliar 601 o 701 descrito anteriormente puede estar dispuesto completamente en la dirección longitudinal del elemento estructural 200 o puede estar dispuesto solo parcialmente en la dirección longitudinal. La porción de unión 602 o 702 puede estar formada por cualquiera de las siguientes: soldadura, adhesivo, soldadura fuerte, remachado, empernado y soldadura por fricción y agitación como se ha descrito anteriormente.
En el elemento estructural que incluye el artículo formado a presión que tiene la porción saliente descrita anteriormente, dado que las porciones de pared verticales caen para moverse hacia adentro, agregando el elemento auxiliar, es posible suprimir la caída y mejorar aún más las características de colisión.
Es preferible que la resistencia del elemento auxiliar 601 o 701 sea alta. Sin embargo, para contribuir a la supresión de la caída hacia el interior descrita anteriormente, el material del elemento auxiliar 601 o 701 puede ser un material no metálico tal como un material polimérico o una resina espumada.
(Tercera Realización)
En una tercera realización, se describirá un ejemplo del elemento estructural que utiliza el artículo (P) formado por presión de la realización descrita anteriormente. En las figuras se muestran ejemplos de elementos estructurales 8A a 8C. Las figuras 8A a 8C son vistas que muestran esquemáticamente secciones transversales perpendiculares a la dirección longitudinal del elemento estructural. El elemento estructural descrito en la segunda realización se puede utilizar en las aplicaciones descritas anteriormente (un componente de vehículo y otras aplicaciones).
Un elemento estructural 200a mostrado en la figura 8A incluye el artículo formado a presión 100 y la lámina trasera (lámina de acero) 201. La lámina trasera 201 está soldada a las dos porciones de reborde 113 del artículo formado a presión 100. Un elemento estructural 200b mostrado en la figura 8B incluye el artículo formado a presión 100 y otro artículo formado a presión 202. El artículo formado a presión 202 tiene una sección transversal sustancialmente en forma de sombrero. El artículo formado a presión 100 y el artículo formado a presión 202 están dispuestos de modo que sus regiones internas queden enfrentadas entre sí, y las porciones de reborde 113 del artículo formado a presión 100 y las porciones de reborde 202a del artículo formado a presión 202 están soldados juntos.
Un elemento estructural 200c incluye los dos artículos formados en prensa 100. Los dos artículos formados en prensa 100 están dispuestos de modo que sus regiones internas queden enfrentadas entre sí, y las porciones de reborde 113 de los mismos están soldadas entre sí. Es posible considerar uno de los dos artículos formados en prensa 100 como un elemento de lámina de acero. Además, la lámina posterior 201 y el artículo formado a presión 202 son elementos de lámina de acero.
En el artículo formado a presión 100 incluido en el elemento estructural de la realización, como se muestra en la figura 8D, se puede unir (fijar) otro elemento de lámina de acero a una porción de la porción de reborde 113. Además, en el artículo formado a presión 100, como se muestra en las figuras 8E y 8F, se puede formar una porción rebajada 112c en la porción de lámina superior 112.
En el artículo formado a presión 100 de la figura 8E, la profundidad de la porción rebajada 112c es sustancialmente la misma que la altura de la porción de pared vertical 111. En el artículo formado a presión 100 de la figura 8F, la profundidad de la porción rebajada 112c es aproximadamente la mitad de la altura de la porción de pared vertical 111. Los artículos formados en prensa 100 que se muestran en las figuras 8E y 8F también se pueden usar en el elemento estructural de la realización. En este caso, toda la porción de reborde 113 se puede unir a otro elemento de lámina de acero, o solo una porción de la porción de reborde 113 se puede unir a otro elemento de lámina de acero. En el caso de unir solo una porción de la porción de reborde 113 a otro elemento de lámina de acero, la porción de unión puede estar solo en la proximidad de ambas porciones extremas del artículo formado a presión en la dirección longitudinal.
[Método de fabricación del artículo formado a presión]
A continuación, se describirá un método de fabricación de un artículo formado a presión según la presente invención.
El método de fabricación de un artículo formado a presión según la presente invención es un método para fabricar el artículo formado a presión (P) de la realización descrita anteriormente. Dado que los artículos descritos para el artículo formado a presión (P) de la realización descrita anteriormente pueden aplicarse al método de fabricación descrito a continuación, en algunos casos se omitirán las descripciones superpuestas. Además, los artículos descritos en el siguiente método de fabricación se pueden aplicar al artículo (P) formado por presión de la realización descrita anteriormente.
El método de fabricación de la siguiente realización incluye una primera etapa y una segunda etapa. La primera etapa es una etapa de deformación de una lámina de acero base que incluye dos porciones equivalentes de la porción de pared vertical que se convertirán en las dos porciones de pared vertical, una porción equivalente de la porción de lámina superior que se convertirá en la porción de lámina superior y una porción equivalente de la porción saliente que se convertirá en la porción saliente, obteniendo así una lámina de acero deformada (lámina de acero deformada) en un estado en el que las dos porciones equivalentes de la porción de pared vertical se doblan en la misma dirección con respecto a la porción equivalente de la porción de lámina superior. La segunda etapa es una etapa de formado a presión de la lámina de acero deformada, formando así el artículo formado a presión (P). En la segunda etapa, la porción saliente se forma superponiendo al menos una porción de la porción equivalente de la porción saliente.
En la lámina de acero deformada, normalmente no hay un límite bien definido entre las porciones equivalentes de la porción de pared vertical, la porción equivalente de la porción de lámina superior y la porción equivalente de la porción saliente. Sin embargo, puede haber algunos límites entre ellas.
La lámina de acero deformada puede estar en un estado elásticamente deformable donde la deformación se alivia cuando se retira una carga o puede estar en un estado plásticamente deformable donde la deformación no se alivia incluso cuando se retira una carga. Es decir, la lámina de acero deformada puede estar en un estado deformable plásticamente o en un estado deformable elásticamente. De ahora en adelante, la lámina de acero deformada en un estado plásticamente deformable se denominará a veces como "artículo formado preliminar".
La primera etapa no está particularmente limitada y se puede realizar mediante un formado a presión conocido.
Aunque la segunda etapa se describirá más adelante, es preferible utilizar la formación por presión en caliente en la segunda etapa. El artículo formado a presión obtenido por la segunda etapa puede someterse además a un tratamiento posterior. El artículo formado a presión obtenido por la segunda etapa (u obtenido por el subsiguiente tratamiento posterior) se puede usar tal cual o se puede usar en combinación con otro elemento.
De ahora en adelante, la lámina de acero (lámina de acero base) que es un material de partida se denomina "pieza en bruto" en algunos casos. La pieza en bruto suele ser una lámina de acero en forma de placa plana y tiene una forma plana correspondiente a la forma del artículo formado a presión (P) que se va a fabricar. El espesor y las propiedades físicas de la pieza en bruto se seleccionan de acuerdo con las características requeridas para el artículo formado a presión (P). Por ejemplo, en el caso de que el artículo formado a presión (P) sea un elemento estructural de un vehículo, se selecciona una pieza en bruto correspondiente al mismo. El grosor de la pieza en bruto puede estar, por ejemplo, en un intervalo de 0,4 mm a 4,0 mm, y puede estar en un intervalo de 0,8 mm a 2,0 mm.
El grosor del artículo formado a presión (P) de la realización está determinado por el grosor de la pieza en bruto y las etapas de procesamiento, y puede estar dentro del intervalo del grosor de la pieza en bruto ejemplificada aquí.
Es preferible que la pieza en bruto sea una lámina de acero de alta resistencia a la tracción (material de alta resistencia a la tracción) que tenga una resistencia a la tracción de 340 MPa o más (por ejemplo, una resistencia a la tracción de 500 a 800 MPa, 490 MPa o más, 590 MPa o más, 780 MPa o más, 980 MPa o más, o 1200 MPa o más). Para lograr una reducción de peso manteniendo la resistencia como elemento estructural, es preferible que la resistencia a la tracción del artículo formado sea alta, y es más preferible que una pieza en bruto de 590 MPa o más (por ejemplo, 780 MPa o más, 980 MPa o más, o 1180 MPa o más). El límite superior de la resistencia a la tracción de la pieza en bruto no está limitado y es de 2500 MPa o menos en un ejemplo. La resistencia a la tracción del artículo formado a presión (P) de la realización suele ser igual o mayor que la resistencia a la tracción de la pieza en bruto y también puede estar en el intervalo ejemplificado aquí.
En caso de que la resistencia a la tracción de la lámina de acero base (pieza en bruto) sea de 590 MPa o más, para obtener un artículo estampado a presión igual o superior al de la pieza en bruto, es preferible realizar la segunda etapa mediante estampado en caliente (prensado en caliente).
Incluso en el caso de utilizar una pieza en bruto que tenga una resistencia a la tracción de menos de 590 MPa, la segunda etapa también puede realizarse mediante estampado en caliente. En el caso de realizar un estampado en caliente, se puede utilizar una pieza en bruto que tenga una composición conocida adecuada para ello.
En el caso de que la pieza en bruto tenga una resistencia a la tracción de 590 MPa o más y un espesor de 1,4 mm o más, para suprimir la aparición de grietas en una porción saliente incluso en una pieza en bruto que tenga baja ductilidad, es particularmente preferible realizar la segunda etapa por estampado en caliente.
Por la misma razón, en el caso de que la pieza en bruto tenga una resistencia a la tracción de 780 MPa o más y un espesor de 0,8 mm o más, es particularmente preferible realizar la segunda etapa mediante estampado en caliente. Dado que la ductilidad de la lámina de acero calentada es alta, en el caso de realizar la segunda etapa mediante estampado en caliente, es menos probable que se produzcan grietas incluso si el espesor de la pieza en bruto es de 3,2 mm.
En el caso de que la resistencia a la tracción de la pieza en bruto sea alta, es probable que se produzcan grietas en la porción del extremo de la punta de la porción saliente durante el prensado en frío. Por lo tanto, en caso de que la resistencia a la tracción de la lámina de acero después de la formación sea de 1200 MPa o más (por ejemplo, 1500 MPa o más o 1800 MPa o más), es más preferible realizar la segunda etapa mediante estampado en caliente. Incluso en el caso de que la resistencia a la tracción de la lámina de acero después de la formación sea inferior a 1200 MPa, la segunda etapa puede realizarse mediante estampado en caliente.
En un caso en el que la resistencia a la tracción de la pieza en bruto sea de 780 MPa o más, cuando la forma del artículo formado a presión (P) de la realización se forme mediante prensado en frío, se pueden generar arrugas o grietas en la porción saliente y similares en algunos casos. Sin embargo, en el método de fabricación del artículo formado a presión de la presente invención, al realizar la segunda etapa por estampado en caliente, se puede obtener la forma del artículo formado a presión (P) de la realización incluso si la resistencia a la tracción de la pieza en bruto es de 780 MPa o más. Es decir, realizando la segunda etapa mediante estampado en caliente, se puede fabricar el artículo formado a presión (P) que tiene una resistencia a la tracción de 780 MPa o más.
En los Documentos de Patente 4, 5 y 6 no se divulga un método de fabricación que utiliza estampado en caliente. Sin embargo, como se ha descrito anteriormente, para obtener un artículo formado a presión que tenga una resistencia a la tracción de 590 MPa o más, es preferible realizar la segunda etapa mediante estampado en caliente.
En el estampado en caliente, para asegurar la resistencia deseada, el contenido de C en la composición química de la pieza en bruto debe ser de 0,090 a 0,400 % en masa. Además, Mn también debe ser de 1,00 a 5,00 % en masa. De manera similar, B también debe ser de 0,00050 a 0,05000 % en masa. Una composición química representativa de la pieza en bruto que tiene una resistencia a la tracción de 1500 MPa o más después del enfriamiento rápido no está particularmente limitada, pero incluye C: 0,200 % en masa, Si: 0,0200 % en masa, Mn: 1,30 % en masa, Al: 0,030 % en masa, Ti: 0,02 % en masa, y B: 0,00150 % en masa
La deformación en la primera etapa no suele ser tan grande. Por lo tanto, independientemente de la resistencia a la tracción de la pieza en bruto, la primera etapa generalmente se puede realizar mediante trabajo en frío (por ejemplo, prensado en frío). Sin embargo, según sea necesario, la primera etapa puede realizarse mediante trabajo en caliente (por ejemplo, prensado en caliente). En un ejemplo preferible, la primera etapa se realiza por trabajo en frío y la segunda etapa se realiza por estampado en caliente.
A continuación, se describirá un ejemplo de formación de estampado en caliente (estampado en caliente) utilizado en la segunda etapa. En el caso de realizar un estampado en caliente, en primer lugar, se calienta una pieza de trabajo (pieza en bruto o formado preliminarmente) a una temperatura de enfriamiento rápido predeterminada. La temperatura de templado es una temperatura superior a un punto de transformación A3 (más específicamente, un punto de transformación Ac3) en el que se austeniza la pieza de trabajo y, por ejemplo, puede ser de 910 °C o superior.
A continuación, la pieza de trabajo calentada se prensa con un aparato de prensado. Dado que la pieza de trabajo se calienta, es menos probable que se produzcan grietas incluso si la pieza de trabajo está muy deformada. La pieza de trabajo se enfría rápidamente cuando se presiona la pieza de trabajo. La pieza de trabajo se enfría por el enfriamiento rápido durante el trabajo de la prensa. El enfriamiento rápido de la pieza de trabajo se puede realizar enfriando el troquel o rociando agua desde el troquel hacia la pieza de trabajo. Es preferible que la velocidad de enfriamiento cuando la pieza de trabajo se enfría rápidamente mediante el aparato de prensado sea, por ejemplo, de 30 °C/s o más.
El procedimiento de estampado en caliente (calentamiento, prensado y similares) y un aparato usado para el estampado en caliente no están particularmente limitados, y se pueden usar procedimientos y aparatos conocidos.
El artículo formado preliminarmente puede incluir una porción en forma de U que tiene una sección transversal en forma de U perpendicular a la dirección longitudinal. La porción en forma de U se convierte en las dos porciones de pared verticales, la porción de lámina superior y la porción saliente. Una porción para ser la porción de reborde puede estar conectada a la porción de extremo de la porción en forma de U.
En la siguiente descripción, la frase "sección transversal" significa, en principio, una sección transversal perpendicular a la dirección longitudinal de un elemento tal como un artículo formado preliminarmente.
[Método de fabricación en dos etapas]
Se describirá a continuación un ejemplo de un método de fabricación de un artículo formado a presión (un método de fabricación de un artículo formado a presión en dos etapas) en el que se incluyen la primera y segunda etapas descritas anteriormente y estas etapas se realizan mediante diferentes aparatos o troqueles.
En el método de fabricación de un artículo formado a presión en dos etapas, se incluye después de la primera etapa y antes de la segunda etapa, una etapa de calentamiento de calentar la lámina de acero deformada obtenida mediante el procesamiento de la lámina de acero base en la primera etapa.
En la segunda etapa, la formación por presión en caliente se realiza mediante un troquel de prensa que incluye un troquel superior y un troquel inferior y dos troqueles de leva. El troquel inferior tiene una protuberancia, y una etapa de disponer el saliente del troquel inferior y la lámina de acero deformada para que no entren en contacto entre sí. Además, la segunda etapa incluye (a) una etapa de prensado de la porción equivalente de la porción de lámina superior usando el troquel superior y el troquel inferior y (b) una etapa de prensado de las dos porciones equivalentes de la porción de pared vertical usando el troquel inferior y los dos troqueles de leva.
En un método de fabricación de la cuarta realización que se describe a continuación, la segunda etapa puede incluir las siguientes etapas (a) y (b). La segunda etapa se usa preferiblemente en un caso en el que la lámina de acero deformada es un artículo previamente formado que se deforma plásticamente.
En la etapa (a), la porción equivalente de la porción de lámina superior es presionada por el troquel de prensa que incluye el troquel superior y el troquel inferior formando un par. En la etapa (b), las dos porciones equivalentes de la porción de pared vertical son presionadas por el troquel inferior y los dos troqueles de leva. En el método de fabricación de la siguiente realización, se puede usar un troquel que forma una porción saliente cuando se completan las etapas (a) y (b). Los troqueles de leva se mueven principalmente en una dirección (dirección horizontal) perpendicular a la dirección de prensado. En un ejemplo típico, el troquel de leva se mueve solo en dirección horizontal.
Los momentos en los que se realizan las etapas (a) y (b) se pueden seleccionar dependiendo de la situación, uno de ellos puede completarse primero o ambos pueden completarse al mismo tiempo. Cualquiera de las etapas (a) y (b) puede iniciarse primero, o ambos pueden iniciarse al mismo tiempo. A continuación, se describirán los ejemplos primero a tercero en los que los tiempos en los que se completan las etapas (a) y (b) son diferentes.
En el primer ejemplo de la segunda etapa, la etapa (b) se completa después de que se completa la etapa (a). El primer ejemplo se realiza preferentemente en un caso en el que el ángulo X entre la porción de lámina superior y la porción superpuesta es superior a 90° e igual o inferior a 135°.
Siempre que la etapa (b) se complete después de que se complete la etapa (a), el movimiento del troquel de leva en la etapa (b) puede comenzar antes de que se complete la etapa (a).
En el segundo ejemplo de la segunda etapa, la etapa (a) se completa después de que se completa la etapa (b). El segundo ejemplo se realiza preferentemente en un caso en el que el ángulo X entre la porción de lámina superior y la porción superpuesta es igual o superior a 135° (por ejemplo, en un intervalo de 135° a 180°).
Siempre que la etapa (a) se complete después de que se complete la etapa (b), el movimiento del troquel de prensa en la etapa (a) puede comenzar antes de que se complete la etapa (b).
En el tercer ejemplo de la segunda etapa, las etapas (a) y (b) se completan al mismo tiempo. Siempre que las etapas (a) y (b) se completen al mismo tiempo, la temporización en que se inicia el movimiento del troquel de prensa en la etapa (a) y la temporización en que se inicia el movimiento del troquel de leva en la etapa (a) la etapa (b) no está limitada.
(Cuarta Realización)
En una cuarta realización, se describirá un método para fabricar el artículo formado a presión (P). En la cuarta realización, se describirá un ejemplo de fabricación del artículo formado a presión (P) descrito en la primera realización.
En la cuarta realización, se describirá un ejemplo en el que la segunda etapa se realiza mediante estampación en caliente. En la cuarta realización, se describirá un caso en el que se utiliza un artículo preformado que se deforma plásticamente como lámina de acero deformada.
Primero, en la primera etapa, un artículo 301 formado preliminarmente (lámina de acero deformada) que incluye al menos porciones que se convertirán en las dos porciones de pared 111 (dos porciones equivalentes de porciones de pared), una porción que se convertirá en la porción de lámina superior 112 (porción equivalente de la porción de lámina superior), y se forma una porción que se convertirá en la porción saliente 115 (porción equivalente de la porción saliente) deformando una lámina de acero base. La primera etapa se puede realizar de acuerdo con el método descrito anteriormente (por ejemplo, trabajo en prensa). La sección transversal de un ejemplo del artículo formado preliminarmente 301 formado en la primera etapa (una sección transversal perpendicular a la dirección longitudinal) se muestra esquemáticamente en la figura 9.
Como se muestra en la figura 9, el artículo formado preliminarmente 301 incluye una porción en forma de U 301a y porciones planas 301b (porción equivalente a la porción de reborde) que se convertirán en las porciones de reborde 113. La porción en forma de U 301a incluye dos porciones equivalentes 301aw de porción de pared vertical y una porción equivalente 301at de porción de lámina superior, e incluye además porciones equivalentes 301ae de porción saliente.
En el artículo formado preliminarmente 301, las dos porciones equivalentes 301aw de la porción de pared vertical están dobladas en la misma dirección con respecto a la porción equivalente 301at de la porción de lámina superior. Es decir, las dos porciones equivalentes 301aw de la porción de pared vertical están dobladas hacia un lado de la superficie principal de la porción equivalente 301at de la porción de lámina superior.
La sección transversal del artículo formado preliminarmente 301 tiene sustancialmente forma de sombrero. Además, la sección transversal de la porción en forma de U 301 a tiene sustancialmente forma de U (invertida en la figura 7). El artículo formado preliminarmente 301 se deforma plásticamente y mantiene la forma de la figura 9 en un estado donde no se aplica carga.
Se supone que la longitud (longitud de la sección transversal) de la porción en forma de U 301a es Lu. Además, en el artículo formado a presión (P), se supone que la altura de la porción de pared vertical es Hb (correspondiente a Hb1 en la figura 14A), y se supone que el ancho entre las dos porciones de pared vertical es Wb (que corresponde a Wb1 en la figura 14A). La porción en forma de U 301a incluye, además de las porciones equivalentes 301 aw de la porción de pared vertical y la porción equivalente 301at de la porción de lámina superior, las porciones equivalentes 301ae de la porción saliente que se convertirán en las porciones salientes 115 en la segunda etapa. Por lo tanto, la longitud Lu, el ancho Wb y la altura Hb satisfacen la relación de Wb 2Hb < Lu. Además, se supone que la anchura de la porción 301a en forma de U es Wa, y su altura se supone que es Ha. Por lo general, se cumple la relación de Wb < Wa y la relación de Wb 2Hb < Wa 2Ha.
En la porción en forma de U 301 a del artículo formado preliminarmente 301 mostrado en la figura 9, no hay un límite bien definido entre las porciones equivalentes de la porción saliente 301ae y las otras porciones.
La porción de extremo de la porción plana 301b del artículo formado preliminarmente 301 puede extenderse hacia abajo (en una dirección que se aleja de la porción de lámina superior 112). En las figuras 10A a 10D a continuación, se describirá un ejemplo en el que la segunda etapa se realiza utilizando el artículo formado preliminarmente 301 en el que la porción de extremo de la porción plana 301b no se extiende hacia abajo. Como se muestra en las figuras 11A a 11D, el artículo formado preliminarmente 301 en el que la porción de extremo de la porción plana 301b se extiende hacia abajo puede formarse de manera similar.
La segunda etapa se realiza mediante estampación en caliente. Por lo tanto, el artículo formado preliminarmente 301 se calienta a una temperatura igual o superior al punto de transformación Ac3 (por ejemplo, una temperatura superior al punto de transformación Ac3 en 80 °C o superior). El calentamiento se realiza, por ejemplo, calentando el artículo 301 previamente formado en un aparato de calentamiento.
A continuación, el artículo preformado calentado 301 se somete a trabajo de prensado por el aparato de prensado. Un ejemplo de la configuración del troquel de prensa utilizado por el trabajo de prensado se muestra en la figura 10A. El aparato de prensado incluye un troquel de prensa 10, una placa 13, un mecanismo de extensión y contracción 14, troqueles de presión de leva 15 y troqueles de leva (troqueles deslizantes) 21.
El troquel de prensa 10 incluye un troquel superior 11 y un troquel inferior 12 que forman un par. El troquel inferior 12 incluye una protuberancia 12a cuya superficie saliente mira en la dirección del troquel superior 11. El troquel de presión de leva 15 y el troquel de leva 21 tienen respectivamente superficies inclinadas 15a y 21a que sirven como mecanismo de leva. El troquel de presión de leva 15 está fijado a la placa 13 a través del mecanismo de extensión y contracción 14 que puede extenderse y contraerse. Como mecanismo de extensión y contracción, puede usarse un mecanismo de extensión y contracción conocido tal como un resorte o un cilindro hidráulico.
A medida que se baja la placa 13, se bajan el troquel superior 11 y el troquel de presión de leva 15. A medida que se baja el troquel de presión de leva 15, el troquel de presión de leva 21 es presionado por el troquel de presión de leva 15 y se mueve hacia el lado saliente 12a del troquel inferior 12. Como es bien sabido, la temporización del movimiento del troquel de leva 21 se puede ajustar cambiando la posición y la forma de las superficies inclinadas 15a y 21 a. Es decir, mediante el ajuste, es posible ajustar los tiempos de finalización de la etapa (a) y la finalización de la etapa (b) descritos anteriormente.
En el ejemplo anterior, el troquel de leva 21 se mueve mediante un mecanismo de leva. Sin embargo, en lugar de usar el mecanismo de leva, el troquel de leva 21 también puede configurarse para ser movido independientemente por un cilindro hidráulico o similar sin depender del movimiento de otro troquel.
En esta realización, se ejemplifica un ejemplo en el que el troquel superior 11 y el troquel de presión de leva 15 están unidos a la misma corredera de una prensa a través de la placa 13. Sin embargo, el troquel superior 11 y el troquel de presión de leva 15 pueden unirse a diferentes correderas de la prensa para moverse individualmente. Además, en esta realización, se ejemplifica un ejemplo en el que el troquel de leva 21 se mueve presionando el troquel de presión de leva 15. Sin embargo, el troquel de leva 21 se puede mover de forma independiente mediante un dispositivo de accionamiento conectado directamente al troquel de leva 21.
El troquel de prensa 10 y el troquel de leva 21 tienen una función de refrigeración. Por ejemplo, el troquel de prensa 10 y el troquel de leva 21 pueden estar configurados para hacer que circule agua de refrigeración en ellos. Al realizar el prensado utilizando un troquel frío, el artículo 301 preformado calentado se forma y se enfría. Como resultado, se realizan la formación en prensa y el enfriamiento rápido.
El enfriamiento se puede realizar rociando agua desde el troquel.
Se describirá un ejemplo de una etapa de formación a presión utilizando el aparato de la figura 10A. Las figuras 10A a 10D muestran esquemáticamente un ejemplo de un caso de realización de la segunda etapa utilizando el método del segundo ejemplo descrito anteriormente. El método del segundo ejemplo se usa preferiblemente en un caso en el que el ángulo X está en un intervalo de 135° a 180°.
En primer lugar, como se muestra en la figura 10A, el artículo formado preliminarmente 301 está dispuesto entre el troquel superior 11 y el troquel inferior 12. En este momento, es importante disponer el saliente 12a del troquel inferior 12 y la lámina de acero deformada 301 en un estado en el que no estén en contacto entre sí.
Cuando el artículo preformado 301 se coloca entre el troquel superior 11 y el troquel inferior 12, en el caso de que la porción en forma de U 301a de la lámina de acero deformada 301 (las regiones que incluyen las porciones que se convertirán en las dos porciones de pared verticales 111 (las dos porciones equivalentes de la porción de pared vertical), la porción que se convertirá en la porción de lámina superior 112 (la porción equivalente de la porción de lámina superior), y las porciones que se convertirán en las porciones salientes 115 (las porciones equivalentes de la porción saliente)) está en contacto con el saliente 12a del troquel inferior 12, la punta de la lámina de acero deformada 301 que está en contacto con el saliente 12a del troquel inferior 12 es enfriada por el troquel inferior 12. En este caso, la temperatura de la lámina de acero necesaria para el prensado en caliente no se puede mantener en el momento de la formación en prensa. Por lo tanto, existe la preocupación de que se puedan generar grietas y arrugas en el artículo formado a presión, y no se puede obtener la resistencia deseada. Además, no se puede obtener la velocidad de enfriamiento necesaria para el enfriamiento rápido. No se puede obtener la fuerza deseada.
En particular, es probable que se generen grietas y arrugas en las proximidades de la porción que se convertirá en la porción saliente 115 (la porción equivalente a la porción saliente) de la lámina de acero deformada 301. Por lo tanto, es importante disponer la lámina de acero deformada 301 en un estado que no esté en contacto con la protuberancia 12a del troquel inferior 12.
A continuación, se baja la placa 13. Los troqueles de leva 21 son presionados por los troqueles de presión de leva 15 que bajan a lo largo de la placa 13 y se deslizan hacia el lado de la protuberancia 12a. Como resultado, como se muestra en la figura 10B, el troquel inferior 12 (la protuberancia 12a) y los troqueles de leva 21 presionan y restringen las porciones que se convertirán en las porciones de pared 111. De esta manera, se completa la etapa (b).
A continuación, como se muestra en la figura 10C, la placa 13 se baja aún más, por lo que se empieza a prensar la porción que va a convertirse en la porción de lámina superior. En este momento, el mecanismo de extensión y contracción 14 se contrae. Dado que el artículo formado preliminarmente 301 tiene porciones equivalentes a la porción saliente, las porciones equivalentes a la porción saliente sobresalen hacia el lado del troquel de leva 21.
A continuación, como se muestra en la figura 10D, el troquel superior 11 desciende hasta el punto muerto inferior de manera que la porción que se convertirá en la lámina superior es presionada y restringida por el troquel superior 11 y el troquel inferior 12 (la protuberancia 12a). De esta manera, se completa la etapa (a).
De esta manera, se completa la formación en prensa. La porción equivalente a la porción saliente se pliega entre el troquel superior 11 y el troquel de leva 21 y se convierte en la porción saliente 115 que tiene una porción superpuesta 115d. De esta manera, se obtiene el artículo formado a presión 100 de la realización.
Cuando se realiza el estampado en caliente, para asegurar la templabilidad de la porción saliente, es decir, para hacer que la resistencia a la tracción de la porción saliente del artículo formado a presión sea una resistencia objetivo predeterminada para el estampado en caliente, el formado debe realizarse sin una reducción en la velocidad de enfriamiento durante la formación. Desde este punto de vista, dado que ambas superficies de la lámina de acero, excluyendo la porción saliente, se ponen en contacto con los troqueles, el material se enfría desde ambos lados y se puede asegurar una velocidad de enfriamiento predeterminada.
Por otro lado, en la porción saliente, el enfriamiento se realiza solo desde un lado de la lámina de acero (fuera del artículo formado a presión). Por lo tanto, puede haber casos en los que la velocidad de enfriamiento disminuya y no se pueda obtener la resistencia a la tracción deseada. Por lo tanto, en el caso de que el ángulo X de la porción saliente del artículo formado a presión esté en un intervalo de 135° a 180°, es preferible que la porción de lámina superior se forme utilizando el troquel superior 11 después de las porciones de pared verticales se forman utilizando los troqueles de leva 21.
A continuación, se describirá un ejemplo de un caso de realización de la segunda etapa en el método del primer ejemplo descrito anteriormente. Las figuras 11A a 11D muestran esquemáticamente cada etapa. El método del primer ejemplo se utiliza preferentemente en el caso de que el ángulo X sea superior a 90° e igual o inferior a 135°.
Las figuras 11A a 11D muestran un caso donde la porción de extremo de la porción plana 301b (ver figura 9) que se va a convertir en la porción de reborde 113 está doblada hacia abajo y el troquel inferior 12 tiene una forma correspondiente a la misma. Con tal configuración, la porción de extremo de la porción plana 301b se inserta fácilmente entre la superficie inferior del troquel de leva 21 y el troquel inferior 12.
Por supuesto, como se muestra en las figuras 10A a 10D, la porción de extremo de la porción plana 301b no puede doblarse hacia abajo. Es decir, en el método de fabricación de la realización, la porción de extremo de la porción que se convertirá en la porción de reborde en el artículo formado preliminarmente puede doblarse hacia abajo o puede no doblarse. En el caso de que la porción de extremo de la porción que va a convertirse en la porción de reborde esté doblada hacia abajo, se puede formar una porción rebajada correspondiente a la misma en el troquel inferior.
En el aparato mostrado en la figura 11A, el troquel superior 11 se fija a la placa 13 a través del mecanismo de extensión y contracción 14 que puede extenderse y contraerse. Por otro lado, los troqueles de presión de leva 15 están fijados a la placa 13 sin el mecanismo de extensión y contracción 14 interpuesto entre ellos.
En la segunda etapa, primero, como se muestra en la figura 11A, el artículo formado preliminarmente 301 está dispuesto entre el troquel superior 11 y el troquel inferior 12. En este momento, es importante disponer el saliente 12a del troquel inferior 12 y la lámina de acero deformada 301 en un estado en el que no estén en contacto entre sí.
A continuación, como se muestra en la figura 11B, se baja la placa 13, por lo que la porción que va a convertirse en la porción de lámina superior es presionada y restringida por el troquel superior 11 y el troquel inferior 12 (la protuberancia 12a). De esta manera, se completa la etapa (a).
A continuación, la placa 13 se baja aún más mientras se contrae el mecanismo de extensión y contracción 14. En consecuencia, como se muestra en la figura 11C, se hace que los troqueles de leva 21 se deslicen hacia el lado del saliente 12a. Dado que el artículo formado preliminarmente 301 tiene la porción equivalente a la porción saliente, la porción equivalente a la porción saliente sobresale hacia arriba.
A continuación, como se muestra en la figura 11D, la placa 13 se baja hasta el punto muerto inferior de manera que las porciones que van a convertirse en las porciones de pared verticales son presionadas y restringidas por los troqueles de leva 21 y el troquel inferior 12 (la protuberancia 12a). En este momento, las porciones equivalentes de la porción saliente se pliegan entre el troquel superior 11 y los troqueles de leva 21 y se convierten en las porciones salientes 115. De esta manera, se completa la etapa (b). De esta manera, se completa la formación en prensa y se obtiene el artículo formado a presión 100 de la realización.
Como se describió anteriormente como el tercer ejemplo de la segunda etapa, en la segunda etapa, la etapa (a) y la etapa (b) pueden completarse al mismo tiempo. Ajustando la forma y disposición de los troqueles, la etapa (a) y la etapa (b) pueden completarse al mismo tiempo.
En el caso de realizar la segunda etapa mediante el estampado en caliente, dado que el enfriamiento adecuado se realiza en la segunda etapa, en el momento en que se completa el movimiento de los troqueles (el troquel de prensa 10 y el troquel de leva 21), los troqueles y el artículo formado a presión 100 están preferiblemente en estrecho contacto entre sí. El artículo formado a presión 100 obtenido en la segunda etapa se somete a un tratamiento posterior según sea necesario. El artículo formado obtenido se usa en combinación con otro componente según sea necesario.
La segunda etapa se puede realizar utilizando un troquel de prensa que incluye un pasador que sobresale de al menos uno de entre el troquel superior y el troquel inferior del troquel de prensa (lo mismo se aplica a otras realizaciones). Un ejemplo de la segunda etapa se muestra esquemáticamente en la figura 12.
Un troquel de prensa en la figura 12 incluye un pasador 16 que sobresale del saliente 12a del troquel inferior 12. En el troquel superior 11, se forma un orificio 11h en el que se inserta el pasador 16 cuando se baja el troquel superior 11. El pasador 16 se inserta en un orificio pasante formado en el artículo formado preliminarmente 301. Realizando la formación en prensa de la segunda etapa en este estado, la porción saliente se puede formar con gran precisión. Además, el troquel de prensa puede tener un mecanismo en el que al menos una porción del pasador 16 se aloja en el troquel inferior 12 cuando el pasador 16 se presiona desde arriba.
El artículo formado a presión 100 se fabricó realmente de acuerdo con el método de fabricación descrito anteriormente. Específicamente, el artículo formado a presión 100 se fabricó usando el aparato que incluye el pasador 16 que se muestra en la figura 12. Las fotografías durante la fabricación se muestran en las figuras 13A a 13C. Las figuras 13A y 13B son fotografías de escalones correspondientes a los escalones mostrados en las figuras 10B y 10C, respectivamente.
La figura 13C es una fotografía de un artículo formado a presión fabricado. El artículo formado a presión que se muestra en la figura 13C se fabricó utilizando una lámina de acero base de grado 1500 MPa (espesor de 1,4 mm). La segunda etapa se realiza mediante estampación en caliente.
Cuando el artículo formado a presión se fabrica a partir de una lámina de acero base de grado 590 MPa (espesor 1,4 mm) sin estampado en caliente, se podría fabricar un artículo formado que tiene la misma forma que el artículo formado a presión en la figura 13C. Esto se debe a que la ductilidad de la lámina de acero base (pieza en bruto) es alta.
Cuando se va a formar una lámina de acero base de grado 590 MPa sin estampado en caliente, la lámina de acero base se puede procesar en el caso de una lámina de acero que tenga una alta ductilidad. Sin embargo, en el caso de que la ductilidad de la lámina de acero sea baja, se produce el agrietamiento y la lámina de acero base no se puede procesar. La ductilidad de la lámina de acero base es preferiblemente del 35 % o más en una prueba de tensión con una longitud de calibre de 50 mm. Cuando la ductilidad de la lámina de acero base está dentro del intervalo, es posible realizar un doblado estrecho para formar la porción saliente con la forma deseada.
En caso de que el ángulo X de la porción saliente del artículo formado a presión sea superior a 90° e igual o inferior a 135°, para obtener una resistencia objetivo aumentando la velocidad de enfriamiento de la porción saliente del artículo formado a presión, es preferible formar las porciones de pared verticales usando los troqueles de leva 21 después de formar la porción de lámina superior usando el troquel superior 11.
[Método de fabricación usando una sola etapa]
A continuación, se describirá otro ejemplo del método de fabricación que incluye la primera etapa y la segunda etapa descritas anteriormente. Según el método de fabricación del ejemplo, es posible realizar la primera etapa y la segunda etapa usando un solo aparato.
En el método de fabricación, la primera etapa y la segunda etapa se realizan usando un aparato de prensado que incluye un troquel superior, un troquel inferior y dos troqueles móviles que se mueven en una dirección vertical y una dirección horizontal. El troquel inferior incluye un troquel de punzón y dos placas móviles que están dispuestas con el troquel de punzón interpuesto entre ellas y que pueden moverse al menos en dirección vertical. Además, la primera etapa incluye una etapa (Ia) y una etapa (Ib) descritas a continuación en este orden, y la segunda etapa incluye una etapa (IIa) y una etapa (IIb) descritas a continuación en este orden.
Aquí, la dirección vertical y la dirección horizontal como direcciones en las que se mueven los troqueles móviles, incluyen no solo una dirección de una dirección vertical simple y una dirección de una dirección horizontal simple, sino también una dirección oblicua en la que tanto la dirección vertical como la dirección horizontal se superponen.
Además, se incluye una etapa de calentamiento de la lámina de acero base antes de la primera etapa.
La etapa (Ia) es una etapa de disponer la lámina de acero base entre el troquel superior, los dos troqueles móviles y el troquel inferior en un estado en el que el troquel y la lámina de acero base no están en contacto entre sí.
La etapa (Ib) es una etapa de bajar los dos troqueles móviles junto con las dos placas móviles y mover los dos troqueles móviles hacia el punzón, obteniendo así una lámina de acero deformada en un estado en el que se interponen dos porciones equivalentes de la porción de reborde entre el dos troqueles móviles y las placas móviles, o una etapa de bajar los dos troqueles móviles junto con las dos placas móviles y mover los dos troqueles móviles hacia el troquel del punzón para hacer que la porción de extremo de la lámina de acero base se acerque al troquel del punzón, obteniendo así una lámina de acero deformada.
La etapa (IIa) es una etapa de movimiento adicional de los dos troqueles móviles hacia el troquel de punzón, restringiendo así dos porciones equivalentes de la porción de pared vertical mediante los dos troqueles móviles y las porciones de superficie lateral del troquel de punzón mientras se mantiene un estado en el que la porción de superficie superior del punzón y la lámina de acero deformada no están en contacto entre sí.
La etapa (IIb) es una etapa de prensar la porción equivalente de la porción de lámina superior contra el troquel superior y el troquel de punzón bajando el troquel superior y superponiendo al menos una porción de la porción equivalente de la porción saliente entre el troquel superior y los troqueles móviles, formando así el artículo formado a presión (P).
En el método de fabricación de la siguiente realización, se puede formar un orificio pasante en la porción equivalente de la porción de lámina superior. Además, en la segunda etapa, al hacer que un pasador que sobresale del troquel de prensa pase a través del orificio pasante, se puede suprimir el movimiento de la porción equivalente de la porción de lámina superior. El pasador generalmente sobresale cualquiera del troquel superior y el troquel inferior del troquel de prensa.
En el otro troquel de prensa, se forma un orificio pasante a través del pasador. El orificio pasante generalmente se forma en una etapa de la pieza en bruto, pero también se puede formar en otra etapa antes de la segunda etapa. Incluso en la primera etapa, se puede suprimir el movimiento de la pieza en bruto haciendo que el pasador pase a través del orificio pasante.
A continuación, se describirán las realizaciones de la presente invención con referencia a los dibujos. Las realizaciones descritas a continuación son ejemplos, la presente invención no se limita a las siguientes realizaciones y se pueden aplicar diversas variaciones descritas anteriormente. En la siguiente descripción, los elementos similares se indican mediante números de referencia similares y se omitirán las descripciones superpuestas.
Además, en los siguientes dibujos, para facilitar la comprensión, hay casos en los que se muestra un espacio entre las láminas de acero que se superponen en la porción de superposición. Sin embargo, las láminas de acero que se superponen en la porción de superposición están preferiblemente en estrecho contacto entre sí.
(Quinta Realización)
En la quinta realización, se describirá un ejemplo de un método de fabricación en una sola etapa para fabricar un artículo formado a presión (P). El método de fabricación incluye las etapas (Ia), (Ib), (IIa) y (IIb) descritas anteriormente. El artículo formado a presión (P) fabricado por el método de fabricación incluye dos porciones de reborde. Por lo tanto, una lámina de acero deformada incluye dos porciones equivalentes de porciones de reborde que se convertirán en las dos porciones de reborde.
En el método de fabricación, la primera etapa y la segunda etapa se realizan mediante un solo aparato de prensado. Por lo tanto, en el caso de que el formado a presión se realice mediante estampado en caliente, la lámina de acero base (pieza en bruto) debe calentarse antes de la primera etapa.
En la figura 23A se muestra un ejemplo del aparato de prensado utilizado en el método de fabricación. Un aparato de prensado 40c en la figura 23A incluye un troquel superior 50, un troquel inferior 60, dos troqueles móviles 51 y una placa 63. Los dos troqueles móviles 51 pueden moverse en cada una de las direcciones vertical y horizontal. El troquel inferior 60 incluye un troquel de punzón 61 y dos placas móviles 64 que están dispuestas con el troquel de punzón 61 interpuesto entre ellas y pueden moverse en dirección vertical. Además, la figura 23A muestra un ejemplo en el que las placas móviles 64 están conectadas a la placa 63 mediante mecanismos de extensión y contracción 64a. Como mecanismo de extensión y contracción 64a, puede usarse un mecanismo ejemplificado por un mecanismo de extensión y contracción 61b. Las placas móviles 64 se pueden mover independientemente de los troqueles móviles 51 mediante un dispositivo de accionamiento conectado directamente a las placas móviles 64.
A continuación, se describirá un ejemplo de un proceso de fabricación para fabricar el artículo formado a presión (P) usando el aparato de presión 40c. En primer lugar, como se muestra en la figura 23A, se dispone una lámina de acero base B1 entre el troquel superior 50, los troqueles móviles 51 y el troquel inferior 60 (etapa (Ia)). La lámina de acero base B1 tiene una porción equivalente de la porción de lámina superior en el centro, e incluye porciones equivalentes de la porción saliente, porciones equivalentes de la porción de pared vertical y porciones equivalentes de la porción de reborde en ambos lados en este orden. En la etapa (Ia), como se muestra en la figura 23A, es importante colocar la lámina de acero base B1 entre el troquel superior 50, los dos troqueles móviles 51 y el troquel inferior 60 en un estado en el que el troquel de punzón 61 y la lámina de acero base B1 no estén en contacto entre sí.
A continuación, como se muestra en la figura 23B, los dos troqueles móviles 51 se bajan para hacer que las dos porciones equivalentes de la porción de reborde se interpongan entre los dos troqueles móviles 51 y las placas móviles 64, los dos troqueles móviles 51 se bajan aún más junto con las dos placas móviles 64, y el dos troqueles móviles 51 se mueven hacia el troquel de punzón 61, obteniendo así una lámina de acero deformada 310 (etapa (Ib)). En este momento, las dos porciones equivalentes de la porción de reborde están en un estado de estar interpuesto entre los dos troqueles móviles 51 y las placas móviles 64.
Además, es preferible que se mantenga el estado en el que la porción de la superficie superior del punzón 61 y la lámina de acero deformada 310 no están en contacto entre sí.
En la segunda etapa subsiguiente, al bajar el troquel superior 50, el troquel superior 50 y el troquel de punzón 61 presionan la porción equivalente de la porción de lámina superior, y al menos una porción de la porción equivalente de la porción saliente se superpone entre el troquel superior 50 y los troqueles móviles 51 para formar la porción saliente 115. A continuación, se describirá un ejemplo de la segunda etapa.
En primer lugar, como se muestra en la figura 23C, moviendo más los dos troqueles móviles 51 hacia el troquel de punzón 61, las dos porciones equivalentes de la porción de pared vertical son restringidas por los dos troqueles móviles 51 y las porciones de superficie lateral del troquel de punzón 61 (etapa (IIa)). Mediante esta etapa, las porciones equivalentes de la porción de pared vertical se restringen en posiciones predeterminadas. En este momento, las dos porciones equivalentes de la porción de reborde (porciones de reborde) se mueven desde arriba de las placas móviles 64 hacia el troquel de punzón 61 a medida que se mueven los troqueles móviles 51. En este momento, es preferible que se mantenga el estado en el que la porción de la superficie superior del punzón 61 y la lámina de acero deformada 310 no están en contacto entre sí.
Como se muestra en la figura 23C, el troquel de punzón 61 incluye porciones (porciones escalonadas) que tienen una forma correspondiente a la porción de reborde. Durante la etapa (IIa), las porciones y las placas móviles 64 se hacen sustancialmente niveladas entre sí. En la etapa (IIa), las porciones equivalentes de la porción de reborde pasan del estado de disposición entre los troqueles móviles 51 y las placas móviles 64 al estado de disposición entre los troqueles móviles 51 y el troquel de punzón 61. Es preferible que la distancia entre los dos con la porción equivalente de la porción de reborde interpuesta entre ellos sea una longitud mayor que el grosor de la lámina de la porción equivalente de la porción de reborde en aproximadamente 0,1 a 0,3 mm. Con tal configuración, se hace posible un movimiento suave en la dirección horizontal.
A continuación, como se muestra en la figura 23D, al bajar el troquel superior 50, la porción equivalente de la porción de lámina superior es presionada por el troquel superior 50 y el troquel de punzón 61, y al menos una porción de la porción equivalente de protuberancia se superpone entre el troquel superior 50 y los troqueles móviles 51, formando así el artículo formado a presión 100 (etapa (IIb)).
En la etapa (IIa), los dos troqueles móviles 51 se bajan para hacer que las dos porciones equivalentes de la porción de reborde se interpongan entre los dos troqueles móviles 51 y las placas móviles 64, y los dos troqueles móviles 51 se bajan aún más hasta el punto muerto inferior. A continuación, moviendo los dos troqueles móviles 51 en dirección horizontal, las dos porciones equivalentes de la porción de pared vertical quedan restringidas por los dos troqueles móviles 51 y el troquel de punzón 61 (véase la figura 23C).
Por otro lado, los dos troqueles móviles 51 se pueden bajar para hacer que las dos porciones equivalentes de la porción de reborde se interpongan entre los dos troqueles móviles 51 y las placas móviles 64, y luego los dos troqueles móviles 51 se pueden mover en una dirección oblicua para restringir las dos porciones equivalentes de la porción de pared vertical que deben ser restringidas por los dos troqueles móviles 51 y el troquel de punzón 61 (ver figura 23C).
A continuación, como se muestra en la figura 23E, los troqueles móviles 51, las placas móviles 64 y el troquel superior 50 se elevan después de mover los troqueles móviles 51 en dirección horizontal hasta que los troqueles móviles 51 se separan de las porciones salientes. Además, el artículo formado a presión 100 se descarga del aparato de prensado 40c. En el método de fabricación que utiliza el aparato de prensado 40c, los troqueles móviles 51 y las placas móviles 64 pueden elevarse al mismo tiempo. Por lo tanto, es posible reducir el tiempo necesario para la fabricación.
En el ejemplo descrito con referencia a las figuras 23A a 23E, todas las porciones equivalentes de la porción de reborde (para las porciones de reborde) están dispuestas en el troquel de punzón 61 en la etapa (IIa) y la etapa (IIb). A continuación, se describirá un ejemplo en el que al menos una porción de las porciones equivalentes de la porción de reborde (o las porciones de reborde) está dispuesta sobre la placa móvil 64 en la etapa (IIa) y la etapa (IIb).
Un proceso de fabricación de este ejemplo se muestra en las figuras 24A a 24E. Para piezas similares al ejemplo descrito con referencia a las figuras 23A a 23E, en algunos casos se omitirán las descripciones superpuestas.
En la figura 24A se muestra un ejemplo de un aparato de prensado utilizado en el método de fabricación. Un aparato de presión 40d en la figura 24A es diferente del aparato de presión 40c que se muestra en la figura 23A en la forma del punzón 61 y la longitud de la placa móvil 64. El troquel de punzón 61 del aparato de prensado 40d no está formado para tomar las porciones equivalentes de la porción de reborde entera (o las porciones de reborde), y las placas móviles 64 se alargan correspondientemente.
A continuación, se describirá un ejemplo de un proceso de fabricación para fabricar el artículo formado a presión (P) usando el aparato de presión 40d. En primer lugar, como se muestra en la figura 24A, la lámina de acero base B1 se dispone entre el troquel superior 50, los troqueles móviles 51 y el troquel inferior 60 (etapa (Ia)).
A continuación, como se muestra en la figura 24B, en un estado en el que las dos porciones equivalentes de la porción de reborde están interpuestas entre los dos troqueles móviles 51 y las placas móviles 64 bajando los dos troqueles móviles 51, se obtiene la lámina de acero deformada 310 (etapa (Ib)).
En la segunda etapa subsiguiente, al bajar el troquel superior 50, el troquel superior 50 y el troquel de punzón 61 presionan la porción equivalente de la porción de lámina superior, y al menos una porción de la porción equivalente de la porción saliente se superpone entre el troquel superior 50 y los troqueles móviles 51 para formar la porción saliente 115. A continuación, se describirá un ejemplo de la segunda etapa.
En primer lugar, como se muestra en la figura 24C, moviendo más los dos troqueles móviles 51 hacia el troquel de punzón 61, las dos porciones equivalentes de la porción de pared vertical son restringidas por los dos troqueles móviles 51 y las porciones de superficie lateral del troquel de punzón 61 (etapa (IIa)). Mediante esta etapa, las porciones equivalentes de la porción de pared vertical se restringen en posiciones predeterminadas. En este método de fabricación, a diferencia del método de fabricación mostrado en la figura 23C, las dos porciones equivalentes de la porción de reborde (las porciones de reborde) todavía están presentes en las placas móviles 64.
A continuación, como se muestra en la figura 24D, al bajar el troquel superior 50, la porción equivalente de la porción de lámina superior es presionada por el troquel superior 50 y el troquel de punzón 61, y al menos una porción de la porción equivalente de protuberancia se superpone entre el troquel superior 50 y los troqueles móviles 51, formando así el artículo formado a presión 100 (etapa (IIb)).
A continuación, como se muestra en la figura 24E, se elevan el troquel superior 50, los troqueles móviles 51 y las placas móviles 64. Además, los troqueles móviles 51 se mueven en dirección horizontal. En este método de fabricación, dado que el artículo formado a presión 100 se eleva a medida que se elevan las placas móviles 64, el troquel superior 50, los troqueles móviles 51 y las placas móviles 64 pueden elevarse al mismo tiempo. En este método de fabricación que usa el aparato de prensado 40d, es posible reducir aún más el tiempo necesario para la fabricación.
En la etapa (IIa), los dos troqueles móviles 51 se bajan para hacer que las dos porciones equivalentes de la porción de reborde se interpongan entre los dos troqueles móviles 51 y las placas móviles 64, y los dos troqueles móviles 51 se bajan aún más hasta el punto muerto inferior. A continuación, moviendo los dos troqueles móviles 51 en dirección horizontal, las dos porciones equivalentes de la porción de pared vertical quedan restringidas por los dos troqueles móviles 51 y el troquel de punzón 61 (véase la figura 24C).
Por otro lado, los dos troqueles móviles 51 se pueden bajar para hacer que las dos porciones equivalentes de la porción de reborde se interpongan entre los dos troqueles móviles 51 y las placas móviles 64, y luego los dos troqueles móviles 51 se pueden mover en una dirección oblicua. para restringir las dos porciones equivalentes de la porción de pared vertical que deben ser restringidas por los dos troqueles móviles 51 y el troquel de punzón 61 (ver figura 24C).
(Sexta Realización)
En una sexta realización, se describirá otro ejemplo de un método de fabricación en una sola etapa para fabricar el artículo formado a presión (P). En este método de fabricación, el procedimiento básico y similares son los mismos que los de la quinta realización, pero el artículo formado a presión (P) fabricado por este método de fabricación no incluye dos porciones de reborde.
En la sexta realización, en la etapa (Ib), bajando los dos troqueles móviles y las dos placas móviles simultáneamente y moviendo los dos troqueles móviles hacia el troquel de punzonado, se hace que la porción de extremo de la lámina de acero base se acerque al troquel de punzonado, obteniendo así una lámina de acero deformada. En este momento, es preferible que se mantenga el estado en el que la porción de la superficie superior del punzón y la lámina de acero deformada no están en contacto entre sí.
En la etapa (IIa) de restringir las dos porciones equivalentes de la porción de pared vertical mediante los dos troqueles móviles y las porciones de la superficie lateral del troquel, la porción de extremo de la lámina de acero deformada puede colocarse en la porción escalonada del troquel (la porción escalonada colocada en el lado inferior del punzón 61 como en la figura 23A y similares) o puede colocarse sobre la placa móvil.
En el caso de emplear una configuración en la que la porción de extremo de la lámina de acero deformada se coloca en la porción escalonada del troquel, después de la formación en prensa, los troqueles y las placas móviles pueden elevarse al mismo tiempo. Por lo tanto, es posible reducir el tiempo necesario para la fabricación. En el caso de emplear una configuración en la que la porción de extremo de la lámina de acero deformada se coloca sobre la placa móvil, el artículo formado a presión se eleva a medida que se eleva la placa móvil, de modo que el troquel superior, los troqueles y las placas móviles se pueden levantar al mismo tiempo. Por lo tanto, es posible reducir aún más el tiempo necesario para la fabricación.
[Ejemplos]
La presente invención se explicará con más detalle mediante los siguientes ejemplos.
(Ejemplo 1)
En el Ejemplo 1, se realizó una simulación de una prueba de flexión de tres puntos en un elemento estructural usando el artículo formado a presión (artículo formado estampado en caliente) de la realización y un artículo en la técnica relacionada. Para la simulación, se utilizó un software de método de elementos finitos (FEM) de propósito general (fabricado por LIVERMORE SOFTWARE TECHNOLOGY CORPORATION, nombre comercial LS-DYNA).
En la figura 14A se muestra esquemáticamente una vista en sección transversal de una muestra 1 utilizada para la simulación como el elemento estructural según la realización. El elemento estructural de la figura 14A está constituido por el artículo formado a presión 100 de la realización y la lámina posterior 201 soldada a las porciones de reborde 113 del mismo. El tamaño de la muestra 1 mostrado en la figura 14A es como sigue. Sin embargo, el espesor de la lámina de acero no se considera en el tamaño que se describe a continuación.
Ángulo X: 180°
Ángulo Y: 90°
Longitud D de la porción saliente: 15mm
Altura Hb1 de la porción de pared vertical: 60mm
Ancho Wt1 entre las porciones de los extremos de las puntas de las dos porciones salientes: 80mm Distancia (ancho de la porción de lámina superior) Wbl entre las dos porciones de pared vertical: 50 mm (80 - 2D) Ancho Wp1 de la lámina trasera: 90 mm (120 - 2D)
Radio de curvatura en las esquinas Ra y Rb: 5mm
Longitud en la dirección longitudinal: 1000mm
En las figuras 14B y 14C se muestran esquemáticamente secciones transversales de una muestra 2 y una muestra 3 utilizadas en la simulación como elementos estructurales en ejemplos de la técnica relacionada. La muestra 2 mostrada en la figura 14B está constituido por un artículo formado a presión 1 que tiene una sección transversal en forma de sombrero y una lámina posterior 2 soldada a las porciones de reborde 1c del mismo. El artículo formado a presión 1 está constituido por una porción de lámina superior 1a, porciones de pared verticales 1b y porciones de reborde 1c. El tamaño de la muestra 2 mostrado en la figura 14B es como sigue.
Ancho de la porción de lámina superior la: 80mm
Altura de la porción de pared vertical 1b: 60mm
Ancho de la lámina trasera 2: 120mm
Radio de curvatura en las porciones de esquina: 5mm
Longitud en la dirección longitudinal: 1000mm
La muestra 2 y la muestra 3 tienen exactamente la misma estructura y solo difieren en la disposición. Específicamente, en la muestra 2, el lado de la lámina posterior 2 está dispuesto en el lado superior (lado del impactador), y en la muestra 3, el lado de la porción de lámina superior 1a está dispuesto en el lado superior (lado del impactador). De ahora en adelante, la disposición en la que el lado de la lámina posterior está dispuesto en el lado superior (la disposición de la muestra 2) se denomina disposición de sombrero invertido. Además, la disposición en la que el lado de la porción de lámina superior está dispuesto en el lado superior (la disposición de la muestra 3) se denomina disposición de sombrero positivo.
Como se describirá más adelante, una colisión que ocurre en un elemento estructural real ocurre principalmente en la disposición de sombrero positivo. Por lo tanto, un ejemplo comparativo de la muestra 1 (ejemplo de la presente invención) de la realización es la muestra 3 que tiene la disposición de sombrero positivo, y la muestra 2 que tiene la disposición de sombrero invertido se describe como ejemplo de referencia.
Se supuso que las muestras 1 a 3 están formadas por una lámina de acero que tiene un espesor de 1,4 mm y una resistencia a la tracción de 1500 MPa. Se asumió que las porciones de reborde del artículo formado a presión y la lámina posterior estaban soldadas por puntos y fijadas entre sí con una etapa de 40 mm. Las muestras 1 a 3 se diseñaron de modo que la masa por unidad de longitud en la dirección longitudinal fuera la misma.
En la figura 15 se muestra esquemáticamente un método del ensayo de flexión en tres puntos que usa la simulación. El ensayo de flexión de tres puntos se realizó colocando la muestra sobre dos puntos de apoyo 5 y presionando la muestra desde arriba con un impactador 6. En el ensayo del ejemplo 1, la distancia S entre los dos fulcros 5 se fijó en 400 mm o 700 mm. El radio de curvatura del fulcro 5 se fijó en 30 mm. El radio de curvatura del impactador 6 se fijó en 150 mm. La velocidad de colisión del impactador 6 se fijó en 7,5 km/h.
En el ensayo de flexión de tres puntos, se hizo que el impactador 6 chocara con cada muestra desde arriba. Específicamente, se realizaron seis tipos de pruebas que se muestran en la Tabla 1 a continuación. La dirección de colisión del impactador 6 está indicada por flechas en las figuras 14A a 14C.
[Tabla 1]
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El resultado de la simulación de la prueba de flexión de tres puntos se muestra en la figura 16. En el resultado de la simulación de la figura 16, no se consideran las fisuras en la lámina de acero ni las fisuras en las porciones soldadas por puntos. Como se muestra en la figura 16, en un caso en el que la distancia de fulcro a fulcro S era de 400 mm, la muestra 1 (presente invención) presentaba características iguales o superiores a las de la muestra 2 que tenía la disposición de sombrero invertido.
El resultado de una prueba 1-3 (S = 400 mm) indica que se había producido pandeo local en la muestra 3 que tenía la disposición de sombrero positivo cuando la cantidad de desplazamiento era de alrededor de 50 mm. En el caso en el que la distancia de fulcro a fulcro S fuera de 400 mm, la muestra 1 mostró buenas características en comparación con la muestra 3 que tenía la disposición de sombrero positivo. De manera similar, incluso en un caso en el que la distancia de fulcro a fulcro S fuera de 700 mm, la muestra 1 exhibió buenas características en comparación con la muestra 3.
En las pruebas 1-1 a 1-3 (distancia S = 400 mm), la forma de la sección transversal de cada muestra cuando la cantidad de desplazamiento fue de 20 mm se muestra en las figuras 17A a 17C. En la muestra 1, las porciones de pared verticales caen hacia adentro. Esto se debe a que el ángulo X es mayor que 90°. En la muestra 2 que tiene la disposición de sombrero invertido, las porciones de pared verticales también caen hacia adentro. Por otro lado, en la muestra 3 que tiene la disposición de sombrero positivo, las porciones de pared verticales caen hacia afuera. Esta deformación es una deformación en la que el segundo momento de área disminuye, por lo que se considera una deformación en la que cae la sección transversal y se produce fácilmente el pandeo local. Se considera que el pandeo local ocurre cuando la cantidad de desplazamiento en el ensayo 1 -3 es de aproximadamente 50 mm debido a que las porciones de pared vertical caen hacia afuera.
Las vistas en perspectiva de las muestras cuando la cantidad de desplazamiento es de 70 mm en las pruebas 1-1 a 1-3 (distancia S = 400 mm) se muestran esquemáticamente en las figuras 18A a 18C. Como se muestra en estas figuras, en la muestra 1 que tiene la disposición de sombrero positivo y la muestra 2 que tiene la disposición de sombrero invertido, las porciones de pared verticales están dobladas en un amplio intervalo. Contrariamente a esto, en la muestra 3 que tiene la disposición de sombrero positivo, una porción de la porción de pared vertical está pandeada localmente.
En los ensayos 1-1 a 1-3 y ensayos 2-1 a 2-3 se obtuvo la cantidad de energía absorbida de cada muestra cuando la cantidad de desplazamiento fue de 100 mm. Los resultados son visibles en las figuras 19A y 19B. La figura 19A muestra los resultados de las pruebas 1-1 a 1-3 (distancia S = 400 mm), y la figura 19B muestra los resultados de las pruebas 2-1 a 2-3 (distancia S= 700 mm). Un componente estructural del vehículo que tiene una gran cantidad de energía absorbida significa que la seguridad de un ocupante frente a una colisión es alta.
Las figuras 19A y 19B muestran los resultados en un caso en el que la longitud D de la porción saliente de la muestra 1 se fijó en 5 mm, 10 mm, 15 mm y 20 mm. En un caso en el que la longitud D sea de 5 mm, solo la porción del extremo de la punta de la porción saliente se convierte en la porción superpuesta. Además, cualquiera de las muestras fue diseñada para que la masa por unidad de longitud en la dirección longitudinal sea la misma. Además, en las figuras 19A y 19B, también se muestran los resultados de la simulación en los que no se consideran el agrietamiento en la lámina de acero y el agrietamiento en las porciones de soldadura por puntos y los resultados de la simulación en los que se considera dicho agrietamiento.
Como se muestra en las figuras 19A a 19B, todas las muestras de la presente invención que tienen las porciones salientes tenían una mayor cantidad de energía absorbida en comparación con la muestra 3 (ejemplo comparativo) que tiene la disposición de sombrero positivo. Además, la muestra 1 según la presente invención exhibió características más altas que la muestra 2 (ejemplo de referencia) en la mayoría de los casos. La figura 19A muestra que es preferible fijar la longitud D de la porción saliente a 10 mm o más en el caso en que la distancia S de punto de apoyo a punto de apoyo sea de 400 mm. La figura 19B muestra que es preferible que la longitud D de la porción saliente sea larga en el caso en que la distancia S de punto de apoyo a punto de apoyo sea de 700 mm.
La muestra de la presente invención en la que la longitud D de la porción saliente es de 10 mm exhibió características de absorción de energía iguales o superiores a las de la muestra 2 que tiene la disposición de sombrero invertido. Además, la muestra de la presente invención en la que la longitud D de la porción saliente es de 15 mm o más mostró mejores características de absorción de energía que la muestra 2 que tiene la disposición de sombrero invertido. Las figuras 19A y 19B muestran que haciendo que la longitud D de la porción saliente sea de 10 mm o más, es posible obtener características iguales o superiores a las de la muestra 2 que tiene la disposición de sombrero invertido.
Como se muestra en las figuras 19A y 19B, en el resultado de la muestra 2 (disposición de sombrero invertido), la cantidad de energía absorbida en el caso de considerar el agrietamiento en la lámina de acero y en el punto de soldadura fue significativamente menor que la cantidad de energía absorbida en el caso de no considerar tal agrietamiento. El resultado sugiere que el agrietamiento (por ejemplo, el agrietamiento en la porción de soldadura por puntos) se produce fácilmente en el caso de que el impactador 6 choque desde el lado de la lámina posterior.
En un caso en el que el artículo formado a presión que tiene una sección transversal sustancialmente en forma de sombrero se usa como elemento estructural para un vehículo u otros, el lado de la porción de lámina superior se dispone para mirar hacia el exterior de la carrocería en muchos casos. Por lo tanto, es necesario postular que una colisión en el momento de un accidente se produce desde el lado de la porción de lámina superior distinto del lado posterior de la lámina. Desde este punto de vista, incluso si las características de la muestra 2 que tiene la disposición de sombrero invertido fueran buenas, no tiene sentido en un caso en el que la muestra 2 se aplica a un elemento estructural real en muchos casos. Por lo tanto, las características contra la colisión desde el lado de la porción de lámina superior son importantes. En el caso de una comparación en términos de una colisión desde el lado de la porción de lámina superior, la muestra 1 de la presente invención exhibió excelentes características en comparación con la muestra 3 que tiene la disposición de sombrero positivo. Por lo tanto, la muestra 1 de la presente invención es muy útil como elemento estructural.
En la muestra 1 según la presente invención, como en la muestra 2 que tiene la disposición de sombrero invertido, la porción de pared vertical cae hacia dentro contra la colisión desde el lado de la porción de lámina superior. Por lo tanto, la muestra 1 tiene una mayor cantidad de energía absorbida durante una colisión que la muestra comparativa 3 que tiene la disposición de sombrero positivo. Además, en la muestra 1, no hay porción soldada entre la lámina posterior y la porción de reborde en el lado de colisión postulado. Por lo tanto, en la muestra 1, el deterioro de las características debido al agrietamiento en la porción soldada es pequeño en comparación con la muestra 2 que tiene la disposición de sombrero invertido. Como se ha descrito anteriormente, se considera que la muestra 1 según la presente invención tiene tanto la ventaja de la disposición de sombrero invertido como la ventaja de la disposición de sombrero positivo.
(Ejemplo 2)
En el Ejemplo 2, de la misma manera que en el Ejemplo 1, se realizó una simulación de un ensayo de flexión de tres puntos en muestras en las que solo se cambió el ángulo X de la muestra 1. El ángulo X se fijó en 105°, 120°, 135° y 180°. La cantidad de energía absorbida de cada muestra cuando la cantidad de desplazamiento fue de 100 mm se obtuvo mediante la simulación.
El resultado en el caso en el que la distancia de fulcro a fulcro S es de 400 mm se muestra en la figura 20A. El resultado en el caso en que la distancia de fulcro a fulcro S es de 700 mm se muestra en la figura 20B. En la simulación del Ejemplo 2, no se consideran el agrietamiento en la lámina de acero ni el agrietamiento en la porción de soldadura por puntos.
Los resultados de la simulación de las formas de sección transversal cuando la distancia de fulcro a fulcro S es 400 mm y la cantidad de desplazamiento es 10 mm en cada una de las muestras que tienen un ángulo X de 105° y 120° se muestran en las figuras 21A y 21B. Además, los resultados de la simulación de las formas de sección transversal cuando la distancia de fulcro a fulcro es 700 mm y la cantidad de desplazamiento es 10 mm en cada una de las muestras que tienen un ángulo X de 105° y 120° se muestran en las figuras 22A y 22B.
Como se muestra en las figuras 20A y 20B, incluso cuando se cambió el ángulo X, la muestra según la presente invención exhibió mejores características que la muestra 3 que tenía la disposición de sombrero positivo. Como se muestra en la figura 20A, en el caso en que la distancia de fulcro a fulcro S fuera de 400 mm, cuanto mayor sea el ángulo X, mayor será la cantidad de energía absorbida. Por otro lado, como se muestra en la figura 20B, en el caso en que la distancia de fulcro a fulcro S fuera de 700 mm, cuanto menor sea el ángulo X, mayor será la cantidad de energía absorbida.
(Ejemplo 3)
En el Ejemplo 3, se investigó la relación entre la fracción de martensita y la dureza Vickers de la porción saliente.
La fracción de martensita se midió en las proximidades de la posición central de la porción saliente en una sección transversal perpendicular a la dirección longitudinal en la lámina de acero que se extiende desde la porción de lámina superior, es decir, en las proximidades de la posición de la mitad de la longitud de la porción saliente. En la posición central de la porción saliente, desde una superficie de lámina de acero colocada dentro del artículo formado estampado en caliente (superficie de lámina colocada en el lado de lámina de acero que se extiende desde la porción de pared vertical), a lo largo de la dirección del espesor de la lámina de acero lámina, se utilizó como posición de medición la posición de 1/4 de distancia (t/4) del espesor de lámina t de la lámina de acero.
La posición de medición puede tener un intervalo hasta cierto punto, y desde la posición de medición, a lo largo de la dirección del grosor de la lámina de acero, en cada dirección de la superficie de la lámina dentro del artículo formado estampado en caliente y una dirección de la superficie de la lámina fuera de la lámina de acero. estampación de un artículo formado, el intervalo de una distancia de 1/8 del espesor de la lámina t (t/8) de la lámina de acero se puede utilizar como intervalo de medición.
La dureza Vickers (MHv) en la porción saliente también se midió en las proximidades de la posición central de la porción saliente en una sección transversal perpendicular a la dirección longitudinal en la lámina de acero que se extiende desde la porción de lámina superior, es decir, en las proximidades de la posición de la mitad de la longitud de la porción saliente. De manera similar a la medición de la fracción de martensita, en la posición central de la porción saliente, desde la superficie de la lámina de acero colocada dentro del artículo formado estampado en caliente (superficie de la lámina colocada en el lado de la lámina de acero que se extiende desde la porción de pared vertical), a lo largo de la dirección del espesor de la lámina de acero, se usó como posición de medición la posición de 1/4 de distancia (t/4) del espesor de lámina t de la lámina de acero.
Con respecto a la dureza Vickers (MHv), el intervalo a la distancia de 1/8 (t/8) del espesor de la lámina t de la lámina de acero a lo largo de la dirección del espesor de la lámina de acero en cada una de las direcciones de la superficie de la lámina dentro del artículo formado estampado en caliente y la dirección de la superficie de la lámina fuera del artículo formado estampado en caliente también se pueden usar como intervalo de medición.
En la posición de medición, se midieron la fracción de martensita y la dureza Vickers (MHv) de la porción saliente. La lámina de acero a ensayar es un artículo formado estampado en caliente de grado 1500 MPa. Una sección transversal como objeto de medición era una sección transversal que pasaba por el centro en la dirección longitudinal del artículo formado estampado en caliente.
La fracción de martensita se leyó de una fotografía de la estructura metalográfica en la sección transversal anterior.
Para la dureza Vickers (MHv), se realizó una prueba Vickers especificada en JIS Z 2244 en la sección transversal perpendicular a la dirección longitudinal. Una carga de la prueba de Vickers se fijó en 1 kgf. En la posición de medición se midieron las durezas Vickers de cinco puntos diferentes.
Los resultados de la medición de la fracción de martensita y la dureza Vickers (MHv) de la porción saliente se muestran en la Tabla 2.
El número 1 es un ejemplo experimental en el que la porción equivalente de la lámina superior de la lámina de acero estaba en contacto con el troquel. El número 2 es un ejemplo experimental en el que se realizó el estampado en caliente mientras se mantenía el estado en el que la porción equivalente de la porción de lámina superior de acero no estaba en contacto con el troquel. El número 3 es un ejemplo experimental en el que la porción equivalente de la lámina superior de la lámina de acero no estaba en contacto con el troquel y el procedimiento de formado se cambió dependiendo del ángulo X. En el número 3, en un caso donde el ángulo X entre la porción saliente y la porción de lámina superior era igual o mayor que 135° e igual o menor que 180°, después de que las porciones de pared vertical se formaron con los troqueles de leva, la porción de lámina superior se formó con el troquel de prensa, y en el caso de que el ángulo X entre la porción saliente y la porción de lámina superior fuera mayor de 95° e igual o inferior a 135°, después de que la porción de lámina superior fuera formada por el troquel de prensa, las porciones de pared vertical se formaron mediante los troqueles de leva.
[Tabla 2]
Figure imgf000025_0001
Además, la Tabla 2 muestra la relación (MHv/WHv) de la dureza Vickers (MHv) en la porción saliente a la dureza Vickers (WHv) en la porción de pared vertical. La dureza Vickers (WHv) en la porción de pared vertical se midió de manera similar en la misma sección transversal que la dureza Vickers (MHv) en la porción saliente. Además, esta medición se realizó en las proximidades de la posición central de la porción de pared vertical, es decir, en las proximidades de la posición de la mitad de la altura de la porción de pared vertical.
Como se muestra en la Tabla 2, en los artículos formados estampados en caliente de acuerdo con la presente invención (ejemplos experimentales de los números 2 y 3), la fracción de martensita es del 90 % o más, y la dureza Vickers (MHv) en la porción saliente es 460 o más. Además, la relación (MHv/WHv) de la dureza Vickers (MHv) en la porción saliente a la dureza Vickers (WHv) en la porción de pared vertical es 1,01 o más.
En el artículo formado estampado en caliente según la presente invención, dado que la fracción de martensita de la porción saliente es del 90 % o más, la porción saliente puede obtener una dureza predeterminada. Puede verse que la dureza de la porción saliente es igual o superior a la dureza de la porción de pared vertical en la misma sección transversal del artículo formado estampado en caliente.
[Aplicabilidad industrial]
La presente invención se puede utilizar como un artículo formado estampado en caliente, un elemento estructural que lo utiliza y un método de fabricación de un artículo formado estampado en caliente.
[Breve descripción de los símbolos de referencia]
10: troquel de prensa
11: troquel superior (troquel de prensa)
12: troquel inferior (troquel de prensa)
40c, 40d: aparato de prensado
100: artículo estampado en prensa
101, 101a, 101b: lámina de acero
111: porción de pared vertical
112: porción de lámina superior
113: porción de reborde
114: porción límite
114p: punto límite
115: porción saliente
115d: porción superpuesta
200a, 200b, 200c: elemento estructural (componente del vehículo)
201: lámina trasera (elemento de lámina de acero)
301: artículo preformado (lámina de acero deformada)
301at: porción equivalente de la porción de lámina superior
301aw: porción equivalente de la porción de pared vertical
301ae: porción equivalente de la porción saliente
310: lámina de acero deformada
D: longitud que sobresale de la porción límite en la longitud de la porción saliente
X: ángulo entre la porción de lámina superior y la porción superpuesta

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. Un artículo formado estampado en caliente que es largo y está formado de una sola lámina de acero (101), comprendiendo el artículo formado estampado en caliente:
dos porciones de pared verticales (111);
una porción de lámina superior (112) adyacente a las dos porciones de pared verticales (111); y
una porción saliente (115) que incluye una porción superpuesta (115d) en la que una porción (101b) de la lámina de acero se extiende desde al menos una porción de pared vertical de las dos porciones de pared vertical (111) y una porción (101a) de la lámina de acero que se extiende desde la porción de lámina superior (112) se superpone,
en el que un ángulo (X) entre la porción de lámina superior (112) y la porción saliente (115) en un caso en el que un plano perpendicular a una dirección longitudinal del artículo formado estampado en caliente se ve en una sección transversal es mayor que 90°, estando el artículo caracterizado por que:
una estructura de martensita de al menos la porción saliente (115) es del 90 % o más en términos de porcentaje en volumen.
2. El artículo formado estampado en caliente según la reivindicación 1,
en el que la porción (101b) de la lámina de acero que se extiende desde la porción de pared vertical (111) y la porción de lámina de acero (101a) que se extiende desde la porción de lámina superior (112) están en estrecho contacto entre sí en la porción saliente (115).
3. El artículo formado estampado en caliente según la reivindicación 1 o 2,
en el que un ángulo entre la porción de lámina superior (112) y la porción superpuesta (115d) cuando se ve en la sección transversal es mayor de 90° e igual o menor de 180°.
4. El artículo formado estampado en caliente según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3,
en el que la longitud desde un punto límite donde las líneas que se extienden desde la porción de pared vertical (111) y la porción de lámina superior (112) se cruzan con una porción del extremo de la punta de la porción saliente (115) cuando se ve en la sección transversal es de 3 mm o más.
5. El artículo formado estampado en caliente según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4,
en el que la lámina de acero (101b) que se extiende desde la porción de pared vertical (111) y la lámina de acero (101 a) que se extiende desde la porción de lámina superior (112) están unidas entre sí en la porción saliente (115).
6. El artículo formado estampado en caliente según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, que comprende, además:
dos porciones de reborde (113) que se extienden desde porciones extremas de las dos porciones de pared verticales (111).
7. Un elemento estructural (200) que comprende:
el artículo formado estampado en caliente según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6; y
un elemento de lámina de acero (201) fijado al artículo formado estampado en caliente,
en el que el artículo formado estampado en caliente y el elemento de lámina de acero (201) forman una sección transversal cerrada cuando se ven en la sección transversal.
8. El elemento estructural (200) según la reivindicación 7, que comprende, además:
un elemento auxiliar (601,701) unido a al menos una de las dos porciones de pared vertical (111) y la porción de lámina superior (112) o a cada una de al menos una porción de pared vertical de las dos porciones de pared vertical (111) y la porción de lámina superior (112).
9. Un método de fabricación del artículo formado estampado en caliente según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, comprendiendo el método de fabricación:
una primera etapa para deformar una lámina de acero base que incluye dos porciones equivalentes de la porción de pared vertical (301aw) que se convertirán en las dos porciones de pared vertical (111), una porción equivalente de la porción de lámina superior (301at) que se convertirá en la porción de lámina superior (112), y una porción equivalente a la porción saliente (301ae) que se convertirá en la porción saliente (115), obteniendo así una lámina de acero deformada (301) en un estado en el que las dos porciones equivalentes de la porción de pared vertical (301aw) están dobladas en el misma dirección con respecto a la porción equivalente de la porción de lámina superior (301at); y
una segunda etapa de formado por prensado en caliente de la lámina de acero deformado (301), formando así el artículo formado estampado en caliente,
en el que, en la segunda etapa, la porción saliente (115) se forma superponiendo al menos una porción de la porción equivalente de la porción saliente (301ae), en el que el método comprende, además:
una etapa de calentamiento de calentar la lámina de acero deformada (301) después de la primera etapa y antes de la segunda etapa,
en el que, en la segunda etapa, la formación por presión en caliente se realiza mediante un troquel de prensa (10) que incluye un troquel superior (11) y un troquel inferior (12) y dos troqueles de leva (15, 21), el troquel inferior (12) tiene un saliente (12a), y
el método comprende, además:
una etapa de disponer el saliente (12a) del troquel inferior (12) y la lámina de acero deformada (301) de modo que no entren en contacto entre sí;
(a) una etapa de prensar la porción equivalente de la porción de lámina superior (301at) usando el troquel superior (11) y el troquel inferior (12); y
(b) una etapa de prensar las dos porciones equivalentes de la porción de pared vertical (301 aw) usando el troquel inferior (12) y los dos troqueles de leva (15, 21),
(c) en el que al menos una porción de la porción saliente equivalente (301ae) se pliega entre el troquel superior (11) y el troquel de leva (21) y se convierte en la porción saliente.
10. El método de fabricación según la reivindicación 9,
en el que el ángulo entre la porción de lámina superior (112) y la porción superpuesta (115d) es superior a 90° e igual o inferior a 135°, y
en la segunda etapa, la etapa (b) se completa después de que se complete la etapa (a).
11. El método de fabricación según la reivindicación 9,
en el que el ángulo entre la porción de lámina superior (112) y la porción superpuesta (115d) es igual o superior a 135°, y
en la segunda etapa, la etapa (a) se completa después de que se completa la etapa (b).
12. El método de fabricación según una cualquiera de las reivindicaciones 9 a 11,
en el que el artículo formado estampado en caliente incluye dos porciones de reborde (113) que se extienden desde las porciones extremas de las dos porciones de pared verticales (111).
13. Un método de fabricación del artículo formado estampado en caliente según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, comprendiendo el método de fabricación:
una primera etapa para deformar una lámina de acero base que incluye dos porciones equivalentes de la porción de pared vertical (301aw) que se convertirán en las dos porciones de pared vertical (111), una porción equivalente de la porción de lámina superior (301at) que se convertirá en la porción de lámina superior (112), y una porción equivalente a la porción saliente (301ae) que se convertirá en la porción saliente (115), obteniendo así una lámina de acero deformada (301) en un estado en el que las dos porciones equivalentes de la porción de pared vertical (301aw) están dobladas en el misma dirección con respecto a la porción equivalente de la porción de lámina superior (301at); y
una segunda etapa de formado por prensado en caliente de la lámina de acero deformado (301), formando así el artículo formado estampado en caliente,
en el que, en la segunda etapa, la porción saliente (115) se forma superponiendo al menos una porción de la porción equivalente de la porción saliente (301ae),
en el que la primera etapa y la segunda etapa se realizan utilizando un aparato de prensado (40c, 40d) que incluye un troquel superior (50), un troquel inferior (60) y dos troqueles móviles (51) que son móviles en dirección vertical y una dirección horizontal,
el troquel inferior (60) incluye un troquel troquelado (61) y dos placas móviles (64) que están dispuestas con el troquel troquelado (61) interpuesto entre ellas y son móviles al menos en la dirección vertical,
el método comprende, además: una etapa de calentamiento de la lámina de acero base antes de la primera etapa,
la primera etapa incluye (Ia) una etapa de disponer la lámina de acero base entre el troquel superior (50), los dos troqueles móviles (51), y el troquel inferior (60) en un estado donde el punzón troquel (61) y la lámina de acero base no están en contacto entre sí, y (Ib) una etapa de bajar los dos troqueles móviles (51) junto con las dos placas móviles (64) y mover los dos troqueles móviles (51) hacia el punzón troquel (61) para hacer que una porción extrema de la lámina de acero base se acerque al punzón (61), obteniendo así la lámina de acero deformada (310), en este orden, y
la segunda etapa incluye (IIa) una etapa de movimiento adicional de los dos troqueles móviles (51) hacia el troquel de perforación (61), restringiendo así las dos porciones equivalentes de la porción de pared vertical (301aw) por los dos troqueles móviles (51) y la superficie lateral porciones del troquel de punzón (61) mientras se mantiene un estado en el que una porción de la superficie superior del troquel de punzón (61) y la lámina de acero deformada (310) no están en contacto entre sí, y (IIb) una etapa de prensar la porción equivalente de la porción de lámina superior (301at) contra el troquel superior (50) y el troquel de punzón (61) bajando el troquel superior (50) y formando la porción saliente superponiendo al menos una porción de la porción equivalente de la porción saliente (301ae) entre el troquel superior (50) y los troqueles móviles (51), formando así el artículo formado estampado en caliente, en este orden.
14. El método de fabricación según la reivindicación 13,
en el que el artículo formado estampado en caliente incluye dos porciones de reborde (113) que se extienden desde las porciones extremas de las dos porciones de pared verticales (111),
la lámina de acero deformada (310) incluye además dos porciones equivalentes a la porción de reborde (301 b) que sobresalen de las dos porciones equivalentes a la porción de pared vertical (301aw) y se convertirán en las dos porciones de reborde (113), y
en el que, en la etapa de (Ib), bajar los dos troqueles móviles (51) junto con las dos placas móviles (64) y mover los dos troqueles móviles (51) hacia el punzón (61), obteniendo así la lámina de acero deformada (310) en un estado en el que las dos porciones equivalentes de la porción de reborde (301b) están interpuestas entre los dos troqueles móviles (51) y las dos placas móviles (64), en este orden.
15. El método de fabricación según la reivindicación 13 o 14, que comprende, además:
después de la segunda etapa, una etapa de separar el artículo formado estampado en caliente del troquel (61) levantando las placas móviles (64) en un estado en el que las porciones de reborde (113) o las porciones finales de las porciones de pared verticales (111) se colocan sobre las placas móviles (64).
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