JP2002371319A - 鋼板部材の製造方法及びその方法で製造された鋼板部材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 焼入れ時の酸化皮膜の形成やメッキの散失を
抑えることができ、且つ焼入れ時に均一な冷却を行うこ
とができる鋼板部材の製造方法を提供する。 【解決手段】 鋼板により形成された鋼板部材の製造方
法を、鋼板を準備する準備ステップと、その準備した鋼
板を所定形状にプレスしてプレス成形品Ｗを成形するプ
レス成形ステップと、そのプレス成形品Ｗを、昇温する
部位に液状冷媒を接触させた状態で内部発熱させること
により９５０℃以下の所定の焼入れ温度で焼入れする焼
入れステップとを備えたものとし、０．１〜０．２質量
％の炭素（Ｃ）と複数の金属とを含有してなると共に、
上記焼入れ温度で金属組織がオーステナイトに急変態す
るＡ３変態点を有し且つ引張強度が５５０ＭＰａ以下で
ある鋼板を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鋼板部材の製造方
法及びその方法で製造された鋼板部材に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車の車体フレームは、自動車の骨格
を構成するものであることから、物体への衝突時に容易
に変形することがないように高い強度が要求される。そ
の一方、かかる車体フレームを構成する車体フレーム部
材は、例えば、鋼板をプレス成形により断面略台形のハ
ット状に成形したもので構成されることから、鋼板の構
成材料特性として変形容易でプレス成形性が優れること
も要求される。

【０００３】これら両方の要求を満足する鋼板部材の製
造方法として、変形容易な鋼板を所定形状にプレス成形
した後、そのプレス成形品を焼入れして強度を高めるも
のが知られている。これは、プレス成形品を加熱するこ
とによりその金属組織をオーステナイト化し、それを急
冷することにより金属組織を硬いマルテンサイトに変態
させて強化を図るものである。

【０００４】例えば、特開平６−１１６６３０号公報に
は、ロボット装置のアーム先端に装着した高周波焼き入
れ用コイルを用いて自動車ボデーの強度必要部分のみを
局部的に焼き入れ処理することが開示されており、それ
によって、リインホースメントの廃止や取付箇所の減少
が可能となるので、自動車ボデーの軽量化及び生産コス
トの低減を図ることができ、また、自動車ボデーを構成
する鋼板の薄膜化が可能となるので、鋼板のプレス成形
性がきわめて良好となり、さらに、高周波焼き入れ用コ
イルを用いているので、設備投資を低く抑えることがで
きる、との内容が記載されている。

【０００５】また、特開平１０−１７９３３号公報に
は、０．０７〜０．２質量％のカーボン（Ｃ）を含む鋼
で形成されたプレス成形品が所望の強度分布に対応した
硬度変化を呈する硬度分布を備えるように、そのプレス
成形品を高周波電流に基づく加熱手段により焼き入れす
ると共に水等の冷却剤を接触させる冷却手段により冷却
することが開示されており、このようにして得られるプ
レス成形品は、焼入領域により強度を確保することがで
き、また、他の物体が衝突した際には焼入領域の硬度の
高い部分で変形阻止性を確保することができると共に、
硬度の低い部分で衝撃エネルギー吸収性を確保すること
ができる、との内容が記載されている。

【０００６】そして、車体フレーム部材の場合のよう
に、プレス成形品が大きいために全体的に一括した焼入
れをすることができないような場合、焼入れは、図１１
に示すように、加熱用コイル２１ａ及び冷却水パイプ３
１をプレス成形品Ｗの長手方向に沿って移動させ、加熱
用コイル２１ａに高周波電流を流すことによりプレス成
形品Ｗの通過箇所を誘導加熱により急激に内部発熱させ
ると共に、冷却水パイプ３１により冷却水３２を噴射し
てその箇所を急冷することにより行われる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、加熱炉に鋳
鉄品を所定時間保持して焼入れを行う場合、通常、焼入
れ温度は９００〜９５０℃に設定される。一方、上記の
ように高周波による誘導加熱により肉厚の薄い鋼板のプ
レス成形品を急激に加熱し且つ急激に冷却して焼入れを
行う場合、金属組織を十分にオーステナイト化すること
ができない虞があることから、焼入れ温度は９５０℃よ
り高く、約１０００℃程度の高温に設定される。このよ
うに焼入れ温度が高く設定されると、表面にメッキが施
されていないプレス成形品では、表面が酸化して厚い酸
化皮膜が形成され、酸化皮膜の上に耐食性を向上させる
ための電着塗装等を施しても、酸化皮膜が密着性に乏し
いことから塗装が酸化皮膜ごと剥がれてしまうことがあ
る。一方、表面にメッキが施されたプレス成形品では、
メッキが蒸発して散失してしまう虞がある。しかも、加
熱用コイルの通過箇所が最も強く誘導加熱されるもの
の、それ以外の広い範囲もその影響を受けて弱いながら
も誘導加熱されることから、各部分が長時間に亘って加
熱されることとなり、これによってプレス成形品への酸
化皮膜の形成又はメッキの蒸発による散失が助長される
こととなる。従って、このような事情から、得られる鋼
板部材は耐食性が著しく悪く、そのためにアンダー系の
車体フレーム部材をかかる鋼板部材で構成することがで
きないという問題がある。

【０００８】また、焼入れでは、均一な加熱及び冷却が
必要とされ、例えば、それらが不均一であることによっ
て熱歪みによる変形が生じることもある。とりわけ、冷
却速度の制御は重要であり、冷却速度が遅いと所望とす
る鋼板部材の硬さ及び強度を得ることができない。上記
のように高周波による誘導加熱により焼入れを行う場
合、冷却水パイプからの冷却水によって冷却が行われる
が、図１２に示すように、冷却水３２がプレス成形品Ｗ
と加熱用コイル２１ａとの間に保持されてしまうことが
あり、それによって冷却水３２の接触具合が不均一とな
って焼入れ具合も不均一となるという問題がある。

【０００９】本発明は、かかる点に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、焼入れ時の酸化皮膜
の形成やメッキの散失を抑えることができ、且つ焼入れ
時に均一な冷却を行うことができる鋼板部材の製造方法
を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、Ａ３変態点が
低く且つ低強度の鋼板をプレス成形し、そのプレス成形
品を昇温部位全体に液状冷媒を接触させた状態で内部発
熱させることにより９５０℃以下の所定の焼入れ温度で
焼入れするようにしたものである。

【００１１】具体的には、本発明は、鋼板により形成さ
れた鋼板部材の製造方法であって、鋼板を準備する準備
ステップと、上記準備した鋼板を所定形状にプレスして
プレス成形品を成形するプレス成形ステップと、上記プ
レス成形品を、昇温する部位に液状冷媒を接触させた状
態で内部発熱させることにより９５０℃以下の所定の焼
入れ温度で焼入れする焼入れステップと、を備え、上記
鋼板は、０．１〜０．２質量％の炭素（Ｃ）と複数の金
属とを含有してなると共に、上記焼入れ温度で金属組織
がオーステナイトに急変態するＡ３変態点を有し且つ引
張強度が５５０ＭＰａ以下であることを特徴とする。

【００１２】上記のようにすれば、炭素（Ｃ）を０．１
〜０．２質量％有し、引張強度が５５０ＭＰａ以下であ
る鋼板が使用されるので、鋼板のプレス成形性が良好で
あると共に焼入れ後には極めて高強度の鋼板部材が得ら
れる。

【００１３】また、鋼板が９５０℃以下の焼入れ温度で
金属組織がオーステナイトに急変態するＡ３変態点を有
するものとされ、焼入れ温度が９５０℃以下に設定され
ているので、焼入れ時の酸化皮膜の形成やメッキの散失
が抑止される。

【００１４】さらに、昇温する部位に液状冷媒を接触さ
せた状態で内部発熱させることにより焼入れするように
しているので、プレス成形品の昇温する部位が常時冷却
された状態となり、加熱された直後に冷却が行われるこ
とから焼入れ具合の均一化が図られると共に、焼入れ箇
所以外の部分で生じる熱の影響により酸化皮膜の形成や
メッキの散失が助長されるのが抑止される。

【００１５】ここで、鋼板を形成する材料の炭素（Ｃ）
含有量が多いほど焼入れ後に得られる鋼板部材の強度が
高くなるが、これが０．１質量％よりも低い場合、焼入
れ後の強度が１０００ＭＰａ以上である高強度の鋼板部
材を得にくくなり、これが０．２質量％よりも高い場
合、焼入れ前の強度が５５０ＭＰａ以下となり難く、プ
レス成形性が劣るものとなり、また、得られるプレス成
形品が脆いものとなる。なお、自動車の車体フレーム部
材においては、焼入れ後に１０００ＭＰａ以上の強度が
得られれば、板厚削減及び補強削減の効果を十分に得る
ことができる。

【００１６】また、内部発熱させることにより焼入れす
る方法とは、外部熱源に接触させる方法ではなく、例え
ば、高周波を用いた誘導加熱、電子ビーム、レーザー等
を照射することによる加熱等の方法を挙げることができ
る。

【００１７】鋼板に含有される複数の金属は、鋼板の質
量に対する質量含有率が０．５〜２．０質量％のマンガ
ン（Ｍｎ）を有する構成であってもよい。

【００１８】鋼板を形成する材料のＡ３変態点は、主と
して炭素（Ｃ）の含有量とマンガン（Ｍｎ）の含有量と
によって影響を受けるが、上記の如く炭素（Ｃ）の含有
量が焼入れ前後の強度による制約を受ける。しかしなが
ら、上記のようにすれば、マンガン（Ｍｎ）の含有量が
０．５〜２．０質量％とされているので、鋼板の強度が
高くなりすぎない範囲で、Ａ３変態点が低いものとな
り、それによって焼入れ温度を低く設定することがで
き、焼入れ時の酸化皮膜の形成やメッキの散失がより一
層有効に抑止されることとなる。

【００１９】ここで、マンガン（Ｍｎ）の含有量が０．
５質量％より低い場合、マンガン（Ｍｎ）によるＡ３変
態点を低める効果を十分に得ることができず、マンガン
（Ｍｎ）の含有量が２．０質量％より高い場合、マンガ
ン（Ｍｎ）が固溶強化元素であることから鋼板の強度が
高くなり、鋼板のプレス成形性が劣るものとなる。

【００２０】鋼板は、亜鉛（Ｚｎ）を含むメッキが３０
〜９０ｇ／ｍ²施されている構成であってもよい。

【００２１】焼入れ温度を低く設定することによりメッ
キの散失抑制は図られるものの、それの完全な防止は図
ることができないが、上記のようにすれば、メッキの付
着量が３０〜９０ｇ／ｍ²とされているので、メッキの
散失が生じたとしてもメッキによる耐食性が維持された
鋼板部材が低コストで得られることとなる。

【００２２】ここで、メッキの付着量が３０ｇ／ｍ²よ
りも少ない場合、メッキの散失による影響によって鋼板
部材の耐食性が劣るものとなり、メッキの付着量が９０
ｇ／ｍ²よりも多い場合、必要以上にメッキが施される
こととなってコストが高くなると共に肉厚のメッキ層を
形成させる必要があることから生産性が低くなる。

【００２３】また、メッキとしては、溶融亜鉛メッキ
（Ｚｎ、Ｚｎ−Ｆｅ、Ｆｅ−Ｚｎ）であっても電気亜鉛
メッキ（Ｚｎ、Ｚｎ−Ｎｉ、Ｚｎ−Ｆｅ、Ｆｅ−Ｚｎ）
であってもよい。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
鋼板のプレス成形性を良好なものとすることができると
共に焼入れ後には極めて高強度の鋼板部材を得ることが
できる。また、焼入れ時の酸化皮膜の形成やメッキの散
失を抑止することができる。さらに、焼入れ具合の均一
化を図ることができると共に、酸化皮膜の形成やメッキ
の散失が助長されるのを抑止することができる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。

【００２６】（実施形態１）本発明の実施形態１に係る
車体フレーム部材（鋼板部材）の製造方法についてステ
ップを追って説明する。

【００２７】＜準備ステップ＞０．１〜０．２質量％の
炭素（Ｃ）と、０．５〜２．０質量％のマンガン（Ｍ
ｎ）及び主成分であるＦｅを含む複数の金属とからな
り、後述の９５０℃以下の所定の焼入れ温度で金属組織
がオーステナイトに急変態するＡ３変態点を有し且つ引
張強度が５５０ＭＰａ以下であり、表面に亜鉛（Ｚｎ）
を含むメッキが３０〜９０ｇ／ｍ²施された鋼板を準備
する。亜鉛（Ｚｎ）を含むメッキは、溶融亜鉛メッキ
（Ｚｎ、Ｚｎ−Ｆｅ、Ｆｅ−Ｚｎ）であっても、また、
電気亜鉛メッキ（Ｚｎ、Ｚｎ−Ｎｉ、Ｚｎ−Ｆｅ、Ｆｅ
−Ｚｎ）であってもよい。

【００２８】＜プレス成形ステップ＞準備した鋼板をプ
レス成形機にセットし、鋼板を断面略台形のハット形状
のプレス成形品Ｗにプレス成形する。

【００２９】＜焼入れステップ＞プレス成形品Ｗの焼入
れ装置は、図１及び２に示すように、水や防錆液等の液
状冷媒１１が溜められた水槽１０と、高周波発生器２０
とにより構成されている。

【００３０】高周波発生器２０の加熱用コイル２１は、
コの字状に形成されており、水槽１０内にセットされた
プレス成形品Ｗの頂面及び両傾斜面上部を囲うように配
置され、また、セットされたプレス成形品Ｗの長手方向
に沿って移動することができる構成となっている。ま
た、加熱用コイル２１は、コイル制御用ケーブル２２を
介して制御部（図示せず）に接続されている。

【００３１】この焼入れ装置を用いたプレス成形品Ｗの
焼入れでは、まず、成形したプレス成形品Ｗを水槽１０
の液状冷媒１１中にハット状の頂面が上側となるように
浸漬してセットする。

【００３２】次いで、高周波発生器２０の制御部のスイ
ッチを入れることにより加熱用コイル２１に高周波電流
を流すと共に、加熱用コイル２１をプレス成形品Ｗの長
手方向に沿って図中の矢印の向きに移動させる。このと
き、プレス成形品Ｗの加熱用コイル２１の通過箇所が誘
導加熱により急激に９５０℃以下の所定の焼入れ温度に
昇温して金属組織がオーステナイト化し、加熱用コイル
２１の通過後は直ちにその箇所が周囲の液状冷媒１１に
吸熱・急冷されて金属組織がマルテンサイト化して硬化
する。なお、焼入れ温度の設定は、この高周波電流の強
さ及び加熱用コイル２１の移動速度が制御部で調整され
ることにより行われる。

【００３３】以上の本発明の実施形態１に係る車体フレ
ーム部材の製造方法によれば、炭素（Ｃ）を０．１〜
０．２質量％有し、引張強度が５５０ＭＰａ以下である
鋼板が使用されているので、鋼板のプレス成形性を良好
なものとすることができると共にプレス成形品Ｗの焼入
れ後には極めて高強度の鋼板部材を得ることができる。

【００３４】また、鋼板は、０．５〜２．０質量％のマ
ンガン（Ｍｎ）が含まれ、その強度が高くなりすぎない
範囲でＡ３変態点が低められて９５０℃以下の焼入れ温
度でも金属組織がオーステナイトに急変態するものとさ
れ、焼入れ温度が９５０℃以下に設定されているので、
焼入れ時のメッキの散失を抑止することができる。

【００３５】ところで、従来のプレス成形品Ｗの焼入れ
方法は、図３（ａ）に示すように、加熱用コイル２１ａ
及び冷却水パイプ３１をプレス成形品Ｗの長手方向に沿
って移動させ、図３（ｂ）に示すように、加熱用コイル
２１ａに高周波電流を流すことによりプレス成形品Ｗの
通過箇所を誘導加熱により急激に内部発熱させると共
に、冷却水パイプ３１により冷却水３２を噴射してその
箇所を急冷することにより行うものであるが、この方法
では、図３（ｃ）に示すように、冷却水３２が加熱用コ
イル２１ａとプレス成形品Ｗとの間に保持されてしま
い、それによって冷却水３２の接触具合が不均一となっ
て焼入れ具合が不均一となるという問題や、加熱用コイ
ル２１ａによる誘導加熱はその通過箇所が最も強く生じ
るが、その通過箇所以外でも弱いながらも誘導加熱が生
じるために加熱領域が広く、その結果、過剰な熱履歴を
受けることによってメッキの蒸発による散失が著しいと
いう問題がある。

【００３６】また、別の従来のプレス成形の焼入れは、
図４（ａ）に示すように、加熱用コイル２１ａをプレス
成形品Ｗの長手方向に沿って移動させると共にプレス成
形品Ｗを介して反対側に配置された冷却水パイプ３１を
も加熱用コイル２１ａの後を追うように移動させ、図４
（ｂ）に示すように、加熱用コイル２１ａに高周波電流
を流すことによりプレス成形品Ｗの通過箇所を誘導加熱
により急激に内部発熱させると共に、冷却水パイプ３１
により冷却水３２を噴射してその箇所を急冷することに
より行うものであるが、この方法では、焼入れ具合の均
一性は改善されるものの、過剰な熱履歴を受けることに
よってメッキの蒸発による散失が著しいという問題が依
然として残る。

【００３７】しかしながら、この本発明の車体フレーム
部材の製造方法によれば、図５に示すように、プレス成
形品Ｗを液状冷媒１１中に浸漬し、昇温する部位に液状
冷媒１１を接触させた状態で誘導加熱による内部発熱に
より焼入れするようにしているので、プレス成形品Ｗが
常時冷却された状態となり、加熱用コイル２１の通過時
に加熱されてもその加熱箇所が加熱用コイル２１の通過
直後には急冷され、また、加熱用コイル２１の通過箇所
以外で生じる誘導加熱も液状冷媒１１によって縮小され
ることから加熱領域が従来の焼入れ方法に比べて狭く
（図３（ｂ）及び（ｃ）、図４（ｂ）及び図５参照）、
それによって均一な加熱及び冷却が行われることから焼
入れ具合の均一化を図ることができ、加えて、加熱用コ
イル２１の通過箇所以外で生じる誘導加熱の影響により
メッキの散失が助長されるのを抑止することができる。

【００３８】また、焼入れ温度を低く設定することによ
りメッキの散失抑制は図られるものの、その完全な防止
は図ることができないが、メッキの目付量が３０〜９０
ｇ／ｍ²とされているので、メッキの散失が生じたとし
てもメッキによる耐食性を維持することができる。

【００３９】さらに、加熱用コイル２１を液状冷媒１１
中に配置しているので、加熱用コイル２１が高温となる
ことが防止され、その寿命化を図ることができる。

【００４０】以上より、この車体フレーム部材の製造方
法は、均一な焼入れが行われると共に耐食性に優れる車
体フレーム部材を得ることができることから、アンダー
系の車体フレーム部材の製造にも十分適用することがで
きるものである。

【００４１】（実施形態２）本発明の実施形態２に係る
車体フレーム部材の製造方法について説明する。なお、
準備ステップ及びプレス成形ステップは実施形態１と同
一であるので説明を省略する。

【００４２】実施形態２に係る車体フレーム部材の製造
方法は、衝突傾向を制御するためにフレームの一部を脆
弱化しておく場合のように、プレス成形品Ｗを部分的に
焼入れして車体フレーム部材を製造するものである。

【００４３】＜焼入れステップ＞プレス成形品Ｗの焼入
れ装置は、図６及び７に示すように、高周波発生器４０
と、車体フレーム部材をセットするためのクランプ台５
０と、車体フレーム部材の焼入れ予定部分をカバーする
ための水槽６０とにより構成されている。

【００４４】高周波発生器４０の加熱用コイル４１は、
図６に示すように、実施形態１の場合と同様にコの字状
に形成され、ロボット４４のアーム４４ａの先端に取り
付けられてその長手方向に垂直な方向への移動が可能と
なるように構成されている。また、加熱用コイル４１
は、コイル制御用ケーブル４２を介して制御部４３に接
続されている。制御部４３には、電源に延びる電源ケー
ブル４３ａが設けられている。

【００４５】クランプ台５０は、プレス成形品Ｗをハッ
ト状の頂面が上側となるようにセットできるように上面
が平坦に形成され、プレス成形品Ｗの鍔部を係止固定す
るためのクランプ治具５１が複数設けられている。

【００４６】水槽６０は、クランプ台５０にセットされ
たプレス成形品Ｗの焼入れ予定部分を上から被せるよう
に覆うことができるように下方に開口しており、上面か
らロボット４４に取り付けられた加熱用コイル４１が挿
入されている（図６では水槽６０を図示していない）。
また、一対の対向した側面にはプレス成形品Ｗの断面形
状と略等しい台形状の切り込みが形成されており、それ
らにプレス成形品Ｗを嵌め入れるようになっている。さ
らに、別の側面には水槽６０内に液状冷媒６１を供給す
る冷媒供給管６２とそれを排出するための冷媒排出管６
３がそれぞれ上下に並んで設けられている。そして、水
槽６０の開口周縁には、漏水防止のためのシールゴム６
４が設けられている。

【００４７】この焼入れ装置を用いたプレス成形品Ｗの
焼入れでは、まず、成形したプレス成形品Ｗをハット状
の頂面が上側となるようにクランプ台５０に載置してク
ランプ治具５１でその鍔部を係止固定する。

【００４８】次に、図７に示すように、プレス成形品Ｗ
の焼入れ予定部分の上から水槽６０を被せる。このと
き、加熱用コイル４１は、プレス成形品Ｗの頂面及び両
斜面上部を囲うように配置される。また、図８に示すよ
うに、プレス成形品Ｗと水槽６０の開口端との間はシー
ルゴム６４で密封され、また同様に、クランプ台５０と
水槽６０の開口端との間もシールゴム６４で密封され、
その結果、水槽６０内に密閉空間が形成される。

【００４９】次いで、冷媒供給管６２から水槽６０内に
水や防錆液等の液状冷媒６１を供給し、水槽６０内を液
状冷媒６１で満たす。このとき、図９に示すように、プ
レス成形品Ｗの焼入れ予定部分が液状冷媒６１に接触し
た状態となる。

【００５０】続いて、高周波発生器４０の制御部４３の
スイッチを入れることにより加熱用コイル４１に高周波
電流を流すと共に、加熱用コイル４１をプレス成形品Ｗ
の焼入れ予定部分を長手方向に沿って移動させる。この
とき、プレス成形品Ｗの加熱用コイル４１の通過箇所が
誘導加熱により急激に所定の焼入れ温度（例えば９５０
℃）に昇温して金属組織がオーステナイト化し、加熱用
コイル４１の通過後は直ちにその箇所が周囲の液状冷媒
６１に吸熱・急冷されて金属組織がマルテンサイト化し
て硬化する。なお、焼入れ温度の設定は、この高周波電
流の強さ及び加熱用コイル４１の移動速度が制御部４３
で調整されることにより行われる。

【００５１】そして、冷媒排出管６３から液状冷媒６１
を排出し、水槽６０をプレス成形品Ｗから外した後、プ
レス成形品Ｗをクランプ台５０から外す。

【００５２】以上の焼入れを脆弱に形成する部分を残し
てプレス成形品Ｗの全ての部分について繰り返し行う。

【００５３】作用・効果は、実施形態１と同一である。

【００５４】（その他の実施形態）上記実施形態１及び
２では、表面にメッキを施した鋼板を用いたが、特にこ
れに限定されるものではなく、メッキが施されていない
鋼板であってもよい。かかるメッキが施されていない鋼
板の場合には、本発明によって酸化皮膜の形成が抑制さ
れるという効果を享受することができる。

【００５５】また、上記実施形態１及び２では、高周波
誘導加熱により内部発熱させることにより焼入れするこ
ととしたが、特にこれに限定されるものではなく、電子
ビーム、レーザー等を照射することにより内部発熱させ
るもの等であってもよい。

【００５６】

【実施例】（試験評価サンプル）表１に示す材料組成を
有する例１〜１５の各鋼板を試験評価サンプルとした。

【００５７】

【表１】

【００５８】（試験評価方法） ＜焼入れ前後の引張強度＞例１〜１５の各鋼板につい
て、焼入れ前後の引張強度を測定した。測定は、各鋼板
からＪＩＳ５号試験片を切り出し、その試験片を１０ｍ
ｍ／ｍｉｎの速度で引張試験することにより行った。試
験片の焼入れは、防錆液に浸漬した各試験片を高周波に
より９５０℃に誘導加熱することにより行った。焼入れ
後の引張強度は、１０００ＭＰａ以上のものを「○」、
１０００ＭＰａ未満のものを「×」として評価した。

【００５９】＜Ａ３変態点＞例１〜１５の各鋼板につい
て、測定質量を約３０ｇ及び加熱速度を０．０３３℃／
ｓｅｃとして変態時の吸熱を示差熱分析により観測し、
そのときの温度をＡ３変態点とした。

【００６０】＜塗膜密着性＞例１４の鋼板について、大
気中で高周波により誘導加熱（焼入れ温度１０００℃）
して冷却水を当てる方法で焼入れ（大気中焼入れ）を行
ったものと、防錆液に浸漬して高周波により誘導加熱
（焼入れ温度１０００℃）する方法で焼入れ（液中焼入
れ）を行ったものとを準備した。次いで、それぞれを化
成処理、電着、中塗り及び上塗りした後、カッターナイ
フで板表面に縦横それぞれに１１本ずつの傷を５ｍｍ間
隔で入れて１００個のマスをつくった試験片を作成し
た。そして、それぞれの試験片について、その上に粘着
テープを貼付して剥離し、そのとき粘着テープによって
剥がされずに残ったマスの残存量で塗膜密着性を評価し
た。

【００６１】＜耐食性＞例１４の鋼板に目付量６０ｇ／
ｍ²で溶融亜鉛メッキを施行したものを大気中で高周波
により誘導加熱（焼入れ温度１０００℃）して冷却水を
当てる方法で焼入れを行った試験片１を作成した。ま
た、例１０の鋼板に目付量６０ｇ／ｍ²で溶融亜鉛メッ
キを施行したもの、例１４の鋼板に目付量２０ｇ／ｍ²
で溶融亜鉛メッキを施行したもの、例１４の鋼板に目付
量３０ｇ／ｍ²で溶融亜鉛メッキを施行したもの及び例
１４の鋼板に目付量６０ｇ／ｍ²で溶融亜鉛メッキを施
行したものをそれぞれ防錆液に浸漬して高周波により誘
導加熱（焼入れ温度１０００℃）する方法で焼入れを行
った４種の試験片２〜５を準備した。そして、以上の試
験片１〜５のそれぞれについて、上記と同様の引張試験
及び塩水噴霧試験ＪＩＳ Ｚ２３７１に準じた条件で耐
食性試験を行った。引張強度は、１０００ＭＰａ以上の
ものを「○」、１０００ＭＰａ未満のものを「×」とし
て評価した。耐食性は、塩水により表面性状に影響がな
いものを「○」、影響があるものを「×」として評価し
た。

【００６２】（試験評価結果） ＜焼入れ前後の引張強度＞例１〜１５の各鋼板の焼入れ
前の引張強度及び焼入れ後の引張強度評価を表２に示
す。

【００６３】

【表２】

【００６４】同表によれば、焼入れ後の引張強度が鋼板
材料に含まれる炭素（Ｃ）の含有量に依存していること
が分かる。すなわち、例１〜８及び１０は、炭素（Ｃ）
の含有量が０．１質量％未満であり、１０００ＭＰａ以
上の引張強度が得られていないのに対し、例９及び１１
〜１５は、炭素（Ｃ）の含有量が０．１質量％以上であ
り、１０００ＭＰａ以上の引張強度が得られている。ま
た、良好なプレス成形性を得るためには、焼入れ前の引
張強度が５５０ＭＰａ以下であることが必要であるが、
例９を除いては全てこの条件を満足している。従って、
焼入れ後の引張強度が１０００ＭＰａ以上であり、しか
も、焼入れ前のプレス成形性が優れるのは、炭素（Ｃ）
の含有量が０．１質量％以上であり且つ焼入れ前の引張
強度が５５０ＭＰａ以下である例１１〜１５である。

【００６５】＜Ａ３変態点＞例１〜１５の各鋼板のＡ３
変態点を表２に示す。

【００６６】従来のように大気中で高周波により誘導加
熱して冷却水を当てる焼入れ方法では、焼入れ温度を９
５０℃として均一な焼入れを行うためにＡ３変態点が９
００℃以下であることが要求されていたが、表２によれ
ば、例１４及び１５のようにＡ３変態点が９００℃より
も高く且つ９２０℃以下であるものでも焼入れ後の引張
強度が１０００ＭＰａ以上となっていることから、昇温
する部位に冷却水を接触させた状態で高周波により誘導
加熱する本発明の焼入れ方法によればＡ３変態点が９２
０℃以下であれば焼入れ温度を９５０℃としても均一な
焼入れを行うことができると考えられる。

【００６７】図１０は、マンガン（Ｍｎ）の含有量とＡ
３変態点との関係を示す。

【００６８】同図によれば、マンガン（Ｍｎ）の含有量
が多くなるに従ってＡ３変態点が低下しているのが分か
る。従来は、Ａ３変態点を９００℃以下とするためにマ
ンガン（Ｍｎ）の含有量として最低１．０質量％以上が
必要とされていたが、本発明による焼入れではＡ３変態
点が９２０℃以下であればよく、図１０によれば、その
ために必要とされるマンガン（Ｍｎ）の含有量としては
０．５質量％以上である。

【００６９】＜塗膜密着性＞大気中で焼入れしたもの
は、ほとんどのマスが粘着テープにより剥がれてしまっ
たが、液中で焼入れしたものは、９５％のマスが剥がれ
ずに残存した。これは、大気中で焼入れした場合には鋼
板表面に肉厚の酸化皮膜が形成され、それが剥がれ易い
のに対し、液中で焼入れした場合には鋼板表面に薄肉の
酸化皮膜しか形成されず、それが鋼板側への密着性が高
いためではないかと考えられる。

【００７０】＜耐食性＞試験片１〜５それぞれの引張強
度及び耐食性の評価結果を表３に示す。

【００７１】

【表３】

【００７２】同表によれば、試験片１と試験片５とは、
焼入れの方法のみが異なるにもかかわらず、耐食性の評
価に差が生じているのが分かる。これは、大気中で焼入
れした場合には、メッキの蒸発による散失が著しいのに
対しく残存するメッキ層が薄くなるのに対し、同じ焼入
れ温度であっても液中で焼入れした場合にはメッキの散
失が抑制されるためメッキ層が十分に残存するためであ
ると考えられる。

【００７３】試験片２は、試験片５と同様にメッキが残
存することにより耐食性が良好となっているが、上記評
価結果（例１０の焼入れ後の引張強度）でもあるように
焼入れ後の強度が１０００ＭＰａに満たない。

【００７４】試験片３は、液中で焼入れしたものである
にもかかわらず、耐食性が劣るものとなっている。これ
は、液中での焼入れであっても若干はメッキの散失が生
じ、メッキの目付量が２０ｇ／ｍ²では焼入れ後に十分
なメッキ層が残存しないためであると考えられる。

【００７５】試験片４は、メッキの目付量が３０ｇ／ｍ
²であるが耐食性が良好である。

【００７６】従って、以上より、メッキの散失を抑止し
て耐食性を良好なものとするためには、大気中で焼き入
れするよりも液中で焼き入れする方がよい。また、液中
で焼き入れする場合であってもメッキの散失を完全には
防止できないことから、メッキの目付量は３０ｇ／ｍ²
以上とする必要がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１に係る焼入れステップを示
す説明図である。

【図２】図１におけるＡ−Ａ断面図である。

【図３】従来の焼入れ方法を模式的に示す説明図であ
る。

【図４】従来の他の焼入れ方法を模式的に示す説明図で
ある。

【図５】本発明の実施形態１に係る焼入れステップを模
式的に示す説明図である。

【図６】本発明の実施形態２に係る焼入れ装置の斜視図
である。

【図７】本発明の実施形態２に係る焼入れステップを示
す説明図である。

【図８】図７における矢視Ｘの正面図である。

【図９】図７におけるＢ−Ｂ断面図である。

【図１０】マンガン（Ｍｎ）の含有量とＡ３変態点との
関係を示すグラフ図である。

【図１１】従来の高周波誘導加熱によるプレス成形品の
焼入れを示す説明図である。

【図１２】図１１における矢視Ｙの正面図である。

【符号の説明】

１０，６０ 水槽 １１，６１ 液状冷媒 ２０，４０ 高周波発生器 ２１，２１ａ，４１ 加熱用コイル ２２，４２ コイル制御用ケーブル ３１ 冷却水パイプ ３２ 冷却水 ４３ 制御部 ４３ａ 電源ケーブル ４４ ロボット ４４ａ アーム ５０ クランプ台 ５１ クランプ治具 ６２ 冷媒供給管 ６３ 冷媒排出管 ６４ シールゴム Ｗ プレス成形品

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ２２Ｃ 38/04 Ｃ２２Ｃ 38/04

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鋼板により形成された鋼板部材の製造方
   法であって、 鋼板を準備する準備ステップと、 上記準備した鋼板を所定形状にプレスしてプレス成形品
   を成形するプレス成形ステップと、 上記プレス成形品を、昇温する部位に液状冷媒を接触さ
   せた状態で内部発熱させることにより９５０℃以下の所
   定の焼入れ温度で焼入れする焼入れステップと、を備
   え、 上記鋼板は、０．１〜０．２質量％の炭素（Ｃ）と複数
   の金属とを含有してなると共に、上記焼入れ温度で金属
   組織がオーステナイトに急変態するＡ３変態点を有し且
   つ引張強度が５５０ＭＰａ以下であることを特徴とする
   鋼板部材の製造方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載された鋼板部材の製造方
   法において、 上記鋼板に含有される複数の金属は、該鋼板の質量に対
   する質量含有率が０．５〜２．０質量％のマンガン（Ｍ
   ｎ）を有することを特徴とする鋼板部材の製造方法。
3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載された鋼板部材の
   製造方法において、 上記鋼板は、目付量が３０〜９０ｇ／ｍ²の亜鉛（Ｚ
   ｎ）を含むメッキが施されていることを特徴とする鋼板
   部材の製造方法。
4. 【請求項４】 鋼板により形成された鋼板部材であっ
   て、 鋼板を所定形状にプレス成形したプレス成形品を、昇温
   する部位に液状冷媒を接触させた状態で内部発熱させる
   ことにより９５０℃以下の所定の焼入れ温度で焼入れて
   形成され、 上記鋼板は、０．１〜０．２質量％の炭素（Ｃ）と複数
   の金属とを含有してなると共に、上記焼入れ温度で金属
   組織がオーステナイトに急変態するＡ３変態点を有し且
   つ引張強度が５５０ＭＰａ以下であることを特徴とする
   鋼板部材。