JP2006212690A - Method and apparatus for hot press forming of metal sheet - Google Patents

Method and apparatus for hot press forming of metal sheet Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a hot press forming method and an apparatus therefor, which can rationally solve the problems that unevenness of temperature is generated in the metal sheet during transferring it and a succeeding forming work becomes difficult due to an excessive increase of quench hardness, and can also set up a quench hardness of each part of a press formed product at any level. <P>SOLUTION: The hot press forming method includes the steps of: transferring the metal sheet heated in a heating device to a metal die constituting the press forming apparatus, by a transfer mechanism equipped with a hand portion to hold the sheet; and press-forming the metal sheet using the metal die. The hot press forming method is characterized in that the metal sheet is held and transferred so as to have designated positions of the metal sheet contacted with the hand portion, and after temperature of the positions contacting with the hand portion becomes different from that of the other positions through contact heat removal, the press forming is started. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

この発明は、加熱炉等の加熱装置で加熱した金属板材を、これを保持するハンド部を備える搬送装置によってプレス成形装置を構成する金型まで搬送し、前記金型を用いて成形する熱間プレス成形方法およびその装置であって、特にプレス成形品各部の焼入れ硬さを任意に設定することができる金属板材の熱間プレス成形方法およびその装置に関する。
さらには、加熱炉等の加熱装置で加熱した金属板材を、これを保持するハンド部を備える搬送装置によって冷却槽等の冷却装置まで搬送し、前記冷却装置において所定の冷却手段により冷却して、焼入れされた金属板材を得る金属板材の熱処理方法およびその装置であって、特に金属板材各部の焼入れ硬さを任意に設定することができる金属板材の熱処理方法およびその装置に関する。
In this invention, a metal plate heated by a heating device such as a heating furnace is transported to a mold constituting a press molding device by a transport device having a hand portion for holding the hot plate, and is hot-molded using the mold. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a press forming method and an apparatus therefor, and more particularly to a hot press forming method and an apparatus for a metal plate capable of arbitrarily setting the quenching hardness of each part of a press formed product.
Furthermore, the metal plate material heated by a heating device such as a heating furnace is transported to a cooling device such as a cooling tank by a transport device including a hand unit that holds the metal plate, and is cooled by a predetermined cooling means in the cooling device, BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat treatment method and apparatus for a metal plate material for obtaining a quenched metal plate material, and more particularly to a heat treatment method and apparatus for a metal plate material that can arbitrarily set the quenching hardness of each part of the metal plate material.

金属板材のプレス成形は、生産性が高く、寸法精度に優れ、また、プレス製品間の強度ばらつきが少なく品質が安定していることから、自動車、機械、電気機器、輸送用機器等の製造に広く用いられている最も一般的な加工方法である。
しかし、近年におけるプレス製品、特に自動車部品には軽量化等の観点から高強度化が求められており、これにより成形性の低下、特にスプリングバック等の発生による形状凍結性の低下を招来し、複雑な形状をしたプレス製品を製造することが困難となっている。
Metal sheet press molding is highly productive, excellent in dimensional accuracy, and stable in quality with little variation in strength between pressed products, making it suitable for manufacturing automobiles, machinery, electrical equipment, transportation equipment, etc. It is the most common processing method widely used.
However, press products in recent years, especially automobile parts, are required to have high strength from the viewpoint of weight reduction, etc., and this leads to a decrease in formability, particularly a decrease in shape freezing due to the occurrence of a springback, It has become difficult to manufacture a press product having a complicated shape.

このため、金属板材のプレス業界においては、加熱した金属板材を成形する熱間プレス成形方法が注目されている。熱間プレス成形方法は、高温に加熱した金属板材をプレス成形するため、材料強度の低下した金属板材は、金型の成形面に沿って素直に変形し、複雑な形状であっても優れた寸法精度で成形することができる。また、プレス成形後に金型抜熱効果により急冷するためスプリングバックが発生せず、形状凍結性に優れ、プレス製品の寸法精度を向上させることができる。さらに、金属板材が鋼の場合、その鋼板をオーステナイト域にまで加熱し、これを金型内で保持して急冷することによりマルテンサイト変態による高強度化を達成することができる。すなわち、熱間プレス成形方法は、従来の冷間プレス成形方法では実現できなかった高強度化と優れた寸法精度を両立できるプレス成形方法といえる。
特開2002−248525号公報 特開2003−328031号公報
For this reason, in the press industry of a metal plate material, the hot press molding method which shape | molds the heated metal plate material attracts attention. The hot press molding method press-molds a metal plate heated to a high temperature, so the metal plate with reduced material strength is deformed straight along the molding surface of the mold and is excellent even in complicated shapes It can be molded with dimensional accuracy. In addition, since the mold is rapidly cooled by the heat removal effect of the die after the press molding, no springback is generated, the shape freezing property is excellent, and the dimensional accuracy of the press product can be improved. Further, when the metal plate material is steel, the steel plate is heated to the austenite region, and this is held in a mold and rapidly cooled to achieve high strength by martensitic transformation. In other words, the hot press forming method can be said to be a press forming method that can achieve both high strength and excellent dimensional accuracy that cannot be realized by the conventional cold press forming method.
JP 2002-248525 A JP 2003-328031 A

従来、熱間プレスを行うに際しては、被成形材たる金属板材を加熱炉等の加熱装置で高温かつ均一になるように加熱し、これを温度低下や温度むらが生じないように細心の注意を払いながらプレス成形装置まで搬送するのが一般的である。
しかし、細心の注意を払って搬送するとはいえども、搬送時には高温に加熱した金属板材と搬送装置とが所定の部位において、例えば、搬送装置の保持手段であるハンド部において接触するので、当該部位では接触による抜熱が生じて金属板材に温度むらが発生する。したがって、搬送装置または搬送方法に特段の工夫を凝らさない限り、金属板材に温度むらが発生することは避けることはできない。
このため、搬送に伴う金属板材の温度むら、ひいては当該温度むらに起因するプレス成形品の焼入れ硬さのむらを防ぐべく、金型内部において金属板材を加熱する方法が提案されている。例えば、パンチとダイの間にセットした金属板材に複数の電極を取り付け、相対する電極間に電力を供給してジュール熱を発生させ、この方法により均一に加熱した金属板材を熱間プレスする方法が開示されている(例えば、特許文献1参照)。
しかし、この方法によれば搬送時に金属板材に温度むらが発生する問題については解決することはできるが、金型にセットするたびに金属板材に複数の電極を取り付けなければならず、しかもジュール熱によって加熱するので、生産性が著しく低下する。したがって、生産性が要求される金属板材のプレス成形に当該方法を適用するには実用上かなりの問題がある。
Conventionally, when performing hot pressing, a metal plate material to be molded is heated to a high temperature and uniformity with a heating device such as a heating furnace, and the utmost care is taken to prevent temperature drop and temperature unevenness. Generally, it is conveyed to a press molding apparatus while paying.
However, although it is transported with great care, the metal plate heated to a high temperature and the transport device at the time of transport come into contact with each other at a predetermined site, for example, the hand portion that is a holding means of the transport device. Then, heat removal due to contact occurs, and temperature unevenness occurs in the metal plate material. Accordingly, it is inevitable that temperature unevenness occurs in the metal plate material unless a special device is devised in the transport device or the transport method.
For this reason, a method has been proposed in which the metal plate material is heated inside the mold in order to prevent the temperature unevenness of the metal plate material due to the conveyance, and consequently the uneven hardness of the press-molded product due to the temperature unevenness. For example, a method of attaching a plurality of electrodes to a metal plate material set between a punch and a die, supplying electric power between opposing electrodes to generate Joule heat, and hot-pressing the metal plate material uniformly heated by this method Is disclosed (for example, see Patent Document 1).
However, this method can solve the problem of uneven temperature in the metal plate during transportation, but each time it is set in the mold, multiple electrodes must be attached to the metal plate, and the Joule heat Because of heating, productivity is significantly reduced. Therefore, there is a considerable practical problem in applying the method to press forming of a metal plate material that requires productivity.

さらには、金属板材をオーステナイト域にまで加熱し、これを金型内で保持して接触抜熱効果で冷却することにより、マルテンサイト変態による高強度化を達成することができる熱間プレス成形方法ではあるが、焼入れ硬さが上昇しすぎて穴加工(ピアス)や切断加工(トリム)等の後加工が困難になるという問題がある。
このため、成形部位毎に金型成形面の接触面積や金型温度を異ならせて、後加工が必要な部位の焼入れ硬さを低下させて、当該部位の加工を容易にする方法が開示されている(例えば、特許文献2参照)。
しかし、この方法によれば後加工は容易となるが、前記したように搬送によって金属板材に温度むらが生じている場合には、後加工が必要な部位のみならず、強度が必要な部位の焼入れ硬さも低下してしまう可能性が残る。
Furthermore, a hot press forming method capable of achieving high strength by martensitic transformation by heating the metal plate material to the austenite region, holding it in the mold and cooling it by the contact heat removal effect However, there is a problem that the quenching hardness increases so much that post-processing such as drilling (piercing) or cutting (trim) becomes difficult.
For this reason, a method is disclosed in which the contact area of the mold forming surface and the mold temperature are made different for each molding part, the quenching hardness of the part requiring post-processing is reduced, and the processing of the part is facilitated. (For example, refer to Patent Document 2).
However, according to this method, post-processing becomes easy. However, as described above, when unevenness in temperature occurs in the metal plate due to conveyance, not only the part that requires post-processing but also the part that requires strength. There is a possibility that the quenching hardness will also decrease.

なお、自動車部品等に要求される特性は、前記したような軽量化や高強度化のみではない。例えば、近年における自動車のボディには、商品力あるデザイン性や衝突安全性などがより厳しく要求されるようになっているため、ボディ各部においては当該性能を実現するために板厚や強度を詳細に設定する必要が生じ、ボディを構成する部品の数は数百にも及ぶようになっている。
このため、近年における自動車部品等には、板厚や強度の異なる複数の金属板材を溶接により結合して一体化したプレス素材、すなわち、テーラードブランクが広く用いられている。テーラードブランクは、1つの金属板材の特性を目的に合わせて部分的に変更することができるという優れた特徴を有し、例えば、強度が必要な部位にのみ高強度鋼板を適用することで成形品としての必要な強度を保ちつつ、強度が不要な部分の軽量化を図ることができる。また、テーラードブランクは、目的に合う板厚や強度を有する金属板材を選択し、これを溶接結合して一体化するので、プレス成形品各部の強度を目的に合わせて正確かつ任意に設定することが可能である。このため、商品力あるデザイン性を満足しつつも衝突安全性に優れるボディを製造することができるとともに、部品点数をも削減することができる。
Note that the characteristics required for automobile parts and the like are not limited to lightening and increasing strength as described above. For example, in recent years, the body of automobiles has become more demanding of product design and collision safety, so the thickness and strength of each part of the body are detailed in order to achieve the performance. The number of parts constituting the body has reached several hundred.
For this reason, press materials, that is, tailored blanks in which a plurality of metal plate materials having different plate thicknesses and strengths are joined and integrated, are widely used in recent automobile parts and the like. Tailored blanks have an excellent feature that the characteristics of one metal plate can be partially changed according to the purpose. For example, a high-strength steel plate is applied only to parts where strength is required. While maintaining the necessary strength, it is possible to reduce the weight of the portion that does not require strength. In addition, for tailored blanks, a metal plate having a thickness and strength suitable for the purpose is selected, and this is integrated by welding, so the strength of each part of the press-formed product must be set accurately and arbitrarily according to the purpose. Is possible. For this reason, it is possible to manufacture a body excellent in collision safety while satisfying a design with a strong product, and to reduce the number of parts.

しかし、自動車ボディの軽量化や高強度化のみならず、デザイン性や衝突安全性などの向上にも資するテーラードブランクではあるが、前記したように金属板材を溶接により結合して一体化するため、テーラードブランクの製造には高度な溶接技術が必要とされる。すなわち、高度な溶接技術を適用しないと、プレス成形したときに溶接部において破断が生じやすく、溶接部の強度が確保できないようでは前記したテーラードブランクの有する優れた特性を発揮することもできない。しかも、自動車部品の高強度化が進展している現状においては、ますます高度な溶接技術が必要とされる。   However, although it is a tailored blank that contributes not only to reducing the weight and strength of the automobile body but also to improving design and collision safety, as described above, the metal plate materials are joined and integrated by welding, The production of tailored blanks requires advanced welding techniques. That is, unless an advanced welding technique is applied, breakage is likely to occur in the welded portion when press forming, and the superior characteristics of the tailored blank cannot be exhibited unless the strength of the welded portion can be ensured. Moreover, in the current situation where the strength of automobile parts is increasing, an increasingly advanced welding technique is required.

すなわち、前記したように熱間プレス成形方法は、従来の冷間プレス成形方法では実現できなかった高強度化と優れた寸法精度を両立できるプレス成形方法であるといえるが、プレス製品の高強度化が進展している今日においては、上記特性を満足するのみでは足らず、テーラードブランクに代わる新しい技術として、プレス成形品各部の強度、特に焼入れ硬さを任意に設定することのできる熱間プレス成形技術の開発が、産業界において強く望まれているのである。
また、前記したようにテーラードブランクは目的に合う板厚や強度を有する金属板材を選択し、これを溶接結合して一体化するため、自動車ボディ等の部品点数を削減する効果を有しているが、金属板材各部の焼入れ硬さを任意に設定することのできる金属板材の熱処理技術、および部位によって焼入れ硬さの異なる金属板材を製造することができれば、テーラードブランクを構成するブランクの数や溶接に要する作業時間を大幅に低減・短縮することができる。
That is, as described above, the hot press forming method can be said to be a press forming method capable of achieving both high strength and excellent dimensional accuracy that could not be realized by the conventional cold press forming method. In today's environment, it is not only satisfying the above characteristics, but as a new technology to replace tailored blanks, the strength of each part of the press-molded product, especially the hot press molding can be set arbitrarily. Technology development is highly desired in industry.
In addition, as described above, the tailored blank has the effect of reducing the number of parts such as an automobile body because a metal plate material having a thickness and strength suitable for the purpose is selected and integrated by welding. However, if the metal plate heat treatment technology that can arbitrarily set the quenching hardness of each part of the metal plate material and the metal plate material having different quenching hardness depending on the part can be manufactured, the number of blanks constituting the tailored blank and welding The work time required for this can be greatly reduced and shortened.

本発明の解決すべき課題は、搬送時に金属板材に温度むらが発生するという問題、および焼入れ硬さが上昇しすぎて後加工が困難になるという問題を合理的に解決するとともに、プレス成形品各部の焼入れ硬さを任意に設定することのできる熱間プレス成形方法およびその装置を提供することである。
また、本発明の解決すべきもう一つの課題は、加熱炉等の加熱装置で加熱した金属板材を、これを保持するハンド部を備える搬送装置によって冷却槽等の冷却装置まで搬送し、前記冷却装置において所定の冷却手段、例えば、前記冷却槽に金属板材を投入・浸漬する等により冷却して、焼入れされた金属板材を得る金属板材の熱処理においても、熱間プレスと同様に、搬送時において金属板材に温度むらが発生するという問題、および焼入れ硬さが上昇しすぎて後加工が困難になるという問題を抱えていることから、当該問題を合理的に解決するとともに、金属板材各部の焼入れ硬さを任意に設定することのできる金属板材の熱処理方法およびその装置を提供することである。
The problem to be solved by the present invention is to solve the problem that temperature unevenness occurs in the metal plate material during conveyance and the problem that post-processing becomes difficult due to excessive increase in quenching hardness, and press-formed product. It is an object of the present invention to provide a hot press molding method and apparatus capable of arbitrarily setting the quenching hardness of each part.
Another problem to be solved by the present invention is that the metal plate material heated by a heating device such as a heating furnace is transported to a cooling device such as a cooling tank by a transport device including a hand unit that holds the metal plate material. Also in the heat treatment of the metal plate material to obtain a quenched metal plate material by cooling by inserting / immersing the metal plate material in the cooling tank, etc. The problem of uneven temperature in the metal plate material and the problem that post-processing becomes difficult due to excessive increase in the quenching hardness, so that the problem can be solved reasonably and quenching of each part of the metal plate material It is an object to provide a heat treatment method and apparatus for a metal plate, the hardness of which can be arbitrarily set.

さらに、近年においては、ドロー成形や曲率の厳しいフォーム成形をすることのできる熱間プレス成形技術が新たに望まれている。これは、冷間プレスにおいては、伸びが生じた部分の変形抵抗は加工硬化により向上するが、熱間プレスでは金属板材を高温に加熱するため、金属板材の変形抵抗が低いことに起因するものである。すなわち、近年におけるプレス製品の高強度化に伴い、従来の冷間プレス成型技術では形状凍結性が低下するという問題が発生し、これに対応すべく注目されている熱間プレス成形方法ではあるが、金属板材を高温に加熱する熱間プレス成形技術においては、一旦成形に伴う伸びを生じると当該部分の断面積が小さくなるため、伸びにより板厚が減少する部分の強度はますます低くなる。したがって、深絞り成形に代表される成形加工に伴う材料流動の激しいプレス成形を行った場合には、伸びが生じた部分において局所的な減肉や破断が生じてしまい、いわゆるドロー成形ができないという問題があった。また、深絞り成形と比較すると加工に伴う材料流動の激しくないフォーム成形においても、曲率が厳しい場合には破断が生じるという問題があった。
したがって、本発明の解決すべきさらにもう一つの課題は、従来の熱間プレス成形技術では実現できなかったドロー成形や曲率の厳しいフォーム成形を可能とする熱間プレス成形方法およびその装置を提供することである。
Furthermore, in recent years, a hot press molding technique that can perform draw molding or foam molding with a severe curvature is newly desired. This is because, in cold press, the deformation resistance of the stretched part is improved by work hardening, but in hot press, the metal plate material is heated to a high temperature, so the deformation resistance of the metal plate material is low. It is. That is, with the recent increase in strength of press products, the conventional cold press forming technique has a problem that the shape freezing property is lowered, and this is a hot press forming method that is attracting attention to cope with this. In the hot press forming technology that heats a metal plate material to a high temperature, once the elongation accompanying the forming occurs, the cross-sectional area of the portion becomes small, so the strength of the portion where the plate thickness decreases due to the elongation becomes lower. Therefore, when performing press molding with intense material flow accompanying molding processing represented by deep drawing, local thinning and breakage occur in the stretched portion, so-called draw molding cannot be performed. There was a problem. Further, even in the foam molding in which the material flow accompanying the processing is not severe as compared with the deep drawing molding, there is a problem that the fracture occurs when the curvature is severe.
Therefore, yet another problem to be solved by the present invention is to provide a hot press molding method and apparatus capable of drawing molding and form molding with severe curvature, which could not be realized by the conventional hot press molding technology. That is.

本発明者は、まず、従来から用いられている加熱方法、すなわち、加熱炉等の加熱装置で金属板材を加熱する方法が、生産性が要求される金属板材のプレス成形に最も適合する方法であると位置づけたうえで、搬送時に金属板材に温度むらが発生するという問題、およびプレス成形後に焼入れ硬さが上昇しすぎて後加工が困難になるという問題を合理的に解決すべく、数多くの理論検討および実験検討を行った結果、以下の知見を得た。   The present inventor firstly explained that the conventional heating method, that is, the method of heating a metal plate with a heating apparatus such as a heating furnace is the most suitable method for press forming of a metal plate that requires productivity. In order to rationally solve the problem that temperature unevenness occurs in the metal plate material during conveyance and the problem that post-processing becomes difficult due to excessive hardening hardness after press forming, The following findings were obtained as a result of theoretical and experimental studies.

(A)ハンド部(搬送装置が具備する金属板材の保持手段)と接触する金属板材の部位(以降、接触部位と称する。)においては接触抜熱による温度低下が生じて、その他の部位の温度と異なって温度むらが発生することは前記したとおりである。しかし、接触部位の温度がその周辺部位よりも低下するという当該現象を積極的に活用すれば、特許文献2のように金型に特段の工夫を凝らすことなく、焼入れ硬さが上昇しすぎて後加工が困難になるという後者の問題を解決できること。すなわち、従来においては、なるべく温度むらを生じさせないようにプレス成形装置またはプレス成形装置を構成する金型まで加熱した金属板材を搬送してプレス成形を開始するという考え方が一般的であったが、発想を転換して、搬送段階において積極的に金属板材に対して温度制御を行うことにより、後者の問題を解決できること。 (A) A temperature drop due to contact heat removal occurs in a portion of the metal plate material (hereinafter referred to as a contact portion) that comes into contact with the hand portion (metal plate holding means included in the transport device), and the temperature of other portions. Unlike the above, temperature unevenness occurs as described above. However, if the phenomenon that the temperature of the contact portion is lower than that of the surrounding portion is positively utilized, the quenching hardness increases too much without specially contriving the mold as in Patent Document 2. The latter problem that post-processing becomes difficult can be solved. That is, in the past, it was common to start press molding by transporting a heated metal plate material to a mold constituting the press molding apparatus or the press molding apparatus so as not to cause temperature unevenness as much as possible. The latter problem can be solved by changing the way of thinking and actively controlling the temperature of the metal plate at the transport stage.

(B)具体的には、プレス成形後に機械加工を受ける部位、例えば、後加工(ピアスやトリム等)が必要な部位が前記ハンド部と接触するように金属板材を保持して搬送すれば、当該機械加工を受ける部位、すなわち接触部位の温度は接触抜熱によってその他の部位の温度より低下することから、これは接触部位の焼入れ開始温度を下げることに相当し、これにより接触部位の焼入れ硬さは、その他の部位の焼入れ硬さよりも低下して、プレス成形後における機械加工が容易になること。
さらには、従来方法によって後加工の問題を解決するためには、搬送後において、例えば、金属板材を金型にセットした後において、プレス成形品の焼入れ硬さを部分的に変更するための処理工程が必要となるが、上記のように搬送しながらに積極的に金属板材に対して温度制御を行えば、プレス成形品の焼入れ硬さを部分的に変更するための処理工程を省略できるか処理時間を短縮することができ、生産性の向上をも図れること。
(B) Specifically, a part subjected to machining after press molding, for example, a part that requires post-processing (piercing, trim, etc.) is held and conveyed so as to contact the hand part, Since the temperature of the part to be machined, that is, the contact part is lowered from the temperature of the other part by contact heat removal, this corresponds to lowering the quenching start temperature of the contact part. The thickness is lower than the quenching hardness of other parts, and machining after press molding becomes easy.
Furthermore, in order to solve the problem of post-processing by the conventional method, after the conveyance, for example, after setting the metal plate material in the mold, a process for partially changing the quenching hardness of the press-formed product Although a process is required, can the processing process for partially changing the quenching hardness of the press-molded product be omitted if the temperature control is positively performed on the metal plate material while transporting as described above? Processing time can be shortened and productivity can be improved.

(C)また、前記ハンド部を吸引パッド又はクランプにより構成すると、金属板材の所定の部位、例えば、プレス成形後に機械加工を受ける部位にハンド部を接触させることが容易になり、あるいは、プレス成形後に機械加工を受ける部位にのみハンド部を接触させることが容易になり、さらには、前記ハンド部を加熱手段と冷却手段のいずれか一方又は両方を備える吸引パッド又はクランプにより構成すると、接触部位の温度を、接触抜熱若しくは冷却手段による冷却と加熱手段による昇温のいずれか一方または両方によって制御できるので、接触部位の焼入れ開始温度を任意に制御することができること。すなわち、(B)のように単に接触部位とその他の部位とでプレス成形品の焼入れ硬さを異ならせるのみならず、接触部位の焼入れ硬さを任意に設定することができること。 (C) Further, if the hand part is constituted by a suction pad or a clamp, it becomes easy to bring the hand part into contact with a predetermined part of the metal plate material, for example, a part subjected to machining after press molding, or press molding. It becomes easy to contact the hand part only with a part that is later subjected to machining, and further, if the hand part is constituted by a suction pad or a clamp provided with either or both of a heating means and a cooling means, Since the temperature can be controlled by either one or both of contact heat removal or cooling by the cooling means and temperature rise by the heating means, the quenching start temperature of the contact site can be arbitrarily controlled. That is, as shown in (B), not only the quenching hardness of the press-formed product is different between the contact part and other parts, but also the quenching hardness of the contact part can be arbitrarily set.

以上は、搬送段階において積極的に接触部位の焼入れ開始温度を制御することにより、接触部位の焼入れ硬さを制御することができるという知見であるが、本発明者は、さらに金属板材を金型にセットした後において、焼入れ開始温度と冷却速度のいずれか一方または両方を制御することにより、より正確にプレス成形品各部の焼入れ硬さを任意に設定することができるとともに、金型内保持時間の短縮による生産性の向上を図ることができるという知見を得た。具体的には、以下の通りである。   The above is the knowledge that the quenching hardness of the contact part can be controlled by positively controlling the quenching start temperature of the contact part in the conveying stage. After setting, it is possible to arbitrarily set the quenching hardness of each part of the press-molded product by controlling either one or both of the quenching start temperature and the cooling rate, and the holding time in the mold. We obtained the knowledge that productivity can be improved by shortening. Specifically, it is as follows.

(D)搬送段階において接触部位の焼入れ開始温度を制御した金属板材を金型にセットした後に、成形前、成形中および成形後の少なくとも1つの状態において、所定の冷却手段により金属板材各部の焼入れ開始温度や冷却速度を制御すれば、プレス成形品各部の焼入れ硬さを任意に設定することができること。
(E)そして、所定の冷却手段としては、生産性および焼入れ開始温度や冷却速度の制御性の観点から、金型表面に設けた複数の冷媒吐出口からの冷媒吐出による冷却が望ましいこと。また、金型表面に設けた複数の冷媒回収口から冷媒を順次回収することにより、当該冷媒吐出による冷却効率および熱伝達係数の制御性がさらに向上すること。
(F)さらには、前記冷媒吐出を、冷媒の吐出量、吐出流速、吐出圧力、吐出時間、吐出タイミングから選択される1又は2以上のパラメータを制御し、かつ、各冷媒吐出口毎にまたは複数の冷媒吐出口からの冷媒吐出をグループ化してグループ毎に独立に制御すれば、冷媒吐出による冷却の熱伝達係数を自在に可変することが可能であり、これによって成形品各部の焼入れ硬さを自在に制御することが可能であること。
(D) After setting the metal plate material in which the quenching start temperature of the contact part is controlled in the conveying stage to the mold, quenching of each part of the metal plate material by a predetermined cooling means in at least one state before molding, during molding and after molding If the starting temperature and cooling rate are controlled, the quenching hardness of each part of the press-formed product can be set arbitrarily.
(E) And, as the predetermined cooling means, cooling by refrigerant discharge from a plurality of refrigerant discharge ports provided on the mold surface is desirable from the viewpoint of productivity and controllability of quenching start temperature and cooling rate. Further, by sequentially recovering the refrigerant from the plurality of refrigerant recovery ports provided on the mold surface, the cooling efficiency and the controllability of the heat transfer coefficient by the refrigerant discharge are further improved.
(F) Furthermore, the refrigerant discharge is controlled for one or more parameters selected from the refrigerant discharge amount, the discharge flow rate, the discharge pressure, the discharge time, and the discharge timing, and for each refrigerant discharge port or If the refrigerant discharge from a plurality of refrigerant discharge ports is grouped and controlled independently for each group, the heat transfer coefficient of cooling by refrigerant discharge can be freely changed, and thereby the quenching hardness of each part of the molded product It is possible to control freely.

これを当該発明の原理を模式的に示す図1を用いて説明すると、以下のようになる。図1は、鋼板の冷却開始温度と冷却速度を制御することにより鋼板の組織を制御できることを示す炭素鋼のCCT曲線の一例である。例えば、冷却開始温度T1から鋼板を冷却する場合、冷却カーブ1に従って冷却するとノーズ(変態の境界線)の外側を通るため、鋼材中のほとんどがマルテンサイトになり高強度の組織が得られる。一方、冷却カーブ2に従って冷却するとノーズの内側を通るためにフェライトとセメンタイトを析出するため、冷却後に得られる鋼材中のマルテンサイトの割合が減少し、比較的低強度の組織が得られる。また、冷却開始温度をT1より低いT2として、冷却カーブ2と同じ冷却速度である冷却カーブ3に従って冷却すると、冷却カーブ2の場合よりも少ない割合でフェライトとセメンタイトを析出するため、冷却後に得られる鋼材中のマルテンサイトの割合が冷却カーブ2の場合よりは多く冷却カーブ1の場合よりは少なくなって中程度の強度の組織が得られる。   This will be described below with reference to FIG. 1 schematically showing the principle of the present invention. FIG. 1 is an example of a CCT curve of carbon steel indicating that the structure of the steel sheet can be controlled by controlling the cooling start temperature and cooling rate of the steel sheet. For example, when the steel sheet is cooled from the cooling start temperature T1, if it is cooled according to the cooling curve 1, it passes through the outside of the nose (borderline of transformation), so that most of the steel material becomes martensite and a high strength structure is obtained. On the other hand, when cooled according to the cooling curve 2, ferrite and cementite are precipitated to pass through the inside of the nose, so that the martensite ratio in the steel material obtained after cooling is reduced, and a relatively low strength structure is obtained. Further, when cooling is performed in accordance with the cooling curve 3 having the same cooling rate as the cooling curve 2 with the cooling start temperature T2 lower than T1, ferrite and cementite are precipitated at a lower rate than in the cooling curve 2, and thus obtained after cooling. The ratio of martensite in the steel material is larger than that in the case of the cooling curve 2 and smaller than that in the case of the cooling curve 1, and a medium strength structure is obtained.

すなわち、本発明は、鋼板の冷却開始温度と冷却速度を制御することにより鋼板の組織を制御できることを示すCCT曲線に即したものであり、プレス開始前においては、搬送装置、特に搬送装置の具備するハンド部との接触抜熱や金型表面に設けた複数の冷媒吐出口からの冷媒吐出、あるいは金型表面に設けた複数の冷媒吐出口からの冷媒吐出と冷媒回収口からの冷媒回収により金属板材各部の焼入れ開始温度を制御し、プレス開始後、すなわち、成形中と成形後のいずれか一方又は両方においては、前記した金型表面に設けた複数の冷媒吐出口からの冷媒吐出等により金属板材各部の冷却速度を制御することにより、プレス成形品各部の焼入れ硬さを任意に制御することを本質とするものである。そして、金属板材の任意の部分について焼入れ開始温度の制御および冷却速度の制御を独立に行うことにより、任意の部分でそれぞれ異なった機械的特性を有するプレス成形品を得ること、すなわち、成形品各部の強度を自在に制御することを本質とするものである。なお、冷媒を使用するほど急冷を必要とせず、加工が厳しくなく、金型との接触による抜熱で充分な冷却速度が取れる場合、冷媒吐出をせずにプレス成形加工を行っても良いことは言うまでもない。   That is, the present invention conforms to the CCT curve indicating that the structure of the steel sheet can be controlled by controlling the cooling start temperature and cooling rate of the steel sheet. Heat removal from the hand part, refrigerant discharge from a plurality of refrigerant discharge ports provided on the mold surface, or refrigerant discharge from a plurality of refrigerant discharge ports provided on the mold surface and refrigerant recovery from the refrigerant recovery port The quenching start temperature of each part of the metal plate material is controlled, and after the start of pressing, that is, either during or after molding, by one or both of refrigerant discharge from a plurality of refrigerant discharge ports provided on the mold surface. The essence is to arbitrarily control the quenching hardness of each part of the press-formed product by controlling the cooling rate of each part of the metal plate material. Then, by independently controlling the quenching start temperature and the cooling rate for any part of the metal plate material, it is possible to obtain press-molded articles having different mechanical properties in any part, that is, each part of the molded article It is essential to freely control the strength. Note that rapid cooling is not required as the refrigerant is used, the processing is not severe, and if sufficient cooling speed can be obtained by heat removal by contact with the mold, press molding processing may be performed without discharging the refrigerant. Needless to say.

以上は、金属板材の熱間プレス成形方法に関する知見であるが、本発明者は、金属板材の熱処理方法においても熱間プレス成形方法と同様に、搬送時において金属板材に温度むらが発生するという問題、および焼入れ硬さが上昇しすぎてピアスやトリム等の機械加工が困難になるという問題が発生していることに鑑み、前記方法を課題を同一とする金属板材の熱処理方法にも適用できないかと検討し、以下の知見を得た。   The above is the knowledge about the hot press forming method of the metal plate material, but the present inventor says that the metal plate material also has temperature unevenness during the conveyance in the heat treatment method of the metal plate material, similarly to the hot press forming method. In view of the problem and the problem that the hardened hardness is excessively increased and machining such as piercing and trim becomes difficult, the above method cannot be applied to the heat treatment method of the metal plate material having the same problem. The following findings were obtained.

(G)加熱装置で加熱した金属板材を、これを保持するハンド部を備える搬送装置によって冷却槽等の冷却装置まで搬送し、前記冷却装置で所定の冷却手段により冷却して焼入れを行う金属板材の熱処理方法においても、金属板材の所定の部位、例えば、後加工(ピアスやトリム等)が必要な部位が前記ハンド部と接触するように金属板材を保持して搬送すれば、当該後加工が必要な部位、すなわち接触部位の温度は接触抜熱によってその他の部位の温度より低下することから、これは接触部位の焼入れ開始温度を下げることに相当し、これにより接触部位の焼入れ硬さはその他の部位の焼入れ硬さよりも低下して、当該部位における後加工が容易になること。
さらには、従来方法によって後加工の問題を解決するためには、搬送後において金属板材の焼入れ硬さを部分的に変更するための処理工程が必要となるが、搬送しながらに積極的に金属板材の温度制御を行えば、当該処理工程を省略できるか処理時間を短縮することができ、生産性が向上すること。
(G) A metal plate material that is heated by a heating device and conveyed to a cooling device such as a cooling tank by a conveying device having a hand portion that holds the metal plate material, and is cooled by a predetermined cooling means in the cooling device and quenched. In this heat treatment method, if the metal plate material is held and transported so that a predetermined portion of the metal plate material, for example, a portion requiring post-processing (piercing, trim, etc.) is in contact with the hand portion, the post-processing is performed. This is equivalent to lowering the quenching start temperature of the contact part because the temperature of the required part, that is, the contact part is lower than the temperature of the other part by contact heat removal. It is lower than the quenching hardness of the part, and post-processing at the part becomes easy.
Furthermore, in order to solve the problem of post-processing by the conventional method, a processing step for partially changing the quenching hardness of the metal plate material after the conveyance is necessary. If the temperature control of the plate material is performed, the processing step can be omitted or the processing time can be shortened, and the productivity is improved.

(H)また、ハンド部を吸引パッド又はクランプにより構成すると、金属板材の所定の部位、例えば、ピアスやトリム等の後加工が必要な部分にハンド部を接触させることが容易になり、あるいは、ピアスやトリム等の後加工が必要な部分にのみ前記ハンドを接触させることが容易になり、さらには、前記ハンド部を加熱手段と冷却手段のいずれか一方又は両方を備える吸引パッド又はクランプにより構成すると、接触部位の温度を、接触抜熱若しくは冷却手段による冷却と加熱手段による昇温のいずれか一方または両方によって制御できるので、接触部位の焼入れ開始温度を任意に制御することができること。すなわち、(G)のように単に接触部位とその他の部位とで金属板材の焼入れ硬さを異ならせるのみならず、接触部位の焼入れ硬さを任意に設定することができること。 (H) Moreover, when the hand part is constituted by a suction pad or a clamp, it becomes easy to bring the hand part into contact with a predetermined part of the metal plate material, for example, a part requiring post-processing such as piercing or trim, or It becomes easy to contact the hand only with a portion requiring post-processing such as piercing and trim, and the hand portion is constituted by a suction pad or a clamp having either one or both of heating means and cooling means. Then, since the temperature of a contact part can be controlled by either one or both of contact heat removal or cooling by a cooling means and temperature rise by a heating means, the quenching start temperature of the contact part can be arbitrarily controlled. That is, as shown in (G), not only the quenching hardness of the metal plate material is made different between the contact part and other parts, but also the quenching hardness of the contact part can be arbitrarily set.

次に、本発明者は、被成形材たる金属板材の局所的な減肉や破断を防止すべく、ドロー成形や曲率の厳しいフォーム成形に伴う破断や減肉の発生要因およびこれを解決する方法について、数多くの理論検討および実験検討を行った結果、以下の知見を得た。
(I)冷間プレスにおいては、伸びが生じた部分の変形抵抗は加工硬化により向上するが、熱間プレスでは金属板材を高温に加熱した状態でプレス成形するため、金属板材の変形抵抗が低く、一旦成形に伴う伸びを生じると、図12(c)に示すように、伸びが生じた部分の断面積が小さくなるため、伸びにより板厚が減少する部分の強度はますます低くなり、最終的には破断が生じること。なお、図12(a)は均一に加熱した被成形材たる金属板材を、図12(b)は前記金属板材を用いて円筒絞り成形をしたときのプレス成形品を模式的に示している。
Next, in order to prevent local thinning and breakage of a metal plate material as a molding material, the present inventor is responsible for the cause of breakage and thinning due to draw molding and severe form forming, and a method for solving this. As a result of many theoretical and experimental studies, the following findings were obtained.
(I) In cold pressing, the deformation resistance of the stretched part is improved by work hardening, but in hot pressing, the metal plate material is press-formed in a heated state, so the deformation resistance of the metal plate material is low. Once the elongation due to molding occurs, as shown in Fig. 12 (c), the cross-sectional area of the stretched portion becomes smaller, so the strength of the portion where the plate thickness decreases due to the elongation becomes even lower. In fact, breakage occurs. FIG. 12 (a) schematically shows a metal plate material that is a uniformly heated material, and FIG. 12 (b) schematically shows a press-formed product when cylindrical drawing is performed using the metal plate material.

(J)しかし、図12(d)に示すように、加工度の大きな部分、例えば、ドロー成形やフォーム成形に伴う伸びにより板厚が減少する部分の温度をあらかじめ下げて、当該部分の強度をあらかじめ上げておけば、図12(f)に示すように、当該部分よりも強度の低い他の部分が伸びるので、加工度の大きな部分の負荷が軽減し、破断を防ぐことができること。
(K)また、図12(d)に示すような形態の温度分布のみならず、図12(e)に示すような形態の温度分布、すなわち、加工度の大きな部分において強度の高い部分と強度の低い部分とが交互に出現するような温度分布を形成しておくことによっても、上記効果を得られること。
(L)また、伸びにより板厚が減少する部分の位置、すなわち、加工度に応じた温度設定をすべき金属板材の位置については、あらかじめ行う実験によって特定することが可能であること。
(M)したがって、金属板材の所定の部位、すなわちプレス成形中にドロー成形とフォーム成形のいずれか一方又は両方を受ける部位が前記ハンド部と接触するように金属板材を保持して搬送し、前記ハンド部と接触する部位の温度をドロー成形若しくはフォーム成形の加工度に応じた温度に設定してからプレス成形を開始すれば、被成形材たる金属板材の局所的な減肉や破断を生ずることなく、熱間プレスによるドロー成形や曲率の厳しいフォーム成形等の成形加工が可能となること。
(J) However, as shown in FIG. 12 (d), the temperature of a portion with a high degree of processing, for example, a portion where the plate thickness decreases due to elongation associated with draw molding or foam molding, is lowered in advance to increase the strength of the portion. If it is raised in advance, as shown in FIG. 12 (f), the other part having a lower strength than the part is extended, so that the load on the part with a high degree of processing can be reduced and the breakage can be prevented.
(K) Further, not only the temperature distribution in the form as shown in FIG. 12 (d) but also the temperature distribution in the form as shown in FIG. The above effect can also be obtained by forming a temperature distribution in which low-temperature parts appear alternately.
(L) In addition, the position of the portion where the plate thickness decreases due to elongation, that is, the position of the metal plate that should be temperature-set according to the degree of processing can be specified by an experiment conducted in advance.
(M) Therefore, the metal plate material is held and conveyed so that a predetermined portion of the metal plate material, that is, a portion that receives either or both of the draw molding and the foam molding during the press molding is in contact with the hand portion, If press forming is started after setting the temperature of the part in contact with the hand part to a temperature corresponding to the degree of processing of draw forming or foam forming, local metal thinning and breakage of the metal plate material to be formed may occur. In addition, it is possible to perform molding such as draw molding with hot press and form molding with severe curvature.

(N)さらには、上記方法によるプレス開始前における温度設定のみならず、成形開始後においては金属板材各部の冷却速度を制御することにより、成形性がさらに向上すること。すなわち、搬送段階においてハンド部との接触部位の温度をプレス成形品各部の加工度に応じた温度に設定してからプレス成形を開始し、成形開始後においては、所定の冷却手段により金属板材各部の冷却速度を制御することにより、熱間プレスによるドロー成形性やフォーム成形性がさらに向上すること。
(O)そして、成形開始後における金属板材各部の冷却速度を制御するための所定の冷却手段としては、前記した金型表面に設けた複数の冷媒吐出口からの冷媒吐出による冷却が望ましいこと。また、金型表面に設けた複数の冷媒回収口から冷媒を順次回収することにより、当該冷媒吐出による冷却効率や制御性がさらに向上すること。
(N) Furthermore, not only the temperature setting before the press start by the above method but also the moldability is further improved by controlling the cooling rate of each part of the metal plate material after the start of forming. That is, in the conveying stage, the temperature of the contact part with the hand part is set to a temperature corresponding to the degree of processing of each part of the press-molded product, and then press-molding is started. By controlling the cooling rate, the draw moldability and form moldability by hot pressing are further improved.
(O) And as a predetermined cooling means for controlling the cooling rate of each part of the metal plate material after the start of molding, it is desirable to cool by discharging refrigerant from a plurality of refrigerant discharge ports provided on the surface of the mold. In addition, by sequentially collecting the refrigerant from a plurality of refrigerant collection ports provided on the mold surface, the cooling efficiency and controllability by the refrigerant discharge are further improved.

上記の知見に基づき、本発明者は、搬送時に金属板材に温度むらが発生するという問題、および焼入れ硬さが上昇しすぎて後加工が困難になるという問題を合理的に解決するとともに、プレス成形品各部の焼入れ硬さを任意に設定することのできる熱間プレス成形方法およびその装置、ならびに金属板材各部の焼入れ硬さを任意に設定することのできる金属板材の熱処理方法およびその装置に想到した。さらには、ドロー成形や曲率の厳しいフォーム成形を可能とする熱間プレス成形方法およびその装置に想到した。その要旨とするところは以下の通りである。   Based on the above knowledge, the present inventor rationally solves the problem that temperature unevenness occurs in the metal plate material during conveyance and the problem that post-processing becomes difficult due to excessive increase in quenching hardness, and press A hot press molding method and apparatus capable of arbitrarily setting the quenching hardness of each part of the molded product, and a metal plate material heat treatment method and apparatus capable of arbitrarily setting the quenching hardness of each part of the metal sheet. did. Furthermore, the present inventors have come up with a hot press molding method and apparatus capable of drawing molding and foam molding with severe curvature. The gist is as follows.

(1)加熱装置で加熱した金属板材を、これを保持するハンド部を備える搬送装置によってプレス成形装置を構成する金型まで搬送し、前記金型を用いて前記金属板材を成形する熱間プレス成形方法において、金属板材の所定の部位が前記ハンド部と接触するように金属板材を保持して搬送し、前記ハンド部と接触する部位の温度を接触抜熱によってその他の部位の温度と異ならせてから、プレス成形を開始することを特徴とする熱間プレス成形方法。
(2)加熱装置で加熱した金属板材を、これを保持するハンド部を備える搬送装置によってプレス成形装置を構成する金型まで搬送し、前記金型を用いて前記金属板材を成形する熱間プレス成形方法において、金属板材の所定の部位が前記ハンド部と接触するように金属板材を保持して搬送し、前記ハンド部と接触する部位の温度を接触抜熱によってその他の部位の温度と異ならせ、搬送した金属板材を金型にセットした後には、成形前、成形中、成形後の少なくとも1つの状態で、金型表面に設けた複数の冷媒吐出口からの冷媒吐出により、または、金型表面に設けた複数の冷媒吐出口からの冷媒吐出と冷媒回収口からの冷媒回収により金属板材の任意の部位の温度を制御することを特徴とする熱間プレス成形方法。
(1) A hot press in which a metal plate material heated by a heating device is conveyed to a mold constituting a press molding apparatus by a conveyance device having a hand portion that holds the metal plate material, and the metal plate material is molded using the mold. In the forming method, the metal plate material is held and transported so that a predetermined part of the metal plate is in contact with the hand part, and the temperature of the part in contact with the hand part is made different from the temperature of other parts by contact heat removal. After that, a hot press forming method characterized by starting press forming.
(2) Hot press in which the metal plate material heated by the heating device is conveyed to a mold constituting the press molding apparatus by a conveyance device having a hand portion that holds the metal plate material, and the metal plate material is molded using the mold. In the forming method, the metal plate material is held and transported so that a predetermined part of the metal plate is in contact with the hand part, and the temperature of the part in contact with the hand part is made different from the temperature of other parts by contact heat removal. After the transported metal plate is set in the mold, at least one state before molding, during molding, after molding, by discharging refrigerant from a plurality of refrigerant discharge ports provided on the mold surface, or A hot press forming method characterized in that the temperature of an arbitrary part of the metal plate material is controlled by refrigerant discharge from a plurality of refrigerant discharge ports provided on the surface and refrigerant recovery from the refrigerant recovery port.

(3)前記ハンド部を、加熱手段と冷却手段のいずれか一方又は両方を備える吸引パッドまたはクランプにより構成し、前記吸引パッドの吸着効果によって又は前記クランプで挟持して金属板材を搬送する際に、前記ハンド部と接触する部位の温度を、接触抜熱若しくは冷却手段による冷却と加熱手段による昇温のいずれか一方または両方によって制御することを特徴とする前記(1)に記載の熱間プレス成形方法。
(4)前記ハンド部を、加熱手段と冷却手段のいずれか一方又は両方を備える吸引パッドまたはクランプにより構成し、前記吸引パッドの吸着効果によって又は前記クランプで挟持して金属板材を搬送する際に、前記ハンド部と接触する部位の温度を、接触抜熱若しくは冷却手段による冷却と加熱手段による昇温のいずれか一方または両方によって制御することを特徴とする前記(2)に記載の熱間プレス成形方法。
(3) When the hand part is constituted by a suction pad or a clamp provided with either one or both of a heating means and a cooling means, and when the metal plate material is conveyed by being sandwiched by the suction pad or by the clamp The hot press as set forth in (1), wherein the temperature of the portion in contact with the hand part is controlled by one or both of contact heat removal or cooling by a cooling means and temperature rise by a heating means Molding method.
(4) When the hand part is constituted by a suction pad or a clamp provided with either one or both of a heating means and a cooling means, and when the metal plate material is conveyed by being sandwiched by the suction effect of the suction pad or by the clamp The hot press according to (2) above, wherein the temperature of the part in contact with the hand part is controlled by one or both of contact heat removal or cooling by a cooling means and temperature rise by a heating means Molding method.

(5)前記冷媒吐出を、冷媒の吐出量、吐出流速、吐出圧力、吐出時間、吐出タイミングから選択される1又は2以上のパラメータを制御し、かつ、各冷媒吐出口毎にまたは複数の冷媒吐出口からの冷媒吐出をグループ化してグループ毎に制御することを特徴とする前記(2)または(4)に記載の熱間プレス成形方法。
(6)前記金属板材の所定の部位が、プレス成形後に機械加工を受ける部位、またはプレス成形中にドロー成形とフォーム成形のいずれか一方又は両方を受ける部位であり、前記ハンド部と接触する部位の温度を、機械加工を受ける部位の強度に応じた温度、または、ドロー成形若しくはフォーム成形の加工度に応じた温度に設定することを特徴とする前記(1)〜(5)のいずれか1項に記載の熱間プレス成形方法。
(7)前記金属板材が、鋼板であることを特徴とする前記(1)〜(6)のいずれか1項に記載の熱間プレス成形方法。
(8)前記鋼板が、マルテンサイト変態またはベイナイト変態をする鋼板であることを特徴とする前記(7)に記載の熱間プレス成形方法。
(5) The refrigerant discharge is controlled by one or more parameters selected from the refrigerant discharge amount, discharge flow rate, discharge pressure, discharge time, and discharge timing, and each refrigerant discharge port or a plurality of refrigerants The hot press molding method according to (2) or (4), wherein refrigerant discharge from the discharge ports is grouped and controlled for each group.
(6) The predetermined part of the metal plate material is a part that undergoes machining after press molding, or a part that receives one or both of draw molding and foam molding during press molding, and a part that contacts the hand part Any one of the above (1) to (5) is characterized in that the temperature is set to a temperature corresponding to the strength of the part subjected to machining or a temperature corresponding to the degree of processing of draw molding or foam molding. The hot press molding method according to item.
(7) The hot press forming method according to any one of (1) to (6), wherein the metal plate material is a steel plate.
(8) The hot press forming method according to (7), wherein the steel sheet is a steel sheet that undergoes martensitic transformation or bainite transformation.

(9)加熱装置で加熱した金属板材を、これを保持するハンド部を備える搬送装置によって冷却装置まで搬送し、前記冷却装置で所定の冷却手段により冷却して焼入れを行う金属板材の熱処理方法において、金属板材の所定の部位が前記ハンド部と接触するように金属板材を保持して搬送し、前記ハンド部と接触する部位の温度を接触抜熱によってその他の部位の温度と異ならせることにより、前記ハンド部との接触部位とその他の部位とで金属板材の焼入れ硬さを異ならせることを特徴とする金属板材の熱処理方法。
(10)前記ハンド部を、加熱手段と冷却手段のいずれか一方又は両方を備える吸引パッドまたはクランプにより構成し、前記吸引パッドの吸着効果によって又は前記クランプで挟持して金属板材を搬送する際に、前記ハンド部と接触する部位の温度を、接触抜熱若しくは冷却手段による冷却と加熱手段による昇温のいずれか一方または両方によって任意に制御することにより、前記ハンド部と接触する部位の焼入れ硬さを任意に設定することを特徴とする前記(9)に記載の金属板材の熱処理方法。
(9) In a heat treatment method for a metal plate material in which a metal plate material heated by a heating device is conveyed to a cooling device by a conveying device having a hand portion that holds the metal plate material, and is quenched by cooling with a predetermined cooling means in the cooling device. By holding the metal plate material so that a predetermined part of the metal plate material comes into contact with the hand part, and by making the temperature of the part in contact with the hand part different from the temperature of other parts by contact heat removal, A heat treatment method for a metal plate material, wherein the quenching hardness of the metal plate material is made different between a contact portion with the hand portion and another portion.
(10) When the hand part is constituted by a suction pad or a clamp provided with either one or both of a heating means and a cooling means, and when the metal plate material is conveyed by being sandwiched by the suction effect of the suction pad or by the clamp The temperature of the part in contact with the hand part is arbitrarily controlled by either one or both of contact heat removal or cooling by the cooling means and temperature rise by the heating means, thereby quenching and hardening the part in contact with the hand part. The heat treatment method for a metal sheet according to (9), wherein the thickness is arbitrarily set.

(11)前記金属板材の所定の部位が、焼入れ処理後に機械加工を受ける部位であり、前記ハンド部と接触する部位の温度を、機械加工を受ける部位の強度に応じた温度に設定することを特徴とする前記(9)または(10)に記載の金属板材の熱処理方法。
(12)前記金属板材が、鋼板であることを特徴とする前記(9)〜(11)のいずれか1項に記載の金属板材の熱処理方法。
(13)前記鋼板が、マルテンサイト変態またはベイナイト変態をする鋼板であることを特徴とする前記(12)に記載の金属板材の熱処理方法。
(11) The predetermined part of the metal plate material is a part that undergoes machining after quenching, and the temperature of the part that contacts the hand part is set to a temperature according to the strength of the part that undergoes machining. (9) or (10), characterized in that the metal plate material heat treatment method.
(12) The heat treatment method for a metal plate according to any one of (9) to (11), wherein the metal plate is a steel plate.
(13) The heat treatment method for a metal sheet according to (12), wherein the steel sheet is a steel sheet that undergoes martensitic transformation or bainite transformation.

(14)金属板材を加熱する加熱装置と、加熱した金属板材を搬送する搬送装置と、搬送した金属板材をプレス成形する金型とからなる熱間プレス成形装置において、前記搬送装置が、金属板材の所定の部位に接触し得るとともに接触する部位の温度を接触抜熱によってその他の部位の温度と異ならしめるハンド部を備えることを特徴とする熱間プレス成形装置。
(15)前記ハンド部が、金属板材を昇温する加熱手段と金属板材を冷却する冷却手段のいずれか一方または両方を備える吸引パッドまたはクランプにより構成されることを特徴とする前記14に記載の熱間プレス成形装置。
(14) In a hot press molding apparatus comprising a heating device for heating a metal plate material, a transport device for transporting the heated metal plate material, and a mold for press-molding the transported metal plate material, the transport device is a metal plate material. A hot press molding apparatus comprising: a hand portion that can contact a predetermined portion of the member and that makes the temperature of the contacted portion different from the temperature of the other portion by contact heat removal.
(15) The said hand part is comprised by the suction pad or clamp provided with any one or both of the heating means which heats up a metal plate material, and the cooling means which cools a metal plate material, Said 14 characterized by the above-mentioned. Hot press forming equipment.

(16)前記ハンド部が、金属板材と接触する部位とそれ以外の部位とで分離できる構造を有し、金属板材と接触する部位の形状、大きさおよび材質の少なくとも1つを変更できることを特徴とする前記(14)または(15)に記載の熱間プレス成形装置。
(17)前記金属板材の所定の部位が、プレス成形後に機械加工を受ける部位、またはプレス成形中にドロー成形とフォーム成形のいずれか一方又は両方を受ける部位であることを特徴とする前記(14)〜(16)のいずれか1項に記載の熱間プレス成形装置。
(18)前記金型が、表面に複数の冷媒吐出口を備え、内部に各冷媒吐出口と連通し、かつ、開閉弁、流量調整弁および圧力調整弁の少なくとも1つを備えた冷媒供給管を配した金型であることを特徴とする前記(14)〜(17)のいずれか1項に記載の熱間プレス成形装置。
(16) The hand portion has a structure that can be separated into a portion that contacts the metal plate and a portion other than the portion, and can change at least one of the shape, size, and material of the portion that contacts the metal plate. The hot press molding apparatus according to (14) or (15).
(17) The above-mentioned (14), wherein the predetermined part of the metal plate material is a part that undergoes machining after press forming, or a part that receives either or both of draw forming and foam forming during press forming. The hot press molding apparatus according to any one of (1) to (16).
(18) A refrigerant supply pipe having a plurality of refrigerant discharge ports on a surface thereof, communicating with each of the refrigerant discharge ports, and having at least one of an on-off valve, a flow rate adjustment valve, and a pressure adjustment valve. The hot press molding apparatus according to any one of the above (14) to (17), wherein

(19)前記金型が、表面に複数の冷媒回収口を備え、内部に各冷媒回収口と連通する冷媒回収管を配した金型であることを特徴とする前記(14)〜(18)のいずれか1項に記載の熱間プレス成形装置。
(20)前記金型が、表面に面積率が1〜90%、直径又は外接円の直径が10μm〜5mm、高さが5μm〜1mmの突起部を複数有することを特徴とする前記(14)〜(19)のいずれか1項に記載の熱間プレス成形装置。
(19) The above-mentioned molds (14) to (18), wherein the mold is a mold having a plurality of refrigerant recovery ports on the surface and provided therein with a refrigerant recovery pipe communicating with each refrigerant recovery port. The hot press molding apparatus according to any one of the above.
(20) The mold has a plurality of protrusions having an area ratio of 1 to 90%, a diameter or a circumscribed circle diameter of 10 μm to 5 mm, and a height of 5 μm to 1 mm on the surface (14). The hot press molding apparatus according to any one of to (19).

(21)金属板材を加熱する加熱装置と、加熱した金属板材を搬送する搬送装置と、搬送した金属板材を焼入れする冷却装置とからなる金属板材の熱処理装置において、前記搬送装置が、金属板材の所定の部位に接触し得るとともに接触する部位の温度を接触抜熱によってその他の部位の温度と異ならしめるハンド部を備えることを特徴とする金属板材の熱処理装置。
(22)前記ハンド部が、金属板材を昇温する加熱手段と金属板材を冷却する冷却手段のいずれか一方または両方を備える吸引パッドまたはクランプにより構成されることを特徴とする前記(21)に記載の金属板材の熱処理装置。
(21) In a heat treatment apparatus for a metal plate material comprising a heating device that heats a metal plate material, a conveyance device that conveys the heated metal plate material, and a cooling device that quenches the conveyed metal plate material, the conveyance device comprises a metal plate material A heat treatment apparatus for a metal plate material, comprising: a hand part that can contact a predetermined part and that makes the temperature of the part to be contacted different from the temperature of another part by contact heat removal.
(22) In the above (21), the hand part is constituted by a suction pad or a clamp provided with either or both of a heating means for raising the temperature of the metal plate material and a cooling means for cooling the metal plate material. The heat processing apparatus of the metal plate material of description.

(23)前記ハンド部が、金属板材と接触する部位とそれ以外の部位とで分離できる構造を有し、金属板材と接触する部位の形状、大きさおよび材質の少なくとも1つを変更できることを特徴とする前記(21)または(22)に記載の金属板材の熱処理装置。
(24)前記金属板材の所定の部位が、焼入れ処理後に機械加工を受ける部位であることを特徴とする前記(21)〜(23)のいずれか1項に記載の金属板材の熱処理装置。
(23) The hand part has a structure that can be separated into a part that contacts the metal plate and a part other than the part, and can change at least one of the shape, size, and material of the part that contacts the metal plate. The metal plate material heat treatment apparatus according to (21) or (22).
(24) The heat treatment apparatus for a metal plate according to any one of (21) to (23), wherein the predetermined portion of the metal plate is subjected to machining after quenching.

(A)本発明に係る熱間プレス成形方法によれば、従来の熱間プレス成形において課題とされてきた搬送時に金属板材に温度むらが発生するという問題、およびプレス成形後の焼入れ硬さが上昇しすぎて後加工が困難になるという問題を合理的に解決することができる。具体的には、従来においては、それぞれの問題に対して種々の方法により対応を採ってきたが、後加工の必要な部位が搬送装置のハンド部と接触するように、あるいは、後加工の必要な部位のみが搬送装置のハンド部と接触するように金属板材を保持して搬送するという本発明によれば、生産性を損なうことなく極めて容易に双方の問題を同時に解決することができる。
さらには、従来方法によって後者の問題を解決するためには、搬送後、例えば、金属板材を金型にセットした後においてプレス成形品の焼入れ硬さを部分的に変更するための処理工程が必要となるが、搬送しながらにして積極的に金属板材の温度制御、特に接触部位における温度制御を行う本発明によれば、当該処理工程を省略できるか処理時間を短縮することができ、生産性の向上を図ることができる。
(A) According to the hot press forming method according to the present invention, the problem that temperature unevenness occurs in the metal plate during transport, which has been a problem in conventional hot press forming, and the quenching hardness after press forming are low. It is possible to rationally solve the problem that post-processing becomes difficult due to excessive rise. Specifically, in the past, various methods have been used to deal with each problem, but the part that needs post-processing comes into contact with the hand part of the transport device, or post-processing is necessary. According to the present invention in which the metal plate material is held and transported so that only the proper part contacts the hand part of the transport device, both problems can be solved simultaneously with great ease without impairing productivity.
Furthermore, in order to solve the latter problem by the conventional method, a processing step is required to partially change the quenching hardness of the press-molded product after conveyance, for example, after setting the metal plate material in the mold. However, according to the present invention that actively controls the temperature of the metal plate material while transporting, particularly the temperature control at the contact portion, the processing step can be omitted or the processing time can be shortened, and the productivity can be reduced. Can be improved.

(B)また、ハンド部を吸引パッドまたはクランプによって構成するので、金属板材の所定の部位、例えば、プレス成形後に機械加工を受ける部位にハンド部を接触させることが容易となり、あるいは、プレス成形後に機械加工を受ける部位にのみハンド部を接触させることが容易となり、さらには、ハンド部を加熱手段と冷却手段のいずれか一方又は両方を備える吸引パッド等によって構成すれば、接触部位の温度を、接触抜熱若しくは冷却手段による冷却と加熱手段による昇温のいずれか一方または両方によって制御できるので、接触部位の焼入れ開始温度を機械加工を受ける部位の強度に応じた温度に設定することができ、これにより接触部位の焼入れ硬さを任意に設定することができる。具体的には、接触部位の温度を吸引パッド等に設けた加熱手段により昇温して、金属板材各部の温度を均一にすることにより、成形品各部の焼入れ硬さを均一にすることができる一方、穴加工(ピアス)や切断加工(トリム)等の後加工が必要な部位、すなわち焼入れ硬さが不要な部位に対しては、接触部位の焼入れ開始温度を、ハンド部との接触抜熱かハンド部に設けた冷却手段による冷却により下げておくことにより、焼入れ硬度を低下させることができる。また、金属板材の温度を成形品部位毎に異ならせてからプレス成形を開始すれば、成形品部位毎の焼入れ硬さが異なるプレス成形品を得ることができる。 (B) Moreover, since the hand part is constituted by a suction pad or a clamp, it becomes easy to bring the hand part into contact with a predetermined part of the metal plate material, for example, a part subjected to machining after press molding, or after press molding It becomes easy to contact the hand part only to the part subjected to machining, and further, if the hand part is constituted by a suction pad or the like provided with either one or both of the heating means and the cooling means, the temperature of the contact part is Since it can be controlled by either or both of contact heat removal or cooling by the cooling means and temperature rise by the heating means, the quenching start temperature of the contact part can be set to a temperature according to the strength of the part subjected to machining, Thereby, the quenching hardness of a contact part can be set arbitrarily. Specifically, the quenching hardness of each part of the molded product can be made uniform by raising the temperature of the contact part by a heating means provided on a suction pad or the like and making the temperature of each part of the metal plate material uniform. On the other hand, for parts that require post-processing such as drilling (piercing) or cutting (trim), that is, parts that do not require quenching hardness, the quenching start temperature of the contact part is set to the contact heat removal from the hand part. The quenching hardness can be lowered by lowering by cooling by a cooling means provided in the hand portion. Further, if the press molding is started after the temperature of the metal plate material is changed for each part of the molded product, it is possible to obtain a press-formed product having different quenching hardness for each part of the molded product.

(C)さらに、金属板材を熱間プレス成形装置を構成する金型にセットした後においては、金型表面に設けた複数の冷媒吐出口からの冷媒吐出、または、金型表面に設けた複数の冷媒吐出口からの冷媒吐出と冷媒回収口からの冷媒回収により、金属板材各部の焼入れ開始温度と冷却速度のいずれか一方又は両方を任意に制御できるので、プレス成形品各部の焼入れ硬さを目的に合わせて任意に設定することができる。すなわち、本発明によれば、テーラードブランクのように板厚や強度の異なる複数の金属板材を溶接により結合することなく、プレス成形品各部の焼入れ硬さを目的に合わせて正確かつ任意に設定することができる。なお、プレス成形品の焼入れ硬さを均一にできることは言うまでもない。具体的には、強度が必要な部位に対しては、冷却速度を上昇させることによりマルテンサイト変態またはベイナイト変態による高強度化を図ることができる一方、穴加工(ピアス)や切断加工(トリム)等の後加工が必要な部位、すなわち焼入れ硬さが不要な部位に対しては、プレス成形前に焼入れ開始温度を下げておくか、成形中と成形後のいずれか一方又は両方における冷却速度を弱めることにより焼入れ硬さを低下させることができる。また、金属板材の温度を成形品部位毎に異ならせてからプレス成形を開始すれば、成形品部位毎の焼入れ硬さが異なるプレス成形品を得ることができ、また、成形中と成形後のいずれか一方又は両方における金属板材の冷却速度を成形品部位毎に異ならせれば、成形品部位毎の焼入れ硬さが異なるプレス成形品を得ることもできる。 (C) Further, after the metal plate material is set in the mold constituting the hot press forming apparatus, the refrigerant is discharged from the plurality of refrigerant discharge ports provided on the mold surface, or the plurality of provided on the mold surface. Since either one or both of the quenching start temperature and the cooling rate of each part of the metal plate material can be arbitrarily controlled by the refrigerant discharge from the refrigerant discharge port and the refrigerant recovery from the refrigerant recovery port, the quenching hardness of each part of the press-formed product can be controlled. It can be set arbitrarily according to the purpose. That is, according to the present invention, the quenching hardness of each part of the press-formed product is set accurately and arbitrarily according to the purpose without joining a plurality of metal plate materials having different plate thicknesses and strengths as in the tailored blank by welding. be able to. Needless to say, the quenching hardness of the press-formed product can be made uniform. Specifically, for parts that require strength, increasing the cooling rate can increase the strength by martensite transformation or bainite transformation, while drilling (piercing) or cutting (trim). For parts that require post-processing such as quenching hardness, lower the quenching start temperature before press molding, or increase the cooling rate during or after molding. Hardening can be reduced by weakening. Also, if press molding is started after changing the temperature of the metal plate material for each part of the molded product, it is possible to obtain a press-molded product with different quenching hardness for each part of the molded product, and after molding and after molding If the cooling rate of the metal plate material in either one or both is made different for each part of the molded product, press molded products having different quenching hardnesses for each part of the molded product can be obtained.

(D)また、本発明に係る熱間プレス成形方法によれば、従来の熱間プレス成形方法では実現できなかったドロー成形や曲率の厳しいフォーム成形を行うことができる。具体的には、従来の熱間プレス成形技術を用いて深絞り成形等に代表されるドロー成形を行うと、伸びが生じた部分において局所的な減肉や破断が生じるという問題があったが、本発明に係る熱間プレス成形方法においては、金属板材の所定の部位、すなわちプレス成形中にドロー成形とフォーム成形のいずれか一方又は両方を受ける部位が前記ハンド部と接触するように、あるいは、プレス成形中にドロー成形とフォーム成形のいずれか一方又は両方を受ける部位のみが前記ハンド部と接触するように金属板材を保持して搬送し、前記ハンド部と接触する部位の温度をドロー成形若しくはフォーム成形の加工度に応じた温度に設定してからプレス成形を開始するので、伸びが生じて破断が発生する部位の強度をあらかじめ上げておくことが可能であり、その結果として、伸びが生じる部分の負荷分散を図ることができ、破断を防ぐことができる。
さらには、上記方法によるプレス開始前における温度設定のみならず、成形開始後において金属板材各部の冷却速度を制御することにより、成形性をさらに向上させることができる。具体的には、金属板材の所定の部位、すなわちプレス成形中にドロー成形とフォーム成形のいずれか一方又は両方を受ける部位が前記ハンド部と接触するように、あるいは、プレス成形中にドロー成形とフォーム成形のいずれか一方又は両方を受ける部位のみが前記ハンド部と接触するように金属板材を保持して搬送し、前記ハンド部と接触する部位の温度をドロー成形若しくはフォーム成形の加工度に応じた温度に設定してからプレス成形を開始し、成形開始後においては、所定の冷却手段により金属板材各部の冷却速度を制御することにより、伸びが生じる部分の負荷分散をより精度よく制御することができ、その結果として熱間プレスによるドロー成形性やフォーム成形性をさらに向上させることができる。
(E)さらには、冷媒吐出による冷却を行うので、形状凍結性に優れ、良好な寸法精度を有するプレス製品を製造できることはいうまでもない。また、金型内保持時間の短縮による生産性の向上をも図ることができる。
(D) Moreover, according to the hot press molding method according to the present invention, it is possible to perform draw molding or form molding with severe curvature, which cannot be realized by the conventional hot press molding method. Specifically, when the conventional hot press molding technique is used to perform the draw molding represented by deep drawing, etc., there is a problem that local thinning or breakage occurs in the stretched portion. In the hot press forming method according to the present invention, a predetermined part of the metal plate material, that is, a part that receives one or both of draw forming and foam forming during press forming is in contact with the hand part, or The metal plate is held and transported so that only the part that receives either or both of the draw molding and the foam molding is in contact with the hand part during press molding, and the temperature of the part in contact with the hand part is drawn. Alternatively, press molding is started after setting the temperature according to the degree of processing of foam molding, so the strength of the part where elongation occurs and breakage may be raised in advance. An ability, as a result, it is possible to achieve load distribution of the portion where the elongation occurs, it is possible to prevent breakage.
Furthermore, not only the temperature setting before the press start by the said method but the formability can be further improved by controlling the cooling rate of each part of the metal plate material after the start of forming. Specifically, a predetermined part of the metal plate material, that is, a part that receives one or both of draw molding and foam molding during press molding is in contact with the hand part, or draw molding during press molding. The metal plate is held and transported so that only one or both of the parts for foam molding are in contact with the hand part, and the temperature of the part in contact with the hand part depends on the degree of processing of draw molding or foam molding Press forming is started after the temperature has been set, and after the start of forming, by controlling the cooling rate of each part of the metal plate by a predetermined cooling means, the load distribution in the part where elongation occurs can be controlled more accurately As a result, it is possible to further improve draw moldability and foam moldability by hot pressing.
(E) Furthermore, since cooling by refrigerant discharge is performed, it goes without saying that a press product having excellent shape freezing property and good dimensional accuracy can be manufactured. In addition, productivity can be improved by shortening the holding time in the mold.

(F)また、本発明に係る金属板材の熱処理方法によれば、従来の金属板材の熱処理方法において課題とされてきた搬送時に金属板材に温度むらが発生するという問題、および焼入れ硬さが上昇しすぎて後加工が困難になるという問題を合理的に解決することができる。具体的には、従来においては、それぞれの問題に対して種々の方法により対応を採っていたが、金属板材の所定の部位、例えば、後加工の必要な部位が搬送装置のハンド部と接触するように、あるいは、後加工の必要な部位のみが搬送装置のハンド部と接触するように金属板材を保持して搬送するという本発明によれば、生産性を損なうことなく極めて容易に双方の問題を同時に解決することができる。換言すれば、搬送しながらにして積極的に金属板材各部の温度制御を行う本発明によれば、搬送後における金属板材の焼入れ硬さを部分的に変更するための処理工程を短縮することができ、生産性の向上を図ることができる。 (F) Further, according to the heat treatment method for a metal plate material according to the present invention, the problem that temperature unevenness occurs in the metal plate material during conveyance, which has been a problem in the conventional heat treatment method for metal plate material, and the quenching hardness is increased. It is possible to rationally solve the problem that post-processing becomes difficult due to too much. Specifically, conventionally, various methods have been used to cope with each problem, but a predetermined part of the metal plate material, for example, a part that needs to be post-processed, comes into contact with the hand unit of the transport device. Or, according to the present invention in which the metal plate material is held and transported so that only a portion requiring post-processing is in contact with the hand portion of the transport device, both problems can be solved very easily without impairing productivity. Can be solved at the same time. In other words, according to the present invention that actively controls the temperature of each part of the metal sheet while being conveyed, the processing step for partially changing the quenching hardness of the metal sheet after the conveyance can be shortened. And productivity can be improved.

(G)また、前記ハンド部を吸引パッドまたはクランプによって構成するので、金属板材の所定の部位、例えば、後加工が必要な部分にハンド部を接触させることが容易となり、あるいは、後加工が必要な部分にのみハンド部を接触させることが容易となり、さらには、ハンド部を加熱手段と冷却手段のいずれか一方又は両方を備える吸引パッド等によって構成すれば、接触部位の温度を、接触抜熱若しくは冷却手段による冷却と加熱手段による昇温のいずれか一方または両方によって、機械加工を受ける部位の強度に応じた温度に設定することができるので、接触部位の焼入れ開始温度を任意に制御することができ、これにより接触部位の焼入れ硬さを任意に設定することができる。具体的には、接触部位の温度を吸引パッド等に設けた加熱手段により昇温し、金属板材各部の温度を均一にすることにより、金属板材各部の焼入れ硬さを均一にすることができる一方、穴加工(ピアス)や切断加工(トリム)等の後加工が必要な部位、すなわち焼入れ硬さが不要な部位に対しては、搬送段階においてあらかじめ接触部位の焼入れ開始温度をその周辺部位の温度よりも下げておくことにより、接触部位、すなわち後加工が必要な部位の焼入れ硬さをその周辺部位よりも低下させることができる。 (G) Further, since the hand part is constituted by a suction pad or a clamp, it becomes easy to bring the hand part into contact with a predetermined part of the metal plate material, for example, a part that requires post-processing, or post-processing is required. It is easy to bring the hand part into contact with only a certain part, and further, if the hand part is constituted by a suction pad or the like provided with either one or both of the heating means and the cooling means, the temperature of the contact part is reduced to the contact heat removal Alternatively, either one or both of cooling by the cooling means and heating by the heating means can be set to a temperature according to the strength of the part subjected to machining, so that the quenching start temperature of the contact part can be arbitrarily controlled. Accordingly, the quenching hardness of the contact portion can be arbitrarily set. Specifically, the temperature of the contact portion is raised by a heating means provided on a suction pad or the like, and the quenching hardness of each part of the metal plate material can be made uniform by making the temperature of each part of the metal plate material uniform. For parts that require post-processing such as drilling (piercing) or cutting (trimming), that is, parts that do not require quenching hardness, the quenching start temperature of the contact part is set in advance to the temperature of the surrounding part in the conveying stage. By lowering the thickness, the quenching hardness of the contact portion, that is, the portion that requires post-processing can be reduced as compared with the surrounding portion.

以下、図2〜図9を参照して、本発明を実施するための最良の形態を説明する。
図2は本発明に係る熱間プレス成形装置の概略説明図である。
図3は本発明に係る搬送装置の一例を示す説明図であり、(a)はハンド部を吸引パッドにより構成した場合を示す図、(b)は搬送後の金属板材の温度分布を示す図、(c)はプレス成形品の焼入れ硬さの分布を示す図である。
図4は本発明に係る搬送装置の他の一例を示す説明図であり、(a)はハンド部をクランプにより構成した場合を示す図、(b)は搬送後の金属板材の温度分布を示す図、(c)はプレス成形品の焼入れ硬さの分布を示す図である。
図5は本発明に係る熱間プレス成形装置を構成する金型の概略説明図であり、(a)はダイスホルダーとパンチホルダーを記載した図、(b)は装置の構成を明確にするためにダイスホルダーとパンチホルダーを省略して記載した図である。
図6は本発明に係る冷媒吐出機能を有する金型を示す説明図であり、パンチに当該機能を具備した場合の断面図である。
図7は本発明に係る金型の一例を示す説明図であり、冷媒吐出口、冷媒回収口および突起部を形成した金型の表面を示す図である。
図8は本発明に係る金型の一例を示す断面図であり、冷媒吐出口、冷媒回収口および突起部を形成した金型の断面を示す図である。
図9は本発明に係る金型の他の一例を示す断面図であり、冷媒吐出口、冷媒回収口および突起部を形成した金型の断面を示す図である。
図10は本発明に係る金属板材の熱処理装置の概略説明図である。
Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 2 is a schematic explanatory view of a hot press forming apparatus according to the present invention.
3A and 3B are explanatory views showing an example of a transport device according to the present invention, in which FIG. 3A is a diagram illustrating a case where the hand unit is configured by a suction pad, and FIG. 3B is a diagram illustrating a temperature distribution of the metal plate after transport. (C) is a figure which shows distribution of quenching hardness of a press-formed product.
4A and 4B are explanatory views showing another example of the transport apparatus according to the present invention, in which FIG. 4A shows a case where the hand portion is configured by a clamp, and FIG. 4B shows a temperature distribution of the metal plate after transport. FIG. 4C is a diagram showing the distribution of quenching hardness of the press-formed product.
FIG. 5 is a schematic explanatory view of a mold constituting the hot press forming apparatus according to the present invention, (a) is a diagram showing a die holder and a punch holder, and (b) is for clarifying the structure of the apparatus. It is the figure which abbreviate | omitted and indicated the die holder and the punch holder.
FIG. 6 is an explanatory view showing a mold having a refrigerant discharge function according to the present invention, and is a cross-sectional view when the punch has the function.
FIG. 7 is an explanatory view showing an example of a mold according to the present invention, and is a view showing a surface of the mold on which a refrigerant discharge port, a refrigerant recovery port, and a protrusion are formed.
FIG. 8 is a cross-sectional view showing an example of a mold according to the present invention, and is a view showing a cross section of a mold in which a refrigerant discharge port, a refrigerant recovery port, and a protrusion are formed.
FIG. 9 is a cross-sectional view showing another example of the mold according to the present invention, and is a view showing a cross section of the mold in which a refrigerant discharge port, a refrigerant recovery port, and a protrusion are formed.
FIG. 10 is a schematic explanatory view of a heat treatment apparatus for a metal plate material according to the present invention.

本発明に係る熱間プレス成形方法は、図2に示すように加熱炉等の加熱装置51で加熱した金属板材1を、これを保持するハンド部35を備える搬送装置30によって熱間プレス成形装置2を構成する金型まで搬送し、前記金型を用いて前記金属板材1を成形するものであり、その特徴の一つ目は、金属板材1の所定の部位が前記ハンド部35と接触するように金属板材1を保持して搬送し、前記ハンド部35と接触する部位の温度を接触抜熱によってその他の部位の温度と異ならせてからプレス成形を開始し、前記ハンド部との接触部位とその他の部位とで焼入れ硬さの異なるプレス成形品60を得ることである。
また、本発明に係る熱間プレス成形方法の二つ目の特徴は、加熱手段42と冷却手段43のいずれか一方又は両方を備える吸引パッドまたはクランプによって前記ハンド部35を構成して、接触抜熱若しくは冷却手段43による冷却と加熱手段42による昇温のいずれか一方または両方によって、接触部位の焼入れ開始温度を機械加工を受ける部位の強度に応じた温度に設定してからプレス成形を開始し、接触部位、すなわち機械加工を受ける部位の焼入れ硬さを任意に設定することである。
さらに、本発明に係る熱間プレス成形方法の三つ目の特徴は、上記方法により接触部位の焼入れ開始温度を制御した金属板材1を金型にセットした後において、より詳細には、成形前、成形中および成形後の少なくとも1つの状態において、金型表面に設けた複数の冷媒吐出口12からの冷媒吐出、または、金型表面に設けた複数の冷媒吐出口12からの冷媒吐出と冷媒回収口17からの冷媒回収により、金属板材各部の焼入れ開始温度と冷却速度のいずれか一方又は両方を制御して、プレス成形品各部の焼入れ硬さを任意に設定することである。
また、本発明に係る熱間プレス成形方法の四つ目の特徴は、搬送段階におけるハンド部との接触抜熱や、それに続く金型表面に設けた複数の冷媒吐出からの冷媒吐出等によって、金属板材各部の強度を制御し、これにより熱間プレスによるドロー成形や曲率の厳しいフォーム成形を行うものである。
以下、前記した本発明に係る熱間プレス成形方法の特徴を詳細に説明すべく、(1)本発明で用いる被成形材およびその加熱方法、(2)加熱した金属板材の搬送装置、(3)搬送した金属板材を成形するための金型(冷媒吐出機能を有する金型)および(4)冷媒吐出の制御方法・装置について順を追って説明する。
As shown in FIG. 2, the hot press forming method according to the present invention is a hot press forming apparatus in which a metal plate 1 heated by a heating device 51 such as a heating furnace is transported by a conveying device 30 having a hand portion 35 for holding the metal plate material 1. 2, the metal plate 1 is formed using the mold, and the first feature is that a predetermined portion of the metal plate 1 is in contact with the hand portion 35. In this way, the metal plate material 1 is held and transported, and the temperature of the part that comes into contact with the hand part 35 is changed from the temperature of other parts by contact heat removal, and then press forming is started, and the part that comes into contact with the hand part It is to obtain a press-molded product 60 having different quenching hardness at different parts.
The second feature of the hot press forming method according to the present invention is that the hand portion 35 is constituted by a suction pad or a clamp provided with either one or both of the heating means 42 and the cooling means 43 to remove contact. Either or both of heat or cooling by the cooling means 43 and temperature rise by the heating means 42 are set to a temperature corresponding to the strength of the part to be machined, and then press forming is started. The quenching hardness of the contact portion, that is, the portion subjected to machining is arbitrarily set.
Further, the third feature of the hot press forming method according to the present invention is that, after setting the metal plate 1 having controlled the quenching start temperature of the contact site by the above method in the mold, more specifically, before forming. In at least one state during molding and after molding, refrigerant discharge from the plurality of refrigerant discharge ports 12 provided on the mold surface, or refrigerant discharge and refrigerant from the plurality of refrigerant discharge ports 12 provided on the mold surface By recovering the refrigerant from the recovery port 17, one or both of the quenching start temperature and the cooling rate of each part of the metal plate material is controlled to arbitrarily set the quenching hardness of each part of the press-formed product.
Further, the fourth feature of the hot press molding method according to the present invention is the contact heat removal with the hand part in the conveying stage, the refrigerant discharge from a plurality of refrigerant discharges provided on the mold surface, etc. By controlling the strength of each part of the metal plate material, draw molding by hot pressing and foam molding with severe curvature are performed.
Hereinafter, in order to describe in detail the features of the above-described hot press forming method according to the present invention, (1) a molding material used in the present invention and its heating method, (2) a heated metal sheet material conveying device, (3 ) A mold (mold having a refrigerant discharge function) for forming the conveyed metal plate material and (4) a method and apparatus for controlling refrigerant discharge will be described in order.

(1)まず、本発明に係る熱間プレス成形方法で用いる被成形材および搬送前における被成形材の加熱方法と加熱温度について説明する。
本発明で用いる被成形材は金属板材1であり、Alめっき鋼板、Znめっき鋼板、高強度鋼板、普通鋼等のいずれの鋼板にも適用することができる。
また、マルテンサイト変態またはベイナイト変態をする鋼板であれば、冷媒吐出または金型との接触抜熱による焼入れにより高強度化を図ることができるので、マルテンサイト変態またはベイナイト変態をする鋼板が望ましい。なお、冷媒吐出時または金型との接触抜熱時に必ずしも変態する必要はなく、成形後に変態してもかまわない。
金属板材1を加熱する方法としては、特に限定されるものではなく、金属板材1をA1変態点以上に加熱できる方法であれば、電気炉、ガス炉での加熱や火炎加熱、通電加熱、高周波加熱、誘導加熱等のいずれの方法でもよい。
(1) First, the molding material used in the hot press molding method according to the present invention and the heating method and heating temperature of the molding material before conveyance will be described.
The molding material used in the present invention is a metal plate 1 and can be applied to any steel plate such as an Al-plated steel plate, a Zn-plated steel plate, a high-strength steel plate, and ordinary steel.
Further, a steel plate that undergoes martensitic transformation or bainite transformation can be increased in strength by quenching by refrigerant discharge or contact heat removal with a mold, and therefore, a steel plate that undergoes martensitic transformation or bainite transformation is desirable. It should be noted that the transformation is not necessarily performed when the refrigerant is discharged or when the contact heat is removed from the mold, and the transformation may be performed after molding.
The method of heating the metal plate 1 is not particularly limited, and any method that can heat the metal plate 1 to the A1 transformation point or higher, heating in an electric furnace, gas furnace, flame heating, current heating, high frequency Any method such as heating or induction heating may be used.

(2)次に、上記方法によりA1変態点以上に加熱した金属板材1を金型まで搬送する搬送装置30について説明する。
本発明に係る熱間プレス成形装置2を構成する搬送装置30は、図2〜4に示すように、台座31、アーム32、そして加熱した金属板材1を保持するハンド部35とから構成されるが、本発明の特徴の一つは、金属板材1の所定の部位、例えば、プレス成形後に機械加工を受ける部位、またはプレス成形中にドロー成形とフォーム成形のいずれか一方又は両方を受ける部位が前記ハンド部35と接触するように金属板材1を保持して搬送することであるから、ハンド部35としては、金属板材1の所定の部位に接触させることが容易な吸引パッド37により構成するか、クランプ44により構成することが望ましい。
(2) Next, the conveying device 30 for conveying the metal plate 1 heated to the A1 transformation point or higher by the above method to the mold will be described.
The conveying apparatus 30 which comprises the hot press molding apparatus 2 which concerns on this invention is comprised from the base part 31, the arm 32, and the hand part 35 holding the heated metal plate 1 as shown in FIGS. However, one of the features of the present invention is that a predetermined part of the metal plate 1, for example, a part that undergoes machining after press molding, or a part that receives either or both of draw molding and foam molding during press molding. Since the metal plate 1 is held and transported so as to be in contact with the hand portion 35, the hand portion 35 is constituted by a suction pad 37 that can be easily brought into contact with a predetermined part of the metal plate 1 The clamp 44 is preferably used.

はじめに、ハンド部35を吸引パッド37により構成した場合について図3を用いて説明する。ハンド部35は、搬送対象物である金属板材1を吸着するための吸引パッド37と、これを搬送装置のアーム32に取り付けるためのフレーム36とから構成される。そして、吸引パッド37は、導管38、スカート部39、パッド部40およびシール材41とから構成され、導管38と真空発生装置33とは真空ホース34によって接続されている。すなわち、吸引パッド37から構成される搬送装置30の吸着機構は、真空発生装置33により真空を発生させ、吸引パッド37、より詳細にはスカート部39の内部を真空状態または減圧し、その吸着力(吸引吸着力)により搬送対象物である金属板材1を保持することによって達成される。   First, the case where the hand part 35 is comprised by the suction pad 37 is demonstrated using FIG. The hand unit 35 includes a suction pad 37 for adsorbing the metal plate 1 that is a conveyance object, and a frame 36 for attaching the suction pad 37 to the arm 32 of the conveyance device. The suction pad 37 includes a conduit 38, a skirt portion 39, a pad portion 40, and a sealing material 41, and the conduit 38 and the vacuum generator 33 are connected by a vacuum hose 34. That is, the suction mechanism of the transport device 30 constituted by the suction pad 37 generates a vacuum by the vacuum generation device 33, and vacuums or depressurizes the suction pad 37, more specifically, the inside of the skirt portion 39. This is achieved by holding the metal plate 1 that is the object to be conveyed by (suction adsorption force).

スカート部39は、導管38および真空ホース34によって接続された真空発生装置33による吸引によって、スカート部内部から空気を吸い出し、吸引パッド37と金属板材1との間にできる空間を真空または減圧するための部位である。
このスカート部39を構成する材料としては、高温に加熱した金属板材1あるいはその雰囲気温度に対し十分な熱間強度が得られるものであれば特に限定されないが、加工やライニングが容易である炭素鋼、ステンレス鋼、耐熱合金、サーメット、グラファイトおよびセラミックスのいずれか1つまたは2つ以上の組み合わせからなることが望ましい。
The skirt portion 39 sucks air from the inside of the skirt portion by suction by the vacuum generator 33 connected by the conduit 38 and the vacuum hose 34, and vacuums or depressurizes the space formed between the suction pad 37 and the metal plate 1. It is a part of.
The material constituting the skirt portion 39 is not particularly limited as long as the metal plate 1 heated to a high temperature or a material having sufficient hot strength with respect to the ambient temperature can be obtained, but carbon steel that can be easily processed and lined. , Stainless steel, heat-resistant alloy, cermet, graphite and ceramics, and preferably one or a combination of two or more.

また、金属板材1と接触する部位であるパッド部40についても、スカート部39と同様に、炭素鋼、ステンレス鋼、耐熱合金、サーメット、グラファイトまたはセラミックスのいずれか1つまたは2つ以上の組み合わせから構成することが望ましい。
例えば、金属板材1の温度が200〜700℃である高温域での耐用を求める場合については、耐熱合金によりパッド部40を構成するのが効果的であり、耐熱合金としては、溶接肉盛などによって肉盛れる材料が望ましく、Fe基合金、Ni基合金、Co基合金、粒子分散強化合金のいずれか1つまたは2つ以上の組み合わせからなることが望ましい。なお、これらは熱軟化性の材料であるため、この温度域では充分にかつ過度でない軟化が生じ、シール性を確保することができる。
また、耐熱合金の耐用温度より高い500〜1500℃の温度域の金属板材1を搬送する場合には、セラミックスやグラファイトによりパッド部40を構成することが望ましく、セラミックスについては、焼成前の加工によって形状の造り込みが可能な、アルミナ、シリカ、クロミア、チタニア、ジルコニア、窒化珪素、炭化珪素、ホウ化チタン、ホウ化珪素のいずれか1つまたは2つ以上の組み合わせからなることが望ましい。なお、セラミックスは耐熱合金に対して熱による軟化がほとんど生じないが、この温度域では、被加熱対象物側の表面が十分に軟化して、シール性を確保することができる。
また、200〜500℃の温度域の金属板材1を搬送する場合には、経済的に有利な炭素鋼またはステンレス鋼をパッド部40に用いることが可能である。
Moreover, also about the pad part 40 which is a site | part which contacts the metal plate material 1, similarly to the skirt part 39, from carbon steel, stainless steel, a heat-resistant alloy, cermet, a graphite, or the combination of 2 or more of ceramics. It is desirable to configure.
For example, in the case where durability in a high temperature range where the temperature of the metal plate 1 is 200 to 700 ° C. is required, it is effective to configure the pad portion 40 with a heat-resistant alloy. Therefore, it is desirable that the material be made of any one or a combination of two or more of an Fe-based alloy, Ni-based alloy, Co-based alloy, and particle dispersion strengthened alloy. Since these are heat-softening materials, sufficient and not excessive softening occurs in this temperature range, and sealing properties can be secured.
Moreover, when conveying the metal plate 1 in a temperature range of 500 to 1500 ° C. higher than the allowable temperature of the heat-resistant alloy, it is desirable to configure the pad portion 40 with ceramics or graphite. It is desirable to be made of any one or a combination of two or more of alumina, silica, chromia, titania, zirconia, silicon nitride, silicon carbide, titanium boride, and silicon boride that can be shaped. Ceramics hardly soften by heat with respect to the heat-resistant alloy, but in this temperature range, the surface of the object to be heated is sufficiently softened to ensure sealing performance.
Moreover, when conveying the metal plate 1 in a temperature range of 200 to 500 ° C., it is possible to use economically advantageous carbon steel or stainless steel for the pad portion 40.

吸引パッド37の吸着能力を向上させるには、吸引パッド37と金属板材1との間に形成される空間の真空度を上げることが有用であり、そのためにはパッド部40と金属板材1との境界にシール材41を配置することが有効である。
シール材41としては、熱軟化性材料を用いることが望ましく、ガラス、金属、合金、膨張黒鉛のいずれか1つまたは2つ以上の組み合わせから構成することが望ましい。当該ガラス材料は、ソーダガラス(NaO−CaO−SiO系ガラス)、結晶化ガラス(ケイ酸塩ガラス、アルミノケイ酸塩ガラス、ホウ酸塩ガラス、ホウケイ酸塩ガラス、リンケイ酸塩ガラス)、石英ガラス、はんだガラス、結晶性はんだガラス、ランタンガラス、中性ガラス、鉛ガラス、含水リン酸塩ガラス、テルライトガラス、カルコゲナイドガラス、泡ガラスのいずれか1つまたは2つ以上の組み合わせであることが可能である。なお、パッド部40への固定は、金属板材1の保持、固定に支障のない強度で固定できるものであれば特に限定されないが、機械的な勘合、ネジ止め、ピン止め、摩擦による締結による固定が望ましい。また、溶射や塗布による方法も可能である。
また、高温で柔らかくなる金属または合金をシール材41に適用することも可能である。金属または合金は、鉄、コバルト、ニッケル、ベリリウム、マンガン、銅、金、銀、カルシウム、バリウム、アルミニウム、マグネシウム、ストロンチウム、亜鉛、アンチモン、錫、鉛のいずれか1つの金属または2つ以上の組み合わせからなる合金であることが望ましい。この場合におけるパッド部40への固定についても、金属板材1の保持、固定に支障のない強度で固定できるものであれば特に限定されないが、機械的な勘合、ネジ止め、ピン止め、摩擦による締結による固定が望ましい。また、溶射やメッキによる方法も可能である。
In order to improve the suction capacity of the suction pad 37, it is useful to increase the degree of vacuum of the space formed between the suction pad 37 and the metal plate material 1, and for that purpose, the pad portion 40 and the metal plate material 1 It is effective to arrange the sealing material 41 at the boundary.
As the sealing material 41, it is desirable to use a heat softening material, and it is desirable that the sealing material 41 is composed of one or a combination of two or more of glass, metal, alloy, and expanded graphite. The glass material is soda glass (Na 2 O—CaO—SiO 2 glass), crystallized glass (silicate glass, aluminosilicate glass, borate glass, borosilicate glass, phosphosilicate glass), Quartz glass, solder glass, crystalline solder glass, lanthanum glass, neutral glass, lead glass, hydrous phosphate glass, tellurite glass, chalcogenide glass, foam glass, or a combination of two or more Is possible. The fixing to the pad portion 40 is not particularly limited as long as it can be fixed with a strength that does not hinder the holding and fixing of the metal plate 1, but is fixed by mechanical fitting, screwing, pinning, or fastening by friction. Is desirable. Moreover, the method by thermal spraying or application | coating is also possible.
It is also possible to apply a metal or alloy that softens at high temperatures to the sealing material 41. The metal or alloy is iron, cobalt, nickel, beryllium, manganese, copper, gold, silver, calcium, barium, aluminum, magnesium, strontium, zinc, antimony, tin, lead, or a combination of two or more An alloy made of The fixing to the pad portion 40 in this case is not particularly limited as long as it can be fixed with a strength that does not hinder the holding and fixing of the metal plate 1, but is mechanically engaged, screwed, pinned, and fastened by friction. Fixing by is desirable. Moreover, the method by thermal spraying or plating is also possible.

パッド部40とスカート部39とは一体成形としてもよいが、両者を分離できる構造とすることが望ましく、さらに好ましくは、吸引パッド37をフレーム36に固定した状態のままパッド部40を取り外せる構造としておくことが望ましい。同様に、吸引パッド37のフレーム36への取り付けに関しても、フレーム36の任意の位置に吸引パッド37を取り付けられる構造とすることが望ましい。このような構造にすれば、金属板材1と接触する部位であるパッド部40の形状や大きさを交換することにより、様々な形状や大きさの接触部位を金属板材に形成することが可能となる。また、材質、特に熱伝導率の異なるパッド部40を用いると接触部位における抜熱効果を変化させることができる。また、吸引パッド37の取り付け位置を変更することにより、金属板材1の所定の位置に接触部位を形成することが可能となる。
すなわち、吸引パッド37の取り付け位置やパッド部40の形状、大きさおよび材質の少なくとも1つを調整することにより、本発明に係る熱間プレス成形方法の一つ目の特徴、すなわち、金属板材1の所定の部位、例えば、図3(a)に示すように後加工(ピアスやトリム等)の必要な部位がパッド部40と接触するように金属板材1を吸着して搬送することができ、これによって図3(b)に示すようにパッド部40との接触部位の温度は接触抜熱によってその他の部位の温度と異なることから、図3(c)に示すようにパッド部40との接触部位とその他の部位とでプレス成形品の焼入れ硬さを異ならせることができ、当該部位における後加工を容易に行うことができる。
また、図12(d)に示すように、加工度の大きな部分、例えば、ドロー成形やフォーム成形に伴う伸びにより板厚が減少する部分において接触部位が形成されるように吸引パッド37の取り付け位置やパッド部40の形状・大きさ等を調整すれば、本発明に係る熱間プレス成形方法の4つ目の特徴、すなわち、熱間プレスによるドロー成形やフォーム成形を行うことができる。
例えば、図12(a)に示す形状の金属板材1を用いて、図12(b)に示す形状のプレス成形品60を得る場合、あらかじめ行う実験によって伸びにより板厚が減少する部分の位置、すなわち、加工度に応じた温度設定をすべき金属板材の位置を特定しておき、当該位置において接触部位が形成されるように、吸引パッド37の取り付け位置やパッド部40の形状、大きさおよび材質の少なくとも1つを調整して金属板材1を搬送すれば、当該接触部位の温度はパッド部40との接触抜熱によりその他の部位の温度より低下することから、接触部位の強度はその他の部位よりも上昇する。
したがって、プレス成形中にドロー成形とフォーム成形のいずれか一方又は両方を受ける部位がパッド部40と接触するように金属板材1を保持して搬送し、前記パッド部40と接触する部位の温度をドロー成形若しくはフォーム成形の加工度に応じた温度に設定してからプレス成形を開始すれば、図12(f)に示すように接触部位よりも強度の低い他の部分が伸びるので、被成形材たる金属板材1の局所的な減肉や破断を生ずることなく、熱間プレスによるドロー成形や曲率の厳しいフォーム成形を行うことができる。
伸びにより板厚が減少する部分の位置、すなわち、加工度に応じた温度設定をすべき金属板材の位置については、あらかじめ行う実験によって特定しておくことが可能である。したがって、あらかじめ行う実験によって特定しておいた加工度の高い部位に、例えば、図12(d)に示すような形態の温度分布を形成し、加工度の高い部位の温度を他の部位の温度よりも下げて強度を上げておくことにより、プレス成形を開始したときに図12(f)に示すように、当該強度を上げた部位よりも他の強度の低い部分が伸びるので、破断を防ぐことができる。
なお、図12(d)および図12(e)に示す温度調整領域64は、接触抜熱等によって当該領域の温度を調整したことを示すものであり、例えば、当該温度調整領域64の温度をその周辺領域よりも低く設定すれば、当該温度調整領域64における強度がその他の部分よりも上昇するので、プレス成形を開始したときに図12(f)に示すように、当該強度を上げた部位よりも他の強度の低い部分が伸びるので、破断を防ぐことができる。
また、プレス開始前に金属板材1に付与すべき温度分布の形態は図12(d)に示す形態に限定されるものではなく、プレス成形品60の加工度に応じた温度分布を形成することが望ましい。例えば、図12(b)に示すプレス成形品60においては、縦壁部62が最も加工度の大きな部位であるが、これに相当する金属板材の部位に、図12(e)に示すような形態の温度分布、すなわち、強度の高い部分と強度の低い部分とが交互に出現するような温度分布を形成しておけば、加工度の大きな部位、換言すれば伸びが生じる部位への負荷集中を防ぐことができ、破断を防ぐことができる。
なお、スカート部39へのパッド部40の取り付け構造、あるいはフレーム36への吸引パッド37の取り付け構造についても、固定に支障の無い強度で固定できるものであれば特に限定されるものではなく、機械的な勘合、ネジ止め、ピン止め等が望ましい。
The pad portion 40 and the skirt portion 39 may be integrally formed. However, it is desirable that the pad portion 40 and the skirt portion 39 be separated from each other. More preferably, the pad portion 40 can be removed while the suction pad 37 is fixed to the frame 36. It is desirable to keep it. Similarly, regarding the attachment of the suction pad 37 to the frame 36, it is desirable that the suction pad 37 be attached to an arbitrary position of the frame 36. With such a structure, it is possible to form contact portions of various shapes and sizes on the metal plate material by exchanging the shape and size of the pad portion 40 that is a portion in contact with the metal plate material 1. Become. Moreover, when the pad part 40 from which a material, especially heat conductivity differs is used, the heat removal effect in a contact site | part can be changed. Further, by changing the attachment position of the suction pad 37, it is possible to form a contact site at a predetermined position of the metal plate 1.
That is, by adjusting at least one of the attachment position of the suction pad 37 and the shape, size, and material of the pad portion 40, the first feature of the hot press forming method according to the present invention, that is, the metal plate 1 3, for example, as shown in FIG. 3A, the metal plate 1 can be adsorbed and transported so that a portion necessary for post-processing (piercing, trim, etc.) is in contact with the pad portion 40. As a result, as shown in FIG. 3B, the temperature of the contact portion with the pad portion 40 differs from the temperature of other portions due to contact heat removal, so that the contact with the pad portion 40 as shown in FIG. The quenching hardness of the press-formed product can be made different between the part and the other part, and post-processing at the part can be easily performed.
Further, as shown in FIG. 12 (d), the attachment position of the suction pad 37 so that the contact portion is formed in a portion with a high degree of processing, for example, a portion where the plate thickness decreases due to elongation associated with draw molding or foam molding. If the shape and size of the pad portion 40 are adjusted, the fourth feature of the hot press forming method according to the present invention, that is, draw forming or form forming by hot pressing can be performed.
For example, when the press-formed product 60 having the shape shown in FIG. 12B is obtained by using the metal plate 1 having the shape shown in FIG. 12A, the position of the portion where the plate thickness is reduced due to elongation by an experiment performed in advance, That is, the position of the metal plate material to be temperature set according to the degree of processing is specified, and the attachment position of the suction pad 37 and the shape, size, and size of the pad portion 40 are set so that the contact part is formed at the position. If the metal plate 1 is transported after adjusting at least one of the materials, the temperature of the contact part is lower than the temperature of the other part due to contact heat removal with the pad portion 40. It rises above the site.
Therefore, the metal plate 1 is held and transported so that the portion that receives either or both of the draw molding and the foam molding during the press molding is in contact with the pad portion 40, and the temperature of the portion in contact with the pad portion 40 is set. If the press molding is started after setting the temperature according to the degree of processing of the draw molding or the foam molding, the other part having a lower strength than the contact part is extended as shown in FIG. It is possible to perform draw forming by hot pressing or form forming with a severe curvature without causing local metal thinning or breakage of the metal sheet 1.
The position of the portion where the plate thickness decreases due to elongation, that is, the position of the metal plate material that should be temperature-set according to the degree of processing, can be specified by experiments conducted in advance. Therefore, for example, a temperature distribution having a form as shown in FIG. 12D is formed in a portion with a high degree of processing specified by an experiment performed in advance, and the temperature of the portion with a high degree of processing is set to the temperature of another portion. By lowering the strength further and lowering the strength, as shown in FIG. 12 (f), when the press molding is started, a portion having a lower strength than the portion where the strength is increased is elongated, thereby preventing breakage. be able to.
In addition, the temperature adjustment area | region 64 shown in FIG.12 (d) and FIG.12 (e) shows having adjusted the temperature of the said area | region by contact heat removal etc., For example, the temperature of the said temperature adjustment area | region 64 is shown. If it is set lower than the peripheral region, the strength in the temperature adjustment region 64 is higher than that in the other portions. Therefore, as shown in FIG. Since other low-strength parts are elongated, breakage can be prevented.
In addition, the form of the temperature distribution to be applied to the metal plate 1 before the start of pressing is not limited to the form shown in FIG. 12 (d), and a temperature distribution corresponding to the degree of processing of the press-formed product 60 is formed. Is desirable. For example, in the press-formed product 60 shown in FIG. 12 (b), the vertical wall portion 62 is the part with the highest degree of processing, but the metal plate material corresponding to this is shown in FIG. 12 (e). If the temperature distribution of the form, that is, the temperature distribution in which the high-strength and low-strength portions appear alternately, load concentration on the part with a high degree of processing, in other words, the part where elongation occurs Can be prevented, and breakage can be prevented.
In addition, the attachment structure of the pad portion 40 to the skirt portion 39 or the attachment structure of the suction pad 37 to the frame 36 is not particularly limited as long as it can be fixed with a strength that does not hinder fixation. Fitting, screwing, pinning, etc. are desirable.

また、パッド部40に加熱手段42と冷却手段43のいずれか一方又は両方を備えることにより、本発明に係る熱間プレス成形方法の2つ目の特徴を実現することができる。すなわち、加熱手段42と冷却手段43のいずれか一方又は両方を備える吸引パッドによって前記ハンド部を構成して、接触抜熱若しくは冷却手段43による冷却と加熱手段42による昇温のいずれか一方または両方によって、接触部位の焼入れ開始温度を、機械加工を受ける部位の強度に応じた温度に設定してからプレス成形を開始することにより、接触部位の焼入れ硬さを任意に設定することが可能となる。
具体的には、接触部位の温度を吸引パッドに設けた加熱手段により昇温して、金属板材各部の温度を均一にすることにより、成形品各部の焼入れ硬さを均一にすることができる一方、穴加工(ピアス)や切断加工(トリム)等の後加工が必要な部位、すなわち焼入れ硬さが不要な部位に対しては、接触部位の焼入れ開始温度を吸引パッドとの接触抜熱や吸引パッドに設けた冷却手段による冷却により下げておくことにより、焼入れ硬度を低下させることができる。また、金属板材の温度を成形品部位毎に異ならせてからプレス成形を開始すれば、成形品部位毎の焼入れ硬さが異なるプレス成形品を得ることができる。
また、パッド部40に加熱手段42と冷却手段43のいずれか一方又は両方を備えることにより、前記した熱間プレスによるドロー成形性やフォーム成形性をさらに向上させることができる。例えば、パッド部40との接触抜熱により接触部位の温度をドロー成形若しくはフォーム成形の加工度に応じた温度に設定する前記方法においては、接触抜熱による冷却のみを実現することができるので接触部位を過冷却して必要以上の強度を付与するおそれがあるが、パッド部40に加熱手段42を備えることにより、これを回避することができ、また接触部位の温度を任意に設定することも可能となる。また、パッド部40に冷却手段43を備えれば、冷却能率が向上するので冷却時間を短縮することができ、生産性も向上する。
加熱手段42としては、電熱ヒータ、ガスバーナ、誘導コイル等があり、これらのいずれか1つまたは2つ以上の組み合わせによって接触部位の温度を昇温させることが可能である。なお、ガスバーナについてはラジアント式が望ましい。また、冷却手段43としては、パッド部40内に水路を配して、常時通水することにより、接触部位を冷却することが可能である。
Further, by providing either one or both of the heating means 42 and the cooling means 43 in the pad portion 40, the second feature of the hot press forming method according to the present invention can be realized. That is, the hand portion is configured by a suction pad including either one or both of the heating unit 42 and the cooling unit 43, and either one or both of contact heat removal or cooling by the cooling unit 43 and temperature increase by the heating unit 42 are used. By setting the quenching start temperature of the contact part to a temperature corresponding to the strength of the part subjected to machining, and then starting press molding, it is possible to arbitrarily set the quenching hardness of the contact part .
Specifically, the hardness of each part of the molded product can be made uniform by raising the temperature of the contact part by the heating means provided on the suction pad and making the temperature of each part of the metal plate material uniform. For parts that require post-processing such as drilling (piercing) or cutting (trimming), that is, parts that do not require quenching hardness, the quenching start temperature of the contact part is removed from the suction pad or suctioned with the suction pad. The quenching hardness can be lowered by lowering by cooling by a cooling means provided on the pad. If press molding is started after changing the temperature of the metal plate material for each part of the molded product, it is possible to obtain press-formed products having different quenching hardness for each part of the molded product.
Moreover, by providing either one or both of the heating means 42 and the cooling means 43 in the pad part 40, the draw moldability and foam moldability by the hot press described above can be further improved. For example, in the method in which the temperature of the contact portion is set to a temperature according to the degree of processing of draw molding or foam molding by contact heat removal with the pad portion 40, only cooling by contact heat removal can be realized. There is a risk of overcooling the part to give more strength than necessary, but by providing the pad section 40 with the heating means 42, this can be avoided, and the temperature of the contact part can be set arbitrarily. It becomes possible. Further, if the pad section 40 is provided with the cooling means 43, the cooling efficiency is improved, so that the cooling time can be shortened and the productivity is also improved.
Examples of the heating means 42 include an electric heater, a gas burner, an induction coil, and the like, and the temperature of the contact portion can be raised by any one or a combination of two or more thereof. The gas burner is preferably a radiant type. Moreover, as a cooling means 43, it is possible to cool a contact site | part by arranging a water channel in the pad part 40 and always letting water flow.

次に、ハンド部35をクランプ44により構成した場合について図4を用いて説明する。クランプ44は、上部クランププレート45、下部クランププレート46、シリンダ47およびガイド48とから構成され、シリンダ47によって上部クランププレート45が昇降する機構を有し、各クランププレートには金属板材1を挟持するための爪部49が配置されている。
この上部クランププレート45および下部クランププレート46を構成する材料としては、高温に加熱した金属板材1あるいはその雰囲気温度に対し十分な熱間強度が得られるものであれば特に限定されないが、加工やライニングが容易である炭素鋼、ステンレス鋼、耐熱合金、サーメット、グラファイトおよびセラミックスのいずれか1つまたは2つ以上の組み合わせからなることが望ましい。
Next, the case where the hand part 35 is comprised by the clamp 44 is demonstrated using FIG. The clamp 44 includes an upper clamp plate 45, a lower clamp plate 46, a cylinder 47, and a guide 48. The clamp 44 has a mechanism in which the upper clamp plate 45 is moved up and down by the cylinder 47, and the metal plate 1 is sandwiched between the clamp plates. A claw portion 49 is disposed.
The material constituting the upper clamp plate 45 and the lower clamp plate 46 is not particularly limited as long as the metal plate 1 heated to a high temperature or a material having sufficient hot strength against the ambient temperature can be obtained. It is desirable that it is made of any one of carbon steel, stainless steel, heat-resistant alloy, cermet, graphite and ceramics, or a combination of two or more.

また、金属板材1と接触する部位である爪部49についても、クランププレートと同様に、炭素鋼、ステンレス鋼、耐熱合金、サーメット、グラファイトまたはセラミックスのいずれか1つまたは2つ以上の組み合わせから構成することが望ましい。
なお、爪部49とクランププレートとは一体成形としてもよいが、両者を分離できる構造とすることが望ましく、さらに好ましくは、クランププレートの任意の位置に爪部49を取り付けられる構造とすることが望ましい。このような構造にすれば、金属板材1と接触する部位である爪部49の取り付け位置を変更することにより、例えば、クランププレートに沿って爪部49をスライドさせることにより、金属板材1の所定の位置に接触部位を形成することが可能となる。また、材質、特に熱伝導率の異なる爪部49を用いると接触部位における抜熱効果を変化させることができる。
すなわち、爪部49の取り付け位置や爪部49の形状、大きさおよび材質の少なくとも1つを調整することにより、本発明に係る熱間プレス成形方法の一つ目の特徴、すなわち、図4(a)に示すように金属板材1の所定の部位、例えば、後加工(ピアスやトリム等)の必要な部位が爪部49と接触するように金属板材1を挟持して搬送することができ、これによって図4(b)に示すように爪部49との接触部位の温度は接触抜熱によってその他の部位の温度と異なることから、図4(c)に示すように爪部49との接触部位とその他の部位とでプレス成形品の焼入れ硬さを異ならせることができ、当該部位における後加工を容易に行うことができる。
また、加工度の大きな部分、例えば、ドロー成形やフォーム成形に伴う伸びにより板厚が減少する部分において接触部位が形成されるように爪部49の取り付け位置や爪部49の形状・大きさ等を調整すれば、本発明に係る熱間プレス成形方法の4つ目の特徴、すなわち、熱間プレスによるドロー成形やフォーム成形を行うことができる。
例えば、あらかじめ行う実験によって伸びにより板厚が減少する部分の位置、すなわち、加工度に応じた温度設定をすべき金属板材の位置を特定しておき、当該位置において接触部位が形成されるように、爪部49の取り付け位置や爪部49の形状、大きさおよび材質の少なくとも1つを調整して金属板材1を搬送すれば、当該接触部位の温度は爪部49との接触抜熱によりその他の部位の温度より低下することから、接触部位の強度はその他の部位よりも上昇する。
したがって、プレス成形中にドロー成形とフォーム成形のいずれか一方又は両方を受ける部位が爪部49と接触するように金属板材1を保持して搬送し、前記爪部49と接触する部位の温度をドロー成形若しくはフォーム成形の加工度に応じた温度に設定してからプレス成形を開始すれば、接触部位よりも強度の低い他の部分が伸びるので、被成形材たる金属板材1の局所的な減肉や破断を生ずることなく、熱間プレスによるドロー成形や曲率の厳しいフォーム成形を行うことができる。
また、加工度の大きな部分において強度の高い部分と強度の低い部分とが交互に出現するような温度分布を爪部49との接触抜熱により形成しておくことによっても、上記効果を得られることができる。
なお、クランププレートへの爪部49の取り付け構造についても、固定に支障の無い強度で固定できるものであれば特に限定されるものではなく、機械的な勘合、ネジ止め、ピン止め等が望ましい。
Further, the claw portion 49 which is a portion in contact with the metal plate 1 is also composed of one or a combination of two or more of carbon steel, stainless steel, heat-resistant alloy, cermet, graphite or ceramics, like the clamp plate. It is desirable to do.
The claw portion 49 and the clamp plate may be integrally formed. However, it is desirable that the claw portion 49 and the clamp plate be separated from each other, and it is preferable that the claw portion 49 be attached to an arbitrary position of the clamp plate. desirable. With such a structure, by changing the attachment position of the claw portion 49 that is a part that contacts the metal plate material 1, for example, by sliding the claw portion 49 along the clamp plate, a predetermined amount of the metal plate material 1 is obtained. It is possible to form a contact site at the position. Moreover, when the nail | claw part 49 from which a material, especially heat conductivity differs is used, the heat removal effect in a contact part can be changed.
That is, by adjusting at least one of the attachment position of the claw portion 49 and the shape, size and material of the claw portion 49, the first feature of the hot press molding method according to the present invention, that is, FIG. As shown in a), the metal plate 1 can be sandwiched and conveyed so that a predetermined portion of the metal plate 1, for example, a portion necessary for post-processing (piercing, trim, etc.) is in contact with the claw portion 49, As a result, as shown in FIG. 4 (b), the temperature of the contact portion with the claw portion 49 differs from the temperature of other portions due to contact heat removal, so that the contact with the claw portion 49 as shown in FIG. 4 (c). The quenching hardness of the press-formed product can be made different between the part and the other part, and post-processing at the part can be easily performed.
In addition, the attachment position of the claw portion 49 and the shape and size of the claw portion 49 so that the contact portion is formed in a portion with a high degree of processing, for example, a portion where the plate thickness decreases due to elongation associated with draw molding or foam molding. Is adjusted, it is possible to perform the fourth feature of the hot press molding method according to the present invention, that is, draw molding or foam molding by hot pressing.
For example, the position of the portion where the plate thickness decreases due to elongation, that is, the position of the metal plate material to be temperature-set according to the degree of processing is specified by an experiment conducted in advance, and the contact part is formed at the position. If the metal plate material 1 is transported by adjusting at least one of the attachment position of the claw portion 49 and the shape, size and material of the claw portion 49, the temperature of the contact portion is reduced by contact heat removal with the claw portion 49. Therefore, the strength of the contact portion is higher than that of the other portions.
Therefore, the metal plate 1 is held and transported so that the part that receives either or both of the draw molding and the foam molding is in contact with the claw part 49 during the press molding, and the temperature of the part in contact with the claw part 49 is set. If the press molding is started after setting the temperature according to the degree of processing of the draw molding or the foam molding, the other portion having a lower strength than the contact portion extends, so that the local reduction of the metal plate material 1 as the molding material is achieved. Draw molding by hot pressing or foam molding with severe curvature can be performed without causing meat or breakage.
The above effect can also be obtained by forming a temperature distribution in which a high strength portion and a low strength portion appear alternately in a portion with a high degree of processing by contact heat removal with the claw portion 49. be able to.
The attachment structure of the claw portion 49 to the clamp plate is not particularly limited as long as it can be fixed with a strength that does not hinder fixation, and mechanical fitting, screwing, pinning, and the like are desirable.

また、爪部49に加熱手段42と冷却手段43のいずれか一方又は両方を備えることにより、本発明に係る熱間プレス成形方法の2つ目の特徴、すなわち、加熱手段42と冷却手段43のいずれか一方又は両方を備えるクランプによって前記ハンド部を構成して、接触抜熱若しくは冷却手段43による冷却と加熱手段42による昇温のいずれか一方または両方によって接触部位の焼入れ開始温度を任意に制御して、接触部位の焼入れ硬さを任意に設定することが可能となる。
また、爪部49に加熱手段42と冷却手段43のいずれか一方又は両方を備えることにより、前記した熱間プレスによるドロー成形性やフォーム成形性をさらに向上させることができる。例えば、爪部49との接触抜熱により接触部位の温度をドロー成形若しくはフォーム成形の加工度に応じた温度に設定する前記方法においては、接触抜熱による冷却のみを実現することができるので接触部位を過冷却して必要以上の強度を付与するおそれがあるが、爪部49に加熱手段42を備えることにより、これを回避することができ、また接触部位の温度を任意に設定することも可能となる。また、爪部49に冷却手段43を備えれば、冷却能率が向上するので冷却時間を短縮することができ、生産性も向上する。
なお、加熱手段42としては、電熱ヒータ、ガスバーナ、誘導コイル等があり、これらのいずれか1つまたは2つ以上の組み合わせによって接触部位の温度を昇温させることが可能である。なお、ガスバーナについてはラジアント式が望ましい。また、冷却手段43としては、パッド部40内に水路を配して、常時通水することにより、接触部位を冷却することが可能である。
Further, by providing either one or both of the heating means 42 and the cooling means 43 in the claw portion 49, the second feature of the hot press forming method according to the present invention, that is, the heating means 42 and the cooling means 43 is provided. The hand part is constituted by a clamp having either one or both, and the quenching start temperature of the contact part is arbitrarily controlled by either one or both of contact heat removal or cooling by the cooling means 43 and heating by the heating means 42. Thus, it is possible to arbitrarily set the quenching hardness of the contact portion.
Further, by providing either one or both of the heating means 42 and the cooling means 43 in the claw portion 49, the draw moldability and the foam moldability by the hot press described above can be further improved. For example, in the method in which the temperature of the contact portion is set to a temperature according to the degree of processing of draw molding or foam molding by contact heat removal with the claw portion 49, only cooling by contact heat removal can be realized. There is a risk of overcooling the part to give more strength than necessary, but by providing the heating means 42 in the claw part 49, this can be avoided, and the temperature of the contact part can be arbitrarily set It becomes possible. If the claw portion 49 is provided with the cooling means 43, the cooling efficiency is improved, so that the cooling time can be shortened and the productivity is also improved.
Note that the heating means 42 includes an electric heater, a gas burner, an induction coil, and the like, and the temperature of the contact portion can be raised by any one or a combination of two or more thereof. The gas burner is preferably a radiant type. Moreover, as a cooling means 43, it is possible to cool a contact site | part by arranging a water channel in the pad part 40 and always letting water flow.

(3)次に、冷媒吐出機能を有する金型について、図5を用いて詳細に説明する。本発明に係る熱間プレス成形装置2を構成する金型は、図5に示すように、ダイス3、パッド5、ダイスホルダー9およびダイベース7を備えた上型と、パンチ4、板押さえ6、パンチホルダー10およびダイベース8を備えた下型とから構成される。なお、ダイスホルダー9はパッドホルダーを、パンチホルダー10は板押さえホルダーをそれぞれ兼ねており、以降は、これら一式をダイセット11と称する。なお、図5(b)は、装置の構成を明確にするためにダイスホルダーとパンチホルダーを省略して記載した図である。 (3) Next, the metal mold | die which has a refrigerant | coolant discharge function is demonstrated in detail using FIG. As shown in FIG. 5, the mold constituting the hot press molding apparatus 2 according to the present invention includes an upper die including a die 3, a pad 5, a die holder 9 and a die base 7, a punch 4, a plate presser 6, It is comprised from the lower mold | type provided with the punch holder 10 and the die base 8. FIG. The die holder 9 also serves as a pad holder, and the punch holder 10 serves as a plate holding holder. Hereinafter, these sets are referred to as a die set 11. FIG. 5B is a diagram in which the die holder and the punch holder are omitted in order to clarify the configuration of the apparatus.

図6は本発明に係る冷媒吐出機能を有する金型を示す説明図であり、パンチ4に当該機能を具備した場合の断面図であるが、ダイス3、パッド5、パンチ4、板押さえ6の少なくとも1つに冷媒吐出機能を持たせることが望ましい。以下、パンチ4に冷媒吐出機能を持たせた場合について説明する。
本発明に係る冷媒吐出機能を有する金型は、図6に示すように被成形材たる金属板材1に冷媒を吐出するための複数の冷媒吐出口12を表面に備え、内部には前記冷媒吐出口12と連通し、かつ、開閉弁14、流量調整弁15および圧力調整弁16の少なくとも1つを備えた冷媒供給管13を配している。
なお、図6はパンチ4の縦壁部に冷媒吐出口12を設けた例であるが、頂部に設けてもよいし、縦壁部と頂部の両方に設けてもよい。これは、板押さえ6に冷媒吐出口12を設ける場合についても同様である。一方、上型であるダイス3やパッド5に冷媒吐出口12を設ける場合には、底部に設けてもよいし、縦壁部と底部の両方に設けてもよい。
FIG. 6 is an explanatory view showing a mold having a refrigerant discharge function according to the present invention, and is a cross-sectional view when the punch 4 has the function, but the die 3, the pad 5, the punch 4, and the plate presser 6 It is desirable that at least one has a refrigerant discharge function. Hereinafter, the case where the punch 4 has a refrigerant discharge function will be described.
As shown in FIG. 6, the mold having the refrigerant discharge function according to the present invention has a plurality of refrigerant discharge ports 12 for discharging the refrigerant to the metal plate 1 as a molding material on the surface, and the refrigerant discharge port is provided inside. A refrigerant supply pipe 13 that communicates with the outlet 12 and includes at least one of an on-off valve 14, a flow rate adjustment valve 15, and a pressure adjustment valve 16 is disposed.
6 shows an example in which the coolant discharge port 12 is provided in the vertical wall portion of the punch 4, but it may be provided at the top portion or at both the vertical wall portion and the top portion. The same applies to the case where the refrigerant outlet 12 is provided in the plate holder 6. On the other hand, when the coolant discharge port 12 is provided in the upper die 3 or the pad 5, it may be provided at the bottom or at both the vertical wall and the bottom.

冷媒吐出口12およびこれに連通する冷媒供給管13は、ドリルによる機械的な穿孔や放電加工による穿孔によって形成することができる。なお、この場合の金型の材質としては、熱間強度の観点から熱間加工用のダイス鋼が望ましい。
また、冷媒供給管13は冷媒吐出口12と連通していれば冷媒吐出機能を果たすため、冷媒吐出口12や冷媒供給管13を金型に穿孔する代わりに、金型内部から外表面に貫通する気孔を有する多孔質金属に冷媒供給管13を接続してもよい。なお、この場合には、肉厚方向に貫通する直径100μm〜1mm、ピッチ100μm〜10mmの孔を複数有する多孔質金属を使用することが望ましい。例えば、図6に示す構成のパンチにおいて、中子20をダイス鋼とし、パンチ4を多孔質金属とすれば、微細でピッチの小さな冷媒吐出口12および冷媒供給管13を形成することができる。なお、このような多孔質金属は、粉末を成形後に焼結するか、金属を溶融させた後、温度制御により凝固組織の方向を一定にする一方向凝固によって製造することができる。
なお、本発明に係る熱間プレス成形方法および装置においては、このような金型で冷媒吐出をさせてプレス成形加工を行うが、冷媒を使用するほど急冷を必要とせず、加工が厳しくなく、金型との接触による抜熱で充分な冷却速度が取れる場合、冷媒吐出をせずにプレス成形加工を行っても良い。
The refrigerant discharge port 12 and the refrigerant supply pipe 13 communicating with the refrigerant discharge port 12 can be formed by mechanical drilling by a drill or drilling by electric discharge machining. In this case, the die material is preferably hot working die steel from the viewpoint of hot strength.
In addition, since the refrigerant supply pipe 13 fulfills the refrigerant discharge function as long as it communicates with the refrigerant discharge port 12, it penetrates from the inside of the mold to the outer surface instead of drilling the refrigerant discharge port 12 and the refrigerant supply pipe 13 in the mold. The refrigerant supply pipe 13 may be connected to a porous metal having pores. In this case, it is desirable to use a porous metal having a plurality of holes having a diameter of 100 μm to 1 mm and a pitch of 100 μm to 10 mm penetrating in the thickness direction. For example, in the punch having the configuration shown in FIG. 6, if the core 20 is made of die steel and the punch 4 is made of a porous metal, the refrigerant discharge ports 12 and the refrigerant supply pipes 13 that are fine and have a small pitch can be formed. Such a porous metal can be produced by unidirectional solidification in which the direction of the solidified structure is made constant by temperature control after sintering the powder after molding or by melting the metal.
In the hot press molding method and apparatus according to the present invention, the coolant is discharged by such a mold and press molding is performed, but rapid cooling is not required as the refrigerant is used, and the processing is not severe. When a sufficient cooling rate can be obtained by heat removal due to contact with the mold, press molding may be performed without discharging the refrigerant.

次に、冷媒供給管13の開閉弁14、流量調整弁15および圧力調整弁16の各機能について説明する。
一般に冷媒による冷却能力については熱伝達係数αを用いて表すことができ、当該熱伝達係数α、冷媒の吐出量Q、吐出流速U、吐出圧力Pおよび吐出時間Tとの関係は以下の式により表すことができる。なお、f、g、hは、それぞれ関数を表し、例えば、熱伝達係数αは冷媒の吐出量Qの関数として成立することを示す。
熱伝達係数α =f(冷媒の吐出量Q) ・・・ (1)
冷媒の吐出量Q =g(吐出流速U、吐出時間T) ・・・ (2)
吐出流速U =h(吐出圧力P) ・・・ (3)
Next, functions of the on-off valve 14, the flow rate adjustment valve 15 and the pressure adjustment valve 16 of the refrigerant supply pipe 13 will be described.
In general, the cooling capacity by the refrigerant can be expressed using a heat transfer coefficient α, and the relationship between the heat transfer coefficient α, the refrigerant discharge amount Q, the discharge flow rate U, the discharge pressure P, and the discharge time T is expressed by the following equation. Can be represented. Note that f, g, and h represent functions, for example, that the heat transfer coefficient α is established as a function of the refrigerant discharge amount Q.
Heat transfer coefficient α = f (refrigerant discharge amount Q) (1)
Refrigerant discharge amount Q = g (discharge flow velocity U, discharge time T) (2)
Discharge flow rate U = h (discharge pressure P) (3)

すなわち、本発明は、冷媒供給管13の開閉弁14、流量調整弁15および圧力調整弁16の少なくとも1つの弁によって、冷媒の吐出量Q、吐出流速U、吐出圧力P、吐出時間T、および吐出タイミングから選択される1又は2以上のパラメータを制御し、これにより前記熱伝達係数を制御するものである。すなわち、本発明においては、必ずしも開閉弁14、流量調整弁15および圧力調整弁16の3種類の弁を設ける必要がなく、1つの弁によって当該機能を達成することができる。ただし、開閉弁14、流量調整弁15および圧力調整弁16の3種類の弁を設けることにより、前記パラメータの制御が容易となるので、開閉弁14、流量調整弁15および圧力調整弁16の3種類の弁を設けることが望ましい。
なお、前記弁は応答性を良好に保つために冷媒吐出口12に近い金型内部に内蔵してもよいが、弁の調整を行うたびに金型を分解する手間を要するため、ダイセット11に設置することが望ましい。
That is, according to the present invention, the refrigerant discharge amount Q, the discharge flow velocity U, the discharge pressure P, the discharge time T, and the at least one of the on-off valve 14, the flow rate adjusting valve 15 and the pressure adjusting valve 16 of the refrigerant supply pipe 13 are One or more parameters selected from the discharge timing are controlled, thereby controlling the heat transfer coefficient. That is, in the present invention, it is not always necessary to provide three types of valves, that is, the on-off valve 14, the flow rate adjusting valve 15, and the pressure adjusting valve 16, and the function can be achieved by one valve. However, by providing three types of valves, that is, the on-off valve 14, the flow rate adjusting valve 15, and the pressure adjusting valve 16, the parameters can be easily controlled. It is desirable to provide a type of valve.
The valve may be built in the mold close to the refrigerant discharge port 12 in order to keep the responsiveness good. However, it takes time to disassemble the mold every time the valve is adjusted. It is desirable to install in.

また、前記したように本発明は、少なくとも1つの弁によって、冷媒の吐出量Q、吐出流速U、吐出圧力P、吐出時間T、および吐出タイミングから選択される1又は2以上のパラメータを制御することにより、冷媒吐出による熱伝達係数αを制御するものであるが、当該制御を各冷媒吐出口毎に行えば、金型表面に設けた複数の冷媒吐出口からの冷媒吐出による冷却の熱伝達係数αを自在に可変することが可能となり、これにより本発明に係る熱間プレス成形方法の三つ目の特徴である金属板材各部の焼入れ開始温度や冷却速度を任意に制御することができ、プレス成形品各部の焼入れ硬さを任意に設定することができる。また、熱伝達係数αを自在に可変できることから、金属板材各部の強度を任意に制御することができ、これによりドロー成形やフォーム成形を行ったときに局所的な減肉や破断を生ずることなく、次々と強度の低い部分を伸ばしていくことができ、金属板材各部の伸びや板厚を自在に制御することが可能となる。
さらには、柱状のプレス製品を成形する場合には、パンチ押し込み量が同一となる位置関係にある複数の冷媒吐出口からの冷媒吐出をグループ化してグループ毎に制御すれば、成形性を向上させることが可能である。
Further, as described above, the present invention controls one or more parameters selected from the refrigerant discharge amount Q, the discharge flow rate U, the discharge pressure P, the discharge time T, and the discharge timing by at least one valve. Thus, the heat transfer coefficient α by the refrigerant discharge is controlled. If this control is performed for each refrigerant discharge port, the heat transfer of the cooling by the refrigerant discharge from the plurality of refrigerant discharge ports provided on the mold surface is performed. It becomes possible to freely vary the coefficient α, thereby arbitrarily controlling the quenching start temperature and cooling rate of each part of the metal plate material, which is the third feature of the hot press forming method according to the present invention, The quenching hardness of each part of the press-formed product can be arbitrarily set. In addition, since the heat transfer coefficient α can be freely changed, the strength of each part of the metal plate material can be arbitrarily controlled, so that local thinning and breakage do not occur when draw forming or foam forming is performed. The portions with low strength can be stretched one after another, and the elongation and thickness of each portion of the metal plate material can be freely controlled.
Furthermore, when forming a columnar press product, moldability can be improved by grouping and controlling the refrigerant discharge from a plurality of refrigerant discharge ports in a positional relationship where the punch push-in amount is the same. It is possible.

また、図7および8に示すように、金型の成形面に複数の冷媒回収口17を形成し、かつ、金型内部に前記冷媒回収口17と連通する冷媒回収管18を配することにより、金属板材1に吐出した冷媒を効率よく回収することができる。
さらには、冷媒回収管18から真空発生装置等の吸引手段により冷媒を回収することにより冷却効率を向上させることができる。これは、気化しきれなかった冷媒は、金型の成形面に沿って、例えば、後述する突起部19の底部に付着するか溜まって当該付着部等における冷却に寄与するが、付着したあるいは溜まったままの状態であると、新たに冷媒を吐出したときに当該付着部等における熱伝達係数αが冷媒が残存していないときと比較すると低下してしまうことに起因するものである。このため、冷媒吐出後においては、真空発生装置等の吸引手段により気化しきれなかった冷媒を回収することが望ましく、これにより冷却効率および熱伝達係数αの制御性を向上させることができる。
なお、冷媒回収口17および冷媒回収管18は、前記した冷媒吐出口12や冷媒供給管13の形成方法と同様の方法により形成することができる。また、冷媒回収口17はパンチ4の頂部に設けてもよいし、縦壁部と頂部の両方に設けてもよい。これは、板押さえ6に冷媒回収口17を設ける場合についても同様である。一方、上型であるダイス3やパッド5に冷媒回収口17を設ける場合には、底部に設けてもよいし、縦壁部と底部の両方に設けてもよいが、縦壁部に設けた方が被成形材に吐出した冷媒を効率よく回収することができる。
7 and 8, a plurality of refrigerant recovery ports 17 are formed on the molding surface of the mold, and a refrigerant recovery pipe 18 communicating with the refrigerant recovery port 17 is arranged inside the mold. The refrigerant discharged to the metal plate 1 can be efficiently recovered.
Furthermore, the cooling efficiency can be improved by recovering the refrigerant from the refrigerant recovery pipe 18 by suction means such as a vacuum generator. This is because the refrigerant that has not been vaporized adheres to or accumulates along the molding surface of the mold, for example, on the bottom of the protrusion 19 described later, and contributes to cooling in the adhering part. This is because, when the refrigerant is newly discharged, the heat transfer coefficient α at the adhering portion or the like is lowered as compared with the case where the refrigerant does not remain. For this reason, after the refrigerant is discharged, it is desirable to collect the refrigerant that has not been vaporized by a suction means such as a vacuum generator, thereby improving the control efficiency of the cooling efficiency and the heat transfer coefficient α.
The refrigerant recovery port 17 and the refrigerant recovery tube 18 can be formed by a method similar to the method of forming the refrigerant discharge port 12 and the refrigerant supply tube 13 described above. Moreover, the refrigerant | coolant collection | recovery port 17 may be provided in the top part of the punch 4, and may be provided in both a vertical wall part and a top part. The same applies to the case where the refrigerant recovery port 17 is provided in the plate holder 6. On the other hand, when the coolant recovery port 17 is provided in the upper die 3 or the pad 5, it may be provided at the bottom or at both the vertical wall and the bottom, but is provided at the vertical wall. Thus, the refrigerant discharged to the molding material can be efficiently recovered.

さらに、図7および8に示すように、金型の成形面に複数の突起部19を形成すれば、金型と金属板材1との接触面積が減少し、プレス成形中の金型抜熱による被成形材たる金属板材の過冷却を抑制することができる。逆に被成形材と冷媒との接触面積を増やすことにより、急冷させたい部分に多くの冷媒を接触させ、冷却速度を要求される通りに上げることができる。さらには、成形完了後、下死点で冷媒を吐出した際には、突起部19と金属板材1との間隙に冷媒を循環させることが容易になり、金型と金属板材1との冷却効率を高めることができる。また、これだけでなく、金型の熱歪を減少させ、加工精度を上げることができる。
なお、図7および8に例示した突起部19は、金型の成形面に所定の間隔で設けた円柱状の形状であるが、水平断面の形状は、円状、多角形状、星型形状のいずれかであることが望ましく、垂直断面の形状は、長方形又は台形であることが望ましく、半球状でもよい。
Further, as shown in FIGS. 7 and 8, if a plurality of protrusions 19 are formed on the molding surface of the mold, the contact area between the mold and the metal plate 1 is reduced, and due to heat removal from the mold during press molding. It is possible to suppress overcooling of the metal plate material that is the molding material. Conversely, by increasing the contact area between the material to be molded and the refrigerant, a large amount of refrigerant can be brought into contact with the portion to be rapidly cooled, and the cooling rate can be increased as required. Furthermore, when the refrigerant is discharged at the bottom dead center after the completion of molding, it becomes easy to circulate the refrigerant in the gap between the protrusion 19 and the metal plate 1, and the cooling efficiency between the mold and the metal plate 1 is improved. Can be increased. In addition to this, the thermal distortion of the mold can be reduced and the processing accuracy can be increased.
7 and 8 are cylindrical shapes provided at predetermined intervals on the molding surface of the mold, but the horizontal cross-sectional shape is circular, polygonal, or star-shaped. It is desirable that the shape of the vertical cross section is either rectangular or trapezoidal, and may be hemispherical.

前記突起部19は、金型の成形面の少なくとも一面に形成すれば前記効果を発揮することができるが、双方の成形面に形成してもよい。また、金型の成形面の一部に設けても全面に設けてもよい。
なお、前記突起部19は、成形面の表面にそのまま形成してもよいが、成形条件によっては、突起部の形状が成形品に転写されて成形品の表面性状を害することがあるので、突起部周囲の金型部分を除去して窪みを形成するか、図9に示すように突起部形成位置における金型部分に突起部の高さと一致する深さの窪みを形成し、当該窪みに突起部19を形成することが望ましい。
The protrusion 19 can exert the above-described effect if it is formed on at least one of the molding surfaces of the mold, but may be formed on both molding surfaces. Further, it may be provided on a part of the molding surface of the mold or on the entire surface.
The protrusion 19 may be formed as it is on the surface of the molding surface. However, depending on the molding conditions, the shape of the protrusion may be transferred to the molded product, which may impair the surface properties of the molded product. The mold part around the part is removed to form a dent, or as shown in FIG. 9, a dent having a depth matching the height of the projection part is formed in the mold part at the projection part forming position, and the dent is projected into the dent part. It is desirable to form the portion 19.

突起部19の面積率は、金型の成形面の1〜90%であることが望ましい。1%未満では被成形材に突起部形状が転写し易く、90%を超える場合は突起部19の間隙が狭く、圧力損失が大きくなり冷媒が充填又は流動できないため、冷却効率が低下する。
突起部の水平断面形状が円状である場合には突起部19の直径、多角形状又は星型形状である場合には突起部の外接円の直径が10μm〜5mmであることが望ましい。突起部の直径又は外接円の直径が10μm未満では突起部の摩耗が大きく、長期間にわたり効果を発揮することができず、5mmを超える場合は均一に冷却することができない。
突起部19の高さは、5μm〜1mmであることが望ましい。突起部の高さが5μm未満では被成形材との隙間が小さすぎるため、金型と被成形材の間に冷媒を循環させることが困難であり、1mmを越す場合は隙間が過大となるため、加工量が増え経済的でなくなる。
The area ratio of the protrusions 19 is preferably 1 to 90% of the molding surface of the mold. If it is less than 1%, the shape of the protrusions can be easily transferred to the material to be molded, and if it exceeds 90%, the gap between the protrusions 19 is narrow, the pressure loss increases, and the refrigerant cannot be charged or flown.
When the horizontal cross-sectional shape of the protrusion is circular, the diameter of the protrusion 19 is preferable. When the protrusion is a polygonal shape or a star shape, the diameter of the circumscribed circle of the protrusion is preferably 10 μm to 5 mm. When the diameter of the protrusion or the circumscribed circle is less than 10 μm, the wear of the protrusion is great, and the effect cannot be exhibited over a long period of time, and when it exceeds 5 mm, cooling cannot be performed uniformly.
As for the height of the projection part 19, it is desirable that they are 5 micrometers-1 mm. If the height of the protrusion is less than 5 μm, the gap between the molding material and the molding material is too small, so that it is difficult to circulate the refrigerant between the mold and the molding material, and if it exceeds 1 mm, the gap becomes excessive. The amount of processing increases and is not economical.

突起部19は、電解加工、化学エッチング、放電加工、めっき法等によって形成することができる。
化学エッチングは、可視光硬化型感光性樹脂を金型表面に塗布、乾燥した後、可視光を遮断するマスクで被覆して可視光を照射し、照射部を硬化させ、硬化部以外の樹脂を有機溶剤により除去する方法である。例えば、塩化ナトリウム水溶液等のエッチング液に金型表面を1〜30分程度浸漬し、エッチングすればよい。突起部の直径又はピッチは可視光を遮断するマスクの形状によって適宜選択することが可能であり、突起部の高さはエッチング時間によって適宜調整することができる。
放電加工は、目的とする突起部形状を反転させた凹部を表面パターンとして有する銅電極を金型に対向して設置し、電流ピーク値、パルス幅を変え、直流パルス電流を流す加工方法である。好ましい電流値は2〜100A、パルス幅は2〜1000μsecであり、金型材質、及び所望の突起部形状に応じて、適宜調整すればよい。
めっき法の場合、半球状突起部の直径を10μm以上とするため、めっきの厚みを10μm以上とすることが好ましく、上限は剥離を防止するため80μm以下とすることが望ましい。めっき層は、アルカリ脱脂し、めっき液中で金型を陽極として電解処理する電解エッチングを行った後、所定の浴温、電流密度で形成することができる。なお、クロムめっきの場合はクロムめっき液中で、電流密度1〜200A/dm程度、浴温30〜60℃程度、NiWめっきの場合は、NiWめっき液中、電流密度1〜100A/dm程度、浴温30〜80℃程度の条件にすれば、10〜80μmの厚みのめっき層を設けることができる。なお、半球状突起形状を有するめっき層を形成するには、例えば、電流密度を段階的に増加させた後、一定電流密度でめっきすればよい。
The protrusion 19 can be formed by electrolytic processing, chemical etching, electric discharge processing, plating, or the like.
In chemical etching, a visible light curable photosensitive resin is applied to the mold surface, dried, then covered with a mask that blocks visible light, irradiated with visible light, the irradiated part is cured, and a resin other than the cured part is applied. This is a method of removing with an organic solvent. For example, the mold surface may be immersed in an etching solution such as a sodium chloride aqueous solution for about 1 to 30 minutes and etched. The diameter or pitch of the protrusions can be appropriately selected depending on the shape of the mask that blocks visible light, and the height of the protrusions can be appropriately adjusted depending on the etching time.
Electric discharge machining is a machining method in which a copper electrode having a concave portion in which a target protrusion shape is inverted as a surface pattern is placed facing a mold, a current peak value and a pulse width are changed, and a DC pulse current is passed. . A preferable current value is 2 to 100 A, a pulse width is 2 to 1000 μsec, and the current value may be appropriately adjusted according to the mold material and the desired protrusion shape.
In the case of the plating method, in order to make the diameter of the hemispherical protrusion 10 μm or more, the thickness of the plating is preferably 10 μm or more, and the upper limit is preferably 80 μm or less in order to prevent peeling. The plating layer can be formed at a predetermined bath temperature and current density after alkaline degreasing and electrolytic etching in which a mold is used as an anode in a plating solution. In the case of chromium plating, the current density is about 1 to 200 A / dm 2 in the chromium plating solution, and the bath temperature is about 30 to 60 ° C. In the case of NiW plating, the current density is 1 to 100 A / dm 2 in the NiW plating solution. When the bath temperature is about 30 to 80 ° C., a plating layer having a thickness of 10 to 80 μm can be provided. In order to form a plating layer having a hemispherical protrusion shape, for example, after increasing the current density stepwise, plating may be performed at a constant current density.

(4)次に、冷媒供給管13に備えた開閉弁14、流量調整弁15および圧力調整弁16の少なくとも1つを制御する制御装置23について説明する。
当該制御装置23としては、特に限定されるものではなく、前記冷媒供給管13に備えた開閉弁14、流量調整弁15および圧力調整弁16の開閉を制御できるものであれば、機械的、電子的手段を問わず、あるいはこれらを複合させた手段であってもよい。例えば、これらの弁機構にリレースイッチを採用し、当該リレースイッチの開閉(オン・オフ)を計算機(コンピュータ)により制御することにより、前記冷媒供給管13と連通する冷媒吐出口12からの冷媒吐出、結果的には当該冷媒吐出口12における熱伝達係数αを調整することができる。
(4) Next, the control device 23 that controls at least one of the on-off valve 14, the flow rate adjustment valve 15 and the pressure adjustment valve 16 provided in the refrigerant supply pipe 13 will be described.
The control device 23 is not particularly limited as long as it can control the opening / closing of the on / off valve 14, the flow rate adjusting valve 15 and the pressure adjusting valve 16 provided in the refrigerant supply pipe 13, and can be mechanical or electronic. Regardless of the target means, or a means in which these are combined. For example, by employing a relay switch for these valve mechanisms and controlling the opening and closing (on / off) of the relay switch by a computer (computer), the refrigerant discharge from the refrigerant discharge port 12 communicating with the refrigerant supply pipe 13 As a result, the heat transfer coefficient α at the refrigerant discharge port 12 can be adjusted.

また、冷媒吐出口12からの冷媒吐出タイミングは、パンチ押し込み量(ストローク位置とも言う)と同期させることが望ましいため、パンチ押し込み量を示す計測データあるいはこれに相当する信号を、制御装置23に入力することが望ましい。これにより、前記冷媒供給管13に備えた開閉弁14、流量調整弁15および圧力調整弁16の各弁をパンチ押し込み量と同期させて制御することが可能となり、前記冷媒供給管13と連通する冷媒吐出口12からの冷媒吐出をパンチ押し込み量と同期させることが可能となる。
また、柱状のプレス製品を成形する場合には、パンチ押し込み量が同一となる位置関係にある複数の冷媒吐出口12における冷媒吐出を同一にすることにより成形性が向上するので、この場合には、パンチ押し込み量が同一となる位置関係にある複数の冷媒吐出口12と連通する冷媒供給管13の開閉弁等の制御を同一にすることが望ましい。
Further, since it is desirable to synchronize the refrigerant discharge timing from the refrigerant discharge port 12 with the punch push-in amount (also referred to as stroke position), measurement data indicating the punch push-in amount or a signal corresponding thereto is input to the control device 23. It is desirable to do. Thereby, it is possible to control the on-off valve 14, the flow rate adjustment valve 15, and the pressure adjustment valve 16 provided in the refrigerant supply pipe 13 in synchronization with the punch push-in amount, and communicate with the refrigerant supply pipe 13. The refrigerant discharge from the refrigerant discharge port 12 can be synchronized with the punch push-in amount.
In the case of forming a columnar press product, the formability is improved by making the refrigerant discharge at the plurality of refrigerant discharge ports 12 in the positional relationship where the punch push-in amount is the same, in this case, It is desirable to make the control of the on-off valves and the like of the refrigerant supply pipe 13 communicating with the plurality of refrigerant discharge ports 12 in the positional relationship where the punch push-in amount is the same.

本発明に係る熱間プレス成形方法で用いる冷媒としては、難燃性、腐食性から、水、多価アルコール類、多価アルコール類水溶液、ポリグリコール、引火点120℃以上の鉱物油、合成エステル、シリコンオイル、フッ素オイル、滴点120℃以上のグリース、鉱物油、合成エステルに界面活性剤を配合した水エマルションのいずれでもよく、これらの混合物を用いてもよい。
なお、冷媒は、液体でも気体でもよい。冷媒として気体を用いる場合、熱伝達係数が低いので、比較的加工の厳しくない場合や、マルテンサイト変態、ベイナイト変態させない場合に限られる。また、表面の酸化を避けるために活性の低い窒素、CO、不活性ガスを用いることが望ましい。さらに、冷媒が気体である場合は、成形品や熱間プレス成形装置に付着して残ることがないので、不必要な汚れやさびなどを生じさせることが少ないという効果がある。
As the refrigerant used in the hot press molding method according to the present invention, water, polyhydric alcohols, polyhydric alcohol aqueous solution, polyglycol, mineral oil having a flash point of 120 ° C. or higher, synthetic ester, from flame retardancy and corrosiveness , Silicone oil, fluorine oil, grease having a dropping point of 120 ° C. or higher, mineral oil, and water emulsion in which a surfactant is blended with a synthetic ester, or a mixture thereof may be used.
The refrigerant may be liquid or gas. When a gas is used as the refrigerant, the heat transfer coefficient is low, so that it is limited to a case where the processing is not relatively severe, or a case where the martensite transformation or the bainite transformation is not performed. Also, it is desirable to use nitrogen, CO 2 , or inert gas with low activity in order to avoid surface oxidation. Further, when the refrigerant is a gas, it does not remain attached to the molded product or the hot press molding apparatus, so that there is an effect that unnecessary dirt and rust are hardly generated.

本発明の解決すべきもう一つの課題は、加熱炉等の加熱装置51で加熱した金属板材1を、これを保持するハンド部35を備える搬送装置30によって冷却槽等の冷却装置52まで搬送し、前記冷却装置において所定の冷却手段により冷却して、焼入れされた金属板材を得る金属板材の熱処理においても、前記した熱間プレスと同様に、搬送時において金属板材に温度むらが発生するという問題、および焼入れ硬さが上昇しすぎて後加工等の機械加工が困難になるという問題を抱えていることから、当該問題を合理的に解決するとともに、金属板材各部の焼入れ硬さを任意に設定することのできる金属板材の熱処理方法およびその装置を提供することである。
このため、本発明に係る金属板材の熱処理方法においても、本発明に係る熱間プレス成形方法と同様に、金属板材1を搬送しながらに積極的に金属板材各部の温度制御を行う。具体的には、図10に示すように、本発明に係る熱間プレス成形装置2を構成する搬送装置30を用いて、金属板材の所定の部位、例えば、焼入れ処理後に機械加工を受ける部位が搬送装置30のハンド部35と接触するように金属板材1を保持して搬送する。
Another problem to be solved by the present invention is that the metal plate 1 heated by the heating device 51 such as a heating furnace is transported to the cooling device 52 such as a cooling tank by the transport device 30 including the hand portion 35 that holds the metal plate material 1. In the heat treatment of a metal plate material that is cooled by a predetermined cooling means in the cooling device to obtain a quenched metal plate material, similarly to the hot press described above, the temperature unevenness occurs in the metal plate material during conveyance. In addition, there is a problem that the hardened hardness is too high and machining such as post-processing becomes difficult. Therefore, the hardened hardness of each part of the metal plate material can be set arbitrarily. An object of the present invention is to provide a heat treatment method and apparatus for a metal plate that can be performed.
For this reason, also in the heat processing method of the metal plate material which concerns on this invention, temperature control of each part of a metal plate material is actively performed, conveying the metal plate material 1, similarly to the hot press molding method which concerns on this invention. Specifically, as shown in FIG. 10, a predetermined part of the metal plate material, for example, a part subjected to machining after the quenching process, using the conveying device 30 constituting the hot press forming apparatus 2 according to the present invention. The metal plate 1 is held and conveyed so as to be in contact with the hand part 35 of the conveying device 30.

このように搬送すれば、当該機械加工を受ける部位、すなわち接触部位の温度は接触抜熱によってその他の部位の温度より低下することから、これは接触部位の焼入れ開始温度を下げることに相当し、これにより前記ハンド部との接触部位とその他の部位とで焼入れ硬さの異なる金属板材を得ることができ、当該部位における後加工を容易に行うことができる。
また、従来方法によって後加工の問題を解決するためには、搬送後において金属板材の焼入れ硬さを部分的に変更するための処理工程が必要となるが、搬送しながらに積極的に金属板材の温度制御を行うので、当該処理工程を省略できるか処理時間を短縮することができ、生産性を向上させることができる。
If transported in this way, the temperature of the part subjected to the machining, that is, the temperature of the contact part is lower than the temperature of the other part by contact heat removal, which corresponds to lowering the quenching start temperature of the contact part, Thereby, a metal plate material with different quenching hardness can be obtained at the contact portion with the hand portion and other portions, and post-processing at the portion can be easily performed.
Moreover, in order to solve the problem of post-processing by the conventional method, a processing step for partially changing the quenching hardness of the metal plate material after the conveyance is necessary. Therefore, the processing step can be omitted or the processing time can be shortened, and the productivity can be improved.

また、吸引パッドまたはクランプによって前記ハンド部35を構成すれば、金属板材の所定の部位、例えば、機械加工を受ける部位にハンド部を接触させることが容易となり、あるいは、機械加工を受ける部位にのみハンド部を接触させることが容易となり、接触部位における機械加工を容易に行うことができる。
さらには、加熱手段42と冷却手段43のいずれか一方又は両方を備える吸引パッドまたはクランプによって前記ハンド部35を構成すれば、接触部位の温度を、接触抜熱若しくは冷却手段43による冷却と加熱手段42による昇温のいずれか一方または両方によって制御することができるので、接触部位の焼入れ硬さを任意に設定することができる。
In addition, if the hand portion 35 is configured by a suction pad or a clamp, it becomes easy to bring the hand portion into contact with a predetermined portion of the metal plate material, for example, a portion subjected to machining, or only to a portion subjected to machining. It becomes easy to contact the hand part, and machining at the contact portion can be easily performed.
Furthermore, if the hand part 35 is constituted by a suction pad or clamp provided with either one or both of the heating means 42 and the cooling means 43, the temperature of the contact portion is reduced by contact heat removal or cooling by the cooling means 43 and heating means. Since it can control by either one or both of the temperature rising by 42, the quenching hardness of a contact part can be set arbitrarily.

本発明に係る金属板材の熱処理方法で用いる金属板材1としては、Alめっき鋼板、Znめっき鋼板、高強度鋼板、普通鋼等のいずれの鋼板にも適用することができる。また、マルテンサイト変態またはベイナイト変態をする鋼板であれば、焼入れにより高強度化を図ることができるので、マルテンサイト変態またはベイナイト変態をする鋼板が望ましい。なお、冷却槽への投入時やスプレー焼入れ等の焼入れ処理時に必ずしも変態する必要はなく、焼入れ処理後に変態してもかまわない。
金属板材1を加熱する方法としては、特に限定されるものではなく、金属板材1をA1変態点以上に加熱できる方法であれば、電気炉、ガス炉での加熱や火炎加熱、通電加熱、高周波加熱、誘導加熱等のいずれの方法でもよい。
The metal plate material 1 used in the heat treatment method for a metal plate material according to the present invention can be applied to any steel plate such as an Al-plated steel plate, a Zn-plated steel plate, a high-strength steel plate, and ordinary steel. In addition, a steel plate that undergoes martensitic transformation or bainite transformation can be increased in strength by quenching, so that a steel plate that undergoes martensitic transformation or bainite transformation is desirable. It is not always necessary to transform at the time of charging into the cooling tank or at the time of quenching such as spray quenching, and it may be transformed after the quenching.
The method of heating the metal plate 1 is not particularly limited, and any method that can heat the metal plate 1 to the A1 transformation point or higher, heating in an electric furnace, gas furnace, flame heating, current heating, high frequency Any method such as heating or induction heating may be used.

次に、本発明の実施例について説明するが、本実施例の条件は、本発明の実施可能性および顕著な効果を立証するために採用した一条件であり、本発明は、この一条件に限定されるものではない。
実施例の条件および結果を表1に示す。本実施例は、加熱炉で均一に過熱した金属板材を図2および3に示す吸引パッドを備えた搬送装置によって搬送し、図5に記載した熱間プレス成形装置2を用いて、図11(b)に示す円筒絞り成形品を成形した例を示すものであり、被成形材には加熱炉の中で900℃(保定時間5分)に加熱した図11(a)に示す板厚1.6mm、半径140mmの0.2%C鋼板(初期破断強度500MPa相当)を用いた。なお、プレス成形品60は頂部61、縦壁部62およびフランジ部63とから構成され、縦壁部62の高さは20mmである。
Next, an embodiment of the present invention will be described. The conditions of the present embodiment are one condition adopted for demonstrating the feasibility and remarkable effects of the present invention, and the present invention satisfies this one condition. It is not limited.
The conditions and results of the examples are shown in Table 1. In the present embodiment, the metal plate material uniformly heated in the heating furnace is conveyed by the conveying device having the suction pad shown in FIGS. 2 and 3, and the hot press molding device 2 shown in FIG. 11 shows an example in which the cylindrical drawn product shown in b) is molded, and the material to be molded is heated to 900 ° C. (holding time 5 minutes) in a heating furnace, and the plate thickness shown in FIG. A 0.2% C steel plate having a radius of 6 mm and a radius of 140 mm (equivalent to an initial breaking strength of 500 MPa) was used. The press-molded product 60 includes a top portion 61, a vertical wall portion 62, and a flange portion 63, and the height of the vertical wall portion 62 is 20 mm.

Figure 2006212690
Figure 2006212690

金型は、ダイス3と板押さえ4に冷媒吐出機能を持たせたものを使用し、ダイス3については縦壁部と底部、板押さえ4については頂部に、それぞれ孔径2mm、ピッチ5mmで均等に配置した冷媒吐出口12を形成している。
また、発明例2〜4の金型成形面には、面積率が50%、高さが1mm、直径が2mm、水平断面形状が円状で垂直断面形状が長方形の突起部19を形成している。また、パンチ4は直径70mmを使用し、成形速度は10mm/secとした。
冷媒吐出能力については、熱伝達係数αが1000と3000kcal/mhr℃のいずれかになるように弁を調整している。なお、冷媒吐出を行わない場合の熱伝達係数αについては、金型成形面に突起部19を形成しない場合は1000kcal/mhr℃、形成した場合は200kcal/mhr℃である。
鋼板各部の温度測定には放射温度計を使用し、図11(a)のA〜C部を測定した直後にプレス成形を開始した。なお、表1にA部以外の温度は記載していないが、B、C部の温度はプレス成形開始直前においては800℃であった。
The die uses a die 3 and a plate retainer 4 with a refrigerant discharge function. The die 3 has a vertical wall portion and a bottom portion, and the plate retainer 4 has a hole diameter of 2 mm and a pitch of 5 mm evenly at the top. The arranged refrigerant discharge port 12 is formed.
Further, on the mold forming surfaces of Invention Examples 2 to 4, a protrusion 19 having an area ratio of 50%, a height of 1 mm, a diameter of 2 mm, a horizontal cross-sectional shape that is circular, and a vertical cross-sectional shape that is rectangular is formed. Yes. The punch 4 had a diameter of 70 mm and the molding speed was 10 mm / sec.
Regarding the refrigerant discharge capacity, the valve is adjusted so that the heat transfer coefficient α is either 1000 or 3000 kcal / m 2 hr ° C. Note that the α heat transfer coefficient of the case without refrigerant discharge, if the mold surface does not form a protrusion 19 1000kcal / m 2 hr ℃, when formed is 200kcal / m 2 hr ℃.
A radiation thermometer was used to measure the temperature of each part of the steel sheet, and press forming was started immediately after measuring the A to C parts in FIG. In Table 1, temperatures other than A part are not shown, but temperatures of B and C parts were 800 ° C. immediately before the start of press molding.

まず、比較例については、吸引パッドに備えた加熱手段、具体的には電熱ヒータによってパッド部との接触部位であるA部を、その周辺部であるB部やC部と同じ温度に保った比較例1については、A〜C部における強度、すなわち、頂部61、縦壁部62およびフランジ部63の強度が均一な成形品を得ることができた。
しかし、比較例1については、金型成形面に突起部を形成せず、また、本発明に係る特徴のひとつである冷媒吐出を行わないので、下死点保持時間が長く、500個製作時の合格率も80%を満たすことができず、成形性を満足することはできなかった。
これに対して、搬送段階において吸引パッドとの接触抜熱によりA部温度を600℃に設定した発明例1については、下死点における冷媒吐出を行わないにも拘らず、成形性ならびに強度を満足するプレス成形品を得ることができた。
また、搬送段階において吸引パッドとの接触抜熱によりA部温度を600℃に設定し、下死点における冷媒吐出を行った発明例2については下死点保持時間が短く、成形性、強度ならびに生産性を満足できることを確認することができた。
さらに、発明例3は縦壁部とそれ以外で、冷却速度を異なるように制御したものであるが、この方法によっても成形品各部で強度の異なるプレス成形品60を得ることができることを確認することができた。
同様に、発明例4は搬送段階における吸引パッドとの接触抜熱により冷却開始温度を異なるように制御したものであるが、この方法によっても成形品各部で強度の異なるプレス成形品60を得ることができることを確認することができた。
First, about the comparative example, the heating means provided in the suction pad, specifically, the A part which is a contact portion with the pad part was kept at the same temperature as the B part and C part which are the peripheral parts by an electric heater. As for Comparative Example 1, it was possible to obtain a molded product in which the strength in the A to C portions, that is, the strength of the top portion 61, the vertical wall portion 62, and the flange portion 63 was uniform.
However, in Comparative Example 1, no protrusion is formed on the mold forming surface, and the refrigerant discharge, which is one of the features according to the present invention, is not performed. Also, the pass rate could not satisfy 80%, and the moldability could not be satisfied.
On the other hand, in Invention Example 1 in which the temperature of part A was set to 600 ° C. by contact heat removal with the suction pad in the transport stage, the moldability and strength were improved despite the fact that the refrigerant was not discharged at the bottom dead center. A satisfactory press-formed product could be obtained.
In addition, in Example 2 in which the temperature of part A was set to 600 ° C. by heat removal from the suction pad in the conveying stage and the refrigerant was discharged at the bottom dead center, the bottom dead center retention time was short, and the moldability, strength and It was confirmed that productivity could be satisfied.
Further, Invention Example 3 is one in which the cooling rate is controlled to be different between the vertical wall portion and the other portions, but it is confirmed that the press-formed product 60 having different strengths can be obtained in each part of the molded product also by this method. I was able to.
Similarly, Invention Example 4 is such that the cooling start temperature is controlled to be different depending on the heat removal from the suction pad in the conveying stage, but also by this method, the press-formed product 60 having different strengths in each part of the molded product is obtained. I was able to confirm that

鋼板の冷却開始温度と冷却速度を制御することにより鋼板の組織を制御できることを示す炭素鋼のCCT曲線の一例である。It is an example of the CCT curve of carbon steel which shows that the structure of a steel plate can be controlled by controlling the cooling start temperature and cooling rate of a steel plate. 本発明に係る熱間プレス成形装置の概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing of the hot press molding apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る搬送装置の一例を示す説明図であり、(a)はハンド部を吸引パッドにより構成した場合を示す図、(b)は搬送後の金属板材の温度分布を示す図、(c)はプレス成形品の焼入れ硬さの分布を示す図、(d)は加熱手段と冷却手段の双方を備えた吸引パッドの断面図である。It is explanatory drawing which shows an example of the conveying apparatus which concerns on this invention, (a) is a figure which shows the case where a hand part is comprised with the suction pad, (b) is a figure which shows the temperature distribution of the metal plate material after conveyance, (c) ) Is a diagram showing a distribution of quenching hardness of a press-formed product, and (d) is a cross-sectional view of a suction pad provided with both heating means and cooling means. 本発明に係る搬送装置の他の一例を示す説明図であり、(a)はハンド部をクランプにより構成した場合を示す図、(b)は搬送後の金属板材の温度分布を示す図、(c)はプレス成形品の焼入れ硬さの分布を示す図、(d)は加熱手段と冷却手段の双方を備えたクランプの断面図である。It is explanatory drawing which shows another example of the conveying apparatus which concerns on this invention, (a) is a figure which shows the case where a hand part is comprised by a clamp, (b) is a figure which shows the temperature distribution of the metal plate material after conveyance, ( c) is a diagram showing a distribution of quenching hardness of a press-formed product, and (d) is a sectional view of a clamp provided with both a heating means and a cooling means. 本発明に係る熱間プレス成形装置を構成する金型の概略説明図であり、(a)はダイスホルダーとパンチホルダーを記載した図、(b)は装置の構成を明確にするためにダイスホルダーとパンチホルダーを省略して記載した図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a schematic explanatory drawing of the metal mold | die which comprises the hot press molding apparatus which concerns on this invention, (a) is the figure which described the die holder and the punch holder, (b) is a die holder in order to clarify the structure of an apparatus. It is the figure which abbreviate | omitted and described the punch holder. 本発明に係る冷媒吐出機能を有する金型を示す説明図であり、パンチに当該機能を具備した場合の断面図である。It is explanatory drawing which shows the metal mold | die which has the refrigerant | coolant discharge function which concerns on this invention, and is sectional drawing at the time of providing the said function in the punch. 本発明に係る金型の一例を示す説明図であり、冷媒吐出口、冷媒回収口および突起部を形成した金型の表面を示す図である。It is explanatory drawing which shows an example of the metal mold | die which concerns on this invention, and is a figure which shows the surface of the metal mold | die which formed the refrigerant | coolant discharge port, the refrigerant | coolant collection port, and the projection part. 本発明に係る金型の一例を示す断面図であり、冷媒吐出口、冷媒回収口および突起部を形成した金型の断面を示す図である。It is sectional drawing which shows an example of the metal mold | die which concerns on this invention, and is a figure which shows the cross section of the metal mold | die which formed the refrigerant | coolant discharge port, the refrigerant | coolant collection port, and the projection part. 本発明に係る金型の他の一例を示す断面図であり、冷媒吐出口、冷媒回収口および突起部を形成した金型の断面を示す図である。It is sectional drawing which shows another example of the metal mold | die which concerns on this invention, and is a figure which shows the cross section of the metal mold | die which formed the refrigerant | coolant discharge port, the refrigerant | coolant collection port, and the projection part. 本発明に係る金属板材の熱処理装置の概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing of the heat processing apparatus of the metal plate material which concerns on this invention. プレス成形品の一例を示す説明図であり、(a)は被成形材を示す説明図であり、(b)は円筒絞りによる成形品を示す。It is explanatory drawing which shows an example of a press molded product, (a) is explanatory drawing which shows a to-be-molded material, (b) shows the molded product by a cylindrical aperture drawing. 本発明に係る熱間プレス成形方法の1実施形態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows one Embodiment of the hot press molding method which concerns on this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 金属板材 2 熱間プレス成形装置
3 ダイス 4 パンチ
5 パッド 6 板押さえ
7 ダイベース(上型) 8 ダイベース(下型)
9 ダイスホルダー 10 パンチホルダー
11 ダイセット 12 冷媒吐出口
13 冷媒供給管 14 開閉弁
15 流量調整弁 16 圧力調整弁
17 冷媒回収口 18 冷媒回収管
19 突起部 20 中子
21 シール 22 金型全体冷却部
23 制御装置 30 搬送装置
31 台座 32 アーム
33 真空発生装置 34 真空ホース
35 ハンド部 36 フレーム
37 吸引パッド 38 導管
39 スカート部 40 パッド部
41 シール材 42 加熱手段
43 冷却手段 44 クランプ
45 上部クランププレート 46 下部クランププレート
47 エアシリンダ 48 ガイド
49 爪部 50 接触部位
51 加熱装置 52 冷却装置
53 冷却液 54 シール材を固定するねじ
55 真空または減圧される空間 60 プレス成形品
61 頂部 62 縦壁部
63 フランジ部 64 温度調整領域
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Metal plate material 2 Hot press molding apparatus 3 Dies 4 Punch 5 Pad 6 Board presser 7 Die base (upper mold) 8 Die base (lower mold)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 9 Die holder 10 Punch holder 11 Die set 12 Refrigerant discharge port 13 Refrigerant supply pipe 14 On-off valve 15 Flow rate adjustment valve 16 Pressure adjustment valve 17 Refrigerant recovery port 18 Refrigerant recovery pipe 19 Protrusion part 20 Core 21 Seal 22 Mold whole cooling part 23 Control device 30 Transport device 31 Base 32 Arm 33 Vacuum generator 34 Vacuum hose 35 Hand part 36 Frame 37 Suction pad 38 Conduit 39 Skirt part 40 Pad part 41 Sealing material 42 Heating means 43 Cooling means 44 Clamp 45 Upper clamp plate 46 Lower part Clamp plate 47 Air cylinder 48 Guide 49 Claw part 50 Contact part 51 Heating device 52 Cooling device 53 Coolant liquid 54 Screw 55 for fixing the sealing material Vacuum or reduced pressure space 60 Press-formed product 61 Top part 62 Vertical wall part 63 Flange part 64 Temperature control Area

Claims (24)

加熱装置で加熱した金属板材を、これを保持するハンド部を備える搬送装置によってプレス成形装置を構成する金型まで搬送し、前記金型を用いて前記金属板材を成形する熱間プレス成形方法において、金属板材の所定の部位が前記ハンド部と接触するように金属板材を保持して搬送し、前記ハンド部と接触する部位の温度を接触抜熱によってその他の部位の温度と異ならせてから、プレス成形を開始することを特徴とする熱間プレス成形方法。
In a hot press molding method in which a metal plate material heated by a heating device is conveyed to a mold constituting a press molding apparatus by a conveyance device having a hand unit that holds the metal plate material, and the metal plate material is molded using the mold. The metal plate material is held and conveyed so that a predetermined part of the metal plate material is in contact with the hand part, and the temperature of the part in contact with the hand part is made different from the temperature of other parts by contact heat removal, A hot press molding method characterized by starting press molding.
加熱装置で加熱した金属板材を、これを保持するハンド部を備える搬送装置によってプレス成形装置を構成する金型まで搬送し、前記金型を用いて前記金属板材を成形する熱間プレス成形方法において、金属板材の所定の部位が前記ハンド部と接触するように金属板材を保持して搬送し、前記ハンド部と接触する部位の温度を接触抜熱によってその他の部位の温度と異ならせ、搬送した金属板材を金型にセットした後には、成形前、成形中、成形後の少なくとも1つの状態で、金型表面に設けた複数の冷媒吐出口からの冷媒吐出により、または、金型表面に設けた複数の冷媒吐出口からの冷媒吐出と冷媒回収口からの冷媒回収により金属板材の任意の部位の温度を制御することを特徴とする熱間プレス成形方法。
In a hot press molding method in which a metal plate material heated by a heating device is conveyed to a mold constituting a press molding apparatus by a conveyance device having a hand unit that holds the metal plate material, and the metal plate material is molded using the mold. The metal plate material is held and transported so that the predetermined part of the metal plate material is in contact with the hand part, and the temperature of the part in contact with the hand part is made different from the temperature of the other part by contact heat removal and transported. After the metal plate material is set in the mold, it is provided on the mold surface by refrigerant discharge from a plurality of refrigerant discharge ports provided on the mold surface in at least one state before molding, during molding, or after molding. A hot press forming method characterized in that the temperature of an arbitrary part of the metal plate material is controlled by refrigerant discharge from a plurality of refrigerant discharge ports and refrigerant recovery from the refrigerant recovery port.
前記ハンド部を、加熱手段と冷却手段のいずれか一方又は両方を備える吸引パッドまたはクランプにより構成し、前記吸引パッドの吸着効果によって又は前記クランプで挟持して金属板材を搬送する際に、前記ハンド部と接触する部位の温度を、接触抜熱若しくは冷却手段による冷却と加熱手段による昇温のいずれか一方または両方によって制御することを特徴とする請求項1に記載の熱間プレス成形方法。
The hand portion is constituted by a suction pad or a clamp provided with either one or both of a heating means and a cooling means, and when the metal plate material is conveyed by the suction effect of the suction pad or sandwiched by the clamp, the hand 2. The hot press forming method according to claim 1, wherein the temperature of the portion in contact with the section is controlled by one or both of contact heat removal, cooling by a cooling means, and temperature rise by a heating means.
前記ハンド部を、加熱手段と冷却手段のいずれか一方又は両方を備える吸引パッドまたはクランプにより構成し、前記吸引パッドの吸着効果によって又は前記クランプで挟持して金属板材を搬送する際に、前記ハンド部と接触する部位の温度を、接触抜熱若しくは冷却手段による冷却と加熱手段による昇温のいずれか一方または両方によって制御することを特徴とする請求項2に記載の熱間プレス成形方法。
The hand portion is constituted by a suction pad or a clamp provided with either one or both of a heating means and a cooling means, and when the metal plate material is conveyed by the suction effect of the suction pad or sandwiched by the clamp, the hand 3. The hot press forming method according to claim 2, wherein the temperature of the portion in contact with the section is controlled by one or both of contact heat removal, cooling by a cooling means, and temperature rise by a heating means.
前記冷媒吐出を、冷媒の吐出量、吐出流速、吐出圧力、吐出時間、吐出タイミングから選択される1又は2以上のパラメータを制御し、かつ、各冷媒吐出口毎にまたは複数の冷媒吐出口からの冷媒吐出をグループ化してグループ毎に制御することを特徴とする請求項2または4に記載の熱間プレス成形方法。
The refrigerant discharge is controlled by one or more parameters selected from the refrigerant discharge amount, discharge flow rate, discharge pressure, discharge time, and discharge timing, and for each refrigerant discharge port or from a plurality of refrigerant discharge ports 5. The hot press forming method according to claim 2, wherein the refrigerant discharge is grouped and controlled for each group.
前記金属板材の所定の部位が、プレス成形後に機械加工を受ける部位、またはプレス成形中にドロー成形とフォーム成形のいずれか一方又は両方を受ける部位であり、前記ハンド部と接触する部位の温度を、機械加工を受ける部位の強度に応じた温度、またはドロー成形若しくはフォーム成形の加工度に応じた温度に設定することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の熱間プレス成形方法。
The predetermined part of the metal plate material is a part that undergoes machining after press molding, or a part that receives one or both of draw molding and foam molding during press molding, and the temperature of the part that contacts the hand part The hot press according to any one of claims 1 to 5, wherein the hot press is set to a temperature corresponding to the strength of a part subjected to machining or a temperature corresponding to a degree of processing of draw molding or foam molding. Molding method.
前記金属板材が、鋼板であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の熱間プレス成形方法。
The hot press forming method according to claim 1, wherein the metal plate is a steel plate.
前記鋼板が、マルテンサイト変態またはベイナイト変態をする鋼板であることを特徴とする請求項7に記載の熱間プレス成形方法。
The hot press forming method according to claim 7, wherein the steel sheet is a steel sheet that undergoes martensitic transformation or bainite transformation.
加熱装置で加熱した金属板材を、これを保持するハンド部を備える搬送装置によって冷却装置まで搬送し、前記冷却装置で所定の冷却手段により冷却して焼入れを行う金属板材の熱処理方法において、金属板材の所定の部位が前記ハンド部と接触するように金属板材を保持して搬送し、前記ハンド部と接触する部位の温度を接触抜熱によってその他の部位の温度と異ならせることにより、前記ハンド部との接触部位とその他の部位とで金属板材の焼入れ硬さを異ならせることを特徴とする金属板材の熱処理方法。
In the metal plate material heat treatment method, the metal plate material heated by the heating device is conveyed to a cooling device by a conveying device having a hand unit that holds the metal plate material, and is cooled by a predetermined cooling means in the cooling device and quenched. By holding and transporting the metal plate so that the predetermined part of the hand part comes into contact with the hand part, the temperature of the part in contact with the hand part is made different from the temperature of the other part by contact heat removal. A heat treatment method for a metal plate material, wherein the quenching hardness of the metal plate material is made different between the contact portion and the other portion.
前記ハンド部を、加熱手段と冷却手段のいずれか一方又は両方を備える吸引パッドまたはクランプにより構成し、前記吸引パッドの吸着効果によって又は前記クランプで挟持して金属板材を搬送する際に、前記ハンド部と接触する部位の温度を、接触抜熱若しくは冷却手段による冷却と加熱手段による昇温のいずれか一方または両方によって任意に制御することにより、前記ハンド部と接触する部位の焼入れ硬さを任意に設定することを特徴とする請求項9に記載の金属板材の熱処理方法。
The hand part is constituted by a suction pad or a clamp provided with either one or both of a heating means and a cooling means, and the hand is held by the suction effect of the suction pad or when the metal plate material is conveyed by being clamped by the clamp. By arbitrarily controlling the temperature of the part in contact with the part by either one or both of contact heat removal or cooling by the cooling means and temperature rise by the heating means, the quenching hardness of the part in contact with the hand part is arbitrarily set The metal plate material heat treatment method according to claim 9, wherein
前記金属板材の所定の部位が、焼入れ処理後に機械加工を受ける部位であり、前記ハンド部と接触する部位の温度を、機械加工を受ける部位の強度に応じた温度に設定することを特徴とする請求項9または10に記載の金属板材の熱処理方法。
The predetermined part of the metal plate material is a part subjected to machining after quenching, and the temperature of the part in contact with the hand part is set to a temperature according to the strength of the part subjected to machining. The heat processing method of the metal plate material of Claim 9 or 10.
前記金属板材が、鋼板であることを特徴とする請求項9〜11のいずれか1項に記載の金属板材の熱処理方法。
The method for heat treatment of a metal plate material according to any one of claims 9 to 11, wherein the metal plate material is a steel plate.
前記鋼板が、マルテンサイト変態またはベイナイト変態をする鋼板であることを特徴とする請求項12に記載の金属板材の熱処理方法。
The method for heat treatment of a metal sheet according to claim 12, wherein the steel sheet is a steel sheet that undergoes martensitic transformation or bainite transformation.
金属板材を加熱する加熱装置と、加熱した金属板材を搬送する搬送装置と、搬送した金属板材をプレス成形する金型とからなる熱間プレス成形装置において、前記搬送装置が、金属板材の所定の部位に接触し得るとともに接触する部位の温度を接触抜熱によってその他の部位の温度と異ならしめるハンド部を備えることを特徴とする熱間プレス成形装置。
In a hot press forming apparatus comprising a heating device that heats a metal plate material, a transfer device that transfers the heated metal plate material, and a mold that press-forms the transferred metal plate material, the transfer device includes a predetermined metal plate material A hot press molding apparatus comprising: a hand part that can contact a part and that makes the temperature of the part to be contacted different from the temperature of another part by contact heat removal.
前記ハンド部が、金属板材を昇温する加熱手段と金属板材を冷却する冷却手段のいずれか一方または両方を備える吸引パッドまたはクランプにより構成されることを特徴とする請求項14に記載の熱間プレス成形装置。
The hot section according to claim 14, wherein the hand unit is configured by a suction pad or a clamp including one or both of a heating unit that raises the temperature of the metal plate and a cooling unit that cools the metal plate. Press molding equipment.
前記ハンド部が、金属板材と接触する部位とそれ以外の部位とで分離できる構造を有し、金属板材と接触する部位の形状、大きさおよび材質の少なくとも1つを変更できることを特徴とする請求項14または15に記載の熱間プレス成形装置。
The said hand part has a structure which can isolate | separate into the site | part which contacts a metal plate material, and a site | part other than that, At least 1 of the shape of the site | part which contacts a metal plate material, a magnitude | size, and a material can be changed, Item 16. The hot press molding apparatus according to Item 14 or 15.
前記金属板材の所定の部位が、プレス成形後に機械加工を受ける部位、またはプレス成形中にドロー成形とフォーム成形のいずれか一方又は両方を受ける部位であることを特徴とする請求項14〜16のいずれか1項に記載の熱間プレス成形装置。
The predetermined part of the metal plate material is a part that undergoes machining after press molding, or a part that receives either or both of draw molding and foam molding during press molding. The hot press molding apparatus of any one of Claims.
前記金型が、表面に複数の冷媒吐出口を備え、内部に各冷媒吐出口と連通し、かつ、開閉弁、流量調整弁および圧力調整弁の少なくとも1つを備えた冷媒供給管を配した金型であることを特徴とする請求項14〜17のいずれか1項に記載の熱間プレス成形装置。
The mold is provided with a refrigerant supply pipe having a plurality of refrigerant discharge ports on the surface, communicating with each refrigerant discharge port inside, and having at least one of an on-off valve, a flow rate adjustment valve, and a pressure adjustment valve. It is a metal mold | die, The hot press molding apparatus of any one of Claims 14-17 characterized by the above-mentioned.
前記金型が、表面に複数の冷媒回収口を備え、内部に各冷媒回収口と連通する冷媒回収管を配した金型であることを特徴とする請求項14〜18のいずれか1項に記載の熱間プレス成形装置。
The die according to any one of claims 14 to 18, wherein the die is a die provided with a plurality of refrigerant recovery ports on the surface and provided with a refrigerant recovery pipe communicating with each of the refrigerant recovery ports. The hot press molding apparatus as described.
前記金型が、表面に面積率が1〜90%、直径又は外接円の直径が10μm〜5mm、高さが5μm〜1mmの突起部を複数有することを特徴とする請求項14〜19のいずれか1項に記載の熱間プレス成形装置。
The die according to any one of claims 14 to 19, wherein the mold has a plurality of protrusions having an area ratio of 1 to 90%, a diameter or a circumscribed circle diameter of 10 µm to 5 mm, and a height of 5 µm to 1 mm on the surface. The hot press molding apparatus according to claim 1.
金属板材を加熱する加熱装置と、加熱した金属板材を搬送する搬送装置と、搬送した金属板材を焼入れする冷却装置とからなる金属板材の熱処理装置において、前記搬送装置が、金属板材の所定の部位に接触し得るとともに接触する部位の温度を接触抜熱によってその他の部位の温度と異ならしめるハンド部を備えることを特徴とする金属板材の熱処理装置。
In a heat treatment apparatus for a metal plate material comprising a heating device for heating a metal plate material, a conveyance device for conveying the heated metal plate material, and a cooling device for quenching the conveyed metal plate material, the conveying device is a predetermined part of the metal plate material A heat treatment apparatus for a metal plate material, comprising: a hand portion that can come into contact with the contact portion and that makes the temperature of the contact portion different from the temperature of other portions by contact heat removal.
前記ハンド部が、金属板材を昇温する加熱手段と金属板材を冷却する冷却手段のいずれか一方または両方を備える吸引パッドまたはクランプにより構成されることを特徴とする請求項21に記載の金属板材の熱処理装置。
The metal plate material according to claim 21, wherein the hand portion is constituted by a suction pad or a clamp provided with either or both of a heating means for raising the temperature of the metal plate material and a cooling means for cooling the metal plate material. Heat treatment equipment.
前記ハンド部が、金属板材と接触する部位とそれ以外の部位とで分離できる構造を有し、金属板材と接触する部位の形状、大きさおよび材質の少なくとも1つを変更できることを特徴とする請求項21または22に記載の金属板材の熱処理装置。
The said hand part has a structure which can isolate | separate into the site | part which contacts a metal plate material, and a site | part other than that, At least 1 of the shape of the site | part which contacts a metal plate material, a magnitude | size, and a material can be changed, It is characterized by the above-mentioned. Item 22. A heat treatment apparatus for a metal sheet according to Item 21 or 22.
前記金属板材の所定の部位が、焼入れ処理後に機械加工を受ける部位であることを特徴とする請求項21〜23のいずれか1項に記載の金属板材の熱処理装置。
The heat treatment apparatus for metal plate according to any one of claims 21 to 23, wherein the predetermined part of the metal plate material is a part subjected to machining after quenching.
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