JP2021109217A - 熱間プレス成形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 製品形状の稜線Ｒ部に隣接するフランジ面を有する成形品を熱間プレス成形するに際し、フランジ面を安定的に低強度化すること。【解決手段】 熱間プレス成形方法であって、上型１１は稜線Ｒ部の終点ｆから始まってフランジ面２２を含む範囲に渡る鋼板２０との間に面間隙δ１を設定し、下型１２は稜線Ｒ部の始点ｓから始まって該稜線Ｒ部及びフランジ面２２を含む範囲に渡る鋼板２０との間に面間隙δ２を設定するもの。【選択図】 図１

Description

本発明は熱間プレス成形方法に関する。

従来、加熱された鋼板を所望形状の成形品にプレス成形する熱間プレス（ホットスタンプ）成形方法は、金型を用いて鋼板を成形すると同時に焼き入れを行ない、高強度でありながら形状凍結性に優れた成形品を得ることができる。

特許文献１に記載の熱間プレス成形方法は、上型と下型に製品の形状付与に寄与しない凸部と凹部を設け、高温の鋼板に接触する凸部は該鋼板の冷却速度を大きくし、鋼板と基本的に非接触となる凹部は該鋼板の冷却速度を小さくするものとしている。これによって、上型と下型による成形時の鋼板の冷却速度を様々に制御し、鋼板の部位によって機械的特性が異なる成形品を製造し得るとしている。

特開2018-20353号公報

従来の熱間プレス成形方法による成形品が製品形状の稜線Ｒ部を有するとともに、この稜線Ｒ部の終点に続いて該稜線Ｒ部に隣接するフランジ面を有するものとするとき、高強度に起因するフランジ面のスポット接合品質の確保や製品トリム後の遅れ破壊等の対策として、フランジ面の低強度化が望まれる。

この場合、上型と下型が鋼板の上記フランジ面との間に図５に示す如くの面間隙を設定するにより、上型と下型の上記フランジ面に対応する範囲を鋼板と非接触とし、フランジ面の冷却速度を小さくしてその低強度化を図ることが考えられる。図５において鋼板の上型と下型に接触する部位は焼入れ部となり、非接触となる部位は焼分け部となる。

しかしながら、本発明者の実験において、上型と下型の上記フランジ面に対応する範囲だけを上述の如くに鋼板と非接触とし、フランジ面の低強度化を図るとき、フランジ面における稜線Ｒ部寄りの２０mm以上に渡る広い範囲が高強度から低強度への強度変化範囲になった（フランジ面の例えば幅１５mmをなす範囲をこえてしまう）。即ち、フランジ面の強度が広い範囲に渡って下がりきらない不安定な状態になることを認めた。

本発明の課題は、製品形状の稜線Ｒ部に隣接するフランジ面を有する成形品を熱間プレス成形するに際し、フランジ面を安定的に低強度化することにある。

請求項１に係る発明は、加熱された鋼板を上型と下型とによって所望形状の成形品にプレス成形し、この成形品が製品形状の稜線Ｒ部を有するとともに、この稜線Ｒ部の終点に続いて該稜線Ｒ部に隣接するフランジ面を有するものとする熱間プレス成形方法であって、上型は稜線Ｒ部の終点から始まってフランジ面を含む範囲に渡る鋼板との間に面間隙を設定し、下型は稜線Ｒ部の始点から始まって該稜線Ｒ部及びフランジ面を含む範囲に渡る鋼板との間に面間隙を設定するようにしたものである。

上型は稜線Ｒ部の終点から始まってフランジ面を含む範囲に渡る鋼板との間に面間隙を設定し、下型は稜線Ｒ部の始点から始まって該稜線Ｒ部及びフランジ面を含む範囲に渡る鋼板との間に面間隙を設定するものとした。これにより、鋼板のフランジ面の強度が高強度側から安定した低強度に変化する強度変化範囲を短縮でき、フランジ面を安定的に低強度化することができた。

図１は本発明の一実施形態を示す模式説明図である。 図２は製品の一実施例を示す模式図である。 図３は成形品の一部を切断して示した斜視図である。 図４は成形品の切断面における硬度分布及び強度分布を示した線図である。 図５は参考例を示す模式説明図である。

図１は、本発明の一実施形態に係る熱間プレス成形方法の実施状態を示した模式説明図である。

本発明の実施に用いることのできる熱間プレス成形金型１０は、相対移動可能に対向して配置される上型（第１型）１１と下型（第２型）１２とからなり、上型１１の第１成形面１１Ａと下型１２の第２成形面１２Ａとによって、加熱された鋼板２０を所望形状の成形品２１にプレス成形する。

金型１０の上型１１と下型１２によってプレス成形された成形品２１は、製品形状の一部を構成する稜線Ｒ部（Ｒ状の稜線）を有する。成形品２１は、稜線Ｒ部の始点ｓと終点ｆを定め、この稜線Ｒ部の終点ｆに続いて該稜線Ｒ部に隣接する製品外周にフランジ面２２を有するものとされる。

金型１０の上型１１と下型１２は、鋼板２０との間に下記(1)、(2)の面間隙を設定するものとされる。面間隙の量は、鋼板２０の板厚によって変化するが、１．５mm以上（本実施形態では２mm）を設定する。

(1)上型１１は、稜線Ｒ部の成形が必要のため、稜線Ｒ部の終点ｆから始まってフランジ面２２を含む範囲に渡り、鋼板２０との間に面間隙δ１（本実施形態では２mm）を設定する。

(2)下型１２は、稜線Ｒ部の成形に寄与しないため、稜線Ｒ部の始点ｓから始まって該稜線Ｒ部及びフランジ面２２を含む範囲に渡り、鋼板２０との間に面間隙δ２（本実施形態では２mm）を設定する。

上型１１と下型１２が鋼板２０に対してなす面間隙δ１、δ２の開始位置を上述(1)、(2)の如くに設定したことにより、成形品２１において製品形状を構成する稜線Ｒ部の終点ｆまでの範囲に高強度部位を確保しながら、該稜線Ｒ部の終点ｆから始まるフランジ面２２に低強度部位を確保できた。これにより、フランジ面２２の強度が高強度（１４８０MPa）の側から低強度（自然冷却強度８００乃至９００MPa）に変化する強度変化距離を例えば０乃至５mmに短縮できた。

従って、フランジ面２２（例えば図１に示した稜線Ｒ部の終点ｆから製品端ｅまでのフランジ幅ｗを、ｗ＝15mmとする）の安定的な低強度化を図り、当該フランジ面２２に安定した品質を得ることができ、下記(a)、(b)の効果を得ることができる。

(a)フランジ面２２の強度が１０００MPa以下になることで、スポット接合品質を確保し、製品トリム後の遅れ破壊の不具合を解消できる。

(b)熱間プレス部品の製品トリムを高コストのレーザー切断から型抜きに変更できる。

以下、本発明をＢピラーＲ／Ｆ（リンフォース）の外周フランジ面に適用した例を示す。図２に示したＢピラーＲ／Ｆの成形品において、Ａ−Ａ線で示した断面Ａを代表断面としてこれを図３に示す。図３において、断面Ａの１、７はフランジ面の部位を示し、２、６は稜線Ｒ部を示し、３、５はカベ部を示し、４は天板部を示す。

上記成形品における断面Ａの上記各部１乃至７に定めた各５mmピッチをなす各測定点（例えばフランジ面１において５mmピッチをなす１−iv、１−iii、１−ii、１−i等）で測定された強度（MPa）分布及び硬度（HV）分布を図４に示す。図４において、「絞」は上型１１と下型１２を用いた本発明による熱間プレスが施された成形品における測定値を示し、「即入れ」は上型１１と下型１２を用いた本発明による熱間プレス後に直ちにリストライクが施された成形品における測定値を示し、「冷却」は上型１１と下型１２を用いた本発明による熱間プレス後に一定の冷却期間をおいてからリストライクが施された成形品における測定値を示している。

図４によれば、「絞」「即入れ」「冷却」のいずれにおいても、本発明の熱間プレスにより、フランジ面に隣接する製品形状の稜線Ｒ部２、６の各測定点では、高強度（１４７０MPa）をなし、稜線Ｒ部の終点ｆから５mmの距離を介するフランジ面の測定点１−ii、７−iiでは、低強度（自然冷却強度８００乃至９００MPa）を示している。

尚、上型１１と下型１２を用いた本発明による熱間プレス後に施される上述の「即入れ」又は「冷却」等のリストライクは、それらの上型１１と下型１２と同一型形状をなし、かつ前述の面間隙δ１、δ２を形成することのない上型と下型により、当該熱間プレスされた成形品を再成形するものである。このリストライクによれば、面間隙δ１、δ２を形成した上型１１と下型１２により熱間プレスされた成形品の成形安定性を一層向上するとともに、当該成形品の型抜きによる製品トリムを併せ実施可能にする。

本発明によれば、製品形状の稜線Ｒ部に隣接するフランジ面を有する成形品を熱間プレス成形するに際し、フランジ面を安定的に低強度化することができる。

１０ 金型
１１ 上型
１２ 下型
２０ 鋼板
２１ 成形品
２２ フランジ面
Ｒ 稜線Ｒ部
ｓ 始点
ｆ 終点
δ１、δ２ 面間隙

Claims (1)

1. 加熱された鋼板を上型と下型とによって所望形状の成形品にプレス成形し、この成形品が製品形状の稜線Ｒ部を有するとともに、この稜線Ｒ部の終点に続いて該稜線Ｒ部に隣接するフランジ面を有するものとする熱間プレス成形方法であって、
   上型は稜線Ｒ部の終点から始まってフランジ面を含む範囲に渡る鋼板との間に面間隙を設定し、
   下型は稜線Ｒ部の始点から始まって該稜線Ｒ部及びフランジ面を含む範囲に渡る鋼板との間に面間隙を設定する熱間プレス成形方法。
   

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