JP2837567B2

JP2837567B2 - 自動車ドア補強材用高強度焼入れ鋼管の製造方法

Info

Publication number: JP2837567B2
Application number: JP3256927A
Authority: JP
Inventors: 裕一肥後; 二三男最上
Original assignee: Nisshin Steel Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Priority date: 1991-09-09
Filing date: 1991-09-09
Publication date: 1998-12-16
Anticipated expiration: 2013-12-16
Also published as: JPH0565531A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車のサイドドアに
取り付けられるインパクトバー等の補強部品として使用
される高強度焼入れ鋼管の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、自動車、特に乗用車については、
安全対策の強化に対する要求が高くなってきている。こ
の要求の一つとして、側面から衝突があったときの衝撃
を吸収するため、サイドドアにインパクトバー等の補強
部品を装着することが採用されるようになってきてい
る。

【０００３】インパクトバーとしては、１００キロ級程
度の高張力冷延鋼板をプレス成形したものが従来から使
用されている。しかし、安全対策の強化に伴って、また
軽量化を狙って、１３０ｋｇｆ／ｍｍ² 以上、好ましく
は１５０ｋｇｆ／ｍｍ² 以上の引張り強さをもつ高強度
鋼管が有望な材料として注目されている。この関連にお
いて、特願平２−１６３１３２号では、高周波焼入れし
た自動車ドア補強材用焼入れ鋼管が提案されている。

【０００４】ところで、自動車ドア補強材用の高強度焼
入れ鋼管は、通常１ｍ前後のインパクトバー製品長さに
切断された状態で、両端に鋼板を成形して製造されたブ
ラケットが接合され、インパクトバーという一つの部品
となる。このインパクトバーは、両端に取り付けられた
ブラケットを介して、自動車のドアの内板と外板との間
に組み込まれる。そして、インパクトバーは、ドアと一
体となったままで、カチオン電着塗装工程を経て塗装が
施される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】通常の高強度焼入れ鋼
管には、焼入れ時に発生した薄い酸化皮膜が内周面及び
外周面共に付着している。外周側表面については、カチ
オン電着塗装によって防錆効果の確保に有効な塗膜が形
成される。しかし、内周側表面については、管端近傍の
部分表面に塗膜を形成することができるものの、鋼管内
部に対する塗装液の侵入が不十分なことに起因して、内
周側表面の大部分はほとんど塗装されていないのが現状
である。

【０００６】一方、自動車のドアの内部には雨水の侵入
があり、構成部材は腐食環境に晒される。そこで、内板
等を構成する部材として、防錆効果を高めたＺｎめっき
鋼板等の使用が進められている。これら内板等の部材と
同様に、インパクトバーも、雨水或いは湿潤な空気に晒
される雰囲気で使用される。

【０００７】そのため、長期間経過後には腐食が発生
し、腐食発生部分を起点とした破壊によって補強材とし
ての機能が十分に発揮できなくなることが懸念される。
また、腐食に伴って発生する錆がドア内から滲み出す等
の現象が生じると、自動車の外観が著しく損なわれる。

【０００８】このような使用環境から、インパクトバー
を構成する高強度焼入れ鋼管についても、防錆性に優れ
ていることが要求される。しかし、鋼管内部は、塗膜が
十分に形成される外周側表面に比較して厳しい腐食環境
にある。その結果、侵入した雨水によって腐食が鋼管内
部で進行する。すなわち、従来の高強度焼入れ鋼管は、
鋼管内部の塗装が十分でないため、インパクトバーに要
求される防錆性を十分満足しているものとはいえない。

【０００９】雨水が鋼管内部に侵入することを防止する
ため、高強度焼入れ鋼管の両端にブラケットを接合する
際、鋼管の開口部を密閉するようなブラケット形状とし
て溶接接合する方法，開口部を樹脂等で覆う方法等が検
討されている。しかし、これらの方法は、溶接加工の煩
雑さや部品点数の増加等によってコストの増加を伴うも
のであり、工業的には必ずしも有効な解決策とはいえな
い。

【００１０】また、鋼管素材である鋼板にめっきを施し
ても、焼入れ時の入熱でめっき層が酸化或いは溶損する
ため、依然として腐食の問題が残る。そこで、熱処理後
の焼入れ鋼管に対して溶融亜鉛めっきや電気亜鉛めっき
等を施すことにより、内周側表面を含めて十分な防錆を
図ることが考えられる。この方法は、技術的には可能で
あるものの、鋼管１本ごとの処理が必要となる。そのた
め、処理が煩雑になる分だけコスト高になることが避け
られず、有効な対策ではない。

【００１１】以上のように、従来の高強度焼入れ鋼管で
は、コストの大幅な増加を招くことなく、防錆性、特に
内周側表面の防錆性の向上が図られたものを見い出すこ
とが困難であった。

【００１２】本発明は、このような問題を解消すべく案
出されたものであり、両端開口部を閉じる成形加工後に
高周波焼入れを行うことによって、内周側の防錆性を向
上させた自動車ドア補強材用高強度焼入れ鋼管を製造す
ることを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、その目的を達
成するため、Ｃ：０．１０〜０．３０重量％，Ｓｉ：
０．０５〜０．５０重量％，Ｍｎ：０．２０〜１．５０
重量％，Ｐ：０．０２０重量％以下，Ｓ：０．０２０重
量％以下及びＡｌ：０．０１〜０．１０重量％を含有す
る電縫鋼管を高周波焼入れする自動車ドア補強材用高強
度焼入れ鋼管の製造方法において、自動車ドア補強材の
製品長さに相当する短尺鋼管に前記電縫鋼管を切断した
後、前記短尺鋼管の両端開口部を閉じる成形加工を施
し、次いで前記短尺鋼管を高周波焼入れすることを特徴
とする。

【００１４】使用する電縫鋼管は、更にＴｉ：０．０１
〜０．１０重量％，Ｂ：０．０００５〜０．０１０重量
％，Ｎｉ：０．２０〜１．５０重量％，Ｃｒ：０．０５
〜１．００重量％，Ｍｏ：０．０５〜０．５重量％，
Ｖ：０．０１〜０．２０重量％，Ｎｂ：０．０１〜０．
２０重量％，Ｃａ：０．００１〜０．０１重量％から選
ばれた１種又は２種以上を含有することができる。

【００１５】また、自動車ドア補強材の製品長さの２倍
以上の長さの長尺鋼管に電縫鋼管を切断した後、製品長
さに相当する間隔で３か所以上の部分に長尺鋼管の内面
が接するように成形加工を施し、成形加工後の長尺鋼管
を高周波焼入れし、次いで成形加工部分を切断して長尺
鋼管を製品長さの短尺鋼管にしてもよい。なお、電縫鋼
管としては、電縫溶接したままの鋼管，更に角型等の異
型断面に成形した鋼管を使用することができる。

【００１６】

【作用】本発明者等は、高強度焼入れ鋼管としての強
度及び靭性を満足し、更には鋼管内周側表面の耐食性を
向上させる方法について、種々検討を重ねた。その結
果、インパクトバー等の補強部材としての用途に適した
高強度焼入れ鋼管を見い出した。すなわち、焼入れ前の
加工性，焼入れ鋼管の強度及び靭性レベルの向上、更に
は高周波焼入れに対応した焼入れ性を考慮して、鋼中の
成分・組成を調整すると共に、補強部材として使用中に
水又は湿潤雰囲気が鋼管内部に侵入すること防止して、
鋼管の内周側表面の防錆効果を高める目的で、インパク
トバー等の補強部材製品の端部にあたる鋼管の両端部
に、内面が接するように扁平加工等の成形加工を施し、
その後に高周波焼入れする方法を採用した。

【００１７】以下、本発明で使用する鋼管の成分及び組
成について説明する。Ｃ：焼入れ後の鋼管の強度を得るために必要な元素であ
り、０．１０重量％未満ではインパクトバー用高強度鋼
管として要求される引張り強さ１３０ｋｇｆ／ｍｍ² 以
上の強度が得られない。しかし、０．３０重量％を超え
てＣを含有させると、焼入れ鋼管としての強度の増加は
得られるものの、靭性の低下が著しく、衝撃荷重が負荷
されたときに脆性的に破断し、インパクトバーとして好
ましくない性質を呈する。更に、焼入れ前の状態におい
ても靭性の低下を招き、扁平加工等の成形加工を行う際
に割れ等の欠陥が発生し易くなり、十分な成形加工が困
難になる。したがって、Ｃ含有量を０．１０〜０．３０
重量％の範囲に規定した。

【００１８】Ｓｉ：鋼の脱酸剤として使用される元素で
あり、焼入れ性を高める上でも有効である。この作用を
得るため、Ｓｉを０．０５重量％以上含有させることが
必要である。しかし、酸素との親和力が強い元素である
ため、電縫鋼管製造工程の電縫溶接時にペネトレータが
溶接部に形成され易くなり、健全な溶接部を得ることが
困難になる。そのため、扁平加工等の成形加工が難し
く、高強度焼入れ鋼管としたときの靭性を阻害する傾向
を示す。したがって、Ｓｉ含有量は、上限を０．５０重
量％に設定した。

【００１９】Ｍｎ：鋼材の焼入れ性を高め、強靭化を図
る上で有用な元素である。しかし、過剰のＭｎ含有は、
Ｍｎ系非金属介在物を増加させ、しかも縞状組織を発達
させる。その結果、靭性が低下する。更に、Ｍｎは、Ｓ
ｉと同様に溶接部の健全性にも悪影響を及ぼす。これら
のことから、Ｍｎ含有量を０．２０〜１．５０重量％の
範囲に規定した。

【００２０】Ｐ：焼入れ鋼管の靭性を劣化させる有害元
素である。そこで、Ｐ含有量の上限を、０．０２０重量
％に規制した。

【００２１】Ｓ：鋼中に非金属介在物の生成を促進さ
せ、靭性の劣化，溶接部の健全性の低下等の欠陥を招
く。そこで、Ｓ含有量を０．０２０重量％以下に規制し
た。

【００２２】Ａｌ：溶鋼の脱酸剤として有用な元素であ
り、０．０１重量％以上の添加が必要とされる。しか
し、Ａｌ含有量が０．１０重量％を超えると、鋼の清浄
度が損なわれると共に、表面疵が生じ易くなる。したが
って、Ａｌ含有量は、０．０１〜０．１０重量％の範囲
に規定した。

【００２３】また、選択成分として添加されるＴｉ，
Ｂ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｖ，Ｎｂ，Ｃａ等は、それぞれ
次の作用を呈する。

【００２４】Ｔｉ：熱処理時に固溶しにくい炭窒化物を
形成し、焼入れ時に結晶粒が粗大化することを防止する
作用がある。また、鋼中に固溶しているＮを窒化物とし
て固定する上でも有効である。そのため、固溶Ｎによる
Ｂの消費が抑えられ、Ｂによる焼入れ性改善作用が効率
よく発揮される。これらの作用を得るため、Ｔｉを０．
０１重量％以上含有させることが必要である。しかし、
０．１０重量％を超えてＴｉを含有させると、粗大な窒
化物が形成され、靭性の劣化を招く。したがって、Ｔｉ
含有量は、０．０１〜０．１０重量％の範囲とした。

【００２５】Ｂ：鋼の焼入れ性は、Ｂの添加によって大
きく向上する。また、Ｔｉによって鋼中のＮが固定され
ているので、Ｂ含有量０．０００５重量％以上のごく微
量でも十分に焼入れ性の向上が図られる。しかし、Ｂ含
有量が０．０１重量％を超えると、鋼中に化合物が形成
され、逆に焼入れ性の低下を招くばかりか、靭性にも悪
影響を及ぼす。この点から、０．０００５〜０．０１重
量％の範囲にＢ含有量を定めた。

【００２６】Ｎｉ：鋼の焼入れ性を向上させ、靭性の劣
化を抑えながら強度化を図る上で有効な元素である。こ
の作用を得るために、０．２０重量％以上のＮｉを含有
させることが必要である。しかし、１．５０重量％を超
えてＮｉを含有させても、性質改善効果が飽和し、鋼材
のコスト上昇を招く。したがって、Ｎｉ含有量は、０．
２０〜１．５０重量％の範囲に規定した。

【００２７】Ｃｒ：鋼の焼入れ性を向上させるために有
効な元素であり、０．０５重量％以上のＣｒを含有させ
ることが必要である。しかし、１．００重量％を超えて
Ｃｒを含有させると、造管時の溶接部にペネトレータが
発生し易くなり、扁平加工等の加工性を低下させると共
に、高強度鋼管としての靭性も劣化させる。そのため、
０．０５〜１．００重量％の範囲にＣｒ含有量を定め
た。

【００２８】Ｍｏ：鋼の焼入れ性を高める上で有効な元
素であり、０．０５重量％以上のＭｏを含有させること
が必要である。しかし、Ｍｏは、高価な合金元素であ
り、０．５重量％を超えて含有させても、それに見合っ
た効果が得られず、経済的に不利になる。そこで、Ｍｏ
含有量を０．０５〜０．５重量％の範囲に規定した。

【００２９】Ｖ：安定な炭窒化物を形成し、焼入れ時の
結晶粒の粗大化を抑制し、靭性の劣化を防止する等の有
効な作用を呈する。このような作用を得るためには、
０．０１重量％以上のＶを含有させることが必要であ
る。しかし、Ｖ含有量が０．２０重量％を超えると、ご
く短時間で鋼材が焼入れ温度までに加熱される高周波焼
入れでは、炭化物の固溶不足に起因してマトリックスの
Ｃ濃度が低下する。その結果、必要な強度が得られな
い。そこで、Ｖ含有量を０．０１〜０．２０重量％の範
囲に規定した。

【００３０】Ｎｂ：Ｖと同様に、結晶粒の粗大化を抑制
する上で、有効な元素である。しかし、マトリックスに
対する炭化物の固溶を減少させて、強度低下を招く原因
となる。従って、Ｎｂ含有量は、Ｖと同様に０．０１〜
０．２０重量％の範囲に設定した。

【００３１】Ｃａ：Ｓ系非金属介在物の形態を制御して
無害化し、焼入れ前の加工性と焼入れ後の靭性を高める
上で有効な元素である。この作用を得るためには、０．
００１重量％重量％以上のＣａを含有させることが必要
である。しかし、０．０１重量％を超えてＣａを含有さ
せるとき、鋼中の非金属介在物の量が増大し、却って靭
性の劣化が見られる。そこで、Ｃａ含有量は、０．００
１〜０．０１重量％の範囲に規定した。

【００３２】以上の成分系をもつ鋼から鋼管を製造する
ためには、種々の方法を採用することが可能である。た
とえば、製品特性の均質性の面からするとき、継ぎ目の
ないシームレスパイプを製造することもできる。しか
し、製造コストを考慮すると、高周波誘導抵抗加熱で板
材を溶接して電縫鋼管を製造する方法が、インパクトバ
ー等の自動車ドア補強材用鋼管の製造に最も適してい
る。

【００３３】高周波溶接で電縫鋼管を製造する場合、十
分な成形加工性を得る目的で、素材となる鋼板として焼
鈍材を使用することが有利である。しかし、熱間圧延条
件を調節することにより、熱間圧延したままの鋼板を素
材として使用することも可能である。

【００３４】また、電縫鋼管では、電縫溶接部が焼き入
れられて硬質になっている。そこで、造管後に鋼管全体
を焼鈍するか、或いは電縫溶接部のみを高周波誘導加熱
等で加熱するシームアニール等を施すことによって、成
形加工性を確保することも有効な手段である。

【００３５】鋼管形状に関しては、造管したままの円形
断面で使用することが、鋼管素材のコストの面や熱処理
作用の容易性等の面から有利である。しかし、矩形断面
をもつ角型鋼管として使用することも可能である。な
お、矩形断面としては、必ずしも正方形である必要はな
く、縦横の長さが異なる扁平角型の断面を採用すること
もできる。この角型鋼管は、インパクトバー等の補強材
として車両に装着したとき、曲げ荷重が負荷された場合
に変形所期の変形抵抗が大きく、またドアの外板と内板
との間隙に装着する場合の設計が容易である等の利点を
もっている。

【００３６】本発明法においては、電縫鋼管の焼入れに
先立って、補強部材として使用している間に水，湿潤雰
囲気等が鋼管内部に侵入することを防止し、鋼管の内周
側表面の防錆効果を高めるため、インパクトバー等の補
強部材製品の端部となる鋼管の両端部に、内面が接する
ように扁平加工等の成形加工を施している。この成形加
工を焼入れ後の鋼管に施すことにより、同様な効果を得
ることも考えられる。しかし、高強度に焼き入れられた
状態では、扁平加工等の成形加工性が著しく小さくなっ
ている。そのため、焼入れ後の鋼管を成形加工すること
は実質的には不可能であり、焼入れ前に成形加工を施す
必要がある。

【００３７】このように鋼管内面が接するような成形加
工を施した後で焼入れを行って補強部材用高強度鋼管を
製造する。この焼入れによって、鋼管の強度は、引張り
強さ１３０ｋｇｆ／ｍｍ² 以上に向上する。焼入れ方法
としては、以下に述べる二つの方法がある。

【００３８】先ず、成形加工を短尺鋼管に施す方法を説
明する。電縫鋼管は、インパクトバー等の補強材として
使用されるときの製品の長さに相当する短尺鋼管に切断
される。この短尺鋼管１０の両端部１１，１２を、図１
に示すように、開口部内面が接するように押し潰し、扁
平形状等に成形する。このとき、扁平にされた短尺鋼管
１０の両端部１１，１２は、完全に開口部を密着するこ
とが好ましい。しかし、後続工程でたとえば肉盛り溶接
等を施して開口部を密閉する手段を採用するとき、必ず
しも両端開口部を成形加工で密閉する必要はない。

【００３９】加工後の両端部１１，１２の形状は、管端
開口部が閉じられている限り特に拘束されるものではな
く、たとえば図２に示すような十字状に成形することも
できる。ただし、両端部１１，１２を余り複雑な形状に
成形すると、成形加工自体が困難となるばかりでなく、
成形加工によって生じた間隙をアーク溶接等で埋める作
業も面倒なものとなり、好ましくない。

【００４０】扁平加工等を行うことによって加工部分の
幅が広がり、熱処理作業等に支障を来す場合がある。こ
のような場合には、図３に示すように、成形加工後の短
尺鋼管１０の両端部１１，１２にトリミングを施し所定
の幅に仕上げる。

【００４１】成形加工が施される短尺鋼管１０の両端部
１１，１２の長さは、特に限定されるものではない。し
かし、過剰に長いと補強材として要求される曲げ剛性が
得られなくなるため、ドアに対する取付け部分の寸法を
考慮しながら、成形加工長さを適宜設定する。

【００４２】また、数ｍ長さの長尺鋼管を焼き入れた後
で、製品長さの短尺鋼管に切断することによって、イン
パクトバー等の補強材を製造することもできる。

【００４３】この場合には、図４に示すように、長尺鋼
管２０に対して、両端部２１，２２の他に最終製品長さ
に相当する間隔で設定した複数カ所の部分２３，２４，
２５で、鋼管内面が接するように成形加工を施す。成形
加工後の長尺鋼管２０は、そのまま高周波焼入れ等が施
された後、成形加工された部分２３，２４，２５から切
断される。これによって、鋼管内周側表面が接すること
によって両端開口部が閉じられ、所定の製品長さをもつ
複数の短尺鋼管２６〜２９が製造される。

【００４４】焼き入れ前の鋼管に対する成形加工として
は、特に限定されるものではなく、縮管加工等による成
形加工も採用可能であるが、加工の簡便性等を考慮する
とき、通常のプレス成形が好ましい。また、単純な扁平
加工を採用するとき、造管後の切断工程でプレス成形を
並行的に行うこともできる。

【００４５】鋼管の焼入れは、種々の方法を採用するこ
とができるが、焼入れ組織の均質性や焼入れ後の形状安
定性等を考慮するとき、高周波焼入れが有効な手段であ
る。

【００４６】短尺鋼管を高周波焼入れするとき、短尺鋼
管の両端を保持する治具，高周波コイル，水冷管等を主
な構成部材とする高周波焼入れ設備を使用し、保持治具
又は高周波コイル及び水冷管を短尺鋼管の長手方向に相
対的に移動させながら、加熱及び冷却することによって
短尺鋼管を焼入れする。このとき、回転機構を備えた保
持治具によって短尺鋼管を回転させながら相対移動を行
うとき、短尺鋼管の周方向に関する焼入れの均一性が向
上する。

【００４７】長尺鋼管を高周波焼入れするとき、短尺鋼
管の場合と同様に長尺鋼管の両端を保持する治具を使用
することもできる。しかし、ローラーテーブルやピンチ
ロール等を用いて長尺鋼管を連続的に搬送しながら、ロ
ーラーテーブルの間に設置した高周波コイル及び水冷管
により焼入れを行う方式を採用することもできる。

【００４８】焼入れ後の鋼管には、引張り強さ１３０ｋ
ｇｆ／ｍｍ² 以上の強度が要求される。引張り強さ１３
０ｋｇｆ／ｍｍ² 未満の強度では、高張力冷延鋼板と強
度的に大差なく、軽量化のメリットを得ることができな
い。

【００４９】焼入れ組織は、引張り強さ１３０ｋｇｆ／
ｍｍ² 以上の強度である限り、基本的には必ずしもマル
テンサイト組織である必要はない。しかし、高周波焼入
れでは、冷却速度の厳密な制御が困難である。そのた
め、たとえばベーナイト等が混在する組織をもった鋼材
に高周波焼入れを施すと、冷却速度の如何に応じて機械
的性質が大きく変動し易くなる。そこで、強度が冷却速
度に依存しないマルテンサイトを主体とした組織にする
ことが、機械的性質を安定化させる上で有効である。

【００５０】また、扁平加工等の成形加工を施した部分
は、成形していない他の部分と加熱条件や冷却条件等が
異なることから、焼入れ状態が変動し、引張り強さ１３
０ｋｇｆ／ｍｍ² 以上の強度を有する組織を得られない
ことが生じる。しかし、自動車のドアに衝撃荷重が負荷
された場合、この鋼管両端部にはほとんど曲げモーメン
トが作用しないため、実質的な問題とはならない。

【００５１】短尺の状態で両端を成形加工し、焼入れを
行った高強度焼入れ鋼管は、この状態でインパクトバー
等の補強部材用鋼管として使用される。他方、長尺で成
形加工・焼入れした場合には、成形加工部を切断して製
品長さの短尺鋼管にする必要がある。このとき、鋼管材
料が高強度となっているため、プレスによる切断は困難
である。そこで、プラズマやレーザ等を使用した溶断或
いは砥石による機械的切断等が採用される。

【００５２】以上に述べたように、鋼管の両端開口部が
閉じられた状態となった焼入れ鋼管では、インパクトバ
ーとしてドアに装着されたとき、ドア内に侵入した雨水
や湿潤雰囲気が鋼管の内部まで侵入しない。そのため、
内周側表面に対してカチオン塗装による塗膜の形成が十
分に行われていなくても、錆の発生が抑えられる。

【００５３】成形加工によって両端開口部を十分に密着
させることができない場合、或いは成形加工後の熱処理
における熱歪み等に起因して密着性の劣化が生じる場合
には、図５に示すようにアーク溶接等によって鋼管端面
にビード１３，１４を盛って、管端の隙間を埋めること
が有効である。このときの溶接は、開口したままの鋼管
の周囲を全周溶接して開口部を密閉状態にすることに比
較して、直線的に溶接ビード１３，１４を盛るだけでよ
いため、極めて容易な溶接加工となる。

【００５４】

【実施例】以下、実施例によって、本発明を具体的に説
明する。

【００５５】表１に示した成分・組成をもつ鋼を転炉で
溶製し、スラブに連続鋳造した。このスラブを通常のホ
ットストリップミルで熱間圧延し、板厚２．３ｍｍの熱
延鋼板を製造した。得られた熱延鋼板を酸洗後、一部に
ついては更に焼鈍を施した後、所定の幅にスリットし、
造管機で外径２５．４ｍｍの電縫鋼管とし、電縫溶接部
にシームアニールを施した。次いで、電縫鋼管を７００
ｍｍの長さに切断し、一部についてはプレス成形機を使
用し鋼管両端の８０ｍｍの範囲に対し両端開口部を閉じ
るようにほぼ密着状態に扁平加工した。

【００５６】

【表１】

【００５７】これらの鋼管を高周波誘導加熱によって９
００〜１０００℃まで昇温した後、水冷することにより
焼入れを施した。このときの高周波焼入れにおいては、
上下のチャック部分で鋼管を保持し、回転を与えながら
高周波誘導化熱コイルと水冷リングとの間を通過させる
方式を採用した。

【００５８】焼入れ後の鋼管を引張り試験及び衝撃曲げ
試験に付し、その機械的性質を調査した。なお、衝撃曲
げ試験は、焼入れ鋼管を５００ｍｍの間隙で二点支持
し、その上に１００ｋｇの質量で先端部が半径５０ｍｍ
の円弧状となった重錘を２ｍの高さから落下させ、鋼管
の変形及び破壊状態を観察した。

【００５９】鋼管の発錆性試験としては、焼入れ鋼管の
外周側表面にシールペイントを塗布した後、２４時間の
塩水噴霧試験を行い、試験後に鋼管を切断し内周側表面
における発錆状況を調べた。このとき、扁平加工した鋼
管については、扁平加工のままのものと、最端部の間隙
に沿ってアーク溶接したものについて試験した。試験結
果を、表２に示す。

【００６０】

【表２】

【００６１】表２から明らかなように、鋼管の両端開口
部が閉じられているものの、本発明で規定する範囲を外
れる成分・組成を有する試験番号１及び８の比較例で
は、引張り強さ１３０ｋｇｆ／ｍｍ² 以上の強度が得ら
れていないか、または靭性が不足して衝撃荷重が負荷さ
れたとき脆性的な破断を生じている。一方、本発明で規
定する範囲の成分・組成をもつ鋼材を使用した場合にあ
っても、両端開口部が解放されたままの鋼管を使用した
試験番号２，３及び６の比較例では、内周側表面のほぼ
全域にわたって赤錆が発生していた。

【００６２】これに対し、成分・組成及び両端形状が本
発明で規定される条件を満足する鋼管を使用した試験番
号４，５及び７の例では、ドア補強部材用高強度鋼管と
して十分満足する機械的性質を有すると共に、内周側表
面における発錆も皆無又はごく微小であった。すなわ
ち、扁平加工したままの鋼管では、両端に間隙がある部
分に赤錆の発生が見られたが、間隙を溶接ビードで密閉
したものでは内周側表面における発生は皆無であった。
このことから、本発明に従った高強度焼入れ鋼管は、防
錆性にも優れていることが判る。

【００６３】実施例２：次に、長尺鋼管の状態で成形加
工及び焼入れを施した実施例を説明する。実施例１で使
用した鋼材のうち、表１の鋼Ｂ及びＣについて、造管機
で外径２５．４ｍｍに造管した後、電縫溶接部にシーム
アニールを施して、電縫鋼管を製造した。そして、造管
後に、長さ５８００ｍｍの長尺鋼管に切断した。

【００６４】これらの長尺鋼管のうちの一部について
は、造管したままで次の高周波焼入れに供した。また、
残りの長尺鋼管については、焼入れ前に成形加工を施し
た。成形加工は、プレスによって長手方向に１６０ｍｍ
の範囲をもった扁平部を形成する扁平加工を採用した。
また、長尺鋼管の管端から２０〜１８０ｍｍまでの端部
に対しても同様な扁平加工を行った。そして、長尺鋼管
の一方の端部から扁平加工を始め、他方の端部に向けて
７００ｍｍの間隙で扁平加工を順次施した。そして、全
部で９か所に、鋼管内面がほぼ密着する幅１６０ｍｍの
扁平加工部を形成した。

【００６５】これらの鋼管に対し、高周波誘導加熱によ
り９００〜１０００℃まで昇温した後、水冷する焼入れ
処理を施した。このときの高周波誘導焼入れは、高周波
加熱コイル，それに隣接した水冷管及び入り口側と出口
側のローラテーブルからなる焼入れ機を使用し、ローラ
テーブル上を毎分１０ｍの速度で鋼管を搬送しながら加
熱・冷却した。

【００６６】焼入れ後の長尺鋼管は、砥石研削機によっ
て鋼管端部から１００ｍｍを切断除去した後、７００ｍ
ｍの間隔で扁平加工部の中央箇所を切断した。これによ
り、１本の長尺鋼管から長さ７００ｍｍの短尺鋼管を８
本採取した。切断後の短尺鋼管は、実施例１と同じ方法
によって引張り試験及び発錆性試験に供した。試験結果
を、表３に示す。

【００６７】

【表３】

【００６８】使用した鋼材が何れも本発明で規定した成
分・組成に関する条件を満足することから、機械的性質
としては、引張り強さ１３０ｋｇｆ／ｍｍ² 以上の強度
及び脆性曲げにおける脆性破断の防止が図られている。

【００６９】しかし、両端が開口したままの試験番号１
及び３の比較例では、内周側表面のほぼ全域において赤
錆が発生している。これに対し、両端を扁平加工する
か、或いは扁平加工後に間隙を溶接ビードで密閉した試
験番号２，４及び５の本発明例では、扁平加工部の間隙
に微小の赤錆が発生するか、或いは赤錆発生が皆無の状
態であった。このことから、本発明に従った高強度焼入
れ鋼管は、インパクトバー等の補強材として優れた機械
的性質を有すると共に、防錆性にも優れていることが判
る。

【００７０】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明において
は、使用する電縫鋼管の成分・組成を調整すると共に、
鋼管の両端開口部を閉じる成形加工を施すことによっ
て、自動車ドア補強部材用高強度焼入れ鋼管として要求
される強度及び靭性を有すると共に、内周側表面の防錆
性も兼ね備えているため、優れたインパクトバー等の補
強材として使用することができる。また、鋼管の両端部
を扁平形状等の二次元的な形状にすることによって、自
動車ドア内にインパクトバー等の補強材を固定する場
合、管端が開口している状態の三次元的な形状をもつ鋼
管に比較して、ブラケット構造の簡素化が可能であり、
場合によってはブラケットを省略し直接ドアに接合する
こともできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】両端部を扁平加工した短尺鋼管

【図２】両端部を十字形状に成形加工した短尺鋼管

【図３】扁平加工した両端部をトリミングした短尺鋼
管

【図４】両端部及び複数の中央部を扁平加工した長尺
鋼管

【図５】扁平加工後に溶接ビードが端部間隙に盛られ
た短尺鋼管

【符号の説明】

１０短尺鋼管１１，１２成形加工され
た管端部１３，１４溶接ビード２０長尺鋼管２１，２２扁平加工された管端部２３〜２５扁平加工された中央部２６〜２９長尺鋼管から切り出される短尺鋼管Ｌインパクトバー等の補強材の製品長さに相当する長
さ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＢ６０Ｒ 21/02 Ｂ６０Ｒ 21/02 ＮＣ２１Ｄ 9/08 Ｃ２１Ｄ 9/08 Ｆ // Ｃ２２Ｃ 38/00 ３０１Ｃ２２Ｃ 38/00 ３０１Ｚ 38/06 38/06 38/54 38/54 (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) C21D 1/18,9/08 B21C 37/15 B21D 19/00,53/86 B60J 5/04 B60R 21/02 C22C 38/00 C22C 38/06 C22C 38/54

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｃ：０．１０〜０．３０重量％，Ｓｉ：
０．０５〜０．５０重量％，Ｍｎ：０．２０〜１．５０
重量％，Ｐ：０．０２０重量％以下，Ｓ：０．０２０重
量％以下及びＡｌ：０．０１〜０．１０重量％を含有す
る電縫鋼管を高周波焼入れする自動車ドア補強材用高強
度焼入れ鋼管の製造方法において、自動車ドア補強材の
製品長さに相当する短尺鋼管に前記電縫鋼管を切断した
後、前記短尺鋼管の両端開口部を閉じる成形加工を施
し、次いで前記短尺鋼管を高周波焼入れすることを特徴
とする自動車ドア補強材用高強度焼入れ鋼管の製造方
法。
【請求項２】Ｃ：０．１０〜０．３０重量％，Ｓｉ：
０．０５〜０．５０重量％，Ｍｎ：０．２０〜１．５０
重量％，Ｐ：０．０２０重量％以下，Ｓ：０．０２０重
量％以下，Ａｌ：０．０１〜０．１０重量％及びＴｉ：
０．０１〜０．１０重量％，Ｂ：０．０００５〜０．０
１０重量％，Ｎｉ：０．２０〜１．５０重量％，Ｃｒ：
０．０５〜１．００重量％，Ｍｏ：０．０５〜０．５重
量％，Ｖ：０．０１〜０．２０重量％，Ｎｂ：０．０１
〜０．２０重量％，Ｃａ：０．００１〜０．０１重量％
から選ばれた１種又は２種以上を含有する電縫鋼管を高
周波焼入れする自動車ドア補強材用高強度焼入れ鋼管の
製造方法において、自動車ドア補強材の製品長さに相当
する短尺鋼管に前記電縫鋼管を切断した後、前記短尺鋼
管の両端開口部を閉じる成形加工を施し、次いで前記短
尺鋼管を高周波焼入れすることを特徴とする自動車ドア
補強材用高強度焼入れ鋼管の製造方法。
【請求項３】Ｃ：０．１０〜０．３０重量％，Ｓｉ：
０．０５〜０．５０重量％，Ｍｎ：０．２０〜１．５０
重量％，Ｐ：０．０２０重量％以下，Ｓ：０．０２０重
量％以下及びＡｌ：０．０１〜０．１０重量％を含有す
る電縫鋼管を高周波焼入れする自動車ドア補強材用高強
度焼入れ鋼管の製造方法において、自動車ドア補強材の
製品長さの２倍以上の長さの長尺鋼管に前記電縫鋼管を
切断した後、製品長さに相当する間隔で３か所以上の部
分に前記長尺鋼管の内面が接するように成形加工を施
し、成形加工後の前記長尺鋼管を高周波焼入れし、次い
で成形加工部分を切断して前記長尺鋼管を製品長さの短
尺鋼管にする自動車ドア補強材用高強度焼入れ鋼管の製
造方法。
【請求項４】Ｃ：０．１０〜０．３０重量％，Ｓｉ：
０．０５〜０．５０重量％，Ｍｎ：０．２０〜１．５０
重量％，Ｐ：０．０２０重量％以下，Ｓ：０．０２０重
量％以下，Ａｌ：０．０１〜０．１０重量％及びＴｉ：
０．０１〜０．１０重量％，Ｂ：０．０００５〜０．０
１０重量％，Ｎｉ：０．２０〜１．５０重量％，Ｃｒ：
０．０５〜１．００重量％，Ｍｏ：０．０５〜０．５重
量％，Ｖ：０．０１〜０．２０重量％，Ｎｂ：０．０１
〜０．２０重量％，Ｃａ：０．００１〜０．０１重量％
から選ばれた１種又は２種以上を含有する電縫鋼管を高
周波焼入れする自動車ドア補強材用高強度焼入れ鋼管の
製造方法において、自動車ドア補強材の製品長さの２倍
以上の長さの長尺鋼管に前記電縫鋼管を切断した後、製
品長さに相当する間隔で３か所以上の部分に前記長尺鋼
管の内面が接するように成形加工を施し、成形加工後の
前記長尺鋼管を高周波焼入れし、次いで成形加工部分を
切断して前記長尺鋼管を製品長さの短尺鋼管にする自動
車ドア補強材用高強度焼入れ鋼管の製造方法。