JP5353340B2 - Manufacturing method of press-molded products - Google Patents

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Description

本発明は、プレス成形品の製造方法に関し、例えば高強度の熱間プレス成形品や、低、中強度の温間プレス成形品を製造するためのプレス成形の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a press-molded article, for example, hot press molded product of high strength, low, a method for manufacturing a press molded product for making the warm press molded product of medium strength.

自動車の車体の軽量化の一環として、薄肉の鋼材からなり従来と同等以上の高強度の成形品を得るための研究開発が推進されている。成形品の高強度化は、大別すると、(a)超ハイテン材等の高強度の鋼材を所定の形状に成型加工する技術、(b)比較的軟質な鋼材を、成型加工中または成型加工後に熱処理することにより高強度化する技術によって、行われる。   As part of reducing the weight of automobile bodies, research and development are ongoing to obtain molded products made of thin-walled steel that have the same or higher strength than conventional products. High-strength molded products can be broadly divided into (a) a technology for molding high-strength steel materials such as ultra-high tensile materials into a predetermined shape, and (b) a relatively soft steel material during or during molding. This is performed by a technique for increasing the strength by heat treatment later.

上記(a)項に示すように高強度の鋼材を所定の形状に成型加工すると、成型加工可能な形状が大幅に制約され、また成形加工後に不可避的にスプリングバックが発生して成形品の寸法精度が低下するという問題がある。   When a high-strength steel material is formed into a predetermined shape as shown in (a) above, the shape that can be formed is greatly restricted, and a springback inevitably occurs after the forming process, resulting in the dimensions of the molded product. There is a problem that accuracy decreases.

上記(b)項の、軟質な鋼材に成型加工中または成形加工後に熱処理する技術として、いわゆる熱間プレス成形が知られている。熱間プレス成形は、例えば鋼板等の鋼材を高温に加熱してから冷却された金型によりプレス加工する技術であり、成型加工および焼入れを一つの工程で行い、また金型により拘束された状態で焼入れるため、良好な寸法精度を有する成形品を得られるという優れた特長を有する。   A so-called hot press molding is known as a technique for heat-treating a soft steel material during the molding process or after the molding process in the above item (b). Hot press molding is a technology that presses a steel material such as a steel plate to a high temperature and then presses it with a cooled die, and the molding and quenching are performed in a single process and constrained by the die. Since it is quenched, it has an excellent feature that a molded product with good dimensional accuracy can be obtained.

しかし、熱間プレス成形に代表される、成型加工時に鋼材を熱処理する技術では、この熱処理の加熱により被成形品の表面にスケール(鋼の酸化物)が不可避的に形成される。成形品の表面に形成されたスケールは基材から剥離し易く、プレス金型の損傷を招いたり、塗装後の熱間プレス成形品における塗膜の剥離やこれに起因した耐食性の低下を誘発する。このため、熱間プレス成形品を製造する際には、加熱時の雰囲気を非酸化性としてスケールの発生を抑制するか、あるいは酸化性雰囲気下での熱間プレス成形後にショットブラスト処理を行って成形品の表面に形成されたスケールを十分に除去する必要があり、いずれにしても製造コストの上昇は否めなかった。   However, in a technique such as hot press forming in which a steel material is heat-treated at the time of molding, a scale (steel oxide) is inevitably formed on the surface of the molded product by the heat treatment. The scale formed on the surface of the molded product is easy to peel off from the base material, causing damage to the press mold, or inducing the peeling of the coating film on the hot press-molded product after coating and the resulting decrease in corrosion resistance. . For this reason, when manufacturing hot press-formed products, the atmosphere during heating is made non-oxidizing to suppress the generation of scale, or shot blasting is performed after hot press forming in an oxidizing atmosphere. It is necessary to sufficiently remove the scale formed on the surface of the molded product, and in any case, the production cost cannot be denied.

熱間プレス成形品におけるスケールの発生を抑制するために、鋼材表面をめっき等で被覆された鋼材を素材として熱間プレス成形を行う発明が開示されている。例えば、特許文献1にはAlめっき鋼板を加工素材として熱間プレス成形する発明が、また特許文献2にはZn系またはZn−Al系のめっき鋼板を加工素材として熱間プレス成形する発明が、それぞれ開示されている。   In order to suppress the generation of scale in a hot press-formed product, an invention is disclosed in which hot press forming is performed using a steel material whose surface is coated with plating or the like as a raw material. For example, Patent Document 1 discloses an invention for hot press forming an Al-plated steel sheet as a processing material, and Patent Document 2 discloses an invention for hot press forming a Zn-based or Zn-Al-based plated steel sheet as a processing material. Each is disclosed.

特許文献1、2により開示された発明は、加工素材としてめっき鋼板を用いるため、確かに、スケールの発生の抑制や熱間プレス成形品がめっき被膜を有することに由来する機能や特性の向上が期待される。   Since the invention disclosed by patent documents 1 and 2 uses a plated steel sheet as a processing material, certainly the suppression of the generation of scale and the improvement of functions and characteristics derived from the hot press-formed product having a plating film are provided. Be expected.

特開2000−38640号公報JP 2000-38640 A 特開2001−353548号公報JP 2001-353548 A

特許文献1、2により開示された発明では、加工素材としてめっき鋼板を用いるため、確かに、スケールの発生を抑制することができるとともに、プレス成形品がめっき被膜を有することに由来する機能や特性の向上を期待できるものの、めっきすることによる製造コストの上昇は避けられない。   In the inventions disclosed in Patent Documents 1 and 2, since a plated steel sheet is used as a processing material, it is possible to suppress the generation of scale, and the functions and characteristics derived from the press-formed product having a plating film. However, an increase in manufacturing cost due to plating is inevitable.

高強度の熱間プレス成形品を製造する場合のみならず、熱間プレス成形よりも低温で加熱することにより得られる低、中強度の温間プレス成形品を製造する場合においても、事情は同じである。   The situation is the same not only when manufacturing high-strength hot-pressed products but also when manufacturing low- and medium-strength hot-pressed products obtained by heating at a lower temperature than hot press-molding. It is.

本発明は、このような従来の技術が有する課題に鑑みてなされたものであり、熱間プレス成形または温間プレス成形の際に高温に加熱されることに起因した表面の酸化およびこの酸化によって生じる上述した各種課題を解決することができ、また、めっき鋼板を素材としても支障なく成形することができ、これにより、複雑な形状であっても良好な寸法精度を有する高強度の成形品を低コストで製造できるという熱間プレス成形または温間プレス成形が本質的に有する特長を十分に享受しながら、プレス成形品を量産することができるプレス成形の製造方法を提供することである。 The present invention has such has been made in view of the problems the prior art has, by oxidation and the oxidation of the resulting surface to be heated to a high temperature during the hot press forming or warm press forming The above-mentioned various problems that occur can be solved, and plated steel sheets can be formed without any problem as a raw material, thereby enabling high-strength molded products having good dimensional accuracy even for complex shapes. It is an object of the present invention to provide a method for producing a press-molded product capable of mass-producing a press-molded product while sufficiently enjoying the advantages inherent in hot press molding or warm press molding that can be produced at low cost.

本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討を重ね、熱間プレス成形または温間プレス成形に関するものではないが、例えば日本鉄鋼協会編「鋼の熱処理 改訂5版」(1995)239〜246頁に開示される塩浴炉を用いた熱処理方法に着目した。この熱処理方法は、一般に鋼材の表面に酸化物が形成され難い熱処理方法として広く知られ、一般的に、この熱処理方法によれば、塩浴に浸漬中および塩浴からの取り出し後の鋼材の表面の酸化が起こり難いとともに、電気炉やガス炉中で加熱する熱処理方法よりも高い加熱速度を得られるとされている。このため、本発明者は、塩浴炉を用いて鋼板またはめっき鋼板を加熱してからプレス成形を行えば、表面におけるスケールの形成を抑制しながら低コストで熱間プレス成形品または温間プレス成形品を製造できるのではと考えた。   The present inventor has intensively studied to solve the above-mentioned problems, and is not related to hot press forming or warm press forming. For example, the “Iron Heat Treatment Revised 5th Edition” (1995) 239- Attention was paid to the heat treatment method using a salt bath furnace disclosed on page 246. This heat treatment method is generally known as a heat treatment method in which oxides are not easily formed on the surface of the steel material. In addition, it is said that the oxidation rate is less likely to occur and a higher heating rate can be obtained than a heat treatment method in which heating is performed in an electric furnace or a gas furnace. For this reason, the present inventor can perform hot press molding or warm press at a low cost while suppressing the formation of scale on the surface if the steel sheet or the plated steel sheet is heated after being heated using a salt bath furnace. I thought it would be possible to produce molded products.

しかし、塩浴炉を用いて加熱した鋼板またはめっき鋼板にプレス成形を行うと、必然的に鋼板またはめっき鋼板の表面に塩が付着したままの状態でプレス成形されることから、プレス金型への塩の付着、及びこれに起因したプレス成形品の表面への押し込み傷の発生等を生じることが懸念された。   However, when press forming is performed on a steel plate or plated steel plate heated using a salt bath furnace, the sheet is inevitably pressed with the salt still attached to the surface of the steel plate or plated steel plate. There was a concern that the salt would adhere and the generation of indentation scratches on the surface of the press-formed product due to this.

また、塩浴炉を用いて加熱した鋼板またはめっき鋼板にプレス成形を行って熱間プレス成形品または温間プレス成形品を量産すると、塩がプレス金型に付着して残存するため、付着した塩により金型の加工素材に対する冷却能が低下し、熱間プレス成形の大きな特長である金型での成形品の急冷が難しくなることも予想された。   In addition, when the hot-pressed product or warm-pressed product is mass-produced by press forming the steel plate or plated steel plate heated using a salt bath furnace, the salt adheres to the press mold and remains attached. It was also expected that the cooling ability of the mold processing material would be reduced by the salt, and it would be difficult to rapidly cool the molded product in the mold, which is a major feature of hot press molding.

本発明者は、塩浴炉を用いてめっき鋼板を加熱してからプレス成形を行う場合におけるこれらの新たな課題を解決するために鋭意検討を重ねて、本発明を完成した The present inventor has intensively studied to solve these new problems in the case of performing press forming after heating a plated steel sheet using a salt bath furnace, and has completed the present invention .

発明は、亜鉛系めっき鋼板またはアルミニウムめっき鋼板を塩浴に浸漬して加熱する加熱工程と、この加熱工程により加熱された亜鉛系めっき鋼板またはアルミニウムめっき鋼板をプレス成形機へ搬送する搬送工程と、この搬送工程によりプレス成形機へ搬送された亜鉛系めっき鋼板またはアルミニウムめっき鋼板の温度がこの亜鉛系めっき鋼板またはアルミニウムめっき鋼板の焼入れ可能温度以上であるうちに、プレス成形機により亜鉛系めっき鋼板またはアルミニウムめっき鋼板をプレス成形して成形品とするプレス工程と、このプレス工程により成形された成形品を急冷する焼入れ工程と、この急冷時またはこの急冷後の成形品に洗浄媒体を吹き付けてこの成形品に付着する塩を除去する成形品洗浄工程とを備えることを特徴とするプレス成形品の製造方法である。
The present invention includes a heating process in which a zinc-based plated steel sheet or an aluminum-plated steel sheet is immersed in a salt bath and heated, and a transporting process in which the zinc-based plated steel sheet or aluminum-plated steel sheet heated by this heating process is transported to a press molding machine, While the temperature of the zinc-based plated steel sheet or aluminum-plated steel sheet transported to the press forming machine by this transporting process is equal to or higher than the quenching temperature of this zinc-based plated steel sheet or aluminum-plated steel sheet, Alternatively, a press process in which an aluminum-plated steel sheet is press-molded to form a molded product, a quenching process in which the molded product molded by this press process is rapidly cooled, and a cleaning medium is sprayed onto the molded product during or after the rapid cooling. And a molded product washing step for removing salt adhering to the molded product. It is a method of manufacturing the less the molded article.

また、本発明は、亜鉛系めっき鋼板またはアルミニウムめっき鋼板を塩浴に浸漬して加熱する加熱工程と、この加熱工程により加熱された亜鉛系めっき鋼板またはアルミニウムめっき鋼板をプレス成形機へ搬送する搬送工程と、この搬送工程によりプレス成形機へ搬送された亜鉛系めっき鋼板またはアルミニウムめっき鋼板の温度が亜鉛系めっき鋼板またはアルミニウムめっき鋼板の焼入れ可能温度以上であるうちに、プレス成形機により亜鉛系めっき鋼板またはアルミニウムめっき鋼板をプレス成形して成形品とし、この成形品をプレス成形機のプレス金型により拘束した状態で急冷するプレス焼入れ工程と、この急冷時またはこの急冷後の成形品に洗浄媒体を吹き付けてこの成形品に付着する塩を除去する成形品洗浄工程とを備えることを特徴とするプレス成形品の製造方法である。 Further, the present invention carries a heating process of heating by immersing the galvanized steel sheet or an aluminum-plated steel sheet into a salt bath, a zinc-based plated steel sheet or an aluminum-plated steel sheet which has been heated by the heating step to press molding machine transport a step, while it is more hardenable temperature of zinc-plated steel sheet or an aluminum-plated steel sheet conveyance zinc-plated steel sheet or an aluminum-plated steel sheet to press molding machine by the conveying step, galvanized by press molding machine Press-molding a steel plate or an aluminum-plated steel plate into a molded product, and quenching the molded product in a state of being restrained by a press mold of a press molding machine, and a cleaning medium in the molded product during or after this rapid cooling And a molded product washing step for removing salt adhering to the molded product by spraying A method for producing a press-molded product characterized.

これらの本発明では、塩浴における溶融塩の粘度が30mPa・s以下であることが好ましい。
これらの本発明では、亜鉛系めっき鋼板またはアルミニウムめっき鋼板を、塩浴の浴面に対して略垂直になるように浸漬することが好ましい。
In these inventions, the viscosity of the molten salt in the salt bath is preferably 30 mPa · s or less.
In the present invention, it is preferable to immerse the zinc-based plated steel sheet or the aluminum-plated steel sheet so as to be substantially perpendicular to the bath surface of the salt bath.

これらの本発明では、さらに、プレス成形における成形下死点よりも後の時期に、このプレス成形を行うプレス金型に洗浄媒体を吹き付けてこのプレス金型に付着する塩を除去する金型洗浄工程を備えることが、プレス金型への塩の付着に起因したプレス成形品の表面への押し込み傷の発生等を防止できるとともに、塩がプレス金型に付着して残存することに起因して金型の加工素材に対する冷却能が低下することを防止できることから、望ましい。さらに、この金型洗浄工程は、成形品が金型からリフトアップされた時以降に行われることが、熱間プレス成形の大きな特長である金型による高い冷却速度による加工素材の冷却を維持できることから、望ましい。   In these present inventions, further, a mold cleaning for removing salt adhering to the press mold by spraying a cleaning medium on the press mold for performing the press molding at a time later than the bottom dead center in the press molding. Providing a process can prevent the occurrence of indentation scratches on the surface of the press-molded product due to the adhesion of salt to the press mold, and the salt remains attached to the press mold. This is desirable because it can prevent the cooling capacity of the mold material from being lowered. Furthermore, this mold cleaning process is performed after the molded product is lifted up from the mold, and it is possible to maintain the cooling of the workpiece material at a high cooling rate by the mold, which is a major feature of hot press molding. Is desirable.

本発明によれば、加熱雰囲気を制御しなくとも、熱間プレス成形または温間プレス成形の際に不可避的に高温に加熱されることに起因した成形品の表面の酸化およびこの酸化によりもたらされる課題を解決でき、これにより、複雑な形状であっても良好な寸法精度を有する高強度の成形品を低コストで製造できるという熱間プレス成形または温間プレス成形の優れた特徴を十分に享受しながら、プレス成形品を量産することができる。さらに、本発明は、めっき鋼板を素材とする場合に用いることができるので、広い範囲の素材に適用できることから、製造面でもスケジュール制約も受け難い。 According to the present invention, even without controlling the pressurized heat atmosphere, brought about by oxidation and the oxidation of the hot press forming or warm unavoidable during press molding to a molded article surface due to being heated to a high temperature As a result, the excellent features of hot press molding or warm press molding that can produce high-strength molded products with good dimensional accuracy at a low cost even for complex shapes While enjoying, mass production of press-molded products is possible. Furthermore, the present invention is capable of are use when the plated steel sheet as a material, since it can be applied to a wide range of materials, hardly even schedule constraints received in terms of production.

図1(a)〜図1(c)は、プレス焼入れ工程を模式的かつ経時的に示す説明図であり、図1(c)および図1(d)は、金型洗浄工程を模式的に示す説明図である。1 (a) to 1 (c) are explanatory views schematically showing the press hardening process over time, and FIGS. 1 (c) and 1 (d) schematically show the mold cleaning process. It is explanatory drawing shown. 図2(a)は第1回目の熱間プレス成形により得られた熱間プレス成形品の外観を示す写真であり、図2(b)は第5回目の熱間プレス成形により得られた熱間プレス成形品の外観を示す写真である。FIG. 2 (a) is a photograph showing the appearance of the hot press-formed product obtained by the first hot press forming, and FIG. 2 (b) is the heat obtained by the fifth hot press forming. It is a photograph which shows the external appearance of a hot press molded product. 図3は、得られた熱間プレス成形品の断面のミクロ組織の光学顕微鏡写真である。FIG. 3 is an optical micrograph of the microstructure of the cross section of the obtained hot press-formed product. 図4(a)は、天然ガス燃焼雰囲気炉で加熱した熱間プレス成形品の外観を示す写真であり、図4(b)は、塩浴炉で加熱した熱間プレス成形品の外観を示す写真である。FIG. 4A is a photograph showing the appearance of a hot press-formed product heated in a natural gas combustion atmosphere furnace, and FIG. 4B shows the appearance of a hot press-formed product heated in a salt bath furnace. It is a photograph. 図5は、加熱・冷却カーブを示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing a heating / cooling curve. 図6は、板厚が1.6mmの、50×70mm、50×100mm、70×100mmの3種の試験片を、塩浴(900℃、920℃、950℃)中に浴面に対し直角となる姿勢で4分間浸漬して500mm/secで引き上げた場合における、塩持ち出し量(片面当り)と試験片面積との関係を示すグラフである。FIG. 6 shows three kinds of test pieces of 50 × 70 mm, 50 × 100 mm, and 70 × 100 mm having a plate thickness of 1.6 mm in a salt bath (900 ° C., 920 ° C., 950 ° C.) perpendicular to the bath surface. It is a graph which shows the relationship between the amount of salt take-out (per one side), and a test piece area at the time of being immersed for 4 minutes and pulling up at 500 mm / sec. 図7は、プレス金型のパンチ底部に対応する、温間プレス成形品の部分の断面ミクロ組織を示す光学顕微鏡写真である。FIG. 7 is an optical micrograph showing a cross-sectional microstructure of a portion of the warm press-formed product corresponding to the punch bottom of the press die.

以下、本発明に係るプレス成形品の製造方法を実施するための形態を説明する。なお、以降の説明では、プレス成形品が熱間プレス成形品である場合を例にとるが、本発明は熱間プレス成形品に限定されるものではなく、鋼板を浸漬する塩浴の温度を例えば500〜800℃として得られる温間プレス成形品にも同様に適用される。また、以降の説明では、加工素材が裸鋼板である場合を例にとるが、本発明の対象は、例えばZn系めっき鋼板、Zn−Al系めっき鋼板さらにはAl系めっき鋼板といった各種のめっき鋼板に対して適用される。 Hereinafter, the form for enforcing the manufacturing method of the press-formed product concerning the present invention is explained. In the following explanation, the case where the press-formed product is a hot press-formed product is taken as an example, but the present invention is not limited to the hot press-formed product, and the temperature of the salt bath in which the steel plate is immersed is set. For example, the present invention is similarly applied to a warm press-formed product obtained at 500 to 800 ° C. Further, in the following description, the case where the processed material is a bare steel plate is taken as an example, but the object of the present invention is, for example, various plated steel plates such as a Zn-based plated steel plate, a Zn-Al-based plated steel plate, and further an Al-based plated steel plate. It is applied in respect.

[鋼板]
本実施の形態では、加工素材として鋼板を用いる。鋼板の組成は、焼入れを目的とする場合にあっては焼入れ後に所定の硬さを得られる組成とすることが好ましい。例えば、C:0.15%以上0.45%以下(本明細書では特に断りがない限り組成に関する「%」は「質量%」を意味する)、Si:0.5%以下、Mn:0.5%以上3%以下、P:0.01%以下、S:0.01%以下、Al:1%以下、N:0.01%以下、Cr:0.1%以上0.5%以下、必要に応じて、Ti:0.015%以上0.1%以下、Nb:0.015%以上0.1%以下、B:0.0002%以上0.004%以下、残部Feおよび不純物が例示される。
[steel sheet]
In the present embodiment, a steel plate is used as the processing material. The composition of the steel sheet is preferably a composition that can obtain a predetermined hardness after quenching when quenching is intended. For example, C: 0.15% or more and 0.45% or less (in this specification, “%” relating to composition means “mass%” unless otherwise specified), Si: 0.5% or less, Mn: 0 0.5% to 3%, P: 0.01% or less, S: 0.01% or less, Al: 1% or less, N: 0.01% or less, Cr: 0.1% or more and 0.5% or less If necessary, Ti: 0.015% or more and 0.1% or less, Nb: 0.015% or more and 0.1% or less, B: 0.0002% or more and 0.004% or less, the remaining Fe and impurities are contained Illustrated.

さらに、後述するようにプレス金型で成形品を拘束しながら冷却する場合には、水焼入れによる冷却速度よりも冷却速度が小さくなるので、このような小さい冷却速度であっても焼入れが可能な組成を選択することが好ましい。   Further, as described later, when cooling while restraining the molded product with a press die, the cooling rate is lower than the cooling rate by water quenching, so quenching is possible even at such a low cooling rate. It is preferable to select the composition.

また、本発明は、加熱時にスケール生成を抑制できる点で裸鋼板を使用する場合に特に有用であるが、めっき鋼板や耐熱性被覆鋼板に使用することも妨げられない。
なお、後述する加熱工程に先立って、鋼板の表面に付着した油脂や付着物等を除去するため、アルカリで洗浄したり、さらに鋼板の表面の水分を除去するために200℃以下程度の加熱温度で、鋼板を予備加熱することが好ましい。
Moreover, although this invention is especially useful when using a bare steel plate at the point which can suppress scale production | generation at the time of a heating, using for a plated steel plate and a heat resistant coated steel plate is not prevented.
In addition, prior to the heating step described later, in order to remove oils and deposits attached to the surface of the steel plate, it is washed with an alkali, and further, a heating temperature of about 200 ° C. or less in order to remove moisture on the surface of the steel plate. Thus, it is preferable to preheat the steel plate.

[塩浴による加熱工程]
鋼板を所定形状にブランキングした後、ブランキングされた鋼板を、塩浴に浸漬して加熱する。例えば、焼入れによる高強度化を目的とする場合は、鋼板を塩浴炉に収容される塩浴に浸漬してAr点以上の所定の温度範囲に加熱する。塩浴炉および用いる塩は、周知慣用の市販されるものでよく、所定の加熱温度が得られるものを適宜選択して用いればよい。塩浴炉での鋼板の昇温速度は、例えばガス炉での鋼板の昇温速度よりも高いので、加熱工程の短縮を図ることができる。
[Heating process with salt bath]
After blanking the steel plate into a predetermined shape, the blanked steel plate is immersed in a salt bath and heated. For example, in order to increase the strength by quenching, the steel sheet is immersed in a salt bath housed in a salt bath furnace and heated to a predetermined temperature range of Ar 3 or higher. The salt bath furnace and the salt to be used may be a well-known and commercially available salt, and those that can obtain a predetermined heating temperature may be appropriately selected and used. Since the heating rate of the steel plate in the salt bath furnace is higher than the heating rate of the steel plate in the gas furnace, for example, the heating process can be shortened.

塩浴に用いる塩(溶融塩)は、使用温度における粘度が30mPa・s以下のものが好ましく、10Pa・s以下のものがさらに好ましい。塩の粘度が高いと、塩の持ち出しが多くなりコスト的に不利になるからである。また塩の粘度は低い方が炉から取り出してからプレスされるまでにブランク表面でレベリングしやすいと考えられ、付着塩の押し込み傷の防止効果がある。   The salt (molten salt) used in the salt bath preferably has a viscosity at use temperature of 30 mPa · s or less, and more preferably 10 Pa · s or less. This is because when the viscosity of the salt is high, salt is often taken out, which is disadvantageous in cost. Moreover, it is considered that the lower the viscosity of the salt, the easier it is to level on the blank surface before taking out from the furnace and pressing, and there is an effect of preventing the indentation salt from being pushed in.

例えば、900℃で使用する場合にはパーカー熱処理工業株式会社製H−10が例示され、700℃で使用する場合には同社製GS540が例示される。これらの市販品は、塩化ナトリウム、塩化カリウム、硫酸バリウム等が配合されたものであり、必要に応じこれらの配合比により融点を調整することができる。融点より大幅に高い温度で用いると、塩の蒸発が多くなり不経済である。鋼板表面に塩が付着することにより、鋼板表面の酸化が防止されるだけでなく、プレス時には金型とブランク間の潤滑機能を発揮していると考えられる。   For example, when using at 900 degreeC, Parker Heat Treatment Industry Co., Ltd. H-10 is illustrated, and when using at 700 degreeC, GS540 made by the company is illustrated. These commercial products are those in which sodium chloride, potassium chloride, barium sulfate or the like is blended, and the melting point can be adjusted by the blending ratio of these if necessary. If it is used at a temperature significantly higher than the melting point, salt evaporation increases, which is uneconomical. It is considered that the adhesion of salt to the steel sheet surface not only prevents oxidation of the steel sheet surface but also exhibits a lubricating function between the mold and the blank during pressing.

鋼板を塩浴で加熱した後に塩浴から取り出す際には、鋼板をできるだけ垂直に保つことが、塩の持ち出しがより少なくなるため、好ましい。これにより、成形品を浸漬するよりも隅部への液たまりがなく液の持ち出しがもともと少ないことと併せて、鋼板の表面およびプレス金型への塩の付着を少なくして、成形品の表面への押し込みやカジリの発生を抑制することができる。   When the steel plate is heated in the salt bath and then removed from the salt bath, it is preferable to keep the steel plate as vertical as possible because salt removal is reduced. As a result, there is no accumulation of liquid in the corners and the amount of liquid taken out originally is less than when the molded product is immersed, and the adhesion of salt to the surface of the steel plate and the press mold is reduced, so that the surface of the molded product It is possible to suppress indentation and galling.

取り出す際に鋼板をできるだけ垂直に保つためには、鋼板のトリムラインよりも外縁部の一辺につり下げ用の貫通穴を複数穿設しておき、この貫通孔それぞれに鋼板懸吊用のフックを引っ掛け、このフックを例えばハンドリング用の多関節型汎用ロボットにより保持させることが例示される。   In order to keep the steel plate as vertical as possible when taking it out, multiple through holes for suspension are drilled on one side of the outer edge of the trim line of the steel plate, and a hook for hanging the steel plate is attached to each through hole. For example, the hook is held by an articulated general-purpose robot for handling.

なお、必要に応じて、鋼板の表面に付着した塩を、加熱したロールや不活性ガスにより、除去し切らない程度に絞ってもよい。
また、亜鉛系めっき鋼板やアルミニウムめっき鋼板を塩浴中に浸漬すると、塩浴の温度がめっき皮膜(亜鉛やアルミニウム)の融点からかなり高いことおよび加熱中にめっき表面に酸化物が形成され難いことから、めっき金属成分が塩浴中に溶融、流出、反応することが懸念される。しかし、例えば合金化溶融亜鉛めっき鋼板を950℃程度の塩に数分浸漬しても、塩浴中へのめっきの流出等は認められなかったので、これらめっき鋼板を使用することは実用上問題ない。なお、この場合、雰囲気ガス炉等で加熱する場合と比較して鋼板表面の酸化亜鉛層が過度に形成され難いので、成形品の溶接性が改善されるという利点もある。
In addition, as needed, you may restrict | squeeze the salt adhering to the surface of a steel plate to the extent which is not removed completely with a heated roll or inert gas.
In addition, when a zinc-based steel plate or an aluminum-plated steel plate is immersed in a salt bath, the temperature of the salt bath is considerably higher than the melting point of the plating film (zinc or aluminum) and it is difficult for oxides to form on the plating surface during heating. Therefore, there is a concern that the plating metal component melts, flows out and reacts in the salt bath. However, for example, even if the alloyed hot-dip galvanized steel sheet is immersed in a salt at about 950 ° C. for several minutes, the outflow of the plating into the salt bath was not recognized, so it is practically problematic to use these plated steel sheets. Absent. In this case, since the zinc oxide layer on the surface of the steel sheet is hardly formed as compared with the case of heating in an atmospheric gas furnace or the like, there is also an advantage that the weldability of the molded product is improved.

[搬送工程]
塩浴から取り出した鋼板の温度が所定の温度範囲から低下しないうちにプレス成形するために、鋼板を所定の温度範囲から低下しないうちにプレス成形機へ搬送する。
[Conveying process]
In order to perform press forming before the temperature of the steel plate taken out from the salt bath falls from the predetermined temperature range, the steel plate is conveyed to the press forming machine before it falls from the predetermined temperature range.

例えば、鋼板を塩浴から取り出した後、例えば20秒間以内にプレス成形機まで搬送することが好ましい。また搬送中も鋼板をできるだけ鉛直に搬送することが好ましい。塩のレベリング効果がブランクの両面で期待されるためである。鋼板ブランク平面を上にして搬送すると、上面は重力により塩液のレベリング速度が上がるが、下面は、重力でレベリング速度が低下するためである。   For example, it is preferable to transport the steel plate to the press molding machine within 20 seconds after taking it out of the salt bath. Further, it is preferable to convey the steel sheet as vertically as possible during conveyance. This is because the salt leveling effect is expected on both sides of the blank. This is because when the steel plate blank plane is conveyed upward, the leveling speed of the salt solution is increased by gravity on the upper surface, whereas the leveling speed is decreased by gravity on the lower surface.

鋼板をこのように迅速に搬送するには、例えば、塩浴炉をプレス成形機に可及的近接配置するとともに、上述した多関節型汎用ロボットの台座部がこの塩浴炉とプレス成形機との間で往復移動自在な移動機構を設けることが例示される。   In order to transport the steel plate in such a manner, for example, the salt bath furnace is disposed as close as possible to the press molding machine, and the pedestal of the articulated general-purpose robot described above includes the salt bath furnace and the press molding machine. It is exemplified that a moving mechanism that can reciprocate between the two is provided.

この搬送の途中で鋼板の表面に不用意に接触したりすると、鋼板の表面の塩が除去され、この部分にスケールが形成されるおそれがある。そのため、搬送は、極力速やかに、かつ、後にトリムで除去される部分以外の鋼板表面に極力接触しないように留意すべきである。例えば、上述した移動機構を備える多関節型汎用ロボットを用いる場合には、この多関節型汎用ロボットが移動する空間の周囲を安全柵等で囲み、外部との接触を完全に遮断することが例示される。   If the surface of the steel sheet is inadvertently contacted during the conveyance, salt on the surface of the steel sheet is removed, and scale may be formed in this portion. Therefore, it should be noted that the conveyance is as fast as possible and does not contact the surface of the steel sheet other than the portion that is later removed by trim as much as possible. For example, in the case of using an articulated general-purpose robot having the above-described moving mechanism, it is exemplified that a space around the space where the articulated general-purpose robot moves is surrounded by a safety fence or the like to completely block contact with the outside. Is done.

[プレス工程]
プレス工程では、搬送工程によりプレス成形機へ搬送された鋼板が、所定の温度範囲またはこの鋼板の焼入れ可能温度以上にあるうちに、プレス成形機によりこの鋼板をプレス成形して成形品とする。
[Pressing process]
In the pressing process, while the steel sheet conveyed to the press forming machine in the conveying process is in a predetermined temperature range or above the quenchable temperature of the steel sheet, the steel sheet is press formed by the press forming machine to obtain a molded product.

すなわち、プレス金型に搬送された鋼板は、所定の温度範囲から低下しないうちに、プレス成形されて所定の形状を有する成形品とされる。プレス成形機は、所定の形状に成形することができる周知慣用のものを用いればよく、特定の型式のものには限定されない。   That is, the steel sheet conveyed to the press mold is press-molded into a molded product having a predetermined shape before falling from a predetermined temperature range. The press molding machine may be a well-known and conventional machine that can be molded into a predetermined shape, and is not limited to a specific type.

プレス成形後の成形品および金型には、塩の付着が認められるが、成形品の外観等への悪影響は認められない。かえって、塩が付着していることにより、プレス成形における潤滑剤として機能し、良好なプレス成形を行うことができる。   Although salt adheres to the molded product and the mold after press molding, no adverse effects on the appearance of the molded product are observed. On the contrary, when the salt adheres, it functions as a lubricant in press molding, and good press molding can be performed.

[プレス焼入れ工程、焼き入れ工程]
図1(a)〜図1(c)は、プレス焼入れ工程を模式的かつ経時的に示す説明図である。
[Press quenching process, quenching process]
Fig.1 (a)-FIG.1 (c) are explanatory drawings which show a press hardening process typically and temporally.

図1(a)〜図1(c)に示すように、プレス焼入れ工程では、搬送工程により、プレス金型1および2を備えるプレス成形機3へ搬送された鋼板4の温度が鋼板4の焼入れ可能温度以上であるうちに、このプレス成形機3により鋼板4をプレス成形して成形品5とし、この成形品5をこのプレス成形機3のプレス金型1および2により拘束した状態で急冷して焼入れる。   As shown in FIG. 1A to FIG. 1C, in the press quenching process, the temperature of the steel sheet 4 conveyed to the press molding machine 3 including the press dies 1 and 2 is quenched by the conveying process. While the temperature is higher than the possible temperature, the press molding machine 3 press-molds the steel plate 4 to form a molded product 5, and the molded product 5 is rapidly cooled in a state of being restrained by the press molds 1 and 2 of the press molding machine 3. And quench.

すなわち、高強度の熱間プレス成形品とする場合、プレス成形により得られた成形品5は、直ちに急冷されて焼き入れられる。
成形品5は、図1(b)に示すようにプレス焼入れ工程によりプレス金型1および2により拘束された状態で急冷してもよい。この場合に、プレス金型1および2の表面近傍の内部に冷却水を流す構造のものを用い、図1(c)に示すように鋼板4を成形品5に成形するのと併せて、または成形の直後に急冷する方法や、例えば金型に溝を設けておきその溝を通じて成形品5とプレス金型1および2との間に冷却媒体(水、油等)を流して急冷する方法等がある。後者の場合は、成形品の表面に付着した塩を冷却媒体により除去することもできる。なお、図1(c)における矢印は冷却水の流れを例示するものである。
That is, in the case of a high-strength hot press molded product, the molded product 5 obtained by press molding is immediately quenched and quenched.
The molded product 5 may be rapidly cooled in a state of being restrained by the press molds 1 and 2 by a press quenching process as shown in FIG. In this case, using a structure in which cooling water flows inside the vicinity of the surfaces of the press dies 1 and 2, in combination with forming the steel plate 4 into the molded product 5 as shown in FIG. A method of quenching immediately after molding, for example, a method of quenching by providing a groove in a mold and flowing a cooling medium (water, oil, etc.) between the molded product 5 and the press molds 1 and 2 through the groove. There is. In the latter case, the salt adhering to the surface of the molded product can be removed with a cooling medium. In addition, the arrow in FIG.1 (c) illustrates the flow of a cooling water.

一方、焼入れ工程では、プレス工程により成形された成形品を急冷して焼入れる。すなわち、図1(a)〜図1(c)に示すプレス焼入れ工程とは異なり、プレス工程後の焼入れ工程によって、成形品をプレス金型から取り出し、直ちに水焼入れや油焼き入れ等を用いるようにしてもよい。これにより、一般的により高い冷却速度を確保できるほか、成形品に付着した塩を除去することができるために、塩の除去が十分になされる場合には後述する成形品洗浄工程を省略することもできる。   On the other hand, in the quenching process, the molded product molded by the pressing process is quenched and quenched. That is, unlike the press quenching process shown in FIGS. 1 (a) to 1 (c), the molded product is taken out from the press mold by the quenching process after the pressing process, and immediately used is water quenching, oil quenching, or the like. It may be. As a result, in addition to securing a generally higher cooling rate, it is possible to remove the salt adhering to the molded product, and therefore when the salt is sufficiently removed, the molded product washing step described later is omitted. You can also.

プレス成形された成形品を、プレス金型内で急冷して焼入れるか、あるいはプレス金型から取り出してから急冷して焼入れるかは、得られる熱間プレス成形品に求める性能(硬度・靭性等)、寸法精度(焼き入れ時の形状凍結性等の影響)さらには設備コスト等を勘案して、適宜選択して決定すればよい。   Whether the molded product that has been press-molded is quenched and quenched in the press mold, or quenched and quenched after being taken out of the press mold (performance / hardness / toughness) Etc.), dimensional accuracy (influence of shape freezing property at the time of quenching), and equipment cost, etc., may be appropriately selected and determined.

したがって、前述したような金型を用いて冷却液が成形品に直接触れることなく急冷されることが好ましい。なお、熱間プレス成形では、水や油等の液体を用いて冷却するのと比較して、冷却速度が低くなる。そこで、鋼板の成分、板厚、成形品さらには金型形状等は、そのような低い冷却速度でも焼入れ可能なように設定することが好ましい。なお、逆にMs点以降の冷却速度が遅いことによっていわゆる自動焼き戻しが生じやすいため、熱間プレス成形品の靭性の向上には有利である。   Therefore, it is preferable that the cooling liquid is rapidly cooled without directly touching the molded product using the mold as described above. In the hot press molding, the cooling rate is lower than when cooling using a liquid such as water or oil. Therefore, it is preferable to set the steel plate components, the plate thickness, the molded product, and the mold shape so that they can be quenched even at such a low cooling rate. On the contrary, since the so-called automatic tempering easily occurs due to the slow cooling rate after the Ms point, it is advantageous for improving the toughness of the hot press-formed product.

[成形品洗浄工程]
成形品洗浄工程では、焼入れ工程またはプレス焼入れ工程における急冷時または急冷後の成形品に洗浄媒体を吹き付けることによって、成形品に付着する塩を除去する。
[Molded product cleaning process]
In the molded product cleaning process, the salt adhering to the molded product is removed by spraying a cleaning medium onto the molded product during or after quenching in the quenching process or press quenching process.

すなわち、焼入れ工程またはプレス焼入れ工程における急冷時または急冷後の成形品は、直ちに例えば水(湯)等の洗浄媒体を吹き付けられて表面に付着する塩を除去される。好ましくは、水洗を行った後に弱酸またはアルカリにより洗浄し、その後に改めて水洗することが好ましい。   That is, the salt adhering to the surface is removed from the molded product after quenching or after quenching in the quenching process or press quenching process by immediately spraying a cleaning medium such as water (hot water). Preferably, it is preferable to wash with a weak acid or alkali after washing with water, and then wash with water again.

なお、焼入れによって高強度の成形品を得る場合を例にとって説明したが、本発明は、かえって焼入れによる硬化が生じない程度の温度に加熱してプレス成形する、いわゆる温間成形にも適用可能である。例えば450℃程度に加熱する場合、塩化リチウム−塩化カリウムの共晶組成の塩を用いればよい。   The case where a high-strength molded product is obtained by quenching has been described as an example, but the present invention can also be applied to so-called warm molding in which press molding is performed by heating to a temperature at which hardening by quenching does not occur. is there. For example, when heating to about 450 ° C., a salt having a eutectic composition of lithium chloride-potassium chloride may be used.

このようにして、本発明によれば、熱間プレス成形または温間プレス成形の加工素材としてめっき鋼板を用いる場合において、加熱雰囲気を制御しなくとも、熱間プレス成形または温間プレス成形の際に高温に加熱されることに起因した表面の酸化を確実に防止して、金型との潤滑作用を確保して複雑な形状であっても良好な寸法精度を有する高強度の熱間プレス成形品を低コストで製造できる。 In this way, according to the present invention, Te when odor using a fit Kkihagane plate as a workpiece material of the hot press forming or warm pressing, without controlling the heating atmosphere, hot press-forming or warm High strength with good dimensional accuracy even for complex shapes by reliably preventing surface oxidation caused by being heated to high temperature during hot press molding, ensuring lubrication with the mold Can be manufactured at low cost.

[金型洗浄工程]
前述したように、プレス成形後の成形品および金型への塩の付着による成形品の外観等への悪影響は認められない。しかし、量産時には、連続的なプレス成形によって多量の塩が金型に堆積し、成形品外観等に悪影響を及ぼすことは懸念される。したがってプレス成形1回ごとに金型洗浄をするのがよい。
図1(c)および図1(d)は、金型洗浄工程を模式的に示す説明図である。なお、図1(c)および図1(d)における矢印は洗浄媒体の流れを例示するものである。
[Mold cleaning process]
As described above, there is no adverse effect on the appearance or the like of the molded product after the press molding and the adhesion of the salt to the mold. However, at the time of mass production, there is a concern that a large amount of salt accumulates on the mold due to continuous press molding and adversely affects the appearance of the molded product. Therefore, it is better to clean the mold every press molding.
FIG.1 (c) and FIG.1 (d) are explanatory drawings which show a metal mold | die washing | cleaning process typically. The arrows in FIGS. 1C and 1D illustrate the flow of the cleaning medium.

本発明では、表面に塩が付着した鋼板にプレス成形を行うので、このプレス金型1および2には不可避的に鋼板の表面の塩が付着する。プレス金型1および2へ塩が付着したままでプレス成形を継続して行うと、プレス金型1および2への塩の付着に起因して、プレス成形品の表面への押し込み傷の発生等を生じたり、塩がプレス金型1および2に付着して残存することに起因してプレス金型1および2の加工素材に対する冷却能が低下して、熱間プレス成形の特長を十分に発揮できなくなる。   In the present invention, since press forming is performed on a steel sheet having salt attached to the surface, salt on the surface of the steel sheet inevitably adheres to the press dies 1 and 2. If the press molding is continued with the salt attached to the press dies 1 and 2, the occurrence of indentation scratches on the surface of the press-molded product due to the adhesion of the salt to the press dies 1 and 2 Or the salt adheres to the press dies 1 and 2, and the cooling capacity of the press dies 1 and 2 is reduced. become unable.

そこで、本発明により熱間プレス成形品を量産するためには、プレス成形を行うプレス金型1および2に洗浄媒体を吹き付けてこのプレス金型1および2に付着する塩を除去する金型洗浄工程を行うことが望ましい。   Therefore, in order to mass-produce hot press-molded products according to the present invention, mold cleaning is performed by spraying a cleaning medium on the press dies 1 and 2 for performing press molding to remove the salt adhering to the press dies 1 and 2. It is desirable to perform the process.

この金型洗浄工程は、洗浄媒体を吹き付けて行うことから、図1(b)に示すプレス成形における成形下死点よりも後の時期に行うことが、プレス成形終了前の鋼板5の温度低下を防止できるために、望ましい。   Since this mold cleaning process is performed by spraying a cleaning medium, the temperature reduction of the steel sheet 5 before the end of press forming is performed after the bottom dead center of the press forming in the press forming shown in FIG. It is desirable to prevent this.

また、プレス金型の洗浄を均一かつ十分に行うためには、金型洗浄工程は、成形品5がプレス金型1および2からリフトアップされた時(図1(c)のタイミング)以降に行われることが望ましい。   Further, in order to perform uniform and sufficient cleaning of the press mold, the mold cleaning process is performed after the molded product 5 is lifted up from the press molds 1 and 2 (timing in FIG. 1 (c)). It is desirable to be done.

金型洗浄工程は、各回のプレス成形毎に毎回行うことが望ましいが、プレス金型への塩の付着状況に応じて、その頻度はプレス金型への塩の付着が問題にならない程度の頻度として適宜設定すればよい。   Although it is desirable to perform the mold cleaning process every time each press molding, depending on the state of salt adhesion to the press mold, the frequency is such that the adhesion of salt to the press mold is not a problem. As appropriate.

このようにして、本発明によれば、鋼板の加熱雰囲気を制御したり、あるいは熱間プレス成形品にショットブラストのようなスケール除去処理を行わなくとも、熱間プレス成形の際に高温に加熱されることに起因した表面の酸化を確実に防止して、複雑な形状であっても良好な寸法精度を有する高強度の熱間プレス成形品を低コストで量産することができるようになる。 In this way, according to the present invention, to control the heating atmosphere of the steel plate, or hot without performing descaling treatment such as shot blasting to the press-molded product, a high temperature during the hot press forming It is possible to reliably prevent surface oxidation caused by heating and mass-produce high-strength hot press-formed products having good dimensional accuracy even at complicated shapes at low cost. .

本発明に係る熱間プレス成形品の製造方法の実施例を、添付図面を参照しながら、さらに具体的に説明する。
表1に示す組成(残部Feおよび不純物)を有するとともに板厚が2.0mmである冷延鋼板を90mm×190mmに切断した供試材を、塩浴(日本パーカライジング(株)製H−10、温度950℃(このときの粘度3mPa・s))中に、浴面に対して直角となる姿勢で3分間浸漬して引き上げた。
Examples of the method for producing a hot press-formed product according to the present invention will be described more specifically with reference to the accompanying drawings.
A test material obtained by cutting a cold-rolled steel sheet having the composition shown in Table 1 (remaining Fe and impurities) and having a plate thickness of 2.0 mm into 90 mm × 190 mm is used as a salt bath (H-10 manufactured by Nippon Parkerizing Co., Ltd.). It was immersed in a temperature of 950 ° C. (viscosity of 3 mPa · s at this time) for 3 minutes in a posture perpendicular to the bath surface and pulled up.

その後、プレス成形機のプレス金型にセットし、引き上げ後約5秒間経過した時点でハット型の断面形状の成形品にプレス成形した。このプレス金型は、金型の表面直下の内部に冷却水管を備えるもので、冷却水を通すことにより冷却される。   Thereafter, it was set in a press mold of a press molding machine, and press molded into a molded product having a hat-shaped cross section when about 5 seconds had passed after the pulling. This press die is provided with a cooling water pipe directly inside the die surface, and is cooled by passing cooling water.

プレス成形完了後100℃に達した時点までプレス金型内に保持して冷却し、プレス金型から成形品を取り出し、60℃の温水で洗浄し、さらに水洗して乾燥した。
このような熱間プレス成形を、プレス金型の手入れを行わずに連続して行った。
After the press molding was completed, it was held in the press mold until it reached 100 ° C. and cooled, the molded product was taken out from the press mold, washed with warm water at 60 ° C., further washed with water and dried.
Such hot press molding was continuously performed without maintaining the press mold.

図2(a)は第1回目の熱間プレス成形により得られた熱間プレス成形品の外観を示す写真であり、図2(b)は第5回目の熱間プレス成形により得られた熱間プレス成形品の外観を示す写真である。図2(a)および図2(b)に示すように、1枚目の熱間プレス成形品から5枚目の熱間プレス成形品までは、軽い型カジリの痕跡が認められたものの、1枚目と5枚目とで状況は悪化していなかった。そのため、この型かじりは、プレス金型への塩付着とは別の理由で生じたものと考えられた。   FIG. 2 (a) is a photograph showing the appearance of the hot press-formed product obtained by the first hot press forming, and FIG. 2 (b) is the heat obtained by the fifth hot press forming. It is a photograph which shows the external appearance of a hot press molded product. As shown in FIG. 2A and FIG. 2B, from the first hot press-formed product to the fifth hot press-formed product, although traces of light mold galling were observed, The situation was not worse with the fifth and fifth sheets. Therefore, it was considered that this die squeezing occurred for a reason different from the salt adhesion to the press die.

さらに、プレス金型のかじり部に手入れ(♯600サンドペーパー研磨仕上げ)を行って改めて熱間プレス成形を行った6枚目の熱間プレス成形品のいずれにも型かじりは認められなかった。   Further, no die squeezing was observed in any of the sixth hot press-molded products that were subjected to care (# 600 sandpaper polishing finish) in the squeezing portion of the press die and subjected to hot press molding again.

なお、いずれの成形品の表面にも、実用上問題となり得るようなスケールの発生は認められなかった。
図3は、得られた熱間プレス成形品の断面のミクロ組織の光学顕微鏡写真である。図3に示すように、いずれにもマルテンサイト組織が得られており、またビッカース硬さはHv460であった。
In addition, generation | occurrence | production of the scale which may become a problem practically was not recognized on the surface of any molded article.
FIG. 3 is an optical micrograph of the microstructure of the cross section of the obtained hot press-formed product. As shown in FIG. 3, a martensitic structure was obtained in all cases, and the Vickers hardness was Hv460.

なお、水洗および乾燥後の熱間プレス成形品の表面が若干黄色く変色していることがあったが、前述の温水洗浄の後に例えば0.3%程度の塩酸で酸洗し、さらに水洗することにより、問題ないように改善された。   In addition, although the surface of the hot press-molded product after water washing and drying was slightly discolored in yellow, after the above-mentioned warm water washing, pickling with, for example, about 0.3% hydrochloric acid, and further washing with water It was improved so that there was no problem.

また、図4(a)は、天然ガス燃焼雰囲気炉(酸素約2vol%)で加熱した熱間プレス成形品の外観を示す写真であり、図4(b)は、本実施例すなわち塩浴炉で加熱した熱間プレス成形品の外観を示す写真である。天然ガス燃焼炉で加熱した熱間プレス成形品にはその表面(特にフランジ部)に形成したスケールの剥離や脱落が生じているのに対し、塩浴炉で加熱した熱間プレス成形品の表面にはスケールは形成されていた。   FIG. 4 (a) is a photograph showing the appearance of a hot press-formed product heated in a natural gas combustion atmosphere furnace (oxygen of about 2 vol%), and FIG. 4 (b) shows this example, that is, a salt bath furnace. It is a photograph which shows the external appearance of the hot press molded product heated by. The surface of the hot press-molded product heated in a salt bath furnace, whereas the hot press-molded product heated in a natural gas combustion furnace has peeling or dropping of the scale formed on the surface (particularly the flange). There was a scale formed.

(参考例)
表1に示す組成を有するとともに板厚が2.3mmである冷延鋼板を70mm×150mmに切断した供試材を、塩化ナトリウム20%、塩化カリウム25%、塩化バリウム55%の塩浴中に浴面に対し直角となる姿勢で4分間浸漬して引き上げ(塩の粘度は10mPa・s、塩持ち出し量(片面当り)110g/m)、引き上げ後に直ちに、常温のSUS304製の100×80×300mmのブロック金型2枚で手動で挟んで冷却した。供試材温度が100℃に達した時点で、金型から供試材を取り出し、水洗し乾燥した。なお、この金型は、金型の表面直下の内部に冷却水管を備えるもので、冷却水を通すことで冷却される。
(Reference example)
A test material having a composition shown in Table 1 and having a sheet thickness of 2.3 mm cut into 70 mm × 150 mm was placed in a salt bath of 20% sodium chloride, 25% potassium chloride, and 55% barium chloride. Dipping for 4 minutes in a posture perpendicular to the bath surface (the viscosity of the salt is 10 mPa · s, the amount of salt taken out (per side) 110 g / m 2 ), and immediately after the pulling, 100 × 80 × made of SUS304 at room temperature It was cooled by sandwiching it manually with two 300 mm block molds. When the specimen temperature reached 100 ° C., the specimen was taken out from the mold, washed with water and dried. In addition, this metal mold | die is equipped with a cooling water pipe directly inside the metal mold | die surface, and is cooled by letting a cooling water pass.

図5は、このときの加熱・冷却カーブを示すグラフである。また、比較のため、図5には、同板厚の冷延鋼板(70mm×100mm)をガス炉(大気雰囲気炉)で加熱し、50t油圧プレスにてプレス成形した場合の加熱・冷却カーブを併せて示す。   FIG. 5 is a graph showing a heating / cooling curve at this time. For comparison, FIG. 5 shows a heating / cooling curve when a cold-rolled steel plate (70 mm × 100 mm) of the same thickness is heated in a gas furnace (atmosphere atmosphere furnace) and press-formed with a 50 t hydraulic press. Also shown.

図5のグラフに示すように、塩浴を用いた場合の昇温速度は、ガス炉を用いた場合の昇温速度よりも圧倒的に高かったとともに、冷却速度は逆に低く、冷却開始温度(約850℃)から400℃までの冷却速度は約30℃/secであった。   As shown in the graph of FIG. 5, the heating rate when using a salt bath was overwhelmingly higher than the heating rate when using a gas furnace, and the cooling rate was lower and the cooling start temperature. The cooling rate from (about 850 ° C.) to 400 ° C. was about 30 ° C./sec.

この冷却速度は、塩の持ち出し量とプレスにおける加圧力とにより決定されると考えられる。
図6は、板厚が1.6mmの、50×70mm、50×100mm、70×100mmの3種の試験片を、上述した塩浴(900℃、920℃、950℃)中に浴面に対し直角となる姿勢で4分間浸漬して500mm/secで引き上げた場合における、塩持ち出し量(片面当り)と試験片面積との関係を示すグラフである。このときの塩の粘度は1〜7mPa・sであった。持ち出し量は浴の温度が変化しても片面当たり塩持ち出し量は75〜95g/mの範囲であった。
This cooling rate is considered to be determined by the amount of salt taken out and the pressure applied in the press.
FIG. 6 shows three kinds of test pieces of 50 × 70 mm, 50 × 100 mm, and 70 × 100 mm having a plate thickness of 1.6 mm on the bath surface in the above-described salt bath (900 ° C., 920 ° C., 950 ° C.). It is a graph which shows the relationship between the amount of salt take-out (per one side) and a test piece area at the time of being immersed for 4 minutes in the attitude | position which becomes a right angle with respect to and raising at 500 mm / sec. The viscosity of the salt at this time was 1 to 7 mPa · s. Takeout amounts of the salt taken out per one side even if the change in temperature of the bath was in the range of 75~95g / m 2.

一方、表1に示す組成を有する上述した供試材や、図6に示す結果を得られた上述した供試材は、いずれも、冷却後の表面に凝固した塩が僅かに付着していたものの、水洗後の表面には、若干エッチングされた形跡がある程度で、実用上問題となり得るようなスケールの形成や型かじり、押し込み等は認められなかった。また金型にも凝固した塩が僅かに付着した。   On the other hand, both the above-mentioned specimens having the composition shown in Table 1 and the above-mentioned specimens obtained from the results shown in FIG. 6 had a slight amount of solidified salt on the surface after cooling. However, the surface after washing with water had a slight etched trace, and no scale formation, mold squeezing, indentation, or the like that could cause a practical problem was observed. Further, the solidified salt slightly adhered to the mold.

得られた供試材の断面を観察したところマルテンサイト組織が得られており、また供試材のビッカース硬さHv450であった。すなわち、上記の冷却速度であっても十分に焼入れされていることが確認された。   When a cross section of the obtained test material was observed, a martensite structure was obtained, and the Vickers hardness of the test material was Hv450. That is, it was confirmed that even the above cooling rate was sufficiently quenched.

このように、鋼板を塩浴で加熱して熱間プレスをすることにより、表面にスケールを発生させないで金型焼入れを行うことができる。このとき、成形品および金型表面には僅かに塩が付着するものの、押し込みやかじりにつながるようなものではなかった。   In this way, the steel plate is heated in a salt bath and subjected to hot pressing, whereby die quenching can be performed without generating scale on the surface. At this time, although salt slightly adhered to the molded product and the mold surface, it did not lead to pushing or galling.

実験例1と同様の条件で、塩浴温度を500℃、600,700℃、800℃とした温間プレス試験を行った。
図7は、プレス金型のパンチ底部に対応する、温間プレス成形品の部分の断面ミクロ組織を示す光学顕微鏡写真である。
Under the same conditions as in Experimental Example 1, a warm press test was performed with salt bath temperatures of 500 ° C., 600, 700 ° C., and 800 ° C.
FIG. 7 is an optical micrograph showing a cross-sectional microstructure of a portion of the warm press-formed product corresponding to the punch bottom of the press die.

図7に示すように、パンチ底部に対応するプレス成形品の板厚中心のビッカース硬さは、それぞれHv170、170、170、260であった。500、600、700℃はフェライト+パーライト組織であり、800℃はフェライト+マルテンサイト組織であった。   As shown in FIG. 7, the Vickers hardness at the center of the plate thickness of the press-formed product corresponding to the punch bottom was Hv 170, 170, 170, and 260, respectively. 500, 600, and 700 ° C. were ferrite + pearlite structure, and 800 ° C. was ferrite + martensite structure.

なお、焼入れ前の鋼板のビッカース硬さはHv170、フェライト+パーライト組織であった。
この温間プレスの場合も、実施例1の900℃加熱の場合と比較して、塩の持ち出し量は増加したものの、温間プレス成形品の表面には異常な酸化は見られなかった。
In addition, the Vickers hardness of the steel plate before quenching was Hv170, ferrite + pearlite structure.
Also in the case of this warm press, compared with the case of heating at 900 ° C. in Example 1, although the amount of salt carried out increased, abnormal oxidation was not observed on the surface of the warm press-formed product.

また、大気中やブランクから持ち込まれる酸素、水による溶融塩の分解によって生成する酸化物による脱炭素を抑制するために、適宜酸化防止剤としてフッ化マグネシウムやシリコンを添加してもよい。   Further, magnesium fluoride or silicon may be appropriately added as an antioxidant in order to suppress decarbonization due to oxides generated by decomposition of molten salt with oxygen or water brought in from the atmosphere or from a blank.

Claims (6)

亜鉛系めっき鋼板またはアルミニウムめっき鋼板を塩浴に浸漬して加熱する加熱工程と、
前記加熱工程により加熱された亜鉛系めっき鋼板またはアルミニウムめっき鋼板をプレス成形機へ搬送する搬送工程と、
前記搬送工程により前記プレス成形機へ搬送された亜鉛系めっき鋼板またはアルミニウムめっき鋼板の温度が該亜鉛系めっき鋼板またはアルミニウムめっき鋼板の焼入れ可能温度以上であるうちに、該プレス成形機により当該亜鉛系めっき鋼板またはアルミニウムめっき鋼板をプレス成形して成形品とするプレス工程と、
前記プレス工程により成形された成形品を急冷する焼入れ工程と、
前記急冷時または該急冷後の成形品に洗浄媒体を吹き付けて該成形品に付着する塩を除去する成形品洗浄工程と
を備えることを特徴とするプレス成形品の製造方法。
A heating process in which a zinc-based plated steel sheet or an aluminum-plated steel sheet is immersed in a salt bath and heated;
A conveying step of conveying the zinc-based plated steel sheet or aluminum-plated steel sheet heated by the heating step to a press molding machine;
While the temperature of the zinc-based plated steel sheet or aluminum-plated steel sheet transported to the press-forming machine by the transporting step is equal to or higher than the quenchable temperature of the zinc-based plated steel sheet or aluminum-plated steel sheet, A press process in which a plated steel plate or an aluminum plated steel plate is press-formed into a molded product;
A quenching step of rapidly cooling the molded product formed by the pressing step;
A method of manufacturing a press-molded product, comprising: a molded product cleaning step of removing a salt adhering to the molded product by spraying a cleaning medium on the molded product during or after the rapid cooling.
亜鉛系めっき鋼板またはアルミニウムめっき鋼板を塩浴に浸漬して加熱する加熱工程と、
前記加熱工程により加熱された亜鉛系めっき鋼板またはアルミニウムめっき鋼板をプレス成形機へ搬送する搬送工程と、
前記搬送工程により前記プレス成形機へ搬送された亜鉛系めっき鋼板またはアルミニウムめっき鋼板の温度が該亜鉛系めっき鋼板またはアルミニウムめっき鋼板の焼入れ可能温度以上であるうちに、該プレス成形機により当該亜鉛系めっき鋼板またはアルミニウムめっき鋼板をプレス成形して成形品とし、該成形品を当該プレス成形機のプレス金型により拘束した状態で急冷するプレス焼入れ工程と、
前記急冷時または該急冷後の成形品に洗浄媒体を吹き付けて該成形品に付着する塩を除去する成形品洗浄工程と
を備えることを特徴とするプレス成形品の製造方法。
A heating process in which a zinc-based plated steel sheet or an aluminum-plated steel sheet is immersed in a salt bath and heated;
A conveying step of conveying the zinc-based plated steel sheet or aluminum-plated steel sheet heated by the heating step to a press molding machine;
While the temperature of the zinc-based plated steel sheet or aluminum-plated steel sheet transported to the press-forming machine by the transporting step is equal to or higher than the quenchable temperature of the zinc-based plated steel sheet or aluminum-plated steel sheet, A press-quenching process in which a plated steel plate or an aluminum-plated steel plate is press-molded to form a molded product, and the molded product is rapidly cooled in a state of being restrained by a press die of the press molding machine;
A method of manufacturing a press-molded product, comprising: a molded product cleaning step of removing a salt adhering to the molded product by spraying a cleaning medium on the molded product during or after the rapid cooling.
前記塩浴における溶融塩の粘度が30mPa・s以下である請求項1または請求項2に記載されたプレス成形品の製造方法。 The method for producing a press-formed product according to claim 1 or 2 , wherein the viscosity of the molten salt in the salt bath is 30 mPa · s or less. 前記亜鉛系めっき鋼板またはアルミニウムめっき鋼板を、前記塩浴の浴面に対して略垂直になるように浸漬する請求項1から請求項までのいずれか1項に記載されたプレス成形品の製造方法。 The press-formed product according to any one of claims 1 to 3, wherein the zinc-based steel plate or the aluminum-plated steel plate is immersed so as to be substantially perpendicular to the bath surface of the salt bath. Method. さらに、前記プレス成形における成形下死点よりも後の時期に、当該プレス成形を行うプレス金型に洗浄媒体を吹き付けて該プレス金型に付着する塩を除去する金型洗浄工程を備えることを特徴とする請求項1から請求項までのいずれか1項に記載されたプレス成形品の製造方法。 Furthermore, it includes a mold cleaning step of removing salt adhering to the press mold by spraying a cleaning medium on the press mold for performing the press molding at a time after the molding bottom dead center in the press molding. The method for producing a press-formed product according to any one of claims 1 to 4 , wherein the press-molded product is produced. 前記金型洗浄工程は、前記成形品が前記金型からリフトアップされた時以降に、行われる請求項に記載されたプレス成形品の製造方法。 The method for manufacturing a press-molded product according to claim 5 , wherein the mold cleaning step is performed after the molded product is lifted up from the mold.
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