JP6056826B2 - Manufacturing method of hot press-formed product - Google Patents
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Description
本発明は、熱間プレス成形品およびその製造方法に関し、特に予め加熱された表面処理鋼板をプレス加工する際に、形状付与と同時に焼入れて所定強度を得る熱間プレス成形品の製造方法および熱間プレス成形品に関するものである。 The present invention relates to a hot press-formed product and a method for manufacturing the same, and in particular, when a surface-treated steel sheet that has been preheated is pressed, a method and a method for manufacturing a hot press-formed product that obtains a predetermined strength by quenching simultaneously with shape formation. It is related to hot press molded products.
近年、地球環境の保全の観点から、自動車排ガス規制が強化されている。このような状況下、自動車の燃費向上が重要な課題となっており、自動車部品の高強度化・薄肉化が要求されている。しかし、鋼板の高強度化に伴ってそのプレス加工性が低下するため、鋼板を所望の部品形状に加工することが困難になる場合が多くなっている。 In recent years, automobile exhaust gas regulations have been strengthened from the viewpoint of conservation of the global environment. Under such circumstances, improving the fuel efficiency of automobiles has become an important issue, and it is required to increase the strength and thickness of automobile parts. However, as the strength of the steel sheet increases, the press workability decreases, and it is often difficult to process the steel sheet into a desired part shape.
このような問題を解決するものとして、高温に加熱した素材鋼板を、金型を用いて所望の形状に熱間プレス成形しつつ金型内で抜熱して焼入れし、熱間プレス成形後の部品を高強度化する技術が知られている。
例えば特許文献１には900℃前後のオーステナイト単相域まで加熱したブランク板（鋼板）に熱間プレスを施して所定形状の部品を製造するに際し、熱間プレス成形と同時に金型内で焼入れを行うことで、部品の高強度化を図る技術が提案されている。
In order to solve such problems, a steel plate heated to a high temperature is subjected to hot press molding into a desired shape using a mold, and the heat is extracted and quenched in the mold, and the parts after hot press molding A technique for increasing the strength of the steel is known.
For example, in Patent Document 1, when a blank plate (steel plate) heated to an austenite single phase region of around 900 ° C. is hot-pressed to produce a part having a predetermined shape, it is quenched in the mold at the same time as hot press-molding. A technique for increasing the strength of the parts has been proposed.
しかし、特許文献1で提案された技術では、プレス前に鋼板を900℃前後の高温に加熱する際、鋼板表面に酸化スケール（鉄酸化物）が生成し、その酸化スケールが熱間プレス成形時に剥離して金型を損傷させたり、熱間プレス成形後の部材表面を損傷させるという問題がある。また、部材表面に残った酸化スケールは、外観不良や塗装密着性の低下の原因にもなる。このため、通常は酸洗やショットブラストなどの処理を行って部材表面の酸化スケールを除去するが、これらの処理は生産性の低下を招く。更に、自動車の足回り部材や車体構造部材などには優れた耐食性も必要とされるが、特許文献1で提案された技術では素材鋼板にめっき層などの防錆皮膜が設けられていないため、熱間プレス成形部材の耐食性が不十分となる。 However, in the technique proposed in Patent Document 1, when the steel plate is heated to a high temperature of about 900 ° C. before pressing, oxide scale (iron oxide) is generated on the surface of the steel plate, and the oxide scale is formed during hot press forming. There exists a problem of peeling and damaging a metal mold | die or damaging the member surface after hot press molding. In addition, the oxide scale remaining on the surface of the member also causes poor appearance and poor paint adhesion. For this reason, usually, treatment such as pickling or shot blasting is performed to remove the oxidized scale on the surface of the member, but these treatments cause a decrease in productivity. Furthermore, excellent corrosion resistance is also required for automobile underbody members and vehicle body structural members, etc., but the technology proposed in Patent Document 1 does not have a rust preventive film such as a plating layer on the material steel plate, Corrosion resistance of the hot press-formed member becomes insufficient.
上記の理由により、熱間プレス成形前の加熱時にスケールの生成を抑制するとともに、熱間プレス成形後の部材の耐食性を向上させることが可能な熱間プレス成形技術が要望されている。このような要望に対し、表面にめっき層などの皮膜を設けた表面処理鋼板や、表面処理鋼板を用いた熱間プレス成形方法が提案されている。例えば特許文献２には、ZnまたはZnベース合金で被覆された鋼板を、700〜1200℃に加熱した後、熱間プレス成形することにより、表面にZn-Feベース化合物またはZn-Fe-Alベース化合物を備えた熱間プレス成形部材とする技術が提案されている。また、特許文献２には、ZnまたはZnベース合金で被覆された鋼板を用いることにより、熱間プレス成形前の加熱時に問題となる鋼板表面の酸化を抑制することが可能となり、しかも耐食性に優れた熱間プレス成形部材が得られると記載されている。 For the above reasons, there is a demand for a hot press forming technique that can suppress the formation of scale during heating before hot press forming and can improve the corrosion resistance of the member after hot press forming. In response to such a demand, a surface-treated steel sheet provided with a coating such as a plating layer on the surface and a hot press forming method using the surface-treated steel sheet have been proposed. For example, in Patent Document 2, a steel sheet coated with Zn or a Zn base alloy is heated to 700 to 1200 ° C. and then hot pressed to form a Zn—Fe base compound or a Zn—Fe—Al base on the surface. A technique for forming a hot press-formed member provided with a compound has been proposed. Further, in Patent Document 2, by using a steel sheet coated with Zn or a Zn base alloy, it becomes possible to suppress the oxidation of the steel sheet surface, which becomes a problem during heating before hot press forming, and has excellent corrosion resistance. Further, it is described that a hot press-formed member is obtained.
特許文献２で提案されているようにZn-Feめっき鋼板を用いて熱間プレス成形を行った場合、金型にめっきが付着し、プレス枚数の増加に伴い金型に付着しためっきが堆積するため、部分的な焼入れ性の低下や、クリアランスの減少による鋼板の破断が生じるようになる。それを回避するためには定期的に金型に付着しためっきを除去する必要があり、そのメンテナンスによるコスト増加が問題となる。 As proposed in Patent Document 2, when hot press forming is performed using a Zn-Fe plated steel sheet, the plating adheres to the mold, and the plating attached to the mold accumulates as the number of presses increases. For this reason, the steel sheet breaks due to a partial decrease in hardenability and a decrease in clearance. In order to avoid this, it is necessary to periodically remove the plating adhering to the mold, and the cost increase due to the maintenance becomes a problem.
本発明は上記のような問題点を解決するためになされたものであり、Zn-Feめっき鋼板に熱間プレス成形を施して熱間プレス成形部材を製造するに際し、金型へのめっき付着を抑制できる熱間プレス成形品の製造方法および熱間プレス成形品を提供することを目的としている。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems. When a hot-press formed member is manufactured by hot-pressing a Zn-Fe plated steel sheet, the plating adheres to the mold. An object of the present invention is to provide a method for producing a hot press-formed product that can be suppressed and a hot press-formed product.
本発明者らは、Zn-Feめっき鋼板を用いて熱間プレス成形する際に問題となる金型へのめっき付着を抑制する手段について検討した。
その結果、熱間プレス成形開始時の鋼板の温度（成形開始温度）を低くすることによりめっき付着が抑制できることを明らかにした。しかし、空冷やガス冷却により成形開始温度を低くした場合、冷却に時間を要し生産性が低下したり、冷却時にフェライトやベイナイトなどの相が生成し、プレス後に十分な成形品強度の確保ができなくなることが問題となる。
上記のような問題に対し本発明者らはプレス成形前に金型で鋼板を挟んで冷却した後、プレス成形を開始することを検討した。その結果、金型で鋼板を挟んで550℃以下まで鋼板の温度を低下させた後にプレス成形を開始することで、生産性の低下や焼入れ性の低下を招くことなく、金型へのめっき付着が抑制されることが明らかとなった。
本発明は、上記した知見に基づいてなされたものであり、具体的には以下の構成を備えたものである。
The present inventors examined a means for suppressing plating adhesion to a mold, which is a problem when hot press forming using a Zn-Fe plated steel sheet.
As a result, it has been clarified that plating adhesion can be suppressed by lowering the temperature of the steel sheet at the start of hot press forming (forming start temperature). However, if the molding start temperature is lowered by air cooling or gas cooling, it takes time to cool down and productivity decreases, and phases such as ferrite and bainite are generated during cooling, and sufficient strength of the molded product can be secured after pressing. It becomes a problem that it becomes impossible.
In order to solve the above-described problems, the present inventors have studied to start press molding after cooling by sandwiching a steel plate with a mold before press molding. As a result, the steel plate is sandwiched between the molds and the temperature of the steel sheet is lowered to 550 ° C or lower, and then press forming is started, so that the plating adheres to the mold without reducing productivity or hardenability. Was found to be suppressed.
The present invention has been made based on the above-described knowledge, and specifically has the following configuration.
（１）本発明に係る熱間プレス成形品の製造方法は、Zn-Fe系のめっき層が素地鋼板の表面に形成された表面処理鋼板に熱間プレス成形を施して熱間プレス成形品を製造する熱間プレス成形品の製造方法であって、
前記表面処理鋼板をAc3変態点以上1000℃以下の温度域に加熱した後、前記表面処理鋼板をプレス成形する前にその成形部位を金型で挟んで100℃/s以上の冷却速度でめっき層の凝固点以下400℃以上の範囲の温度まで前記表面処理鋼板を冷却する冷却工程と、冷却後の前記表面処理鋼板をプレス成形するプレス成形工程と、前記表面処理鋼板を金型で挟んだまま保持して前記表面処理鋼板を焼入れる焼入れ工程とを備え、
前記冷却工程はダイとブランクホルダで前記表面処理鋼板を挟み、前記ダイの移動を停止又は移動速度を前記プレス成形工程の移動速度よりも遅くして行うことを特徴とするものである。
(1) The method for producing a hot press-formed product according to the present invention comprises subjecting a surface-treated steel plate having a Zn-Fe-based plating layer formed on the surface of the base steel plate to hot press-molding. A method of manufacturing a hot press-formed product to be manufactured,
After the surface-treated steel sheet is heated to a temperature range of Ac3 transformation point or higher and 1000 ° C or lower, before the surface-treated steel sheet is press-molded, the forming portion is sandwiched between molds at a cooling rate of 100 ° C / s or higher. A cooling process for cooling the surface-treated steel sheet to a temperature in the range of 400 ° C. or higher, a press-forming process for press-molding the surface-treated steel sheet after cooling, and holding the surface-treated steel sheet between molds And quenching the surface-treated steel sheet ,
In the cooling step, the surface-treated steel sheet is sandwiched between a die and a blank holder, and the movement of the die is stopped or the moving speed is made slower than the moving speed of the press forming process .
（２）また、上記（１）に記載のものにおいて、前記めっき層中のFe含有量が5〜80質量%であることを特徴とするものである。 ( 2 ) Further, in the above ( 1 ), the Fe content in the plating layer is 5 to 80% by mass.
本発明においては、Zn-Feめっき層が素地鋼板の表面に形成された表面処理鋼板に熱間プレス成形を施して熱間プレス成形品を製造するに際して、前記表面処理鋼板をAc3変態点以上1000℃以下の温度域に加熱した後、前記表面処理鋼板をプレス成形する前にその成形部位を金型で挟んで100℃/s以上の冷却速度でめっき層の凝固点以下400℃以上の範囲の温度まで前記表面処理鋼板を冷却する冷却工程と、冷却後の前記表面処理鋼板をプレス成形するプレス成形工程と、前記表面処理鋼板を金型で挟んだまま保持して前記表面処理鋼板を焼入れる焼入れ工程とを備えたことにより、生産性の低下や焼入れ性の低下を招くことなく、金型へのめっき付着が抑制できるという効果が得られる。 In the present invention, when producing a hot press-formed product by subjecting the surface-treated steel sheet, on which the Zn-Fe plating layer is formed on the surface of the base steel sheet, to a hot press-formed product, the surface-treated steel sheet has an Ac3 transformation point of 1000 or more. After heating to a temperature range of ℃ or less, before pressing the surface-treated steel sheet, the molded part is sandwiched between molds at a cooling rate of 100 ℃ / s or more and a temperature in the range of 400 ℃ or less below the freezing point of the plating layer A cooling step for cooling the surface-treated steel sheet, a press-forming step for press-molding the surface-treated steel sheet after cooling, and quenching by quenching the surface-treated steel sheet while holding the surface-treated steel sheet between molds By providing the process, an effect that the adhesion of plating to the mold can be suppressed without lowering productivity or hardenability can be obtained.
本発明の一実施の形態に係る熱間プレス成形品の製造方法は、Zn-Feめっき層が素地鋼板の表面に形成された表面処理鋼板１に熱間プレス成形を施して熱間プレス成形品を製造する熱間プレス成形品の製造方法であって、図１に示すように、Ac3変態点以上で1000℃以下の温度域に加熱した表面処理鋼板１を、ダイ３とブランクホルダ５で挟んで100℃/s以上の冷却速度でめっき層の凝固点以下400℃以上の範囲の温度まで表面処理鋼板１を冷却する冷却工程（Ｓ１）と、冷却後の表面処理鋼板１をダイ３とブランクホルダ５及びパンチ７によってプレス成形を行うプレス成形工程（Ｓ２）と、表面処理鋼板１を金型で挟んだまま保持して表面処理鋼板１を焼入れる焼入れ工程（Ｓ３）とを備えたものである。
以下、熱間プレス成形部材の素材、冷却工程（Ｓ１）、プレス成形工程（Ｓ２）、焼入れ工程（Ｓ３）について詳細に説明する。
The method for producing a hot press-formed product according to one embodiment of the present invention includes a hot press-formed product obtained by subjecting a surface-treated steel plate 1 having a Zn-Fe plating layer formed on the surface of a base steel plate to hot press-forming. As shown in FIG. 1, a surface-treated steel sheet 1 heated to a temperature range of not less than 1000 ° C. and not more than 1000 ° C. is sandwiched between a die 3 and a blank holder 5. Cooling step (S1) for cooling the surface-treated steel sheet 1 to a temperature in the range of 400 ° C. or higher at a cooling rate of 100 ° C./s or higher, and die 3 and blank holder 5 and a press forming step (S2) for performing press forming with the punch 7, and a quenching step (S3) for quenching the surface-treated steel sheet 1 while holding the surface-treated steel sheet 1 between the molds. .
Hereinafter, the raw material of the hot press-formed member, the cooling step (S1), the press-forming step (S2), and the quenching step (S3) will be described in detail.
＜熱間プレス成形部材の素材＞
熱間プレス成形部材の素材としては、素地鋼板の表面にZn-Feめっき層が設けられたものを用いる。鋼板表面にZn-Feめっき層を設けることにより、熱間プレス成形後の部材の耐食性を確保することができる。
素地鋼板表面にZn-Feめっき層を形成する方法は特に限定されず、溶融めっき、電気めっきなどいずれの方法でもよい。めっきの付着量は、片面あたり10g/m2以上90g/m2以下とすることが好ましい。
<Hot press-molded material>
As a raw material of the hot press-formed member, a material in which a Zn—Fe plating layer is provided on the surface of a base steel plate is used. By providing the Zn—Fe plating layer on the steel sheet surface, the corrosion resistance of the member after hot press forming can be ensured.
The method for forming the Zn—Fe plating layer on the base steel plate surface is not particularly limited, and any method such as hot dipping or electroplating may be used. The amount of plating is preferably 10 g / m 2 or more and 90 g / m 2 or less per side.
Zn-Feめっき層中のFe含有量については特に限定するものではないが、5質量%以上80質量%以下とすることが好ましい。めっき層中のFe含有量が5質量%以上であれば、Zn-Feめっき特有の優れた機能を発揮する。一方、80質量%以上になると耐食性、塗装密着性、溶接性等が劣化しやすくなる。 The Fe content in the Zn-Fe plating layer is not particularly limited, but is preferably 5% by mass or more and 80% by mass or less. If the Fe content in the plating layer is 5% by mass or more, the excellent function unique to Zn-Fe plating is exhibited. On the other hand, when it is 80% by mass or more, corrosion resistance, paint adhesion, weldability and the like tend to deteriorate.
表面処理鋼板１は、Ac3変態点以上で1000℃以下の温度域に加熱している。表面処理鋼板１の加熱温度がAc3変態点未満であると、加熱時に適切な量のオーステナイトが得られず、プレス成形時にフェライトが存在することで、熱間プレス成形後にプレス成形品が十分な強度を得ることや良好な形状凍結性を確保することが困難となる。一方、表面処理鋼板１の加熱温度が1000℃を越えると、めっき層の蒸発や表層部での酸化物の過度な生成により、耐酸化性や熱間プレス成形部材の耐食性が低下する。したがって、加熱温度はAc3変態点以上1000℃以下とする。より好ましくはAc3変態点+30℃以上950℃以下である。表面処理鋼板１の加熱方法は特に限定されず、電気炉や誘導加熱炉、直接通電加熱炉による加熱等、いずれの方法であってもよい。 The surface-treated steel sheet 1 is heated to a temperature range from the Ac3 transformation point to 1000 ° C. If the heating temperature of the surface-treated steel sheet 1 is lower than the Ac3 transformation point, an appropriate amount of austenite cannot be obtained during heating, and ferrite exists during press forming, so that the press-formed product has sufficient strength after hot press forming. It is difficult to obtain a good shape and to ensure good shape freezing. On the other hand, when the heating temperature of the surface-treated steel sheet 1 exceeds 1000 ° C., the oxidation resistance and the corrosion resistance of the hot press-formed member are deteriorated due to evaporation of the plating layer and excessive generation of oxide at the surface layer portion. Accordingly, the heating temperature is set to the Ac3 transformation point or higher and 1000 ° C or lower. More preferably, it is Ac3 transformation point + 30 ° C. or higher and 950 ° C. or lower. The heating method of the surface-treated steel sheet 1 is not particularly limited, and any method such as heating with an electric furnace, an induction heating furnace, or a direct current heating furnace may be used.
＜冷却工程＞
冷却工程（Ｓ１）は、加熱した表面処理鋼板１を金型で挟んで100℃/s以上の冷却速度でめっき層の凝固点以下400℃以上の範囲の温度まで表面処理鋼板１を冷却する工程である。
<Cooling process>
The cooling step (S1) is a step in which the surface-treated steel sheet 1 is cooled to a temperature in the range of 400 ° C. or more below the solidification point of the plating layer at a cooling rate of 100 ° C./s or more with the heated surface-treated steel sheet 1 sandwiched between molds. is there.
冷却速度を100℃/s以上としたのは、コストアップすることなく、マルテンサイト単相組織となり高強度化を可能とするためである。
この点をさらに詳細に説明する。
図２は金属組織と温度、冷却時間との関係を示す模式図である。図２（ａ）は成形開始温度が高い場合を示しており、成形開始後、金型への抜熱によって急冷され、マルテンサイト単相組織となる。プレス成形加工時の組織がオーステナイトであり、加工後にマルテンサイト変態することにより、加工時に入った応力が緩和され形状精度の低下が起こりにくい。
他方、図２（ｂ）に示すように、成形開始温度が低い場合には、プレス成形開始前にフェライトやベイナイトが生成し、プレス成形後の部材強度が低下する。プレス成形加工時の組織がフェライトやベイナイトを含むと、加工後のマルテンサイト変態が減少して、加工時に入った応力が緩和されず、形状精度が低下するわけである。
本発明では、プレス成形開始温度を下げているため、図２（ｂ）の形態となるが、それをプレス開始前に急冷が可能な冷却工程を採用することで、図３の破線の曲線で示すように、成形開始温度を低くしながらも、マルテンサイト単相組織とすることができる。
The reason why the cooling rate is set to 100 ° C./s or more is that a martensite single-phase structure can be obtained without increasing the cost, and high strength can be achieved.
This point will be described in more detail.
FIG. 2 is a schematic diagram showing the relationship between the metal structure, temperature, and cooling time. FIG. 2A shows a case where the molding start temperature is high, and after the molding starts, the mold is rapidly cooled by removing heat into the mold to become a martensite single phase structure. The structure at the time of press forming is austenite, and the martensite transformation after the processing is relaxed, so that the stress entered at the time of processing is relieved and the shape accuracy is hardly lowered.
On the other hand, as shown in FIG. 2B, when the molding start temperature is low, ferrite and bainite are generated before the start of press molding, and the strength of the member after press molding is reduced. If the structure at the time of press forming contains ferrite or bainite, the martensitic transformation after processing decreases, the stress entered at the time of processing is not relieved, and the shape accuracy decreases.
In the present invention, since the press molding start temperature is lowered, the configuration shown in FIG. 2 (b) is obtained. By adopting a cooling process that can be rapidly cooled before the press starts, the curve shown by the broken line in FIG. As shown, a martensitic single phase structure can be obtained while lowering the molding start temperature.
冷却工程で凝固点以下まで冷却するとしているのは、凝固点超では熱間プレス成形時に金型へめっきが付着するからである。また、冷却温度の下限値を400℃としたのは、この温度を超えて冷却した場合にはプレス成形前に表面処理鋼板１が過度に冷却されてプレス成形後の形状凍結性が低下するからである。 The reason for cooling to below the freezing point in the cooling process is that the plating adheres to the mold at the time of hot press molding if it exceeds the freezing point. Further, the lower limit of the cooling temperature is set to 400 ° C., because when the temperature is exceeded and the surface-treated steel sheet 1 is excessively cooled before press forming, the shape freezing property after press forming decreases. It is.
プレス成形前の金型での表面処理鋼板１の冷却方法は特に限定されないが、ブランクホルダ５を活用した冷却は表面温度を制御するのが容易である点から好ましい。ブランクホルダ５を活用した冷却方法の例を図４に示す。
図４（a）はブランクホルダ５の待機位置をパンチ７上面よりも上側に設定し、ダイ３とブランクホルダ５で表面処理鋼板１を挟んだ後、パンチ７に接触するまでのスライドの移動時に冷却を行う。このとき、スライドの移動速度により表面処理鋼板１の冷却時間は制御可能となる。プレス成形を開始してからは、生産性や表面処理鋼板１の温度低下に伴うプレス成形性の低下などを防ぐためにスライドの移動速度は速い方が好ましく、必要に応じてプレス成形前とプレス成形中のスライドの移動速度を変えることが望ましい。ただし、プレス機によっては上記のようなスライドの移動速度を自由に変えることが困難な場合もあり、プレス成形前の移動速度に対してプレス成形中のスライドの移動速度が同じかそれ以下となっても、スライドの移動時に金型による冷却効果が得られるため、本発明の効果を損なうものではない。また、プレス成形前の金型での冷却を停止してプレス成形を開始するプレス成形開始温度は、通常、プレス成形前の冷却時間で制御されるが、金型の表面に熱電対などの測温素子を設置し、表面処理鋼板１の温度を直接測定して鋼板の表面温度を制御することも可能である。さらに、連続プレス時において金型の温度上昇を抑え冷却速度のばらつきを低減するために、ダイ３やブランクホルダ５内に水冷配管を設けて金型の冷却を行ったり、ダイ３やブランクホルダ５の表面に熱伝導率の高い材質のものを用いることも可能である。
Although the cooling method of the surface-treated steel sheet 1 with the metal mold | die before press molding is not specifically limited, the cooling using the blank holder 5 is preferable from the point that it is easy to control surface temperature. An example of the cooling method utilizing the blank holder 5 is shown in FIG.
In FIG. 4A, the standby position of the blank holder 5 is set above the upper surface of the punch 7, and after the surface-treated steel sheet 1 is sandwiched between the die 3 and the blank holder 5, the slide moves until it comes into contact with the punch 7. Cool down. At this time, the cooling time of the surface-treated steel sheet 1 can be controlled by the moving speed of the slide. After press forming is started, it is preferable that the moving speed of the slide is high in order to prevent productivity and deterioration of press formability due to a decrease in temperature of the surface-treated steel sheet 1, and before and after press forming as necessary. It is desirable to change the moving speed of the slide inside. However, depending on the press machine, it may be difficult to freely change the moving speed of the slide as described above, and the moving speed of the slide during press molding is the same or lower than the moving speed before press molding. However, since the cooling effect by the mold can be obtained when the slide is moved, the effect of the present invention is not impaired. In addition, the press molding start temperature at which cooling of the mold before press molding is stopped and press molding is started is usually controlled by the cooling time before press molding, but a thermocouple or the like is measured on the mold surface. It is also possible to install a temperature element and control the surface temperature of the steel sheet by directly measuring the temperature of the surface-treated steel sheet 1. Further, in order to suppress the temperature rise of the mold during continuous pressing and reduce the variation in cooling speed, water cooling piping is provided in the die 3 or blank holder 5 to cool the mold, or the die 3 or blank holder 5 is cooled. It is also possible to use a material having a high thermal conductivity for the surface.
また、図４(b)のようにダイ３とブランクホルダ５で表面処理鋼板１を挟んだ後、スライドを一定時間停止し表面処理鋼板１を冷却した後、成形を行うことも可能である。
さらに、図４(c)のようにブランクホルダ５の待機位置をパンチ７上面よりも上側に設定し、ダイ３とブランクホルダ５で表面処理鋼板１を挟んで一定時間停止した後、スライドを移動させ、成形を行ってもよい。この場合は、停止時間と表面処理鋼板１とパンチ７が接触するまでのスライドの移動時間がプレス成形前の表面処理鋼板１の冷却時間となる。
また、図４(d)はパッド９を活用した例となるが、非加工部については早く冷却を開始することが好ましく、パッド９を活用してプレス成形前に非加工部分にパッド９を当接させて冷却を開始してもよい。
なお、図４(d)は、図４(a)に対してパッド９を活用した例となっているが、図４(b)および図４(c)の例についても同様にパッド９を活用することができる。
なお、使用するプレス機については特に限定されないが、図４(a)でスライドの移動速度を変化させる場合や、図４(b)および図４(c)のようにスライドを一旦停止させるような制御を行う場合はサーボプレス機の使用が必要となる。
Further, as shown in FIG. 4 (b), after the surface-treated steel sheet 1 is sandwiched between the die 3 and the blank holder 5, the slide is stopped for a certain period of time, and the surface-treated steel sheet 1 is cooled, and then shaping can be performed.
Further, as shown in FIG. 4C, the standby position of the blank holder 5 is set above the upper surface of the punch 7, and after stopping the surface-treated steel sheet 1 between the die 3 and the blank holder 5, the slide is moved. And may be molded. In this case, the stop time and the moving time of the slide until the surface-treated steel sheet 1 and the punch 7 come into contact with each other are the cooling time of the surface-treated steel sheet 1 before press forming.
FIG. 4 (d) shows an example in which the pad 9 is used. However, it is preferable to quickly cool the non-processed part, and the pad 9 is used to apply the pad 9 to the non-processed part before press molding. You may make it contact and start cooling.
4 (d) shows an example in which the pad 9 is used compared to FIG. 4 (a), but the pad 9 is also used in the examples of FIGS. 4 (b) and 4 (c). can do.
The press machine to be used is not particularly limited, but when the slide moving speed is changed in FIG. 4 (a), or the slide is temporarily stopped as shown in FIGS. 4 (b) and 4 (c). When controlling, it is necessary to use a servo press.
＜プレス成形工程＞
プレス成形工程（Ｓ２）は、表面処理鋼板１を製品形状にプレス成形する工程である。
プレス成形方法については特に限定されない。図５(a)に示したように、ダイ３とブランクホルダ５で表面処理鋼板１を挟んだまま成形を行うドロー成形、あるいは図５(b)に示したように、一旦ブランクホルダ５を下げるか、または、ブランクホルダを使用せずに成形を行うフォーム成形などが可能である。
<Press molding process>
The press forming step (S2) is a step of press forming the surface-treated steel sheet 1 into a product shape.
The press molding method is not particularly limited. As shown in FIG. 5 (a), draw forming is performed while the surface-treated steel sheet 1 is sandwiched between the die 3 and the blank holder 5, or the blank holder 5 is temporarily lowered as shown in FIG. 5 (b). Alternatively, it is possible to perform foam molding in which molding is performed without using a blank holder.
＜焼入れ工程＞
焼入れ工程は、表面処理鋼板１を金型で挟んだまま保持して表面処理鋼板１を焼入れる工程である。プレス成形後に金型により表面処理鋼板１を焼入れるためには、プレス成形後に下死点においてスライドを停止することが好ましい。停止時間は金型による抜熱量により異なるが3秒以上とすることが好ましい。
なお、金型内に所定時間保持して素地鋼板を焼入れ組織とするには、例えば、質量%で、C：0.15%以上0.50%以下、Si：0.05%以上2.00%以下、Mn：0.50%以上3.00%以下、P：0.10%以下、S：0.050%以下、Al：0.10%以下、N：0.010%以下を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなる成分組成を有する熱延鋼板や冷延鋼板を用いることができる。各成分の限定理由を以下に説明する。ここで、成分の含有量を示す「%」は特に断らない限り「質量%」を意味する。
<Hardening process>
The quenching step is a step of quenching the surface-treated steel sheet 1 while holding the surface-treated steel sheet 1 while being sandwiched between molds. In order to quench the surface-treated steel sheet 1 with a die after press molding, it is preferable to stop the slide at the bottom dead center after press molding. The stop time varies depending on the amount of heat removed by the mold, but is preferably 3 seconds or more.
In order to make the base steel sheet into a quenched structure by holding it in the mold for a predetermined time, for example, in mass%, C: 0.15% to 0.50%, Si: 0.05% to 2.00%, Mn: 0.50% or more 3.00% or less, P: 0.10% or less, S: 0.050% or less, Al: 0.10% or less, N: 0.010% or less, the hot-rolled steel sheet or the cold-rolled steel having a composition composed of Fe and inevitable impurities as the balance A steel plate can be used. The reason for limitation of each component is demonstrated below. Here, “%” indicating the content of a component means “% by mass” unless otherwise specified.
《C：0.15%以上0.50%以下》
Cは鋼の強度を向上させる元素であり、熱間プレス成形部材の高強度化のためにはその量を0.15%以上とすることが好ましい。一方、C量が0.50%を超えると、熱間プレス成形部材の溶接性や素材（素地鋼板）のブランキング性が著しく低下する。したがって、C含有量は0.15%以上0.50%以下とすることが好ましく、0.20%以上0.40%以下とすることがより好ましい。
《C: 0.15% to 0.50%》
C is an element that improves the strength of the steel, and the amount is preferably 0.15% or more in order to increase the strength of the hot press-formed member. On the other hand, when the amount of C exceeds 0.50%, the weldability of the hot press-formed member and the blanking property of the material (base steel plate) are significantly reduced. Therefore, the C content is preferably 0.15% or more and 0.50% or less, and more preferably 0.20% or more and 0.40% or less.
《Si：0.05%以上2.00%以下》
SiはCと同様に鋼の強度を向上させる元素であり、熱間プレス成形部材の高強度化のためにはその量を0.05%以上とすることが好ましい。一方、Si量が2.00%を超えると、素地鋼板を製造する際、熱間圧延時に赤スケールと呼ばれる表面欠陥の発生が著しく増大する。したがって、Si含有量は0.05%以上2.00%以下とすることが好ましく、0.10%以上1.50%以下とすることがより好ましい。
<< Si: 0.05% or more and 2.00% or less >>
Si, like C, is an element that improves the strength of steel, and the amount is preferably 0.05% or more in order to increase the strength of the hot press-formed member. On the other hand, when the Si content exceeds 2.00%, the occurrence of surface defects called red scale during hot rolling significantly increases during the production of the base steel sheet. Therefore, the Si content is preferably 0.05% or more and 2.00% or less, and more preferably 0.10% or more and 1.50% or less.
《Mn：0.50%以上3.00%》
Mnは鋼の焼入れ性を高める元素であり、熱間プレス成形後の冷却過程で素地鋼板のフェライト変態を抑制して焼き入れ性を向上させるのに効果的な元素である。また、MnはAc3変態点を低下させる作用を有するため、熱間プレス成形前の表面処理鋼板１の加熱温度を低温下するのに有効な元素である。このような効果の発現のためには、Mn含有量を0.50%以上とすることが好ましい。一方、Mn量が3.00%を超えると、Mnが偏析して素地鋼板および熱間プレス成形部材の特性の均一性が低下する。したがってMn含有量は0.50%以上3.00%以下とすることが好ましく、0.75%以上2.50%以下とすることがより好ましい。
《Mn: 0.50% to 3.00%》
Mn is an element that enhances the hardenability of the steel, and is an effective element for improving the hardenability by suppressing the ferrite transformation of the base steel sheet during the cooling process after hot press forming. Further, Mn is an element effective for lowering the heating temperature of the surface-treated steel sheet 1 before hot press forming because it has an action of lowering the Ac3 transformation point. In order to exhibit such an effect, the Mn content is preferably 0.50% or more. On the other hand, when the amount of Mn exceeds 3.00%, Mn is segregated and the uniformity of the properties of the base steel sheet and the hot press-formed member decreases. Therefore, the Mn content is preferably 0.50% or more and 3.00% or less, and more preferably 0.75% or more and 2.50% or less.
《P：0.10%以下》
P含有量が0.10%を超えると、Pが粒界に偏析して素地鋼板および熱間プレス成形部材の低温靭性が低下する。したがって、P含有量は0.10%以下とすることが好ましく、0.01%以下とすることがより好ましい。
<< P: 0.10% or less >>
When the P content exceeds 0.10%, P is segregated at the grain boundaries, and the low temperature toughness of the base steel sheet and the hot press-formed member decreases. Therefore, the P content is preferably 0.10% or less, and more preferably 0.01% or less.
《S：0.050%以下》
SはMnと結合して粗大な硫化物を形成し、鋼の延性低下を招く元素である。そのため、S含有量は極力低減することが好ましいが、0.050%までは許容できる。したがって、S含有量は0.050%以下とすることが好ましく、0.010%以下とすることがより好ましい。
<< S: 0.050% or less >>
S is an element that combines with Mn to form coarse sulfides and causes a reduction in the ductility of the steel. Therefore, it is preferable to reduce the S content as much as possible, but it is acceptable up to 0.050%. Therefore, the S content is preferably 0.050% or less, and more preferably 0.010% or less.
《Al：0.10%以下》
Al含有量が0.10%を超えると酸化物系介在物の増加を招き、鋼の延性が低下する。したがって、Al含有量は0.10%以下とすることが好ましく、0.07%以下とすることがより好ましい。但し、Alは脱酸材としての作用を有し、鋼の清浄度向上の観点からは、その含有量を0.01%以上とすることが好ましい。
<Al: 0.10% or less>
If the Al content exceeds 0.10%, the oxide inclusions increase and the ductility of the steel decreases. Therefore, the Al content is preferably 0.10% or less, and more preferably 0.07% or less. However, Al has an action as a deoxidizing material, and from the viewpoint of improving the cleanliness of the steel, its content is preferably 0.01% or more.
《N：0.010%以下》
N含有量が0.010%を超えると、素地鋼板中にAlN等の窒化物が形成され、熱間プレス成形時の成形性の低下を招く。したがって、N含有量は0.010%以下とすることが好ましく、0.005%以下とすることがより好ましい。
<N: 0.010% or less>
When the N content exceeds 0.010%, a nitride such as AlN is formed in the base steel sheet, resulting in a decrease in formability during hot press forming. Therefore, the N content is preferably 0.010% or less, and more preferably 0.005% or less.
以上が本発明における素地鋼板の好ましい基本成分であるが、該素地鋼板は必要に応じて更に以下の元素を含有してもよい。
Cr：0.01%以上0.50%以下、V：0.01%以上0.50%以下、Mo：0.01%以上0.50%以下、Ni：0.01以上0.50%以下のうちの少なくとも１種以上。
Cr、V、Mo、Niはいずれも鋼の焼き入れ性を向上させるのに有効な元素である。この効果は、いずれの元素の場合も含有量を0.01%以上とすることにより得られる。しかし、Cr、V、Mo、Niはいずれも含有量が0.50％を超えると上記効果は飽和し、コストアップの要因となる。したがって、Cr、V、Mo、Niのいずれか1種以上を含有する場合には、それぞれ含有量を0.01%以上0.50%以下とすることが好ましく、0.10%以上0.40%以下とすることがより好ましい。
Although the above is a preferable basic component of the base steel plate in this invention, this base steel plate may contain the following elements further as needed.
Cr: 0.01% or more and 0.50% or less, V: 0.01% or more and 0.50% or less, Mo: 0.01% or more and 0.50% or less, Ni: 0.01 or more and 0.50% or less.
Cr, V, Mo, and Ni are all effective elements for improving the hardenability of steel. This effect can be obtained by setting the content to 0.01% or more for any element. However, if the Cr, V, Mo, and Ni content exceeds 0.50%, the above effect is saturated, which increases the cost. Therefore, when containing one or more of Cr, V, Mo, Ni, the content is preferably 0.01% or more and 0.50% or less, more preferably 0.10% or more and 0.40% or less .
Ti：0.01%以上0.20%以下
Tiは鋼の強化に有効である。Tiによる強度上昇効果は、その含有量を0.01%以上とすることで得られ、本発明で規定した範囲内であれば、鋼の強化に使用して差し支えない。しかし、含有量が0.20%を超えるとその効果は飽和し、コストアップの要因となる。従って、Tiを含有する場合には0.01%以上0.20%以下とすることが好ましく、0.01%以上0.05%以下とすることがより好ましい。
Ti: 0.01% or more and 0.20% or less
Ti is effective for strengthening steel. The effect of increasing the strength by Ti is obtained by setting its content to 0.01% or more. If it is within the range specified in the present invention, it can be used for strengthening steel. However, if the content exceeds 0.20%, the effect is saturated, which increases the cost. Therefore, when Ti is contained, it is preferably 0.01% or more and 0.20% or less, and more preferably 0.01% or more and 0.05% or less.
Nb：0.01%以上0.10%以下
Nbも鋼の強化に有効である。Nbによる強度上昇効果は、その含有量を0.01%以上とすることで得られ、本発明で規定した範囲内であれば、鋼の強化に使用して差し支えない。しかし、含有量が0.10%を超えるとその効果は飽和し、コストアップの要因となる。従って、Nbを含有する場合には0.01%以上0.10%以下とすることが好ましく、0.01%以上0.05%以下とすることがより好ましい。
Nb: 0.01% or more and 0.10% or less
Nb is also effective for strengthening steel. The effect of increasing the strength by Nb can be obtained by setting its content to 0.01% or more, and can be used for strengthening steel as long as it is within the range specified in the present invention. However, if the content exceeds 0.10%, the effect is saturated, which increases the cost. Therefore, when Nb is contained, it is preferably 0.01% or more and 0.10% or less, and more preferably 0.01% or more and 0.05% or less.
B：0.0002%以上0.0050%以下
Bは鋼の焼入れ性を高める元素であり、熱間プレス成形後に素地鋼板が冷却される際、オーステナイト粒界からのフェライトの生成を抑制して焼入れ組織を得るのに有効な元素である。その効果はB含有量を0.0002%以上で得られるが、0.0050%を超えるとその効果は飽和し、コストアップの要因となる。したがって、Bを含有する場合には、その含有量を0.0002%以上0.0050%以下とすることが好ましい。より好ましくは0.0005%以上0.0030%以下である。
B: 0.0002% or more and 0.0050% or less
B is an element that enhances the hardenability of the steel, and is an element effective for obtaining a quenched structure by suppressing the formation of ferrite from the austenite grain boundaries when the base steel sheet is cooled after hot press forming. The effect can be obtained when the B content is 0.0002% or more. However, if the B content exceeds 0.0050%, the effect is saturated, resulting in a cost increase. Therefore, when B is contained, the content is preferably 0.0002% or more and 0.0050% or less. More preferably, it is 0.0005% or more and 0.0030% or less.
Sb：0.003%以上0.030%以下
Sbは熱間プレス成形前に鋼板を加熱してから熱間プレス成形の一連の処理によって鋼板を冷却するまでの間に、素地鋼板表層部に生じる脱炭層を抑制する効果を有する。このような効果の発現のためには、Sb含有量を0.003%以上とすることが好ましい。しかし、Sb含有量が0.030%を超えると素地鋼板製造時に圧延荷重の増大を招き、生産性の低下が懸念される。したがって、Sbを含有する場合には、その含有量を0.003%以上0.030%以下とすることが好ましく、0.005%以上0.010%以下とすることがより好ましい。
Sb: 0.003% to 0.030%
Sb has an effect of suppressing a decarburized layer generated in the surface layer portion of the base steel sheet after the steel sheet is heated before hot press forming and before the steel plate is cooled by a series of processes of hot press forming. In order to exhibit such an effect, the Sb content is preferably 0.003% or more. However, if the Sb content exceeds 0.030%, the rolling load increases during the production of the base steel sheet, and there is a concern that the productivity may be reduced. Therefore, when Sb is contained, the content is preferably 0.003% or more and 0.030% or less, and more preferably 0.005% or more and 0.010% or less.
なお、上記成分以外の成分(残部)はFeおよび不可避的不純物である。 Components other than the above components (remainder) are Fe and inevitable impurities.
本発明において熱間プレス成形部材の素材として用いる表面処理鋼板１は、その製造条件に特段の制限はない。素地鋼板の製造条件は特に限定されず、例えば所定の成分組成を有する熱延鋼板（酸洗鋼板）や熱延鋼板に冷間圧延を施すことにより得られる冷延鋼板や冷間圧延後に焼鈍処理を行った鋼板を素地鋼板としても良い。 In the present invention, the surface-treated steel sheet 1 used as a raw material of the hot press-formed member is not particularly limited in its production conditions. The production conditions of the base steel sheet are not particularly limited. For example, a cold-rolled steel sheet obtained by subjecting a hot-rolled steel sheet (pickled steel sheet) or hot-rolled steel sheet having a predetermined composition to cold rolling or annealing treatment after cold rolling. It is good also considering the steel plate which performed as a base steel plate.
素地鋼板の表面に、Zn-Feめっき層を形成して表面処理鋼板１とする際の条件も、特に限定されない。
例えば、素地鋼板を連続溶融亜鉛めっきラインに通板して焼鈍処理を施した後、440℃以上500℃以下の亜鉛めっき浴に浸漬することにより、溶融Znめっき層を形成した後、合金化炉で460℃以上600℃以下の温度域に加熱し、該温度域に5s以上60s以下滞留させる合金化処理を施すことによりZn-Feめっき層を形成することができる。溶融Znめっき層の付着量は、ガスワイピング法等により所望の付着量（例えば、片面あたり10g/m2以上90g/m2以下）に調整すればよい。なお、めっき層中のFe含有量は、合金化炉での加熱温度や該加熱温度での滞留時間を上記の範囲内で適宜調整することにより、所望のFe含有量（例えば5質量%以上80質量%以下）とすることができる。
The conditions for forming the Zn-Fe plating layer on the surface of the base steel sheet to form the surface-treated steel sheet 1 are not particularly limited.
For example, after the base steel sheet is passed through a continuous hot dip galvanizing line and annealed, it is immersed in a galvanizing bath at 440 ° C or higher and 500 ° C or lower to form a molten Zn plated layer, and then an alloying furnace The Zn—Fe plating layer can be formed by heating to a temperature range of 460 ° C. or more and 600 ° C. or less and applying an alloying treatment for retaining the temperature range of 5 s or more and 60 s or less. The adhesion amount of the molten Zn plating layer may be adjusted to a desired adhesion amount (for example, 10 g / m 2 or more and 90 g / m 2 or less per side) by a gas wiping method or the like. The Fe content in the plating layer can be adjusted to a desired Fe content (for example, not less than 5% by mass and not more than 80% by adjusting the heating temperature in the alloying furnace and the residence time at the heating temperature within the above range. Mass% or less).
本発明に係る熱間プレス成形品の製造方法の効果を確認する実験を行ったので、以下これについて説明する。
表1に示す成分を有する鋼を溶製して鋳片として、該鋳片を1200℃に加熱し、870℃の仕上げ圧延終了温度で熱間圧延を施した後、600℃で巻き取り、熱延鋼板とした。
Since an experiment for confirming the effect of the method for producing a hot press-formed product according to the present invention was conducted, this will be described below.
As a slab by melting steel having the components shown in Table 1, the slab is heated to 1200 ° C, subjected to hot rolling at a finish rolling finish temperature of 870 ° C, and then wound up at 600 ° C and heated. A rolled steel sheet was used.
次いで、該熱延鋼板を酸洗後50%の圧下率で冷間圧延し、板厚1.6mmの冷延鋼板とした。表1に記載のAc3変態点は、以下の（１）式より算出した（William C.Leslie著、幸田成康監訳、熊井浩、野田龍彦訳、「レスリー鉄鋼材料学」、丸善株式会社、1985年、p.273参照）。
Ac3（℃）=910-203√[C]+44.7×[Si]-30×[Mn]+700×[P]+400×[Al] ・・・（１）
なお、（１）式において、[C]、[Si]、[Mn]、[P]、[Al]は、各元素（C、Si、Mn、P、Al）の含有％（質量%）である。
以上のようにして得られた冷延鋼板を素地鋼板とし、素地鋼板の表面に、Zn-Feめっき層を形成して表面処理鋼板１とした。Zn-Feめっき層は、以下の条件で形成した。
Next, the hot-rolled steel sheet was pickled and cold-rolled at a reduction rate of 50% to obtain a cold-rolled steel sheet having a thickness of 1.6 mm. The Ac3 transformation point shown in Table 1 was calculated from the following formula (1) (William C. Leslie, translated by Kouda Shigeyasu, Kumai Hiroshi, Noda Tatsuhiko, Leslie Steel Materials Science, Maruzen Corporation, 1985 , P.273).
Ac3 (℃) = 910-203√ [C] + 44.7 × [Si] -30 × [Mn] + 700 × [P] + 400 × [Al] (1)
In the formula (1), [C], [Si], [Mn], [P], and [Al] are the content% (mass%) of each element (C, Si, Mn, P, Al). is there.
The cold-rolled steel sheet obtained as described above was used as a base steel sheet, and a Zn—Fe plating layer was formed on the surface of the base steel sheet to obtain a surface-treated steel sheet 1. The Zn—Fe plating layer was formed under the following conditions.
＜Zn-Feめっき層＞
冷延鋼板を連続溶融亜鉛めっきラインに通板し、10℃/sの昇温速度で800℃以上900℃以下の温度域まで加熱し、該温度域に10s以上120s以下滞留させた後、15℃/sの冷却速度で460℃以上500℃以下の温度域まで冷却し、450℃の亜鉛めっき浴に浸漬することにより、Znめっき層を形成した。Znめっき層の付着量は、ガスワイピング法により所定の付着量に調整した。ガスワイピング法により所定の付着量に調整した後、直ちに合金化炉で500〜550℃に加熱して5〜60s保持することにより、Zn-Feめっき層を形成した。めっき層中のFe含有量は、合金化炉での加熱温度や該加熱温度での滞留時間を上記の範囲内で変更することにより、所定の含有量とした。
<Zn-Fe plating layer>
The cold-rolled steel sheet is passed through a continuous hot-dip galvanizing line, heated to a temperature range of 800 ° C. or higher and 900 ° C. or lower at a temperature increase rate of 10 ° C./s. The Zn plating layer was formed by cooling to a temperature range of 460 ° C. or more and 500 ° C. or less at a cooling rate of ° C./s and dipping in a 450 ° C. zinc plating bath. The adhesion amount of the Zn plating layer was adjusted to a predetermined adhesion amount by a gas wiping method. After adjusting to a predetermined adhesion amount by a gas wiping method, the Zn—Fe plating layer was formed by immediately heating to 500 to 550 ° C. in an alloying furnace and holding for 5 to 60 s. The Fe content in the plating layer was set to a predetermined content by changing the heating temperature in the alloying furnace and the residence time at the heating temperature within the above range.
以上のようにして得られた表面処理鋼板１から、200mm×400mmのブランク板を打抜き、該ブランク板を大気雰囲気の電気炉により加熱したのち、ブランク板を金型（材料：SKD61）に設置し、その後に金型による冷却およびプレス成形を行った。そして、金型内で焼入れた後、離型することにより、図６に示すハット形状のプレス成形部材を製造した。金型の形状は、パンチ肩R：6mm、ダイ肩R：6mmの金型を用い、パンチ-ダイのクリアランス：1.6mmとした。また、金型へのめっき付着量を評価するために、図７に示すように、取り外しできる脱着部１１を備えたパンチ７を用いた。プレス成形前の金型内の冷却はダイ３とブランクホルダ５との接触で行った。プレス成形は、98kNのしわ押さえ力をかけたまま成形するドロー成形と、ブランクホルダ５を下げてしわ押さえ無しで成形するフォーム成形にて行った。 A 200 mm x 400 mm blank plate is punched from the surface-treated steel plate 1 obtained as described above, the blank plate is heated by an electric furnace in an air atmosphere, and then the blank plate is placed in a mold (material: SKD61). Thereafter, cooling with a mold and press molding were performed. And after quenching in a metal mold | die, the hat-shaped press molding member shown in FIG. 6 was manufactured by releasing. The molds were punch punch R: 6 mm and die shoulder R: 6 mm, and the punch-die clearance was 1.6 mm. Moreover, in order to evaluate the plating adhesion amount to a metal mold | die, as shown in FIG. 7, the punch 7 provided with the removal | desorption part 11 which can be removed was used. Cooling in the mold before press molding was performed by contact between the die 3 and the blank holder 5. The press molding was performed by draw molding in which the wrinkle pressing force of 98 kN was applied, and foam molding in which the blank holder 5 was lowered and molding was performed without wrinkle pressing.
めっき層の種類、加熱条件、プレス前冷却条件、プレス条件、金型へのめっき付着量、プレス後サンプルの状態を表２に示す。
プレス前に♯800のエメリー研磨紙で金型を研磨し金型への付着物を完全に除去した後、各条件で連続10枚のプレス成形を行い、パンチ７の脱着部１１の試験前後の重量変化により金型へのめっき付着量を評価した。
また、得られたハット形状のプレス成形部材の縦壁部からサンプルを採取し、マイクロビッカース硬度計にて、その断面の板厚中央部の硬度をJIS82244に従って測定した。
さらに、得られたプレス成形部材の形状精度について図８に示すハット部材の離型後の成形品幅Ｗと金型形状での成形品幅Ｗ０の差（Ｗ−Ｗ０）を口開き量として評価した。その結果も併せて表２に示してある。
Table 2 shows the type of plating layer, heating conditions, cooling conditions before pressing, pressing conditions, the amount of plating attached to the mold, and the state of the sample after pressing.
Before pressing, the mold was polished with # 800 emery polishing paper to completely remove deposits on the mold, and then 10 sheets of press molding were performed continuously under each condition, before and after the test of the demounting part 11 of the punch 7 The amount of plating adhered to the mold was evaluated based on the weight change.
Further, a sample was taken from the vertical wall portion of the obtained hat-shaped press-formed member, and the hardness at the central portion of the thickness of the cross section was measured according to JIS82244 with a micro Vickers hardness meter.
Furthermore, the amount of open mouth difference molded article width W 0 in the molded article width W and the mold shape after release of hat member shown in FIG. 8 the shape accuracy of the resulting press-formed member (W-W 0) As evaluated. The results are also shown in Table 2.
発明例１〜８において、めっき層の種類（Zn-Feめっき層）、冷却方法（金型冷却）、冷却速度（発明範囲：100℃/s以上）、および成形開始温度（発明範囲：400℃〜凝固点温度）は、すべて本発明の範囲内にある。プレス成形時、金型へのめっき付着は認められなかった。また、プレス後のサンプルの、口開き量は0mmであった。これにより、本発明範囲内のプレス成形方法では、めっきの金型への付着が発生せず、かつ良好な焼入れ性および形状凍結性が得られることが実証された。 In Invention Examples 1-8, the type of the plating layer (Zn-Fe plating layer), the cooling method (mold cooling), the cooling rate (invention range: 100 ° C / s or more), and the molding start temperature (invention range: 400 ° C) ~ Freezing point temperature) are all within the scope of the present invention. During press molding, no plating adhesion to the mold was observed. Further, the opening amount of the sample after pressing was 0 mm. As a result, it was proved that the press molding method within the scope of the present invention does not cause the plating to adhere to the mold and provides good hardenability and shape freezing property.
比較例１、２において、めっき層の種類（Zn-Feめっき層）は本発明と同じであるが、冷却方法がガス冷却であるため、冷却速度が本発明範囲内（100℃/s以上）とならず、急速冷却することができない。
そのため、比較例１では鋼板の成形開始温度が発明範囲外（凝固点温度超）であり、金型へのめっき付着が発生する。
比較例２では、冷却時間を長時間としたため、鋼板の成形開始温度は本発明範囲内の520℃であるが、口開き量が2mmと形状凍結性の低下が生じている。これは、ガス冷却である程度まで緩冷却しプレスした後での焼入れとなったため、プレス後におけるサンプルの硬度が低下しており、マルテンサイト単相組織とならず、プレス成形前にフェライトやベイナイトが生成し、プレス成形時の応力を充分に緩和できなかったことが原因である。
In Comparative Examples 1 and 2, the type of the plating layer (Zn—Fe plating layer) is the same as that of the present invention, but the cooling method is gas cooling, so the cooling rate is within the range of the present invention (100 ° C./s or more). It cannot be rapidly cooled.
Therefore, in Comparative Example 1, the forming start temperature of the steel sheet is outside the range of the invention (over the freezing point temperature), and plating adheres to the mold.
In Comparative Example 2, since the cooling time was long, the forming start temperature of the steel sheet was 520 ° C. within the range of the present invention, but the opening degree was 2 mm and the shape freezing property was lowered. This is quenching after slow cooling to a certain degree by gas cooling and pressing, so the hardness of the sample after pressing is reduced, it does not become a martensite single phase structure, and ferrite and bainite are not formed before press molding. This is because it was generated and the stress during press molding could not be sufficiently relaxed.
比較例３、４は、めっき層の種類（Zn-Feめっき層）、冷却方法（金型冷却）、冷却速度（発明範囲：100℃/s以上）は本発明範囲内であるが、プレス成形開始温度が本発明範囲外のものである。比較例３はプレス成形開始温度が発明範囲より高い670℃であり、比較例４のプレス成形開始温度は400℃未満の360℃である。
比較例３をみると、金型へのめっき付着が発生している。一方、本発明例１〜８では発生していないことから、鋼板の成形開始温度が発明範囲内（めっき層の凝固点以下）であることで、金型へのめっき付着を抑制できることが実証された。
また、比較例４をみると、口開き量が9mmである。これにより、冷却時間が長すぎて、鋼板の成形開始温度が400℃未満となった場合には、鋼板の強度が上昇するため、形状凍結性の低下が起こることがわかる。
In Comparative Examples 3 and 4, the type of the plating layer (Zn—Fe plating layer), the cooling method (mold cooling), and the cooling rate (invention range: 100 ° C./s or more) are within the scope of the present invention. The starting temperature is outside the scope of the present invention. Comparative Example 3 has a press molding start temperature of 670 ° C., which is higher than the range of the invention, and Comparative Example 4 has a press molding start temperature of 360 ° C. less than 400 ° C.
When Comparative Example 3 is seen, plating adheres to the mold. On the other hand, since it did not occur in Invention Examples 1 to 8, it was demonstrated that the plating start temperature of the steel sheet is within the range of the invention (below the solidification point of the plating layer), so that the adhesion of plating to the mold can be suppressed. .
In Comparative Example 4, the opening amount is 9 mm. Thus, it can be seen that when the cooling time is too long and the forming start temperature of the steel sheet becomes less than 400 ° C., the strength of the steel sheet increases, and the shape freezing property decreases.
１ 表面処理鋼板
３ ダイ
５ ブランクホルダ
７ パンチ
９ パッド
１１ 脱着部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Surface treatment steel plate 3 Die 5 Blank holder 7 Punch 9 Pad 11 Desorption part
Claims (2)
前記表面処理鋼板をAc3変態点以上1000℃以下の温度域に加熱した後、前記表面処理鋼板をプレス成形する前にその成形部位を金型で挟んで100℃/s以上の冷却速度でめっき層の凝固点以下400℃以上の範囲の温度まで前記表面処理鋼板を冷却する冷却工程と、冷却後の前記表面処理鋼板をプレス成形するプレス成形工程と、前記表面処理鋼板を金型で挟んだまま保持して前記表面処理鋼板を焼入れる焼入れ工程とを備え、
前記冷却工程はダイとブランクホルダで前記表面処理鋼板を挟み、前記ダイの移動を停止又は移動速度を前記プレス成形工程の移動速度よりも遅くして行うことを特徴とする熱間プレス成形品の製造方法。 A hot press-formed product manufacturing method for manufacturing a hot press-formed product by subjecting a surface-treated steel plate formed with a Zn-Fe-based plating layer to a surface of a base steel plate,
After the surface-treated steel sheet is heated to a temperature range of Ac3 transformation point or higher and 1000 ° C or lower, before the surface-treated steel sheet is press-molded, the forming portion is sandwiched between molds at a cooling rate of 100 ° C / s or higher. A cooling process for cooling the surface-treated steel sheet to a temperature in the range of 400 ° C. or higher, a press-forming process for press-molding the surface-treated steel sheet after cooling, and holding the surface-treated steel sheet between molds And quenching the surface-treated steel sheet ,
In the hot press-formed product, the cooling step is performed by sandwiching the surface-treated steel sheet between a die and a blank holder, and stopping the movement of the die or making the moving speed slower than the moving speed of the press forming step . Production method.
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