JP6744416B2 - Method and apparatus for producing hardened steel parts - Google Patents

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Description

本発明は、硬化鋼部品を製造するための方法および装置に関する。 The present invention relates to methods and apparatus for manufacturing hardened steel parts.

硬化鋼部品は、特に自動車用の車体製造において、その優れた機械的性質に起因して、通常の強度でははるかに大型にしたがってそれだけ重く具現化されなければならない部品を用いる必要なしに、特別に安定な乗員室を実現することが可能であるという利点を有する。 Hardened steel parts are specially used in car body manufacturing, especially in automobiles, because of their excellent mechanical properties, without the need to use parts that have to be embodied as heavy according to their much larger size at normal strength. It has an advantage that it is possible to realize a stable passenger compartment.

この種の硬化鋼部品を製造するために、急冷硬化によって硬化することができる鋼タイプが用いられる。この種の鋼タイプは、たとえばホウ素合金化マンガン炭素鋼を含み、これの最も広く用いられるものは、22MnB5である。しかし、他のホウ素合金化マンガン炭素鋼もこの目的で用いられる。 To produce hardened steel parts of this kind, steel types which can be hardened by quench hardening are used. Steel types of this type include, for example, boron alloyed manganese carbon steel, the most widely used of which is 22MnB5. However, other boron alloyed manganese carbon steels are also used for this purpose.

これらのタイプの鋼から硬化部品を製造するために、鋼材料は、オーステナイト化温度(>Ac)に加熱されなければならず、鋼材料がオーステナイト化するまで待つ必要がある。所望の硬度に応じて、部分オーステナイト化または完全オーステナイト化をこれに関連して実現することができる。 To produce the cured part from these types of steel, steel material has to be heated to the austenitizing temperature (> Ac 3), the steel material needs to wait until the austenite. Depending on the desired hardness, partial or complete austenitization can be achieved in this connection.

オーステナイト化後に、そのような鋼材料が臨界硬化速度を上回る速度で冷却されると、オーステナイト構造は、非常に硬い構造であるマルテンサイトに変換する。こうして、最大1500MPaを超える引張強度Rmを実現することが可能である。 After austenitizing, when such a steel material is cooled at a rate above the critical hardening rate, the austenitic structure transforms into a very hard structure, martensite. In this way, it is possible to realize a tensile strength Rm exceeding 1500 MPa at the maximum.

現在、鋼部品を製造するために2つの異なる手順の手法が共通に用いられている。 Currently, two different procedural approaches are commonly used to manufacture steel parts.

いわゆる成形硬化においては、帯鋼から薄鋼板ブランクが切り取られ(例えばそれから切り抜かれるまたは打ち抜かれる)、次に―従来の、例えば5段階深絞りプロセスを用いて―深絞りされて仕上がり部品を製造する。この場合、この仕上がり部品は、次のオーステナイト化時の熱膨張を補償するために、いくぶんか小さい寸法にされる。 In so-called form hardening, sheet steel blanks are cut (eg cut or punched from it) from the strip steel and then-using conventional, eg 5-step deep-drawing processes-deep-drawn to produce finished parts. .. In this case, the finished part is sized somewhat smaller to compensate for thermal expansion during subsequent austenitization.

こうして製造された部品は、オーステナイト化され、次に成形硬化工具中に挿入され、その中でプレスされるが、成形されないかまたは非常にわずかな程度にしか成形されず、このプレスする工程により、熱が、詳しくは臨界硬化速度より大きな速度で部品から流れ出し、プレス工具に流れ込む。 The parts thus produced are austenitized and then inserted into a form-hardening tool and pressed therein, but not formed or formed to a very small extent, the pressing step Heat flows out of the part, specifically at a rate greater than the critical cure rate, and into the press tool.

他方の手順の手法は、帯薄鋼板からブランクが切り取られ(例えばそれから切り抜かれるまたは打ち抜かれる)、次にブランクがオーステナイト化され、熱間ブランクが、好ましくは一段階工程で782℃未満の温度で成形されると同時に臨界硬化速度より大きな速度で冷却される、いわゆるプレス硬化である。 The other procedural approach is that the blank is cut (e.g., cut or stamped from it) from the sheet steel and the blank is then austenitized, the hot blank preferably at a temperature below 782°C in a one-step process. This is so-called press hardening, in which at the same time as being molded, it is cooled at a rate higher than the critical hardening rate.

どちらの場合でも、金属防食コーティング(例えば亜鉛または亜鉛系合金)を施されたブランクを用いることが可能である。成形硬化は間接プロセスとも呼ばれ、プレス硬化は直接プロセスと呼ばれる。間接プロセスの利点は、より複雑な工具幾何形状を実現することが可能な点である。 In either case, it is possible to use a blank provided with a metal anticorrosion coating (eg zinc or a zinc-based alloy). Mold hardening is also called indirect process and press hardening is called direct process. The advantage of the indirect process is that more complex tool geometries can be achieved.

直接法の利点は、より高い材料利用率を実現することができる点である。しかし、実現できる部品の複雑さは、特に一段階成形プロセスで、低くなる。 The advantage of the direct method is that higher material utilization can be achieved. However, the achievable part complexity is low, especially in the one-step molding process.

プレス硬化においては、しかしながら、特に亜鉛めっき薄鋼板ブランクで表面に微小亀裂が形成する点が不利である。 Press hardening, however, has the disadvantage that microcracks form on the surface, especially in galvanized sheet steel blanks.

これに関連して、一次微小亀裂と二次微小亀裂とが区別される。 In this connection, a distinction is made between primary and secondary microcracks.

一次微小亀裂は、いわゆる液体金属脆化によるとされている。この理論は、成形時に、すなわち材料に引張応力が及ぼされると、液体亜鉛相がまだ存在するオーステナイト相と相互作用し、最大数百μmの深さを有する微小亀裂が材料中に作り出される原因となるというものである。 The primary microcracks are said to be due to so-called liquid metal embrittlement. The theory is that during molding, i.e. when a tensile stress is exerted on the material, the liquid zinc phase interacts with the austenite phase, which is still present, causing microcracks with a depth of up to several hundred μm to be created in the material. It will be.

本出願人は、材料を液体亜鉛相がもはや存在しない温度に―加熱炉からの取り出しと熱間成形プロセスの開始との間の時間に―能動的にまたは受動的に冷却することにより、この一次微小亀裂を抑制することに成功した。これは、熱間成形が約750℃未満の温度で行われることを意味している。 The Applicant has determined that this primary temperature by cooling the material to a temperature at which the liquid zinc phase is no longer present-during the time between removal from the furnace and the start of the hot forming process-actively or passively. Succeeded in suppressing microcracks. This means that hot forming occurs at temperatures below about 750°C.

これまでのところ、熱間成形において二次微小亀裂を制御することは、予備冷却しても可能ではなく、二次微小亀裂は、600℃未満の熱間成形温度においても発生する。亀裂深さは、この場合、数十μmに達する。 So far, it is not possible to control secondary microcracks in hot forming even with pre-cooling, and secondary microcracks also occur at hot forming temperatures below 600°C. The crack depth in this case amounts to tens of μm.

一次微小亀裂も二次微小亀裂も、潜在的な損傷源を構成するので、使用者に受け容れられない。 Both primary and secondary microcracks constitute a potential source of damage and are unacceptable to the user.

これまでの方法では、二次微小亀裂のない部品の製造を保証することはまだ可能でなかった。 Until now, it has not yet been possible to guarantee the production of parts without secondary microcracks.

特許文献1は、薄鋼板で作られた、特に薄鋼板で構成される亜鉛めっきワークで作られた部品を熱間成形プレス硬化するための方法および成形工具を開示している。この場合、熱間成形およびプレス硬化のために用いられる雌金型は―正の絞り半径によって画定される雌金型の絞り角領域において―絞り角領域に隣接し、ワークが熱間成形およびプレス硬化されるときワークと接触する雌金型の区間の熱伝導率より少なくとも10W/(m×K)小さな熱伝導率を有する材料で液体被覆されるかまたはインサートピースを提供されるべきである。ワークに面する絞り角領域または適切な位置に置かれたインサートピースの表面に施用される材料は、雌金型の正の絞り半径の1.6倍から10倍の範囲にある、絞り角上に延在する横寸法を有するべきである。これは、薄鋼板で作られたワークの流れ特性を熱間成形時に向上させるはずであり、したがって薄鋼板で作られた、好ましくは亜鉛メッキ鋼ブランクで作られたワークの熱間成形における亀裂の発生のリスクを顕著に低下させるはずである。しかし、そのような工具は、第2の型の微小亀裂を回避することを可能にはしない。 Patent Document 1 discloses a method and a forming tool for hot forming press hardening a part made of a thin steel plate, in particular, a galvanized work made of the thin steel plate. In this case, the female mold used for hot forming and press hardening is-in the drawing angle region of the female mold defined by the positive drawing radius-adjacent to the drawing angle region and the work is hot forming and pressing. It should be liquid coated or provided with an insert piece with a material having a thermal conductivity that is at least 10 W/(m×K) less than the thermal conductivity of the section of the female mold that contacts the work when cured. The material applied to the area of the drawing angle facing the workpiece or the surface of the insert piece placed in a suitable position should be in the range of 1.6 to 10 times the positive drawing radius of the female die. It should have a lateral dimension that extends to. This should improve the flow properties of the work made of sheet steel during hot forming, and thus the cracking in hot forming of work made of sheet steel, preferably made of galvanized steel blanks. It should significantly reduce the risk of occurrence. However, such tools do not make it possible to avoid the second type of microcracks.

特許文献2は、工具の型表面が、型表面に導入された2つの微小穴により、一部の領域において微細構造化された、プレス硬化工具用の工具を開示している。この工程は、型表面とブランクとの間のブランクの成形のための有効接触面積を穴の間に位置する表面部分に制限することを意図している。これは、摩擦を減らすことを意図している。 Patent Document 2 discloses a tool for a press hardening tool in which the mold surface of the tool is microstructured in a partial region by two micro holes introduced into the mold surface. This step is intended to limit the effective contact area for the molding of the blank between the mold surface and the blank to the surface part located between the holes. This is intended to reduce friction.

特許文献3は、薄鋼板から硬化部品を製造するための方法を開示している。この方法においては、成形部品の成形の前または後に、求められる成形部品の最終トリミングおよびなんらかの必要な穿孔手順または孔パターンの製造が実行され、成形部品は次に少なくとも一部の区域において鋼材料のオーステナイト化を可能にする温度に加熱され;部品は、次に成形硬化工具へ移され、成形硬化工具中で成形硬化が実行され、部品は冷却され、したがって部品の接触および加圧によって少なくとも一部の区域において硬化し;部品は、正の半径の領域の中で成形硬化工具によって支持され、好ましくはトリム端の領域において2つのクランプによって保持され、部品がクランプされていない領域において、部品は、金型の半部から少なくともギャップによって離間している。この手段は、部品を歪まないように固定し、異なる硬化速度により異なる硬度勾配を設定することを可能にする。 Patent Document 3 discloses a method for manufacturing a hardened part from a thin steel plate. In this method, before or after forming the molded part, the required final trimming of the molded part and the production of any necessary perforation procedure or hole pattern are carried out, the molded part then in at least some areas being made of steel material. Heated to a temperature that enables austenitization; the part is then transferred to a mold hardening tool where mold hardening is carried out and the part is cooled, thus at least partly by contact and pressurization of the part. In the area of the positive radius, the part is supported by the forming and hardening tool in the area of the positive radius and is preferably held by two clamps in the area of the trim end, in the area where the part is not clamped It is separated from the mold half by at least a gap. This measure secures the part against distortion and makes it possible to set different hardness gradients with different hardening rates.

独国特許出願公開第10 2011 055 643 A1号German patent application publication No. 10 2011 055 643 A1 独国特許出願公開第10 2011 052 773 A1号German Patent Application Publication No. 10 2011 052 773 A1 独国特許第10 2004 038 626 B3号German Patent No. 10 2004 038 626 B3

本発明の目的は、直接熱間成形された、すなわちプレス硬化された部品において、第2の型の微小亀裂を回避することである。 The object of the invention is to avoid microcracks of the second type in direct hot-formed, ie press-hardened parts.

この目的は、請求項1の特徴を有する方法によって達成される。 This object is achieved by a method having the features of claim 1.

従属請求項には、有利な改変形の特徴が示される。 Advantageous variant features are indicated in the dependent claims.

本発明の別の目的は、プレス硬化プロセスにおいて薄鋼板ブランクを熱間成形し、硬化することができ、微小亀裂を回避する装置を創製することである。 Another object of the present invention is to create a device that is capable of hot forming and hardening sheet steel blanks in a press hardening process and avoids microcracks.

この目的は、請求項6の特徴を有する装置によって達成される。この請求項に従属する従属請求項には、有利な改変形の特徴が示される。 This object is achieved by a device having the features of claim 6. The dependent claims, which are dependent on this claim, show advantageous variant features.

本発明者らは、引張歪を受けている領域において、発生する亜鉛蒸気が十分な濃度で鋼に到達する、いわゆる蒸気金属脆化(VME:vapor metal embrittlement)のとき、第2の型の微小亀裂が作り出されると認識した。亜鉛蒸気は、成形プロセス時の伸縮において起こる亜鉛/鉄層の裂けによって作り出される。十分な濃度は、薄金属板と工具との直接接触が優勢であるかまたは薄金属板が工具から非常に小さな距離にあるような領域において特に生じる。本発明によって定義される非常に小さな距離とは、0.5mm未満である。 The present inventors have found that in the so-called vapor metal embrittlement (VME), in which the generated zinc vapor reaches the steel at a sufficient concentration in the region subjected to tensile strain, the second type of microscopic I recognized that a crack would be created. Zinc vapor is created by the splitting of the zinc/iron layer that occurs during stretching during the molding process. Sufficient concentrations occur especially in areas where direct contact between the thin metal plate and the tool is predominant or where the thin metal plate is at a very small distance from the tool. A very small distance as defined by the present invention is less than 0.5 mm.

本発明によれば、材料および温度に関して最大の可能な動作窓を保持し、かつ安価な実体化を保証しながら、二次微小亀裂が回避されるはずである。少なくとも同じ滞留時間で、部品製造時にサイクル時間の増加もスループットの低下もないはずである。 According to the invention, secondary microcracks should be avoided while retaining the maximum possible working window in terms of material and temperature and ensuring cheap materialization. With at least the same residence time, there should be no increase in cycle time or reduction in throughput during part manufacture.

本発明によれば、引張歪を受けている領域(伸長端繊維)において、発生する亜鉛蒸気は、気体流(対流)によって離れるように運ばれる、またはより正確に言えば、吹き飛ばされる、または十分に薄められる。代替的にまたはこれに加えて、亜鉛は、流体の流入によって、急速に酸化亜鉛またはZnIなどの安定な化合物に変換されることができる。さらに、二次微小亀裂からの鋼の保護は、流体を供給することにより酸化物層などの保護層を作り出すことによっても実現することができる。上記の全ての手段は、微小亀裂が顕著に減少することをそれぞれ示している。 According to the invention, in the region under tensile strain (stretched end fibers), the zinc vapor generated is carried away by the gas flow (convection), or more precisely blown away or sufficiently Diluted. Alternatively or additionally, zinc can be rapidly converted to a stable compound such as zinc oxide or ZnI 2 by the entry of a fluid. Furthermore, protection of the steel from secondary microcracks can also be achieved by supplying a fluid to create a protective layer such as an oxide layer. All of the above measures each show a marked reduction in microcracks.

空気または酸素などの気体酸素含有流体は、工具を過度に汚染することができず、さらに、流体を加減することによってたとえば水によって起こり得る種類のおそらく望ましくない強力な冷却作用をより容易に調節することができるから、特に好ましい。 Gaseous oxygen-containing fluids such as air or oxygen cannot over-contaminate the tool and, moreover, by adjusting the fluid more easily regulate possibly powerful undesired cooling effects of the kind that can occur, for example, with water. Therefore, it is particularly preferable.

この場合、二次微小亀裂の回避は、以下のことによって確実になる。正の半径の領域で(すなわち、雌金型および/または雄金型の絞り角領域で)、絞り方向で正の半径/絞り角の外に位置する絞り角または他の接触領域の後に、窪みが設けられ、それは、一方では、深絞りが悪影響を受けない、またはブランクまたはワークピースが波形になるように、寸法決めされ、他方では、硬化に必要な熱の流出が、同様にかなりの程度悪影響を受けないように、寸法決めされるようになっている。 In this case, avoidance of secondary microcracks is ensured by: In the area of positive radius (ie in the drawing angle area of the female and/or male mold), after a drawing angle or other contact area lying outside the positive radius/drawing angle in the drawing direction, a depression Are sized so that, on the one hand, the deep drawing is not adversely affected or the blank or workpiece is corrugated, and on the other hand, the heat outflow required for hardening is likewise of a considerable extent. It is dimensioned so that it is not adversely affected.

窪みは、しかしながら、放出される亜鉛相または亜鉛/鉄相に酸化のための酸素を供給するために、十分な量の酸素が、絞り成形されるブランクにおよび材料に行くように、窪みが酸素用のリザーバを構成するように、寸法決めされる。 The dimples, however, do not allow the dimples to be oxygenated so that a sufficient amount of oxygen goes into the blank to be drawn and into the material to supply the released zinc or zinc/iron phase with oxygen for oxidation. Sized to form a reservoir for the.

窪みは、特に酸素用の流体リザーバとして機能するが、このリザーバは、水または窒素などの他の流体も含むことができる。これらのリザーバが不活性ガスで満たされる場合にまたは不活性ガスで連続的にフラッシュされる場合にも、それらは、酸化によってではなく、発生する亜鉛蒸気を希釈するまたは運び去ることによって、作用する。 The well functions as a fluid reservoir for oxygen in particular, but this reservoir can also contain other fluids such as water or nitrogen. Even when these reservoirs are filled with an inert gas or continuously flushed with an inert gas, they act by diluting or carrying away the zinc vapor that is generated, not by oxidation. ..

必要であれば、有利にはフロークッションが形成することを可能にする、例えば適切な流入開口を介して、有利には、窪みに、成形時に酸素含有流体が工具側から連続的に供給されることができる。加えて、型からのワークピースの取り出しおよび別のブランクの挿入の前に、型穴を流体でフラッシュすることができ、流体は、特に酸素を含むものであり、それはその後窪みに存在する。酸素含有流体の例は、空気および水を含む、すなわち、それらは、液体および気体の両方の形態で供給されることができる。 If necessary, a flow cushion can advantageously be formed, for example via a suitable inlet opening, preferably into the depression, an oxygen-containing fluid is continuously supplied from the tool side during molding. be able to. In addition, before removal of the workpiece from the mold and insertion of another blank, the mold cavity can be flushed with a fluid, which fluid in particular contains oxygen, which is then present in the depression. Examples of oxygen-containing fluids include air and water, that is, they can be supplied in both liquid and gas forms.

これらの窪みは、その寸法が比較的小さいときでも、亜鉛相または亜鉛/鉄相の酸化を通じて第2の型の微小亀裂を効果的に防ぐことが、分かっている。 It has been found that these depressions, even when their dimensions are relatively small, effectively prevent the second type of microcracking through the oxidation of the zinc phase or the zinc/iron phase.

本発明は、例として、図面に基づいて説明される。 The invention is explained by way of example with reference to the drawings.

発明による窪みでの絞り角に隣接する工具領域を示す。Figure 5 shows the tool area adjacent to the drawing angle in the depression according to the invention. 発明による窪みの異なる実施形態での工具の絞り角領域を示す。3 shows the drawing angle area of the tool in different embodiments of the depression according to the invention. 発明によるスロット配置での工具の絞り角領域の部分切取側面図である。FIG. 7 is a side view, partly cut away, of the drawing angle area of the tool in a slot arrangement according to the invention. 図3による配置の上面図である。FIG. 4 is a top view of the arrangement according to FIG. 3.

絞り角領域1または正の半径の領域1は、成形工具に位置し、ワークピースに向かう2つの表面3,4を有し、ワークピースは、絞り角または正の半径2の領域で交わる。 The drawing angle region 1 or the positive radius region 1 is located on the forming tool and has two surfaces 3, 4 towards the workpiece, the workpieces intersect at the drawing angle or the positive radius 2 region.

発明による窪み5は、絞り方向で絞り角2の後に位置する表面4に設けられる。絞り成形用材料に十分な支持作用を提供するために、この場合、窪み5は、表面3と窪み5との間の絞り角2の厚さが、ほぼその半径に対応するように、寸法決めされる。 The indentation 5 according to the invention is provided in the surface 4 located after the aperture angle 2 in the aperture direction. In order to provide a sufficient supporting action for the drawing material, the depressions 5 are in this case dimensioned such that the thickness of the drawing angle 2 between the surface 3 and the depressions 5 corresponds approximately to its radius. To be done.

当然、薄金属板が工具と接触する領域に位置する他の窪みを設けることができる。これらの接触領域は、薄金属板と工具との間の約0.5mmの最大距離で定義される。 Of course, other depressions can be provided which are located in the area where the thin metal plate comes into contact with the tool. These contact areas are defined by a maximum distance of about 0.5 mm between the thin metal plate and the tool.

絞り角2と表面4との間で、窪み5は、5〜9mmの深さで、約25〜35mmである高さを有する。 Between the squeezing angle 2 and the surface 4, the depression 5 has a depth of 5 to 9 mm and a height of about 25 to 35 mm.

別の有利な実施形態(図2)では、絞り角2に隣接する広域の窪み5を設ける代わりに、これの上記の厚さをそのままにして、溝6が、表面4に導入される。この場合、溝6は、5〜9mmの深さで、合計約8〜12mmである表面4と絞り角2との間の高さを有する。 In another advantageous embodiment (FIG. 2), instead of providing a wide depression 5 adjacent to the aperture angle 2, a groove 6 is introduced in the surface 4, leaving its above-mentioned thickness unchanged. In this case, the groove 6 has a depth between 5 and 9 mm, with a height between the surface 4 and the diaphragm angle 2 of a total of about 8 to 12 mm.

さらなる実施形態では、絞り角2に隣接する壁4の領域にある連続した窪み5の代わりに、絞り方向に延びる複数の溝7が設けられる。例えば、溝7またはスロット7は、4〜8mmのスロット幅および7〜11mmのスロット間隔を有し、残りのブリッジピースが1〜5mmの幅を有するようになっている。この場合、溝7またはスロット7は、同様に5〜9mmの深さを有する。 In a further embodiment, instead of a continuous depression 5 in the region of the wall 4 adjacent to the diaphragm angle 2, a plurality of grooves 7 extending in the diaphragm direction are provided. For example, the groove 7 or slot 7 has a slot width of 4-8 mm and a slot spacing of 7-11 mm, the remaining bridge pieces having a width of 1-5 mm. In this case, the groove 7 or slot 7 likewise has a depth of 5-9 mm.

酸素の提供を通じて第2の型の微小亀裂の形成を効果的に防ぐために、上記の形状で、窪み5,6,7の中の比較的少量の流体で−場合によってはさらにブリッジピース4の存在にもかかわらず−十分であることが、意外にも分かっている。 In order to effectively prevent the formation of the second type of microcracks through the provision of oxygen, with the above-mentioned shape, with a relatively small amount of fluid in the depressions 5, 6, 7-in some cases also the presence of a bridge piece 4. Nevertheless-surprisingly, it turns out to be sufficient.

有利な実施形態(図示せず)では、必要であれば、窪み5、溝6、およびスロット7の領域の酸素の分圧をさらに増加させるために、窪み5、溝6、およびスロット7に、後ろから、すなわち工具側から、供給開口と、対応して穿孔されたラインとによって酸素含有流体が供給される。 In an advantageous embodiment (not shown), if necessary, in order to further increase the partial pressure of oxygen in the region of the depression 5, the groove 6 and the slot 7, the depression 5, the groove 6 and the slot 7 are From the rear, i.e. from the tool side, the oxygen-containing fluid is supplied by the supply opening and the correspondingly perforated line.

連続加工時に窪み5、溝6およびスロット7の中の酸素含有量を高い水準に保持するために、常時、窪み5、溝6およびスロット7の中に十分な酸素の貯えがあるように、型穴を酸素含有流体でフラッシュすることもできる。 In order to keep the oxygen content in the depression 5, groove 6 and slot 7 at a high level during continuous machining, there is always sufficient oxygen storage in the depression 5, groove 6 and slot 7, The holes can also be flushed with an oxygen containing fluid.

主に直接プレス硬化プロセスにおいて、22MnB5に加えて20MnB8、22MnB8および他のマンガン/ホウ素鋼も用いられる。 In addition to 22MnB5, 20MnB8, 22MnB8 and other manganese/boron steels are also used, mainly in the direct press hardening process.

その結果、以下の合金組成の鋼が、本発明に適している(すべて質量%で示される)。

Figure 0006744416

残りは鉄および製錬由来の不純物で占められる。そのような鋼において、特に、合金元素ホウ素、マンガン、炭素および任意選択としてクロムおよびモリブデンが、変換遅延剤として用いられる。 As a result, steels with the following alloy compositions are suitable for the present invention (all given in mass%):
Figure 0006744416

The balance is made up of iron and impurities from smelting. In such steels, in particular the alloying elements boron, manganese, carbon and optionally chromium and molybdenum are used as conversion retarders.

以下の一般合金組成の鋼も、本発明に適している(すべて質量%で示される)。
炭素(C) 0.08−0.6
マンガン(Mn) 0.8−3.0
アルミニウム(Al) 0.01−0.07
ケイ素(Si) 0.01−0.8
クロム(Cr) 0.02−0.6
チタン(Ti) 0.01−0.08
窒素(N) <0.02
ホウ素(B) 0.002−0.02
リン(P) <0.01
硫黄(S) <0.01
モリブデン(Mo) <1
残りは鉄および製錬由来の不純物で占められる。
Steels with the following general alloy compositions are also suitable for the present invention (all expressed in% by weight).
Carbon (C) 0.08-0.6
Manganese (Mn) 0.8-3.0
Aluminum (Al) 0.01-0.07
Silicon (Si) 0.01-0.8
Chromium (Cr) 0.02-0.6
Titanium (Ti) 0.01-0.08
Nitrogen (N) <0.02
Boron (B) 0.002-0.02
Phosphorus (P) <0.01
Sulfur (S) <0.01
Molybdenum (Mo) <1
The balance is made up of iron and impurities from smelting.

以下の鋼構成が特に適していることが分っている(すべて質量%で示される)。
炭素(C) 0.08−0.35
マンガン(Mn) 1.00−3.00
アルミニウム(Al) 0.03−0.06
ケイ素(Si) 0.01−0.20
クロム(Cr) 0.02−0.3
チタン(Ti) 0.03−0.04
窒素(N) <0.007
ホウ素(B) 0.002−0.006
リン(P) <0.01
硫黄(S) <0.01
モリブデン(Mo) <1
残りは鉄および製錬由来の不純物で占められる。

The following steel configurations have been found to be particularly suitable (all given in mass %).
Carbon (C) 0.08-0.35
Manganese (Mn) 1.00-3.00
Aluminum (Al) 0.03-0.06
Silicon (Si) 0.01-0.20
Chromium (Cr) 0.02-0.3
Titanium (Ti) 0.03-0.04
Nitrogen (N) <0.007
Boron (B) 0.002-0.006
Phosphorus (P) <0.01
Sulfur (S) <0.01
Molybdenum (Mo) <1
The balance is made up of iron and impurities from smelting.

Claims (10)

硬化性合金鋼で構成された帯薄鋼板からブランクが切り抜かれ、前記ブランクは、次に、それがAcより高い温度に加熱されてオーステナイト化され、次に成形工具中に挿入され、前記成形工具中で成形され、前記成形時に臨界硬化速度より大きな速度で冷却される、薄鋼板部品をプレス硬化するための方法であって、前記成形および硬化プロセス時に亜鉛または亜鉛系合金でコーティングされた薄金属板ブランク中で第2の型の微小亀裂が形成されることを回避するために、酸素含有流体リザーバが、
−正の半径および/もしくは絞り角に隣接して、ならびに/または
−正の半径および/もしくは絞り角の外の他の接触領域に、
存在することを特徴とする方法。
A blank is cut out from a steel strip made of hardenable alloy steel, said blank is then austenitized by heating it to a temperature above Ac 3 and then inserted into a forming tool, said forming A method for press hardening a sheet steel part formed in a tool and cooled at a rate greater than the critical hardening rate during said forming, said thin sheet being coated with zinc or a zinc-based alloy during said forming and hardening process. In order to avoid the formation of a second type of microcracks in the sheet metal blank, the oxygen-containing fluid reservoir is
Adjacent to a positive radius and/or aperture angle, and/or to other contact areas outside the positive radius and/or aperture angle,
A method characterized by being present.
酸素の流入が、絞り角および/または正の半径に隣接する前記成形工具に設けられる窪みによって、生じ、それは、深絞りが悪影響を受けず、前記窪みが、酸素含有流体用のリザーバを形成する、または酸素含有流体がこの窪みを介して供給されることができるように、寸法決めされることを特徴とする、請求項1に記載の方法。 The inflow of oxygen is caused by a depression provided in the forming tool adjacent to the drawing angle and/or a positive radius, which deep drawing is not adversely affected and the depression forms a reservoir for the oxygen-containing fluid. Or the oxygen-containing fluid is dimensioned such that it can be supplied through this recess. 酸素含有流体の流入が、窪みに存在する空気によって確実になることを特徴とする、請求項1または2に記載の方法。 Method according to claim 1 or 2, characterized in that the inflow of oxygen-containing fluid is ensured by the air present in the depression. 前記窪みに、前記成形工具側から流体もしくは酸素もしくは酸素含有流体が供給されるか、または2回の成形手順の間に前記窪みもしくは型穴に、流体、特に酸素もしくは酸素含有流体が供給されることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法。 A fluid or oxygen or an oxygen-containing fluid is supplied to the recess from the forming tool side, or a fluid, in particular an oxygen or oxygen-containing fluid, is supplied to the recess or the mold cavity between two molding procedures. Method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that 真空が窪みに適用されることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載の方法。 Method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that a vacuum is applied to the depressions. 酸素含有流体が連続的に供給されることを特徴とする、請求項1に記載の方法。 Method according to claim 1, characterized in that the oxygen-containing fluid is supplied continuously. 請求項1〜6のいずれか1項に記載の方法を行うための装置であって、2つの成形工具半部を有し;2つの成形工具半部は、ブランクを深絞りするために協働し、それらが、互いの方へおよび互いから離れる方へ動くことができるように具現化され;所望の成形輪郭に応じて、少なくとも1つの正の半径(1)または1つの絞り角領域(1)に絞り角(2)が提供され、窪み(5)が、
−絞り方向で絞り角(2)または正の半径(1)の後に位置する表面(4)、ならびに/または
−正の半径(1)および/もしくは絞り角(2)の外の他の接触領域に、
設けられることを特徴とする装置。
Device for carrying out the method according to any one of claims 1 to 6, comprising two forming tool halves; two forming tool halves cooperating to deep draw the blank. However, they are embodied such that they can move towards and away from each other; depending on the desired shaping contour, at least one positive radius (1) or one throttle angle region (1). ) Is provided with an aperture angle (2) and the depression (5) is
A surface (4) located after the aperture angle (2) or a positive radius (1) in the aperture direction, and/or other contact areas outside the positive radius (1) and/or the aperture angle (2). To
A device provided.
前記窪み(5)は、前記絞り角(2)に隣接する表面と前記窪み(5)との間の前記絞り角(2)の残りの厚さが、ほぼその半径に対応するように、寸法決めされることを特徴とする、請求項7に記載の装置。 The recess (5) is dimensioned such that the remaining thickness of the stop angle (2) between the surface adjacent the stop angle (2) and the recess (5) corresponds approximately to its radius. Device according to claim 7, characterized in that it is determined. 前記絞り角(2)と成形工具表面(4)との間の前記窪み(5)は、5〜9mmの深さで約25〜35mmに対応する高さを有するか、あるいは合計約8〜12mmである前記表面(4)と前記絞り角(2)との間の高さと、5〜9mmの深さとを有する溝(6)、または壁(4)の領域において前記絞り角(2)に隣接して絞り方向に延在する溝(7)の形の複数の窪みとして具現化され;前記溝(7)またはスロット(7)は、4〜8mmのスロット幅と7〜11mmのスロット間隔とを有し、その結果、残りのブリッジピースは、1〜5mmの幅を有することを特徴とする、請求項7または8に記載の装置。 The depression (5) between the drawing angle (2) and the forming tool surface (4) has a height corresponding to about 25-35 mm at a depth of 5-9 mm, or a total of about 8-12 mm. Adjacent to the aperture angle (2) in the region of a groove (6) having a height between said surface (4) and said aperture angle (2) and a depth of 5-9 mm, or a wall (4). And is embodied as a plurality of depressions in the form of grooves (7) extending in the drawing direction; said grooves (7) or slots (7) having a slot width of 4-8 mm and a slot spacing of 7-11 mm. Device according to claim 7 or 8, characterized in that it has, so that the remaining bridge pieces have a width of 1-5 mm. 前記窪み(5)、前記溝(6)または前記スロット(7)に、後ろから、すなわち前記工具側から、供給開口と、対応して穿孔されたラインとによって酸素含有流体が供給されることを特徴とする、請求項7〜9のいずれか1項に記載の装置。 It is provided that an oxygen-containing fluid is supplied to the recess (5), the groove (6) or the slot (7) from behind, ie from the tool side, by means of a supply opening and a correspondingly perforated line. Device according to any one of claims 7 to 9, characterized.
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