JP7276428B2 - 冷間プレス用の鋼板の製造方法、及びプレス部品の製造方法 - Google Patents

冷間プレス用の鋼板の製造方法、及びプレス部品の製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、冷間プレス用の鋼板の製造方法、及びプレス部品の製造方法に関する。本発明は、特に、高強度鋼板からなるプレス部品に好適な技術に関する。
現在、自動車には軽量化による燃費向上と衝突安全性の向上が求められ、車体の軽量化と衝突時の搭乗者保護とを両立する目的で、車体に高強度鋼板が使用されている。近年では、特に引張強度980MPa以上の超高強度鋼板が車体の構造部材に適用されるようになっている。超高強度鋼板のプレス成形における課題の一つに、伸びフランジ割れが挙げられる。伸びフランジ割れには端面の加工状態が大きく関わっており、端面の加工硬化量が小さいほど、一般的に伸びフランジ成形性は向上する。ブランク材を目的の形状に作製後、端面を機械研削することにより、端面の加工硬化量を最小限にすることが可能である。しかし、機械研削は量産性が著しく低い。そのため量産性の観点から、一般にブランク材を目的の形状に作製する際には、せん断加工が採用される。
このとき、せん断加工により、せん断端面には大きなひずみが導入され、加工硬化量が非常に大きくなり靱性が低下する。
例えば、マルテンサイト単相から構成される高強度鋼板は、組織が非常に硬質であり導入される加工硬化量が大きく、靭性低下の傾向が顕著となるため、せん断加工後の鋼板の伸びフランジ成形性は著しく低くなる。
また、高強度鋼板の中でも、マルテンサイトとフェライトを主とする複合組織で構成される高強度鋼板は、強度を硬質なマルテンサイト相で受け持ち、伸びを軟質なフェライト相で受け持つことによって高い強度―伸びバランスを得ることができることが知られている。しかし伸びフランジ成形を含むプレス成形を行う際には、マルテンサイト相とフェライト相との硬度の差が大きい。このため、複合組織で構成される鋼板を用いた場合、マルテンサイト相とフェライト相の界面にひずみが集中して割れが発生し、伸びフランジ成形性が低くなる。更に、端面がせん断加工されている場合は端面が加工硬化しており靱性が低下しているため、せん断加工後の鋼板の伸びフランジ性は著しく低くなる。
また、残留オーステナイトを含む複合組織から構成される高強度鋼板は、成形中に残留オーステナイト相が変形した後に硬質なマルテンサイト相に変態することで、変形の際のひずみが分散され非常に高い伸びを得ることができる。しかし、残留オーステナイトを含む複合組織から構成される高強度鋼板は、オーステナイト相からマルテンサイト相への変態の際の体積変化に伴う結晶粒界への応力集中、マルテンサイト相に変態し硬度が高くなることにより生じる周囲の組織との硬度差増大に伴う結晶粒界へのひずみ集中などが発生する傾向がある。この傾向から、残留オーステナイトを含む複合組織から構成される高強度鋼板は、伸びフランジ成形性が低いという課題がある。特に伸びフランジ割れ懸念部位がせん断加工面であった場合、せん断加工時にオーステナイトがマルテンサイトに変態するため、せん断端面の加工性が低下し、より伸びフランジ成形性が悪化する。
ここで、高強度鋼板の加工性を向上させる技術としては、例えば特許文献1のようなホットスタンピング技術がある。この技術は、鋼板を所定温度まで加熱し軟化させ、その後鋼板をその温度に保持しつつ金型に投入し、成形と焼き入れを同時に行う技術である。この技術では、加工時には鋼板が軟質であるため割れは発生せず、加工後には焼きの入った硬質な製品を得ることができる。
また、特許文献2には、鋼板を部分的に再結晶温度以上(800℃以上)まで加熱することで、鋼板を局所的に軟化させ成形性を向上させる技術が開示されている。
特許第5902939号公報 特開平9-143554号公報
しかし、特許文献1に記載の技術は、鋼板を所定温度まで加熱し、その温度で鋼板を金型に投入することが必要である。このため、特許文献1では、製造ライン内に、炉、又はそれに準じる加熱装置を設け、更には、高温の鋼板を炉から金型内へ移動させる装置が必要となり、コストが掛かる。また、特許文献1では、鋼板を加熱するのに時間が必要なことに加え、型内で焼き入れを行う必要があるため、金型内での保持時間が必要となる。更には、特許文献1では、成形後に金型を冷却する時間も確保する必要があり、時間的コストも大きい。
また、特許文献2に記載の技術では、再結晶により脆性が低下するため伸びフランジ割れに対しては効果が低いという課題がある。
このように、従来、高強度鋼板の伸びフランジ成形性の改善が課題となっている。
本発明は、上記課題を解決すべく考案したものであり、金型内での材料加熱を行うことなく、鋼板の伸びフランジ成形性を向上させることを目的とする。
発明者は、鋼板の端部を加熱し冷却する際に、その鋼板の材料に応じて個別に加熱温度域を適切に設定することで、伸びフランジ成形性を向上させることができることを発見した。すなわち、鋼板の組織構造に応じた加熱処理を個別に施すことで、プレス部品の伸びフランジ成形性が向上するとの知見を得た。
すなわち、課題を解決するために、本発明の一態様は、冷間プレス加工が施される冷間プレス用の鋼板の製造方法であって、上記鋼板の少なくとも一部の端部に対しせん断加工を施すせん断工程と、上記せん断工程でせん断加工を施した上記鋼板の端部のうち、冷間プレス加工で成形した際に伸びフランジ割れが発生しやすいと推定される領域を求める解析工程と、上記鋼板の端部のうち、上記解析工程で求めた上記領域に含まれる部位を、上記鋼板の組織構造に応じて予め設定した加熱温度域に加熱し冷却する加熱・冷却工程と、を有し、上記鋼板として主な組織がマルテンサイト単相からなる鋼板を使用する場合、上記加熱温度域を500℃以上700℃以下の加熱温度域に設定し、上記鋼板として、主な組織がマルテンサイトとフェライトとの複合組織からなる鋼板、主な組織がベイナイト単相からなる鋼板、主な組織がフェライト単相からなる鋼板、又は主な組織がフェライトとパーライトの複合組織からなる鋼板のいずれかの鋼板を使用する場合、上記加熱温度域を400℃以上700℃以下の加熱温度域に設定し、上記鋼板として残留オーステナイトを含む複合組織からなる鋼板を使用する場合、上記加熱温度域を200℃以上700℃以下の加熱温度域に設定する、ことを要旨とする。
また、本発明の他の態様は、鋼板に冷間プレス加工を施して目的のプレス部品形状のプレス部品を製造するプレス部品の製造方法であって、上記冷間プレス加工として、上記鋼板を中間部品にプレス成形する第1の工程と、上記中間部品を目的のプレス部品形状にプレス成形する第2の工程と、を備え、更に、上記第1の工程の前に、上記鋼板の少なくとも一部の端部に対しせん断加工を施すせん断工程と、上記中間部品の端部のうち、上記第2の工程で上記中間部品を目的のプレス部品形状にプレス成形した際に、伸びフランジ割れが発生しやすいと推定される領域を求める解析工程と、上記第2の工程の前に、上記第1の工程で成形した中間部品の端部のうち、上記解析工程で求めた上記領域に含まれる部位を、上記鋼板の組織構造に応じて予め設定した加熱温度域に加熱し冷却する加熱・冷却工程と、を有し、上記鋼板として主な組織がマルテンサイト単相からなる鋼板を使用する場合、上記加熱温度域を500℃以上700℃以下の加熱温度域に設定し、上記鋼板として、主な組織がマルテンサイトとフェライトとの複合組織からなる鋼板、主な組織がベイナイト単相からなる鋼板、主な組織がフェライト単相からなる鋼板、又は主な組織がフェライトとパーライトの複合組織からなる鋼板のいずれかの鋼板を使用する場合、上記加熱温度域を400℃以上700℃以下の加熱温度域に設定し、上記鋼板として残留オーステナイトを含む複合組織からなる鋼板を使用する場合、上記加熱温度域を200℃以上700℃以下の加熱温度域に設定する、ことを要旨とする。
また、本発明の他の態様は、主な組織がマルテンサイト単相からなる鋼板に、冷間プレス加工を施して目的のプレス部品形状のプレス部品を製造するプレス部品の製造方法であって、上記冷間プレス加工として、上記鋼板を中間部品にプレス成形する第1の工程と、上記中間部品を目的のプレス部品形状にプレス成形する第2の工程と、を備え、更に、上記第2の工程の前に、上記中間部品の少なくとも一部の端部に対しせん断加工を施すせん断工程と、上記せん断加工が施された後の上記中間部品の端部のうち、上記第2の工程で上記中間部品を目的のプレス部品形状にプレス成形した際に、伸びフランジ割れが発生しやすいと推定される領域を求める解析工程と、上記第2の工程の前に、上記せん断加工が施された上記中間部品の端部のうち、上記解析工程で求めた上記領域に含まれる部位を、上記鋼板の組織構造に応じて予め設定した温度域に加熱し冷却する加熱・冷却工程と、を有し、上記鋼板として主な組織がマルテンサイト単相からなる鋼板を使用する場合、上記加熱温度域を500℃以上700℃以下の加熱温度域に設定し、上記鋼板として、主な組織がマルテンサイトとフェライトとの複合組織からなる鋼板、主な組織がベイナイト単相からなる鋼板、主な組織がフェライト単相からなる鋼板、又は主な組織がフェライトとパーライトの複合組織からなる鋼板のいずれかの鋼板を使用する場合、上記加熱温度域を400℃以上700℃以下の加熱温度域に設定し、上記鋼板として残留オーステナイトを含む複合組織からなる鋼板を使用する場合、上記加熱温度域を200℃以上700℃以下の加熱温度域に設定する、ことを要旨とする。
また、本発明の他の態様は、冷間プレス加工が施される冷間プレス用の鋼板の製造方法であって、上記鋼板として、主な組織がマルテンサイト単相からなる鋼板を使用し、上記鋼板の少なくとも一部の端部に対しせん断加工を施すせん断工程と、上記せん断工程でせん断加工を施した鋼板の端部のうち、冷間プレス加工で成形した際に伸びフランジ割れが発生しやすいと推定される領域を求める解析工程と、上記鋼板の端部のうち、上記解析工程で求めた上記領域に含まれる部位を、500℃以上700℃以下の温度域に加熱し冷却する加熱・冷却工程と、を有することを要旨とする。
また、本発明の他の態様は、主な組織がマルテンサイト単相からなる鋼板に、冷間プレス加工を施して目的のプレス部品形状のプレス部品を製造するプレス部品の製造方法であって、上記冷間プレス加工として、上記鋼板を中間部品にプレス成形する第1の工程と、上記中間部品を目的のプレス部品形状にプレス成形する第2の工程と、を備え、更に、上記第1の工程の前に、上記鋼板の少なくとも一部の端部に対しせん断加工を施すせん断工程と、上記中間部品の端部のうち、上記第2の工程で上記中間部品を目的のプレス部品形状にプレス成形した際に、伸びフランジ割れが発生しやすいと推定される領域を求める解析工程と、上記第2の工程の前に、上記第1の工程で成形した中間部品の端部のうち、上記解析工程で求めた上記領域に含まれる部位を、500℃以上700℃以下の温度域に加熱し冷却する加熱・冷却工程と、を有することを要旨とする。
また、本発明の他の態様は、主な組織がマルテンサイト単相からなる鋼板に、冷間プレス加工を施して目的のプレス部品形状のプレス部品を製造するプレス部品の製造方法であって、上記冷間プレス加工として、上記鋼板を中間部品にプレス成形する第1の工程と、上記中間部品を目的のプレス部品形状にプレス成形する第2の工程と、を備え、更に、上記第2の工程の前に、上記中間部品の少なくとも一部の端部に対しせん断加工を施すせん断工程と、上記せん断加工が施された後の上記中間部品の端部のうち、上記第2の工程で上記中間部品を目的のプレス部品形状にプレス成形した際に、伸びフランジ割れが発生しやすいと推定される領域を求める解析工程と、上記第2の工程の前に、上記せん断加工が施された上記中間部品の端部のうち、上記解析工程で求めた上記領域に含まれる部位を、500℃以上700℃以下の温度域に加熱し冷却する加熱・冷却工程と、を有することを要旨とする。
また、本発明の他の態様は、冷間プレス加工が施される冷間プレス用の鋼板の製造方法であって、上記鋼板として、主な組織がマルテンサイトとフェライトとの複合組織からなる鋼板を使用し、上記鋼板の少なくとも一部の端部に対しせん断加工を施すせん断工程と、上記せん断工程でせん断加工を施した上記鋼板の端部のうち、冷間プレス加工で成形した際に伸びフランジ割れが発生しやすいと推定される領域を求める解析工程と、上記鋼板の端部のうち、上記解析工程で求めた上記領域に含まれる部位を、400℃以上700℃以下の温度域に加熱し冷却する加熱・冷却工程と、を有することを要旨とする。
また、本発明の他の態様は、主な組織がマルテンサイトとフェライトとの複合組織からなる鋼板に、冷間プレス加工を施して目的のプレス部品形状のプレス部品を製造するプレス部品の製造方法であって、上記冷間プレス加工として、上記鋼板を中間部品にプレス成形する第1の工程と、上記中間部品を目的のプレス部品形状にプレス成形する第2の工程と、を備え、更に、上記第1の工程の前に、上記鋼板の少なくとも一部の端部に対しせん断加工を施すせん断工程と、上記中間部品の端部のうち、上記第2の工程で上記中間部品を目的のプレス部品形状にプレス成形した際に、伸びフランジ割れが発生しやすいと推定される領域を求める解析工程と、上記第2の工程の前に、上記第1の工程で成形した中間部品の端部のうち、上記解析工程で求めた上記領域に含まれる部位を、400℃以上700℃以下の温度域に加熱し冷却する加熱・冷却工程と、を有することを要旨とする。
また、本発明の他の態様は、主な組織がマルテンサイトとフェライトとの複合組織からなる鋼板に、冷間プレス加工を施して目的のプレス部品形状のプレス部品を製造するプレス部品の製造方法であって、上記冷間プレス加工として、上記鋼板を中間部品にプレス成形する第1の工程と、上記中間部品を目的のプレス部品形状にプレス成形する第2の工程と、を備え、更に、上記第2の工程の前に、上記中間部品の少なくとも一部の端部に対しせん断加工を施すせん断工程と、上記せん断加工が施された後の上記中間部品の端部のうち、上記第2の工程で上記中間部品を目的のプレス部品形状にプレス成形した際に、伸びフランジ割れが発生しやすいと推定される領域を求める解析工程と、上記第2の工程の前に、上記せん断加工が施された上記中間部品の端部のうち、上記解析工程で求めた上記領域に含まれる部位を、400℃以上700℃以下の温度域に加熱し冷却する加熱・冷却工程と、を有することを要旨とする。
また、本発明の他の態様は、冷間プレス加工が施される冷間プレス用の鋼板の製造方法であって、上記鋼板として、残留オーステナイトを含む複合組織からなる鋼板を使用し、上記鋼板の少なくとも一部の端部に対しせん断加工を施すせん断工程と、上記せん断工程でせん断加工を施した上記鋼板の端部のうち、冷間プレス加工で成形した際に伸びフランジ割れが発生しやすいと推定される領域を求める解析工程と、上記鋼板の端部のうち、上記解析工程で求めた上記領域に含まれる部位を、200℃以上700℃以下の温度域に加熱し冷却する加熱・冷却工程と、を有することを要旨とする。
また、本発明の他の態様は、残留オーステナイトを含む複合組織からなる鋼板に、冷間プレス加工を施して目的のプレス部品形状のプレス部品を製造するプレス部品の製造方法であって、上記冷間プレス加工として、上記鋼板を中間部品にプレス成形する第1の工程と、上記中間部品を目的のプレス部品形状にプレス成形する第2の工程と、を備え、更に、上記第1の工程の前に、上記鋼板の少なくとも一部の端部に対しせん断加工を施すせん断工程と、上記中間部品の端部のうち、上記第2の工程で上記中間部品を目的のプレス部品形状にプレス成形した際に、伸びフランジ割れが発生しやすいと推定される領域を求める解析工程と、上記第2の工程の前に、上記第1の工程で成形した中間部品の端部のうち、上記解析工程で求めた上記領域に含まれる部位を、200℃以上700℃以下の温度域に加熱し冷却する加熱・冷却工程と、を有することを要旨とする。
また、本発明の他の態様は、残留オーステナイトを含む複合組織からなる鋼板に、冷間プレス加工を施して目的のプレス部品形状のプレス部品を製造するプレス部品の製造方法であって、上記冷間プレス加工として、上記鋼板を中間部品にプレス成形する第1の工程と、上記中間部品を目的のプレス部品形状にプレス成形する第2の工程と、を備え、更に、上記第2の工程の前に、上記中間部品の少なくとも一部の端部に対しせん断加工を施すせん断工程と、上記せん断加工が施された後の上記中間部品の端部のうち、上記第2の工程で上記中間部品を目的のプレス部品形状にプレス成形した際に、伸びフランジ割れが発生しやすいと推定される領域を求める解析工程と、上記第2の工程の前に、上記せん断加工が施された上記中間部品の端部のうち、上記解析工程で求めた上記領域に含まれる部位を、200℃以上700℃以下の温度域に加熱し冷却する加熱・冷却工程と、を有することを要旨とする。
また、本発明の他の態様は、主な組織がベイナイト単相からなる鋼板に、冷間プレス加工を施して目的のプレス部品形状のプレス部品を製造するプレス部品の製造方法であって、上記冷間プレス加工として、上記鋼板を中間部品にプレス成形する第1の工程と、上記中間部品を目的のプレス部品形状にプレス成形する第2の工程と、を備え、更に、上記第1の工程の前に、上記鋼板の少なくとも一部の端部に対しせん断加工を施すせん断工程と、上記中間部品の端部のうち、上記第2の工程で上記中間部品を目的のプレス部品形状にプレス成形した際に、伸びフランジ割れが発生しやすいと推定される領域を求める解析工程と、上記第2の工程の前に、上記第1の工程で成形した中間部品の端部のうち、上記解析工程で求めた上記領域に含まれる部位を、400℃以上700℃以下の温度域に加熱し冷却する加熱・冷却工程と、を有することを要旨とする。
また、本発明の他の態様は、主な組織がベイナイト単相からなる鋼板に、冷間プレス加工を施して目的のプレス部品形状のプレス部品を製造するプレス部品の製造方法であって、上記冷間プレス加工として、上記鋼板を中間部品にプレス成形する第1の工程と、上記中間部品を目的のプレス部品形状にプレス成形する第2の工程と、を備え、更に、上記第2の工程の前に、上記中間部品の少なくとも一部の端部に対しせん断加工を施すせん断工程と、上記せん断加工が施された後の上記中間部品の端部のうち、上記第2の工程で上記中間部品を目的のプレス部品形状にプレス成形した際に、伸びフランジ割れが発生しやすいと推定される領域を求める解析工程と、上記第2の工程の前に、上記せん断加工が施された上記中間部品の端部のうち、上記解析工程で求めた上記領域に含まれる部位を、400℃以上700℃以下の温度域に加熱し冷却する加熱・冷却工程と、を有することを要旨とする。
また、本発明の他の態様は、主な組織がフェライト単相からなる鋼板に、冷間プレス加工を施して目的のプレス部品形状のプレス部品を製造するプレス部品の製造方法であって、上記冷間プレス加工として、上記鋼板を中間部品にプレス成形する第1の工程と、上記中間部品を目的のプレス部品形状にプレス成形する第2の工程と、を備え、更に、上記第1の工程の前に、上記鋼板の少なくとも一部の端部に対しせん断加工を施すせん断工程と、上記中間部品の端部のうち、上記第2の工程で上記中間部品を目的のプレス部品形状にプレス成形した際に、伸びフランジ割れが発生しやすいと推定される領域を求める解析工程と、上記第2の工程の前に、上記第1の工程で成形した中間部品の端部のうち、上記解析工程で求めた上記領域に含まれる部位を、400℃以上700℃以下の温度域に加熱し冷却する加熱・冷却工程と、を有することを要旨とする。
また、本発明の他の態様は、主な組織がフェライト単相からなる鋼板に、冷間プレス加工を施して目的のプレス部品形状のプレス部品を製造するプレス部品の製造方法であって、上記冷間プレス加工として、上記鋼板を中間部品にプレス成形する第1の工程と、上記中間部品を目的のプレス部品形状にプレス成形する第2の工程と、を備え、更に、上記第2の工程の前に、上記中間部品の少なくとも一部の端部に対しせん断加工を施すせん断工程と、上記せん断加工が施された後の上記中間部品の端部のうち、上記第2の工程で上記中間部品を目的のプレス部品形状にプレス成形した際に、伸びフランジ割れが発生しやすいと推定される領域を求める解析工程と、上記第2の工程の前に、上記せん断加工が施された上記中間部品の端部のうち、上記解析工程で求めた上記領域に含まれる部位を、400℃以上700℃以下の温度域に加熱し冷却する加熱・冷却工程と、を有することを要旨とする。
また、本発明の他の態様は、主な組織がフェライトとパーライトの複合組織からなる鋼板に、冷間プレス加工を施して目的のプレス部品形状のプレス部品を製造するプレス部品の製造方法であって、上記冷間プレス加工として、上記鋼板を中間部品にプレス成形する第1の工程と、上記中間部品を目的のプレス部品形状にプレス成形する第2の工程と、を備え、更に、上記第1の工程の前に、上記鋼板の少なくとも一部の端部に対しせん断加工を施すせん断工程と、上記中間部品の端部のうち、上記第2の工程で上記中間部品を目的のプレス部品形状にプレス成形した際に、伸びフランジ割れが発生しやすいと推定される領域を求める解析工程と、上記第2の工程の前に、上記第1の工程で成形した中間部品の端部のうち、上記解析工程で求めた上記領域に含まれる部位を、400℃以上700℃以下の温度域に加熱し冷却する加熱・冷却工程と、を有することを要旨とする。
また、本発明の他の態様は、主な組織がフェライトとパーライトの複合組織からなる鋼板に、冷間プレス加工を施して目的のプレス部品形状のプレス部品を製造するプレス部品の製造方法であって、上記冷間プレス加工として、上記鋼板を中間部品にプレス成形する第1の工程と、上記中間部品を目的のプレス部品形状にプレス成形する第2の工程と、を備え、更に、上記第2の工程の前に、上記中間部品の少なくとも一部の端部に対しせん断加工を施すせん断工程と、上記せん断加工が施された後の上記中間部品の端部のうち、上記第2の工程で上記中間部品を目的のプレス部品形状にプレス成形した際に、伸びフランジ割れが発生しやすいと推定される領域を求める解析工程と、上記第2の工程の前に、上記せん断加工が施された上記中間部品の端部のうち、上記解析工程で求めた上記領域に含まれる部位を、400℃以上700℃以下の温度域に加熱し冷却する加熱・冷却工程と、を有することを要旨とする。
本発明の態様によれば、鋼板の材料(組織構造)に応じた加熱処理を個別に施すことで、鋼板の伸びフランジ成形性を向上させることができる。この結果、本発明の態様によれば、例えば、主な組織がマルテンサイト単相からなる高強度鋼板、主な組織がマルテンサイトとフェライトとの複合組織からなる高強度鋼板、残留オーステナイトを含む複合組織から構成される高強度鋼板、主な組織がベイナイト単相からなる高強度鋼板、主な組織がフェライト単相からなる高強度鋼板(析出強化鋼)、又は主な組織がフェライトとパーライトの複合組織から構成される高強度鋼板を使用して、自動車のパネル部品、構造・骨格部品等の各種部品を1段又は2段以上のプレス成形による冷間加工で成形しても、伸びフランジ割れを抑制することが可能となる。
本発明に基づく第1実施形態に係るプレス部品の製造工程を示す図である。 本発明に基づく第1実施形態に係る加熱・冷却工程を説明する図である。 加熱方法の例を示す図である。 加熱方法の例を示す図である。 加熱方法の例を示す図である。 加熱方法の例を示す図である。 本発明に基づく第1実施形態に係る解析領域(伸びフランジ割れが発生しやすいと推定される領域)の例を示す図である。 本発明に基づく第1実施形態に係る加熱・冷却工程、プレス加工工程の処理例を示す図である。 本発明に基づく第2実施形態に係るプレス部品の製造方法の処理ブロックを示す図である。 本発明に基づく第2実施形態に係るプレス部品の製造方法の処理例を説明する図である。 本発明に基づく第3実施形態に係るプレス部品の製造方法の処理ブロックを示す図である。 本発明に基づく第2実施形態に係るプレス部品の製造方法の処理例を説明する図である。 伸びフランジ割れが発生する領域の一例を説明する図であり、(a)が鋼板(ブランク材)を、(b)が、プレス成形後のプレス部品を示す。 試験片を示す図である。 穴広げ試験の概要を説明する図である。 主な組織がマルテンサイト単相からなる鋼板の場合における、加熱・冷却工程での加熱温度と穴広げ性改善率との関係を示す図である。 主な組織がマルテンサイトとフェライトとの複合組織からなる鋼板の場合における、加熱・冷却工程での加熱温度と穴広げ性改善率との関係を示す図である。 残留オーステナイトを含む複合組織から構成される鋼板の場合における、加熱・冷却工程での加熱温度と穴広げ性改善率との関係を示す図である。 主な組織がベイナイト単相からなる鋼板の場合における、加熱・冷却工程での加熱温度と穴広げ性改善率との関係を示す図である。 主な組織がフェライト単相からなる鋼板の場合における、加熱・冷却工程での加熱温度と穴広げ性改善率との関係を示す図である。 主な組織がフェライトとパーライトとの複合組織からなる鋼板の場合における、加熱・冷却工程での加熱温度と穴広げ性改善率との関係を示す図である。
次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
1.第1実施形態
まず、第1実施形態について説明する。
本実施形態におけるプレス部品の製造方法は、図1に示すように、鋼板製造工程1とプレス加工工程2とを備える。鋼板製造工程1は、図2に示すように、せん断工程1A、加熱・冷却工程1Bをこの順に実施する。
また、本実施形態におけるプレス部品の製造方法は、解析工程を構成する、伸びフランジ割れ領域推定処理3を有する。
本実施形態は、鋼板の引張強度が440MPa以上、更には980MPa以上の高強度鋼板からなる鋼板の場合に特に効果的である。ただし、本実施形態は、引張強度が440MPa未満の鋼板であっても適用することができる。
<せん断工程1A>
せん断工程1Aは、圧延その他で形成された1枚の板材からなる鋼板を、予め設定したブランク材形状にトリムしたり、バーリング加工などのせん断により開口部を形成したりして目的の形状からなる、単一の鋼板(ブランク材)を得る工程である。
本実施形態で[単一の鋼板]とは、複数の板を溶接で接合した集合ブランク材ではなく、同一の金属材料からなる鋼板であることを意味する。
ここで、せん断加工で鋼板を切断した場合、機械加工で作製した端面よりも端面のダメージが大きく、不均一な端面状態になるため、伸びフランジ成形性が低下する。
また、せん断する部分は、鋼板の一部だけであっても良い。なお、プレス加工工程2の後に、又はプレス加工工程2中に端面の整形を行う別のせん断処理を有しても良い。
<伸びフランジ割れ領域推定処理3>
伸びフランジ割れ領域推定処理3は、せん断工程1Aでせん断処理を施した単一の鋼板を、プレス加工工程2でのプレス成形した際に伸びフランジ割れが発生しやすいと推定される領域である伸びフランジ割れ領域(解析領域とも記載する)の位置を特定する処理である。解析領域を求める鋼板の条件は、加熱・冷却工程1Bによる処理が施されていない鋼板とする。
そのような伸びフランジ割れ領域(伸びフランジ割れ危険部位)の特定は、コンピュータを用いて、プレス加工工程2でのプレス成形の条件に基づきCAE解析によって検討して特定しても良いし、実プレスで特定しても良い。通常、平面視における湾曲部やバーリング部等が伸びフランジ割れ領域である。このため、伸びフランジ成形が行われる領域において、プレス加工で所定以上の曲率半径となるフランジ部を、伸びフランジ割れ領域(解析領域)として、簡易に求めてもよい。
<加熱・冷却工程1B>
加熱・冷却工程1Bは、せん断工程1A後の単一の鋼板に対して、伸びフランジ成形を含むプレス加工を施す前の前処理である。加熱・冷却工程1Bでは、加熱処理1Baと冷却処理1Bbをこの順にて実施する。
(加熱処理1Ba)
加熱処理1Baでは、鋼板の端部を加熱する処理を行う。加熱する部分は、鋼板端面及びその近傍のうちの少なくとも鋼板端面を加熱することで鋼板端部を加熱する。加熱処理1Baでは、鋼板端部全周を加熱する必要はなく、少なくとも伸びフランジ割れ領域推定処理3が特定した伸びフランジ割れ領域に含まれる鋼板端部を加熱すればよい。
鋼板端部の加熱は、上述の通り、鋼板の端面だけを加熱すればよい。ただし、端面だけを加熱することは難しいため、局所的に加熱することが可能なレーザーや誘導加熱等によって、鋼板端面及びその近傍のうち、できるだけ端面近傍の領域を加熱するように設定することが好ましい。鋼板端面を加熱することで、鋼板端部が加熱される。
鋼板10の端部を加熱する方法の例を、図3~図6に示す。符号HTは加熱域を示す。図3はレーザー加熱の例であって、レーザー発信器20を端面10aに沿って移動させることで鋼板端部を加熱する。図4、図5は誘導加熱の例であって、誘導加熱用コイル21によって、端面10a側から、又は、端面10a近傍の表裏両面から誘導加熱する場合を例示している。図6はバーナー22による直接加熱によって加熱する場合の例である。加熱方法はレーザー加熱、誘導加熱、バーナー等による直接加熱以外であってもよく、どのような加熱手段を採用しても良い。
昇温速度は、伸びフランジ成形性向上の観点からはどのような速度でも構わないが、加熱を生産工程内で行う場合は、量産性の観点から10℃/sec以上が望ましい。量産性を問わないのであればこの限りではない。なお、加熱時の加熱速度は急速加熱が好ましい。
また、加熱処理1Baにおいて、鋼板端面の温度が目標とする加熱温度に到達したと推定した後、その加熱状態を一定時間、保持するようにしても良い。保持時間が長い場合は生産効率の低下に繋がるため、保持時間は5分以内が好ましい。より好ましくは、保持時間は1分以内である。
なお、分かり易くするため、図3~図6では、ブランク材形状が矩形で、せん断端面が直線で示されている。しかし、ブランク材形状はいかなる形状でもよく、せん断端面10aも直線に限らず曲線、曲線と直線を組み合わせた形状等いかなる形状でもよい。
単一の鋼板表面における、鋼板10の端面位置からの加熱範囲L[mm]は、例えば、(1)式の範囲内とする。すなわち、この加熱範囲L[mm]以下の領域を、端部を構成する端面及びその近傍とする。
0mm ≦ L ≦ 20mm ・・・(1)
ここで、加熱範囲L[mm]が20mmを越える場合、材料強度(引張強度)の軟化に伴い部品の疲労特性が低下する恐れがあるため、好ましくない。また、更に端面近傍のみを加熱できる装置であれば、加熱範囲L[mm]は5mm以内がより好ましい。
また、加熱による不具合を抑えるという観点からすると、加熱範囲L[mm]は、できるだけ端面近傍が好ましく、下記(2)式の範囲内がより好ましい。
0mm ≦ L ≦ 8mm ・・・(2)
本実施形態にあっては、加熱する際の被加熱部の目標とする加熱温度T[℃]を、使用する鋼板の材料(組織構造)に応じて、下記のように設定変更する。
[主な組織がマルテンサイト単相からなる鋼板の場合]
本実施形態で使用する鋼板が、主な組織がマルテンサイト単相からなる鋼板の場合について説明する。
主な組織がマルテンサイト単相から成る鋼板とは、例えば、組織の95体積%以上、好ましくは98体積%以上がマルテンサイトである鋼板である。
主な組織がマルテンサイト単相からなる鋼板の場合、目標とする加熱温度T[℃]は、500℃以上700℃以下の範囲内とする。加熱温度T[℃]を500℃以上700℃以下とすることで、主な組織がマルテンサイト単相で構成される鋼板の場合に、フランジ成形性を向上させることができる(実施例参照)。
すなわち、本実施形態では、プレス加工を施す鋼板が、主な組織がマルテンサイト単相からなる鋼板の場合、その鋼板の端面を、上記の適正な温度域で加熱することにより、伸びフランジ成形性を向上させている。せん断加工を受けた鋼板のせん断端面近傍は、せん断方向に組織が伸長されるような強加工を受けており、せん断加工により加工硬化が発生し伸びフランジ成形性の低下が懸念される。マルテンサイト単相からなる鋼板においては、上記の加熱を行うことによりマルテンサイトの焼き戻しと、ひずみの解放が起きる。マルテンサイトの焼き戻しによる鋼板端部の軟化とともにひずみの解放により加工硬化、靱性の回復が起き、伸びフランジ成形性が改善される。加熱温度は、上記効果を得るために、上述の通り500℃以上、望ましくは600℃以上とする。加熱の上限温度は、再結晶化が起こらないと推定される温度域である700℃以下とする。
また、鋼板として、主な組織がマルテンサイト単相からなる鋼板を使用する場合、鋼板10の端面位置からの加熱範囲L[mm]は、加熱温度T[℃]に応じて設定、例えば下記(3)式の範囲となるように設定しても良い。鋼板10の端面位置からの加熱範囲Lは、例えば、鋼板表面に沿った方向、且つ端面の延在方向に対し直交する方向に設定する。
Figure 0007276428000001
望ましくは、下記(4)式を満足する範囲である。
Figure 0007276428000002
ただし、加熱される領域が加熱される際に、加熱の到達温度が500℃以上となる領域の場合とする。
ここで、加熱範囲Lが、(3)式の下限値未満であると、鋼板の端部の加熱を十分に行うことができず本発明の効果を十分に得ることができないおそれがある。また、加熱範囲L[mm]の上限は伸びフランジ性を向上させるという観点からは特に設けられないが、加熱範囲を広く取りすぎると母材のマルテンサイトの軟化によって、部品性能、スポット溶接性等の低下が懸念されるため、(3)式の上限値以下の範囲とすることが望ましい。
[主な組織がマルテンサイトとフェライトとの複合組織からなる鋼板の場合]
本実施形態で使用する鋼板が、主な組織がマルテンサイトとフェライトとの複合組織(以下、第1の複合組織とも記載する)からなる鋼板について説明する。
主な組織がマルテンサイトとフェライトとの複合組織からなる鋼板とは、例えば、マルテンサイト相が組織の95体積%未満かつ残留オーステナイト相を含むフェライト以外の相が3体積%未満であり、残部がフェライト相から成る鋼板である。
主な組織がマルテンサイトとフェライトとの複合組織からなる鋼板の場合、加熱する際の被加熱部の目標とする加熱温度T[℃]は、400℃以上700℃以下の範囲内とする。加熱温度T[℃]を400℃以上700℃以下とすることで、第1の複合組織からなる鋼板の場合に、フランジ成形性を向上させることができる(実施例参照)。
すなわち、本実施形態では、プレス加工を施す鋼板が、主な組織がマルテンサイトとフェライトとの複合組織からなる鋼板の場合、その鋼板の端面を、上記の適正な温度域で加熱することにより、伸びフランジ成形性を向上させている。せん断加工を受けた鋼板のせん断端面近傍は、せん断方向に組織が伸長されるような強加工を受けており、せん断加工により加工硬化が発生し伸びフランジ成形性の低下が懸念される。第1の複合組織からなる鋼板においては、上記の加熱を行うことにより、マルテンサイトの焼き戻しとひずみの解放が起きる。そして、マルテンサイト相が焼き戻されることにより、複合相から構成されている鋼板の場合、マルテンサイト相とフェライト相との硬度差が小さくなり、鋼板の伸びフランジ成形性が改善される。加熱温度T[℃]は、上記効果を得るために、上述の通り400℃以上、望ましくは500℃以上、より望ましくは600℃以上とする。加熱の上限温度は、再結晶化が起こらないと推定される温度域である700℃以下とする。
また、鋼板として、主な組織がマルテンサイトとフェライトとの複合組織からなる鋼板を使用する場合、鋼板10の端面位置からの加熱範囲L[mm]は、加熱温度T[℃]に応じて設定、例えば下記(5)式の範囲となるように設定しても良い。鋼板10の端面位置からの加熱範囲L[mm]は、例えば、鋼板表面に沿った方向、且つ端面の延在方向に対し直交する方向に設定する。
Figure 0007276428000003
加熱範囲L[mm]は、望ましくは、下記(6)式を満足する範囲である。
Figure 0007276428000004
ただし、加熱される領域が加熱される際に、加熱の到達温度が400℃以上となる領域の場合とする。
ここで、加熱範囲L[mm]が、(5)式の下限値未満であると、鋼板の端部の加熱を十分に行うことができず本発明の効果を十分に得ることができないおそれがある。また、加熱範囲L[mm]の上限は伸びフランジ性を向上させるという観点からは特に設けられないが、加熱範囲を広く取りすぎると加熱による母材の材料強度低下によって、部品性能、スポット溶接性等が低下するおそれがあるため、(5)式の上限値以下の範囲とすることが望ましい。
[残留オーステナイトを含む複合組織から構成される鋼板の場合]
本実施形態で使用する鋼板が、残留オーステナイトを含む複合組織(以下、第2の複合組織とも記載する)から構成される鋼板の場合について説明する。
残留オーステナイトを含む複合組織から構成される鋼板とは、例えばTRIP鋼である。残留オーステナイトを含むとは、残留オーステナイトが例えば組織全体の3体積%以上、好ましくは4体積%以上である。残留オーステナイト以外の複合組織は、フェライト相、ベイナイト相、マルテンサイト相を主として構成される。
残留オーステナイトを含む複合組織から構成される鋼板の場合、加熱する際の被加熱部の目標とする加熱温度T[℃]は、200℃以上700℃以下の範囲内とする。加熱温度T[℃]を200℃以上700℃以下とすることで、第2の複合組織からなる鋼板の場合に、フランジ成形性を向上させることができる(実施例参照)。
すなわち、本実施形態では、プレス加工を施す鋼板として、第2の複合組織からなる鋼板とし、その鋼板の端面を、上記の適正な温度域で加熱することにより、伸びフランジ成形性を向上させている。せん断加工を受けた鋼板のせん断端面近傍は、せん断方向に組織が伸長されるような強加工を受けており、せん断加工により加工硬化が発生し伸びフランジ成形性の低下が懸念される。第2の複合組織からなる鋼板においては、上記の加熱を行うことにより、加熱により変態したマルテンサイト相において、マルテンサイトの焼き戻しとひずみの解放が起きる。マルテンサイトの焼き戻しによる鋼板端部の軟化、靱性向上とともにひずみの解放により加工硬化が低減され、伸びフランジ性が改善される。加熱温度T[℃]は、上記効果を得るために、上述の通り200℃以上、望ましくは500℃以上、より望ましくは600℃以上とする。加熱の上限温度は、再結晶化が起こらないと推定される温度域である700℃以下とする。
また、鋼板として、残留オーステナイトを含む複合組織から構成される鋼板を使用する場合、鋼板10の端面位置からの加熱範囲L[mm]は、加熱温度T[℃]に応じて設定、例えば下記(7)式の範囲となるように設定しても良い。鋼板10の端面位置からの加熱範囲L[mm]は、例えば、鋼板表面に沿った方向、且つ端面の延在方向に対し直交する方向に設定する。
Figure 0007276428000005
加熱範囲L[mm]は、望ましくは、下記(8)式を満足する範囲である。
Figure 0007276428000006
ただし、加熱される領域が加熱される際に、加熱の到達温度が200℃以上となる領域の場合とする。
ここで、加熱範囲L[mm]が、(7)式の下限値未満であると、鋼板の端部の加熱を十分に行うことができず本発明の効果を十分に得ることができないおそれがある。また、加熱範囲L[mm]の上限が(7)式の上限値を越えると、母材の残留オーステナイトの消失によって母材の延性が低下し、伸びフランジ性、プレス成形性の低下が生じるおそれがあるため、本発明の効果を十分に得ることが出来ないおそれがある。
[主な組織がベイナイト単相からなる鋼板の場合]
本実施形態で使用する鋼板が、主な組織がベイナイト単相からなる鋼板の場合について説明する。
主な組織がベイナイト単相からなる鋼板とは、例えば、組織の95体積%以上、好ましくは98体積%以上がベイナイトである鋼板である。
主な組織がベイナイト単相からなる鋼板の場合、目標とする加熱温度T[℃]は、400℃以上700℃以下の範囲内とする。加熱温度Tを400℃以上700℃以下とすることで、主な組織がベイナイト単相で構成される鋼板の場合に、フランジ成形性を向上させることができる(実施例参照)。
すなわち、本実施形態では、プレス加工を施す鋼板が、主な組織がベイナイト単相からなる鋼板の場合、その鋼板の端面を、上記の適正な温度域で加熱することにより、伸びフランジ成形性を向上させている。せん断加工を受けた鋼板のせん断端面近傍は、せん断方向に組織が伸長されるような強加工を受けており、せん断加工により加工硬化が発生し伸びフランジ成形性の低下が懸念される。ベイナイト単相からなる鋼板においては、上記の加熱を行うことによりベイナイトの焼き戻しと、ひずみの解放が起きる。ベイナイトの焼き戻しによる鋼板端部の軟化とともにひずみの解放により加工硬化、靱性の回復が起き、伸びフランジ成形性が改善される。加熱温度T[℃]は、上記効果を得るために、上述の通り400℃以上、望ましくは500℃以上、より望ましくは600℃以上とする。加熱の上限温度は、再結晶化が起こらないと推定される温度域である700℃以下とする。
また、鋼板として、主な組織がベイナイト単相からなる鋼板を使用する場合、鋼板10の端面位置からの加熱範囲L[mm]は、加熱温度T[℃]に応じて設定、例えば下記(9)式の範囲となるように設定しても良い。鋼板10の端面位置からの加熱範囲Lは、例えば、鋼板表面に沿った方向、且つ端面の延在方向に対し直交する方向に設定する。
Figure 0007276428000007
加熱範囲L[mm]は、望ましくは、下記(10)式を満足する範囲である。
Figure 0007276428000008
ただし、加熱される領域が加熱される際に、加熱の到達温度が400℃以上となる領域の場合とする。
ここで、加熱範囲L[mm]が、(9)式の下限値未満であると、鋼板の端部の加熱を十分に行うことができず本発明の効果を十分に得ることができないおそれがある。また、加熱範囲L[mm]の上限は伸びフランジ性を向上させるという観点からは特に設けられないが、加熱範囲を広く取りすぎると母材のベイナイトの軟化によって、部品性能、スポット溶接性等の低下が懸念されるため、(9)式の上限値以下の範囲とすることが望ましい。
[主な組織がフェライト単相からなる鋼板の場合]
本実施形態で使用する鋼板が、主な組織がフェライト単相からなる鋼板の場合について説明する。
主な組織がフェライト単相からなる鋼板とは、例えば、組織の95体積%以上、好ましくは98体積%以上がフェライトである鋼板である。
主な組織がフェライト単相からなる鋼板の場合、目標とする加熱温度T[℃]は、400℃以上700℃以下の範囲内とする。加熱温度T[℃]を400℃以上700℃以下とすることで、主な組織がフェライト単相で構成される鋼板の場合に、フランジ成形性を向上させることができる(実施例参照)。
すなわち、本実施形態では、プレス加工を施す鋼板が、主な組織がフェライト単相からなる鋼板の場合、その鋼板の端面を、上記の適正な温度域で加熱することにより、伸びフランジ成形性を向上させている。せん断加工を受けた鋼板のせん断端面近傍は、せん断方向に組織が伸長されるような強加工を受けており、せん断加工により加工硬化が発生し伸びフランジ成形性の低下が懸念される。フェライト単相からなる鋼板においては、上記の加熱を行うことによりフェライトの焼き戻しと、ひずみの解放が起きる。フェライトの焼き戻しによる鋼板端部の軟化とともにひずみの解放により加工硬化、靱性の回復が起き、伸びフランジ成形性が改善される。加熱温度T[℃]は、上記効果を得るために、上述の通り400℃以上、望ましくは500℃以上、より望ましくは600℃以上とする。加熱の上限温度は、再結晶化が起こらないと推定される温度域である700℃以下とする。
また、鋼板として、主な組織がフェライト単相からなる鋼板を使用する場合、鋼板10の端面位置からの加熱範囲L[mm]は、加熱温度T[℃]に応じて設定、例えば下記(11)式の範囲となるように設定しても良い。鋼板10の端面位置からの加熱範囲L[mm]は、例えば、鋼板表面に沿った方向、且つ端面の延在方向に対し直交する方向に設定する。
Figure 0007276428000009
加熱範囲L[mm]は、望ましくは、下記(12)式を満足する範囲である。
Figure 0007276428000010
ただし、加熱される領域が加熱される際に、加熱の到達温度が400℃以上となる領域の場合とする。
ここで、加熱範囲L[mm]が、(11)式の下限値未満であると、鋼板の端部の加熱を十分に行うことができず本発明の効果を十分に得ることができないおそれがある。また、加熱範囲L[mm]の上限は伸びフランジ性を向上させるという観点からは特に設けられないが、加熱範囲を広く取りすぎると母材のフェライトの軟化によって、部品性能、スポット溶接性等の低下が懸念されるため、(11)式の上限値以下の範囲とすることが望ましい。
[主な組織がフェライトとパーライトとの複合組織からなる鋼板の場合]
本実施形態で使用する鋼板が、主な組織がフェライトとパーライトとの複合組織(以下、第3の複合組織とも記載する)からなる鋼板について説明する。
主な組織がフェライトとパーライトとの複合組織からなる鋼板とは、例えば、フェライト相とパーライト相の相分率の和が97%以上かつパーライト相の相分率が5%以上の組織で構成される鋼からなる鋼板である。
主な組織がフェライトとパーライトとの複合組織からなる鋼板の場合、加熱する際の被加熱部の目標とする加熱温度T[℃]は、400℃以上700℃以下の範囲内とする。加熱温度T[℃]を400℃以上700℃以下とすることで、第3の複合組織からなる鋼板の場合に、フランジ成形性を向上させることができる(実施例参照)。
すなわち、本実施形態では、プレス加工を施す鋼板が、主な組織がフェライトとパーライトとの複合組織からなる鋼板の場合、その鋼板の端面を、上記の適正な温度域で加熱することにより、伸びフランジ成形性を向上させている。せん断加工を受けた鋼板のせん断端面近傍は、せん断方向に組織が伸長されるような強加工を受けており、せん断加工により加工硬化が発生し伸びフランジ成形性の低下が懸念される。第1の複合組織からなる鋼板においては、上記の加熱を行うことにより、パーライトの焼き戻しとひずみの解放が起きる。そして、パーライト相が焼き戻されることにより、複合相から構成されている鋼板の場合、フェライト相とパーライト相との硬度差が小さくなり、鋼板の伸びフランジ成形性が改善される。加熱温度T[℃]は、上記効果を得るために、上述の通り400℃以上、望ましくは500℃以上、より望ましくは600℃以上とする。加熱の上限温度は、再結晶化が起こらないと推定される温度域である700℃以下とする。
また、鋼板として、主な組織がフェライトとパーライトとの複合組織からなる鋼板を使用する場合、鋼板10の端面位置からの加熱範囲L[mm]は、加熱温度T[℃]に応じて設定、例えば下記(13)式の範囲となるように設定しても良い。鋼板10の端面位置からの加熱範囲L[mm]は、例えば、鋼板表面に沿った方向、且つ端面の延在方向に対し直交する方向に設定する。
Figure 0007276428000011
加熱範囲L[mm]は、望ましくは、下記(14)式を満足する範囲である。
Figure 0007276428000012
ただし、加熱される領域が加熱される際に、加熱の到達温度が400℃以上となる領域の場合とする。
ここで、加熱範囲Lが、(13)式の下限値未満であると、鋼板の端部の加熱を十分に行うことができず本発明の効果を十分に得ることができないおそれがある。また、加熱範囲Lの上限は伸びフランジ性を向上させるという観点からは特に設けられないが、加熱範囲L[mm]を広く取りすぎると加熱による母材の材料強度低下によって、部品性能、スポット溶接性等が低下するおそれがあるため、(13)式の上限値以下の範囲とすることが望ましい。
(冷却処理1Bb)
冷却処理1Bbは、加熱処理1Baで加熱された鋼板の少なくとも加熱した端部を冷却する処理を行う。
加熱処理後の冷却処理1Bbは、水冷などによる急速冷却、空冷、徐冷のいずれでも良い。空冷は、自然空冷でもノズルから空気を吹き付けることによる空冷であっても良い。徐冷では、レーザー加熱時や誘導加熱時の出力を調整することで冷却速度を調整しても良い。
冷却処理1Bbによる冷却は、例えば加熱された鋼板端面が、鋼板の材料(組織)に応じて個別に設定した上記目標とする加熱温度T[℃]の下限値未満、好ましくは100℃以下、より好ましくは50℃以下となるように冷却する。
以上の工程によって、本実施形態における、冷間プレス用の鋼板が製造される。
<プレス加工工程2>
プレス加工工程2では、端面に加熱・冷却の処理を施した鋼板に対し、伸びフランジ成形を含む冷間プレス加工を施して、目的の形状のプレス部品とする工程である。
冷間プレス加工は、1段又は2段以上のプレス成形で鋼板を目的の形状のプレス部品に成形する。
ここで、本明細書における冷間プレス加工とは、プレス加工中に鋼板を加熱しないでプレス成形することを指し、例えば鋼板の温度が、鋼板の材料に応じて個別に設定した上記目標とする加熱温度T[℃]の下限値未満、好ましくは100℃以下、より好ましくは50℃以下の状態でのプレス成形でプレス加工を施すことを指す。
プレス加工工程2で製造された目的の形状のプレス部品は最終成形品(最終製品形状)でなくても良い。
<作用その他について>
本実施形態では、伸びフランジ割れ領域推定処理3(解析工程)で、図7のように、せん断加工後の鋼板10を目的の部品形状に冷間プレス加工した際に、伸びフランジ割れが発生すると推定される割れ推定領域RSKをコンピュータ解析などで求める。そして、図8(a)のように、せん断加工した鋼板10における、プレス部品で上記割れ推定領域RSKに対応する、フランジ割れの可能性がある解析領域Xを、上記加熱温度で加熱した後に冷却を施す。
このような処理を施した鋼板10に対し、図8(b)のように冷間プレス加工で目的の部品形状からなる目的のプレス部品11にプレス成形する。
ここで、図13(a)に示すように、上記の各組織構造からなる鋼板を用いたブランク材10を、単純に、プレス成形時にフランジが伸ばされる変形が付与される図13(b)に示すようなプレス部品11にプレス加工してみた。このとき、鋼板10に高強度鋼板を適用してプレス成形すると、図13(b)中、符号Aで示す部位で、伸びフランジ割れが発生した。ここで、上記のいずれの組織構造からなる鋼板でも同様であった。この伸びフランジ割れの発生の有無は、材料強度(引張強度)、材料組織、せん断端面状態、表面処理等に依存する。
また伸びフランジ成形性は、伸びフランジ変形を受ける材料端部の切断方法に依存する。鋼板を、例えばせん断加工で切断した場合、機械加工で作製した端面よりもダメージが大きく、不均一な端面状態になるため、伸びフランジ成形性の低下が懸念される。更に、せん断加工の場合でもクリアランスにより伸びフランジ成形性が変化する。
このような伸びフランジ成形に不利な材料や加工条件により発生する伸びフランジ割れを低減するために、本実施形態では、プレス加工に使用する鋼板に対し、少なくとも伸びフランジ割れ危険領域におけるせん断加工で割れの起点になりやすい板端面を、材料に応じた適正な温度に加熱し冷却する処理を行い、当該処理を施した鋼板をプレス成形する。
この結果、本実施形態では、加工前の処理としての加熱・冷却によって、少なくとも伸びフランジ割れ危険部での材料の組織変化、すなわち材料の軟化やひずみ除去が行われることで、伸びフランジ成形性が向上する。
特に、鋼板の端面及び端面近傍の少なくとも端面をターゲットとして、材料軟化のための加熱処理1Baを行い、その後に冷却処理1Bbを行うことで、加熱による材料強度(引張強度)の軟化に伴う部品の疲労特性の低下を、最低限に抑えることが可能となる。
2.第2実施形態
次に、第2実施形態について説明する。
本実施形態は、第1実施形態の解析工程の対象及び加熱・冷却工程の対象を、プレス加工工程2でのプレス加工のうちの、途中のプレス加工で成形された中間部品40を対象とすることが、第1実施形態と異なる(図9参照)。その他については、本実施形態は第1実施形態と同様である。
本実施形態のプレス部品の製造方法は、鋼板に、冷間プレス加工を施して目的のプレス部品形状のプレス部品を製造するプレス部品の製造方法である。本実施形態のプレス部品の製造方法は、図9に示すように、冷間のプレス加工工程2として、鋼板を中間部品40にプレス成形する第1の工程2Aと、中間部品40を目的のプレス部品形状のプレス部品11にプレス成形する第2の工程2Bと、を備える。
更に、本実施形態は、図9に示すように、せん断工程50、解析工程51、加熱・冷却工程52を備える。
<せん断工程50>
せん断工程50は、第1の工程2Aの前に、鋼板10の少なくとも一部の端部に対しせん断加工を施す処理を行う。
すなわち、せん断工程50は、圧延その他で形成された1枚の板材からなる鋼板を、予め設定したブランク材形状にトリムしたり、バーリング加工などのせん断により開口部を形成したりして目的の形状からなる、単一の鋼板(ブランク材)を得る工程である。
せん断する部分は、鋼板の一部だけであっても良い。なお、プレス加工工程2の後に、又はプレス加工工程2中に端面の整形を行う別のせん断処理を有しても良い。
<解析工程51>
解析工程51は、中間部品40の端部のうち、第2の工程2Bで中間部品40を目的のプレス部品11にプレス成形した際に、伸びフランジ割れが発生しやすいと推定される領域を求める処理を行う。
解析工程51は、伸びフランジ割れ領域(解析領域)の位置を解析する処理を実行する。伸びフランジ割れ領域は、せん断工程50でせん断処理を施した単一の鋼板を、第1の工程2Aで中間部品40にプレス成形し、その後、第2の工程2Bで中間部品40を目的のプレス部品11にプレス成形した際に伸びフランジ割れが発生しやすいと推定される領域である。鋼板の条件は、加熱・冷却工程1Bによる処理が施されていない鋼板とする。なお、伸びフランジ割れ領域は、伸びフランジ割れ危険部位である。
そのような伸びフランジ割れ領域の特定は、コンピュータを用いて、プレス加工工程2でのプレス成形の条件に基づきCAE解析によって検討して特定しても良いし、実プレスで特定しても良い。通常、平面視における湾曲部やバーリング部等が伸びフランジ割れ領域である。このため、伸びフランジ成形が行われる領域において、プレス加工で所定以上の曲率半径となるフランジ部を伸びフランジ割れ領域(解析領域)として、簡易に求めてもよい。
この解析工程51の処理は、加熱・冷却工程52の前であれば特定に限定されない。
<加熱・冷却工程52>
加熱・冷却工程52は、第2の工程2Bの前に、第1の工程2Aで成形した中間部品40の端部のうち、解析工程51で求めた解析領域に含まれる中間部品40の端部の部位を、対象とする鋼板の組織構造に応じて個別に設定した目標加熱温度域に加熱し、冷却する処理を行う。
すなわち、主な組織がマルテンサイト単相からなる鋼板の場合には、個別に設定した目標加熱温度域を、500℃以上700℃以下の温度域に設定する。
また、主な組織がマルテンサイトとフェライトとの複合組織からなる鋼板の場合、主な組織がベイナイト単相からなる鋼板の場合、主な組織がフェライト単相からなる鋼板の場合、又は主な組織がベイナイトとパーライトとの複合組織からなる鋼板の場合には、400℃以上700℃以下の温度域に設定する。
また、残留オーステナイトを含む複合組織から構成される鋼板の場合には、200℃以上700℃以下の温度域に設定する。
加熱・冷却工程52は、第1の工程2Aで成形した、単一の鋼板からなる中間部品40に対して、伸びフランジ成形を含む第2の工程2Bでのプレス加工を施す前の前処理である。
加熱・冷却工程52の処理は、第1実施形態の加熱・冷却工程1Bと同様な処理を行う。すなわち、加熱・冷却工程52は、第1実施形態の加熱・冷却工程1Bの加熱処理1Baと冷却処理1Bbと同じ条件の加熱処理と冷却処理とをこの順にて実施する。
ただし、加熱・冷却処理を行う部位が、中間部品40の端部と言うこと以外は、第1実施形態の加熱・冷却工程1Bの処理及び条件と同じであるため、その説明を省略する。
<作用その他について>
本実施形態では、予め、解析工程51で、せん断加工した鋼板に対し、図10(a)のように、第2の工程2Bで中間部品40を目的の部品形状からなる目的のプレス部品11に冷間プレス加工した際に、プレス部品11の端部のうち、伸びフランジ割れが発生すると推定される割れ推定領域RSKをコンピュータ解析などで求める。更に、解析工程51は、その割れ推定領域RSKに対応する、中間部品10での伸びフランジ割れが発生すると推定される解析領域Xを求める(図10(d)参照)。
そして、本実施形態では、図10(b)のようにせん断加工した鋼板10を、第1の工程2Aにて中間部品40に成形する(図10(c))。その後、図10(d)のように、中間部品40の端部における、プレス部品で上記割れ推定領域RSKに対応する端部の解析領域Xを上記加熱温度で加熱した後に冷却を施す。
このような加熱・冷却処理を施した中間部品40に対し、第2の工程2Bにて、図10(e)のように、冷間プレス加工で目的のプレス部品11にプレス成形する。
本実施形態は、第1実施形態の効果と同様な効果を奏する。
更に、本実施形態は、次の効果も奏する。
すなわち、プレス加工工程2が、多段階のプレス工程で行われる場合には、各プレス加工によっても、各プレス加工後のプレス部品の端部での伸びフランジ成形性が変化し、途中のプレス加工によっても加工条件などによって、最終のプレス部品11での割れの可能性が変化するおそれがある。
これに対し、本実施形態では、冷間プレス工程が多段階でのプレス成形であっても、第2の工程2B後のプレス部品11での伸びフランジ割れの割れ推定領域RSKの有無を推定し、その割れ推定領域RSKに対応する、中間部品40での端部位置である解析領域Xに対し、加熱・冷却処理を施すことで、第2の工程2B後の目的の部品形状のプレス部品11での伸びフランジ割れの抑制効果を向上させる。
ここで、第1の工程2Aや第2の工程2Bがそれぞれ複数のプレス工程から構成されていても良い。この場合、コンピュータ解析などで、プレス成形で伸びフランジ割れの危険度が高いと推定されるプレス加工を求め、そのプレス加工での成形前のプレス部品を上記の中間部品40に設定しても良い。
また、上記の中間部品40への加熱・冷却処理に加え、第1実施形態のように、解析工程51で解析領域ありと判定した場合には、第1の工程2A前における、せん断後の鋼板10の端部における解析領域に対応する端部部位にも上記のような加熱・冷却処理を行っても良い。
また、プレス加工工程2が3段階以上のプレス加工工程を含む場合には、最終のプレス工程以外の途中のプレス工程を、それぞれ第1の工程とみなして、上記の第2実施形態の処理をそれぞれ行うようにしてもよい。
3.第3実施形態
次に、第3実施形態について説明する。
第3実施形態では、第2実施形態と同様な構成については同一の符号を付して説明する。
本実施形態は、第1実施形態のせん断工程及び加熱・冷却工程の対象が、プレス加工工程2でのプレス加工のうちの、途中のプレス加工で成形された中間部品40を対象とすることが、第1実施形態と異なる。その他については、本実施形態は第1実施形態と同様である(図11参照)。
本実施形態のプレス部品の製造方法は、鋼板に、冷間プレス加工を施して目的のプレス部品形状のプレス部品を製造するプレス部品の製造方法である。本実施形態のプレス部品の製造方法は、図11に示すように、冷間のプレス加工工程2として、鋼板を中間部品40にプレス成形する第1の工程2Aと、中間部品40を目的のプレス部品形状のプレス部品11にプレス成形する第2の工程2Bと、を備える。
更に、本実施形態は、図11に示すように、せん断工程50、解析工程51、加熱・冷却工程52を備える。
<せん断工程50>
せん断工程50は、第1の工程2A後の中間部品の少なくとも一部の端部に対しせん断加工を施す処理を行う。
第1の工程2Aの鋼板に対しても別途せん断処理が施されていても良い。
<解析工程51>
解析工程51は、せん断加工後の中間部品40の端部のうち、第2の工程2Bで中間部品40を目的のプレス部品11にプレス成形した際に、伸びフランジ割れが発生しやすいと推定される領域を求める処理を行う。
解析工程51は、伸びフランジ割れ領域(解析領域)の位置を解析する処理を実行する。伸びフランジ割れ領域は、単一の鋼板を第1の工程2Aで中間部品40にプレス成形し、せん断加工を施した後に、第2の工程2Bで中間部品40を目的のプレス部品11にプレス成形した際に伸びフランジ割れが発生しやすいと推定される領域である。単一の鋼板の条件は、加熱・冷却工程1Bによる処理が施されていない鋼板とする。また、第1の工程2A前の単一の鋼板に対し、他のせん断処理が施されていても良い。なお、伸びフランジ割れ領域は伸びフランジ割れ危険部位である。
そのような伸びフランジ割れ領域の特定は、コンピュータを用いて、プレス加工工程2でのプレス成形の条件に基づきCAE解析によって検討して特定しても良いし、実プレスで特定しても良い。通常、平面視における湾曲部やバーリング部等が伸びフランジ割れ領域である。このため、伸びフランジ成形が行われる領域において、プレス加工で所定以上の曲率半径となるフランジ部を伸びフランジ割れ領域(解析領域)として、簡易に求めてもよい。
この解析工程51の処理は、加熱・冷却工程52の前であれば特定に限定されない。
<加熱・冷却工程52>
加熱・冷却工程52は、せん断工程50によるせん断処理後の中間部品40の端部のうち、解析工程51で求めた解析領域に含まれる中間部品40の端部の部位を、対象とする鋼板の組織構造に応じて個別に設定した目標加熱温度域に加熱し、冷却する処理を行う。
すなわち、主な組織がマルテンサイト単相からなる鋼板の場合には、個別に設定した目標加熱温度域を、500℃以上700℃以下の温度域に設定する。
また、主な組織がマルテンサイトとフェライトとの複合組織からなる鋼板の場合、主な組織がベイナイト単相からなる鋼板の場合、主な組織がフェライト単相からなる鋼板の場合、又は主な組織がベイナイトとパーライトとの複合組織からなる鋼板の場合には、400℃以上700℃以下の温度域に設定する。
また、残留オーステナイトを含む複合組織から構成される鋼板の場合には、200℃以上700℃以下の温度域に設定する。
加熱・冷却工程52は、第1の工程2Aで成形した、単一の鋼板からなる中間部品40に対するせん断処理後であって、伸びフランジ成形を含む第2の工程2Bでのプレス加工を施す前の前処理である。
加熱・冷却工程52の処理は、第1実施形態の加熱・冷却工程1Bと同様な処理を行う。すなわち、加熱・冷却工程52は、第1実施形態の加熱・冷却工程1Bの加熱処理1Baと冷却処理1Bbと同じ条件の加熱処理と冷却処理とをこの順にて実施する。
ただし、加熱・冷却処理を行う部位が、中間部品40の端部であること以外は、第1実施形態の加熱・冷却工程1Bの処理及び条件と同じであるため、その説明を省略する。
<作用その他について>
本実施形態では、予め、解析工程51で、図12(a)のように、第2の工程2Bで中間部品40を目的の部品形状からなる目的のプレス部品11に冷間プレス加工した際に、目的のプレス部品11のうち、伸びフランジ割れが発生すると推定される割れ推定領域RSKをコンピュータ解析などで求める。更に、解析工程51は、その割れ推定領域RSKに対応する、中間部品10での伸びフランジ割れが発生すると推定される解析領域Xを求める(図12(d)参照)。
そして、本実施形態では、図12(b)のように、鋼板を、第1の工程2Aにて中間部品40に成形する。その後、図12(c)のように、中間部品40の端部の一部についてせん断加工を施す。
次に、図12(d)のように、せん断処理後の中間部品40の端部における、目的形状のプレス部品11での上記割れ推定領域RSKに対応する端部の解析領域Xを上記加熱温度で加熱した後に冷却を施す。
以上のような処理を施した中間部品40に対し、第2の工程2Bにて、図10(e)のように、冷間プレス加工で目的の部品形状にプレス成形する。
本実施形態は、第1実施形態の効果と同様な効果を奏する。
更に、本実施形態は、次の効果も奏する。
すなわち、プレス加工工程2が、多段階の冷間プレス工程で行われる場合であって、途中のプレス工程で成形したプレス部品(中間部品40)の端部に対してせん断処理(トリミング処理)が行われる場合であっても、そのせん断処理による、プレス部品の端部の伸びフランジ成形性の劣化にも対応することが可能となる。この結果、第2の工程2B後の目的の部品形状での伸びフランジ割れの抑制効果を向上させることが可能となる。
ここで、第1の工程2Aや第2の工程2Bがそれぞれ複数のプレス工程から構成されていても良い。
また、上記の中間部品40への加熱・冷却処理に加え、第1実施形態のように、解析工程51で、第2の工程2Bによるプレス成形で解析領域ありと判定した場合には、第1の工程2A前での鋼板10の端部に対応する解析領域Xにも上記の加熱・冷却処理を行っても良い。
また、プレス加工工程2が3段階以上のプレス加工工程を含む場合には、最終のプレス工程以外の途中のプレス工程を第1の工程とみなして、上記の第3実施形態の処理を行う構成でも構わない。
<実施例1>
主な組織がマルテンサイト単相の鋼板をプレス加工する際に、本発明を適用することによる伸びフランジ成形性の向上効果を確認するために、穴広げ試験の試験片を加熱・空冷した後に穴広げ試験を実施した。その内容を次に説明する。
鋼板からなる供試材を穴広げ試験の対象とした。供試材は、100mm×100mm角の正方形のブランク材からなり、図14に示すように、そのブランク材の中央に直径10mmφの穴を開孔し、試験片30とした。ここで、本実施例で使用した供試材は、板厚t=1.2mm、引張強度が1180MPa級の主な組織がマルテンサイト単相で構成される高強度鋼板とした。
作製した試験片30に対し、伸びフランジ成形を含むプレス加工を模して、図15に示すように、円錐形のパンチにより円錐穴広げ試験を行い伸びフランジ成形性を評価した。円錐穴広げ試験は、頂角60°の円錐形のパンチを使用し、試験片30はロックビード34で固定し材料流入が生じないようにした。図15中、符号32がダイを、符号33がブランク材ホルダーを示す。
そして、上方からサンプルの試験片30を観察しつつ、図15(a)の状態から、パンチ31を上昇させ穴広げを行い、板厚方向貫通割れが視認できた時点でパンチ31の上昇を停止した(図15(b)参照)。穴広げ率は穴広げ試験後サンプルを試験機からとりはずし、試験後の穴径をノギスで4か所測定し、その穴広げの平均値Lと初期の穴径Lの比率から算出した。
この試験を、加熱温度条件を変えて複数回実施した。
ここで、試験片30の中央に開けた10mmφの穴は、10mmφのパンチでせん断加工した。
加熱、冷却の処理は、所定温度に保持した塩浴槽に熱電対をつけたサンプルを浸漬し、試験片30を目的の温度まで加熱後、空冷して、穴広げ試験用の試験片30とした。
試験結果を、図16に示す。図16は加熱温度と穴広げ率の変化の関係を示す図である。
ここで、縦軸は、室温での穴広げ率からの穴広げ率の変化率(穴広げ性改善率)を示している。穴広げ性改善率が100%未満は、非加熱状態に比べて穴広げ性が悪化したことを示し。穴広げ性改善率が100%以上は、非加熱状態に比べ穴広げ性が向上していることを示す。
図16から分かるように、主な組織がマルテンサイト単相の鋼板を使用した場合、加熱温度500℃以上で確実に穴広げ率の向上が大きくなり、800℃まで加熱してしまうと穴広げ率が著しく低下したことが分かる。以上の結果より、500℃以上700℃以下の温度域に加熱することにより、確実に伸びフランジ成形性が改善されることが分かった。
また、本実施例では、試験片30全体を加熱し冷却した例を示しているが、試験片30に開孔した穴の端部(端面から1mm)だけをレーザー加熱し、空冷した場合であっても、加熱温度を500℃以上700℃以下の温度域とすることで穴広げ性改善率が向上したことを確認している。
<実施例2>
主な組織がマルテンサイト単相の鋼板における、第1実施形態の処理に基づく製造方法で、図8(a)のようにせん断加工した鋼板10を、図8(b)に示す目的のプレス部品形状のプレス部品11にプレス成形してみた。
なお、使用した鋼板は、板厚t=1.2mm、引張強度が1180MPa級の主な組織がマルテンサイト単相で構成される高強度鋼板とした。
このとき、図7のように、プレス成形の条件に基づきCAE解析によって、プレス部品11での割れ推定領域RSKを求め、図8(a)に示すように、その割れ推定領域RSKに対応する鋼板10での解析領域Xを求めた、そして、解析領域Xを、所定の加熱温度まで加熱し、室温まで冷却した後に、鋼板を、図8(b)の部品形状のプレス部品11に冷間プレス加工を施してみた。
所定の加熱温度の条件として、加熱無し、400℃、600℃、800℃の各条件でそれぞれ行い、目的のプレス部品11での伸びフランジ割れの有無を確認してみた。
結果として、加熱温度が600℃の場合には、目的のプレス部品の端部に割れが無かったが、加熱無し、400℃、800℃ではいずれも割れが視認できた。
<実施例3>
主な組織がマルテンサイト単相の鋼板における、第2実施形態の処理に基づく製造方法で、図10(b)のようにせん断加工した鋼板10を、図10(c)から図10(e)に順に示すように、中間部品40を経て目的のプレス部品形状のプレス部品11にプレス成形してみた。
なお、使用した鋼板は、板厚t=1.2mm、引張強度が1180MPa級の主な組織がマルテンサイト単相で構成される高強度鋼板とした。
このとき、図10(a)のように、プレス成形の条件に基づきCAE解析によって、プレス部品11での割れ推定領域RSKを求め、図10(d)に示すように、その割れ推定領域RSKに対応する中間部品40での解析領域Xを求めた。そして、その解析領域Xを、所定の加熱温度まで加熱し、室温まで冷却した後に、図10(e)の部品形状のプレス部品11に冷間プレス加工を施してみた。
所定の加熱温度の条件として、加熱無し、400℃、600℃、800℃の各条件でそれぞれ行い、目的のプレス部品11での伸びフランジ割れの有無を確認してみた。
結果として、加熱温度が600℃の場合には、目的のプレス部品11の端部に割れが無かったが、加熱無し、400℃、800℃ではいずれも割れが視認できた。
<実施例4>
主な組織がマルテンサイト単相の鋼板における、第3実施形態の処理に基づく製造方法で、せん断加工した鋼板を、図12(b)から図12(e)に順に示すように、第1の工程で中間部品40を成形し、その中間部品40の端部40aの一部をせん断処理した後に、第2の工程で、せん断処理後の中間部品40を目的のプレス部品形状のプレス部品11にプレス成形してみた。
なお、使用した鋼板は、板厚t=1.2mm、引張強度が1180MPa級の主な組織がマルテンサイト単相で構成される高強度鋼板とした。
このとき、図12(a)のように、プレス成形の条件に基づきCAE解析によって、目的形状のプレス部品11での割れ推定領域RSKを求め、図12(d)に示す、その割れ推定領域RSKに対応する、せん断後の中間部品40での解析領域Xを求めた。そして、その中間部品40での解析領域Xを所定の加熱温度まで加熱し、室温まで冷却した後に、図10(e)の部品形状のプレス部品11に冷間プレス加工を施してみた。
所定の加熱温度として、加熱無し、400℃、600℃、800℃でそれぞれ行い、目的のプレス部品形状での伸びフランジ割れの有無を確認してみた。
結果として、加熱温度が600℃の場合には、目的のプレス部品の端部に割れが無かったが、加熱無し、400℃、800℃ではいずれも割れが視認できた。
<実施例5>
第1の複合組織の鋼板をプレス加工する際に、本発明を適用することによる伸びフランジ成形性の向上効果を確認するために、穴広げ試験の試験片を加熱・空冷した後に穴広げ試験を実施した。その内容を次に説明する。
鋼板からなる供試材を穴広げ試験の対象とした。供試材は、100mm×100mm角の正方形のブランク材からなり、図14に示すように、そのブランク材の中央に直径10mmφの穴を開孔し、試験片30とした。ここで、本実施例で使用した供試材は、板厚t=1.2mm、引張強度が1180MPa級の主な組織がマルテンサイトとフェライトとの複合組織からなる高強度鋼板とした。
作製した試験片30に対し、伸びフランジ成形を含むプレス加工を模して、図15に示すように、円錐形のパンチにより円錐穴広げ試験を行い伸びフランジ成形性を評価した。円錐穴広げ試験は、頂角60°の円錐形のパンチを使用し、試験片30はロックビード34で固定し材料流入が生じないようにした。図15中、符号32がダイを、符号33がブランク材ホルダーを示す。
そして、上方からサンプルの試験片30を観察しつつ、図15(a)の状態から、パンチ31を上昇させ穴広げを行い、板厚方向貫通割れが視認できた時点でパンチ31の上昇を停止した(図15(b)参照)。穴広げ率は穴広げ試験後サンプルを試験機からとりはずし、試験後の穴径をノギスで4か所測定し、その穴広げの平均値Lと初期の穴径Lの比率から算出した。
この試験を、加熱温度条件を変えて複数回実施した。
ここで、試験片30の中央に開けた10mmφの穴は、10mmφのパンチでせん断加工した。
加熱、冷却の処理は、所定温度に保持した塩浴槽に熱電対をつけたサンプルを浸漬し、試験片30を目的の温度まで加熱後、空冷して、穴広げ試験用の試験片30とした。
試験結果を、図17に示す。図17は加熱温度と穴広げ率の変化の関係を示す図である。
ここで、縦軸は、室温での穴広げ率からの穴広げ率の変化率(穴広げ性改善率)を示している。穴広げ性改善率が100%未満は、非加熱状態に比べて穴広げ性が悪化したことを示し。穴広げ性改善率が100%以上は、非加熱状態に比べ穴広げ性が向上していることを示す。
図17から分かるように、主な組織がマルテンサイトとフェライトとの複合組織からなる鋼板を使用した場合、加熱温度400℃以上で、好ましくは500℃以上で穴広げ率の向上が大きくなり、800℃まで加熱してしまうと穴広げ率が著しく低下したことが分かる。以上の結果より、400℃以上700℃以下の温度域に加熱することにより、確実に伸びフランジ成形性が改善されることが分かった。
また、本実施例では、試験片30全体を加熱し冷却した例を示しているが、試験片30に開孔した穴の端部(端面から1mm)だけをレーザー加熱し、空冷した場合であっても、加熱温度を400℃以上700℃以下の温度域とすることで穴広げ性改善率が向上したことを確認している。
<実施例6>
第1の複合組織からなる鋼板を用いて第1実施形態の処理に基づく製造方法で、図8(a)のようにせん断加工した鋼板10を、図8(b)に示す目的のプレス部品形状のプレス部品11にプレス成形してみた。
なお、使用した鋼板は、板厚t=1.2mm、引張強度が1180MPa級の主な組織がマルテンサイトとフェライトとの複合組織からなる高強度鋼板とした。
このとき、図7のように、プレス成形の条件に基づきCAE解析によって、プレス部品11での割れ推定領域RSKを求め、図8(a)に示すように、その割れ推定領域RSKに対応する鋼板10での解析領域Xを求めた、そして、解析領域Xを、所定の加熱温度まで加熱し、室温まで冷却した後に、鋼板を、図8(b)の部品形状のプレス部品11に冷間プレス加工を施してみた。
所定の加熱温度の条件として、加熱無し、350℃、600℃、800℃の各条件でそれぞれ行い、目的のプレス部品11での伸びフランジ割れの有無を確認してみた。
結果として、加熱温度が600℃の場合には、目的のプレス部品の端部に割れが無かったが、加熱無し、350℃、800℃ではいずれも割れが視認できた。
<実施例7>
第1の複合組織からなる鋼板を用いて第2実施形態の処理に基づく製造方法で、図10(b)のようにせん断加工した鋼板10を、図10(c)から図10(e)に順に示すように、中間部品40を経て目的のプレス部品形状のプレス部品11にプレス成形してみた。
なお、使用した鋼板は、板厚t=1.2mm、引張強度が1180MPa級の主な組織がマルテンサイトとフェライトとの複合組織からなる高強度鋼板とした。
このとき、図10(a)のように、プレス成形の条件に基づきCAE解析によって、プレス部品11での割れ推定領域RSKを求め、図10(d)に示すように、その割れ推定領域RSKに対応する中間部品40での解析領域Xを求めた。そして、その解析領域Xを、所定の加熱温度まで加熱し、室温まで冷却した後に、図10(e)の部品形状のプレス部品11に冷間プレス加工を施してみた。
所定の加熱温度の条件として、加熱無し、350℃、600℃、800℃の各条件でそれぞれ行い、目的のプレス部品11での伸びフランジ割れの有無を確認してみた。
結果として、加熱温度が600℃の場合には、目的のプレス部品11の端部に割れが無かったが、加熱無し、350℃、800℃ではいずれも割れが視認できた。
<実施例8>
第1の複合組織からなる鋼板を用いて第3実施形態の処理に基づく製造方法で、せん断加工した鋼板を、図12(b)から図12(e)に順に示すように、第1の工程で中間部品40を成形し、その中間部品40の端部40aの一部をせん断処理した後に、第2の工程で、せん断処理後の中間部品40を目的のプレス部品形状のプレス部品11にプレス成形してみた。
なお、使用した鋼板は、板厚t=1.2mm、引張強度が1180MPa級の主な組織がマルテンサイトとフェライトとの複合組織からなる高強度鋼板とした。
このとき、図12(a)のように、プレス成形の条件に基づきCAE解析によって、目的形状のプレス部品11での割れ推定領域RSKを求め、図12(d)に示す、その割れ推定領域RSKに対応する、せん断後の中間部品40での解析領域Xを求めた。そして、その中間部品40での解析領域Xを所定の加熱温度まで加熱し、室温まで冷却した後に、図10(e)の部品形状のプレス部品11に冷間プレス加工を施してみた。
所定の加熱温度として、加熱無し、350℃、600℃、800℃でそれぞれ行い、目的のプレス部品形状での伸びフランジ割れの有無を確認してみた。
結果として、加熱温度が600℃の場合には、目的のプレス部品の端部に割れが無かったが、加熱無し、350℃、800℃ではいずれも割れが視認できた。
<実施例9>
第2の複合組織の鋼板をプレス加工する際に、本発明を適用することによる伸びフランジ成形性の向上効果を確認するために、穴広げ試験の試験片を加熱・空冷した後に穴広げ試験を実施した。その内容を次に説明する。
鋼板からなる供試材を穴広げ試験の対象とした。供試材は、100mm×100mm角の正方形のブランク材からなり、図14に示すように、そのブランク材の中央に直径10mmφの穴を開孔し、試験片30とした。ここで、本実施例で使用した供試材は、板厚t=1.2mm、引張強度が1180MPa級の残留オーステナイトを含む複合組織から構成される高強度鋼板とした。
作製した試験片30に対し、伸びフランジ成形を含むプレス加工を模して、図15に示すように、円錐形のパンチにより円錐穴広げ試験を行い伸びフランジ成形性を評価した。円錐穴広げ試験は、頂角60°の円錐形のパンチを使用し、試験片30はロックビード34で固定し材料流入が生じないようにした。図15中、符号32がダイを、符号33がブランク材ホルダーを示す。
そして、上方からサンプルの試験片30を観察しつつ、図15(a)の状態から、パンチ31を上昇させ穴広げを行い、板厚方向貫通割れが視認できた時点でパンチ31の上昇を停止した(図15(b)参照)。穴広げ率は穴広げ試験後サンプルを試験機からとりはずし、試験後の穴径をノギスで4か所測定し、その穴広げの平均値Lと初期の穴径Lの比率から算出した。
この試験を、加熱温度条件を変えて複数回実施した。
ここで、試験片30の中央に開けた10mmφの穴は、10mmφのパンチでせん断加工した。
加熱、冷却の処理は、所定温度に保持した塩浴槽に熱電対をつけたサンプルを浸漬し、試験片30を目的の温度まで加熱後、空冷して、穴広げ試験用の試験片30とした。
試験結果を、図18に示す。図18は加熱温度と穴広げ率の変化の関係を示す図である。
ここで、縦軸は、室温での穴広げ率からの穴広げ率の変化率(穴広げ性改善率)を示している。穴広げ性改善率が100%未満は、非加熱状態に比べて穴広げ性が悪化したことを示し。穴広げ性改善率が100%以上は、非加熱状態に比べ穴広げ性が向上していることを示す。
図18から分かるように、残留オーステナイトを含む複合組織から構成される鋼板を使用した場合、加熱温度200℃以上で、好ましくは500℃以上で穴広げ率の向上が大きくなり、800℃まで加熱してしまうと穴広げ率が著しく低下したことが分かる。以上の結果より、200℃以上700℃以下の温度域に加熱することにより、確実に伸びフランジ成形性が改善されることが分かった。
また、本実施例では、試験片30全体を加熱し冷却した例を示しているが、試験片30に開孔した穴の端部(端面から1mm)だけをレーザー加熱し、空冷した場合であっても、加熱温度を200℃以上700℃以下の温度域とすることで穴広げ性改善率が向上したことを確認している。
<実施例10>
第2の複合組織からなる鋼板を用いて第1実施形態の処理に基づく製造方法で、図8(a)のようにせん断加工した鋼板10を、図8(b)に示す目的のプレス部品形状のプレス部品11にプレス成形してみた。
なお、使用した鋼板は、板厚t=1.2mm、引張強度が1180MPa級の残留オーステナイトを含む複合組織から構成される高強度鋼板とした。
このとき、図7のように、プレス成形の条件に基づきCAE解析によって、プレス部品11での割れ推定領域RSKを求め、図8(a)に示すように、その割れ推定領域RSKに対応する鋼板10での解析領域Xを求めた、そして、解析領域Xを、所定の加熱温度まで加熱し、室温まで冷却した後に、鋼板を、図8(b)の部品形状のプレス部品11に冷間プレス加工を施してみた。
所定の加熱温度の条件として、加熱無し、180℃、600℃、800℃の各条件でそれぞれ行い、目的のプレス部品11での伸びフランジ割れの有無を確認してみた。
結果として、加熱温度が600℃の場合には、目的のプレス部品の端部に割れが無かったが、加熱無し、180℃、800℃ではいずれも割れが視認できた。
<実施例11>
第2の複合組織からなる鋼板を用いて第2実施形態の処理に基づく製造方法で、図10(b)のようにせん断加工した鋼板10を、図10(c)から図10(e)に順に示すように、中間部品40を経て目的のプレス部品形状のプレス部品11にプレス成形してみた。
なお、使用した鋼板は、板厚t=1.2mm、引張強度が1180MPa級の残留オーステナイトを含む複合組織から構成される高強度鋼板とした。
このとき、図10(a)のように、プレス成形の条件に基づきCAE解析によって、プレス部品11での割れ推定領域RSKを求め、図10(d)に示すように、その割れ推定領域RSKに対応する中間部品40での解析領域Xを求めた。そして、その解析領域Xを、所定の加熱温度まで加熱し、室温まで冷却した後に、図10(e)の部品形状のプレス部品11に冷間プレス加工を施してみた。
所定の加熱温度の条件として、加熱無し、180℃、600℃、800℃の各条件でそれぞれ行い、目的のプレス部品11での伸びフランジ割れの有無を確認してみた。
結果として、加熱温度が600℃の場合には、目的のプレス部品11の端部に割れが無かったが、加熱無し、180℃、800℃ではいずれも割れが視認できた。
<実施例12>
第2の複合組織からなる鋼板を用いて第3実施形態の処理に基づく製造方法で、せん断加工した鋼板を、図12(b)から図12(e)に順に示すように、第1の工程で中間部品40を成形し、その中間部品40の端部40aの一部をせん断処理した後に、第2の工程で、せん断処理後の中間部品40を目的のプレス部品形状のプレス部品11にプレス成形してみた。
なお、使用した鋼板は、板厚t=1.2mm、引張強度が1180MPa級の残留オーステナイトを含む複合組織から構成される高強度鋼板とした。
このとき、図12(a)のように、プレス成形の条件に基づきCAE解析によって、目的形状のプレス部品11での割れ推定領域RSKを求め、図12(d)に示す、その割れ推定領域RSKに対応する、せん断後の中間部品40での解析領域Xを求めた。そして、その中間部品40での解析領域Xを所定の加熱温度まで加熱し、室温まで冷却した後に、図10(e)の部品形状のプレス部品11に冷間プレス加工を施してみた。
所定の加熱温度として、加熱無し、180℃、600℃、800℃でそれぞれ行い、目的のプレス部品形状での伸びフランジ割れの有無を確認してみた。
結果として、加熱温度が600℃の場合には、目的のプレス部品の端部に割れが無かったが、加熱無し、180℃、800℃ではいずれも割れが視認できた。
<実施例13>
主な組織がベイナイト単相の鋼板をプレス加工する際に、本発明を適用することによる伸びフランジ成形性の向上効果を確認するために、穴広げ試験の試験片を加熱・空冷した後に穴広げ試験を実施した。その内容を次に説明する。
鋼板からなる供試材を穴広げ試験の対象とした。供試材は、100mm×100mm角の正方形のブランク材からなり、図14に示すように、そのブランク材の中央に直径10mmφの穴を開孔し、試験片30とした。このとき、穴を10mmφのパンチでせん断加工した試験片と、9.8mmφのパンチでせん断加工した後に円周を1mm機械切削して10mmφの穴にした試験片の2種類の試験片を用いて試験を行った。
ここで、本実施例で使用した供試材は、板厚t=1.2mm、引張強度が780MPa級の主な組織がベイナイト単相で構成される高強度鋼板とした。
作製した試験片30に対し、伸びフランジ成形を含むプレス加工を模して、図15に示すように、円錐形のパンチにより円錐穴広げ試験を行い伸びフランジ成形性を評価した。円錐穴広げ試験は、頂角60°の円錐形のパンチを使用し、試験片30はロックビード34で固定し材料流入が生じないようにした。図15中、符号32がダイを、符号33がブランク材ホルダーを示す。
そして、上方からサンプルの試験片30を観察しつつ、図15(a)の状態から、パンチ31を上昇させ穴広げを行い、板厚方向貫通割れが視認できた時点でパンチ31の上昇を停止した(図15(b)参照)。穴広げ率は穴広げ試験後サンプルを試験機からとりはずし、試験後の穴径をノギスで4か所測定し、その穴広げの平均値Lと初期の穴径Lの比率から算出した。
この試験を、加熱温度条件を変えて複数回実施した。
加熱、冷却の処理は、所定温度に保持した塩浴槽に熱電対をつけたサンプルを浸漬し、試験片30を目的の温度まで加熱後、空冷して、穴広げ試験用の試験片30とした。
試験結果を、図19に示す。図19は加熱温度と穴広げ率の変化の関係を示す図である。
ここで、縦軸は、室温での穴広げ率からの穴広げ率の変化率(穴広げ性改善率)を示している。穴広げ性改善率が100%未満は、非加熱状態に比べて穴広げ性が悪化したことを示し。穴広げ性改善率が100%以上は、非加熱状態に比べ穴広げ性が向上していることを示す。
図19から分かるように、主な組織がベイナイト単相の鋼板を使用した場合、加熱温度400℃以上で確実に穴広げ率の向上が大きくなり、800℃まで加熱してしまうと穴広げ率が著しく低下したことが分かる。以上の結果より、400℃以上700℃以下の温度域に加熱することにより、確実に伸びフランジ成形性が改善されることが分かった。
また、本実施例では、試験片30全体を加熱し冷却した例を示しているが、試験片30に開孔した穴の端部(端面から1mm)だけをレーザー加熱し、空冷した場合であっても、加熱温度を400℃以上700℃以下の温度域とすることで穴広げ性改善率が向上したことを確認している。
<実施例14>
主な組織がベイナイト単相の鋼板における、第1実施形態の処理に基づく製造方法で、図8(a)のようにせん断加工した鋼板10を、図8(b)に示す目的のプレス部品形状のプレス部品11にプレス成形してみた。
なお、使用した鋼板は、板厚t=1.2mm、引張強度が780MPa級の主な組織がベイナイト単相で構成される高強度鋼板とした。
このとき、図7のように、プレス成形の条件に基づきCAE解析によって、プレス部品11での割れ推定領域RSKを求め、図8(a)に示すように、その割れ推定領域RSKに対応する鋼板10での解析領域Xを求めた、そして、解析領域Xを、所定の加熱温度まで加熱し、室温まで冷却した後に、鋼板を、図8(b)の部品形状のプレス部品11に冷間プレス加工を施してみた。
所定の加熱温度の条件として、加熱無し、350℃、600℃、800℃の各条件でそれぞれ行い、目的のプレス部品11での伸びフランジ割れの有無を確認してみた。
結果として、加熱温度が600℃の場合には、目的のプレス部品の端部に割れが無かったが、加熱無し、350℃、800℃ではいずれも割れが視認できた。
<実施例15>
主な組織がベイナイト単相の鋼板における、第2実施形態の処理に基づく製造方法で、図10(b)のようにせん断加工した鋼板10を、図10(c)から図10(e)に順に示すように、中間部品40を経て目的のプレス部品形状のプレス部品11にプレス成形してみた。
なお、使用した鋼板は、板厚t=1.2mm、引張強度が780MPa級の主な組織がベイナイト単相で構成される高強度鋼板とした。
このとき、図10(a)のように、プレス成形の条件に基づきCAE解析によって、プレス部品11での割れ推定領域RSKを求め、図10(d)に示すように、その割れ推定領域RSKに対応する中間部品40での解析領域Xを求めた。そして、その解析領域Xを、所定の加熱温度まで加熱し、室温まで冷却した後に、図10(e)の部品形状のプレス部品11に冷間プレス加工を施してみた。
所定の加熱温度の条件として、加熱無し、350℃、600℃、800℃の各条件でそれぞれ行い、目的のプレス部品11での伸びフランジ割れの有無を確認してみた。
結果として、加熱温度が600℃の場合には、目的のプレス部品11の端部に割れが無かったが、加熱無し、350℃、800℃ではいずれも割れが視認できた。
<実施例16>
主な組織がベイナイト単相の鋼板における、第3実施形態の処理に基づく製造方法で、せん断加工した鋼板を、図12(b)から図12(e)に順に示すように、第1の工程で中間部品40を成形し、その中間部品40の端部40aの一部をせん断処理した後に、第2の工程で、せん断処理後の中間部品40を目的のプレス部品形状のプレス部品11にプレス成形してみた。
なお、使用した鋼板は、板厚t=1.2mm、引張強度が780MPa級の主な組織がベイナイト単相で構成される高強度鋼板とした。
このとき、図12(a)のように、プレス成形の条件に基づきCAE解析によって、目的形状のプレス部品11での割れ推定領域RSKを求め、図12(d)に示す、その割れ推定領域RSKに対応する、せん断後の中間部品40での解析領域Xを求めた。そして、その中間部品40での解析領域Xを所定の加熱温度まで加熱し、室温まで冷却した後に、図10(e)の部品形状のプレス部品11に冷間プレス加工を施してみた。
所定の加熱温度として、加熱無し、350℃、600℃、800℃でそれぞれ行い、目的のプレス部品形状での伸びフランジ割れの有無を確認してみた。
結果として、加熱温度が600℃の場合には、目的のプレス部品の端部に割れが無かったが、加熱無し、350℃、800℃ではいずれも割れが視認できた。
<実施例17>
主な組織がフェライト単相の鋼板をプレス加工する際に、本発明を適用することによる伸びフランジ成形性の向上効果を確認するために、穴広げ試験の試験片を加熱・空冷した後に穴広げ試験を実施した。その内容を次に説明する。
鋼板からなる供試材を穴広げ試験の対象とした。供試材は、100mm×100mm角の正方形のブランク材からなり、図14に示すように、そのブランク材の中央に直径10mmφの穴を開孔し、試験片30とした。このとき、穴を10mmφのパンチでせん断加工した試験片と、9.8mmφのパンチでせん断加工した後に円周を1mm機械切削して10mmφの穴にした試験片の2種類の試験片を用いて試験を行った。
ここで、本実施例で使用した供試材は、板厚t=1.2mm、引張強度が780MPa級の主な組織がフェライト単相で構成される高強度鋼板とした。
作製した試験片30に対し、伸びフランジ成形を含むプレス加工を模して、図15に示すように、円錐形のパンチにより円錐穴広げ試験を行い伸びフランジ成形性を評価した。円錐穴広げ試験は、頂角60°の円錐形のパンチを使用し、試験片30はロックビード34で固定し材料流入が生じないようにした。図15中、符号32がダイを、符号33がブランク材ホルダーを示す。
そして、上方からサンプルの試験片30を観察しつつ、図15(a)の状態から、パンチ31を上昇させ穴広げを行い、板厚方向貫通割れが視認できた時点でパンチ31の上昇を停止した(図15(b)参照)。穴広げ率は穴広げ試験後サンプルを試験機からとりはずし、試験後の穴径をノギスで4か所測定し、その穴広げの平均値Lと初期の穴径Lの比率から算出した。
この試験を、加熱温度条件を変えて複数回実施した。
加熱、冷却の処理は、所定温度に保持した塩浴槽に熱電対をつけたサンプルを浸漬し、試験片30を目的の温度まで加熱後、空冷して、穴広げ試験用の試験片30とした。
試験結果を、図20に示す。図20は加熱温度と穴広げ率の変化の関係を示す図である。
ここで、縦軸は、室温での穴広げ率からの穴広げ率の変化率(穴広げ性改善率)を示している。穴広げ性改善率が100%未満は、非加熱状態に比べて穴広げ性が悪化したことを示し。穴広げ性改善率が100%以上は、非加熱状態に比べ穴広げ性が向上していることを示す。
図20から分かるように、主な組織がベイナイト単相の鋼板を使用した場合、加熱温度400℃以上で確実に穴広げ率の向上が大きくなり、800℃まで加熱してしまうと穴広げ率が著しく低下したことが分かる。以上の結果より、400℃以上700℃以下の温度域に加熱することにより、確実に伸びフランジ成形性が改善されることが分かった。
また、本実施例では、試験片30全体を加熱し冷却した例を示しているが、試験片30に開孔した穴の端部(端面から1mm)だけをレーザー加熱し、空冷した場合であっても、加熱温度を400℃以上700℃以下の温度域とすることで穴広げ性改善率が向上したことを確認している。
<実施例18>
主な組織がフェライト単相の鋼板における、第1実施形態の処理に基づく製造方法で、図8(a)のようにせん断加工した鋼板10を、図8(b)に示す目的のプレス部品形状のプレス部品11にプレス成形してみた。
なお、使用した鋼板は、板厚t=1.2mm、引張強度が780MPa級の主な組織がフェライト単相で構成される高強度鋼板とした。
このとき、図7のように、プレス成形の条件に基づきCAE解析によって、プレス部品11での割れ推定領域RSKを求め、図8(a)に示すように、その割れ推定領域RSKに対応する鋼板10での解析領域Xを求めた、そして、解析領域Xを、所定の加熱温度まで加熱し、室温まで冷却した後に、鋼板を、図8(b)の部品形状のプレス部品11に冷間プレス加工を施してみた。
所定の加熱温度の条件として、加熱無し、350℃、600℃、800℃の各条件でそれぞれ行い、目的のプレス部品11での伸びフランジ割れの有無を確認してみた。
結果として、加熱温度が600℃の場合には、目的のプレス部品の端部に割れが無かったが、加熱無し、350℃、800℃ではいずれも割れが視認できた。
<実施例19>
主な組織がフェライト単相の鋼板における、第2実施形態の処理に基づく製造方法で、図10(b)のようにせん断加工した鋼板10を、図10(c)から図10(e)に順に示すように、中間部品40を経て目的のプレス部品形状のプレス部品11にプレス成形してみた。
なお、使用した鋼板は、板厚t=1.2mm、引張強度が780MPa級の主な組織がフェライト単相で構成される高強度鋼板とした。
このとき、図10(a)のように、プレス成形の条件に基づきCAE解析によって、プレス部品11での割れ推定領域RSKを求め、図10(d)に示すように、その割れ推定領域RSKに対応する中間部品40での解析領域Xを求めた。そして、その解析領域Xを、所定の加熱温度まで加熱し、室温まで冷却した後に、図10(e)の部品形状のプレス部品11に冷間プレス加工を施してみた。
所定の加熱温度の条件として、加熱無し、350℃、600℃、800℃の各条件でそれぞれ行い、目的のプレス部品11での伸びフランジ割れの有無を確認してみた。
結果として、加熱温度が600℃の場合には、目的のプレス部品11の端部に割れが無かったが、加熱無し、350℃、800℃ではいずれも割れが視認できた。
<実施例20>
主な組織がフェライト単相の鋼板における、第3実施形態の処理に基づく製造方法で、せん断加工した鋼板を、図12(b)から図12(e)に順に示すように、第1の工程で中間部品40を成形し、その中間部品40の端部40aの一部をせん断処理した後に、第2の工程で、せん断処理後の中間部品40を目的のプレス部品形状のプレス部品11にプレス成形してみた。
なお、使用した鋼板は、板厚t=1.2mm、引張強度が780MPa級の主な組織がフェライト単相で構成される高強度鋼板とした。
このとき、図12(a)のように、プレス成形の条件に基づきCAE解析によって、目的形状のプレス部品11での割れ推定領域RSKを求め、図12(d)に示す、その割れ推定領域RSKに対応する、せん断後の中間部品40での解析領域Xを求めた。そして、その中間部品40での解析領域Xを所定の加熱温度まで加熱し、室温まで冷却した後に、図10(e)の部品形状のプレス部品11に冷間プレス加工を施してみた。
所定の加熱温度として、加熱無し、350℃、600℃、800℃でそれぞれ行い、目的のプレス部品形状での伸びフランジ割れの有無を確認してみた。
結果として、加熱温度が600℃の場合には、目的のプレス部品の端部に割れが無かったが、加熱無し、350℃、800℃ではいずれも割れが視認できた。
<実施例21>
第3の複合組織の鋼板をプレス加工する際に、本発明を適用することによる伸びフランジ成形性の向上効果を確認するために、穴広げ試験の試験片を加熱・空冷した後に穴広げ試験を実施した。その内容を次に説明する。
鋼板からなる供試材を穴広げ試験の対象とした。供試材は、100mm×100mm角の正方形のブランク材からなり、図14に示すように、そのブランク材の中央に直径10mmφの穴を開孔し、試験片30とした。このとき、穴を10mmφのパンチでせん断加工した試験片と、9.8mmφのパンチでせん断加工した後に円周を1mm機械切削して10mmφの穴にした試験片の2種類の試験片を用いて試験を行った。
ここで、本実施例で使用した供試材は、板厚t=1.2mm、引張強度が780MPa級の主な組織がフェライトとパーライトの複合組織で構成される高強度鋼板とした。
作製した試験片30に対し、伸びフランジ成形を含むプレス加工を模して、図15に示すように、円錐形のパンチにより円錐穴広げ試験を行い伸びフランジ成形性を評価した。円錐穴広げ試験は、頂角60°の円錐形のパンチを使用し、試験片30はロックビード34で固定し材料流入が生じないようにした。図15中、符号32がダイを、符号33がブランク材ホルダーを示す。
そして、上方からサンプルの試験片30を観察しつつ、図15(a)の状態から、パンチ31を上昇させ穴広げを行い、板厚方向貫通割れが視認できた時点でパンチ31の上昇を停止した(図15(b)参照)。穴広げ率は穴広げ試験後サンプルを試験機からとりはずし、試験後の穴径をノギスで4か所測定し、その穴広げの平均値Lと初期の穴径Lの比率から算出した。
この試験を、加熱温度条件を変えて複数回実施した。
加熱、冷却の処理は、所定温度に保持した塩浴槽に熱電対をつけたサンプルを浸漬し、試験片30を目的の温度まで加熱後、空冷して、穴広げ試験用の試験片30とした。
試験結果を、図21に示す。図21は加熱温度と穴広げ率の変化の関係を示す図である。
ここで、縦軸は、室温での穴広げ率からの穴広げ率の変化率(穴広げ性改善率)を示している。穴広げ性改善率が100%未満は、非加熱状態に比べて穴広げ性が悪化したことを示し。穴広げ性改善率が100%以上は、非加熱状態に比べ穴広げ性が向上していることを示す。
図21から分かるように、フェライトとパーライトの複合組織で構成される鋼板を使用した場合、加熱温度400℃以上で確実に穴広げ率の向上が大きくなり、800℃まで加熱してしまうと穴広げ率が著しく低下したことが分かる。以上の結果より、400℃以上700℃以下の温度域に加熱することにより、確実に伸びフランジ成形性が改善されることが分かった。
また、本実施例では、試験片30全体を加熱し冷却した例を示しているが、試験片30に開孔した穴の端部(端面から1mm)だけをレーザー加熱し、空冷した場合であっても、加熱温度を400℃以上700℃以下の温度域とすることで穴広げ性改善率が向上したことを確認している。
<実施例22>
第3の複合組織からなる鋼板における、第1実施形態の処理に基づく製造方法で、図8(a)のようにせん断加工した鋼板10を、図8(b)に示す目的のプレス部品形状のプレス部品11にプレス成形してみた。
なお、使用した鋼板は、板厚t=1.2mm、引張強度が780MPa級のフェライトとパーライトの複合組織で構成される高強度鋼板とした。
このとき、図7のように、プレス成形の条件に基づきCAE解析によって、プレス部品11での割れ推定領域RSKを求め、図8(a)に示すように、その割れ推定領域RSKに対応する鋼板10での解析領域Xを求めた、そして、解析領域Xを、所定の加熱温度まで加熱し、室温まで冷却した後に、鋼板を、図8(b)の部品形状のプレス部品11に冷間プレス加工を施してみた。
所定の加熱温度の条件として、加熱無し、350℃、600℃、800℃の各条件でそれぞれ行い、目的のプレス部品11での伸びフランジ割れの有無を確認してみた。
結果として、加熱温度が600℃の場合には、目的のプレス部品の端部に割れが無かったが、加熱無し、350℃、800℃ではいずれも割れが視認できた。
<実施例23>
第3の複合組織からなる鋼板における、第2実施形態の処理に基づく製造方法で、図10(b)のようにせん断加工した鋼板10を、図10(c)から図10(e)に順に示すように、中間部品40を経て目的のプレス部品形状のプレス部品11にプレス成形してみた。
なお、使用した鋼板は、板厚t=1.2mm、引張強度が780MPa級のフェライトとパーライトの複合組織で構成される高強度鋼板とした。
このとき、図10(a)のように、プレス成形の条件に基づきCAE解析によって、プレス部品11での割れ推定領域RSKを求め、図10(d)に示すように、その割れ推定領域RSKに対応する中間部品40での解析領域Xを求めた。そして、その解析領域Xを、所定の加熱温度まで加熱し、室温まで冷却した後に、図10(e)の部品形状のプレス部品11に冷間プレス加工を施してみた。
所定の加熱温度の条件として、加熱無し、350℃、600℃、800℃の各条件でそれぞれ行い、目的のプレス部品11での伸びフランジ割れの有無を確認してみた。
結果として、加熱温度が600℃の場合には、目的のプレス部品11の端部に割れが無かったが、加熱無し、350℃、800℃ではいずれも割れが視認できた。
<実施例24>
第3の複合組織からなる鋼板における、第3実施形態の処理に基づく製造方法で、せん断加工した鋼板を、図12(b)から図12(e)に順に示すように、第1の工程で中間部品40を成形し、その中間部品40の端部40aの一部をせん断処理した後に、第2の工程で、せん断処理後の中間部品40を目的のプレス部品形状のプレス部品11にプレス成形してみた。
なお、使用した鋼板は、板厚t=1.2mm、引張強度が780MPa級のフェライトとパーライトの複合組織で構成される高強度鋼板とした。
このとき、図12(a)のように、プレス成形の条件に基づきCAE解析によって、目的形状のプレス部品11での割れ推定領域RSKを求め、図12(d)に示す、その割れ推定領域RSKに対応する、せん断後の中間部品40での解析領域Xを求めた。そして、その中間部品40での解析領域Xを所定の加熱温度まで加熱し、室温まで冷却した後に、図10(e)の部品形状のプレス部品11に冷間プレス加工を施してみた。
所定の加熱温度として、加熱無し、350℃、600℃、800℃でそれぞれ行い、目的のプレス部品形状での伸びフランジ割れの有無を確認してみた。
結果として、加熱温度が600℃の場合には、目的のプレス部品の端部に割れが無かったが、加熱無し、350℃、800℃ではいずれも割れが視認できた。
また、本願が優先権を主張する、日本国特許出願2019-034755(2019年 2月27日出願)、日本国特許出願2019-034756(2019年 2月27日出願)、日本国特許出願2019-034757(2019年 2月27日出願)、日本国特許出願2019-118512(2019年 6月26日出願)、日本国特許出願2019-118513(2019年 6月26日出願)、及び日本国特許出願2019-118514(2019年 6月26日出願)の全内容は、参照により本開示の一部をなす。ここでは、限られた数の実施形態を参照しながら説明したが、権利範囲はそれらに限定されるものではなく、上記の開示に基づく各実施形態の改変は当業者にとって自明なことである。
1 鋼板製造工程
1A せん断工程
1B 加熱・冷却工程
1Ba 加熱処理
1Bb 冷却処理
2 プレス加工工程
2A 第1の工程
2B 第2の工程
3 伸びフランジ割れ領域推定処理(解析工程)
10 鋼板
11 目的のプレス部品
40 中間部品
50 せん断工程
51 解析工程
52 加熱・冷却工程

Claims (24)

  1. 冷間プレス加工が施される冷間プレス用の鋼板の製造方法であって、
    上記鋼板の少なくとも一部の端部に対しせん断加工を施すせん断工程と、
    上記せん断工程でせん断加工を施した上記鋼板の端部のうち、冷間プレス加工で成形した際に伸びフランジ割れが発生しやすいと推定される領域を求める解析工程と、
    上記鋼板の端部のうち、上記解析工程で求めた上記領域に含まれる部位を、上記鋼板の組織構造に応じて予め設定した加熱温度域に加熱し冷却する加熱・冷却工程と、
    を有し、
    上記鋼板として主な組織がマルテンサイト単相からなる鋼板を使用する場合、上記加熱温度域を500℃以上700℃以下の加熱温度域に設定し、
    上記鋼板として、主な組織がマルテンサイトとフェライトとの複合組織からなる鋼板、主な組織がベイナイト単相からなる鋼板、主な組織がフェライト単相からなる鋼板、又は主な組織がフェライトとパーライトの複合組織からなる鋼板のいずれかの鋼板を使用する場合、上記加熱温度域を400℃以上700℃以下の加熱温度域に設定し、
    上記鋼板として残留オーステナイトを含む複合組織からなる鋼板を使用する場合、上記加熱温度域を200℃以上700℃以下の加熱温度域に設定し、
    上記加熱・冷却工程で加熱する加熱領域の範囲を、上記鋼板の端面から、当該鋼板の端面から加熱範囲L[mm]までの範囲に設定し、
    上記加熱範囲L[mm]は、上記加熱・冷却工程での加熱温度T[℃]に応じて設定し、且つ、上記加熱範囲L[mm]は、鋼板の主な組織に応じて、下記(3)式、(5)式、(7)式、(9)式、(11)式、又は(13)式を満足するように設定する、
    ことを特徴とする冷間プレス用の鋼板の製造方法。
    [主な組織がマルテンサイト単相からなる鋼板の場合]
    Figure 0007276428000013
    [主な組織がマルテンサイトとフェライトとの複合組織からなる鋼板の場合]
    Figure 0007276428000014
    [残留オーステナイトを含む複合組織から構成される鋼板の場合]
    Figure 0007276428000015
    [主な組織がベイナイト単相からなる鋼板の場合]
    Figure 0007276428000016
    [主な組織がフェライト単相からなる鋼板の場合]
    Figure 0007276428000017
    [主な組織がフェライトとパーライトとの複合組織からなる鋼板の場合]
    Figure 0007276428000018
  2. 冷間プレス加工が施される冷間プレス用の鋼板の製造方法であって、上記鋼板として、主な組織がマルテンサイト単相からなる鋼板を使用し、
    上記鋼板の少なくとも一部の端部に対しせん断加工を施すせん断工程と、
    上記せん断工程でせん断加工を施した上記鋼板の端部のうち、冷間プレス加工で成形した際に伸びフランジ割れが発生しやすいと推定される領域を求める解析工程と、
    上記鋼板の端部のうち、上記解析工程で求めた上記領域に含まれる部位を、500℃以上700℃以下の温度域に加熱し冷却する加熱・冷却工程と、
    を有し、
    上記加熱・冷却工程で加熱する加熱領域の範囲を、上記鋼板の端面から、当該鋼板の端面から加熱範囲L[mm]までの範囲に設定し、
    上記加熱範囲L[mm]は、上記加熱・冷却工程での加熱温度T[℃]に応じて、下記(3)式を満足するように設定する、
    することを特徴とする冷間プレス用の鋼板の製造方法。
    Figure 0007276428000019
  3. 冷間プレス加工が施される冷間プレス用の鋼板の製造方法であって、上記鋼板として、主な組織がマルテンサイトとフェライトとの複合組織からなる鋼板を使用し、
    上記鋼板の少なくとも一部の端部に対しせん断加工を施すせん断工程と、
    上記せん断工程でせん断加工を施した上記鋼板の端部のうち、冷間プレス加工で成形した際に伸びフランジ割れが発生しやすいと推定される領域を求める解析工程と、
    上記鋼板の端部のうち、上記解析工程で求めた上記領域に含まれる部位を、400℃以上700℃以下の温度域に加熱し冷却する加熱・冷却工程と、を有し、
    上記加熱・冷却工程で加熱する加熱領域の範囲を、上記鋼板の端面から、当該鋼板の端面から加熱範囲L[mm]までの範囲に設定し、
    上記加熱範囲L[mm]は、上記加熱・冷却工程での加熱温度T[℃]に応じて、下記(5)式を満足するように設定する、
    ことを特徴とする冷間プレス用の鋼板の製造方法。
    Figure 0007276428000020
  4. 冷間プレス加工が施される冷間プレス用の鋼板の製造方法であって、上記鋼板として、残留オーステナイトを含む複合組織からなる鋼板を使用し、
    上記鋼板の少なくとも一部の端部に対しせん断加工を施すせん断工程と、
    上記せん断工程でせん断加工を施した上記鋼板の端部のうち、冷間プレス加工で成形した際に伸びフランジ割れが発生しやすいと推定される領域を求める解析工程と、
    上記鋼板の端部のうち、上記解析工程で求めた上記領域に含まれる部位を、200℃以上700℃以下の温度域に加熱し冷却する加熱・冷却工程と、を有し、
    上記加熱・冷却工程で加熱する加熱領域の範囲を、上記鋼板の端面から、当該鋼板の端面から加熱範囲L[mm]までの範囲に設定し、
    上記加熱範囲L[mm]は、上記加熱・冷却工程での加熱温度T[℃]に応じて、下記(7)式を満足するように設定する、
    ことを特徴とする冷間プレス用の鋼板の製造方法。
    Figure 0007276428000021
  5. 冷間プレス加工が施される冷間プレス用の鋼板の製造方法であって、上記鋼板として、主な組織がベイナイト単相からなる鋼板を使用し、
    上記鋼板の少なくとも一部の端部に対しせん断加工を施すせん断工程と、
    上記せん断工程でせん断加工を施した上記鋼板の端部のうち、冷間プレス加工で成形した際に伸びフランジ割れが発生しやすいと推定される領域を求める解析工程と、
    上記鋼板の端部のうち、上記解析工程で求めた上記領域に含まれる部位を、400℃以上700℃以下の温度域に加熱し冷却する加熱・冷却工程と、
    を有し、
    上記加熱・冷却工程で加熱する加熱領域の範囲を、上記鋼板の端面から、当該鋼板の端面から加熱範囲L[mm]までの範囲に設定し、
    上記加熱範囲L[mm]は、上記加熱・冷却工程での加熱温度T[℃]に応じて、下記(9)式を満足するように設定する、
    ことを特徴とする冷間プレス用の鋼板の製造方法。
    Figure 0007276428000022
  6. 冷間プレス加工が施される冷間プレス用の鋼板の製造方法であって、上記鋼板として、主な組織がフェライト単相からなる鋼板を使用し、
    上記鋼板の少なくとも一部の端部に対しせん断加工を施すせん断工程と、
    上記せん断工程でせん断加工を施した上記鋼板の端部のうち、冷間プレス加工で成形した際に伸びフランジ割れが発生しやすいと推定される領域を求める解析工程と、
    上記鋼板の端部のうち、上記解析工程で求めた上記領域に含まれる部位を、400℃以上700℃以下の温度域に加熱し冷却する加熱・冷却工程と、
    を有し、
    上記加熱・冷却工程で加熱する加熱領域の範囲を、上記鋼板の端面から、当該鋼板の端面から加熱範囲L[mm]までの範囲に設定し、
    上記加熱範囲L[mm]は、上記加熱・冷却工程での加熱温度T[℃]に応じて、下記(11)式を満足するように設定する、
    ことを特徴とする冷間プレス用の鋼板の製造方法。
    Figure 0007276428000023
  7. 冷間プレス加工が施される冷間プレス用の鋼板の製造方法であって、上記鋼板として、主な組織がフェライトとパーライトの複合組織からなる鋼板を使用し、
    上記鋼板の少なくとも一部の端部に対しせん断加工を施すせん断工程と、
    上記せん断工程でせん断加工を施した上記鋼板の端部のうち、冷間プレス加工で成形した際に伸びフランジ割れが発生しやすいと推定される領域を求める解析工程と、
    上記鋼板の端部のうち、上記解析工程で求めた上記領域に含まれる部位を、400℃以上700℃以下の温度域に加熱し冷却する加熱・冷却工程と、
    を有し、
    上記加熱・冷却工程で加熱する加熱領域の範囲を、上記鋼板の端面から、当該鋼板の端面から加熱範囲L[mm]までの範囲に設定し、
    上記加熱範囲L[mm]は、上記加熱・冷却工程での加熱温度T[℃]に応じて、下記(13)式を満足するように設定する、
    することを特徴とする冷間プレス用の鋼板の製造方法。
    Figure 0007276428000024
  8. 上記加熱・冷却工程で加熱する端部は、上記鋼板の端面から20mm以下の範囲とすることを特徴とする請求項1~請求項7のいずれか1項に記載した冷間プレス用の鋼板の製造方法。
  9. 請求項1~請求項のいずれか1項に記載の冷間プレス用の鋼板の製造方法で製造された1枚の板材からなる鋼板を、伸びフランジ成形を含む冷間プレス加工を施してプレス部品を製造するプレス部品の製造方法。
  10. 鋼板に冷間プレス加工を施して目的のプレス部品形状のプレス部品を製造するプレス部品の製造方法であって、
    上記冷間プレス加工として、上記鋼板を中間部品にプレス成形する第1の工程と、上記中間部品を目的のプレス部品形状にプレス成形する第2の工程と、を備え、
    更に、
    上記第1の工程の前に、上記鋼板の少なくとも一部の端部に対しせん断加工を施すせん断工程と、
    上記中間部品の端部のうち、上記第2の工程で上記中間部品を目的のプレス部品形状にプレス成形した際に、伸びフランジ割れが発生しやすいと推定される領域を求める解析工程と、
    上記第2の工程の前に、上記第1の工程で成形した中間部品の端部のうち、上記解析工程で求めた上記領域に含まれる部位を、上記鋼板の組織構造に応じて予め設定した加熱温度域に加熱し冷却する加熱・冷却工程と、
    を有し、
    上記鋼板として主な組織がマルテンサイト単相からなる鋼板を使用する場合、上記加熱温度域を500℃以上700℃以下の加熱温度域に設定し、
    上記鋼板として、主な組織がマルテンサイトとフェライトとの複合組織からなる鋼板、主な組織がベイナイト単相からなる鋼板、主な組織がフェライト単相からなる鋼板、又は主な組織がフェライトとパーライトの複合組織からなる鋼板のいずれかの鋼板を使用する場合、上記加熱温度域を400℃以上700℃以下の加熱温度域に設定し、
    上記鋼板として残留オーステナイトを含む複合組織からなる鋼板を使用する場合、上記加熱温度域を200℃以上700℃以下の加熱温度域に設定し、
    上記加熱・冷却工程で加熱する加熱領域の範囲を、上記鋼板の端面から、当該鋼板の端面から加熱範囲L[mm]までの範囲に設定し、
    上記加熱範囲L[mm]は、上記加熱・冷却工程での加熱温度T[℃]に応じて設定し、且つ、上記加熱範囲L[mm]は、鋼板の主な組織に応じて、下記(3)式、(5)式、(7)式、(9)式、(11)式、又は(13)式を満足するように設定する、
    ことを特徴とするプレス部品の製造方法。
    [主な組織がマルテンサイト単相からなる鋼板の場合]
    Figure 0007276428000025
    [主な組織がマルテンサイトとフェライトとの複合組織からなる鋼板の場合]
    Figure 0007276428000026
    [残留オーステナイトを含む複合組織から構成される鋼板の場合]
    Figure 0007276428000027
    [主な組織がベイナイト単相からなる鋼板の場合]
    Figure 0007276428000028
    [主な組織がフェライト単相からなる鋼板の場合]
    Figure 0007276428000029
    [主な組織がフェライトとパーライトとの複合組織からなる鋼板の場合]
    Figure 0007276428000030
  11. 鋼板に、冷間プレス加工を施して目的のプレス部品形状のプレス部品を製造するプレス部品の製造方法であって、
    上記冷間プレス加工として、上記鋼板を中間部品にプレス成形する第1の工程と、上記中間部品を目的のプレス部品形状にプレス成形する第2の工程と、を備え、
    更に、
    上記第2の工程の前に、上記中間部品の少なくとも一部の端部に対しせん断加工を施すせん断工程と、
    上記せん断加工が施された後の上記中間部品の端部のうち、上記第2の工程で上記中間部品を目的のプレス部品形状にプレス成形した際に、伸びフランジ割れが発生しやすいと推定される領域を求める解析工程と、
    上記第2の工程の前に、上記せん断加工が施された上記中間部品の端部のうち、上記解析工程で求めた上記領域に含まれる部位を、上記鋼板の組織構造に応じて予め設定した加熱温度域に加熱し冷却する加熱・冷却工程と、
    を有し、
    上記鋼板として主な組織がマルテンサイト単相からなる鋼板を使用する場合、上記加熱温度域を500℃以上700℃以下の加熱温度域に設定し、
    上記鋼板として、主な組織がマルテンサイトとフェライトとの複合組織からなる鋼板、主な組織がベイナイト単相からなる鋼板、主な組織がフェライト単相からなる鋼板、又は主な組織がフェライトとパーライトの複合組織からなる鋼板のいずれかの鋼板を使用する場合、上記加熱温度域を400℃以上700℃以下の加熱温度域に設定し、
    上記鋼板として残留オーステナイトを含む複合組織からなる鋼板を使用する場合、上記加熱温度域を200℃以上700℃以下の加熱温度域に設定し、
    上記加熱・冷却工程で加熱する加熱領域の範囲を、上記鋼板の端面から、当該鋼板の端面から加熱範囲L[mm]までの範囲に設定し、
    上記加熱範囲L[mm]は、上記加熱・冷却工程での加熱温度T[℃]に応じて設定し、且つ、上記加熱範囲L[mm]は、鋼板の主な組織に応じて、下記(3)式、(5)式、(7)式、(9)式、(11)式、又は(13)式を満足するように設定する、
    ことを特徴とするプレス部品の製造方法。
    [主な組織がマルテンサイト単相からなる鋼板の場合]
    Figure 0007276428000031
    [主な組織がマルテンサイトとフェライトとの複合組織からなる鋼板の場合]
    Figure 0007276428000032
    [残留オーステナイトを含む複合組織から構成される鋼板の場合]
    Figure 0007276428000033
    [主な組織がベイナイト単相からなる鋼板の場合]
    Figure 0007276428000034
    [主な組織がフェライト単相からなる鋼板の場合]
    Figure 0007276428000035
    [主な組織がフェライトとパーライトとの複合組織からなる鋼板の場合]
    Figure 0007276428000036
  12. 主な組織がマルテンサイト単相からなる鋼板に、冷間プレス加工を施して目的のプレス部品形状のプレス部品を製造するプレス部品の製造方法であって、
    上記冷間プレス加工として、上記鋼板を中間部品にプレス成形する第1の工程と、上記中間部品を目的のプレス部品形状にプレス成形する第2の工程と、を備え、
    更に、
    上記第1の工程の前に、上記鋼板の少なくとも一部の端部に対しせん断加工を施すせん断工程と、
    上記中間部品の端部のうち、上記第2の工程で上記中間部品を目的のプレス部品形状にプレス成形した際に、伸びフランジ割れが発生しやすいと推定される領域を求める解析工程と、
    上記第2の工程の前に、上記第1の工程で成形した中間部品の端部のうち、上記解析工程で求めた上記領域に含まれる部位を、500℃以上700℃以下の温度域に加熱し冷却する加熱・冷却工程と、
    を有し、
    上記加熱・冷却工程で加熱する加熱領域の範囲を、上記鋼板の端面から、当該鋼板の端面から加熱範囲L[mm]までの範囲に設定し、
    上記加熱範囲L[mm]は、上記加熱・冷却工程での加熱温度T[℃]に応じて、下記(3)式を満足するように設定する、
    ることを特徴とするプレス部品の製造方法。
    Figure 0007276428000037
  13. 主な組織がマルテンサイト単相からなる鋼板に、冷間プレス加工を施して目的のプレス部品形状のプレス部品を製造するプレス部品の製造方法であって、
    上記冷間プレス加工として、上記鋼板を中間部品にプレス成形する第1の工程と、上記中間部品を目的のプレス部品形状にプレス成形する第2の工程と、を備え、
    更に、
    上記第2の工程の前に、上記中間部品の少なくとも一部の端部に対しせん断加工を施すせん断工程と、
    上記せん断加工が施された後の上記中間部品の端部のうち、上記第2の工程で上記中間部品を目的のプレス部品形状にプレス成形した際に、伸びフランジ割れが発生しやすいと推定される領域を求める解析工程と、
    上記第2の工程の前に、上記せん断加工が施された上記中間部品の端部のうち、上記解析工程で求めた上記領域に含まれる部位を、500℃以上700℃以下の温度域に加熱し冷却する加熱・冷却工程と、
    を有し、
    上記加熱・冷却工程で加熱する加熱領域の範囲を、上記鋼板の端面から、当該鋼板の端面から加熱範囲L[mm]までの範囲に設定し、
    上記加熱範囲L[mm]は、上記加熱・冷却工程での加熱温度T[℃]に応じて、下記(3)式を満足するように設定する、
    することを特徴とするプレス部品の製造方法。
    Figure 0007276428000038
  14. 主な組織がマルテンサイトとフェライトとの複合組織からなる鋼板に、冷間プレス加工を施して目的のプレス部品形状のプレス部品を製造するプレス部品の製造方法であって、
    上記冷間プレス加工として、上記鋼板を中間部品にプレス成形する第1の工程と、上記中間部品を目的のプレス部品形状にプレス成形する第2の工程と、を備え、
    更に、
    上記第1の工程の前に、上記鋼板の少なくとも一部の端部に対しせん断加工を施すせん断工程と、
    上記中間部品の端部のうち、上記第2の工程で上記中間部品を目的のプレス部品形状にプレス成形した際に、伸びフランジ割れが発生しやすいと推定される領域を求める解析工程と、
    上記第2の工程の前に、上記第1の工程で成形した中間部品の端部のうち、上記解析工程で求めた上記領域に含まれる部位を、400℃以上700℃以下の温度域に加熱し冷却する加熱・冷却工程と、
    を有し、
    上記加熱・冷却工程で加熱する加熱領域の範囲を、上記鋼板の端面から、当該鋼板の端面から加熱範囲L[mm]までの範囲に設定し、
    上記加熱範囲L[mm]は、上記加熱・冷却工程での加熱温度T[℃]に応じて、下記(5)式を満足するように設定する、
    ことを特徴とするプレス部品の製造方法。
    Figure 0007276428000039
  15. 主な組織がマルテンサイトとフェライトとの複合組織からなる鋼板に、冷間プレス加工を施して目的のプレス部品形状のプレス部品を製造するプレス部品の製造方法であって、
    上記冷間プレス加工として、上記鋼板を中間部品にプレス成形する第1の工程と、上記中間部品を目的のプレス部品形状にプレス成形する第2の工程と、を備え、
    更に、
    上記第2の工程の前に、上記中間部品の少なくとも一部の端部に対しせん断加工を施すせん断工程と、
    上記せん断加工が施された後の上記中間部品の端部のうち、上記第2の工程で上記中間部品を目的のプレス部品形状にプレス成形した際に、伸びフランジ割れが発生しやすいと推定される領域を求める解析工程と、
    上記第2の工程の前に、上記せん断加工が施された上記中間部品の端部のうち、上記解析工程で求めた上記領域に含まれる部位を、400℃以上700℃以下の温度域に加熱し冷却する加熱・冷却工程と、
    を有し、
    上記加熱・冷却工程で加熱する加熱領域の範囲を、上記鋼板の端面から、当該鋼板の端面から加熱範囲L[mm]までの範囲に設定し、
    上記加熱範囲L[mm]は、上記加熱・冷却工程での加熱温度T[℃]に応じて、下記(5)式を満足するように設定する、
    ことを特徴とするプレス部品の製造方法。
    Figure 0007276428000040
  16. 残留オーステナイトを含む複合組織からなる鋼板に、冷間プレス加工を施して目的のプレス部品形状のプレス部品を製造するプレス部品の製造方法であって、
    上記冷間プレス加工として、上記鋼板を中間部品にプレス成形する第1の工程と、上記中間部品を目的のプレス部品形状にプレス成形する第2の工程と、を備え、
    更に、
    上記第1の工程の前に、上記鋼板の少なくとも一部の端部に対しせん断加工を施すせん断工程と、
    上記中間部品の端部のうち、上記第2の工程で上記中間部品を目的のプレス部品形状にプレス成形した際に、伸びフランジ割れが発生しやすいと推定される領域を求める解析工程と、
    上記第2の工程の前に、上記第1の工程で成形した中間部品の端部のうち、上記解析工程で求めた上記領域に含まれる部位を、200℃以上700℃以下の温度域に加熱し冷却する加熱・冷却工程と、
    を有し、
    上記加熱・冷却工程で加熱する加熱領域の範囲を、上記鋼板の端面から、当該鋼板の端面から加熱範囲L[mm]までの範囲に設定し、
    上記加熱範囲L[mm]は、上記加熱・冷却工程での加熱温度T[℃]に応じて、下記(7)式を満足するように設定する、
    ことを特徴とするプレス部品の製造方法。
    Figure 0007276428000041
  17. 残留オーステナイトを含む複合組織からなる鋼板に、冷間プレス加工を施して目的のプレス部品形状のプレス部品を製造するプレス部品の製造方法であって、
    上記冷間プレス加工として、上記鋼板を中間部品にプレス成形する第1の工程と、上記中間部品を目的のプレス部品形状にプレス成形する第2の工程と、を備え、
    更に、
    上記第2の工程の前に、上記中間部品の少なくとも一部の端部に対しせん断加工を施すせん断工程と、
    上記せん断加工が施された後の上記中間部品の端部のうち、上記第2の工程で上記中間部品を目的のプレス部品形状にプレス成形した際に、伸びフランジ割れが発生しやすいと推定される領域を求める解析工程と、
    上記第2の工程の前に、上記せん断加工が施された上記中間部品の端部のうち、上記解析工程で求めた上記領域に含まれる部位を、200℃以上700℃以下の温度域に加熱し冷却する加熱・冷却工程と、
    を有し、
    上記加熱・冷却工程で加熱する加熱領域の範囲を、上記鋼板の端面から、当該鋼板の端面から加熱範囲L[mm]までの範囲に設定し、
    上記加熱範囲L[mm]は、上記加熱・冷却工程での加熱温度T[℃]に応じて、下記(7)式を満足するように設定する、
    ことを特徴とするプレス部品の製造方法。
    Figure 0007276428000042
  18. 主な組織がベイナイト単相からなる鋼板に、冷間プレス加工を施して目的のプレス部品形状のプレス部品を製造するプレス部品の製造方法であって、
    上記冷間プレス加工として、上記鋼板を中間部品にプレス成形する第1の工程と、上記中間部品を目的のプレス部品形状にプレス成形する第2の工程と、を備え、
    更に、
    上記第1の工程の前に、上記鋼板の少なくとも一部の端部に対しせん断加工を施すせん断工程と、
    上記中間部品の端部のうち、上記第2の工程で上記中間部品を目的のプレス部品形状にプレス成形した際に、伸びフランジ割れが発生しやすいと推定される領域を求める解析工程と、
    上記第2の工程の前に、上記第1の工程で成形した中間部品の端部のうち、上記解析工程で求めた上記領域に含まれる部位を、400℃以上700℃以下の温度域に加熱し冷却する加熱・冷却工程と、
    を有し、
    上記加熱・冷却工程で加熱する加熱領域の範囲を、上記鋼板の端面から、当該鋼板の端面から加熱範囲L[mm]までの範囲に設定し、
    上記加熱範囲L[mm]は、上記加熱・冷却工程での加熱温度T[℃]に応じて、下記(9)式を満足するように設定する、
    することを特徴とするプレス部品の製造方法。
    Figure 0007276428000043
  19. 主な組織がベイナイト単相からなる鋼板に、冷間プレス加工を施して目的のプレス部品形状のプレス部品を製造するプレス部品の製造方法であって、
    上記冷間プレス加工として、上記鋼板を中間部品にプレス成形する第1の工程と、上記中間部品を目的のプレス部品形状にプレス成形する第2の工程と、を備え、
    更に、
    上記第2の工程の前に、上記中間部品の少なくとも一部の端部に対しせん断加工を施すせん断工程と、
    上記せん断加工が施された後の上記中間部品の端部のうち、上記第2の工程で上記中間部品を目的のプレス部品形状にプレス成形した際に、伸びフランジ割れが発生しやすいと推定される領域を求める解析工程と、
    上記第2の工程の前に、上記せん断加工が施された上記中間部品の端部のうち、上記解析工程で求めた上記領域に含まれる部位を、400℃以上700℃以下の温度域に加熱し冷却する加熱・冷却工程と、
    を有し、
    上記加熱・冷却工程で加熱する加熱領域の範囲を、上記鋼板の端面から、当該鋼板の端面から加熱範囲L[mm]までの範囲に設定し、
    上記加熱範囲L[mm]は、上記加熱・冷却工程での加熱温度T[℃]に応じて、下記(9)式を満足するように設定する、
    することを特徴とするプレス部品の製造方法。
    Figure 0007276428000044
  20. 主な組織がフェライト単相からなる鋼板に、冷間プレス加工を施して目的のプレス部品形状のプレス部品を製造するプレス部品の製造方法であって、
    上記冷間プレス加工として、上記鋼板を中間部品にプレス成形する第1の工程と、上記中間部品を目的のプレス部品形状にプレス成形する第2の工程と、を備え、
    更に、
    上記第1の工程の前に、上記鋼板の少なくとも一部の端部に対しせん断加工を施すせん断工程と、
    上記中間部品の端部のうち、上記第2の工程で上記中間部品を目的のプレス部品形状にプレス成形した際に、伸びフランジ割れが発生しやすいと推定される領域を求める解析工程と、
    上記第2の工程の前に、上記第1の工程で成形した中間部品の端部のうち、上記解析工程で求めた上記領域に含まれる部位を、400℃以上700℃以下の温度域に加熱し冷却する加熱・冷却工程と、
    を有し、
    上記加熱・冷却工程で加熱する加熱領域の範囲を、上記鋼板の端面から、当該鋼板の端面から加熱範囲L[mm]までの範囲に設定し、
    上記加熱範囲L[mm]は、上記加熱・冷却工程での加熱温度T[℃]に応じて、下記(11)式を満足するように設定する、
    することを特徴とするプレス部品の製造方法。
    Figure 0007276428000045
  21. 主な組織がフェライト単相からなる鋼板に、冷間プレス加工を施して目的のプレス部品形状のプレス部品を製造するプレス部品の製造方法であって、
    上記冷間プレス加工として、上記鋼板を中間部品にプレス成形する第1の工程と、上記中間部品を目的のプレス部品形状にプレス成形する第2の工程と、を備え、
    更に、
    上記第2の工程の前に、上記中間部品の少なくとも一部の端部に対しせん断加工を施すせん断工程と、
    上記せん断加工が施された後の上記中間部品の端部のうち、上記第2の工程で上記中間部品を目的のプレス部品形状にプレス成形した際に、伸びフランジ割れが発生しやすいと推定される領域を求める解析工程と、
    上記第2の工程の前に、上記せん断加工が施された上記中間部品の端部のうち、上記解析工程で求めた上記領域に含まれる部位を、400℃以上700℃以下の温度域に加熱し冷却する加熱・冷却工程と、
    を有し、
    上記加熱・冷却工程で加熱する加熱領域の範囲を、上記鋼板の端面から、当該鋼板の端面から加熱範囲L[mm]までの範囲に設定し、
    上記加熱範囲L[mm]は、上記加熱・冷却工程での加熱温度T[℃]に応じて、下記(11)式を満足するように設定する、
    ことを特徴とするプレス部品の製造方法。
    Figure 0007276428000046
  22. 主な組織がフェライトとパーライトの複合組織からなる鋼板に、冷間プレス加工を施して目的のプレス部品形状のプレス部品を製造するプレス部品の製造方法であって、
    上記冷間プレス加工として、上記鋼板を中間部品にプレス成形する第1の工程と、上記中間部品を目的のプレス部品形状にプレス成形する第2の工程と、を備え、
    更に、
    上記第1の工程の前に、上記鋼板の少なくとも一部の端部に対しせん断加工を施すせん断工程と、
    上記中間部品の端部のうち、上記第2の工程で上記中間部品を目的のプレス部品形状にプレス成形した際に、伸びフランジ割れが発生しやすいと推定される領域を求める解析工程と、
    上記第2の工程の前に、上記第1の工程で成形した中間部品の端部のうち、上記解析工程で求めた上記領域に含まれる部位を、400℃以上700℃以下の温度域に加熱し冷却する加熱・冷却工程と、
    を有し、
    上記加熱・冷却工程で加熱する加熱領域の範囲を、上記鋼板の端面から、当該鋼板の端面から加熱範囲L[mm]までの範囲に設定し、
    上記加熱範囲L[mm]は、上記加熱・冷却工程での加熱温度T[℃]に応じて、下記(13)式を満足するように設定する、
    ことを特徴とするプレス部品の製造方法。
    Figure 0007276428000047
  23. 主な組織がフェライトとパーライトの複合組織からなる鋼板に、冷間プレス加工を施して目的のプレス部品形状のプレス部品を製造するプレス部品の製造方法であって、
    上記冷間プレス加工として、上記鋼板を中間部品にプレス成形する第1の工程と、上記中間部品を目的のプレス部品形状にプレス成形する第2の工程と、を備え、
    更に、
    上記第2の工程の前に、上記中間部品の少なくとも一部の端部に対しせん断加工を施すせん断工程と、
    上記せん断加工が施された後の上記中間部品の端部のうち、上記第2の工程で上記中間部品を目的のプレス部品形状にプレス成形した際に、伸びフランジ割れが発生しやすいと推定される領域を求める解析工程と、
    上記第2の工程の前に、上記せん断加工が施された上記中間部品の端部のうち、上記解析工程で求めた上記領域に含まれる部位を、400℃以上700℃以下の温度域に加熱し冷却する加熱・冷却工程と、
    を有し、
    上記加熱・冷却工程で加熱する加熱領域の範囲を、上記鋼板の端面から、当該鋼板の端面から加熱範囲L[mm]までの範囲に設定し、
    上記加熱範囲L[mm]は、上記加熱・冷却工程での加熱温度T[℃]に応じて、下記(13)式を満足するように設定する、
    ことを特徴とするプレス部品の製造方法。
    Figure 0007276428000048
  24. 上記加熱・冷却工程で加熱する端部は、上記鋼板の端面から20mm以下の範囲とすることを特徴とする請求項10~請求項23のいずれか1項に記載したプレス部品の製造方法。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001323318A (ja) 2000-05-15 2001-11-22 High Frequency Heattreat Co Ltd 板部材の成形方法
JP2002113527A (ja) 2000-10-05 2002-04-16 Nippon Steel Corp 鋼板プレス成形体の製造方法およびこの製造方法により成形された鋼板プレス成形体
JP2009061477A (ja) 2007-09-07 2009-03-26 Nippon Steel Corp 薄板プレス成形シミュレーションにおける伸びフランジ割れの推定方法
US20170333971A1 (en) 2014-10-31 2017-11-23 Salzgitter Flachstahl Gmbh Method for producing a component by subjecting a sheet bar of steel to a forming process

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09143554A (ja) 1995-11-29 1997-06-03 Sumitomo Metal Ind Ltd 局部軟化鋼板の製造方法
US7951580B2 (en) * 2004-04-21 2011-05-31 The Regents Of The University Of California Automated, programmable, high throughput, multiplexed assay system for cellular and biological assays
JP5412746B2 (ja) * 2008-04-22 2014-02-12 新日鐵住金株式会社 溶接性と伸びフランジ性の良好な高強度鋼板
JP5333298B2 (ja) * 2010-03-09 2013-11-06 Jfeスチール株式会社 高強度鋼板の製造方法
MX357255B (es) * 2011-07-27 2018-07-03 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp Lamina de acero laminada en frio de alta resistencia que tiene excelente capacidad de conformacion en formas complejas y capacidad de perforacion de precision y metodo de fabricacion de la misma.
JP5902939B2 (ja) 2011-12-13 2016-04-13 株式会社神戸製鋼所 熱間プレス成形品の製造方法
US20160067760A1 (en) * 2013-05-09 2016-03-10 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation Surface layer grain refining hot-shearing method and workpiece obtained by surface layer grain refining hot-shearing
US10670515B2 (en) * 2013-05-20 2020-06-02 Magna International Inc. Detecting edge cracks
DE102016121902A1 (de) * 2016-11-15 2018-05-17 Salzgitter Flachstahl Gmbh Verfahren zur Herstellung von Fahrwerksteilen aus mikrolegiertem Stahl mit verbesserter Kaltumformbarkeit
DE102017103729A1 (de) * 2017-02-23 2018-08-23 Salzgitter Flachstahl Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Bauteils durch Weiterformen einer vorgeformten Kontur
JP2019034756A (ja) 2017-08-15 2019-03-07 東京食品機械株式会社 深絞り包装容器
JP2019034757A (ja) 2017-08-15 2019-03-07 東京食品機械株式会社 包装容器
JP6933043B2 (ja) 2017-08-15 2021-09-08 王子ホールディングス株式会社 包装体
JP6958214B2 (ja) * 2017-10-16 2021-11-02 日本製鉄株式会社 鋼加工部品の製造方法
MX2020006701A (es) * 2017-12-25 2020-08-20 Jfe Steel Corp Metodo para fabricar un producto formado por prensa.
JP2019111567A (ja) * 2017-12-25 2019-07-11 Jfeスチール株式会社 プレス成形品の製造方法
JP7077618B2 (ja) 2017-12-28 2022-05-31 株式会社三洋物産 遊技機
JP7087384B2 (ja) 2017-12-28 2022-06-21 株式会社三洋物産 遊技機
JP2019118512A (ja) 2017-12-28 2019-07-22 株式会社三洋物産 遊技機

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001323318A (ja) 2000-05-15 2001-11-22 High Frequency Heattreat Co Ltd 板部材の成形方法
JP2002113527A (ja) 2000-10-05 2002-04-16 Nippon Steel Corp 鋼板プレス成形体の製造方法およびこの製造方法により成形された鋼板プレス成形体
JP2009061477A (ja) 2007-09-07 2009-03-26 Nippon Steel Corp 薄板プレス成形シミュレーションにおける伸びフランジ割れの推定方法
US20170333971A1 (en) 2014-10-31 2017-11-23 Salzgitter Flachstahl Gmbh Method for producing a component by subjecting a sheet bar of steel to a forming process

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