JP7477753B2 - 重ね合わせブランク、および、それを用いたホットスタンプ成形体の製造方法 - Google Patents
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Description
図1(a)は、本開示における重ね合わせブランクを例示する概略斜視図であり、図1(b)は、図1(a)のA-A断面図である。図1(a)、(b)に示す重ね合わせブランク10は、第1鋼板1と、第1鋼板1の一方の面1a上に配置され、第1鋼板1よりも面積が小さい第2鋼板2と、を備える。第1鋼板1は、溶融亜鉛めっき層(GIめっき層)を有するめっき鋼板である。一方、第2鋼板2は、合金化溶融亜鉛めっき層(GAめっき層)を有するめっき鋼板、または、めっき層を有しない鋼板である。
EB(λ)=2πc2h/λ5・(ech/λκT-1) (1)
但し、EB(λ):黒体輻射[J/m3・s]、h:プランク定数[J・s]、λ:波長[m]、κ:ボルツマン定数[J/mol・K]、c:光速[m/s]、T:温度[K]
ε=∫ε(λ)・EB(λ)dλ/∫EB(λ)dλ (2)
第1鋼板は、通常、母材鋼板と、上記母材鋼板の少なくとも一方の面上に形成された溶融亜鉛めっき層(GIめっき層)を有する。
母材鋼板の成分組成は、特に限定されず、焼入れ鋼として用いられる一般的な組成であればよい。母材鋼板の成分組成としては、例えば、質量%で、C:0.1%以上0.5%以下、Si:0.5%以下、Mn:0.5%以上3.0%以下、P:0.02%以下、S:0.05%以下、Cr:2.0%以下、Ti:0.001%以上0.1%以下、B:0.0005%以上0.004%以下、残部Feおよび不純物が挙げられる。
第1鋼板は、母材鋼板の少なくとも一方の面上に形成された溶融亜鉛めっき層(GIめっき層)を有する。なお、本開示における溶融亜鉛めっき層を、非合金化溶融亜鉛めっき層と称すこともできる。
第1鋼板は、溶融亜鉛めっき層(GIめっき層)を有するめっき鋼板である。第1鋼板の板厚は、例えば、0.7mm以上3.6mm以下である。
ε(λ)=1-r(λ) (3)
第2鋼板は、第1鋼板の少なくとも一方の面上に配置される。第2鋼板は、第1鋼板の一方の面側において、単数配置されていてもよく、複数配置されていてもよい。後者の場合、第1鋼板の面方向(厚さ方向に直交する方向)に沿って、第2鋼板が複数配置されていてもよい。また、第2鋼板は、第1鋼板の一方の面上のみ(片面上のみ)に配置されていてもよく、第1鋼板の両方の面上(両面上)に配置されていてもよい。後者の場合、各々の面側において、第2鋼板は、単数配置されていてもよく、複数配置されていてもよい。また、第2鋼板は、第1鋼板よりも面積が小さい。なお、図1に示すように、第2鋼板は、平面視上、第1鋼板1からはみ出さないように、第1鋼板1の外縁の内側に配置されていることが好ましい。
第2鋼板(めっき鋼板)における母材鋼板については、上記「1.第1鋼板 (1)母材鋼板」に記載した内容と同様であるので、ここでの記載は省略する。また、上述した成分組成の範囲内で、第1鋼板における母材鋼板の成分組成と、第2鋼板における母材鋼板の成分組成とは、同一であってもよく、異なっていてもよい。
GAめっき層は、亜鉛と、他の金属(例えば鉄、アルミニウム、コバルト、錫、ニッケル、クロム、チタン、マグネシウム、及びマンガンからなる群より選択される少なくとも1種)との亜鉛系合金めっき層であることが好ましい。また、GAめっき層は、少量の異種金属元素又は不純物(例えば、コバルト、モリブデン、タングステン、ニッケル、チタン、クロム、アルミニウム、マンガン、鉄、マグネシウム、鉛、ビスマス、アンチモン、錫、銅、カドミウム、ヒ素等)を含んでいてもよい。また、GAめっき層は、シリカ、アルミナ、チタニア等の無機物をさらに含んでいてもよい。GAめっき層の成分組成は、特に限定されないが、例えば、質量%で、Fe:5%以上20%以下、Al:0.01%以上0.20%以下、残部Zn、および、不純物が挙げられる。
第2鋼板は、めっき層を有しない鋼板(裸材)であってもよい。この場合、第2鋼板として、例えば、上記「2.第2鋼板 (1)母材鋼板」に記載した母材鋼板と同様の鋼板を用いることができる。
第2鋼板は、合金化溶融亜鉛めっき層(GAめっき層)を有するめっき鋼板、または、めっき層を有しない鋼板である。第2鋼板の板厚は、例えば、0.7mm以上3.6mm以下である。
本開示における重ね合わせブランクは、ホットスタンプに用いられる。重ね合わせブランクにおいて、第1鋼板および第2鋼板は、接合により固定されていることが好ましい。また、接合としては、例えば溶接が挙げられ、溶接の種類としては、例えば、スポット溶接、レーザー溶接、シーム溶接、プラズマ溶接、アーク溶接が挙げられ、中でもスポット溶接が好ましい。スポット溶接の打点において、第1鋼板および第2鋼板を良好に接触させることができるからである。また、第1鋼板および第2鋼板は、ろう付け等の溶着により固定されていてもよい。
本開示におけるホットスタンプ成形体の製造方法は、上述した重ね合わせブランクを加熱し、成形するホットスタンプ成形工程を有する。
成分組成が、質量%で、C:0.21%、Si:0.03%、Mn:1.3%、P:0.01%、S:0.007%、Cr:0.2%、Ti:0.02%、B:0.003%、残部Feおよび不可避的不純物である母材鋼板に、溶融亜鉛めっきを行い、両面にGIめっき層を形成し、第1鋼板を得た。図7に示すように、第1鋼板1の寸法は、500mm×300mm、板厚1.6mmであった。
第2鋼板として、実施例1と同様の母材鋼板(裸材)を用いたこと以外は、実施例1と同様にして重ね合わせブランクを得た。
実施例1と同様の母材鋼板に、合金化溶融亜鉛めっきを行い、両面にGAめっき層を形成し、第1鋼板を得た。得られた第1鋼板を用いたこと以外は、実施例1と同様にして重ね合わせブランクを得た。
実施例1と同様の母材鋼板に、溶融亜鉛めっきを行い、両面にGIめっき層を形成し、第2鋼板を得た。第2鋼板を用いたこと以外は、実施例1と同様にして重ね合わせブランクを得た。
第1鋼板および第2鋼板として、それぞれ、実施例1と同様の母材鋼板(裸材)を用いたこと以外は、実施例1と同様にして重ね合わせブランクを得た。
実施例1、2および比較例1~3で得られた重ね合わせブランクを、900℃に加熱したガス炉に配置して加熱した。この際、厚肉部および薄肉部の温度変化を熱電対で測定し、900℃までの到達時間を測定した。その結果を表1に示す。また、代表的な結果として、実施例1および比較例1、2における厚肉部および薄肉部の温度変化を、それぞれ図8~図10に示す。
表1および図8~図10に示すように、実施例1、2は、比較例1~3に比べて、到達時間の差が短くなった。具体的に、実施例1は、比較例1に比べて約20%も到達時間の差が短くなり、比較例2に比べて約40%も到達時間の差が短くなった。同様に、実施例2は、比較例2、3に比べて約40%も到達時間の差が短くなった。このように、第1鋼板および第2鋼板として、特定の鋼板を組み合わせて用いることで、高温で薄肉部が長時間加熱されることを抑制可能な重ね合わせブランクとすることができることが確認された。
2 … 第2鋼板
3 … 溶接部
10 … 重ね合わせブランク
11 … 底部
12 … 側壁部
13 … 第1曲げ部
14 … フランジ部
15 … 第2曲げ部
20 … ホットスタンプ成形体
Claims (5)
- ホットスタンプに用いられる重ね合わせブランクであって、
第1鋼板と、前記第1鋼板の一方の面上に配置され、前記第1鋼板よりも面積が小さい第2鋼板と、を備え、
前記第1鋼板は、溶融亜鉛めっき層(GIめっき層)を有するめっき鋼板であり、
前記第2鋼板は、合金化溶融亜鉛めっき層(GAめっき層)を有するめっき鋼板、または、めっき層を有しない鋼板であり、
前記第1鋼板および前記第2鋼板は、スポット溶接により固定されており、
ホットスタンプ成形後に曲げ部となる領域に、前記スポット溶接の打点が位置する、重ね合わせブランク。 - 前記第1鋼板における前記GIめっき層の片面当たりの付着量は、20g/m2以上である、請求項1に記載の重ね合わせブランク。
- 前記第2鋼板における前記GAめっき層の片面当たりの付着量は、90g/m2以下である、請求項1または請求項2に記載の重ね合わせブランク。
- 前記第2鋼板のAc3点は、前記第1鋼板のAc3点より低い、請求項1から請求項3までのいずれかの請求項に記載の重ね合わせブランク。
- 請求項1から請求項4までのいずれかの請求項に記載の重ね合わせブランクを加熱し、成形するホットスタンプ成形工程を有し、
前記ホットスタンプ成形工程において、平面視上、前記第1鋼板に対して前記第2鋼板が重複する厚肉部に曲げ加工を行い、前記曲げ部を形成する、ホットスタンプ成形体の製造方法。
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