JP7477809B2 - Method for manufacturing mold and hot press molded product - Google Patents

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Description

本開示は金型、及び、その金型を用いた熱間プレス成形品の製造方法に関する。 The present disclosure relates to a die and a method for manufacturing hot press-formed products using the die.

自動車分野では、燃費の向上のため、車体の軽量化が求められる。自動車分野ではさらに、衝突時の乗員保護のため、衝突安全性の向上も求められる。車体の軽量化には、車体に用いられる構造部材の薄肉化が有効である。構造部材を薄肉化しつつ衝突安全性の向上を図るため、車体の構造部材に適用される素材には、高い強度が求められる。一方、高い強度を有する素材は、プレス成形性が低い。高い強度を有する素材を冷間でプレス成形すると、プレス成形時に割れが発生したり、プレス成形により発生した応力により、素材が弾性変形する現象(スプリングバック)が起こったりする。そこで、このような高い強度を有する素材を用いて構造部材を成形する方法として、熱間プレス成形が提案されている。In the automotive field, weight reduction of the vehicle body is required to improve fuel efficiency. Furthermore, in the automotive field, improvement of collision safety is also required to protect occupants in the event of a collision. To reduce the weight of the vehicle body, it is effective to make the structural members used in the vehicle body thinner. In order to improve collision safety while making the structural members thinner, high strength is required for the materials used in the structural members of the vehicle body. On the other hand, materials with high strength have low press formability. When a material with high strength is cold press molded, cracks may occur during press molding, or the material may elastically deform (springback) due to the stress generated by press molding. Therefore, hot press molding has been proposed as a method of forming structural members using such high-strength materials.

熱間プレス成形では、ミクロ組織がオーステナイト単相となる温度域まで素材を加熱する。そして、加熱された素材を、金型を備える熱間プレス装置を用いて熱間でプレス成形する。熱間プレス成形では、加熱により素材が軟質化される。そのため、熱間プレス成形での素材のプレス成形性は高い。熱間プレス成形ではさらに、熱間プレス成形中の素材が金型の成形面の略全体と接触する。このとき、素材は、素材と接触する金型によって抜熱され、焼入れされる。このように、熱間プレス成形では、素材は熱間プレス成形されると同時に焼入れされる。そのため、熱間プレス成形では、高強度の熱間プレス成形品を容易に製造することができる。In hot press forming, the material is heated to a temperature range where the microstructure becomes austenite single phase. The heated material is then hot press formed using a hot press device equipped with a die. In hot press forming, the material is softened by heating. Therefore, the press formability of the material in hot press forming is high. Furthermore, in hot press forming, the material during hot press forming comes into contact with almost the entire forming surface of the die. At this time, the material is heat removed and quenched by the die that comes into contact with the material. Thus, in hot press forming, the material is quenched at the same time as it is hot press formed. Therefore, hot press forming can easily produce high-strength hot press formed products.

ところで、自動車の構造部材の1種である衝撃吸収部材では、優れた衝撃吸収能が求められる。そこで、衝撃吸収部材を成形するための熱間プレス成形用の金型が、特許文献1(特開2014-79790号公報)に提案されている。Incidentally, excellent shock absorbing capabilities are required for shock absorbing components, which are a type of structural component for automobiles. Therefore, Patent Document 1 (JP 2014-79790 A) proposes a hot press molding die for molding shock absorbing components.

特許文献1に開示される熱間プレス成形では、加熱された素材を、金型を用いて熱間プレス成形する。熱間プレス成形時においてさらに、金型と素材との隙間の一部に冷媒を流して、素材を部分的に急冷する。具体的には、特許文献1の金型は、金型内部の冷媒路中の冷媒を金型外部に供給する供給口を、金型表面に備える。特許文献1の金型はさらに、素材のうちの高強度部と低強度部との境界領域と接触する凸部を備える。熱間プレス成形時に、高強度部と金型との隙間には、供給口から冷媒が供給される。一方、低強度部と金型との隙間には、冷媒は供給されない。高強度部と低強度部との境界に接触する凸部が、冷媒を堰き止める。そのため、高強度部と金型との隙間に充填された冷媒は、低強度部と金型との隙間には流れない。その結果、衝撃吸収能に優れた低強度部を備える熱間プレス成形品(衝撃吸収部材)が製造される。In the hot press molding disclosed in Patent Document 1, a heated material is hot press molded using a die. During hot press molding, a refrigerant is further flowed into a part of the gap between the die and the material to partially quench the material. Specifically, the die of Patent Document 1 has a supply port on the die surface that supplies the refrigerant in the refrigerant path inside the die to the outside of the die. The die of Patent Document 1 further has a convex portion that contacts the boundary region between the high strength portion and the low strength portion of the material. During hot press molding, the refrigerant is supplied from the supply port to the gap between the high strength portion and the die. On the other hand, the refrigerant is not supplied to the gap between the low strength portion and the die. The convex portion that contacts the boundary between the high strength portion and the low strength portion blocks the refrigerant. Therefore, the refrigerant filled in the gap between the high strength portion and the die does not flow into the gap between the low strength portion and the die. As a result, a hot press molded product (shock absorbing member) with a low strength portion that has excellent shock absorbing ability is manufactured.

特開2014-79790号公報JP 2014-79790 A

特許文献1に開示される金型では、衝撃吸収能に優れた低強度部を備える熱間プレス成形品を製造できる。しかしながら、特許文献1に記載の技術と異なる他の技術により、優れた衝撃吸収能を有する熱間プレス成形品が製造できてもよい。The die disclosed in Patent Document 1 can produce a hot press-formed product having a low strength portion with excellent shock absorbing ability. However, a hot press-formed product with excellent shock absorbing ability may be produced by a technique different from the technique described in Patent Document 1.

本開示の目的は、熱間プレス成形によって、優れた衝撃吸収能を有する熱間プレス成形品を製造可能な金型、及び、その金型を用いた熱間プレス成形品の製造方法を提供することである。 The object of the present disclosure is to provide a mold capable of producing hot press-molded products having excellent impact absorption capabilities by hot press molding, and a method for producing hot press-molded products using the mold.

本開示による金型は、素材に対して熱間プレス成形を実施するための金型である。
金型は、上型と、下型とを備える。上型は、第1成形面を有する。下型は、第2成形面を有する。第2成形面は、熱間プレス成形時において、第1成形面と対向して配置され、第1成形面とともに、素材を熱間プレス成形する。
第1成形面は、第1緩冷却領域を含む。第1緩冷却領域は、複数の第1リブ部と複数の第1溝部とを有する。複数の第1リブ部は、第1リブ部の幅方向に配列される。複数の第1溝部は、第1溝部の幅方向に配列される。第1リブ部は、隣り合う第1溝部の間に形成されている。第1リブ部の幅は、第1溝部の幅よりも狭い。
第2成形面は、第2緩冷却領域を含む。第2緩冷却領域は、複数の第2リブ部と複数の第2溝部とを有する。複数の第2リブ部は、第2リブ部の幅方向に配列される。複数の第2溝部は、第2溝部の幅方向に配列される。第2リブ部は、隣り合う第2溝部の間に形成されている。第2リブ部の幅は、第2溝部の幅よりも狭い。
熱間プレス成形時において、第1緩冷却領域及び第2緩冷却領域を、第1緩冷却領域の法線方向から見たとき、第1リブ部と第2リブ部とは、少なくとも一部が重複している。
The die according to the present disclosure is a die for performing hot press forming on a material.
The die includes an upper die and a lower die. The upper die has a first molding surface. The lower die has a second molding surface. The second molding surface is disposed opposite the first molding surface during hot press forming, and hot press forms the material together with the first molding surface.
The first molding surface includes a first slow cooling region. The first slow cooling region has a plurality of first rib portions and a plurality of first groove portions. The plurality of first rib portions are arranged in a width direction of the first rib portion. The plurality of first groove portions are arranged in a width direction of the first groove portion. The first rib portion is formed between adjacent first groove portions. The width of the first rib portion is narrower than the width of the first groove portion.
The second molding surface includes a second slow cooling region. The second slow cooling region has a plurality of second rib portions and a plurality of second groove portions. The plurality of second rib portions are arranged in the width direction of the second rib portion. The plurality of second groove portions are arranged in the width direction of the second groove portion. The second rib portions are formed between adjacent second groove portions. The width of the second rib portions is narrower than the width of the second groove portions.
During hot press forming, when the first and second slow cooling regions are viewed from a normal direction of the first slow cooling region, the first rib portion and the second rib portion at least partially overlap each other.

本開示による熱間プレス成形品の製造方法は、素材を準備する工程と、準備された素材をAc3点以上の温度に加熱する工程と、加熱された素材に対して、上述の金型により熱間プレス成形を実施する工程と、熱間プレス成形された素材を、金型から離型して、熱間プレス成形品を製造する工程とを備える。 The manufacturing method of a hot press-formed product according to the present disclosure includes a step of preparing a material, a step of heating the prepared material to a temperature of A c3 point or higher, a step of performing hot press forming on the heated material using the above-mentioned die, and a step of releasing the hot press-formed material from the die to manufacture a hot press-formed product.

本開示による金型は、熱間プレス成形によって、優れた衝撃吸収能を有する熱間プレス成形品を製造できる。本開示による熱間プレス成形品の製造方法は、優れた衝撃吸収能を有する熱間プレス成形品を製造できる。The mold according to the present disclosure can produce a hot press-molded product having excellent shock absorption capacity by hot press molding. The manufacturing method of a hot press-molded product according to the present disclosure can produce a hot press-molded product having excellent shock absorption capacity.

図1は、熱間プレス成形用の熱間プレス装置の一例を示す正面図である。FIG. 1 is a front view showing an example of a hot press apparatus for hot press forming. 図2は、本実施形態による金型の一例を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing an example of a mold according to the present embodiment. 図3は、本実施形態による金型の一例の緩冷却領域における、熱間プレス成形時の金型及び素材の状態を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing the state of the die and the material during hot press forming in the slow cooling region of an example of the die according to this embodiment. 図4は、本実施形態による金型の一例の急冷領域における、熱間プレス成形時の金型及び素材の状態を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing the state of the die and the material during hot press forming in the quenching region of an example of the die according to this embodiment. 図5Aは、図3の領域100を拡大した模式図である。FIG. 5A is an enlarged schematic diagram of region 100 in FIG. 図5Bは、熱間プレス成形時を示す図5Aの素材Bを除いた模式図である。FIG. 5B is a schematic diagram showing the hot press forming process from FIG. 5A with material B removed. 図5Cは、図5A及び図5Bと異なる形状の第1リブ部又は第2リブ部の延在方向に垂直な断面図である。FIG. 5C is a cross-sectional view perpendicular to the extending direction of a first rib portion or a second rib portion having a different shape from those in FIGS. 5A and 5B. 図5Dは、図5A~図5Cと異なる形状の第1リブ部又は第2リブ部の延在方向に垂直な断面図である。FIG. 5D is a cross-sectional view perpendicular to the extending direction of a first rib portion or a second rib portion having a different shape from those in FIGS. 5A to 5C. 図6は、図3の領域100を上方向(第1緩冷却領域及び第2緩冷却領域の法線方向)から見た、領域100の模式図である。FIG. 6 is a schematic diagram of the region 100 in FIG. 3 as viewed from above (in the normal direction of the first and second slow cooling regions). 図7は、図4の領域200を拡大した模式図である。FIG. 7 is an enlarged schematic diagram of the region 200 in FIG. 図8は、Fn1と、第1緩冷却領域及び第2緩冷却領域での温度ばらつきΔT(℃)との関係を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing the relationship between Fn1 and the temperature variation ΔT (° C.) in the first and second slow cooling regions. 図9は、図8を作成するための2次元熱伝達シミュレーションで用いた熱伝導モデルの模式図である。FIG. 9 is a schematic diagram of a heat conduction model used in the two-dimensional heat transfer simulation for creating FIG. 図10は、Fn2と、熱間プレス成形時の素材Bの冷却速度V(℃/秒)との関係を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing the relationship between Fn2 and the cooling rate V (° C./sec) of the material B during hot press forming. 図11は、本実施形態による金型の図2とは異なる他の一例を示す斜視図である。FIG. 11 is a perspective view showing another example of the mold according to the present embodiment, which is different from the example shown in FIG. 図12は、本実施形態による金型の図2及び図11とは異なる他の一例を示す斜視図である。FIG. 12 is a perspective view showing another example of the mold according to the present embodiment, which is different from the example shown in FIG. 2 and FIG. 図13は、本実施形態による金型の図2、図11及び図12とは異なる他の一例を示す斜視図である。FIG. 13 is a perspective view showing another example of the mold according to the present embodiment, which is different from the examples shown in FIGS. 図14は、図3の領域100を拡大した模式図のうち、図5Aとは異なる他の一例である。FIG. 14 is an example of an enlarged schematic diagram of the region 100 in FIG. 3, different from FIG. 5A. 図15は、図14の線分XV-XVでの断面図である。FIG. 15 is a cross-sectional view taken along line XV-XV in FIG. 図16は、図3の領域100を拡大した模式図のうち、図5A及び図14とは異なる他の一例である。FIG. 16 is an example of an enlarged schematic diagram of the region 100 in FIG. 3 that is different from FIG. 5A and FIG. 図17は、図16の領域100を第1緩冷却領域の法線方向から見て、リブ部のみを図示した模式図である。FIG. 17 is a schematic diagram showing only the rib portion when the region 100 in FIG. 16 is viewed from the normal direction of the first slow cooling region. 図18は、図3の領域100を拡大した模式図のうち、図5A、図14及び図16とは異なる他の一例である。FIG. 18 is an example of an enlarged schematic view of the region 100 in FIG. 3 that is different from FIGS. 5A, 14, and 16. In FIG. 図19は、図18の領域100を第1緩冷却領域の法線方向から見て、リブ部のみを図示した模式図である。FIG. 19 is a schematic diagram showing only the rib portion when the region 100 in FIG. 18 is viewed from the normal direction of the first slow cooling region.

上述のとおり、自動車の構造部材のうち衝撃吸収部材では、衝突時の衝撃エネルギーの吸収能、すなわち衝撃吸収能の向上が求められる。衝撃エネルギーは、構造部材が塑性変形することにより、吸収される。そのため、衝撃吸収能を高めるには、高い応力を受けた場合にも優れた塑性変形能を発揮できることが有効である。As mentioned above, among the structural components of an automobile, shock absorbing components are required to have improved shock absorption capabilities, i.e., the ability to absorb the impact energy during a collision. Impact energy is absorbed by the structural components undergoing plastic deformation. Therefore, in order to improve shock absorption capabilities, it is effective for the structural components to be able to exhibit excellent plastic deformability even when subjected to high stress.

本発明者らは、熱間プレス成形時における素材の冷却速度を低減できれば、素材が、高い応力を受けた場合にも優れた塑性変形能を発揮できると考えた。そこで、本発明者らは、金型の成形面の表面形状について検討した。その結果、本発明者らは、複数のリブ部と複数の溝部とを含む緩冷却領域を成形面に形成すれば、熱間プレス成形時の素材の冷却速度を低減できると考えた。The inventors of the present invention considered that if the cooling rate of the material during hot press forming could be reduced, the material would be able to exhibit excellent plastic deformability even when subjected to high stress. Therefore, the inventors of the present invention investigated the surface shape of the molding surface of the die. As a result, the inventors of the present invention considered that if a slow cooling region including multiple ribs and multiple grooves is formed on the molding surface, the cooling rate of the material during hot press forming could be reduced.

成形面においてリブ部は、所定方向に延在しており、延在方向と垂直な断面が凸形状を有する。成形面において溝部は、リブ部の延在方向に沿って延在しており、延在方向と垂直な断面が凹形状を有する。複数のリブ部と複数の溝部とは、交互に形成されている。 On the molding surface, the rib portion extends in a predetermined direction, and a cross section perpendicular to the extension direction has a convex shape. On the molding surface, the groove portion extends along the extension direction of the rib portion, and a cross section perpendicular to the extension direction has a concave shape. Multiple rib portions and multiple groove portions are formed alternately.

熱間プレス成形時において、緩冷却領域では、リブ部が素材に直接接触して素材を抜熱する。一方、溝部は、素材と直接接触しない。したがって、成形面が複数のリブ部と複数の溝部とを含んでいれば、熱間プレス成形時において、金型と素材とが接触する面積を減らすことができる。そのため、焼入れ時の素材の冷却速度を低減できる。During hot press forming, in the slow cooling region, the rib portion comes into direct contact with the material and removes heat from the material. On the other hand, the groove portion does not come into direct contact with the material. Therefore, if the forming surface includes multiple rib portions and multiple groove portions, the area of contact between the die and the material during hot press forming can be reduced. As a result, the cooling rate of the material during quenching can be reduced.

以上の知見に基づいて、本発明者らは、金型の成形面の緩冷却領域中の複数のリブ部及び複数の溝部のうち、リブ部の幅と溝部の幅とに着目して、さらに詳細に検討した。その結果、リブ部の幅を、溝部の幅よりも狭くすれば、熱間プレス成形時の素材の抜熱が有効に低減し、冷却速度を低減できることを、本発明者らは知見した。熱間プレス成形時の素材の冷却速度を遅くできれば、素材の高強度化を抑制でき、衝撃吸収能を高めることができる。 Based on the above findings, the inventors conducted a more detailed study, focusing on the width of the rib portions and the width of the groove portions among the multiple rib portions and multiple groove portions in the slow cooling region of the molding surface of the mold. As a result, the inventors discovered that if the width of the rib portions is made narrower than the width of the groove portions, the heat removal from the material during hot press molding can be effectively reduced, and the cooling rate can be reduced. If the cooling rate of the material during hot press molding can be slowed down, the increase in strength of the material can be suppressed, and the impact absorption capacity can be improved.

緩冷却領域中のリブ部の幅を、溝部の幅よりも狭くすれば、熱間プレス成形品の少なくとも一部に、強度が低減された衝撃緩衝領域を形成することができる。しかしながら、リブ部の幅を溝部の幅よりも狭くしたとき、熱間プレス成形品の表面に波状の変形が生じ、熱間プレス成形品の寸法精度が低下する場合があった。そこで、本発明者らは、この原因について検討を行った。その結果、本発明者らは次の知見を得た。 By making the width of the rib portion in the slow cooling region narrower than the width of the groove portion, it is possible to form an impact buffer region with reduced strength in at least a part of the hot press-formed product. However, when the width of the rib portion is made narrower than the width of the groove portion, wavy deformation occurs on the surface of the hot press-formed product, and the dimensional accuracy of the hot press-formed product may decrease. The inventors therefore investigated the cause of this. As a result, the inventors have come to the following findings.

熱間プレス成形時において、一対の金型(上型、下型)のうちの一方の金型の成形面の緩冷却領域に形成されたリブ部が、他方の金型の成形面の緩冷却領域に形成された溝部に入り込んでしまう場合がある。この場合、熱間プレス成形品の表面に、上述の波状の変形が生じる。During hot press forming, a rib portion formed in the slow cooling area of the forming surface of one of a pair of dies (upper and lower dies) may get into a groove portion formed in the slow cooling area of the forming surface of the other die. In this case, the above-mentioned wavy deformation occurs on the surface of the hot press formed product.

以上の知見に基づいて、本発明者らは、熱間プレス成形時において、一方の金型の緩冷却領域に形成されたリブ部と、他方の金型の緩冷却領域に形成されたリブ部とを、緩冷却領域の法線方向から見たときに重複させることを考えた。一方の金型の緩冷却領域に形成されたリブ部のうち少なくとも一部が、他方の金型の緩冷却領域に形成されたリブ部と重複すれば、リブ部が溝部に入り込んでしまうのを抑制することができる。Based on the above findings, the inventors conceived of making the rib portion formed in the slow cooling region of one die overlap the rib portion formed in the slow cooling region of the other die when viewed from the normal direction of the slow cooling region during hot press forming. If at least a portion of the rib portion formed in the slow cooling region of one die overlaps with the rib portion formed in the slow cooling region of the other die, it is possible to prevent the rib portion from entering the groove portion.

本実施形態による金型では、熱間プレス成形時において、緩冷却領域を緩冷却領域の法線方向から見たとき、一方の緩冷却領域に形成されたリブ部と、他方の緩冷却領域に形成されたリブ部とは、少なくとも一部が重複する。その結果、リブ部の幅が溝部の幅よりも狭いことにより生じる、上述の波状の変形を抑制することができる。In the mold according to this embodiment, when the slow cooling regions are viewed from the normal direction of the slow cooling regions during hot press forming, the rib portion formed in one slow cooling region and the rib portion formed in the other slow cooling region at least partially overlap. As a result, it is possible to suppress the above-mentioned wavy deformation caused by the width of the rib portion being narrower than the width of the groove portion.

以上の知見に基づいて完成した本実施形態による金型、及び、本実施形態による金型を用いた熱間プレス成形品の製造方法は、次の構成を備える。The die of this embodiment, which was completed based on the above findings, and the manufacturing method for hot press-formed products using the die of this embodiment, have the following configuration.

[1]
素材に対して熱間プレス成形を実施するための金型であって、
第1成形面を有する上型と、
熱間プレス成形時において、前記第1成形面と対向して配置され、前記第1成形面とともに前記素材を熱間プレス成形する第2成形面を有する下型とを備え、
前記第1成形面は、
複数の第1リブ部と複数の第1溝部とを有する第1緩冷却領域を含み、
複数の前記第1リブ部は、前記第1リブ部の幅方向に配列され、
複数の前記第1溝部は、前記第1溝部の幅方向に配列され、
前記第1リブ部は、隣り合う前記第1溝部の間に形成されており、
前記第1リブ部の幅は、前記第1溝部の幅よりも狭く、
前記第2成形面は、
複数の第2リブ部と複数の第2溝部とを有する第2緩冷却領域を含み、
複数の前記第2リブ部は、前記第2リブ部の幅方向に配列され、
複数の前記第2溝部は、前記第2溝部の幅方向に配列され、
前記第2リブ部は、隣り合う前記第2溝部の間に形成されており、
前記第2リブ部の幅は、前記第2溝部の幅よりも狭く、
熱間プレス成形時において、前記第1緩冷却領域及び前記第2緩冷却領域を、前記第1緩冷却領域の法線方向から見たとき、
前記第1リブ部と前記第2リブ部とは、少なくとも一部が重複している、
金型。
[1]
A die for performing hot press forming on a material,
an upper mold having a first molding surface;
and a lower mold having a second molding surface that is disposed opposite the first molding surface during hot press molding and hot press molds the material together with the first molding surface,
The first molding surface is
a first slow cooling region having a plurality of first rib portions and a plurality of first groove portions;
The first rib portions are arranged in a width direction of the first rib portion,
The first groove portions are arranged in a width direction of the first groove portions,
The first rib portion is formed between adjacent first groove portions,
The width of the first rib portion is narrower than the width of the first groove portion,
The second molding surface is
a second slow cooling region having a plurality of second rib portions and a plurality of second groove portions;
The second rib portions are arranged in a width direction of the second rib portion,
The second groove portions are arranged in a width direction of the second groove portions,
The second rib portion is formed between adjacent second groove portions,
The width of the second rib portion is narrower than the width of the second groove portion,
During hot press forming, when the first slow cooling region and the second slow cooling region are viewed from a normal direction of the first slow cooling region,
The first rib portion and the second rib portion at least partially overlap each other.
Mold.

[1]の金型は、熱間プレス成形によって、優れた衝撃吸収能を有する熱間プレス成形品を製造できる。 The mold [1] can produce hot press molded products with excellent impact absorption capabilities through hot press molding.

[2]
[1]に記載の金型であって、
熱間プレス成形時において、前記第1緩冷却領域及び前記第2緩冷却領域を、前記第1緩冷却領域の法線方向から見たとき、
前記第1リブ部と前記第2リブ部とは、同じ方向に延びており、
前記第1溝部と前記第2溝部とは、同じ方向に延びている、
金型。
[2]
The mold according to [1],
During hot press forming, when the first slow cooling region and the second slow cooling region are viewed from a normal direction of the first slow cooling region,
The first rib portion and the second rib portion extend in the same direction,
The first groove portion and the second groove portion extend in the same direction.
Mold.

[2]の金型は、熱間プレス成形時の素材における熱伝達のシミュレーションの精度を高めることができる。 The mold [2] can improve the accuracy of simulation of heat transfer in materials during hot press forming.

[3]
[1]又は[2]に記載の金型であって、
前記第1リブ部の幅は、前記第1溝部の幅の10~50%であり、
前記第2リブ部の幅は、前記第2溝部の幅の10~50%である、
金型。
[3]
The mold according to [1] or [2],
The width of the first rib portion is 10 to 50% of the width of the first groove portion,
The width of the second rib portion is 10 to 50% of the width of the second groove portion.
Mold.

[3]の金型であれば、熱間プレス成形時において、冷却速度を遅くすることができる。冷却速度を遅くすることができれば、所望の素材温度で冷却を停止しやすくなる。例えば、熱間プレス成形時においてMf点~Ms点の間で冷却を停止して、その後に後述する加熱保持工程を実施することにより、素材のミクロ組織中のマルテンサイト、及び、残留オーステナイトの生成量を調整してもよい。また、例えば、熱間プレス成形時においてMs点超~500℃の間の温度で冷却を停止して、かつ、その後に後述する加熱保持工程を実施することにより、素材のミクロ組織をベイナイト主体の組織としてもよい。 In the case of the die [3], the cooling rate can be slowed down during hot press forming. If the cooling rate can be slowed down, it becomes easier to stop cooling at the desired material temperature. For example, the amount of martensite and retained austenite produced in the microstructure of the material may be adjusted by stopping cooling between the Mf point and the Ms point during hot press forming and then carrying out the heating and holding process described later. Also, for example, the microstructure of the material may be made mainly of bainite by stopping cooling at a temperature between the Ms point and 500°C during hot press forming and then carrying out the heating and holding process described later.

[4]
[1]~[3]のいずれか1つに記載の金型であって、
前記第1緩冷却領域の少なくとも一部において、
前記第1リブ部の幅は、1.0~8.0mmであり、
前記第1リブ部の高さは、0.2~5.0mmであり、
前記第2緩冷却領域の少なくとも一部において、
前記第2リブ部の幅は、1.0~8.0mmであり、
前記第2リブ部の高さは、0.2~5.0mmである、
金型。
[4]
A mold according to any one of [1] to [3],
In at least a portion of the first slow cooling region,
The width of the first rib portion is 1.0 to 8.0 mm,
The height of the first rib portion is 0.2 to 5.0 mm,
In at least a portion of the second slow cooling region,
The width of the second rib portion is 1.0 to 8.0 mm,
The height of the second rib portion is 0.2 to 5.0 mm.
Mold.

[4]の金型は、熱間プレス成形時の素材の温度ばらつきを抑制できる。 The mold [4] can suppress temperature variations in the material during hot press forming.

[5]
[2]に記載の金型であって、
前記第1リブ部の幅は、前記第1溝部の幅の10~50%であり、
前記第2リブ部の幅は、前記第2溝部の幅の10~50%であり、
前記第1リブ部及び前記第2リブ部の各々の幅は1.0~8.0mmであり、
前記第1リブ部及び前記第2リブ部の各々の高さは0.2~5.0mmであり、
式(1)で定義されるFn1が14以下である、
金型。
Fn1=Wr0.9/P00.8+0.05Hr (1)
ここで、式(1)中のWrは前記第1リブ部及び前記第2リブ部の幅(mm)であり、P0=Wr/Wsであり、Wsは前記第1溝部及び前記第2溝部の幅(mm)であり、Hrは前記第1リブ部及び前記第2リブ部の高さ(mm)である。
[5]
The mold according to [2],
The width of the first rib portion is 10 to 50% of the width of the first groove portion,
The width of the second rib portion is 10 to 50% of the width of the second groove portion,
The width of each of the first rib portion and the second rib portion is 1.0 to 8.0 mm,
The height of each of the first rib portion and the second rib portion is 0.2 to 5.0 mm,
Fn1 defined by formula (1) is 14 or less;
Mold.
Fn1 = Wr 0.9 / P0 0.8 + 0.05Hr (1)
Here, in formula (1), Wr is the width (mm) of the first rib portion and the second rib portion, P0 = Wr/Ws, Ws is the width (mm) of the first groove portion and the second groove portion, and Hr is the height (mm) of the first rib portion and the second rib portion.

[5]の金型では、熱間プレス成形時の素材の温度ばらつきをさらに抑制できる。 The die [5] can further suppress temperature variations in the material during hot press forming.

[6]
[2]又は[5]に記載の金型であって、
前記第1リブ部の幅は、前記第1溝部の幅の10~50%であり、
前記第2リブ部の幅は、前記第2溝部の幅の10~50%であり、
前記第1リブ部及び前記第2リブ部の各々の幅は1.0~8.0mmであり、
前記第1リブ部及び前記第2リブ部の各々の高さは0.2~5.0mmであり、
式(2)で定義されるFn2が30以上である、
金型。
Fn2=Ws×Hr0.4/Wr (2)
ここで、式(2)中のWsは前記第1溝部及び前記第2溝部の幅(mm)であり、Wrは前記第1リブ部及び前記第2リブ部の幅(mm)であり、Hrは前記第1リブ部及び前記第2リブ部の高さ(mm)である。
[6]
The mold according to [2] or [5],
The width of the first rib portion is 10 to 50% of the width of the first groove portion,
The width of the second rib portion is 10 to 50% of the width of the second groove portion,
The width of each of the first rib portion and the second rib portion is 1.0 to 8.0 mm,
The height of each of the first rib portion and the second rib portion is 0.2 to 5.0 mm,
Fn2 defined by formula (2) is 30 or more;
Mold.
Fn2 = Ws2 x Hr0.4 / Wr (2)
Here, Ws in formula (2) is the width (mm) of the first groove portion and the second groove portion, Wr is the width (mm) of the first rib portion and the second rib portion, and Hr is the height (mm) of the first rib portion and the second rib portion.

[6]の金型では、素材の冷却速度をより遅くすることができる。冷却速度を遅くすることができれば、所望の素材温度で冷却をより停止しやすくなる。例えば、熱間プレス成形時においてMf点~Ms点の間で冷却を停止して、その後に後述する加熱保持工程を実施することにより、素材のミクロ組織中のマルテンサイト、及び、残留オーステナイトの生成量を調整してもよい。また、例えば、熱間プレス成形時においてMs点超~500℃の間の温度で冷却を停止して、かつ、その後に後述する加熱保持工程を実施することにより、素材のミクロ組織をベイナイト主体の組織としてもよい。 In the die [6], the cooling rate of the material can be slowed down. If the cooling rate can be slowed down, it becomes easier to stop cooling at the desired material temperature. For example, the amount of martensite and retained austenite produced in the microstructure of the material may be adjusted by stopping cooling between the Mf point and the Ms point during hot press forming and then carrying out the heating and holding process described later. Also, for example, the microstructure of the material may be made mainly of bainite by stopping cooling at a temperature between the Ms point and 500°C during hot press forming and then carrying out the heating and holding process described later.

[7]
[4]~[6]のいずれか1項に記載の金型であって、
前記第1緩冷却領域の少なくとも一部において、
前記第1リブ部の幅は、1.0~4.0mmであり、かつ、前記第1溝部の幅の10~30%であり、
前記第2緩冷却領域の少なくとも一部において、
前記第2リブ部の幅は、1.0~4.0mmであり、かつ、前記第2溝部の幅の10~30%である、
金型。
[7]
The mold according to any one of [4] to [6],
In at least a portion of the first slow cooling region,
The width of the first rib portion is 1.0 to 4.0 mm and is 10 to 30% of the width of the first groove portion,
In at least a portion of the second slow cooling region,
The width of the second rib portion is 1.0 to 4.0 mm and is 10 to 30% of the width of the second groove portion.
Mold.

[7]の金型は、熱間プレス成形時の素材の温度ばらつきをさらに抑制できる。 The die [7] can further suppress temperature variations in the material during hot press forming.

[8]
熱間プレス成形品の製造方法であって、
素材を準備する工程と、
前記準備された素材をAc3点以上の温度に加熱する工程と、
加熱された前記素材に対して、[1]~[7]のいずれか1項に記載の金型により熱間プレス成形を実施する工程と、
熱間プレス成形された前記素材を、前記金型から離型して、熱間プレス成形品を製造する工程とを備える、
熱間プレス成形品の製造方法。
[8]
A method for producing a hot press-formed product, comprising:
A process of preparing materials;
Heating the prepared material to a temperature equal to or higher than A c3 ;
A step of performing hot press forming on the heated material using a mold according to any one of [1] to [7];
and releasing the hot press molded material from the die to produce a hot press molded product.
A manufacturing method for hot press formed products.

[8]の熱間プレス成形品の製造方法は、優れた衝撃吸収能を有する熱間プレス成形品を製造できる。The manufacturing method of hot press-formed products [8] can produce hot press-formed products having excellent impact absorption capabilities.

[9]
[8]に記載の熱間プレス成形品の製造方法であってさらに、
前記金型から離型して製造された前記熱間プレス成形品を、100~500℃で保持する工程とを備える、
熱間プレス成形品の製造方法。
[9]
The method for producing a hot press-formed product according to [8], further comprising:
and holding the hot press molded product produced by releasing it from the mold at 100 to 500 ° C.
A manufacturing method for hot press formed products.

以下、本実施形態による金型、及び、本実施形態による金型を用いた熱間プレス成形品の製造方法について、図面を参照して説明する。なお、各図面において同一又は相当する構成については、同一の符号を付し、同一の説明を繰り返さない。Hereinafter, the die according to this embodiment and the method for manufacturing a hot press molded product using the die according to this embodiment will be described with reference to the drawings. Note that the same or corresponding configurations in each drawing will be given the same reference numerals, and the same description will not be repeated.

[熱間プレス装置1の構成]
図1は、熱間プレス成形用の熱間プレス装置1の一例を示す正面図である。図1を参照して、熱間プレス装置1は、本実施形態による金型10を除き、公知の熱間プレス装置と実質的に同じ構成を備える。熱間プレス装置1は、フレーム2と、スライド3と、ボルスタ4と、金型10(上型11及び下型12)とを備える。以降の説明において、熱間プレス装置1の鉛直方向(上下)方向をV方向、熱間プレス装置1の幅方向をW方向、V方向とW方向と垂直な方向をL方向ともいう。
[Configuration of hot press device 1]
Fig. 1 is a front view showing an example of a hot press apparatus 1 for hot press molding. Referring to Fig. 1, the hot press apparatus 1 has substantially the same configuration as a known hot press apparatus, except for a die 10 according to this embodiment. The hot press apparatus 1 includes a frame 2, a slide 3, a bolster 4, and a die 10 (upper die 11 and lower die 12). In the following description, the vertical (up-down) direction of the hot press apparatus 1 is also referred to as the V direction, the width direction of the hot press apparatus 1 is also referred to as the W direction, and the direction perpendicular to the V direction and the W direction is also referred to as the L direction.

図1を参照して、フレーム2は、熱間プレス装置1の上部に配置される。フレーム2は、フレーム2の下方に配置されるスライド3を昇降可能に支持する。フレーム2は、スライド3を昇降する駆動装置(図示せず)を備える。駆動装置は機械式機構であってもよいし、液圧式機構であってもよい。スライド3は、フレーム2に取り付けられ、フレーム2が備える駆動装置により上下方向に昇降可能である。スライド3の下面には、上型11が取り付けられる。ボルスタ4は、スライド3の下方に配置される。ボルスタ4の上面は、スライド3の下面と対向する。ボルスタ4の上面には、下型12が取り付けられる。このとき、下型12は、上型11の下方に配置される。 Referring to FIG. 1, the frame 2 is arranged on the upper part of the hot press apparatus 1. The frame 2 supports the slide 3 arranged below the frame 2 so that it can be raised and lowered. The frame 2 is equipped with a drive device (not shown) that raises and lowers the slide 3. The drive device may be a mechanical mechanism or a hydraulic mechanism. The slide 3 is attached to the frame 2, and can be raised and lowered in the vertical direction by the drive device provided in the frame 2. An upper mold 11 is attached to the lower surface of the slide 3. The bolster 4 is arranged below the slide 3. The upper surface of the bolster 4 faces the lower surface of the slide 3. A lower mold 12 is attached to the upper surface of the bolster 4. At this time, the lower mold 12 is arranged below the upper mold 11.

金型10は、上述の上型11と、上述の下型12とを含む。上型11及び下型12は、図1のL方向に延びている。以下、熱間プレス装置1及び金型10に関して、上型11及び下型12が延びる方向を「金型10の長手方向(L方向)」ともいう。金型10に関して、L方向、及び、図1のV方向に垂直な方向を「金型10の幅方向(W方向)」ともいう。The die 10 includes the above-mentioned upper die 11 and the above-mentioned lower die 12. The upper die 11 and the lower die 12 extend in the L direction in Fig. 1. Hereinafter, with respect to the hot press apparatus 1 and the die 10, the direction in which the upper die 11 and the lower die 12 extend is also referred to as the "longitudinal direction (L direction) of the die 10." With respect to the die 10, the direction perpendicular to the L direction and the V direction in Fig. 1 is also referred to as the "width direction (W direction) of the die 10."

上述のとおり、上型11は、スライド3の下面に固定されており、下型12は、ボルスタ4の上面に固定されている。そして、下型12は上型11の下方に配置されている。熱間プレス成形を実施するとき、初めに、加熱された素材(ブランク)が、下型12上に配置される。素材の配置後、上型11が下型12に対して相対的にV方向にスライドして、素材に接触しながら、素材に外力を付与する。つまり、上型11及び下型12が素材を熱間プレス成形する。これにより、素材を所望の形状に成形する。さらに、熱間プレス成形中において、上型11の成形面と下型12の成形面とが素材と接触して、上型11及び下型12が素材を抜熱して焼入れする。そのため、所望の形状を有し、かつ、強度を高めた熱間プレス成形品が製造される。As described above, the upper die 11 is fixed to the lower surface of the slide 3, and the lower die 12 is fixed to the upper surface of the bolster 4. The lower die 12 is disposed below the upper die 11. When hot press forming is performed, a heated material (blank) is first placed on the lower die 12. After the material is placed, the upper die 11 slides in the V direction relative to the lower die 12, and applies an external force to the material while contacting the material. In other words, the upper die 11 and the lower die 12 hot press form the material. This forms the material into a desired shape. Furthermore, during hot press forming, the forming surfaces of the upper die 11 and the lower die 12 come into contact with the material, and the upper die 11 and the lower die 12 remove heat from the material and quench it. Therefore, a hot press formed product having a desired shape and increased strength is manufactured.

熱間プレス装置1は、図1に図示しない構成を含んでいてもよい。熱間プレス装置1は、例えば、金型10を冷却するための冷却装置を備えてもよい。この場合、例えば、金型10内部に、冷却媒体が通る流路が設けられる。さらに、金型10内部に冷却媒体を供給するためのポンプが配置される。熱間プレス装置1はさらに、熱間プレス装置1に素材を搬送するための搬送機構を備えてもよい。熱間プレス装置1は、図1に図示されない構成であって、公知の熱間プレス装置が備える構成を備えてもよい。 The hot press apparatus 1 may include a configuration not shown in FIG. 1. The hot press apparatus 1 may include, for example, a cooling device for cooling the die 10. In this case, for example, a flow path through which a cooling medium passes is provided inside the die 10. Furthermore, a pump for supplying the cooling medium inside the die 10 is disposed. The hot press apparatus 1 may further include a transport mechanism for transporting a material to the hot press apparatus 1. The hot press apparatus 1 may include a configuration not shown in FIG. 1 that is included in a known hot press apparatus.

[金型10の構成]
図1中の金型10の構成について、さらに詳細に説明する。
図2は、図1中の金型10の斜視図である。図2を参照して、上型11は、第1成形面110を有する。第1成形面110は、上型11の下面に配置されている。図2では、第1成形面110は、W方向中央部に、L方向に延びる凹部を含む。
[Configuration of mold 10]
The configuration of the mold 10 in FIG. 1 will now be described in more detail.
Fig. 2 is a perspective view of the mold 10 in Fig. 1. Referring to Fig. 2, the upper mold 11 has a first molding surface 110. The first molding surface 110 is disposed on the lower surface of the upper mold 11. In Fig. 2, the first molding surface 110 includes a recess extending in the L direction at the center in the W direction.

下型12は、第2成形面120を有する。第2成形面120は、下型12の上面に配置されている。図2では、第2成形面120は、W方向の中央部に、L方向に延びる凸部を含む。熱間プレス成形時において、第2成形面120は、第1成形面110と対向して配置される。そして、第2成形面120は、第1成形面110とともに、素材(ブランク)と接触して、素材を熱間プレス成形する。The lower die 12 has a second molding surface 120. The second molding surface 120 is disposed on the upper surface of the lower die 12. In FIG. 2, the second molding surface 120 includes a convex portion extending in the L direction at the center in the W direction. During hot press forming, the second molding surface 120 is disposed opposite the first molding surface 110. Then, the second molding surface 120, together with the first molding surface 110, comes into contact with the material (blank) and hot press forms the material.

[第1成形面110及び第2成形面120の構成]
第1成形面110は、斜線部で示す第1緩冷却領域113を含む。図2では、第1緩冷却領域113は、第1成形面110の一部に形成される。図2では、第1成形面110は、第1緩冷却領域113と、第1急冷領域114とを含む。
同様に、第2成形面120は、斜線部で示す第2緩冷却領域123を含む。図2では、第2緩冷却領域123は、第2成形面120の一部に形成される。図2では、第2成形面120は、第2緩冷却領域123と、第2急冷領域124とを含む。
熱間プレス成形時において、第1急冷領域114は、第2急冷領域124と対向する。第1急冷領域114と、第2急冷領域124とは、熱間プレス成形後の素材(熱間プレス成形品)に、高強度を有する高強度領域を形成する。
熱間プレス成形時において、第1緩冷却領域113は、第2緩冷却領域123と対向する。第1緩冷却領域113と、第2緩冷却領域123とは、熱間プレス成形後の素材(熱間プレス成形品)に、高強度領域よりも強度が低く、塑性変形しやすい衝撃緩衝領域を形成する。
[Configuration of first molding surface 110 and second molding surface 120]
The first molding surface 110 includes a first slow cooling region 113 indicated by a shaded area. In Fig. 2, the first slow cooling region 113 is formed in a part of the first molding surface 110. In Fig. 2, the first molding surface 110 includes the first slow cooling region 113 and a first rapid cooling region 114.
Similarly, the second molding surface 120 includes a second slow cooling region 123 indicated by a shaded area. In Fig. 2, the second slow cooling region 123 is formed in a portion of the second molding surface 120. In Fig. 2, the second molding surface 120 includes the second slow cooling region 123 and a second rapid cooling region 124.
During hot press forming, the first quenching region 114 faces the second quenching region 124. The first quenching region 114 and the second quenching region 124 form a high-strength region having high strength in the material after hot press forming (hot press formed product).
During hot press forming, the first slow cooling region 113 faces the second slow cooling region 123. The first slow cooling region 113 and the second slow cooling region 123 form an impact buffer region in the material after hot press forming (hot press formed product) that has a lower strength than the high strength region and is easily plastically deformed.

図3は、熱間プレス成形時の第1緩冷却領域113及び第2緩冷却領域123における、金型10及び素材(ブランク)Bの状態を示す、V方向及びW方向を含む断面図である。図4は、熱間プレス成形時の第1急冷領域114及び第2急冷領域124における、金型10及び素材Bの状態を示す、V方向及びW方向を含む断面図である。図3及び図4は、上型11が下死点に到達し、金型10が閉じた状態を示す。換言すれば、図3及び図4は、上型11の第1成形面110の略全体と、下型12の第2成形面120の略全体とが、素材Bと接触して、素材Bに外力を付与している状態を示す。 Figure 3 is a cross-sectional view including the V direction and the W direction, showing the state of the die 10 and the blank B in the first slow cooling region 113 and the second slow cooling region 123 during hot press forming. Figure 4 is a cross-sectional view including the V direction and the W direction, showing the state of the die 10 and the blank B in the first quenching region 114 and the second quenching region 124 during hot press forming. Figures 3 and 4 show the state in which the upper die 11 has reached the bottom dead center and the die 10 is closed. In other words, Figures 3 and 4 show the state in which substantially the entire first molding surface 110 of the upper die 11 and substantially the entire second molding surface 120 of the lower die 12 are in contact with the blank B and apply an external force to the blank B.

図2~図4を参照して、熱間プレス成形時において、素材Bは上型11と下型12とに挟まれる。このとき、第1成形面110の凹部が、第2成形面120の凸部内に嵌合する。その結果、素材Bは、ハット型の熱間プレス成形品に成形される。 With reference to Figures 2 to 4, during hot press forming, material B is sandwiched between upper die 11 and lower die 12. At this time, the concave portion of first forming surface 110 fits into the convex portion of second forming surface 120. As a result, material B is formed into a hat-shaped hot press formed product.

図2の金型10はさらに、緩冷却領域(113及び123)と、急冷領域(114及び124)とを含む。上型11の第1成形面110では、熱間プレス成形品の衝撃緩衝領域を形成する第1緩冷却領域113の表面構造は、熱間プレス成形品の高強度領域を形成する第1急冷領域114の表面構造と異なる。同様に、下型12の第2成形面120では、熱間プレス成形品の衝撃緩衝領域を形成する第2緩冷却領域123の表面構造は、熱間プレス成形品の高強度領域を形成する第2急冷領域124の表面構造と異なる。以下、第1成形面110及び第2成形面120の表面構造についてさらに説明する。2 further includes a slow cooling region (113 and 123) and a rapid cooling region (114 and 124). In the first molding surface 110 of the upper mold 11, the surface structure of the first slow cooling region 113 forming the impact buffer region of the hot press molded product is different from the surface structure of the first rapid cooling region 114 forming the high strength region of the hot press molded product. Similarly, in the second molding surface 120 of the lower mold 12, the surface structure of the second slow cooling region 123 forming the impact buffer region of the hot press molded product is different from the surface structure of the second rapid cooling region 124 forming the high strength region of the hot press molded product. The surface structures of the first molding surface 110 and the second molding surface 120 are further described below.

[第1成形面110の構成]
[第1緩冷却領域113の構成]
図5Aは、図3中の第1成形面110の第1緩冷却領域113内の領域100の拡大図である。図5Aを参照して、上型11の第1成形面110の第1緩冷却領域113は、複数の第1リブ部111と、複数の第1溝部112とを有する。図6は、図3の領域100を上方向(第1緩冷却領域113及び第2緩冷却領域123の法線方向)から見た、領域100の模式図である。図5A及び図6を参照して、複数の第1リブ部111は、所定の方向に延在している。図5A及び図6では、一例として、複数の第1リブ部111は、L方向に延びている。ただし、複数の第1リブ部111の延在方向は、L方向に限定されない。
[Configuration of first molding surface 110]
[Configuration of the first slow cooling region 113]
5A is an enlarged view of the region 100 in the first slow cooling region 113 of the first molding surface 110 in FIG. 3. Referring to FIG. 5A, the first slow cooling region 113 of the first molding surface 110 of the upper mold 11 has a plurality of first rib portions 111 and a plurality of first groove portions 112. FIG. 6 is a schematic diagram of the region 100 in FIG. 3, viewed from above (the normal direction of the first slow cooling region 113 and the second slow cooling region 123). Referring to FIG. 5A and FIG. 6, the plurality of first rib portions 111 extend in a predetermined direction. In FIG. 5A and FIG. 6, as an example, the plurality of first rib portions 111 extend in the L direction. However, the extension direction of the plurality of first rib portions 111 is not limited to the L direction.

複数の第1リブ部111は、第1リブ部111の幅方向に配列される。第1リブ部111の幅方向とは、第1リブ部111の延在方向に垂直な方向である。図5Aでは、第1リブ部111の幅方向は、W方向である。しかしながら、第1リブ部111の幅方向はW方向に限定されない。本実施形態では、各第1リブ部111が、L方向に延在し、W方向に配列される。 The multiple first rib portions 111 are arranged in the width direction of the first rib portion 111. The width direction of the first rib portion 111 is a direction perpendicular to the extension direction of the first rib portion 111. In FIG. 5A, the width direction of the first rib portion 111 is the W direction. However, the width direction of the first rib portion 111 is not limited to the W direction. In this embodiment, each first rib portion 111 extends in the L direction and is arranged in the W direction.

図5Aを参照して、複数の第1溝部112は、第1溝部112の幅方向に配列され、第1リブ部111は、隣り合う第1溝部112の間に形成される。図5Aでは、第1溝部112は、第1リブ部111と同様に、L方向に延在し、W方向に配列される。さらに、第1リブ部111は、隣り合う2つの第1溝部112の間に形成される。図5Aでは、複数の第1溝部112と複数の第1リブ部111とがいずれもL方向に延在し、第1溝部112と第1リブ部111とがW方向に交互に並んでいる。 Referring to FIG. 5A, the multiple first groove portions 112 are arranged in the width direction of the first groove portions 112, and the first rib portions 111 are formed between adjacent first groove portions 112. In FIG. 5A, the first groove portions 112 extend in the L direction and are arranged in the W direction, similar to the first rib portions 111. Furthermore, the first rib portions 111 are formed between two adjacent first groove portions 112. In FIG. 5A, the multiple first groove portions 112 and the multiple first rib portions 111 both extend in the L direction, and the first groove portions 112 and the first rib portions 111 are arranged alternately in the W direction.

図5Aを参照して、第1リブ部111の幅は、第1溝部112の幅よりも狭い。上述のとおり、第1リブ部111の幅とは、第1リブ部111の延在方向に垂直な断面での第1リブ部111の幅を意味する。図5Aでは、第1リブ部111の幅は、第1リブ部111のW方向の幅を意味する。同様に、第1溝部112の幅とは、第1溝部112の延在方向に垂直な断面での第1溝部112の幅を意味する。図5Aでは、第1溝部112の幅は、第1溝部112のW方向の幅を意味する。第1リブ部111の幅及び第1溝部112の幅は、例えば、ノギス等を用いて、容易に求めることができる。 With reference to FIG. 5A, the width of the first rib portion 111 is narrower than the width of the first groove portion 112. As described above, the width of the first rib portion 111 means the width of the first rib portion 111 in a cross section perpendicular to the extension direction of the first rib portion 111. In FIG. 5A, the width of the first rib portion 111 means the width of the first rib portion 111 in the W direction. Similarly, the width of the first groove portion 112 means the width of the first groove portion 112 in a cross section perpendicular to the extension direction of the first groove portion 112. In FIG. 5A, the width of the first groove portion 112 means the width of the first groove portion 112 in the W direction. The width of the first rib portion 111 and the width of the first groove portion 112 can be easily determined, for example, using a vernier caliper or the like.

図5Aを参照して、本実施形態では、第1リブ部111の幅が第1溝部112の幅よりも狭い。熱間プレス成形時に第1緩冷却領域113が素材Bと接触したとき、第1溝部112での抜熱量は、第1リブ部111での抜熱量よりも少ない。第1リブ部111の幅は、第1溝部112の幅よりも狭いため、第1リブ部111での抜熱量をより少なく抑えることができる。そのため、第1緩冷却領域113では、第1急冷領域114と比較して、素材Bの冷却速度を遅くすることができる。そのため、金型10を用いて熱間プレス成形を実施した場合、素材Bのうち、第1緩冷却領域113に接触した領域の焼入れの度合いを低減できる。その結果、熱間プレス成形後の素材B(熱間プレス成形品)に、強度を抑えた衝撃緩衝領域を形成することができる。 With reference to FIG. 5A, in this embodiment, the width of the first rib portion 111 is narrower than the width of the first groove portion 112. When the first slow cooling region 113 comes into contact with the material B during hot press forming, the amount of heat dissipated in the first groove portion 112 is less than the amount of heat dissipated in the first rib portion 111. Since the width of the first rib portion 111 is narrower than the width of the first groove portion 112, the amount of heat dissipated in the first rib portion 111 can be reduced. Therefore, in the first slow cooling region 113, the cooling rate of the material B can be slower than that in the first rapid cooling region 114. Therefore, when hot press forming is performed using the mold 10, the degree of quenching of the region of the material B that comes into contact with the first slow cooling region 113 can be reduced. As a result, a shock absorbing region with reduced strength can be formed in the material B (hot press formed product) after hot press forming.

[第1急冷領域114の構成]
図7は、図4の第1成形面110の第1急冷領域114中の領域200の拡大図である。図7を参照して、上型11の第1成形面110の第1急冷領域114では、第1リブ部111及び第1溝部112は形成されていない。換言すれば、第1成形面110の第1急冷領域114は、滑らかな面である。そのため、熱間プレス成形時において、第1急冷領域114の略全体が、素材Bと接触する。そのため、第1急冷領域114では、第1緩冷却領域113と比較して、素材Bの冷却速度を速くすることができる。そのため、金型10を用いて熱間プレス成形が実施された場合、素材Bのうち、第1急冷領域114に接触した領域の焼入れの度合いを高めることができる。その結果、熱間プレス成形後の素材B(熱間プレス成形品)に、衝撃緩衝領域よりも強度の高い高強度領域を形成することができる。
[Configuration of the first quenching region 114]
FIG. 7 is an enlarged view of a region 200 in the first quenching region 114 of the first molding surface 110 in FIG. 4. Referring to FIG. 7, the first rib portion 111 and the first groove portion 112 are not formed in the first quenching region 114 of the first molding surface 110 of the upper mold 11. In other words, the first quenching region 114 of the first molding surface 110 is a smooth surface. Therefore, during hot press forming, substantially the entire first quenching region 114 comes into contact with the material B. Therefore, in the first quenching region 114, the cooling rate of the material B can be made faster than that in the first slow cooling region 113. Therefore, when hot press forming is performed using the mold 10, the degree of quenching of the region of the material B that comes into contact with the first quenching region 114 can be increased. As a result, a high-strength region having a higher strength than the impact buffer region can be formed in the material B (hot press-formed product) after hot press forming.

[第2成形面120の構成]
[第2緩冷却領域123の構成]
図5Aを参照して、下型12の第2成形面120の第2緩冷却領域123は、複数の第2リブ部121と、複数の第2溝部122とを有する。図5A及び図6を参照して、複数の第2リブ部121は、所定の方向に延在している。図5A及び図6では、複数の第2リブ部121は、L方向に延びている。ただし、複数の第2リブ部121の延在方向は、L方向に限定されない。
[Configuration of second molding surface 120]
[Configuration of the second slow cooling region 123]
5A, the second slow cooling region 123 of the second molding surface 120 of the lower mold 12 has a plurality of second rib portions 121 and a plurality of second groove portions 122. With reference to Fig. 5A and Fig. 6, the plurality of second rib portions 121 extend in a predetermined direction. In Fig. 5A and Fig. 6, the plurality of second rib portions 121 extend in the L direction. However, the extension direction of the plurality of second rib portions 121 is not limited to the L direction.

複数の第2リブ部121は、第2リブ部121の幅方向に配列される。第2リブ部121の幅方向とは、第2リブ部121の延在方向に垂直な方向である。図5Aでは、第2リブ部121の幅方向は、W方向である。しかしながら、第2リブ部121の幅方向はW方向に限定されない。本実施形態では、各第2リブ部121が、L方向に延在し、W方向に配列される。 The multiple second rib portions 121 are arranged in the width direction of the second rib portion 121. The width direction of the second rib portion 121 is a direction perpendicular to the extension direction of the second rib portion 121. In FIG. 5A, the width direction of the second rib portion 121 is the W direction. However, the width direction of the second rib portion 121 is not limited to the W direction. In this embodiment, each second rib portion 121 extends in the L direction and is arranged in the W direction.

図5Aを参照して、複数の第2溝部122は、第2溝部122の幅方向に配列され、第2リブ部121は、隣り合う第2溝部122の間に形成される。図5Aでは、第2溝部122は、第2リブ部121と同様に、L方向に延在し、W方向に配列される。さらに、第2リブ部121は、隣り合う2つの第2溝部122の間に形成される。図5Aでは、複数の第2溝部122と複数の第2リブ部121とがいずれもL方向に延在し、第2溝部122と第2リブ部121とがW方向に交互に並んでいる。 Referring to FIG. 5A, the multiple second groove portions 122 are arranged in the width direction of the second groove portions 122, and the second rib portions 121 are formed between adjacent second groove portions 122. In FIG. 5A, the second groove portions 122 extend in the L direction and are arranged in the W direction, similar to the second rib portions 121. Furthermore, the second rib portions 121 are formed between two adjacent second groove portions 122. In FIG. 5A, both the multiple second groove portions 122 and the multiple second rib portions 121 extend in the L direction, and the second groove portions 122 and the second rib portions 121 are arranged alternately in the W direction.

図5Aを参照して、さらに、第2リブ部121の幅は、第2溝部122の幅よりも狭い。上述のとおり、第2リブ部121及び第2溝部122の幅方向とは、金型10の幅方向(W方向)に相当する。したがって、図5Aに示される断面において、第2リブ部121の幅は、第2リブ部121のW方向の幅を意味し、第2溝部122の幅は、第2溝部122のW方向の幅を意味する。第2リブ部121の幅及び第2溝部122の幅は、例えば、ノギスを用いて求めることができる。 Referring to Figure 5A, furthermore, the width of the second rib portion 121 is narrower than the width of the second groove portion 122. As described above, the width direction of the second rib portion 121 and the second groove portion 122 corresponds to the width direction (W direction) of the mold 10. Therefore, in the cross section shown in Figure 5A, the width of the second rib portion 121 means the width of the second rib portion 121 in the W direction, and the width of the second groove portion 122 means the width of the second groove portion 122 in the W direction. The width of the second rib portion 121 and the width of the second groove portion 122 can be found, for example, using a vernier caliper.

図5Aを参照して、第2リブ部121の幅が第2溝部122の幅よりも狭い。上述のとおり、第2リブ部121の幅とは、第2リブ部121の延在方向に垂直な断面での第2リブ部121の幅を意味する。そのため、上述の第1リブ部111の幅及び第1溝部112の幅の関係と同様の効果が得られる。具体的には、熱間プレス成形時に第2緩冷却領域123が素材Bと接触したとき、第2溝部122での抜熱量は、第2リブ部121での抜熱量よりも少ない。第2リブ部121の幅は、第2溝部122の幅よりも狭いため、第2リブ部121での抜熱量をより少なく抑えることができる。そのため、第2緩冷却領域123では、後述の第2急冷領域124と比較して、素材Bの冷却速度を遅くすることができる。そのため、金型10を用いて熱間プレス成形が実施された場合、素材Bのうち、第2緩冷却領域123に接触した領域の焼入れの度合いを低減できる。その結果、熱間プレス成形後の素材B(熱間プレス成形品)に、強度を抑えた衝撃緩衝領域を形成することができる。 Referring to FIG. 5A, the width of the second rib portion 121 is narrower than the width of the second groove portion 122. As described above, the width of the second rib portion 121 means the width of the second rib portion 121 in a cross section perpendicular to the extension direction of the second rib portion 121. Therefore, the same effect as the relationship between the width of the first rib portion 111 and the width of the first groove portion 112 described above can be obtained. Specifically, when the second slow cooling region 123 contacts the material B during hot press molding, the amount of heat dissipated in the second groove portion 122 is less than the amount of heat dissipated in the second rib portion 121. Since the width of the second rib portion 121 is narrower than the width of the second groove portion 122, the amount of heat dissipated in the second rib portion 121 can be suppressed to be smaller. Therefore, in the second slow cooling region 123, the cooling rate of the material B can be slower than that of the second rapid cooling region 124 described later. Therefore, when hot press molding is performed using the mold 10, the degree of quenching of the region of the material B that contacts the second slow cooling region 123 can be reduced. As a result, a shock absorbing region with reduced strength can be formed in the material B (hot press molded product) after hot press molding.

[第2急冷領域124の構成]
図7を参照して、下型12の第2成形面120の第2急冷領域124では、第2リブ部121及び第2溝部122は形成されていない。つまり、第2成形面120の第2急冷領域124は、滑らかな面である。そのため、熱間プレス成形時において、第2急冷領域124の略全体が、素材Bと接触する。そのため、第2急冷領域124では、第2緩冷却領域123と比較して、素材Bの冷却速度を速くすることができる。そのため、金型10を用いて熱間プレス成形が実施された場合、素材Bのうち、第2急冷領域124に接触した領域の焼入れの度合いを高めることができる。その結果、熱間プレス成形後の素材B(熱間プレス成形品)に、衝撃緩衝領域よりも強度の高い高強度領域を形成することができる。
[Configuration of the second quenching region 124]
Referring to FIG. 7, the second rib portion 121 and the second groove portion 122 are not formed in the second quenching region 124 of the second molding surface 120 of the lower mold 12. That is, the second quenching region 124 of the second molding surface 120 is a smooth surface. Therefore, during hot press forming, substantially the entire second quenching region 124 comes into contact with the material B. Therefore, in the second quenching region 124, the cooling rate of the material B can be made faster than that in the second slow cooling region 123. Therefore, when hot press forming is performed using the mold 10, the degree of quenching of the region of the material B that comes into contact with the second quenching region 124 can be increased. As a result, a high-strength region having a strength higher than that of the impact buffer region can be formed in the material B (hot press-formed product) after hot press forming.

[第1リブ部111及び第2リブ部121との関係]
金型10ではさらに、熱間プレス成形時において、第1成形面110の第1緩冷却領域113及び第2成形面120の第2緩冷却領域123を、第1緩冷却領域113の法線方向から見たとき、第1リブ部111と第2リブ部121とは、少なくとも一部が重複している。ここでいう、「熱間プレス成形時」とは、上型11の成形面110の略全体と、下型12の成形面120の略全体とが、素材Bと接触して素材Bに外力を付与している状態を意味し、金型10が閉じた状態であって、上型11が下死点で保持されつつ素材Bが金型10により冷却されている状態を意味する。
[Relationship between first rib portion 111 and second rib portion 121]
Furthermore, in the die 10, during hot press molding, when the first slow cooling region 113 of the first molding surface 110 and the second slow cooling region 123 of the second molding surface 120 are viewed from the normal direction of the first slow cooling region 113, the first rib portion 111 and the second rib portion 121 at least partially overlap. Here, "during hot press molding" refers to a state in which substantially the entire molding surface 110 of the upper die 11 and substantially the entire molding surface 120 of the lower die 12 are in contact with the material B and apply an external force to the material B, and refers to a state in which the die 10 is closed and the material B is cooled by the die 10 while the upper die 11 is held at the bottom dead center.

この場合、図5Aに示すとおり、熱間プレス成形時において、第1リブ部111が第2溝部122内に入り込んだりせず、第2リブ部121が第1溝部112内に入り込んだりしない。そのため、熱間プレス成形時に、第1リブ部111が第2溝部122内に入り込んだり、第2リブ部121が第1溝部112内に入り込んだりすることにより、素材Bが波状に変形するのを抑制できる。In this case, as shown in Figure 5A, during hot press forming, the first rib portion 111 does not enter the second groove portion 122, and the second rib portion 121 does not enter the first groove portion 112. Therefore, during hot press forming, the first rib portion 111 enters the second groove portion 122, and the second rib portion 121 enters the first groove portion 112, thereby preventing material B from being deformed into a wavy shape.

[金型10の特徴]
以上のとおり、本実施形態の金型10では、第1緩冷却領域113の第1リブ部111の幅は第1溝部112の幅よりも狭い。さらに、第2緩冷却領域123の第2リブ部121の幅は第2溝部122の幅よりも狭い。そのため、金型10を用いて熱間プレス成形を実施した場合、第1緩冷却領域113及び第2緩冷却領域123で挟まれた素材Bの領域では、冷却速度が抑えられる。そのため、熱間プレス成形品内で、強度を抑えた衝撃緩衝領域と、衝撃緩衝領域よりも強度の高い高強度領域とを形成することができる。さらに、熱間プレス成形時に、第1緩冷却領域113及び第2緩冷却領域123を、第1緩冷却領域113の法線方向から見たとき、第1リブ部111と第2リブ部121とは、少なくとも一部が重複する。そのため、衝撃緩衝領域において、素材Bが波状に変形するのを抑制することができる。
[Features of Mold 10]
As described above, in the mold 10 of this embodiment, the width of the first rib portion 111 in the first slow cooling region 113 is narrower than the width of the first groove portion 112. Furthermore, the width of the second rib portion 121 in the second slow cooling region 123 is narrower than the width of the second groove portion 122. Therefore, when hot press molding is performed using the mold 10, the cooling rate is suppressed in the region of the material B sandwiched between the first slow cooling region 113 and the second slow cooling region 123. Therefore, it is possible to form an impact buffer region with reduced strength and a high strength region with higher strength than the impact buffer region in the hot press molded product. Furthermore, when the first slow cooling region 113 and the second slow cooling region 123 are viewed from the normal direction of the first slow cooling region 113 during hot press molding, the first rib portion 111 and the second rib portion 121 at least partially overlap. Therefore, it is possible to suppress the material B from deforming into a wavy shape in the impact buffer region.

[金型10の好ましい形態について]
第1緩冷却領域113及び第2緩冷却領域123において、好ましくは、第1リブ部111と、第2リブ部121とは、同じ方向に延びている。さらに、第1溝部112と、第2溝部122とは、同じ方法に延びている。図5A及び図6では、第1リブ部111と、第2リブ部121とは、L方向に延びており、第1溝部112と、第2溝部122とは、L方向に延びている。
[Preferable form of mold 10]
In the first slow cooling region 113 and the second slow cooling region 123, the first rib portion 111 and the second rib portion 121 preferably extend in the same direction. Furthermore, the first groove portion 112 and the second groove portion 122 extend in the same direction. In Fig. 5A and Fig. 6, the first rib portion 111 and the second rib portion 121 extend in the L direction, and the first groove portion 112 and the second groove portion 122 extend in the L direction.

上述のとおり、第1リブ部111と、第1溝部112と、第2リブ部121と、第2溝部122とが、全て同じ方向に延在している場合、素材Bの熱伝達のシミュレーションでは、二次元でのシミュレーションを実施すれば足りる。つまり、第1リブ部111、第1溝部112、第2リブ部121及び、第2溝部122の延在方向に垂直な断面(つまり図5Aに示す断面)での二次元のシミュレーションを実施すれば、その結果は、三次元のシミュレーションにより得られた結果と実質的に同じとなる。そのため、三次元のシミュレーションを実施する必要がない。そのため、素材Bの熱伝達について、より容易かつ正確なシミュレーションが可能となる。つまり、より容易かつ正確に冷却速度を制御することができる。この場合、素材Bの化学組成から、シミュレーションを用いることにより、所望のミクロ組織に制御することが可能になる。As described above, when the first rib portion 111, the first groove portion 112, the second rib portion 121, and the second groove portion 122 all extend in the same direction, it is sufficient to perform a two-dimensional simulation in the simulation of heat transfer of material B. In other words, if a two-dimensional simulation is performed on a cross section perpendicular to the extension direction of the first rib portion 111, the first groove portion 112, the second rib portion 121, and the second groove portion 122 (i.e., the cross section shown in FIG. 5A), the result will be substantially the same as the result obtained by a three-dimensional simulation. Therefore, it is not necessary to perform a three-dimensional simulation. Therefore, it is possible to more easily and accurately simulate the heat transfer of material B. In other words, it is possible to more easily and accurately control the cooling rate. In this case, it is possible to control the desired microstructure from the chemical composition of material B by using a simulation.

例えば、素材Bが鋼材である場合、素材Bを熱間プレス成形した結果、熱間プレス成形品が硬質相だけでなく、残留オーステナイトを含有するミクロ組織となれば、熱間プレス成形品の衝撃吸収能がさらに高まる。ここで、硬質相とは、マルテンサイト及び/又はベイナイトからなる。For example, when material B is a steel material, if the result of hot press forming material B is a microstructure containing not only a hard phase but also retained austenite, the impact absorption capacity of the hot press formed product is further improved. Here, the hard phase consists of martensite and/or bainite.

[好ましい第1リブ部111と第1溝部112との関係、及び、好ましい第2リブ部121及び第2溝部122との関係]
好ましくは、緩冷却領域113に形成された第1リブ部111の幅は、第1溝部112の幅の10~50%であり、緩冷却領域123に形成された第2リブ部121の幅は、第2溝部122の幅の10~50%である。
[Preferable Relationship Between the First Rib Portion 111 and the First Groove Portion 112, and Preferred Relationship Between the Second Rib Portion 121 and the Second Groove Portion 122]
Preferably, the width of the first rib portion 111 formed in the slow cooling region 113 is 10 to 50% of the width of the first groove portion 112, and the width of the second rib portion 121 formed in the slow cooling region 123 is 10 to 50% of the width of the second groove portion 122.

第1リブ部111の幅が第1溝部112の幅の10%以上であれば、第1リブ部111が素材Bを適切に抜熱する。この場合、素材Bの冷却速度が過剰に遅くなるのを抑制できる。そのため、素材Bのミクロ組織中にフェライト及びパーライトが生成するのを抑制でき、硬質相、又は、硬質相及び残留オーステナイトの生成が促進される。その結果、熱間プレス成形品の衝撃吸収能が向上する。If the width of the first rib portion 111 is 10% or more of the width of the first groove portion 112, the first rib portion 111 appropriately removes heat from material B. In this case, the cooling rate of material B can be prevented from becoming excessively slow. This prevents ferrite and pearlite from forming in the microstructure of material B, and promotes the formation of a hard phase, or a hard phase and retained austenite. As a result, the impact absorption capacity of the hot press molded product is improved.

一方、第1リブ部111の幅が第1溝部112の幅の50%以下であれば、熱間プレス成形時において、冷却速度を遅くすることができる。冷却速度を遅くすることができれば、所望の素材温度で冷却を停止しやすくなる。例えば、Mf点~Ms点の間で冷却を停止して、マルテンサイト及び残留オーステナイトの生成量を調整してもよい。例えば、Ms点よりも高い温度で冷却を停止して、素材のミクロ組織をベイナイト主体の組織としてもよい。On the other hand, if the width of the first rib portion 111 is 50% or less of the width of the first groove portion 112, the cooling rate can be slowed down during hot press forming. If the cooling rate can be slowed down, it becomes easier to stop cooling at the desired material temperature. For example, cooling may be stopped between the Mf point and the Ms point to adjust the amount of martensite and retained austenite produced. For example, cooling may be stopped at a temperature higher than the Ms point to make the microstructure of the material mainly bainite.

したがって、好ましくは、第1リブ部111の幅は、第1溝部112の幅の10~50%である。
第1リブ部111の幅の第1溝部112の幅に対する比のさらに好ましい上限は45%であり、さらに好ましくは40%であり、さらに好ましくは35%である。
第1リブ部111の幅の第1溝部112の幅に対する比のさらに好ましい下限は12%であり、さらに好ましくは14%である。
Therefore, the width of the first rib portion 111 is preferably 10 to 50% of the width of the first groove portion 112 .
A more preferable upper limit of the ratio of the width of the first rib portion 111 to the width of the first groove portion 112 is 45%, more preferably 40%, and even more preferably 35%.
A more preferable lower limit of the ratio of the width of the first rib portion 111 to the width of the first groove portion 112 is 12%, and a more preferable lower limit is 14%.

図5Bは、熱間プレス成形時を示す図5Aの素材Bを除いた模式図である。ここで、第1リブ部111の幅は次のとおり定義する。第1リブ部111の表面のうち、第2成形面120と対向する表面を、第1リブ部111の頂面と定義する。すなわち、第1リブ部111の表面のうち、熱間プレス成形時に素材Bと接触する表面を「頂面」と定義する。図5Bに示すとおり、第1リブ部111の延在方向に垂直な断面において、頂面111Pの幅W111Pを、第1リブ部111の幅と定義する。頂面111Pの幅W111Pはすなわち、第1リブ部111の延在方向及び頂面111Pの法線方向に垂直な方向(図5BではW方向)の頂面111Pの長さに相当する。 FIG. 5B is a schematic diagram showing the hot press forming of FIG. 5A with the material B removed. Here, the width of the first rib portion 111 is defined as follows. Among the surfaces of the first rib portion 111, the surface facing the second molding surface 120 is defined as the top surface of the first rib portion 111. That is, among the surfaces of the first rib portion 111, the surface that contacts the material B during hot press forming is defined as the "top surface". As shown in FIG. 5B, in a cross section perpendicular to the extension direction of the first rib portion 111, the width W 111P of the top surface 111P is defined as the width of the first rib portion 111. That is, the width W 111P of the top surface 111P corresponds to the length of the top surface 111P in the direction perpendicular to the extension direction of the first rib portion 111 and the normal direction of the top surface 111P (W direction in FIG. 5B).

第1リブ部111の高さは次のとおり定義する。図5Bにおいて、第1リブ部111の頂面111Pから第1溝部112の溝底112Pまでの高さH111Pを、第1リブ部111の高さと定義する。換言すれば、第1リブ部111の頂面111Pから第1溝部112の溝底112Pまでの、頂面111Pの法線方向(図5BではV方向)の長さを、第1リブ部111の高さH111Pと定義する。 The height of the first rib portion 111 is defined as follows: In Fig. 5B, the height H111P from the top surface 111P of the first rib portion 111 to the groove bottom 112P of the first groove portion 112 is defined as the height of the first rib portion 111. In other words, the length from the top surface 111P of the first rib portion 111 to the groove bottom 112P of the first groove portion 112 in the normal direction of the top surface 111P (V direction in Fig. 5B) is defined as the height H111P of the first rib portion 111.

第1溝部112の幅は次のとおり定義する。図5Bに示すとおり、第1リブ部111の延在方向に垂直な断面において、隣り合う第1リブ部111同士の一方の頂面111Pの端点と、他方の頂面111Pの端点との間の隙間の幅W112Pを、第1溝部112の幅と定義する。 The width of the first groove portion 112 is defined as follows: As shown in Fig. 5B, in a cross section perpendicular to the extension direction of the first rib portion 111, the width W112P of the gap between an end point of one top surface 111P of adjacent first rib portions 111 and an end point of the other top surface 111P is defined as the width of the first groove portion 112.

第2リブ部121の幅は次のとおり定義する。第2リブ部121の表面のうち、第1成形面110と対向する表面を、第2リブ部121の頂面と定義する。すなわち、第2リブ部121の表面のうち、熱間プレス成形時に素材Bと接触する表面を「頂面」と定義する。図5Bに示すとおり、第2リブ部121の延在方向に垂直な断面において、頂面121Pの幅W121Pを、第2リブ部121の幅と定義する。頂面121Pの幅W121Pはすなわち、第2リブ部121の延在方向及び頂面121Pの法線方向に垂直な方向(図5BではW方向)の頂面121Pの長さに相当する。 The width of the second rib portion 121 is defined as follows. Of the surfaces of the second rib portion 121, the surface facing the first molding surface 110 is defined as the top surface of the second rib portion 121. That is, of the surfaces of the second rib portion 121, the surface that comes into contact with the material B during hot press forming is defined as the "top surface". As shown in FIG. 5B, in a cross section perpendicular to the extension direction of the second rib portion 121, the width W 121P of the top surface 121P is defined as the width of the second rib portion 121. That is, the width W 121P of the top surface 121P corresponds to the length of the top surface 121P in the direction perpendicular to the extension direction of the second rib portion 121 and the normal direction of the top surface 121P (W direction in FIG. 5B).

第2リブ部121の高さは次のとおり定義する。図5Bにおいて、第2リブ部121の頂面121Pから第2溝部122の溝底122Pまでの高さH121Pを、第2リブ部121の高さと定義する。換言すれば、第2リブ部121の頂面121Pから第2溝部122の溝底122Pまでの、頂面121Pの法線方向(図5BではV方向)の長さを、第2リブ部121の高さと定義する。 The height of the second rib portion 121 is defined as follows: In Fig. 5B, the height H121P from the top surface 121P of the second rib portion 121 to the groove bottom 122P of the second groove portion 122 is defined as the height of the second rib portion 121. In other words, the length from the top surface 121P of the second rib portion 121 to the groove bottom 122P of the second groove portion 122 in the normal direction of the top surface 121P (V direction in Fig. 5B) is defined as the height of the second rib portion 121.

第2溝部122の幅は次のとおり定義する。図5Bに示すとおり、第2リブ部121の延在方向に垂直な断面において、隣り合う第2リブ部121同士の一方の頂面121Pの端点と、他方の頂面121Pの端点との間の隙間の幅W122Pを、第2溝部122の幅と定義する。 The width of the second groove portion 122 is defined as follows: As shown in Fig. 5B, in a cross section perpendicular to the extension direction of the second rib portion 121, the width W122P of the gap between an end point of one top surface 121P of adjacent second rib portions 121 and an end point of the other top surface 121P is defined as the width of the second groove portion 122.

なお、第1リブ部111又は第2リブ部121の、延在方向に垂直な断面での形状は、図5A及び図5Bに示すように矩形状であってもよいし、図5Cに示すように、頂面111P又は121Pに向かって幅が狭まる台形状であってもよい。また、第1リブ部111又は第2リブ部121では、図5Dに示すように、頂面111P又は121Pの角が面取りされていたり、第1リブ部111又は第2リブ部121の根元が面取りされていたりしてもよい。また、頂面111P又は121Pの角が丸みを帯びていたり(つまり、フィレット加工されていたり)、第1リブ部111又は第2リブ部121の根元が丸みを帯びていたり(つまり、フィレット加工されていたり)してもよい。The shape of the first rib portion 111 or the second rib portion 121 in a cross section perpendicular to the extension direction may be rectangular as shown in Figures 5A and 5B, or may be trapezoidal with a narrowing width toward the top surface 111P or 121P as shown in Figure 5C. In addition, in the first rib portion 111 or the second rib portion 121, the corners of the top surface 111P or 121P may be chamfered as shown in Figure 5D, or the base of the first rib portion 111 or the second rib portion 121 may be chamfered. In addition, the corners of the top surface 111P or 121P may be rounded (i.e., filleted), or the base of the first rib portion 111 or the second rib portion 121 may be rounded (i.e., filleted).

なお、頂面(111P又は121P)が面取り又はフィレット加工されている場合、頂面(111P又は121P)の幅は、頂面(111P及び121P)のうち、面取り及びフィレット加工されていない部分の幅とする。In addition, in the case where the top surface (111P or 121P) is chamfered or filleted, the width of the top surface (111P or 121P) shall be the width of the portion of the top surface (111P and 121P) that is not chamfered or filleted.

上述のとおり、本実施形態の金型10は、熱間プレス成形用の金型である。熱間プレス成形時、素材Bの温度はAc3点以上であり、温間プレス成形よりも高い。そのため、熱間プレス成形時の素材Bは、温間プレス成形時の素材と比較して、硬さが低く、加工性に優れる。そのため、熱間プレス成形時に素材Bに掛かる面圧は、温間プレス成形時よりも低い。そのため、第1リブ部111の幅が、第1溝部112の幅の50%以下であっても、素材Bの表面には疵がつきにくい。 As described above, the die 10 of this embodiment is a die for hot press molding. During hot press molding, the temperature of the material B is A c3 point or higher, which is higher than that during warm press molding. Therefore, the material B during hot press molding has lower hardness and better workability than the material during warm press molding. Therefore, the surface pressure applied to the material B during hot press molding is lower than that during warm press molding. Therefore, even if the width of the first rib portion 111 is 50% or less of the width of the first groove portion 112, the surface of the material B is less likely to be scratched.

第1リブ部111及び第1溝部112との関係と同様に、第2リブ部121の幅が第2溝部122の幅の10%以上であれば、素材Bの冷却速度の過剰な低減を抑制できる。そのため、熱間プレス成形品の衝撃吸収能が向上する。Similar to the relationship between the first rib portion 111 and the first groove portion 112, if the width of the second rib portion 121 is 10% or more of the width of the second groove portion 122, an excessive decrease in the cooling rate of material B can be suppressed. This improves the impact absorption capacity of the hot press molded product.

一方、第2リブ部121の幅が第2溝部122の幅の50%以下であれば、素材Bの冷却速度を適度に遅くすることができる。そのため、熱間プレス成形時において、冷却停止温度(つまり、素材Bから金型10を離すときの素材Bの温度)を調整しやすくなる。例えば、冷却停止温度をMs点よりも上の温度に調整したり、冷却停止温度を、Mf点~Ms点の間に調整したり、又は、Ms点超~500℃の間に調整したりしやすくなる。On the other hand, if the width of the second rib portion 121 is 50% or less of the width of the second groove portion 122, the cooling rate of material B can be appropriately slowed. This makes it easier to adjust the cooling stop temperature (i.e., the temperature of material B when the die 10 is separated from material B) during hot press forming. For example, it becomes easier to adjust the cooling stop temperature to a temperature above the Ms point, to adjust the cooling stop temperature to between the Mf point and the Ms point, or to between above the Ms point and 500°C.

したがって、第2リブ部121の幅は、第2溝部122の幅の10~50%である。
第2リブ部121の幅の第2溝部122の幅に対する比の好ましい上限は45%であり、さらに好ましくは40%であり、さらに好ましくは35%である。
第2リブ部121の幅の第2溝部122の幅に対する比のさらに好ましい下限は12%であり、さらに好ましくは14%である。
Therefore, the width of the second rib portion 121 is 10 to 50% of the width of the second groove portion 122 .
A preferred upper limit of the ratio of the width of the second rib portion 121 to the width of the second groove portion 122 is 45%, more preferably 40%, and even more preferably 35%.
A more preferable lower limit of the ratio of the width of the second rib portion 121 to the width of the second groove portion 122 is 12%, and a more preferable lower limit is 14%.

上述の第1リブ部111の幅及び第1溝部112の幅の関係と同様に、第2リブ部121の幅が第2溝部122の幅の50%以下であっても、素材Bの表面には疵がつきにくい。Similar to the relationship between the width of the first rib portion 111 and the width of the first groove portion 112 described above, even if the width of the second rib portion 121 is 50% or less of the width of the second groove portion 122, the surface of material B is less likely to be scratched.

[第1リブ部111の好ましい幅及び好ましい高さ、第2リブ部121の好ましい幅及び好ましい高さ]
好ましくは、第1緩冷却領域113の少なくとも一部において、第1リブ部111の幅は1.0~8.0mmであり、第1リブ部111の高さは0.2~5.0mmであり、第2緩冷却領域123の少なくとも一部において、第2リブ部121の幅は1.0~8.0mmであり、第2リブ部121の高さは0.2~5.0mmである。第1リブ部111の高さは、第1溝部112の深さに相当する。同様に、第2リブ部121の高さは、第2溝部122の深さに相当する。
[Preferable width and height of first rib portion 111, and preferred width and preferred height of second rib portion 121]
Preferably, in at least a portion of the first slow cooling region 113, the width of the first rib portion 111 is 1.0 to 8.0 mm and the height of the first rib portion 111 is 0.2 to 5.0 mm, and in at least a portion of the second slow cooling region 123, the width of the second rib portion 121 is 1.0 to 8.0 mm and the height of the second rib portion 121 is 0.2 to 5.0 mm. The height of the first rib portion 111 corresponds to the depth of the first groove portion 112. Similarly, the height of the second rib portion 121 corresponds to the depth of the second groove portion 122.

第1リブ部111の幅又は第2リブ部121の幅を8.0mm以下にすれば、素材Bにおける第1リブ部111の幅方向又は第2リブ部121の幅方向の温度ばらつきを低減することができる。そのため、熱間プレス成形時において、素材Bの温度ばらつきに由来する、冷却速度のばらつきを低減できる。By setting the width of the first rib portion 111 or the width of the second rib portion 121 to 8.0 mm or less, it is possible to reduce the temperature variation in the width direction of the first rib portion 111 or the width direction of the second rib portion 121 in the material B. Therefore, it is possible to reduce the variation in the cooling rate caused by the temperature variation of the material B during hot press forming.

一方、第1リブ部111の幅又は第2リブ部121の幅を1.0mm以上にすれば、熱間プレス成形を実施する際に、第1リブ部111又は第2リブ部121が折れにくくなり、生産性が高まる。したがって、第1リブ部111の好ましい幅は、1.0~8.0mmである。第2リブ部121の好ましい幅は、1.0~8.0mmである。On the other hand, if the width of the first rib portion 111 or the width of the second rib portion 121 is 1.0 mm or more, the first rib portion 111 or the second rib portion 121 will be less likely to break when hot press forming is performed, improving productivity. Therefore, the preferred width of the first rib portion 111 is 1.0 to 8.0 mm. The preferred width of the second rib portion 121 is 1.0 to 8.0 mm.

第1リブ部111の幅のさらに好ましい下限は1.8mmであり、さらに好ましくは2.0mmである。第2リブ部121の幅のさらに好ましい下限は1.8mmであり、さらに好ましくは2.0mmである。この場合、第1リブ部111及び第2リブ部121はさらに折れにくくなる。また、第1リブ部111及び第2リブ部121の寸法精度が緩和されるため、加工しやすくなる。 A more preferred lower limit for the width of the first rib portion 111 is 1.8 mm, and more preferably 2.0 mm. A more preferred lower limit for the width of the second rib portion 121 is 1.8 mm, and more preferably 2.0 mm. In this case, the first rib portion 111 and the second rib portion 121 become even less likely to break. In addition, the dimensional accuracy of the first rib portion 111 and the second rib portion 121 is relaxed, making them easier to process.

第1リブ部111の高さ又は第2リブ部121の高さを0.2mm以上にすれば、第1溝部112又は第2溝部122における、素材Bからの抜熱の発生を抑制できる。一方、第1リブ部111の高さ又は第2リブ部121の高さを5.0mm以下にすれば、熱間プレス成形を実施する際に、第1リブ部111又は第2リブ部121が折れにくくなり、生産性が高まる。したがって、第1リブ部111の好ましい高さは0.2~5.0mmである。第2リブ部122の好ましい高さは0.2~5.0mmである。 If the height of the first rib portion 111 or the height of the second rib portion 121 is set to 0.2 mm or more, heat dissipation from material B in the first groove portion 112 or the second groove portion 122 can be suppressed. On the other hand, if the height of the first rib portion 111 or the height of the second rib portion 121 is set to 5.0 mm or less, the first rib portion 111 or the second rib portion 121 becomes less likely to break when hot press forming is performed, improving productivity. Therefore, the preferred height of the first rib portion 111 is 0.2 to 5.0 mm. The preferred height of the second rib portion 122 is 0.2 to 5.0 mm.

なお、第1緩冷却領域113及び第2緩冷却領域123のうち、少なくとも一部の領域において、第1リブ部111又は第2リブ部121の、幅又は高さを上記のとおりに調整すれば、上記少なくとも一部の領域では、上記好ましい効果を得ることができる。したがって、本実施形態では、第1緩冷却領域113及び第2緩冷却領域123の少なくとも一部において、第1リブ部111又は第2リブ部121の幅又は高さを、上記のとおり調整すればよい。好ましくは、第1緩冷却領域113の全体にわたって、第1リブ部111の幅が1.0~8.0mmであり、高さが0.2~5.0mmであり、第2緩冷却領域123の全体にわたって、第2リブ部121の幅が1.0~8.0mmであり、高さが0.2~5.0mmである。In addition, if the width or height of the first rib portion 111 or the second rib portion 121 is adjusted as described above in at least a portion of the first slow cooling region 113 and the second slow cooling region 123, the above-mentioned preferable effect can be obtained in at least a portion of the above-mentioned region. Therefore, in this embodiment, the width or height of the first rib portion 111 or the second rib portion 121 may be adjusted as described above in at least a portion of the first slow cooling region 113 and the second slow cooling region 123. Preferably, the width of the first rib portion 111 is 1.0 to 8.0 mm and the height is 0.2 to 5.0 mm throughout the first slow cooling region 113, and the width of the second rib portion 121 is 1.0 to 8.0 mm and the height is 0.2 to 5.0 mm throughout the second slow cooling region 123.

さらに好ましくは、第1緩冷却領域113の少なくとも一部の領域において、第1リブ部111の幅は1.0~4.0mmであり、かつ、第1溝部112の幅の10~30%であり、さらに、第2緩冷却領域123の少なくとも一部の領域において、第2リブ部121の幅は1.0~4.0mmであり、かつ、第2溝部122の幅の10~30%である。この場合、素材Bの冷却速度をさらに遅くすることができる。そのため、冷却停止温度を所望の温度により調整しやすい。さらに、熱間プレス成形時の素材Bの温度ばらつきを低減できる。 More preferably, in at least a portion of the first slow cooling region 113, the width of the first rib portion 111 is 1.0 to 4.0 mm and is 10 to 30% of the width of the first groove portion 112, and further, in at least a portion of the second slow cooling region 123, the width of the second rib portion 121 is 1.0 to 4.0 mm and is 10 to 30% of the width of the second groove portion 122. In this case, the cooling rate of material B can be further slowed. Therefore, it is easy to adjust the cooling stop temperature to the desired temperature. Furthermore, the temperature variation of material B during hot press forming can be reduced.

[Fn1について]
金型10において、第1リブ部111と第2リブ部121とが同じ方向に延びており、第1溝部112と第2溝部122とが同じ方向に延びており、第1リブ部111の幅は、第1溝部112の幅の10~50%であり、第2リブ部121の幅は、第2溝部122の幅の10~50%であり、第1リブ部111及び第2リブ部121の幅が1.0~8.0mmであり、第1リブ部111及び第2リブ部121の高さが0.2~5.0mmである場合を想定する。
この場合、好ましくは、式(1)で定義されるFn1が14以下である。
Fn1=Wr0.9/P00.8+0.05Hr (1)
ここで、Wrは第1リブ部111及び第2リブ部121の幅(mm)である。P0=Wr/Wsであり、Wsは第1溝部112及び第2溝部122の幅(mm)である。Hrは第1リブ部111及び第2リブ部121の高さ(mm)である。以下、Fn1について説明する。
[About Fn1]
In the mold 10, it is assumed that the first rib portion 111 and the second rib portion 121 extend in the same direction, the first groove portion 112 and the second groove portion 122 extend in the same direction, the width of the first rib portion 111 is 10 to 50% of the width of the first groove portion 112, the width of the second rib portion 121 is 10 to 50% of the width of the second groove portion 122, the widths of the first rib portion 111 and the second rib portion 121 are 1.0 to 8.0 mm, and the heights of the first rib portion 111 and the second rib portion 121 are 0.2 to 5.0 mm.
In this case, Fn1 defined in formula (1) is preferably 14 or less.
Fn1 = Wr 0.9 / P0 0.8 + 0.05Hr (1)
Here, Wr is the width (mm) of the first rib portion 111 and the second rib portion 121. P0=Wr/Ws, where Ws is the width (mm) of the first groove portion 112 and the second groove portion 122. Hr is the height (mm) of the first rib portion 111 and the second rib portion 121. Fn1 will be described below.

図8はFn1と、第1緩冷却領域113及び第2緩冷却領域123での温度ばらつきΔT(℃)との関係を示す図である。図8は、次に示す2次元の熱伝達シミュレーションにより得られた結果である。具体的には、図9に示す熱伝導モデルを想定した差分法により、熱間プレス成形時における素材Bの温度分布及び当該温度分布の経時変化をシミュレートした。 Figure 8 shows the relationship between Fn1 and the temperature variation ΔT (°C) in the first slow cooling region 113 and the second slow cooling region 123. Figure 8 shows the results obtained by the two-dimensional heat transfer simulation described below. Specifically, the temperature distribution of material B during hot press forming and the change in the temperature distribution over time were simulated using a finite difference method assuming the heat conduction model shown in Figure 9.

図9は、第1緩冷却領域113及び第2緩冷却領域123における、第1リブ部111及び第2リブ部121の幅方向の断面図である。素材Bを要素幅D0=1mm、厚さD1=素材Bの板厚(1.4mmで想定)、L方向に単位長さを有する複数の要素Eに区画した。i番目(iは自然数)の要素Eでの熱伝導及び熱伝達による単位時間(1秒)当たりの熱量の収支Q(W/m)は以下の式で示される。 9 is a cross-sectional view in the width direction of the first rib portion 111 and the second rib portion 121 in the first slow cooling region 113 and the second slow cooling region 123. The material B was partitioned into a plurality of elements E having an element width D0 = 1 mm, a thickness D1 = the plate thickness of material B (assumed to be 1.4 mm), and a unit length in the L direction. The heat balance Q (W/ m2 ) per unit time (1 second) due to heat conduction and heat transfer in the i-th element E (i is a natural number) is expressed by the following formula.

Q=(Q2i)―(Q2i+1)-2Q1
この式の各項を、次の式で定義した。
(要素Eが第1リブ部111及び第2リブ部121に接触している場合)
Q1:素材Bとリブ部(111又は121)との接触熱伝達による要素Eの単位時間当たりの金型への熱量の移動(W/m
Q1=-h(Tr-Tbi)
熱伝達係数h=2000W/m・K
金型温度Tr=100℃
Tbi:素材Bにおけるi番目の要素Eの温度
(要素Eが第1リブ部111及び第2リブ部121に接触していない場合)
Q1:溝部(112又は122)での空気を介した熱伝導による要素Eの単位時間当たりの熱量の金型への移動(W/m
Q1=-λa(Tr-Tbi)/Hr
λa:空気の熱伝導率=0.04W/m・K
Q2i:素材B内の熱伝導によるi-1番目の要素Eから単位時間当たりの隣接するi番目の要素Eへの熱量の移動(W/m
Q2i=-λb(Tbi-Tbi-1)/Δx
λb:素材Bの熱伝導率=50W/m・K
Tbi:i番目の要素E(素材B)の温度
Tbi-1:i番目の要素Eと隣接するi-1番目の要素Eの温度
Δx:隣接する要素E間の距離=1mm
Q = (Q2i) - (Q2i + 1) - 2Q1
Each term in this equation is defined as follows:
(When element E is in contact with the first rib portion 111 and the second rib portion 121)
Q1: Heat transfer to the die per unit time of element E due to contact heat transfer between material B and the rib portion (111 or 121) (W/m 2 )
Q1=-h(Tr-Tbi)
Heat transfer coefficient h = 2000 W/ m2 K
Mold temperature Tr = 100 ° C.
Tbi: temperature of the i-th element E in the material B (when the element E is not in contact with the first rib portion 111 and the second rib portion 121)
Q1: The amount of heat transferred per unit time from element E to the mold by heat conduction through the air in the groove portion (112 or 122) (W/m 2 )
Q1 = -λa (Tr - Tbi) / Hr
λa: Thermal conductivity of air = 0.04 W/m K
Q2i: The amount of heat transferred from the (i-1)th element E to the adjacent i-th element E per unit time due to thermal conduction within material B (W/m 2 )
Q2i = -λb (Tbi - Tbi-1) / Δx
λb: Thermal conductivity of material B = 50 W/m K
Tbi: Temperature of the i-th element E (material B) Tbi-1: Temperature of the i-1-th element E adjacent to the i-th element E Δx: Distance between adjacent elements E = 1 mm

ところで、熱収支Qに伴う単位時間あたりの要素Eの温度変化ΔTb(℃)は次の式で示される。
ΔTb=Q/(c・ρ・D0・D1)
c:素材Bの比熱=0.435J/(g・K)
ρ:素材Bの密度=7.8×10^3(g/m
Meanwhile, the temperature change ΔTb (° C.) of element E per unit time associated with the heat balance Q is expressed by the following formula.
ΔTb=Q/(c·ρ·D0·D1)
c: Specific heat of material B = 0.435 J/(g K)
ρ: density of material B = 7.8 × 10^3 (g/m 3 )

上述の熱伝導モデルにおいて、第1リブ部111と第2リブ部121とが同じ方向に延びており、第1溝部112及び第2溝部122が同じ方向に延びているとした。さらに、第1リブ部111の幅が第2リブ部121の幅と同じであり、第1リブ部111の高さが第2リブ部121の高さと同じであるとした。さらに、第1溝部112の幅が第2溝部122の幅と同じであるとした。さらに、図9に示すとおり、熱間プレス成形時において、第1リブ部111の頂面全体が、第2リブ部121の頂面全体と重なるとした。なお、リブ部(111及び121)の延在方向に垂直な断面形状は矩形状であった。In the above-mentioned heat conduction model, the first rib portion 111 and the second rib portion 121 extend in the same direction, and the first groove portion 112 and the second groove portion 122 extend in the same direction. Furthermore, the width of the first rib portion 111 is the same as the width of the second rib portion 121, and the height of the first rib portion 111 is the same as the height of the second rib portion 121. Furthermore, the width of the first groove portion 112 is the same as the width of the second groove portion 122. Furthermore, as shown in FIG. 9, during hot press forming, the entire top surface of the first rib portion 111 overlaps with the entire top surface of the second rib portion 121. Note that the cross-sectional shape perpendicular to the extension direction of the ribs (111 and 121) was rectangular.

初期条件として時刻0(秒)における要素Eの温度Tbiを622℃とした。さらに、図9の右方と左方にそれぞれ500~1000mmの区間では要素Eが第1リブ部111および第2リブ部121に接触しているとし(つまり、上記区間を緩冷却領域113及び123とし)、境界条件として図9の右方と左方それぞれ1000mm地点での要素Eにおける素材B内の熱伝導は断熱するとした。そして、時間間隔0.01秒ごとに要素Eの温度変化ΔTbを算出する逐次計算を行うことで、素材Bの温度分布及びその経時変化をシミュレートした。As an initial condition, the temperature Tbi of element E at time 0 (seconds) was set to 622°C. Furthermore, in the sections 500 to 1000 mm to the right and left of Fig. 9, element E was in contact with the first rib portion 111 and the second rib portion 121 (i.e., the above sections were set to the slow cooling regions 113 and 123), and as a boundary condition, heat conduction within material B in element E at points 1000 mm to the right and left of Fig. 9 was set to be adiabatic. Then, by performing sequential calculations to calculate the temperature change ΔTb of element E at time intervals of 0.01 seconds, the temperature distribution of material B and its change over time were simulated.

リブ部(111及び121)の幅、高さ、溝部(112及び122)の幅を変化させて、図9の右方と左方にそれぞれ250mm以内の区間におけるTbiの最大値Tbimaxと最小値Tbiminの差Tbimax-Tbiminを素材Bでの温度ばらつきΔT(℃)と定義して求めた。求めたΔTを用いて、図8を作成した。 The width and height of the rib portions (111 and 121) and the width of the groove portions (112 and 122) were changed, and the difference Tbimax-Tbimin between the maximum value Tbimax and the minimum value Tbimin of Tbi in the sections within 250 mm to the right and left of Figure 9 was defined as the temperature variation ΔT (°C) for material B. Figure 8 was created using the obtained ΔT.

図8を参照して、Fn1が14よりも高い場合、Fn1の低下とともに、ΔTは急速に低下する。そして、Fn1が14以下となったとき、Fn1の低下に伴うΔTの低下度合いが緩やかになる。Fn1が10以下となったときさらに、Fn1の低下に伴うΔTの低下度合いが緩やかになる。したがって、図8のグラフでは、Fn1=14近傍と、Fn1=10近傍で変曲点が存在する。 With reference to Figure 8, when Fn1 is higher than 14, ΔT decreases rapidly as Fn1 decreases. Then, when Fn1 becomes 14 or less, the rate of decrease in ΔT associated with the decrease in Fn1 becomes more gradual. When Fn1 becomes 10 or less, the rate of decrease in ΔT associated with the decrease in Fn1 becomes even more gradual. Therefore, in the graph of Figure 8, there are inflection points near Fn1 = 14 and near Fn1 = 10.

したがって、Fn1の好ましい上限は14であり、さらに好ましくは10である。Fn1が14以下であれば、例えば、素材Bの温度ばらつきΔTは110℃以下となる。また、Fn1が10以下であれば、例えば、素材Bの温度ばらつきΔTは40℃以下になる。Therefore, the preferred upper limit of Fn1 is 14, and more preferably 10. If Fn1 is 14 or less, for example, the temperature variation ΔT of material B will be 110°C or less. Also, if Fn1 is 10 or less, for example, the temperature variation ΔT of material B will be 40°C or less.

[Fn2について]
金型10において、第1リブ部111と第2リブ部121とが同じ方向に延びており、第1溝部112と第2溝部122とが同じ方向に延びており、第1リブ部111の幅は、第1溝部112の幅の10~50%であり、第2リブ部121の幅は、第2溝部122の幅の10~50%であり第1リブ部111及び第2リブ部121の幅が1.0~8.0mmであり、第1リブ部111及び第2リブ部121の高さが0.2~5.0mmである場合を想定する。
この場合、好ましくは、式(2)で定義されるFn2が30以上である。
Fn2=Ws×Hr0.4/Wr (2)
ここで、Wsは第1溝部112及び第2溝部122の幅(mm)である。Wrは第1リブ部111及び第2リブ部121の幅(mm)である。Hrは第1リブ部111及び第2リブ部121の高さ(mm)である。
[About Fn2]
In the mold 10, it is assumed that the first rib portion 111 and the second rib portion 121 extend in the same direction, the first groove portion 112 and the second groove portion 122 extend in the same direction, the width of the first rib portion 111 is 10 to 50% of the width of the first groove portion 112, the width of the second rib portion 121 is 10 to 50% of the width of the second groove portion 122, the widths of the first rib portion 111 and the second rib portion 121 are 1.0 to 8.0 mm, and the heights of the first rib portion 111 and the second rib portion 121 are 0.2 to 5.0 mm.
In this case, Fn2 defined in formula (2) is preferably 30 or more.
Fn2 = Ws2 x Hr0.4 / Wr (2)
Here, Ws is the width (mm) of the first groove portion 112 and the second groove portion 122. Wr is the width (mm) of the first rib portion 111 and the second rib portion 121. Hr is the height (mm) of the first rib portion 111 and the second rib portion 121.

図10はFn2と、熱間プレス成形時の素材Bの冷却速度V(℃/秒)との関係を示す図である。図10は図9に示す熱伝導モデルを用いた上述の2次元の熱伝達シミュレーションにより得られた。なお、熱伝達シミュレーションにおいて、冷却速度Vは、時刻0から要素Eの温度が400℃になる時刻までの、要素Eの単位時間ごとの温度変化を時間平均することで求めた。ここで冷却速度の算出に用いる要素Eはその温度TbiがTbimaxを示す要素とした。 Figure 10 shows the relationship between Fn2 and the cooling rate V (°C/sec) of material B during hot press forming. Figure 10 was obtained by the above-mentioned two-dimensional heat transfer simulation using the heat conduction model shown in Figure 9. In the heat transfer simulation, the cooling rate V was calculated by taking the time average of the temperature change of element E per unit time from time 0 to the time when the temperature of element E reaches 400°C. Here, the element E used to calculate the cooling rate was the element whose temperature Tbi indicates Tbimax.

図10を参照して、Fn2が増加するに従い、素材Bの冷却速度Vは急速に低下し、その後、冷却速度Vの低下度合いは緩やかになる。したがって、Fn2の好ましい下限は30であり、さらに好ましくは45であり、さらに好ましくは90である。Fn2が30以上であれば、例えば、素材Bの冷却速度Vは80℃/秒以下になる。そのため、熱間プレス成形時において、冷却停止温度(つまり、素材Bから金型10を離すときの素材Bの温度)を所望の温度に調整しやすくなる。Fn2が45以上であれば、例えば、素材Bの冷却速度は70℃/秒以下になる。そのため、冷却停止温度を所望の温度にさらに調整しやすくなる。Fn2が90以上であれば、例えば、素材Bの冷却速度Vは50℃/秒以下となる。そのため、冷却停止温度を所望の温度にさらに調整しやすくなる。 With reference to FIG. 10, as Fn2 increases, the cooling rate V of material B decreases rapidly, and then the degree of decrease in the cooling rate V becomes gradual. Therefore, the preferred lower limit of Fn2 is 30, more preferably 45, and even more preferably 90. If Fn2 is 30 or more, for example, the cooling rate V of material B becomes 80°C/sec or less. Therefore, during hot press molding, it becomes easier to adjust the cooling stop temperature (i.e., the temperature of material B when the die 10 is separated from material B) to the desired temperature. If Fn2 is 45 or more, for example, the cooling rate of material B becomes 70°C/sec or less. Therefore, it becomes even easier to adjust the cooling stop temperature to the desired temperature. If Fn2 is 90 or more, for example, the cooling rate V of material B becomes 50°C/sec or less. Therefore, it becomes even easier to adjust the cooling stop temperature to the desired temperature.

金型10において、さらに好ましくは、Fn1が14以下であり、かつ、Fn2が30以上である。この場合、素材Bの温度ばらつきΔTをより抑制でき、かつ、冷却停止温度を所望の温度により調整しやすくなる。In the mold 10, it is more preferable that Fn1 is 14 or less and Fn2 is 30 or more. In this case, the temperature variation ΔT of the material B can be further suppressed, and the cooling stop temperature can be easily adjusted to the desired temperature.

さらに好ましくは、金型10において、第1リブ部111と第2リブ部121とが同じ方向に延びており、第1溝部112と第2溝部122とが同じ方向に延びており、第1リブ部111の幅は1.0~4.0mmであり、かつ、第1溝部112の幅の10~30%であり、さらに、第2リブ部121の幅は1.0~4.0mmであり、かつ、第2溝部122の幅の10~30%であり、Fn1が14以下、及び/又は、Fn2が30以上である。この場合、素材Bの冷却速度をさらに遅くすることができる。そのため、冷却停止温度を所望の温度により調整しやすい。さらに、熱間プレス成形時の素材Bの温度ばらつきを低減できる。 More preferably, in the mold 10, the first rib portion 111 and the second rib portion 121 extend in the same direction, the first groove portion 112 and the second groove portion 122 extend in the same direction, the width of the first rib portion 111 is 1.0 to 4.0 mm and is 10 to 30% of the width of the first groove portion 112, and the width of the second rib portion 121 is 1.0 to 4.0 mm and is 10 to 30% of the width of the second groove portion 122, and Fn1 is 14 or less and/or Fn2 is 30 or more. In this case, the cooling rate of the material B can be further slowed. Therefore, it is easy to adjust the cooling stop temperature to the desired temperature. Furthermore, the temperature variation of the material B during hot press forming can be reduced.

[本実施形態の金型10の他の形態]
[金型10の第1成形面110及び第2成形面120の形状について]
本実施形態による金型10は、上記構成に限定されない。例えば、金型10は図2に示す形状に限定されない。金型10の第1成形面110及び第2成形面120は長手方向に湾曲していてもよい。また、金型10の上型11の第1成形面110の長手方向(L方向)に垂直な断面形状は、凹形状に限定されない。下型12の第2成形面120の長手方向(L方向)に垂直な断面形状は、凸形状に限定されない。上型11の第1成形面110が、下型12の第2成形面120と嵌合すれば、第1成形面110及び第2成形面120の形状は特に限定されない。
[Other forms of the mold 10 of this embodiment]
[Regarding the shapes of the first molding surface 110 and the second molding surface 120 of the mold 10]
The mold 10 according to the present embodiment is not limited to the above configuration. For example, the mold 10 is not limited to the shape shown in FIG. 2. The first molding surface 110 and the second molding surface 120 of the mold 10 may be curved in the longitudinal direction. In addition, the cross-sectional shape perpendicular to the longitudinal direction (L direction) of the first molding surface 110 of the upper mold 11 of the mold 10 is not limited to a concave shape. The cross-sectional shape perpendicular to the longitudinal direction (L direction) of the second molding surface 120 of the lower mold 12 is not limited to a convex shape. As long as the first molding surface 110 of the upper mold 11 is fitted to the second molding surface 120 of the lower mold 12, the shapes of the first molding surface 110 and the second molding surface 120 are not particularly limited.

[第1成形面110の第1緩冷却領域113及び第2成形面120の第2緩冷却領域123の配置について]
また、第1成形面110の第1緩冷却領域113の配置は特に限定されない。同様に、第2成形面120の第2緩冷却領域123の配置は特に限定されない。第1成形面110が第1緩冷却領域113を含み、第2成形面120が第2緩冷却領域123を含んでいればよい。
[Regarding the arrangement of the first gentle cooling region 113 of the first molding surface 110 and the second gentle cooling region 123 of the second molding surface 120]
Further, the arrangement of the first slow cooling region 113 of the first molding surface 110 is not particularly limited. Similarly, the arrangement of the second slow cooling region 123 of the second molding surface 120 is not particularly limited. It is sufficient that the first molding surface 110 includes the first slow cooling region 113 and the second molding surface 120 includes the second slow cooling region 123.

例えば、第1緩冷却領域113及び第2緩冷却領域123は、図2に示される形態に限定されない。図11は、本実施形態による金型10の図2とは異なる他の一例を示す斜視図である。図11に示すように、金型10の上型11の第1成形面110の凹部の溝底面全面に第1緩冷却領域113が配置されていてもよい。金型10の下型12の第2成形面120の凸部の上面全面に、第2緩冷却領域123が配置されていてもよい。For example, the first slow cooling region 113 and the second slow cooling region 123 are not limited to the form shown in Fig. 2. Fig. 11 is a perspective view showing another example of the mold 10 according to this embodiment, different from Fig. 2. As shown in Fig. 11, the first slow cooling region 113 may be arranged on the entire bottom surface of the groove of the recess of the first molding surface 110 of the upper mold 11 of the mold 10. The second slow cooling region 123 may be arranged on the entire upper surface of the convex portion of the second molding surface 120 of the lower mold 12 of the mold 10.

図12は、本実施形態による金型10の図2及び図11とは異なる他の一例を示す斜視図である。図12に示すように、金型10の上型11の第1成形面110の凹部の側面の一部に、第1緩冷却領域113が配置されていてもよい。金型10の下型12の第2成形面120の凸部の側面の一部に、第2緩冷却領域123が配置されていてもよい。 Figure 12 is a perspective view showing another example of the mold 10 according to this embodiment, different from Figures 2 and 11. As shown in Figure 12, a first slow cooling area 113 may be arranged on a part of the side of the recess of the first molding surface 110 of the upper mold 11 of the mold 10. A second slow cooling area 123 may be arranged on a part of the side of the protrusion of the second molding surface 120 of the lower mold 12 of the mold 10.

図13は、本実施形態による金型10の図2、図11及び図12と異なる他の一例を示す斜視図である。図2、図11及び図12では、第1成形面110は、第1緩冷却領域113と第1急冷領域114とを含む。そして、第2成形面120は、第2緩冷却領域123と第2急冷領域124を含む。これに対して、図13に示すとおり、第1成形面110全体が第1緩冷却領域113であってもよい。また、第2成形面120全体が第2緩冷却領域123であってもよい。 Figure 13 is a perspective view showing another example of the mold 10 according to this embodiment, which is different from Figures 2, 11, and 12. In Figures 2, 11, and 12, the first molding surface 110 includes a first slow cooling region 113 and a first rapid cooling region 114. The second molding surface 120 includes a second slow cooling region 123 and a second rapid cooling region 124. In contrast, as shown in Figure 13, the entire first molding surface 110 may be the first slow cooling region 113. Also, the entire second molding surface 120 may be the second slow cooling region 123.

以上のとおり、第1成形面110が第1緩冷却領域113を含み、第2成形面120が第2緩冷却領域123を含んでいれば、第1成形面110中の第1緩冷却領域113の位置、及び、第2成形面120中の第2緩冷却領域123の位置は、特に限定されない。しかしながら、熱間プレス成形時に上型11及び下型12が素材Bと接触して素材Bをプレスしている状態のとき、第1緩冷却領域113の少なくとも一部は、第2緩冷却領域123の少なくとも一部と、互いに対向して配置される。As described above, if the first molding surface 110 includes the first slow cooling region 113 and the second molding surface 120 includes the second slow cooling region 123, the position of the first slow cooling region 113 in the first molding surface 110 and the position of the second slow cooling region 123 in the second molding surface 120 are not particularly limited. However, when the upper mold 11 and the lower mold 12 are in contact with the material B during hot press molding and pressing the material B, at least a portion of the first slow cooling region 113 and at least a portion of the second slow cooling region 123 are arranged opposite each other.

本実施形態ではさらに、第1緩冷却領域113は、第1リブ部111及び第1溝部112が形成されている領域のうち一部の領域として定義することもできる。同様に、第2緩冷却領域123は、第2リブ部121及び第2溝部122が形成されている領域のうち一部の領域として定義することもできる。要するに、本実施形態では、第1成形面110のうち少なくとも一部の領域において、第1リブ部111の幅が、第1溝部112の幅よりも狭く、第2成形面120のうち少なくとも一部の領域において、第2リブ部121の幅が第2溝部122の幅よりも狭い。In this embodiment, the first slow cooling region 113 can also be defined as a portion of the region in which the first rib portion 111 and the first groove portion 112 are formed. Similarly, the second slow cooling region 123 can also be defined as a portion of the region in which the second rib portion 121 and the second groove portion 122 are formed. In short, in this embodiment, in at least a portion of the first molding surface 110, the width of the first rib portion 111 is narrower than the width of the first groove portion 112, and in at least a portion of the second molding surface 120, the width of the second rib portion 121 is narrower than the width of the second groove portion 122.

[第1リブ部111及び第2リブ部121の延在方向について]
本実施形態において、第1リブ部111の延在方向、及び、第2リブ部121の延在方向は、特に限定されない。例えば、第1リブ部111及び第2リブ部121は、図5A及び図6に示されるL方向に延在していなくてもよい。図14は、図3の領域100を拡大した模式図のうち、図5Aとは異なる他の一例である。図15は図14の線分XV-XVでの断面図である。図14及び図15を参照して、本実施形態では、第1リブ部111、第1溝部112、第2リブ部121、及び、第2溝部122は、いずれもW方向に延在し、L方向に並んでいる。この場合、第1リブ部111の幅、第1溝部112の幅、第2リブ部121の幅、及び、第2溝部122の幅は、いずれも、金型10のL方向の幅を意味する。
[Extending direction of first rib portion 111 and second rib portion 121]
In this embodiment, the extending direction of the first rib portion 111 and the extending direction of the second rib portion 121 are not particularly limited. For example, the first rib portion 111 and the second rib portion 121 may not extend in the L direction shown in FIG. 5A and FIG. 6. FIG. 14 is another example, different from FIG. 5A, of the schematic diagrams in which the region 100 in FIG. 3 is enlarged. FIG. 15 is a cross-sectional view taken along line segment XV-XV in FIG. 14. Referring to FIG. 14 and FIG. 15, in this embodiment, the first rib portion 111, the first groove portion 112, the second rib portion 121, and the second groove portion 122 all extend in the W direction and are aligned in the L direction. In this case, the width of the first rib portion 111, the width of the first groove portion 112, the width of the second rib portion 121, and the width of the second groove portion 122 all refer to the width of the mold 10 in the L direction.

熱間プレス成形では、上型11がスライド3とともに、V方向に移動する。その結果、素材Bは、上型11の第1成形面110と、下型12の第2成形面120とによって、熱間プレス成形される。第1成形面110及び第2成形面120が図2に示す形状を有する場合、熱間プレス成形により、素材Bのメタルフローは、W方向に進む。つまり、領域100において、素材Bは第1成形面110、第2成形面120に対して、W方向に摺動する。In hot press forming, the upper die 11 moves in the V direction together with the slide 3. As a result, the material B is hot press formed by the first forming surface 110 of the upper die 11 and the second forming surface 120 of the lower die 12. When the first forming surface 110 and the second forming surface 120 have the shape shown in Figure 2, the metal flow of the material B advances in the W direction by hot press forming. That is, in the region 100, the material B slides in the W direction relative to the first forming surface 110 and the second forming surface 120.

図14及び図15に示すように、第1リブ部111、第1溝部112、第2リブ部121、及び、第2溝部122がいずれもW方向に延在する場合、素材Bが第1リブ部111及び/又は第2リブ部121からの摩擦抵抗を受けにくく、素材Bは第1リブ部111及び/又は第2リブ部121に対して摺動しやすい。そのため、素材Bの表面に疵が形成されるのを抑制することができる。14 and 15, when the first rib portion 111, the first groove portion 112, the second rib portion 121, and the second groove portion 122 all extend in the W direction, material B is less susceptible to frictional resistance from the first rib portion 111 and/or the second rib portion 121, and material B is more likely to slide against the first rib portion 111 and/or the second rib portion 121. This makes it possible to suppress the formation of scratches on the surface of material B.

このように、第1リブ部111、第1溝部112、第2リブ部121、及び、第2溝部122が、熱間プレス成形途中の過程での素材Bの摺動方向に延在している場合、熱間プレス成形途中の過程において、素材Bの表面に疵が形成されるのを抑制することができる。In this way, when the first rib portion 111, the first groove portion 112, the second rib portion 121, and the second groove portion 122 extend in the sliding direction of material B during the hot press forming process, the formation of defects on the surface of material B during the hot press forming process can be suppressed.

[第1リブ部111及び第2リブ部121の配置の関係について]
本実施形態において、第1リブ部111と第2リブ部121との配置は、図5A及び図6に示されるように、金型10が閉じた状態において、完全に重複していなくてもよい。図16は、図3の領域100を拡大した模式図のうち、図5A及び図14とは異なる他の一例である。図17は、図16の領域100を第1緩冷却領域113の法線方向から見て、リブ部のみを図示した模式図である。例えば、図16及び図17を参照して、金型10が閉じた状態において、第1リブ部111と第2リブ部121とが、平行に配置され、互いにずれた状態で重複していてもよい。このように、第1リブ部111と第2リブ部121とは、少なくとも一部が重複すればよい。
[Regarding the arrangement of the first rib portion 111 and the second rib portion 121]
In this embodiment, the arrangement of the first rib portion 111 and the second rib portion 121 may not completely overlap when the mold 10 is closed, as shown in Fig. 5A and Fig. 6. Fig. 16 is another example of a schematic diagram of an enlarged region 100 in Fig. 3, different from Fig. 5A and Fig. 14. Fig. 17 is a schematic diagram showing only the rib portion when the region 100 in Fig. 16 is viewed from the normal direction of the first slow cooling region 113. For example, with reference to Figs. 16 and 17, when the mold 10 is closed, the first rib portion 111 and the second rib portion 121 may be arranged in parallel and overlap with each other in a shifted state. In this way, the first rib portion 111 and the second rib portion 121 may at least partially overlap.

本実施形態において、第1リブ部111と第2リブ部121との配置は、図5A及び図16に示されるように、同じ向きに延在していなくてもよい。図18は、図3の領域100を拡大した模式図のうち、図5A、図14及び図16とは異なる他の一例である。図19は、図18の領域100を第1緩冷却領域の法線方向から見て、リブ部のみを図示した模式図である。例えば、図18及び図19に示されるように、複数の第1溝部112と複数の第1リブ部111とがいずれもL方向に延在し、複数の第2溝部122と複数の第2リブ部121とがいずれもW方向に延在してもよい。この場合であっても、図19を参照して、金型10が閉じた状態において、第1リブ部111と、第2リブ部121とは、少なくとも一部が重複する。In this embodiment, the arrangement of the first rib portion 111 and the second rib portion 121 may not extend in the same direction as shown in FIG. 5A and FIG. 16. FIG. 18 is another example of a schematic diagram of an enlarged region 100 in FIG. 3, which is different from FIG. 5A, FIG. 14, and FIG. 16. FIG. 19 is a schematic diagram showing only the rib portion when the region 100 in FIG. 18 is viewed from the normal direction of the first slow cooling region. For example, as shown in FIG. 18 and FIG. 19, the multiple first groove portions 112 and the multiple first rib portions 111 may all extend in the L direction, and the multiple second groove portions 122 and the multiple second rib portions 121 may all extend in the W direction. Even in this case, referring to FIG. 19, when the mold 10 is closed, the first rib portion 111 and the second rib portion 121 at least partially overlap each other.

[第1緩冷却領域113及び第2緩冷却領域123について]
本実施形態の第1緩冷却領域113及び第2緩冷却領域123は、冷却媒体を第1緩冷却領域113及び第2緩冷却領域123の表面に供給するための供給口を有さない方が好ましい。仮に、第1緩冷却領域113及び第2緩冷却領域123が供給口を有する場合、供給口に通じる金型10(上型11、下型12)内部の配管内に滞留している空気により、第1緩冷却領域113及び第2緩冷却領域123のうち供給口を有する部分で、素材Bが過剰に抜熱されやすくなる。そのため、素材Bの温度ばらつきが助長される可能性がある。
[Regarding the first gentle cooling region 113 and the second gentle cooling region 123]
In this embodiment, the first slow cooling region 113 and the second slow cooling region 123 preferably do not have a supply port for supplying a cooling medium to the surfaces of the first slow cooling region 113 and the second slow cooling region 123. If the first slow cooling region 113 and the second slow cooling region 123 had a supply port, the material B would be likely to lose excessive heat in the portions of the first slow cooling region 113 and the second slow cooling region 123 that have the supply port due to air remaining in the piping inside the mold 10 (upper mold 11, lower mold 12) that communicates with the supply port. This may promote temperature variation of the material B.

一方、上型11及び下型12は、内部に冷却媒体を通す冷却路を有してもよい。この場合、熱間プレス成形中の上型11及び下型12の温度を、十分に低く保つことができる。On the other hand, the upper die 11 and the lower die 12 may have cooling passages through which a cooling medium passes. In this case, the temperature of the upper die 11 and the lower die 12 during hot press forming can be kept sufficiently low.

[金型10を用いた熱間プレス成形品の製造方法]
金型10を用いた熱間プレス成形による熱間プレス成形品の製造方法について説明する。本実施形態による熱間プレス成形品の製造方法は、次の工程を備える。
・準備工程
・加熱工程
・熱間プレス成形工程
・離型工程
以下、各工程について説明する。
[Method of manufacturing hot press molded product using die 10]
A method for manufacturing a hot press-formed product by hot press forming using the die 10 will be described. The method for manufacturing a hot press-formed product according to this embodiment includes the following steps.
- Preparation process - Heating process - Hot press molding process - Demolding process Each process will be explained below.

[準備工程]
準備工程では、所望の化学組成を有する素材Bを準備する。本実施形態において、素材Bは特に限定されない。素材Bは例えば、鋼板である。素材Bが鋼板である場合、鋼板の種類は特に限定されない。素材Bは例えば、めっき処理等の表面処理がされた鋼板であってもよく、めっき処理等の表面処理がされていない鋼板(いわゆる裸材)であってもよい。めっき処理を実施する場合、めっき処理とは、溶融亜鉛めっき処理であってもよく、合金化溶融亜鉛めっき処理であってもよく、アルミニウムめっき処理であってもよい。
[Preparation process]
In the preparation step, a material B having a desired chemical composition is prepared. In the present embodiment, the material B is not particularly limited. The material B is, for example, a steel plate. When the material B is a steel plate, the type of the steel plate is not particularly limited. The material B may be, for example, a steel plate that has been subjected to a surface treatment such as plating, or may be a steel plate that has not been subjected to a surface treatment such as plating (so-called bare material). When plating is performed, the plating may be a hot-dip galvanizing treatment, a hot-dip galvannealing treatment, or an aluminum plating treatment.

素材Bの母材鋼板の化学組成は、上述のとおり、特に限定されない。素材Bの母材鋼板は例えば、質量%で、C:0.10~0.60%、Si:0~5.0%、Mn:0~5.0%、P:0.100%以下、S:0.100%以下、N:0.100%以下、O:0.100%以下、Al:0~1.0%、Cr:0~3.0%、Mo:0~5.0%、V:0~2.0%、Nb:0~1.0%、Ti:0~1.0%、B:0~1.0%、Ca:0~1.0%、Mg:0~1.0%、Zr:0~1.0%、希土類元素:0~1.0%、Co:0~5.0%、W:0~5.0%、Ni:0~3.0%、Cu:0~3.0%、及び、残部がFe及び不純物からなる化学組成を有していてもよい。ここで、不純物とは、鋼材を工業的に製造する際に、原料としての鉱石、スクラップ、又は製造環境などから混入される元素であって、本実施形態による熱間プレス成形品に悪影響を与えない範囲で許容される元素を意味する。 As described above, the chemical composition of the base steel plate of material B is not particularly limited. The base steel plate of material B may have a chemical composition, for example, in mass%, of C: 0.10 to 0.60%, Si: 0 to 5.0%, Mn: 0 to 5.0%, P: 0.100% or less, S: 0.100% or less, N: 0.100% or less, O: 0.100% or less, Al: 0 to 1.0%, Cr: 0 to 3.0%, Mo: 0 to 5.0%, V: 0 to 2.0%, Nb: 0 to 1.0%, Ti: 0 to 1.0%, B: 0 to 1.0%, Ca: 0 to 1.0%, Mg: 0 to 1.0%, Zr: 0 to 1.0%, rare earth elements: 0 to 1.0%, Co: 0 to 5.0%, W: 0 to 5.0%, Ni: 0 to 3.0%, Cu: 0 to 3.0%, and the balance being Fe and impurities. Here, impurities refer to elements that are mixed in from raw materials such as ore, scrap, or the manufacturing environment when steel is industrially produced, and are acceptable within a range that does not adversely affect the hot press-formed product of this embodiment.

素材Bの厚さは、特に限定されないが、得ようとする熱間プレス成形品の特性に応じて選択される。素材Bの厚さは例えば、0.6~3.2mmである。素材Bの機械的特性も特に限定されない。得ようとする熱間プレス成形品の特性に応じて、素材Bの機械的特性は適宜選択される。素材Bの引張強度は例えば、400MPa以上であってもよい。 The thickness of material B is not particularly limited, but is selected according to the characteristics of the hot press molded product to be obtained. The thickness of material B is, for example, 0.6 to 3.2 mm. The mechanical properties of material B are also not particularly limited. The mechanical properties of material B are appropriately selected according to the characteristics of the hot press molded product to be obtained. The tensile strength of material B may be, for example, 400 MPa or more.

素材Bを準備する方法は、特に限定されない。例えば、上述の化学組成を有する溶鋼から、公知の製造方法により素材Bを製造してもよい。第三者により製造された素材Bを購入することによって準備してもよい。The method for preparing material B is not particularly limited. For example, material B may be manufactured from molten steel having the above-mentioned chemical composition by a known manufacturing method. Material B may also be prepared by purchasing material B manufactured by a third party.

[加熱工程]
加熱工程では、準備された素材BをAc3点以上の温度に加熱する。加熱温度がAc3点未満であれば、素材Bがオーステナイト単相にならない。この場合、熱間プレス成形工程で素材Bを冷却したとき、素材Bのうち、第1急冷領域114及び第2急冷領域124に挟まれた領域において、硬質相(マルテンサイト及び/又はベイナイト)の形成が不十分となる。そのため、十分な強度が得られない場合がある。加熱温度がAc3点以上であれば、熱間プレス成形工程前の素材Bはオーステナイト単相となる。そのため、熱間プレス成形工程で素材Bを冷却したとき、素材Bのうち、第1急冷領域114及び第2急冷領域124に挟まれた領域において、硬質相が十分に形成される。その結果当該領域の強度を高めることができる。
[Heating process]
In the heating process, the prepared material B is heated to a temperature of A c3 point or higher. If the heating temperature is lower than A c3 point, the material B does not become austenite single phase. In this case, when the material B is cooled in the hot press forming process, the formation of hard phases (martensite and/or bainite) is insufficient in the region of the material B sandwiched between the first quenching region 114 and the second quenching region 124. Therefore, sufficient strength may not be obtained. If the heating temperature is A c3 point or higher, the material B before the hot press forming process becomes austenite single phase. Therefore, when the material B is cooled in the hot press forming process, the hard phase is sufficiently formed in the region of the material B sandwiched between the first quenching region 114 and the second quenching region 124. As a result, the strength of the region can be increased.

好ましくは、加熱温度は950℃未満とする。この場合、素材Bの加熱時間を短くすることができ、生産性を高めることができる。さらに、加熱に必要な燃料及び電力を削減できるため、製造コストを抑えることができる。Preferably, the heating temperature is less than 950°C. In this case, the heating time of material B can be shortened, and productivity can be increased. Furthermore, the fuel and electricity required for heating can be reduced, and therefore manufacturing costs can be kept down.

加熱工程において、素材Bを加熱する方法は特に限定されない。例えば、電気炉、ガス炉、遠赤外炉、近赤外炉等、加熱炉を用いて素材Bを加熱してもよい。また、通電加熱装置や、高周波誘導加熱装置等を用いて素材Bを加熱してもよい。加熱工程において、素材Bを加熱する方法は限定されず、公知の加熱方法を適宜選択することができる。In the heating process, the method for heating material B is not particularly limited. For example, material B may be heated using a heating furnace such as an electric furnace, a gas furnace, a far-infrared furnace, or a near-infrared furnace. Material B may also be heated using an electric heating device or a high-frequency induction heating device. In the heating process, the method for heating material B is not limited, and a publicly known heating method may be appropriately selected.

[熱間プレス成形工程]
熱間プレス成形工程では、Ac3点以上に加熱された素材Bを、上述の金型10を用いて熱間プレス成形する。熱間プレス成形工程では、加熱工程で加熱された素材Bが下型12の第2成形面120の上に載置される。その後、図3に示すように、上型11を下型12に相対的に接近させて、金型10を閉じる。このとき、素材Bは上型11の第1成形面110及び下型12の第2成形面120と接触する。換言すれば、素材Bは、上型11の第1成形面110及び下型12の第2成形面120に挟まれる。上型11及び下型12により、素材Bに対して熱間プレス成形を実施する。
[Hot press forming process]
In the hot press forming process, the material B heated to the A c3 point or higher is hot press formed using the above-mentioned die 10. In the hot press forming process, the material B heated in the heating process is placed on the second forming surface 120 of the lower die 12. Then, as shown in FIG. 3, the upper die 11 is brought relatively close to the lower die 12, and the die 10 is closed. At this time, the material B comes into contact with the first forming surface 110 of the upper die 11 and the second forming surface 120 of the lower die 12. In other words, the material B is sandwiched between the first forming surface 110 of the upper die 11 and the second forming surface 120 of the lower die 12. The material B is hot press formed by the upper die 11 and the lower die 12.

なお、本実施形態による熱間プレス成形工程では、熱間プレス成形時に素材Bを、冷却媒体を用いて冷却しない。代わりに、熱間プレス成形時に素材Bと接触する金型10により素材Bを抜熱する。金型10が閉じているとき、第1緩冷却領域113では、上型11の第1成形面110の第1リブ部111と素材Bとが接触する。さらに、第2緩冷却領域123では、下型12の第2成形面120の第2リブ部121と素材Bとが接触する。このとき、上型11及び下型12は、素材Bよりも十分に温度が低い。そのため、素材Bは第1リブ部111及び第2リブ部121によって抜熱される。上型11及び下型12の温度は例えば、常温(20±15℃)~200℃である。In the hot press forming process according to this embodiment, the material B is not cooled using a cooling medium during hot press forming. Instead, the material B is removed by the die 10 that comes into contact with the material B during hot press forming. When the die 10 is closed, in the first slow cooling region 113, the first rib portion 111 of the first molding surface 110 of the upper die 11 comes into contact with the material B. Furthermore, in the second slow cooling region 123, the second rib portion 121 of the second molding surface 120 of the lower die 12 comes into contact with the material B. At this time, the upper die 11 and the lower die 12 have a temperature sufficiently lower than that of the material B. Therefore, the material B is removed by the first rib portion 111 and the second rib portion 121. The temperature of the upper die 11 and the lower die 12 is, for example, room temperature (20±15°C) to 200°C.

[離型工程]
離型工程では、熱間プレス成形された素材Bを、金型10から離型して、熱間プレス成形品を製造する。ここで、離型工程において、金型10から離型されたときの素材B(熱間プレス成形品)の温度を、冷却停止温度と定義する。例えば、冷却停止温度が熱間プレス成形品のMf点~Ms点の間、又は、Ms点超~500℃の間であれば、熱間プレス成形品のミクロ組織として、硬質相からなる組織、又は、硬質相及び残留オーステナイトからなる組織が得られる。この場合、得られた熱間プレス成形品は優れた衝撃吸収能を有する。したがって、好ましくは、本実施形態による離型工程では、素材Bのうち、第1緩冷却領域113及び第2緩冷却領域123に挟まれた領域の温度が、素材Bの化学組成から求められるMf点~Ms点の間、又は、Ms点超~500℃の間であるときに、素材Bを金型10から離型する。
[Mold release process]
In the demolding step, the hot press molded material B is demolded from the die 10 to produce a hot press molded product. Here, in the demolding step, the temperature of the material B (hot press molded product) when it is demolded from the die 10 is defined as the cooling stop temperature. For example, if the cooling stop temperature is between the Mf point and the Ms point of the hot press molded product, or between the Ms point and 500 ° C., a structure consisting of a hard phase, or a structure consisting of a hard phase and residual austenite, is obtained as the microstructure of the hot press molded product. In this case, the obtained hot press molded product has excellent impact absorption ability. Therefore, preferably, in the demolding step according to this embodiment, the material B is demolded from the die 10 when the temperature of the region of the material B sandwiched between the first slow cooling region 113 and the second slow cooling region 123 is between the Mf point and the Ms point determined from the chemical composition of the material B, or between the Ms point and 500 ° C.

なお、素材BのMs点及びMf点は、素材Bの化学組成によって異なる。そのため、素材Bにおいて、硬質相からなる組織、又は、硬質相及び残留オーステナイトからなる組織を得ようとする場合、素材Bの化学組成によって、好ましい冷却停止温度は異なる。しかしながら、金型10を用いた熱間プレス成形品の製造方法によれば、第1緩冷却領域113と第2緩冷却領域123とに形成された第1リブ部111、第1溝部112、第2リブ部121、及び、第2溝部122の幅及び高さ、及び、素材Bの化学組成に基づいて、熱伝達シミュレーションにより、素材Bのうち、第1緩冷却領域113及び第2緩冷却領域123に挟まれた領域での冷却速度、温度の経時変化、及び、熱間プレス成形後所定時間経過後の温度分布を求めることができる。したがって、これらの熱伝達シミュレーションにより、好ましい冷却停止温度、又は、熱間プレス成形を開始してから離型するまでの時間、を求めることができる。そのため、本実施形態による金型10によれば、素材Bの化学組成に応じて、硬質相からなる組織、又は、硬質相及び残留オーステナイトからなる組織を有する熱間プレス成形品を、熱間プレス成形によって製造することができる。 The Ms and Mf points of the material B differ depending on the chemical composition of the material B. Therefore, when it is desired to obtain a structure consisting of a hard phase or a structure consisting of a hard phase and residual austenite in the material B, the preferred cooling stop temperature differs depending on the chemical composition of the material B. However, according to the manufacturing method of the hot press molded product using the mold 10, the cooling rate, temperature change over time, and temperature distribution after a predetermined time has elapsed after hot press molding in the region of the material B sandwiched between the first slow cooling region 113 and the second slow cooling region 123 can be obtained by heat transfer simulation based on the width and height of the first rib portion 111, the first groove portion 112, the second rib portion 121, and the second groove portion 122 formed in the first slow cooling region 113 and the second slow cooling region 123, and the chemical composition of the material B. Therefore, the preferred cooling stop temperature or the time from the start of hot press molding to demolding can be obtained by these heat transfer simulations. Therefore, according to the die 10 of this embodiment, a hot press-formed product having a structure consisting of a hard phase, or a structure consisting of a hard phase and retained austenite, depending on the chemical composition of the material B, can be produced by hot press forming.

[その他の工程]
本実施形態による熱間プレス成形品の製造方法はさらに、上記以外の他の製造工程を含んでもよい。例えば、本実施形態による熱間プレス成形品の製造方法は、離型工程後に、500℃以下の温度域での加熱保持工程を実施してもよい。
[Other steps]
The method for producing a hot press-formed product according to the present embodiment may further include other manufacturing steps other than those described above. For example, the method for producing a hot press-formed product according to the present embodiment may include a heating and holding step in a temperature range of 500° C. or less after the demolding step.

加熱保持工程では、離型工程後の熱間プレス成形品に対して、500℃以下の温度域での加熱保持を実施する。具体的には、金型10から離型して製造された熱間プレス成形品を、100~500℃の加熱温度で保持する。この場合、加熱保持により、熱間プレス成形品のミクロ組織中の硬質相から残留オーステナイトに炭素を分配することができる。残留オーステナイトでの炭素が濃化するため、残留オーステナイトの生成が促進される。その結果、熱間プレス成形品内で、残留オーステナイトの割合が増える。この場合、衝突変形時に残留オーステナイトがマルテンサイトに変態して、熱間プレス成形品の延性が向上する(いわゆるTRIP(TRansformation Induced Plasticity)効果)。その結果、熱間プレス成形品の衝撃吸収能がさらに高まる。In the heating and holding process, the hot press molded product after the demolding process is heated and held at a temperature range of 500°C or less. Specifically, the hot press molded product produced by demolding from the mold 10 is held at a heating temperature of 100 to 500°C. In this case, the heating and holding can distribute carbon from the hard phase in the microstructure of the hot press molded product to the retained austenite. Since carbon in the retained austenite is concentrated, the generation of the retained austenite is promoted. As a result, the proportion of the retained austenite in the hot press molded product increases. In this case, the retained austenite is transformed into martensite during collision deformation, improving the ductility of the hot press molded product (the so-called TRIP (Transformation Induced Plasticity) effect). As a result, the impact absorption ability of the hot press molded product is further improved.

加熱保持温度の好ましい上限は400℃である。なお、加熱保持温度は、Ms点-209℃以上とするのが好ましい。この場合、熱間プレス成形品の衝撃吸収能が安定してさらに高まる。したがって、Ms点-209℃が100℃を超える場合、加熱保持温度の好ましい下限はMs点-209℃である。加熱保持時間は特に限定されない。加熱保持温度での保持時間は例えば、5秒~30分(1800秒)とするのが好ましい。The preferred upper limit of the heating holding temperature is 400°C. The heating holding temperature is preferably Ms point -209°C or higher. In this case, the impact absorption capacity of the hot press molded product is stabilized and further improved. Therefore, when Ms point -209°C exceeds 100°C, the preferred lower limit of the heating holding temperature is Ms point -209°C. The heating holding time is not particularly limited. The holding time at the heating holding temperature is preferably, for example, 5 seconds to 30 minutes (1800 seconds).

以上、本開示の実施の形態を説明した。しかしながら、上述した実施の形態は本開示を実施するための例示に過ぎない。したがって、本開示は上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変更して実施することができる。 The above describes the embodiments of the present disclosure. However, the above-described embodiments are merely examples for implementing the present disclosure. Therefore, the present disclosure is not limited to the above-described embodiments, and can be implemented by modifying the above-described embodiments as appropriate within the scope of the spirit of the present disclosure.

1 熱間プレス装置
10 金型
11 上型
110 第1成形面
111 第1リブ部
112 第1溝部
113 第1緩冷却領域
12 下型
120 第2成形面
121 第2リブ部
122 第2溝部
123 第2緩冷却領域
Reference Signs List 1: Hot press device 10: Die 11: Upper die 110: First molding surface 111: First rib portion 112: First groove portion 113: First gentle cooling area 12: Lower die 120: Second molding surface 121: Second rib portion 122: Second groove portion 123: Second gentle cooling area

Claims (9)

素材に対して熱間プレス成形を実施するための金型であって、
第1成形面を有する上型と、
熱間プレス成形時において、前記第1成形面と対向して配置され、前記第1成形面とともに前記素材を熱間プレス成形する第2成形面を有する下型とを備え、
前記第1成形面は、
複数の第1リブ部と複数の第1溝部とを有する第1緩冷却領域を含み、
複数の前記第1リブ部は、前記第1リブ部の幅方向に配列され、
複数の前記第1溝部は、前記第1溝部の幅方向に配列され、
前記第1リブ部は、隣り合う前記第1溝部の間に形成されており、
前記第1リブ部の幅は、前記第1溝部の幅よりも狭く、
前記第2成形面は、
複数の第2リブ部と複数の第2溝部とを有する第2緩冷却領域を含み、
複数の前記第2リブ部は、前記第2リブ部の幅方向に配列され、
複数の前記第2溝部は、前記第2溝部の幅方向に配列され、
前記第2リブ部は、隣り合う前記第2溝部の間に形成されており、
前記第2リブ部の幅は、前記第2溝部の幅よりも狭く、
熱間プレス成形時において、前記第1緩冷却領域及び前記第2緩冷却領域を、前記第1緩冷却領域の法線方向から見たとき、
前記第1リブ部と前記第2リブ部とは、少なくとも一部が重複している、
金型。
A die for performing hot press forming on a material,
an upper mold having a first molding surface;
and a lower mold having a second molding surface that is disposed opposite the first molding surface during hot press molding and hot press molds the material together with the first molding surface,
The first molding surface is
a first slow cooling region having a plurality of first rib portions and a plurality of first groove portions;
The first rib portions are arranged in a width direction of the first rib portion,
The first groove portions are arranged in a width direction of the first groove portions,
The first rib portion is formed between adjacent first groove portions,
The width of the first rib portion is narrower than the width of the first groove portion,
The second molding surface is
a second slow cooling region having a plurality of second rib portions and a plurality of second groove portions;
The second rib portions are arranged in a width direction of the second rib portion,
The second groove portions are arranged in a width direction of the second groove portions,
The second rib portion is formed between adjacent second groove portions,
The width of the second rib portion is narrower than the width of the second groove portion,
During hot press forming, when the first slow cooling region and the second slow cooling region are viewed from a normal direction of the first slow cooling region,
The first rib portion and the second rib portion at least partially overlap each other.
Mold.
請求項1に記載の金型であって、
熱間プレス成形時において、前記第1緩冷却領域及び前記第2緩冷却領域を、前記第1緩冷却領域の法線方向から見たとき、
前記第1リブ部と前記第2リブ部とは、同じ方向に延びており、
前記第1溝部と前記第2溝部とは、同じ方向に延びている、
金型。
The mold according to claim 1,
During hot press forming, when the first slow cooling region and the second slow cooling region are viewed from a normal direction of the first slow cooling region,
The first rib portion and the second rib portion extend in the same direction,
The first groove portion and the second groove portion extend in the same direction.
Mold.
請求項1又は請求項2に記載の金型であって、
前記第1リブ部の幅は、前記第1溝部の幅の10~50%であり、
前記第2リブ部の幅は、前記第2溝部の幅の10~50%である、
金型。
The mold according to claim 1 or 2,
The width of the first rib portion is 10 to 50% of the width of the first groove portion,
The width of the second rib portion is 10 to 50% of the width of the second groove portion.
Mold.
請求項1~3のいずれか1項に記載の金型であって、
前記第1緩冷却領域の少なくとも一部において、
前記第1リブ部の幅は、1.0~8.0mmであり、
前記第1リブ部の高さは、0.2~5.0mmであり、
前記第2緩冷却領域の少なくとも一部において、
前記第2リブ部の幅は、1.0~8.0mmであり、
前記第2リブ部の高さは、0.2~5.0mmである、
金型。
The mold according to any one of claims 1 to 3,
In at least a portion of the first slow cooling region,
The width of the first rib portion is 1.0 to 8.0 mm,
The height of the first rib portion is 0.2 to 5.0 mm,
In at least a portion of the second slow cooling region,
The width of the second rib portion is 1.0 to 8.0 mm,
The height of the second rib portion is 0.2 to 5.0 mm.
Mold.
請求項2に記載の金型であって、
前記第1リブ部の幅は、前記第1溝部の幅の10~50%であり、
前記第2リブ部の幅は、前記第2溝部の幅の10~50%であり、
前記第1リブ部及び前記第2リブ部の各々の幅は1.0~8.0mmであり、
前記第1リブ部及び前記第2リブ部の各々の高さは0.2~5.0mmであり、
式(1)で定義されるFn1が14以下である、
金型。
Fn1=Wr0.9/P00.8+0.05Hr (1)
ここで、式(1)中のWrは前記第1リブ部及び前記第2リブ部の幅(mm)であり、P0=Wr/Wsであり、Wsは前記第1溝部及び前記第2溝部の幅(mm)であり、Hrは前記第1リブ部及び前記第2リブ部の高さ(mm)である。
The mold according to claim 2,
The width of the first rib portion is 10 to 50% of the width of the first groove portion,
The width of the second rib portion is 10 to 50% of the width of the second groove portion,
The width of each of the first rib portion and the second rib portion is 1.0 to 8.0 mm,
The height of each of the first rib portion and the second rib portion is 0.2 to 5.0 mm,
Fn1 defined by formula (1) is 14 or less;
Mold.
Fn1 = Wr 0.9 / P0 0.8 + 0.05Hr (1)
Here, in formula (1), Wr is the width (mm) of the first rib portion and the second rib portion, P0 = Wr/Ws, Ws is the width (mm) of the first groove portion and the second groove portion, and Hr is the height (mm) of the first rib portion and the second rib portion.
請求項2又は請求項5に記載の金型であって、
前記第1リブ部の幅は、前記第1溝部の幅の10~50%であり、
前記第2リブ部の幅は、前記第2溝部の幅の10~50%であり、
前記第1リブ部及び前記第2リブ部の各々の幅は1.0~8.0mmであり、
前記第1リブ部及び前記第2リブ部の各々の高さは0.2~5.0mmであり、
式(2)で定義されるFn2が30以上である、
金型。
Fn2=Ws×Hr0.4/Wr (2)
ここで、式(2)中のWsは前記第1溝部及び前記第2溝部の幅(mm)であり、Wrは前記第1リブ部及び前記第2リブ部の幅(mm)であり、Hrは前記第1リブ部及び前記第2リブ部の高さ(mm)である。
The mold according to claim 2 or claim 5,
The width of the first rib portion is 10 to 50% of the width of the first groove portion,
The width of the second rib portion is 10 to 50% of the width of the second groove portion,
The width of each of the first rib portion and the second rib portion is 1.0 to 8.0 mm,
The height of each of the first rib portion and the second rib portion is 0.2 to 5.0 mm,
Fn2 defined by formula (2) is 30 or more;
Mold.
Fn2 = Ws2 x Hr0.4 / Wr (2)
Here, Ws in formula (2) is the width (mm) of the first groove portion and the second groove portion, Wr is the width (mm) of the first rib portion and the second rib portion, and Hr is the height (mm) of the first rib portion and the second rib portion.
請求項4~請求項6のいずれか1項に記載の金型であって、
前記第1緩冷却領域の少なくとも一部において、
前記第1リブ部の幅は、1.0~4.0mmであり、かつ、前記第1溝部の幅の10~30%であり、
前記第2緩冷却領域の少なくとも一部において、
前記第2リブ部の幅は、1.0~4.0mmであり、かつ、前記第2溝部の幅の10~30%である、
金型。
The mold according to any one of claims 4 to 6,
In at least a portion of the first slow cooling region,
The width of the first rib portion is 1.0 to 4.0 mm and is 10 to 30% of the width of the first groove portion,
In at least a portion of the second slow cooling region,
The width of the second rib portion is 1.0 to 4.0 mm and is 10 to 30% of the width of the second groove portion.
Mold.
熱間プレス成形品の製造方法であって、
素材を準備する工程と、
前記準備された素材をAc3点以上の温度に加熱する工程と、
加熱された前記素材に対して、請求項1~請求項7のいずれか1項に記載の金型により熱間プレス成形を実施する工程と、
熱間プレス成形された前記素材を、前記金型から離型して、熱間プレス成形品を製造する工程とを備える、
熱間プレス成形品の製造方法。
A method for producing a hot press-formed product, comprising:
A process of preparing materials;
Heating the prepared material to a temperature equal to or higher than A c3 ;
A step of performing hot press forming on the heated material using a die according to any one of claims 1 to 7;
and releasing the hot press molded material from the die to produce a hot press molded product.
A manufacturing method for hot press formed products.
請求項8に記載の熱間プレス成形品の製造方法であってさらに、
前記金型から離型して製造された前記熱間プレス成形品を、100~500℃で保持する工程とを備える、
熱間プレス成形品の製造方法。
The method for producing a hot press-formed product according to claim 8, further comprising:
and holding the hot press molded product produced by releasing it from the mold at 100 to 500 ° C.
A manufacturing method for hot press formed products.
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