KR102133176B1

KR102133176B1 - 메커니컬 클린치 접합 부품 및 그의 제조 방법

Info

Publication number: KR102133176B1
Application number: KR1020187031392A
Authority: KR
Inventors: 노리유키 짐보; 다카유키 야마노; 신이치 야마모토
Original assignee: 가부시키가이샤 고베 세이코쇼
Priority date: 2016-03-31
Filing date: 2017-03-08
Publication date: 2020-07-13
Also published as: ES2846348T3; EP3437753A4; KR20180132758A; WO2017169588A1; CA3018539C; JP6692200B2; US20190105700A1; MX2018011735A; CA3018539A1; EP3437753B1; BR112018070180B1; CN108883458B; RU2699427C1; BR112018070180A2; EP3437753A1; CN108883458A; JP2017177206A

Abstract

본 발명의 일 국면에 관한 메커니컬 클린치 접합 부품은, 2매 이상의 강판으로 이루어지는 메커니컬 클린치 접합 부품으로서, 박리 강도가 0.200kN/mm 이상인 접합부를 적어도 1개소 갖고, 또한 경도가 Hv360 이상인 것을 특징으로 한다. 또한 해당 부품의 제조 방법은, 2매 이상의 강판을 Ac3점 이상으로 가열하는 공정; 및 해당 강판의 탄소 당량 Ceq, 및 메커니컬 클린치 접합 시의 하사점 유지 시간 t와 접합 개시 온도 T가 하기 식(1) 및 하기 식(2)의 관계를 만족시키도록 메커니컬 클린치 접합을 행하는 공정;을 이 순서로 포함하는 것을 특징으로 한다. Ceq×(0.00209×t+0.000731×T-0.0365)≥0.200···(1) Ceq≥-0.00071×T+0.993···(2)

Description

메커니컬 클린치 접합 부품 및 그의 제조 방법

본 발명은, 메커니컬 클린치 접합 부품 및 그의 제조 방법에 관한 것이다. 특히는, 고강도의 메커니컬 클린치 접합 부품과 해당 부품을 균열 등의 문제 없이 양호하게 제조하는 방법에 관한 것이다.

자동차의 충돌 안전성과 경량화의 양립을 위해, 초고강도 강판의 차체 골격에의 적용이 증가하고 있다. 자동차용 강 부품은, 충돌 시의 충격을 받았을 때에 변형을 일정 이하로 억제하기 위해, 현상, 상기 강 부품을 구성하는 주부재에 보강 부재를 스폿 용접으로 접합하여, 부분적으로 후육화하여 보강을 행하고 있다. 그러나 이와 같은 공법에서는, 주부재와 보강 부재를 각각 성형한 후, 스폿 용접으로 서로 조립하기 때문에, 비용의 증대가 문제가 된다.

한편, 상기 스폿 용접 대신에, 냉간에서 점 접합하는 접합 방법으로서 메커니컬 클린치 접합으로 불리는 접합 방법이 알려져 있다. 이 접합 방법은, 금속끼리를 기계적으로 접합하는 코킹 접합의 일종이다. 표 1에 코킹 접합의 종류와 각 종류의 특징을 나타낸다. 이 표 1에 나타내는 바와 같이 코킹 접합에는 여러 종류가 있다. 그 중에서도 메커니컬 클린치 접합은, 볼록형 펀치와 오목형 다이로 금속판 2매 이상을 동시에 프레스하는 방법이다. 이 메커니컬 클린치 접합은, 표 1에 나타내는 바와 같이 사전 처리나 접합 보조재를 필요로 하지 않고, 프레스 성형과 동시에 접합을 할 수 있는 것, 또한, 열간 성형에 적용하면 금형에 의한 냉각에 의해, 접합부의 담금질도 가능하다고 하는 것이 특징이다.

이 메커니컬 클린치 접합은, 스폿 용접에 비해 저비용이면서 또한 높은 생산성을 실현할 수 있다. 예를 들어 특허문헌 1에는, 냉간이라고 추측되는 프레스와 동시에 TOX(등록상표)라고 칭해지는 코킹 접합을 행하는 것이 나타나 있다. 그러나, 이 접합 방법의 대상은, 사이드 아우터 패널이며, 부품의 모재 강도는 낮아, 초고강도의 코킹 부품까지는 실현되어 있지 않다고 생각된다.

상기 냉간에서 메커니컬 클린치 접합을 행하는 경우, 이용하는 강판의 강도가 높아지면, 접합 시에 균열이 생겨, 고강도의 강 부품이 얻어지지 않는다고 한 문제가 있다. 한편, 특허문헌 2에는, 850℃ 이상의 고온 상태에 있는 빔 본체부용 부재의 계합공에, 비가열의 상기 브래킷부용 부재의 버링부를 감입시킨 상태에서 상대적으로 저온의 프레스형을 이용하여 프레스 가공을 실시하는 것에 의해, 빔 본체부의 부형 및 담금질, 및 상기 버링부의 절곡 또는 압궤에 의한 빔 본체부와 브래킷부의 코킹 결합을 동시에 행하는 것이 나타나 있다.

그렇지만, 이 방법에서는 미리, 상기 빔 본체부용 부재의 계합공에 감입 가능한 원통 플랜지상의 버링부를 갖는 브래킷부용 부재를 형성하기 위한, 브래킷부 준비 공정이 필요하다. 즉, 복잡한 형상으로 가공함에 있어서는, 프레스 공정과는 별개의 공정이 필요하여 비용의 증대로 연결된다. 또한 초고강도의 강판을 이용하는 것을 전제로 하는 것이 아니고, 가열하여 코킹 접합했을 경우에도, 균열이 생기거나 충분히 높은 박리 강도를 나타내지 않는 경우가 생각된다.

따라서, 특별하게는 인장 강도가 1180MPa 이상인 초고강도 강판을 이용하여 얻어지는, 초고강도이고 또한 충분히 높은 박리 강도를 나타내는 부품을, 메커니컬 클린치 접합 공정과는 별개의 여분의 공정을 마련하지 않고도, 메커니컬 클린치 접합으로 균열 등의 문제 없이 양호하게 제조할 것이 요구된다.

본 발명은 상기와 같은 사정에 주목하여 이루어진 것으로, 그 목적은, 초고강도이고 또한 충분히 높은 박리 강도를 나타내는 메커니컬 클린치 접합 부품을, 메커니컬 클린치 접합 공정과는 별개의 여분의 공정을 마련하지 않고도, 메커니컬 클린치 접합으로 균열 등의 문제 없이 양호하게 제조하는 방법을 실현하는 것에 있다.

국제 공개 제2013/008515호 팸플릿 일본 특허공개 2006-321405호 공보

본 발명의 일 국면에 관한 메커니컬 클린치 접합 부품은, 2매 이상의 강판으로 이루어지는 메커니컬 클린치 접합 부품으로서, 박리 강도가 0.200kN/mm 이상인 접합부를 적어도 1개소 갖고, 또한 경도가 Hv360 이상인 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 다른 일 국면에 관한 메커니컬 클린치 접합 부품의 제조 방법은, 2매 이상의 강판을 Ac3점 이상으로 가열하는 공정; 및 해당 강판의 탄소 당량 Ceq, 및 메커니컬 클린치 접합 시의 하사점 유지 시간 t와 접합 개시 온도 T가 하기 식(1) 및 하기 식(2)의 관계를 만족시키도록 메커니컬 클린치 접합을 행하는 공정;

을 이 순서로 포함하는 데에 특징을 갖는다.

Ceq×(0.00209×t+0.000731×T-0.0365)≥0.200···(1)

Ceq≥-0.00071×T+0.993···(2)

상기 식(1) 및 식(2)에 있어서, Ceq는, 하기 식(3)에 의해 구해지는 강판의 탄소 당량(질량%), t는 하사점 유지 시간(초), T는 접합 개시 온도(℃)를 나타낸다. 상기 2매 이상의 강판의 Ceq가 상이한 경우는, 가장 낮은 Ceq를 이용한다.

Ceq=C+(1/6)×Mn+(1/24)×Si+(1/40)×Ni+(1/5)×Cr+(1/4)×Mo+(1/14)×V···(3)

상기 식(3)에 있어서, 각 원소는, 질량%로의, 강판 중의 함유량을 나타내고, 포함되지 않는 원소는 제로(0)로 한다.

[도 1] 도 1은, 본 발명의 실시의 하나의 태양을 나타내는 모식도이다.
[도 2] 도 2는, 본 발명의 다른 실시의 태양을 나타내는 모식도이다.
[도 3] 도 3은, 실시예에 있어서의 공시재의 제조에 이용한, 메커니컬 클린치 공구를 설치한 금형이다.
[도 4] 도 4는, d/D의 구하는 방법을 설명하는 도면이다.
[도 5] 도 5는, 실시예에 있어서의 No. 5의 부품 단면의 관찰 사진이며, 도 5(a)는 부품 단면의 전체 사진, 도 5(b)는 부품 단면의 일부의 사진, 도 5(c)는, 도 5(b)의 타원 부분의 확대 사진이다.
[도 6] 도 6은, 식(1)의 좌변의 값과 CTS/L의 값의 관계에 대해 나타내는 도면이다.

본 발명자들은, 상기 과제를 해결하기 위해서 예의 연구를 거듭했다. 우선 냉간에서의 접합으로 균열이 생기는 인장 강도의 한계를 재차 확인하기 위하여, 인장 강도가 270~1470MPa이고 판두께가 1.4mm인 강판에 대해, 후기하는 실시예에서 사용하는 메커니컬 클린치 공구를 설치한 금형을 이용하여, 십자로 접합하는 냉간 성형을 행했다. 그 결과, 하기 표 2에 나타내는 바와 같이, 강판의 인장 강도가 780MPa 이상에서는 접합 시에 균열이 발생하여, 메커니컬 클린치 접합을 할 수 없음을 확인했다. 한편, 이하에서는 「메커니컬 클린치 접합」을 「접합」, 「메커니컬 클린치 접합」을 「접합 부품」이라고 하는 경우가 있다.

본 발명자들은, 전술한 바와 같이, 근년 적용이 요구되고 있는 초고강도 강판으로서, 인장 강도가 1180MPa 이상인 강판, 즉 상기 표 2의 결과에서는 냉간에서의 접합으로 분명하게 균열이 생기는 초고강도 강판을 이용하는 것을 전제로, 양호하게 메커니컬 클린치 접합하기 위하여 예의 연구를 거듭했다. 상세하게는, 하기 (A)~(D)를 모두 달성하기 위하여 예의 연구를 거듭했다.

(A) 부품이 초고강도를 나타낼 것, 구체적으로는, 부품의 경도가, 비커스 경도 Hv360 이상, 즉, 인장 강도 1180MPa 이상을 나타내고, 바람직하게는 Hv450 이상, 즉, 인장 강도 1470MPa 이상을 나타낼 것;

(B) 부품의 박리 강도가 높을 것, 구체적으로는, 후기의 방법으로 구해지는 접합부의 단위 둘레길이[周長]당의 십자 인장 강도, 즉 박리 강도가 0.200kN/mm 이상일 것;

(C) 부품의 제조 시에, 균열 없이 접합할 수 있을 것;

(D) 프레스 가공 전의 예비 공정과 프레스 가공 후의 사후 공정을 생략할 수 있어 염가로 제조할 수 있을 것.

그리고 본 발명에서는, 강판을 일정 이상으로 가열하는 가열 공정 후, 접합 공정에 있어서, 강판의 탄소 당량 Ceq, 및 메커니컬 클린치 접합 시의 하사점 유지 시간 t와 접합 개시 온도 T의 관계가, 후기하는 식(1) 및 식(2)을 만족시키면 좋다는 것을 발견했다.

즉, 본 발명의 메커니컬 클린치 접합 부품은, 2매 이상의 강판으로 이루어지는 메커니컬 클린치 접합 부품으로서, 박리 강도가 0.200kN/mm 이상인 접합부를 적어도 1개소 갖고, 또한 경도가 Hv360 이상인 것을 특징으로 한다.

상기 구성에 의해, 초고강도이면서 또한 충분히 높은 박리 강도를 나타내는 메커니컬 클린치 접합 부품을 제공할 수 있다.

또한 본 발명의 메커니컬 클린치 접합 부품의 제조 방법은, 2매 이상의 강판을 Ac3점 이상으로 가열하는 공정; 및 해당 강판의 탄소 당량 Ceq, 및 메커니컬 클린치 접합 시의 하사점 유지 시간 t와 접합 개시 온도 T가 후기하는 식(1) 및 식(2)의 관계를 만족시키도록 메커니컬 클린치 접합을 행하는 공정을 이 순서로 포함하는 데에 특징을 갖는다.

이와 같은 구성에 의해, 전술한 바와 같은 메커니컬 클린치 접합 부품을, 메커니컬 클린치 접합 공정과는 별개의 여분의 공정을 마련하지 않고도, 메커니컬 클린치 접합으로 균열 등의 문제 없이 양호하게 제조하는 방법을 제공할 수 있다.

이하, 본 실시형태의 각 공정에 대해 상술한다.

［가열 공정］

본 실시형태에서는, 상기 접합을 행함에 있어서, 우선 2매 이상의 강판을 Ac3점 이상으로 가열한다. 이 가열에 의해, 후기의 접합을 용이하게 할 수 있어, 원하는 특성의 접합 부품을 얻을 수 있다. 상기 가열 온도는, 바람직하게는 (Ac3점+10)℃ 이상이다. 한편, 이 가열 온도가 지나치게 높으면, 마이크로 조직이 조대해져, 연성이나 굽힘성의 저하의 원인이 될 우려가 있기 때문에, 상기 가열 온도의 상한은, 바람직하게는 (Ac3점+180)℃, 보다 바람직하게는 (Ac3점+150)℃ 정도이다.

상기 Ac3점은, 「레슬리 철강 재료학」(마루젠주식회사, 1985년 5월 31일 발행, 273페이지)에 기재되어 있는 아래 식을 이용하여 구할 수 있다. 아래 식에 있어서, [원소]는, 각 원소의 질량%로의 강 중 함유량을 나타낸다. 아래 식에 있어서, 포함되지 않는 원소는 제로로 하여 계산하면 된다.

Ac3 변태점(℃)=910-203×[C]0.5-15.2×[Ni]+44.7×[Si]+104×[V]+31.5×[Mo]+13.1×[W]-30×[Mn]-11×[Cr]-20×[Cu]+700×[P]+400×[Al]+400[Ti]

상기 가열 온도에서의 가열 유지 시간은, 1분 이상으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 오스테나이트의 입(粒) 성장을 억제하는 등의 관점에서, 상기 가열 유지 시간은 15분 이하로 하는 것이 바람직하다. 상기 Ac3 변태점까지의 승온 속도는, 특별히 관계없다. 해당 가열의 방법으로서, 노 가열, 통전 가열, 유도 가열 등을 채용할 수 있다.

［접합 공정］

특히, 접합 부품의 접합부의 박리 강도를 높일 수 있도록, 이 접합 공정에서의 조건에 대해 검토했다. 우선 본 실시형태에서는, 십자 인장 강도 CTS는 접합부의 선길이 L에 따르기 때문에, CTS를 L로 나눈 CTS/L을 박리 강도로 했다. 이것에 의해 접합부의 크기에 의하지 않고, 박리 강도를 평가할 수 있다. 후기하는 실시예에서는, 접합부가 원형이기 때문에, L은 이 원형의 원둘레에 상당한다.

그리고 본 실시형태에서는 특히, 부품의 경도와 상기 박리 강도가 일정 이상, 특히는 상기 박리 강도 CTS/L이 0.200kN/mm 이상인 부품을 달성하기 위하여, 접합 조건에 대해 검토를 행했다. 구체적으로는, 후기하는 실시예에 나타내는 바와 같이, 강판의 성분, 하사점 유지 시간 및 접합 개시 온도를 바꾸어, 메커니컬 클린치 접합 부품을 제조한 바, 상기 부품의 경도와 박리 강도가 일정 이상인 부품을, 균열 없이 성형할 수 있는 접합 조건이 있음을 발견했다.

그래서 상기 접합 조건을 찾을 수 있도록, 더욱 검토를 행했다. 우선 박리 강도는, 핫 스탬프 후, 즉 부품의 모재 경도에 영향을 받는다고 생각되고, 또한 모재 경도는, 강판의 담금질성, 및 담금질 개시 온도와 하사점 유지 시간 t에 영향을 받으며, 더욱이 상기 담금질 개시 온도는, 본 실시형태의 접합 개시 온도 T에 상당하므로, 우선 박리 강도 CTS/L을, 강판의 담금질성의 지표인 탄소 당량 Ceq, 상기 하사점 유지 시간 t, 및 상기 접합 개시 온도 T를 이용하여 하기 식(4)와 같이 표현했다. 한편, 하기 식(4)에 있어서, Ceq(질량%)는, JIS G0203에서 규정되는 하기 식(3)으로부터 구해지는 값이며, a, b 및 c는 계수이다.

CTS/L=Ceq×(a×t+b×T+c)···(4)

Ceq=C+(1/6)×Mn+(1/24)×Si+(1/40)×Ni+(1/5)×Cr+(1/4)×Mo+(1/14)×V···(3)

상기 식(3)에 있어서, 각 원소는, 질량%로의, 강판 중의 함유량을 나타내고, 포함되지 않는 원소는 제로로 한다.

본 발명자들은, 후기하는 실시예에 나타내는 바와 같이, 강판의 성분, 하사점 유지 시간 및 접합 개시 온도를 바꾸어, 메커니컬 클린치 접합 부품을 제조하고, 얻어진 부품의 박리 강도를 측정하는 실험을 행했다. 그리고, 박리 강도 0.200kN/mm 이상을 달성하기 위한 식을 얻을 수 있도록, 상기 실험 결과를 중회귀 분석함으로써 상기 식(4)에 있어서의 계수 a, b 및 c를 결정하여, 하기의 식(1)을 얻었다.

Ceq×(0.00209×t+0.000731×T-0.0365)≥0.200···(1)

상기 식(1)에 있어서, Ceq는, 하기 식(3)에 의해 구해지는 강판의 탄소 당량(질량%), t는 하사점 유지 시간(초), T는 접합 개시 온도(℃)를 나타낸다. 상기 2매 이상의 강판의 Ceq가 상이한 경우는, 가장 낮은 Ceq를 이용한다.

Ceq=C+(1/6)×Mn+(1/24)×Si+(1/40)×Ni+(1/5)×Cr+(1/4)×Mo+(1/14)×V···(3)

상기 식(1)을 만족시키는 것에 의해, 제품의 접합부 직경 d와 다이스 직경 D의 비 d/D를 작게 할 수 있어, 박리 강도를 높일 수 있었다고 생각된다.

더욱이, 본 실시형태에서는 하기 식(2)를 만족시킬 필요가 있다. 하기 식(2)는, 접합 개시 온도가, 강판의 성분 조성 중에서도 특히 Ceq에 영향을 받는 것에 비추어 설정한 것이다. 이 하기 식(2)도, 강판의 성분 및 접합 개시 온도를 바꾸어, 메커니컬 클린치 접합 부품을 제조하고, 얻어진 부품의 박리 강도를 측정하는 실험을 행하여 도출된 것이다.

Ceq≥-0.00071×T+0.993···(2)

상기 식(2)에 있어서, Ceq는, 상기 식(3)에 의해 구해지는 강판의 탄소 당량(질량%), T는 접합 개시 온도(℃)를 나타낸다.

본 실시형태의 메커니컬 클린치 접합에 이용하는 2매 이상의 강판은, 성분 조성이 상이한 경우, 즉 Ceq가 상이한 경우도 있다. 이와 같은 경우는, 가장 낮은 Ceq를 상기 식(1)이나 상기 식(2)에 대입한다.

상기 식(1) 및 식(2)을 만족시키는 조건에서 접합을 행하는 것에 의해, 상기 (A)~(D)의 모두를 달성할 수 있다. 즉, 예비 공정이나 사후 공정을 추가하지 않고 염가로, (A) 부품 강도가 Hv≥360 또한 (B) 박리 강도 CTS/L≥0.200kN/mm를 갖는 메커니컬 클린치 접합 부품을 얻을 수 있다. 또한, 메커니컬 클린치 접합에 의해 부품에 형상을 부여하는 것은, 프레스로 부품에 형상을 부여하는 것과 동일하고, 부품의 강성 향상에도 기여한다고 생각된다.

본 실시형태에서는, 접합 부품의 제조 방법이 상기 조건을 만족시키고 있으면 되고, 그 외의 조건은 특별히 한정되지 않는다. 상기 접합 개시 온도는, 성형 하중의 증가나 성형성의 저하를 억제하는 관점에서, 400℃ 이상인 것이 바람직하다. 또한 하사점 유지 시간은 긴 것이, 박리 강도 향상의 관점에서는 바람직하지만, 생산성을 중시하거나 후기하는 다(多)공정을 실시하는 경우, 1회의 접합에 있어서의 하사점 유지 시간은 3초 이하로 하는 것이 바람직하다.

본 실시형태에서는, 메커니컬 클린치 접합을 행하는 공정에서, 열간 프레스 성형을 아울러 행해도 된다. 이 열간 프레스 성형의 조건도 특별히 관계없이, 통상 이용되는 방법을 채용할 수 있다. 양호하게 열간 프레스 성형을 행하는 관점에서는, 프레스 성형 개시, 즉, 금형이 강판과 접촉한 위치에 도달한 시점을, 약 400℃ 이상으로 하는 것이 바람직하다.

본 실시형태의 접합 부품의 제조 방법은, 전술한 가열 공정과 접합 공정을 이 순서로 포함하고 있으면 되고, 상기 접합 공정은 1회만, 또는 2회 이상이어도 된다. 더욱이, 강판의 가열로부터 성형 종료까지의 동안에, 상기 접합 공정 이외의 공정으로서, 예를 들어 하기 실시태양 2의 1공정째에 나타내는 바와 같이, 강판에 가공을 실시하는 공정을 포함하고 있어도 된다. 본 실시형태에서는, 가열-성형 공정 이외에 별도 공정을 마련하지 않아도 되기 때문에, 생산성 좋게 염가로 접합 부품을 제조할 수 있다.

본 실시형태의 제조 방법의 구체적인 태양으로서, 접합을 열간 프레스 성형과 동시에 행하는 경우, 예를 들어 하기의 실시태양 1이나 실시태양 2를 들 수 있다. 그러나 본 발명은 이것으로 한정되지 않는다. 후기의 실시예에서는, 클린치 부위의 형상은 원형의 점 결합이지만, 그 외의 형상으로서 사각 등의 점 결합이나, 부품 긴 방향에 따라 선 결합하는 등, 그 외의 태양을 포함할 수 있다.

한편, 본 명세서에서는 도면도 참조하여 설명하지만, 도면에 있어서 각 부호는 이하를 의미한다: 1 강판, 2 별도의 강판, 보강 부재용 강판, 3 지지대, 4 접합용 다이, 5 접합용 다이 홀더, 6 접합용 펀치, 7 접합용 펀치 홀더, 8 프레스용 다이, 9 패드, 10 잉여 선길이 부여용 펀치, 11 프레스용 펀치, 12A, 12B, 12C 접합부, 13 부품의 종벽부.

［실시태양 1: 단(單)공정］

실시태양 1로서는, 예를 들어, 도 1에 나타내는 장치를 이용하여 성형할 수 있다. 상세하게는, 가열한 강판(1)과 보강 부재에 상당하는 별도의 강판(2)을 겹쳐 지지대(3)에 배치한 후, 접합 개시 온도까지 공냉시키고 나서, 접합용 펀치(6)의 내설된 프레스용 펀치(11)를 하강시켜, 프레스 성형과 함께 접합을 행한다. 도 1은 하사점에 도달한 상태를 나타내고 있다. 이 실시태양 1에서는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 프레스용 다이(8), 패드(9) 및 프레스용 펀치(11)에 의해 프레스 성형됨과 함께, 패드(9)에 내설된 접합용 다이(4) 및 접합용 펀치(6)에 의해 접합된다.

［실시태양 2: 다공정］

실시태양 2로서는, 예를 들어, 도 2에 나타내는 바와 같이 성형할 수 있다. 도 2에서는, 강판을 가열한 후, 도 2(a)에 나타내는 1공정째, 도 2(b)에 나타내는 2공정째, 및 도 2(c)에 나타내는 3공정째를 연속하여 행한다. 각 공정에 대해 설명한다. 우선 1공정째에서는, 가열한 강판(1)을 지지대(3)에 배치한 후, 잉여 선길이 부여용 펀치(10)를 하강시켜, 도 2(a)에 나타내는 바와 같이 부품의 외벽을 구성하는 강판(1)에 잉여 선길이를 부여한다. 다음에 2공정째에서, 상기 잉여 선길이 부여 후의 강판(1) 상에, 별도의 강판(2)을 배치하고, 접합용 펀치(6)를 하강시켜, 도 2(b)에 나타내는 바와 같이, 이 접합용 펀치(6)와 프레스용 다이(8)에 내설된 접합용 다이(4)에 의해 2개소의 접합을 행하여, 접합부(12A 및 12B)를 얻는다.

그리고 최종 공정인 3공정째에서, 열간 프레스 성형과 동시에 접합을 행한다. 상세하게는, 접합용 펀치(6)의 내설된 프레스용 펀치(11)를 하강시켜, 프레스 성형과 함께 접합을 행한다. 도 2(c)는 하사점에 도달한 상태를 나타내고 있다. 이 3공정째에서는, 도 2(c)에 나타내는 바와 같이, 프레스용 다이(8), 패드(9) 및 프레스용 펀치(11)에 의해 프레스 성형됨과 함께, 패드(9)에 내설된 접합용 다이(4) 및 접합용 펀치(6)에 의해 접합되어 접합부(12C)가 형성된다. 이 공정에 의하면, 부품의 종벽부(13)에 접합부(12A 및 12B)를 설치할 수 있다.

자동차용 강 부품의 경우, 예를 들어 아우터로서 상기 강판(1), 이너로서 상기 별도의 강판(2)을 적용할 수 있다. 또한 상기 실시태양에는 없지만, 후기하는 실시예 2에 나타내는 바와 같이, 동일 부위를 복수회 접합해도 된다.

상기 접합에 제공하는 강판의 성분은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어 상기 2매 이상의 강판은, 하기의 성분 조성을 만족시키는 것을 들 수 있다. 강판의 종류로서, 열연 강판, 냉연 강판, 추가로 이것들에 도금 처리를 실시한 아연 도금 강판 등의 도금 강판이나, 추가로 합금화 처리를 행하여 얻어지는 합금화 용융 아연 도금 강판 등을 이용할 수 있다. 또한 강판과 강판의 접합뿐만이 아니라, 강판과 알루미늄 등 이재 접합(멀티 머티리얼화)에도 적용할 수 있다.

본 실시형태의 부품을 구성하는 강판의 성분 조성, 즉 접합에 제공하는 강판의 성분 조성으로서, 하기 조성을 들 수 있다. 한편, 이하의 성분 조성의 설명에 있어서, 「%」는 특별히 예고하지 않는 한 질량%를 의미한다.

［C: 0.15~0.4%］

부품의 경도 Hv360 이상을 용이하게 달성하려면, C량을 0.15% 이상으로 하는 것이 바람직하다. C량은 보다 바람직하게는 0.17% 이상, 더 바람직하게는 0.20% 이상이다. 한편, 얻어지는 부재의 용접성을 고려하면, C량의 상한은 0.4% 이하로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.30% 이하, 더 바람직하게는 0.26% 이하이다.

［Si: 0% 초과 2% 이하］

Si는, 열간 프레스용 강판의 담금질성을 높이고, 또한 열간 프레스 성형 부품의 강도를 안정되게 확보하는 데 유효한 원소이다. 이 관점에서는, 0.05% 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.15% 이상이다. 단, Si함유량이 지나치게 많아지면, 열간 프레스용 강판의 연질화가 곤란해짐과 함께, Ac3점이 현저하게 상승하여, 열간 프레스시의 가열 단계에서 페라이트가 잔존하여 고강도가 얻어지기 어려워진다. 따라서 Si량은 2% 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 1.65% 이하, 더 바람직하게는 1.45% 이하이다.

［Mn과 Cr 중 적어도 1종: 합계로 1.0~5.0%］

Mn과 Cr은 강판의 담금질성을 향상시켜, 고강도의 부재를 얻기 위해서 유용한 원소이다. 이들 원소는, 단독으로 이용해도 되고 2종을 병용해도 된다. 상기 관점에서, Mn과 Cr 중 적어도 1종을 합계로 1.0% 이상 포함하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 합계로 1.5% 이상, 더 바람직하게는 합계로 1.8% 이상, 보다 더 바람직하게는 합계로 2.0% 이상이다. 그렇지만, 이들 원소를 과잉으로 포함하고 있어도, 그 효과는 포화되어, 비용 상승의 요인이 된다. 따라서 본 실시형태에서는, Mn과 Cr 중 적어도 1종의 함유량을, 합계로 5.0% 이하로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 합계로 3.5% 이하, 더 바람직하게는 합계로 2.8% 이하이다.

성분 조성으로서 상기 성분을 포함하고, 잔부는 철 및 불가피적 불순물로 이루어지는 것을 들 수 있다. 상기 불가피적 불순물로서는, 예를 들어 다음에 나타내는 바와 같은 P, S, N 등을 들 수 있다.

P는, 연성을 열화시키기 때문에, P량은 0.05% 이하로 억제하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.045% 이하, 더 바람직하게는 0.040% 이하이다. 한편, P량을 0%로 하는 것은 제조상 곤란하므로, P량의 하한은 0% 초과이다.

S도 P와 마찬가지로 연성을 열화시키기 때문에, S량은 0.05% 이하로 억제하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.045% 이하, 더 바람직하게는 0.040% 이하이다. 한편, S량을 0%로 하는 것은 제조상 곤란하므로, S량의 하한은 0% 초과이다.

N은, B를 BN으로서 고정함으로써, 담금질성 개선 효과를 저하시킨다. 또한, N은 조대한 TiN 등의 Ti 함유 석출물을 형성하고, 이 석출물이 파괴의 기점으로서 작용하여, 강판의 연성을 저하시킨다. 따라서 N량은 0.01% 이하로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.008% 이하, 더 바람직하게는 0.006% 이하이다. 한편, N량을 0%로 하는 것은 제조상 곤란하므로, N량의 하한은 0% 초과이다.

또한, 상기 원소에 더하여 추가로, 하기에 나타내는 Ti 등의 선택 원소를 적량 함유시키는 것에 의해, 고강도를 용이하게 확보할 수 있는 등의 효과를 얻을 수 있다. 하기의 Ti, B, Al, Mo, Cu, Ni, Nb, V, 및 Zr 중 적어도 1종을 포함하는 경우, 이들 원소는 단독으로 이용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다. 이하, 이들 원소에 대해 상술한다.

［Ti: 0% 이상 0.10% 이하］

Ti는, N을 TiN으로서 고정하고, B를 고용 상태로 존재시켜 담금질성을 확보하는 데 유효한 원소이다. Ti의 해당 효과를 발휘시키는 경우, Ti량은, 0% 초과 로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.015% 이상, 더 바람직하게는 0.020% 이상이다. 한편, Ti량이 과잉이 되면, 가공에 제공하는 강판의 강도가 필요 이상으로 높아져, 절단·펀칭 공구 수명의 저하, 결과적으로 비용 상승을 초래한다. 따라서 Ti량은 0.10% 이하로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.06% 이하, 더 바람직하게는 0.04% 이하이다.

［B: 0% 이상 0.005% 이하］

B는, 강재의 담금질성을 향상시키고, 서랭이어도 고강도를 달성하기 위해서 유용한 원소이다. B의 해당 효과를 발휘시키는 경우, B량은 0% 초과로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.0003% 이상, 더 바람직하게는 0.0015% 이상, 보다 더 바람직하게는 0.0020% 이상이다. 한편, B가 과잉으로 포함되면, BN이 과잉으로 생성되어 인성의 열화를 초래한다. 따라서, B량은 0.005% 이하로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.0040% 이하, 더 바람직하게는 0.0035% 이하이다.

［Al: 0% 이상 0.5% 이하］

Al는 탈산을 위해서 이용하는 원소이다. 이 효과를 발휘시키는 경우, Al량은 0% 초과로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.01% 이상이다. 한편, Al량이 증가하면, Ac3점 상승 효과가 커지고, 그 결과, 열간 프레스 시의 가열 온도를 높게 할 필요가 있어, 생산 효율이 나빠진다. 따라서 Al량은 0.5% 이하로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.20% 이하, 더 바람직하게는 0.10% 이하, 보다 더 바람직하게는 0.050% 이하이다.

［Mo: 0% 이상 1% 이하］

Mo는, 강판의 담금질성을 향상시키기 위해서 유효한 원소이며, 이 원소를 함유시키는 것에 의해 성형품에 있어서의 경도 편차의 저감을 기대할 수 있다. Mo에 의한 해당 효과를 발휘시키는 경우, Mo량은 0% 초과로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.01% 이상, 더 바람직하게는 0.1% 이상이다. 그렇지만, Mo량이 과잉이 되면, 그 효과가 포화되어 비용 상승의 요인이 되기 때문에, Mo량은 1% 이하로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.8% 이하, 더 바람직하게는 0.5% 이하이다.

［Cu: 0% 이상 0.5% 이하］

Cu는, 담금질성 향상에 유효한 원소이다. 또한 성형품의 내지연파괴성이나 내산화성의 향상에 유용한 원소이기도 하다. 이와 같은 Cu에 의한 효과를 발휘시키는 경우, Cu량은 0% 초과로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.01% 이상, 더 바람직하게는 0.1% 이상이다. 그렇지만, Cu량이 과잉이 되면, 강판 제조 시에 있어서의 표면 흠집[疵]의 발생 원인이 된다. 그 결과, 산세성의 저하가 생겨 생산성의 악화를 초래한다. 따라서, Cu량은 0.5% 이하로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.3% 이하이다.

［Ni: 0% 이상 0.5% 이하］

Ni는, 담금질성 향상에 유효한 원소이다. 또한 성형품의 내지연파괴성이나 내산화성의 향상에 유용한 원소이기도 하다. 이와 같은 Ni에 의한 효과를 발휘시키는 경우, Ni량은 0% 초과로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.01% 이상, 더 바람직하게는 0.1% 이상이다. 그렇지만, Ni량이 과잉이 되면, 강판 제조 시에 있어서의 표면 흠집의 발생 원인이 된다. 그 결과, 산세성의 저하가 생겨, 생산성의 악화를 초래한다. 따라서, Ni량은 0.5% 이하로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.3% 이하이다.

［Nb: 0% 이상 0.10% 이하］

Nb는, 조직을 미세화하는 효과를 갖고 있어, 인성의 향상에 기여하는 원소이다. 따라서 Nb를 함유시키는 경우, Nb량은 0% 초과로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.005% 이상, 더 바람직하게는 0.010% 이상이다. 한편, Nb량이 과잉이 되면, 강판의 강도가 높아지고, 그 결과, 열간 프레스 성형 전에 강판을 소정의 형상으로 절단 등을 하는 블랭킹 공정에서의 공구 수명이 짧아져, 비용 상승을 초래한다. 따라서 Nb량은 0.10% 이하로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.05% 이하이다.

［V: 0% 이상 0.10% 이하］

V는, 조직을 미세화하는 효과를 갖고 있어, 인성의 향상에 기여하는 원소이다. 따라서 V를 함유시키는 경우, V량은 0% 초과로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.005% 이상, 더 바람직하게는 0.010% 이상이다. 한편, V량이 과잉이 되면, 상기 Nb의 경우와 마찬가지로 강판의 강도가 높아져, 그 결과, 블랭킹 공정에서의 공구 수명이 짧아져 비용 상승을 초래한다. 따라서 V량은 0.10% 이하로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.05% 이하이다.

［Zr: 0% 이상 0.10% 이하］

Zr은, 조직을 미세화하는 효과를 갖고 있어, 인성의 향상에 기여하는 원소이다. 따라서 Zr을 함유시키는 경우, Zr량은 0% 초과로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.005% 이상, 더 바람직하게는 0.010% 이상이다. 한편, Zr량이 과잉이 되면, 상기 Nb나 V와 마찬가지로 강판의 강도가 높아져, 그 결과, 블랭킹 공정에서의 공구 수명이 짧아져 비용 상승을 초래한다. 따라서 Zr량은 0.10% 이하로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.05% 이하이다.

또한 상기 강판의 제조 방법도 한정되지 않는다. 통상의 방법에 의해, 주조, 가열, 열간 압연, 추가로 필요에 따라서, 산세 후에 냉간 압연, 추가로 필요에 따라서 소둔을 행하면 된다. 또한, 얻어진 열연 강판이나 냉연 강판에, 필요에 따라서, 통상의 방법에 의해 아연 함유 도금 등의 도금 처리, 추가로 필요에 따라서 합금화 처리를 행할 수 있다.

본 명세서는, 전술한 바와 같이 다양한 태양의 기술을 개시하고 있지만, 그 중 주된 기술을 이하에 정리한다.

을 이 순서로 포함하는 데에 특징을 갖는다.

Ceq×(0.00209×t+0.000731×T-0.0365)≥0.200···(1)

Ceq≥-0.00071×T+0.993···(2)

Ceq=C+(1/6)×Mn+(1/24)×Si+(1/40)×Ni+(1/5)×Cr+(1/4)×Mo+(1/14)×V···(3)

상기 제조 방법에서 이용하는 2매 이상의 강판으로서, 모두 성분 조성이, 질량%로,

C: 0.15~0.4%,

Si: 0% 초과 2% 이하, 및

Mn과 Cr 중 적어도 1종: 합계로 1.0~5.0%를 만족시킴과 함께,

Ti: 0% 이상 0.10% 이하, B: 0% 이상 0.005% 이하, Al: 0% 이상 0.5% 이하, Mo: 0% 이상 1% 이하, Cu: 0% 이상 0.5% 이하, Ni: 0% 이상 0.5% 이하, Nb: 0% 이상 0.10% 이하, V: 0% 이상 0.10% 이하, 및 Zr: 0% 이상 0.10% 이하를 만족시키는 것을 이용해도 된다.

상기 메커니컬 클린치 접합 부품의 제조 방법에서는, 상기 메커니컬 클린치 접합을 행하는 공정에서, 열간 프레스 성형을 아울러 행해도 된다.

또한 상기 메커니컬 클린치 접합 부품의 제조 방법에서는, 상기 메커니컬 클린치 접합을 행하는 공정이 복수회여도 된다.

실시예

이하, 실시예를 들어 본 발명을 보다 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 하기 실시예에 의해 제한되지 않고, 전·후기의 취지에 적합할 수 있는 범위에서 변경을 가하여 실시하는 것도 가능하고, 그것들은 모두 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.

［실시예 1］

표 3에 나타내는 성분 조성을 만족시키는 강판 A, 강판 B에 대해, 사이즈가 150mm×50mm×판두께 1.4mm인 시험편을 각각 2매 준비하고, 도 3에 나타내는 장치를 이용하여 메커니컬 클린치 접합을 행했다. 상세하게는, 도 3에 있어서, 930℃에서 4분간 가열한 강판(1) 및 별도의 강판(2)을 십자로 겹치고, 접합용 펀치 홀더(7)에 설치된 접합용 펀치(6)와 접합용 다이 홀더(5)에 설치된 접합용 다이(4) 사이의, 지지대(3)에 배치한 후, 하기 접합 개시 온도까지 공냉시키고 나서, 상기 접합용 다이(4)를 하강시키고 하기의 조건에서 메커니컬 클린치 접합을 행하여, 부품에 상당하는 공시재를 얻었다.

(접합 조건)

홀더압: 3tonf

펀치 직경: Dp=10.0mm

다이스 직경: D=14.0mm

성형 속도: 20spm

접합 개시 온도: 강판 A는 표 4, 강판 B는 표 5에 나타내는 바와 같음

하사점 유지 시간: 강판 A는 표 4, 강판 B는 표 5에 나타내는 바와 같음

얻어진 공시재의 경도와 박리 강도를 하기와 같이 측정했다.

(공시재의 경도의 측정)

공시재의 경도로서 비커스 경도 Hv를, 접합부를 제외한 부위, 즉, 부품의 홀더 부분에서, 부품을 구성하는 각 강판의 판두께의 1/4 위치를, 강판 1매당 3점, 하중 1kgf의 조건에서 측정했다. 그리고 각 강판의 3점의 평균치를 구하고 복수의 강판 중 가장 낮은 평균치를, 그 부품의 경도로 하여, 하기의 기준으로 평가했다.

(경도의 평가 기준)

◎: Hv≥450

○: 450＞Hv≥360

×: 360＞Hv

(공시재의 박리 강도의 측정)

공시재의 십자 인장 강도 CTS(kN)를 JIS Z3137에 따라 측정하고, 이 CTS를 접합부의 둘레길이 L(mm)로 나누어, 접합부의 단위 둘레길이당의 십자 인장 강도 CTS/L(kN/mm)을 박리 강도로서 구했다. 그리고 이 CTS/L이 0.200kN/mm 이상인 경우를 박리 강도가 높다고 평가했다.

도 4는, 이용한 다이스와 얻어진 접합 부품의 단면을 나타내는 도면이다. 이 도 4(b)에 나타내는 바와 같이, 접합 부품의 접합 직경 d를 측정하고, 이 접합 직경 d를 도 4(a)에 나타내는 다이스 직경 D로 나누어 얻어지는 d/D의 값도 참고로 구했다. d/D가 작을수록 강하게 접합되어 있는 것을 의미하고 있고, 바람직하게는 1.029 이하이다.

강판 A를 이용했을 경우의 결과를 표 4에, 강판 B를 이용했을 경우의 결과를 표 5에 병기한다.

우선 강판 A를 이용했을 경우에 대해, 표 4로부터 다음을 알 수 있다. No. 1~8은, 이용한 강판의 탄소 당량 Ceq, 및 메커니컬 클린치 접합 시의 하사점 유지 시간 t와 접합 개시 온도 T가 규정의 식(1) 및 식(2)의 관계를 만족시키도록 메커니컬 클린치 접합을 행한 예이다. 이들 예에서는, 균열이 생기지 않고 양호하게 접합할 수 있고, 얻어진 부품은, 경도 Hv가 높아, 1180MPa 상당 또는 그 이상이며, 또한 박리 강도 CTS/L이 0.200kN/mm 이상이었다. 특히 No. 4 및 8과 같이, 하사점 유지 시간이 10초인 경우는, 충분한 경도가 얻어졌다. 특히 No. 4와 같이 접합 개시 온도가 800℃이고 또한 하사점 유지 시간이 10초인 경우는, 충분히 높은 박리 강도도 확보할 수 있었다.

한편, No. 9는, 접합 개시 온도가 식(2)을 만족시키지 않고, 연질상이 석출되었기 때문에, 균열은 발생하지 않았지만, 경도가 낮고, 또한 박리 강도도 낮아졌다.

다음에 강판 B를 이용했을 경우에 대해, 표 5로부터 다음을 알 수 있다. No. 1~12는, 이용한 강판의 탄소 당량 Ceq, 및 메커니컬 클린치 접합 시의 하사점 유지 시간 t와 접합 개시 온도 T가 규정의 식(1) 및 식(2)의 관계를 만족시키도록 메커니컬 클린치 접합을 행한 예이다. 이들 예에서는, 균열이 생기지 않고 양호하게 접합할 수 있고, 얻어진 부품은, 경도 Hv가 높아, 1180MPa 상당 또는 그 이상이며, 또한 박리 강도 CTS/L이 0.200kN/mm 이상이었다. 특히 500℃ 이상에서는, 하사점 유지를 생략해도, Hv≥450 또한 CTS/L≥0.200kN/mm를 달성할 수 있었다.

특히, No. 5에 나타내는 바와 같이, 접합 개시 온도 800℃ 또한 하사점 유지 시간 10초로 했을 경우에는, 충분히 높은 박리 강도가 얻어졌다. 이 No. 5에 대해 도 5(a)에 나타내는 바와 같이 부품의 단면을 확인한 바, 도 5(b), 더욱이 도 5(b)의 타원 부분을 확대한 도 5(c)에 나타내는 바와 같이, 가열된 강판끼리가 접촉하는 계면에서, 메커니컬 클린치 시에 면압이 가해짐으로써 상호 확산이 진행되어, 확산 접합되고 있음을 알 수 있다. No. 5에서는 이 확산 접합에 의해, 보다 높은 박리 강도가 얻어졌다고 생각된다.

표 5에 나타내는 바와 같이, 강판 B를 이용했을 경우는, 500~600℃에서 접합 가능하고, 또한 하사점 유지도 단축 또는 생략할 수 있다. 따라서, 다공정에서의 접합이 가능해져, 전술한 도 2에 나타낸 바와 같은 종벽부에의 접합도 가능하다.

이에 반해서, 접합 개시 온도 400℃에서는, 특히 No. 13과 같이 하사점 유지를 생략하면, 균열은 발생하지 않기는 하지만, 코킹되지 않고 접합 불가가 되었다. 또한, No. 14, 15에 나타내는 바와 같이 유지 시간이 2.5초, 5초인 경우도, Hv≥360을 만족하지만, 박리 강도는 부족했다.

또한 No. 16에 나타내는 바와 같이, 접합 개시 온도가 300℃인 경우는, 접합 시에 균열이 발생했다.

상기 표 4 및 표 5의 결과를 바탕으로 작성한 도 6으로부터, 상기 식(1)의 좌변의 값과 CTS/L의 값은 거의 일치하고 있음을 알 수 있다.

［실시예 2］

본 실시예에서는, 강판 B를 이용하여 동일 부위를 복수회 접합했을 경우의 특성을 평가했다. 상세하게는, 표 6의 각 예에 대해 하기와 같이 실시했다.

· No. 1: 930℃로 가열→접합 개시 온도 800℃까지 공냉→메커니컬 클린치 접합→특성의 평가

· No. 2: 930℃로 가열→접합 개시 온도 800℃까지 공냉→1회째의 메커니컬 클린치 접합→2번째의 메커니컬 클린치 접합→특성의 평가

· No. 3: 930℃로 가열→접합 개시 온도 800℃까지 공냉→1회째의 메커니컬 클린치 접합→2번째의 메커니컬 클린치 접합→3번째의 메커니컬 클린치 접합→특성의 평가

상기 메커니컬 클린치 접합은, 도 3에 나타내는 장치를 이용하여 표 6에 나타내는 조건에서 행했다. 또한 얻어진 공시재의 특성, 즉, 경도, 박리 강도 및 d/D는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 측정했다. 그 결과를 표 6에 나타낸다.

표 6으로부터, 접합 횟수를 증가시킴으로써 박리 강도 CTS/L은 높아짐을 알 수 있다. 이것은, 동일 부위를 연속하여 프레스함으로써, 하사점 유지 시간은 제로이지만, 강판과 공구의 접촉 횟수가 증가하여 토탈 접촉 시간이 증가해, d/D가 작아졌기 때문이라고 생각된다.

이 출원은, 2016년 3월 31일에 출원된 일본 특허출원 특원 2016-072486을 기초로 하는 것이며, 그 내용은, 본원에 포함되는 것이다.

본 발명을 표현하기 위해서, 전술에 있어서 구체예 등을 참조하면서 실시형태를 통해 본 발명을 적절하고 충분히 설명했지만, 당업자이면 전술한 실시형태를 변경 및/또는 개량하는 것은 용이하게 할 수 있음을 인식해야 한다. 따라서, 당업자가 실시하는 변경 형태 또는 개량 형태가, 청구범위에 기재된 청구항의 권리 범위를 이탈하는 레벨의 것이 아닌 한, 당해 변경 형태 또는 당해 개량 형태는, 당해 청구항의 권리 범위에 포괄된다고 해석된다.

본 발명은, 메커니컬 클린치 접합에 관한 기술 분야에 있어서, 광범위한 산업상 이용가능성을 갖는다.

Claims

삭제
2매 이상의 강판으로 이루어지는 메커니컬 클린치 접합 부품의 제조 방법으로서,
상기 2매 이상의 강판을 Ac3점 이상으로 가열하는 공정; 및
해당 강판의 탄소 당량 Ceq, 및 메커니컬 클린치 접합 시의 하사점 유지 시간 t와 접합 개시 온도 T가 하기 식(1) 및 하기 식(2)의 관계를 만족시키도록 메커니컬 클린치 접합을 행하는 공정;
을 이 순서로 포함하고,
상기 메커니컬 클린치 접합 부품은, 박리 강도가 0.200kN/mm 이상인 접합부를 적어도 1개소 갖고, 또한 경도가 Hv360 이상인 것을 특징으로 하는 메커니컬 클린치 접합 부품의 제조 방법.
Ceq×(0.00209×t+0.000731×T-0.0365)≥0.200···(1)
Ceq≥-0.00071×T+0.993···(2)
상기 식(1) 및 식(2)에 있어서, Ceq는, 하기 식(3)에 의해 구해지는 강판의 탄소 당량(질량%), t는 하사점 유지 시간(초), T는 접합 개시 온도(℃)를 나타낸다. 상기 2매 이상의 강판의 Ceq가 상이한 경우는, 가장 낮은 Ceq를 이용한다.
Ceq=C+(1/6)×Mn+(1/24)×Si+(1/40)×Ni+(1/5)×Cr+(1/4)×Mo+(1/14)×V···(3)
상기 식(3)에 있어서, 각 원소는, 질량%로의, 강판 중의 함유량을 나타내고, 포함되지 않는 원소는 제로로 한다.
제 2 항에 있어서,
상기 2매 이상의 강판은, 모두 성분 조성이, 질량%로,
C: 0.15~0.4%,
Si: 0% 초과 2% 이하, 및
Mn과 Cr 중 적어도 1종: 합계로 1.0~5.0%를 만족시킴과 함께,
Ti: 0% 이상 0.10% 이하, B: 0% 이상 0.005% 이하, Al: 0% 이상 0.5% 이하, Mo: 0% 이상 1% 이하, Cu: 0% 이상 0.5% 이하, Ni: 0% 이상 0.5% 이하, Nb: 0% 이상 0.10% 이하, V: 0% 이상 0.10% 이하, 및 Zr: 0% 이상 0.10% 이하를 만족시키는 메커니컬 클린치 접합 부품의 제조 방법.
제 2 항에 있어서,
상기 메커니컬 클린치 접합을 행하는 공정에서, 열간 프레스 성형을 아울러 행하는 메커니컬 클린치 접합 부품의 제조 방법.
제 2 항에 있어서,
상기 메커니컬 클린치 접합을 행하는 공정이 복수회인 메커니컬 클린치 접합 부품의 제조 방법.