KR20220143115A - 프레스 부품의 제조 방법, 블랭크재의 제조 방법, 및 강판 - Google Patents

Abstract

목적으로 하는 프레스 부품 형상의 제약을 받지 않고, 지연 파괴에 의한 단부 깨짐을 억제 가능한 기술을 제공하기 위해, 프레스 성형으로, 피프레스재의 단부에 지연 파괴에 의한 단부 깨짐이 우려된다고 추정되는 경우, 상기 단부 깨짐이 우려되는 프레스 성형의 사전 처리로서, 단부 깨짐이 우려되는 부분을 적어도 포함하는 단부의 절단 처리를 2도 실시하는 더블 절단 처리를 갖는다. 더블 절단 처리는 1번째의 절단시에, 단부 깨짐이 우려되는 부분을 포함한 위치에 부분적인 빔 형상의 장출부를 형성하는 절단을 실시하고, 2번째의 절단으로 상기 장출부를 절단한다.

Description

프레스 부품의 제조 방법, 블랭크재의 제조 방법, 및 강판

본 발명은 프레스 성형으로 지연 파괴가 발생할 우려가 있는 부품 형상을 갖는 프레스 부품의 제조에 관한 기술이다.

본 발명은 특히, 인장 강도가 980MPa이상의 고강도 강판으로 이루어지는 금속판을 이용한 프레스 부품의 제조에 바람직한 기술이다.

현재, 자동차에는 경량화에 의한 연비 향상과 충돌 안전성의 향상이 요구되고 있다. 그리고, 차체의 경량화와 충돌시의 탑승자 보호를 양립할 목적으로, 자동차용 구조 부품에는 고강도 강판이 사용되는 경향에 있다. 특히, 근래는 고강도 강판으로서, 더욱 고강도의 인장 강도 980MPa이상을 갖는 초고강도 강판이 차체에 적용되어 오고 있다.

고강도 강판의 차체 적용시에 있어서의 과제의 하나로 지연 파괴가 있다. 특히, 고강도 강판 중, 인장 강도가 1180MPa이상의 고강도 강판에서는 전단 가공 후의 단면(이하, 전단 단면이라고도 함)으로부터 발생하는 지연 파괴가 중요한 과제로 되고 있다.

여기서, 전단 단면에는 큰 인장 응력이 잔류하는 것이 알려져 있다. 이 인장 응력의 잔류에 의해서, 프레스 후의 제품(프레스 부품)에 있어서, 경시적인 전단 단면에서의 지연 파괴의 발생이 우려된다. 전단 단면에서의 지연 파괴를 억제하기 위해서는 전단 단면의 인장 잔류 응력을 저감시킬 필요가 있다.

전단 단면의 인장 잔류 응력을 저감시키는 방법으로서는 예를 들면, 전단 가공시의 강판 온도를 상승시키는 방법(비특허문헌 1, 2)이나, 펀칭 가공시에 단을 갖는 펀치를 이용하는 방법(비특허문헌 3), 또한 세이빙에 의한 방법(비특허문헌 4, 특허문헌 1)이 있다.

그러나, 전단 가공시에 강판의 온도를 상승시키는 방법은 강판의 가열에 시간을 요한다. 이 때문에, 이 방법은 자동차 등의 양산 공정에 적합하지 않다. 또, 단을 갖는 펀치를 이용하는 방법은 내지연 파괴 특성의 개선 효과가 작다는 과제가 있다. 또한, 세이빙에 의한 방법은 세이빙 공정에서의 클리어런스 관리가 어렵다는 과제가 있다.

또, 비특허문헌 5에는 더블 펀칭에 의한 컷오프 펀칭법에 대해 기재가 있다. 그러나, 비특허문헌 5의 방법은 펀칭 가공의 기술이며, 제품 외주부에는 적용할 수 없다.

특허문헌 1: 일본국 특허공개공보 제2004-174542호

비특허문헌 1: 모리 겐이치로 외:소성과 가공, 52-609(2011), 1114-1118 비특허문헌 2: 모리 겐이치로 외: 소성과 가공, 51-588(2010), 55-59 비특허문헌 3: 제326회 소성 가공 심포지엄 "전단 가공의 최전선", 21-28 비특허문헌 4: M. Murakawa, M. Suzuki, T. Shinome, F. Komuro, A. Harai, A. Matsumoto, N. Koga: Precision piercing and blanking of ultrahigh-strength steel sheets, Procedia Engineering, 81(2014), pp.1114-1120 비특허문헌 5: 소성과 가공 Vol.10 no.104(1969-9)

본 발명은 상기와 같은 점에 주목해서 이루어진 것으로, 목적으로 하는 프레스 부품 형상의 제약의 발생을 억제하면서, 경시적으로 발생하는 지연 파괴를 억제할 수 있는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.

과제를 해결하기 위해, 본 발명의 1양태는 1 또는 2이상의 프레스 성형을 거쳐 프레스 부품을 제조하는 프레스 부품의 제조 방법에 있어서, 상기 1 또는 2이상의 프레스 성형 중의 적어도 1개의 프레스 성형으로, 피프레스재의 단부에 지연 파괴가 우려된다고 추정되는 경우, 상기 지연 파괴에 의한 단부 깨짐이 우려되는 프레스 성형의 전처리로서, 상기 지연 파괴가 우려되는 개소를 적어도 포함하는 단부의 절단 처리를 2번 실행하는 더블 절단 처리를 갖고, 상기 더블 절단 처리는 1번째의 절단시에, 상기 지연 파괴가 우려되는 개소를 포함하는 위치에 부분적인 빔 형상의 장출부를 형성하는 절단을 실행하고, 2번째의 절단으로 상기 장출부를 절단하는 것을 요지로 한다.

또, 본 발명의 다른 양태는 1 또는 2이상의 프레스 성형을 거쳐 프레스 부품으로 되는 블랭크재의 제조 방법에 있어서, 상기 1 또는 2이상의 프레스 성형 중의 적어도 1개의 프레스 성형으로, 피프레스재의 단부에 지연 파괴에 의한 단부 깨짐이 우려된다고 추정되는 경우, 상기 지연 파괴가 우려되는 개소를 적어도 포함하는 단부의 절단 처리를 2번 실행하는 더블 절단 처리를 갖고, 상기 더블 절단 처리는 1번째의 절단시에, 상기 지연 파괴가 우려되는 개소를 포함하는 위치에 부분적인 빔 형상의 장출부를 형성하는 절단을 실행하고, 2번째의 절단으로 상기 장출부를 절단하는 것을 요지로 한다.

본 발명의 양태에 따르면, 목적으로 하는 프레스 부품 형상의 제약의 발생을 억제하면서, 프레스 성형 후의 지연 파괴를 억제할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명에 의거하는 실시형태에 관한 더블 절단 처리 및 그 후의 프레스 성형을 설명하는 개념도이다.
도 2는 본 발명을 적용하지 않는 경우의 프레스 성형을 설명하는 개념도이다.
도 3은 가공 도중에, 본 발명에 의거하는 더블 절단 처리를 실행하는 경우를 예시하는 개념도이다.
도 4는 드로잉 가공에 대해 본 발명에 의거하는 더블 절단 처리를 실행하는 경우를 예시하는 평면도이다.
도 5는 드로잉 가공에 대해 본 발명에 의거하는 더블 절단 처리를 실행하는 경우를 예시하는 단면도이다.
도 6은 장출량과 지연 파괴의 관계를 설명하는 도면이다.

다음에, 본 발명의 실시형태에 대해 도면을 참조하면서 설명한다.

본 실시형태의 프레스 부품의 제조 방법은 1 또는 2이상의 프레스 성형을 거쳐 목적으로 하는 프레스 부품을 제조하는 프레스 부품의 제조 방법이다. 각 프레스 성형에서의 프레스 성형은 예를 들면, 폼 성형 혹은 드로우 성형으로 실행된다. 그리고, 본 실시형태의 프레스 부품의 제조 방법은 적어도 1개의 프레스 성형으로, 프레스 성형 후에, 판 단가장자리를 따라 지연 파괴가 발생하는 경우의 기술이다.

본 실시형태에서는 설명을 간이하게 하기 위해, 1회의 프레스 성형(1회의 프레스 공정)으로, 도 1의 (d)에 나타내는 형상의 프레스 부품(10)을 제조하는 경우를 예로 들어 설명한다.

도 1의 (d)에 예시한 프레스 부품(10)의 부품 형상은 천판부(11)와, 천판부(11)에 연속하는 종벽부(12)와, 해당 종벽부(12)에 연속되는 플랜지부(13)를 갖는다. 또, 도 1의 (d)에 예시한 프레스 부품(10)의 부품 형상은 긴쪽 방향을 따라, 상면에서 보아 도 1 중 우측으로 볼록하게 되도록 만곡된 형상으로 되어 있다.

본 예에서는 본 발명을 적용하지 않는 프레스 성형을 실시한 경우(도 2와 같이 도 1의 (b)의 공정을 생략한 경우), 만곡 볼록측의 플랜지부(13)의 일부에 지연 파괴에 의한 단부 깨짐이 우려되는 깨짐 우려부가 있다고 한다. 또한, 도 1의 (d) 중, '3'은 지연 파괴에 의한 깨짐 우려부의 위치를 나타내고, 도 2의 (d) 중, '3'은 지연 파괴에 의해 실제로 단부 깨짐이 발생한 깨짐 우려부에 대응하는 위치를 나타낸다. 도 1의 (b), 도 1의 (c), 도 2의 (c)에 있어서의 '3A'는 피프레스재에서의 지연 파괴에 의한 깨짐 우려부(3)의 위치를 나타내고 있다.

또, '1A'는 피프레스재(1)에 있어서의 플랜지부(13)로 되는 영역에 상당하는 플랜지 대응부를 나타내고 있다. 여기서, 본 실시형태에서는 지연 파괴에 의한 깨짐 우려부(3)의 위치가 플랜지부(13)에서 형성되는 단면인 경우를 예시하고 있지만, 이것에 한정되지 않는다. 지연 파괴에 의한 깨짐 우려부(3)의 위치가 플랜지부의 단면 이외의 전단면의 경우도 상정된다.

여기서, 전단 단면에는 큰 인장 응력이 잔류하는 것이 알려져 있다. 이 인장 응력의 잔류에 의해서, 프레스 후의 제품(프레스 부품)에 있어서, 경시적인 전단 단면에서의 지연 파괴의 발생이 우려된다. 또한, 프레스 성형시에 압축 응력이 입력되는 단부는 프레스 후에, 인장 잔류 응력이 발생하여, 프레스 후의 제품(프레스 부품)에 있어서, 경시적인 지연 파괴의 발생이 우려된다. 따라서, 전단 단면으로서, 프레스시에 압축 응력이 입력되는 단부는 지연 파괴의 발생이 특히 우려된다.

지연 파괴에 의한 깨짐 우려부(3)의 유무의 확인 및 그 깨짐 우려부(3)의 위치의 특정은 예를 들면, CAE 해석 등의 시뮬레이션 해석의 실행에 의해서 구한다. 또, 실제로 프레스 성형을 실시하여 각 프레스 성형 후의 부품을 관찰하여, 지연 파괴에 의한 깨짐 우려부(3)의 유무의 확인 및 그 깨짐 우려부(3)의 위치를 특정해도 좋다.

상술한 바와 같이, 시뮬레이션 해석의 경우에는 이형 후의 인장 잔류 응력을 연산함으로써 지연 파괴를 평가하면 좋다. 또, 실 프레스의 경우에는 제작한 샘플에 대해, 예를 들면 X선에 의한 전단 단면의 인장 잔류 응력값을 측정하여 지연 파괴를 평가한다. 혹은 제작한 샘플에 대해, 예를 들면, pH가 3인 염산에 96시간 침지하고, 그 후의 샘플의 단부 깨짐의 유무나 깨짐의 크기에 의해, 지연 파괴를 평가한다.

본 실시형태에서는 프레스 성형을 실행하는 전처리로서, 피프레스재를 예시하는 블랭크재(1)의 외주를 프레스 부품(10)의 부품 형상에 따른 윤곽 형상으로 전단하는 트림 공정을 갖는다.

단, 본 실시형태에서는 이 트림 공정에 있어서, 지연 파괴에 의한 단부 깨짐이 우려되는 플랜지부(13)에 상당하는 플랜지 대응부의 단부(적어도 깨짐 우려부(3)의 위치)에 대해, 도 1의 (b) 및 (c)에 나타내는 바와 같은 본 발명에 의거하는 2번의 절단을 실행하는 더블 절단 처리를 실시한다.

상기의 지연 파괴에 의한 단부 깨짐이 우려되는 단부 위치는 프레스 성형의 이형 후에, 인장 잔류 응력을 갖는 부분이다.

따라서, 예를 들면, CAE 해석 등으로, 목적으로 하는 프레스 부품에 대해, 미리 설정한 소정 이상의 인장 잔류 응력이 발생하는 경우에, 단부에 지연 파괴에 의한 단부 깨짐이 우려된다고 추정되는 경우로 하고, 그 소정 이상의 인장 잔류 응력이 발생하는 개소를 지연 파괴가 우려되는 개소로 한다. 또, 예를 들면, 본 발명을 적용하지 않는 경우에, 지연 파괴가 발생한 개소를 지연 파괴가 우려되는 개소로 한다.

본 실시형태에서는 피프레스재인 블랭크재(1)에 있어서의 더블 절단 처리를 실시하는 플랜지 대응부(1A)의 단부에 대해, 1번째의 절단시에, 도 1의 (b)와 같이, 지연 파괴에 의한 단부 깨짐이 우려되는 개소를 포함하는 위치에 부분적인 빔 형상의 장출부(2)가 형성되도록 절단을 실행한다. 계속해서, 2번째의 절단으로, 도 1의 (c)와 같이, 상기 장출부(2)를 절단하여, 블랭크재(1)를 목적으로 하는 단 가장자리의 윤곽 형상으로 한다.

즉, 본 실시형태에서는 트림 공정으로, 블랭크재(1)를 목적의 윤곽 형상으로 절단할 때에, 플랜지 대응부(1A)의 변(단 가장자리)에 대해서는 깨짐 우려부(3A)를 포함하는 위치에, 부분적으로 캔틸레버 빔 형상으로 장출된 장출부(2)를 갖는 형상으로 일단 절단한다. 계속해서, 2번째의 절단으로 그 장출부(2)를 절단하여, 목적의 윤곽 형상으로 한다. 이와 같이, 종래의 처리를 나타내는 도 2의 (c)의 절단 처리가 본 실시형태에서는 도 1의 (b) 및 (c)의 2개의 공정에서 실행된다. 도 1의 (b) 및 (c)의 공정을 1개의 공정에서 실행해도 좋다.

또한, 본 발명에 의거하는 더블 절단 처리는 트림 공정과 독립적으로 실행되어도 좋다. 예를 들면, 도 1의 (c)~(d) 사이에 복수의 공정(도시하지 않음)을 마련하고, 그 복수의 공정 중에, 본 발명에 의거하는 더블 절단 처리를 실행해도 좋다.

여기서, 장출부(2)의 폭 W(재료의 단가장자리를 따른 길이)는 플랜지부(13)의 단가장자리를 따른 길이 L의 1/3이하, 혹은 블랭크재(1)의 판 두께의 150배 이하로 하는 것이 바람직하다.

1번째의 절단(전단)으로, 상기의 폭 W로 이루어지는 일시적인 빔 형상의 장출부(2)를 형성함으로써, 빔 형상의 장출부(2)를 일시적으로 형성하지 않는 경우(도 2 참조)에 비해, 2번째의 절단(전단)의 절단량(펀칭값)을 벌면서, 깨짐 우려부(3)로의 전단에 의한 왜곡 입력을 더욱 확실하게 억제할 수 있다(후술하는 실시예 참조).

또한, 장출부(2)의 폭 W의 하한값은 깨짐 우려부(3)가 발생한다고 추정되는 위치를 포함하고 또한 전단이 가능한 폭이면, 특히 한정은 없다. 폭 W의 하한값은 예를 들면, 지연 파괴에 의한 단부 깨짐에 의한 단가장자리에서의 열림량 이상으로 한다. 장출부(2)의 폭 W는 전단에 의한 절단의 용이성 등을 고려하면, 20㎜이상이 바람직하다.

또, 장출부(2)의 장출량 H(목적으로 하는 윤곽 위치로부터의 장출량(돌출량)의 최대값)는 블랭크재(1)의 판 두께의 10배 이하 혹은 5.0㎜이하가 바람직하다.

2번째의 절단 부분을 캔틸레버 빔 형상의 장출부(2)로 함으로써, 2번째의 절단(전단)의 절단량(펀칭값)을 벌면서, 깨짐 우려부(3)로의 전단에 의한 왜곡 입력을 더욱 확실하게 억제할 수 있다.

장출부(2)의 장출량 H의 하한값은 특히 없으며, 0㎜보다 크게 장출되어 전단 가능하면 상관없다. 장출량 H의 하한값은 전단의 용이성 등을 고려하면, 1㎜이상, 더욱 바람직하게는 3㎜이상이 바람직하다.

그리고, 이상의 더블 절단 처리 후에, 프레스 성형으로 목적으로 하는 프레스 부품(10)을 제조한다.

상기의 더블 절단 처리를 단부 깨짐이 우려되는 프레스 성형의 전처리로서 실행함으로써, 통상의 프레스 성형을 사용하고 또한 부품 형상에 제약을 가하는 일 없이, 지연 파괴에 의한 깨짐 우려부(3)에서의 깨짐을 방지할 수 있다.

여기서, 상기 설명에서는 프레스 성형의 전처리로서, 상기의 더블 절단 처리를 실행하는 경우를 예로 들어 설명하였다. 무엇보다도, 도 1의 (b)→(c')→(d)와 같이, 목적으로 하는 부품 형상으로 프레스 성형(도 1의 (c'))하고 나서, 2번째의 절단(장출부(2)의 절단)를 실행(도 1의 (d))하도록 구성해도 좋다. 효과는 마찬가지이다.

또한, 상기 설명에서는 깨짐 우려부(3)가 1개소인 경우를 예시하고 있지만, 본 발명은 지연 파괴에 의한 깨짐 우려부(3)가 2개소 이상이어도 적용 가능하다. 각 깨짐 우려부(3)마다 단부 깨짐이 우려되는 프레스 성형의 전처리로서, 상술한 바와 같은 더블 절단 처리를 실행하면 좋다. 단, 서로 인접하는 깨짐 우려부(3)가 근접해 있는 경우에는 서로 인접하는 깨짐 우려부(3)를 포함하는 1개의 장출부(2)를 1번째의 절단으로 형성하도록 해도 좋다.

여기서, 1번째의 절단으로 형성한 부분적인 캔틸레버 빔 형상의 장출부를 2번째의 절단으로 절단하는 더블 절단 처리의 작용·효과에 대해 설명한다.

일반적으로, 전단 가공을 실행하면, 피프레스재의 단가장자리에 대해, 큰 인장 응력이 잔류한다. 이 때문에, 그 후의 프레스 성형으로서, 플랜지부(13)의 단가장자리를 따른 플랜지부(13)의 단부(13a)에 대해 인장 잔류 응력이 발생하는 바와 같은 프레스 성형을 실행하면, 단부 깨짐이 발생할 가능성이 높아지는 경향에 있다.

이에 반해, 지연 파괴에 의한 단부 깨짐이 발생하는 우려가 있는 부분에 대해, 본 발명에 의거하는 더블 절단 처리를 실시함으로써, 전단 단면에서의 인장 잔류 응력이 저감한다(실시예 참조). 그 결과, 본 실시형태에서는 부품 형상에 제약이 발생하는 것을 방지하면서, 인장 잔류 응력으로 생기는 지연 파괴에 의한 단부 깨짐을 방지할 수 있다.

여기서, 종래 처리의 예인 도 2에 나타내는 바와 같이, 1번의 전단에 의한 절단으로 플랜지로 되는 위치의 단부를 형성하는 경우, 도 2의 (a)에서 나타내는 일점 쇄선으로 나타내는 절단 위치(우측의 절단 위치)에서 절단되기 때문에, 절단부의 폭 W1과 절단 위치로부터의 장출량 H1로 이루어지는 절단 면적이 크다.

이에 반해, 도 1에 나타내는 바와 같이, 본 발명에 의거하여, 1번째의 절단(도 1의 (a)의 일점 쇄선의 위치에서의 절단)으로 부분적인 빔 형상의 장출부(2)를 형성하고, 2번째의 절단으로 그 장출부(2)를 절단하는 더블 절단 처리의 경우에는 2번째의 절단에서의 절단부의 폭 W와 장출량 H로 이루어지는 절단 면적이 작다(도 1의 (b) (c) 참조). 그리고, 본 발명에 의거하는 더블 절단 처리에서는 부분적인 캔틸레버 빔 형상의 장출부(2)를 1번째의 절단으로 형성함으로써, 2번째의 절단으로 절단하는 절단부(장출부(2))는 도 1의 (b)와 같이 절단 부분의 폭 W가 대폭 작고 또한 캔틸레버 빔 형상으로 장출되어 있다. 이 때문에, 2번째의 절단으로 장출부(2)를 절단하면, 절단의 진행 방향으로의 강판의 휨이 커지고, 절단시의 왜곡 입력이 완화됨으로써 절단시의 대변형 영역이 완화되고, 인장 잔류 응력을 완화시킬 수 있다고 추정된다.

또한, 지연 파괴는 인장 강도가 높은 재료일수록 발생하기 쉽기 때문에, 본 발명은 예를 들면 인장 강도가 590MPa이상의 고장력 강판에 바람직하다. 무엇보다도, 블랭크재(1)의 소재는 철강에 한정되지 않으며, 스테인리스 등의 철 합금, 더 나아가서는 비철 재료, 비금속 재료에 대해서도 적용하는 것이 가능하다. 또, 본 실시형태에서 제조되는 프레스 부품(10)은 예를 들면 자동차 부품으로서 바람직하지만, 본 발명은 자동차 부품에 한정되지 않으며 판재를 프레스 성형하는 가공 전부에 대해 적용하는 것이 가능하다.

또, 이상의 실시형태에서는 1단계의 프레스 성형으로 목적으로 하는 프레스 부품(10)을 제조하는 경우를 예시하였다. 일반적으로, 프레스 부품의 부품 형상이 복잡하게 될수록, 2이상의 프레스 성형(복수의 프레스 공정)을 거쳐 목적으로 하는 프레스 부품을 제조하는 경향에 있다. 또, 복수의 프레스 성형으로 목적으로 하는 프레스 부품을 제조하는 경우에, 지연 파괴가 발생하는 프레스 성형이 최종 공정이라고는 할 수 없다. 또, 2단계 이상의 프레스 성형으로 개별적으로 지연 파괴가 발생하는 경우도 있다.

예를 들면, 5단계의 프레스 성형을 거쳐 목적으로 하는 프레스 부품을 제조할 때에, CAE 등의 시뮬레이션으로, 4단계째의 프레스 성형으로, 소정값 이상의 인장 응력이 잔류하여 지연 파괴의 우려가 있다고 추정한 경우에는 상술한 더블 절단 처리를 4단계째의 프레스 성형보다 전에 실시하면 좋다.

도 3에, 다단계의 프레스 성형으로, 목적으로 하는 프레스 부품(도 3의 (e) 참조)을 제조하는 경우의 예를 나타낸다. 도 3에 나타내는 예는 도 3의 (b), (e)가 각각 프레스 성형 후의 형상이며, 도 3의 (e)의 형상으로의 프레스 성형에서의 프레스 부품에 지연 파괴에 의한 깨짐 우려부(3)가 존재하는 경우의 예이다. 이 예에서는 1번째의 프레스 성형에서의 프레스 부품(도 3의 (b))의 플랜지부(13)에 대해, 도 3의 (c)와 같이, 단부 깨짐이 우려되는 개소를 포함하는 위치에 부분적인 빔 형상의 장출부(2)가 형성되도록 절단을 실행하고, 2번째의 절단으로, 도 3의 (d)와 같이, 장출부(2)를 절단하여, 목적으로 하는 단가장자리의 윤곽 형상으로 한다. 그 후, 2번째의 프레스 성형을 실행한다(도 3의 (e) 참조). 이것에 의해서, 깨짐 우려부(3)에서의 단부 깨짐이 억제된다.

또, 본 발명의 더블 절단 처리는 도 4, 도 5에 나타내는 바와 같이, 드로잉 가공이어도 적용할 수 있다. 도 4, 도 5에 나타내는 예에서는 드로잉 가공으로 중앙부를 부풀리는 프레스 성형(도 4의 (d), 도 5의 (d))을 실행하기 전에, 지연 파괴에 의한 깨짐 우려부에 대해, 더블 절단 처리를 실시한다.

이 예에서는 블랭크(1)는 목적의 샘플 형상으로 절단할 때에, 지연 파괴가 우려되는 개소를 포함하는 위치에 빔 형상의 장출부(2)를 형성한다(도 4의 (b), 도 5의 (b)). 그 후, 2번째의 절단을 실행하여, 빔 형상의 장출부(2)를 절단한다(도 4의 (c), 도 5의 (c)).

그 후에, 중앙부에 드로잉 가공을 실행하여(도 4의 (d), 도 5의 (d)), 중앙부를 상승시킨다. 부호 '17'이 드로잉 가공으로 부풀린 부분이다. 여기서, 냉연재는 2방향으로, 열연재는 C방향으로 깨지기 쉬운 이방성의 경향이 있다. 상기의 드로잉 가공으로 깨짐 우려부(3)가 존재하는 단부에 상기의 장출부(2)를 형성하면 좋다.

상기 설명에서는 드로잉 가공의 전처리로서, 상기의 더블 절단 처리를 실행하는 경우를 예로 들어 설명하였다. 도 3의 (b)→(c')→(d)와 같이, 목적으로 하는 부품 형상으로 드로잉 가공(도 3의 (c')) 하고 나서, 2번째의 절단(장출부(2)의 절단)을 실행(도 3의 (d)) 하도록 구성해도 좋다. 효과는 마찬가지이다.

여기서, 더블 절단 처리는 상술한 프레스 성형 전의 트림 공정에 한정되지 않고, 더블 절단 처리로서, 1번째의 절단과 2번째의 절단을 트림 공정과 독립적으로 실시해도 좋다. 또, 더블 절단 처리에 있어서의 1번째의 절단과 2번째의 절단 사이에, 복수의 프레스 성형 공정이 있는 경우, 그 프레스 성형 공정 중, 적어도 1개의 프레스 성형을 실시하기 전에 더블 절단 처리를 실행하는 구성으로 해도 좋다.

또, 전단에 사용하는 커터에 대해 특히 한정은 없으며, 종래 공지에 설비를 사용하면 좋다. 예를 들면, 피프레스재의 판 두께 t에 대한 커터의 상부날과 하부날의 간극 d의 비(d/t)의 100분율인 클리어런스 C는 5.0%이상 30.0%이하가 바람직하다.

클리어런스 C가 5.0%보다 작은 경우, 전단 가공시에 2차 전단면이 발생하며, 전단 단면의 상태로서 바람직하지 않다. 또한, 인장 잔류 응력이 커질 우려가 있다.

한편, 클리어런스 C가 30.0%보다 큰 경우, 전단 단면에 소정 이상의 버르가 발생하며, 전단 단면의 성형성을 크게 해칠 우려가 있다. 또한, 전단 가공 종료까지 가공면에 불균일한 변형 응력이 부여되기 때문에, 전단 가공 종료 후의 인장 잔류 응력이 커질 우려가 있다.

더욱 바람직한 클리어런스 C는 10.0%이상 또한 20.0%미만이다.

실시예 1

다음에, 본 실시형태에 관한 실시예에 대해 설명한다.

여기서는 판 두께가 1.4㎜의 고강도 강판으로 이루어지는 2종류의 공시재 A, B를 대상으로 하였다. 공시재 A, B의 전단 전의 치수는 100㎜×100㎜이다.

우선, 공시재를, 1번째의 절단으로 100㎜×50㎜의 치수로 절단하였다. 단, 1번째의 절단시에, 장출부(2OC)를 형성하였다(도 6의 (b)).

다음에, 1번째의 절단 가공 후에, 장출부(2OC)를 절단하는 2번째의 절단을 실시하였다(도 6의 (c)). 또한, 1번째와 2번째의 절단 가공 모두 절단 가공시의 클리어런스는 12.5%로 하였다.

이상의 절단 가공을 장출부(2OC)의 장출량 H를 변경하여 복수회 실시하여, 복수의 샘플을 제작하였다.

샘플 제작 후, 장출부(2OC)를 절단한 단면 부분에 있어서의 X선에 의한 절단 후의 전단 단면의 잔류 응력 측정을 실시하였다. 또한, 제작한 샘플에 대해, pH가 3인 염산에 96시간 침지하고, 그 후, 샘플의 단부 깨짐의 유무를 확인하고, 내지연 파괴 특성을 평가하였다.

그 깨짐의 확인은 X선에 의한 측정이며, 측정 범위를 직경 300㎛로 하였다.또, 전단 가공 후의 전단 단면의 판면, 판 두께의 양 방향에 대해 중앙의 위치의 응력을 측정하였다.

표 1에, 공시재의 인장 강도 및 장출부(2OC)의 장출량 H(판 두께 t에 대한 비로 나타냄), 전단 단면의 잔류 응력 및 침지 시험의 깨짐 판정 결과를 나타낸다.

표 1 중, 장출부(2OC)의 장출량 H의 란이 "-"인 샘플은 장출부(2OC)를 마련하지 않고, 2번째의 절단을 실행하지 않은 경우의 예이다.

[표 1]

표 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 1번째로 장출부(2OC)를 마련하고 2번째의 절단 가공으로 장출부(2OC)를 절단하는 것에 의해, 전단 단면의 인장 잔류 응력이 저감하고 있으며, 또, 침지 시험의 깨짐 판정 결과도 대응하고 있는 것을 알 수 있다.

단, 2번째의 절단 가공의 절단값을 판 두께의 20배로 한 경우에는 인장 잔류 응력 저감 효과가 작다. 이와 같이, 표 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 장출부(2OC)의 장출량 H를 금속판(10)의 판 두께의 1.2배 이상 20배 미만으로 함으로써, 내지연 파괴 특성이 대폭 향상하는 것을 알 수 있었다.

그리고, 본 발명에 의거하는 경우, 지연 파괴에 의한 단부 깨짐을 간이하게 억제할 수 있는 것을 알 수 있었다.

여기서, 본원이 우선권을 주장하는 일본국 특허출원 2020-063178(2020년 03월 31일 출원)의 전체 내용은 참조에 의해 본 개시의 일부를 이룬다. 여기서는 한정된 수의 실시형태를 참조하면서 설명했지만, 권리 범위는 그들에 한정되는 것은 아니며, 상기의 개시에 의거하는 각 실시형태의 개변은 당업자에게 있어서 자명한 것이다.

1; 블랭크재(피프레스재) 1A; 플랜지 대응부
2, 20C; 장출부 3, 3A; 깨짐 우려부
10; 프레스 부품 13; 플랜지부
H; 장출량 W; 폭

Claims (8)

1 또는 2이상의 프레스 성형을 거쳐 프레스 부품을 제조하는 프레스 부품의 제조 방법으로서,
상기 1 또는 2이상의 프레스 성형 중의 적어도 1개의 프레스 성형으로, 피프레스재의 단부에 지연 파괴에 의한 단부 깨짐이 우려된다고 추정되는 경우, 상기 지연 파괴가 우려되는 프레스 성형의 전처리로서, 상기 지연 파괴가 우려되는 개소를 적어도 포함하는 단부의 절단 처리를 2번 실행하는 더블 절단 처리를 갖고,
상기 더블 절단 처리는 1번째의 절단시에, 상기 지연 파괴가 우려되는 개소를 포함하는 위치에 부분적인 빔 형상의 장출부를 형성하는 절단을 실행하고, 2번째의 절단으로 상기 장출부를 절단하는 것을 특징으로 하는 프레스 부품의 제조 방법.

제 1 항에 있어서,
상기 장출부의 폭은 상기 단부 깨짐이 우려되는 플랜지부의 단가장자리의 길이의 1/3이하의 길이로 하는 것을 특징으로 하는 프레스 부품의 제조 방법.

제 1 항에 있어서,
상기 장출부의 폭은 상기 피프레스재의 판 두께의 150배 이하로 하는 것을 특징으로 하는 프레스 부품의 제조 방법.

제 1 항 내지 제 3 항 중의 어느 한 항에 있어서,
상기 장출부의 장출량은 상기 피프레스재의 판 두께의 10배 이하로 하는 것을 특징으로 하는 프레스 부품의 제조 방법.

제 1 항 내지 제 3 항 중의 어느 한 항에 있어서,
상기 장출부의 장출량은 5.0㎜이하로 하는 것을 특징으로 하는 프레스 부품의 제조 방법.

제 1 항 내지 제 5 항 중의 어느 한 항에 있어서,
상기 프레스 성형은 폼 성형 또는 드로우 성형인 것을 특징으로 하는 프레스 부품의 제조 방법.

1 또는 2이상의 프레스 성형을 거쳐 프레스 부품으로 되는 블랭크재의 제조 방법으로서,
상기 1 또는 2이상의 프레스 성형 중의 적어도 1개의 프레스 성형으로, 피프레스재의 단부에 지연 파괴에 의한 단부 깨짐이 우려된다고 추정되는 경우, 상기 지연 파괴가 우려되는 개소를 적어도 포함하는 단부의 절단 처리를 2번 실행하는 더블 절단 처리를 갖고,
상기 더블 절단 처리는 1번째의 절단시에, 상기 지연 파괴가 우려되는 개소를 포함하는 위치에 부분적인 빔 형상의 장출부를 형성하는 절단을 실행하고, 2번째의 절단으로 상기 장출부를 절단하는 것을 특징으로 하는 블랭크재의 제조 방법.

제 7 항에 기재된 블랭크재의 제조 방법을 위한 인장 강도가 980MPa이상인 강판.

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