MX2013010062A - Metodo para cambiar metal en lamina y producto de metal en lamina. - Google Patents

Abstract

Un método para combar un metal en lámina, que comprende: una etapa de ajuste de dureza en donde una preforma (10) que tiene una región (11) de alta dureza y una región (12) de baja dureza que tiene una dureza menor que la región (11) de alta dureza se forma cambiando la dureza de al menos una parte de un metal en lámina; y una etapa de combado en donde se forma un producto (20) mediante el combado de la región (12) de baja dureza de la preforma (10).

Description

MÉTODO PARA COMBAR METAL EN LÁMINA Y PRODUCTO DE METAL EN LÁMINA Campo Técnico La presente invención se refiere a un método para combar un metal en lámina, capaz de combar fácilmente el metal en lámina sin generar un problema tal como una arruga, grieta o recuperación elástica, y se refiere a un producto fabricado mediante el método de combado.

Antecedentes de la Técnica En la técnica anterior, mediante el combado del metal en lámina, constituido de hierro, aluminio o una aleación de los mismos, en una forma predeterminada, se han fabricado diversos productos para el uso en un vehículo tal como un automóvil, componentes, materiales de construcción, o mobiliario. Como el método de combado, por ejemplo, puede ser posible un método de formación por rodillos para deformar continuamente un objeto, o trabajo por prensa por medio de una prensa plegadora.

Como un método para combar un metal en lámina, la LDP 1 divulga un método de fabricación continua, en donde una porción combada de un material en lámina se calienta y reblandece localmente mientras que se mueve el material en lámina, y posteriormente el material en lámina se transmite a través de rodillos o un dispositivo de formación.

Lista de Menciones Literatura de Patente LDP 1: Publicación de Patente Japonesa (A) No. S63-188426.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Problema a ser solucionado por la Invención Sin embargo, en la técnica de la LDP 1, es necesario procesar la totalidad de un arrollamiento cuando se fabrica el arrollamiento, debido a que se procesa continuamente una placa en forma de arrollamiento. Por consiguiente, la técnica no es adecuada para la producción de bajo volumen. Adicionalmente, existe un problema referente a un espacio en la técnica, debido a que se debe disponer un dispositivo tal como un láser en una línea de producción.

Por otra parte, en los últimos años, como un producto para el uso en un automóvil, se utiliza un metal en lámina de alta resistencia (por ejemplo, una placa de acero de alta resistencia que tiene una resistencia a la tracción de 980 MPa o más) a fin de reducir el peso del vehículo. Sin embargo, la trabaj abilidad o capacidad de ser trabajada de la placa de acero usualmente es deteriorada a medida que se incrementa la resistencia de la placa de acero, es decir, se genera fácilmente una arruga o grieta en una porción deformada y se genera fácilmente una recuperación elástica en el producto. Por consiguiente, se desea un método para combar un metal en lámina sin generar una arruga o grieta en una porción deformada, incluso cuando el metal en lámina tiene una resistencia a la tracción de 980 MPa o más.

Adicionalmente, un producto constituido del metal en lámina de alta resistencia se somete a fuerza de combado o compresión durante el uso. Concretamente, por ejemplo, un miembro del lado frontal de un automóvil se somete a una carga de compresión en la dirección axial (o la dirección frontal-trasera del cuerpo) en una colisión frontal, una pieza de apoyo lateral de un automóvil se somete a una carga de combado en la colisión lateral, y un parachoques se somete a una carga de combado en una colisión frontal. Por consiguiente, es necesario que no se genere una grieta en la porción deformada del producto no sólo en el proceso de combado sino también cuando el producto se somete a tal carga.

La presente invención se hizo a fin de solucionar los problemas anteriormente mencionados en la técnica anterior, y a fin de proporcionar un método para combar un metal en lámina, capaz de combar fácilmente el metal en lámina sin generar un problema tal como una arruga, grieta o recuperación elástica de la porción deformada, y un producto fabricado mediante el método de combado.

Medios para Solucionar el Problema De acuerdo con la presente invención, se proporciona un método para combar un metal en lámina, el método que comprende: un proceso de ajuste de dureza para cambiar la dureza de al menos una parte del metal en lámina a fin de formar una preforma que incluye una región de alta dureza y una región de baja dureza que tiene una dureza menor que la dureza de la región de alta dureza; y un proceso de combado para combar la región de baja dureza de la preforma a fin de formar un producto.

El proceso de ajuste de dureza puede comprender formar una región objetivo a ser procesada en al menos una parte del metal en lámina, en donde un lado del metal en lámina se forma como la región de baja dureza y el otro lado del metal en lámina se forma como la región de alta dureza.

Efectos de la Invención En el método para combar un metal en lámina de la presente invención, el proceso de combado se puede llevar a cabo apropiadamente sin generar una arruga o grieta en una porción deformada de un producto o la recuperación elástica en el producto, mediante el combado de la región de baja dureza de una preforma. Por consiguiente, de acuerdo con el método para combar un metal en lámina de la invención, se puede fabricar fácilmente un producto que tiene una forma predeterminada. Adicionalmente, en el método para combar un metal en lámina de la invención, incluso en un metal en lámina de alta resistencia que tiene una resistencia a la tracción de 980 MPa o más, por ejemplo, una porción deformada en el proceso de combado se vuelve la región de baja dureza en el proceso de ajuste de dureza. Por consiguiente, la porción deformada puede ser combada sin generar una grieta ahí. Consecuentemente, el método de la invención es adecuado para fabricar componentes de un automóvil (por ejemplo, un miembro del lado frontal, una pieza de apoyo lateral y un parachoques), materiales de construcción, o mobiliario mediante el uso de un metal en lámina de alta resistencia.

El método para combar un metal en lámina de la presente invención incluye el proceso de ajuste de dureza para cambiar la dureza del metal en lámina a fin de formar una preforma que tiene una región de alta dureza y una región de baja dureza que tiene una dureza menor que la dureza de la región de alta dureza. Por consiguiente, se puede utilizar un metal en lámina que tiene diferente dureza requerida para un producto, por lo que un metal en lámina utilizable puede tener un amplio rango de dureza en comparación a cuando sólo se reblandece una parte del metal en lámina.

En el método para combar un metal en lámina de la presente invención, debido a que una preforma previamente preparada se comba y deforma en el proceso de ajuste de dureza, no es necesario llevar a cabo continuamente el proceso de ajuste de dureza y el proceso de combado. Por consiguiente, la presente invención es ventajosa para la producción de bajo volumen, y también es ventajosa en términos de un espacio, debido a que no es necesario disponer un dispositivo tal como un láser en una linea.

Adicionalmente, en el producto de la presente invención, la dureza de la porción deformada, deformada en el proceso de combado es menor que una porción que no está deformada, por lo que no se genera una grieta en la porción deformada cuando la carga de combado aplicada al producto se incrementa gradualmente. Sin embargo, en un producto que tiene la misma dureza en todas partes como una porción no deformada, se puede generar una grieta en la porción deformada cuando la carga de combado se incrementa gradualmente, por lo que, en muchos casos, una tensión se disminuye rápidamente cuando la carga de combado excede una carga máxima. Por otra parte, en la invención, no se genera una grieta en la porción deformada, una tensión se disminuye gradualmente cuando la carga de combado excede una carga máxima. Consecuentemente, en el producto de la invención, una cantidad total de la energía absorbida de la carga de combado es mayor que el producto que tiene la misma dureza en todas partes como la porción no deformada, por lo que la energía de la carga de combado se absorbe efectivamente en la invención.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La FIGURA 1 es una vista en perspectiva esquemática de un metal en lámina de acuerdo con una primera modalidad de la presente invención.

La FIGURA 2 es una vista extrema de un ejemplo de un producto fabricado a partir del metal en lámina de la FIGURA 1 mediante un método de combado de la primera modalidad de la invención .

La FIGURA 3 es una vista esquemática de un ejemplo de un dispositivo de moldes utilizado en el proceso de ajuste de dureza del método de combado de la primera modalidad para fabricar el metal en lámina de la FIGURA 1.

La FIGURA 4 es una vista esquemática de un ejemplo de un dispositivo de enfriamiento por agua utilizado en el proceso de ajuste de dureza del método de combado de la primera modalidad para fabricar el metal en lámina de la FIGURA 1.

La FIGURA 5A es una vista extrema de otro ejemplo de un producto fabricado mediante el método de combado de la primera modalidad de la invención.

La FIGURA 5B es una vista lateral esquemática de una preforma para fabricar el producto de la FIGURA 5A.

La FIGURA 6 es una vista esquemática de otro ejemplo de un dispositivo de moldes utilizado en el proceso de ajuste de dureza del método de combado de la primera modalidad de la invención.

La FIGURA 7 es una vista en sección trasversal esquemática de una preforma fabricada mediante el dispositivo de moldes de la FIGURA 6.

La FIGURA 8A es un gráfico del proceso esquemático para explicar un ejemplo del proceso de combado.

La FIGURA 8B es un gráfico del proceso esquemático para explicar un ejemplo del proceso de combado.

La FIGURA 8C es un gráfico del proceso esquemático para explicar un ejemplo del proceso de combado.

La FIGURA 8D es un gráfico del proceso esquemático para explicar un ejemplo del proceso de combado.

La FIGURA 9 es una vista extrema esquemática de un producto fabricado a partir de la preforma de la FIGURA 7 mediante los procesos de las FIGURAS 8A a 8D.

La FIGURA 10A es una vista extrema esquemática de una probeta para llevar a cabo una prueba de combado.

La FIGURA 10B es una vista esquemática para explicar un método de una prueba de combado.

La FIGURA 11 es una vista en perspectiva esquemática de un metal en lámina de acuerdo con una segunda modalidad de la presente invención.

La FIGURA 12 es una vista extrema de un ejemplo de un producto fabricado a partir del metal en lámina de la FIGURA 11 mediante un método de combado de la segunda modalidad de la invención.

La FIGURA 13 es una vista esquemática de un ejemplo de un dispositivo de moldes utilizado en el proceso de ajuste de dureza del método de combado de la segunda modalidad para fabricar el metal en lámina de la FIGURA 11.

La FIGURA 14 es una vista esquemática de un ejemplo de un dispositivo de enfriamiento por agua utilizado en el proceso de ajuste de dureza del método de combado de la segunda modalidad para fabricar el metal en lámina de la FIGURA 11.

La FIGURA 15 es una vista esquemática de un ejemplo de una granalladora utilizada en el proceso de ajuste de dureza del método de combado de la segunda modalidad para fabricar el metal en lámina de la FIGURA 11.

La FIGURA 16A es una vista extrema de otro ejemplo de un producto fabricado mediante el método de combado de la segunda modalidad de la invención.

La FIGURA 16B es una vista lateral esquemática de una preforma para fabricar el producto de la FIGURA 16A.

La FIGURA 17A es una vista lateral de un ejemplo de un metal en lámina en donde una totalidad del mismo corresponde a una región objetivo a ser procesada.

La FIGURA 17B es una vista esquemática para explicar el proceso de ajuste de dureza del método de combado de acuerdo con la segunda modalidad de la invención, en donde el metal en lámina de la FIGURA 17A se fabrica utilizando un dispositivo de moldes.

La FIGURA 17C es una vista esquemática para explicar el proceso de ajuste de dureza del método de combado de acuerdo con la segunda modalidad de la invención, en donde el metal en lámina de la FIGURA 17A se fabrica utilizando un dispositivo de enfriamiento por agua.

La FIGURA 17D es una vista esquemática para explicar el proceso de ajuste de dureza del método de combado de acuerdo con la segunda modalidad de la invención, en donde el metal en lámina de la FIGURA 17A se fabrica utilizando un dispositivo de láser.

La FIGURA 18A es una vista esquemática de otro ejemplo de un dispositivo de moldes utilizado en el proceso de ajuste de dureza del método de combado de la segunda modalidad de la invención .

La FIGURA 18B es una vista en sección trasversal esquemática de una preforma fabricada mediante el dispositivo de moldes de la FIGURA 18A.

La FIGURA 19A es un gráfico del proceso esquemático para explicar un ejemplo del proceso de combado.

La FIGURA 19B es un gráfico del proceso esquemático para explicar un ejemplo del proceso de combado.

La FIGURA 19C es un gráfico del proceso esquemático para explicar un ejemplo del proceso de combado.

La FIGURA 19D es un gráfico del proceso esquemático para explicar un ejemplo del proceso de combado.

La FIGURA 20 es una vista extrema esquemática de un producto fabricado a partir de la preforma de la FIGURA 7 mediante los procesos de las FIGURAS 19A a 19D.

La FIGURA 21A es una vista extrema esquemática de una probeta para llevar a cabo una prueba de combado.

La FIGURA 21B es una vista esquemática para explicar un método de una prueba de combado.

La FIGURA 22A es una vista para explicar la tensión aplicada a una porción deformada que se deforma mediante el proceso de formación de un metal en' lámina, que muestra una sección transversal esquemática de la porción deformada en donde la dureza de una región interior la porción deformada es menor que la dureza de una región exterior de la porción deformada.

La FIGURA 22B es una vista para explicar la tensión aplicada a una porción deformada que se deforma mediante el proceso de formación de un metal en lámina, que muestra una sección transversal esquemática de la porción deformada en donde la dureza de la porción deformada es constante en la dirección de espesor de la misma.

La FIGURA 23A es una vista para explicar la tensión aplicada a una porción deformada que se deforma mediante el proceso de formación de un metal en lámina, que muestra una sección transversal esquemática de la porción deformada del metal A en lámina de la FIGURA 22A en donde la dureza de la porción deformada es uniforme en la dirección de espesor de la misma .

La FIGURA 23B es una vista para explicar una forma de una porción deformada que se deforma mediante el proceso de formación de un metal en lámina, que muestra una sección transversal esquemática de la porción deformada del metal B en lámina de la FIGURA 22B.

MODALIDADES PARA LLEVAR A CABO LA INVENCIÓN A continuación, se explicará una primera modalidad de la presente invención mientras se hace referencia a los dibujos adj untos .

Una preforma 10, según se ejemplifica en la FIGURA 1, incluye una o más (dos en el ejemplo de la FIGURA 1) regiones 12 de baja dureza y una pluralidad de (tres en el ejemplo de la FIGURA 1) regiones 14 de alta dureza, las regiones que se forman mediante el proceso de ajuste de dureza según se describe debajo a partir de un metal en lámina de hierro, aleación de hierro, aluminio o aleación de aluminio. Aunque la preforma 10 es un material en lámina rectangular en la FIGURA 1, la forma y la dimensión de la preforma 10 se pueden determinar diversamente dependiendo del uso pretendido, etcétera, de un producto 20. Adicionalmente, aunque las regiones 12 de baja dureza de la preforma 10 se extienden paralelamente a una dirección longitudinal, las regiones 12 de baja dureza se pueden extender no paralelamente dependiendo de la forma y el uso pretendido del producto 20. La preforma 10 puede ser una trama continua retirada de un suministro en forma de arrollamiento, por ejemplo, cuando se utiliza un método de formación por rodillos.

La preforma 10 se comba a lo largo de las regiones 12 de baja dureza, mediante formación por rodillos o trabajo por prensa utilizando una prensa plegadora, y se forma como el producto 20 en forma de canal que tiene una sección transversal en forma de C o en forma de copa, como se muestra en la FIGURA 2. En la FIGURA 2, el producto 20 es un miembro en forma de canal que tiene una sección transversal generalmente en forma de C, que incluye una pared 22 inferior, y paredes 24 laterales opuestas que se extienden verticalmente desde ambos bordes laterales de la pared 22 inferior. El producto 20 tiene dos porciones deformadas o porciones 26 de borde, las cuales se forman a partir de las regiones 12 de baja dureza y se extienden en la dirección longitudinal. Cada porción deformada o porción 26 de borde tiene un radio de curvatura "R".

Una anchura "B" de la región 12 de baja dureza se puede determinar dependiendo del radio de curvatura R de la porción 26 deformada del producto 20. Por ejemplo, como se muestra en la FIGURA 2, cuando la porción 26 deformada del producto 20 tiene una forma de banda que se deforma a fin de tener un radio de curvatura R constante, es preferible que la anchura B de la región 12 de baja dureza sea 0.5nR a 1.5nR, como se muestra en las FIGURAS 1 y 2. En virtud de la región 12 de baja dureza que tiene la anchura B dentro de este rango, el producto 20 puede tener suficiente resistencia y la trabaj abilidad de la preforma 10 es efectivamente mejorada en el proceso de combado.

Con el fin de que la preforma 10 tenga trabajabilidad mejorada mientras que tiene suficiente resistencia, es preferible que la dureza de la región 12 de baja dureza esté dentro de un rango desde 30% hasta 70% de la dureza de la región 14 de alta dureza. Cuando la dureza de la región 12 de baja dureza es demasiado baja, la resistencia del producto 20 es insuficiente incluso cuando se incrementa la dureza de la región 14 de alta dureza. Por otra parte, cuando la dureza de la región 12 de baja dureza es demasiada alta, la trabajabilidad en el proceso de combado es insuficiente cuando la dureza de la región 14 de alta dureza es alta.

En la modalidad preferida de la invención, en el proceso de ajuste de dureza, la preforma 10 se forma (1) cambiando la dureza de la totalidad del metal en lámina; o (2) cambiando la dureza de una región de parte del metal en lámina a fin de formar una o más regiones 12 de baja dureza en el metal en lámina .

Un método para formar la preforma 10 cambiando la dureza de la totalidad del metal en lámina, por ejemplo, incluye un proceso de calentamiento para calentar la totalidad del metal en lámina por medio de un horno de calentamiento (no mostrado) u otro dispositivo de calentamiento; y un proceso de temple para apagar sólo una región a ser la región 14 de alta dureza del metal en lámina calentado. El proceso de temple se puede llevar a cabo, por ejemplo, enfriando sólo la región a ser la región 14 de alta dureza utilizando un molde.

La FIGURA 3 muestra un dispositivo 30 de moldes como un ejemplo del dispositivo de enfriamiento para llevar a cabo el proceso de temple de la invención. El dispositivo 30 de moldes incluye una base 32 fijada a un piso de una fábrica, etcétera; un molde 34 inferior fijado a una superficie superior de la base 32; y un molde 36 superior configurado para ser movido en la dirección vertical más cerca a o lejos del molde 34 inferior por medio de un pistón o una unidad 38 de accionamiento adecuada. El metal 11 en lámina se posiciona entre el molde 34 inferior y el molde 36 superior. Sobre las superficies 34a y 36a de operación opuestas de los moldes 34 y 36 inferior y superior, se forman porciones 34b y 36b de muesca, respectivamente, en las posiciones correspondientes a las regiones 12 de baja dureza del metal 11 en lámina después del proceso de temple.

Primero, el metal 11 en lámina se transfiere del horno de calentamiento o dispositivo de calentamiento al dispositivo 30 de moldes, después de ser calentado en el proceso de calentamiento, y se posiciona entre los moldes 34 y 36 inferior y superior. Posteriormente, el molde 36 superior se mueve hacia el molde 34 inferior por medio de la unidad 38 de accionamiento de modo que las superficies 34a y 36a de operación de los moldes 34 y 36 inferior y superior entran en contacto con el metal 11 en lámina. En el metal 11 en lámina, sólo una porción, que contacta las superficies 34a y 36a de operación de los moldes 34 y 36 inferior y superior, se enfria rápidamente y se endurece. A este respecto, una porción del metal 11 en lámina, que mira hacia las porciones 34b y 36b de muesca de los moldes 34 y 36 inferior y superior, no se enfria rápidamente por los moldes 34 y 36 inferior y superior. Como tal, la porción del metal 11 en lámina, que mira hacia las porciones 34b y 36b de muesca de los moldes 34 y 36 inferior y superior, se enfría gradualmente y se vuelve la región 12 de baja dureza. Por otra parte, la porción, que contacta las superficies 34a y 36a de operación de los moldes 34 y 36 inferior y superior, se enfría rápidamente y se vuelve la región 14 de alta dureza, por lo que se forma la preforma 10.

Alternativamente, el proceso de temple puede ser un proceso para enfriar por agua selectivamente sólo una región a ser la región 14 de alta dureza del metal en lámina, por ejemplo, como se muestra en la FIGURA 4. La FIGURA 4 muestra un dispositivo 40 de enfriamiento por agua como un ejemplo del dispositivo de enfriamiento para llevar a cabo el proceso de temple de la invención. El dispositivo 40 de enfriamiento por agua incluye una pluralidad de primeras (o inferiores) boquillas 42 que se disponen a fin de mirar hacia un lado del metal en lámina (o una superficie inferior del metal 11 en lámina en la FIGURA 4); una pluralidad de segundas (o superiores) boquillas 44 que se disponen a fin de mirar hacia el lado opuesto del metal en lámina (o una superficie superior del metal 11 en lámina en la FIGURA 4), en donde se puede suministrar agua de enfriamiento C a los lados del metal 11 en lámina. Las boquillas 42 inferiores y las boquillas 44 superiores se posicionan a fin de mirar hacia una porción del metal 11 en lámina que se vuelve la región 14 de alta dureza después del proceso de temple. A fin de prevenir que una porción del metal 11 en lámina, que se vuelve la región 12 de baja dureza después del proceso de temple, se moje con el agua de enfriamiento CW, el dispositivo 40 de enfriamiento por agua puede tener miembros 46 y 48 de enmascaramiento inferior y superior, que se posicionan para cubrir la porción del metal 11 en lámina que se vuelve la región 12 de baja dureza después del proceso de temple. Los miembros 46 y 48 de enmascaramiento inferior y superior pueden tener una unidad de accionamiento tal como un cilindro hidráulico (no mostrado) para mover los miembros de enmascaramiento más cerca a o lejos del metal 11 en lámina. Adicionalmente, los miembros 46 y 48 de enmascaramiento inferior y superior pueden funcionar como una prensa de sujeción para posicionar correctamente y sujetar el metal 11 en lámina con relación a las boquillas 42 y 44 inferiores y superiores. Alternativamente, el dispositivo 40 de enfriamiento por agua puede tener otra prensa de sujeción para posicionar correctamente y sujetar el metal 11 en lámina con relación a las boquillas 42 y 44 inferiores y superiores.

Primero, el metal 11 en lámina se transfiere del horno de calentamiento o dispositivo de calentamiento al dispositivo 40 de enfriamiento por agua, después de ser calentado en el proceso de calentamiento, y se posiciona entre las boquillas 42 y 44 inferiores y superiores. A este respecto, los miembros 46 y 48 de enmascaramiento inferior y superior se pueden utilizar como la prensa de sujeción para posicionar correctamente y sujetar el metal 11 en lámina con relación a las boquillas 42 y 44 inferiores y superiores. Alternativamente, como se describe anteriormente, se puede utilizar otra prensa de sujeción (no mostrada) para posicionar correctamente y sujetar el metal 11 en lámina con relación a las boquillas 42 y 44 inferiores y superiores. Posteriormente, el. agua de enfriamiento CW se suministra a partir de las boquillas 42 y 44 inferiores y superiores a una porción del metal 11 en lámina, que se vuelve la región 14 de alta dureza después del proceso de temple, a fin de que esta porción se enfrie rápidamente y se endurezca. A este respecto, utilizando los miembros 46 y 48 de enmascaramiento inferior y superior, se previene que una porción del metal 11 en lámina, que se vuelve la región 12 de baja dureza después del proceso de temple, se moje por el agua de enfriamiento CW y se enfrie rápidamente. Como tal, la porción del metal 11 en lámina, que mira hacia los miembros 46 y 48 de enmascaramiento inferior y superior, se enfria gradualmente y se vuelve la región 12 de baja dureza, y la otra porción se enfría rápidamente y se vuelve la región 14 de alta dureza, por lo que se forma la preforma 10.

Un método para formar la preforma 10 cambiando la dureza de una región de parte del metal en lámina, por ejemplo, incluye un proceso de soldadura para posicionar otro metal en lámina, que tiene una dureza diferente a la dureza del metal en lámina, en una región a ser la región 14 de alta dureza o la región 12 de baja dureza, y soldar los metales en lámina entre sí. En virtud de este método, se obtiene la preforma 10, en donde una región de la región 14 de alta dureza y la región 12 de baja dureza se forma mediante el mismo material que el metal en lámina, y la otra región es una preforma adaptada a las necesidades formada por otro metal en lámina que tiene la dureza diferente.

El proceso de ajuste de dureza puede incluir, por ejemplo, un proceso para calentar una región a ser la región 12 de baja dureza utilizando un láser. En virtud de esto, se obtiene la preforma 10, en donde la dureza de la región 12 de baja dureza de la preforma es menor que el metal en lámina.

Después, mediante el combado o la deformación de la región 12 de baja dureza de la preforma 10, se forma el producto 20 según se muestra en la FIGURA 2 (proceso de combado) . Por ejemplo, el proceso de combado se puede llevar a cabo mediante trabajo por prensa utilizando una prensa plegadora. Por ejemplo, la prensa plegadora incluye un molde inferior (o una matriz) que tiene una muesca en forma de V correspondiente a una forma exterior de la porción 26 deformada del producto 20 de la FIGURA 2; y un molde superior (o un punzón) que tiene una forma frontal correspondiente a la muesca del molde inferior. La prensa plegadora se configura para posicionar la región 12 de baja dureza de la preforma 10 entre los moldes inferior y superior, mover el molde superior hacia el molde inferior, y prensar la región 12 de baja dureza de la preforma 10 contra el molde inferior a fin de deformar la preforma 10. Utilizando la prensa plegadora, el producto 20 en forma de columna que tiene una sección transversal en forma de C como se muestra en la FIGURA 2 se puede fabricar fácilmente a partir de la preforma 10.

Un método para deformar la región 12 de baja dureza de la preforma 10 a fin de formar el producto 20 no está limitado al trabajo por prensa utilizando la prensa plegadora, y se pueden seleccionar diversos métodos dependiendo de la forma del producto 20 y el material de la preforma 10, etcétera. Por ejemplo, la región 12 de baja dureza de la preforma 10 se puede deformar mediante un método de formación por rodillos.

La porción 26 deformada del producto 20 se obtiene mediante el combado de la región 12 de baja dureza. A este respecto, la resistencia de la porción 26 deformada se incrementa debido al endurecimiento por trabajo mediante el proceso de combado. Por ejemplo, cuando la dureza de la región 12 de baja dureza de la preforma 10 utilizada está dentro de un rango desde 30% hasta 70% de la dureza de la región 14 de alta dureza de la preforma 10, la dureza de la porción 26 deformada del producto 20 puede estar dentro de un rango desde 40% hasta 80% de la dureza de la región 14 de alta dureza (es decir, una porción aparte de la porción 26 deformada) .

Esta modalidad incluye el proceso de ajuste de dureza para cambiar la dureza del metal 11 en lámina a fin de formar la preforma 10 que incluye la región 14 de alta dureza y la región 12 de baja dureza; y el proceso de combado para combar la región 12 de baja dureza de la preforma 10 a fin de formar el producto 20. Debido a que la región 12 de baja dureza se deforma en el proceso de combado, se previene que se genere una arruga o grieta en la porción 26 deformada (o región 12 de baja dureza) del producto 20, y se previene que se genere una recuperación elástica en el producto 20.

Es preferible que una lámina de acero de alta resistencia que tiene una resistencia a la tracción de 980 MPa (correspondiente a la dureza Vickers de Hv 310) o más se utilice como el metal en lámina. Esto es porque tal lámina de acero es económica y las regiones de alta y baja dureza predeterminadas pueden ser fácilmente e industrialmente formadas.

La razón de por qué la resistencia a la tracción es 980 MPa o más es porque una lámina de acero de baja resistencia que · tiene una resistencia a la tracción menor que 980 MPa puede ser procesada sin utilizar la presente invención, y de esta manera la presente invención tiene pocas ventajas. De hecho, un limite superior de la resistencia a la tracción corresponde a una resistencia máxima de una lámina de acero capaz de ser industrialmente producida, y de esta manera el limite superior no está especificado en particular. Por ejemplo, la presente invención se puede aplicar a una lámina de acero que tiene una resistencia a la tracción de 1700 MPa.

En la modalidad anteriormente mencionada, el producto 20 según se muestra en la FIGURA 2 es el miembro en forma de canal que tiene la sección transversal generalmente en forma de C, que incluye la pared 22 inferior, y las paredes 24 laterales opuestas que se extienden verticalmente desde ambos bordes laterales de la pared 22 inferior. Sin embargo, el producto de la invención no está limitado a la forma en la FIGURA 2, y puede tener cualquier forma en tanto la forma se forme mediante el método de combado de la invención. En particular, el número y la forma de la porción 26 deformada del producto 20 no están limitados al ejemplo en la FIGURA 2. Por ejemplo, el producto puede tener una forma de un producto 50 como se muestra en la FIGURA 5A.

El producto 50 como se muestra en la FIGURA 5A incluye un par de porciones 52 de columna rectangulares conectadas a una pared inferior o porción 54 de conexión, en donde una porción 50a de muesca que se extiende en la dirección longitudinal se forma entre las porciones 52 de columna. De modo semejante a la preforma 10 como se muestra en la FIGURA 1, una preforma 10' para formar el producto 50 incluye una o más (ocho en el ejemplo de la FIGURA 5B) regiones 12' de baja dureza y una pluralidad de (nueve en el ejemplo de la FIGURA 5B) regiones 14' de alta dureza, las regiones que se forman mediante el proceso de ajuste de dureza según se describe anteriormente a partir de un metal en lámina de hierro, aleación de hierro, aluminio o aleación de aluminio. Aunque la preforma 10' de la FIGURA 5B es un material en lámina rectangular de modo semejante a la preforma 10 en la FIGURA 1, la forma y la dimensión de la preforma 10' se pueden determinar diversamente dependiendo del uso pretendido, etcétera, de un producto 50.

De modo semejante al producto 20 de la FIGURA 1, el producto 50 de la FIGURA 5A se puede fabricar cambiando la dureza del metal en lámina a fin de formar la preforma 10' que incluye la región 14' de alta dureza y la región 12' de baja dureza (el proceso de ajuste de dureza) ; y combando la región 12' de baja dureza de la preforma 10' (proceso de combado) . Además, como se muestra en la FIGURA 5A, en el producto 50 se forman ocho porciones 56 deformadas, que tienen cada una un radio de curvatura predeterminado. La región 12' de baja dureza de la preforma 10' tiene la forma de ocho bandas que se extienden en la dirección longitudinal de la preforma 10' (o la dirección perpendicular a un papel de la FIGURA 5B) de modo que una región a ser las porciones 56 deformadas del producto 50 se incluye en la región 12' de baja dureza.

Ejemplo A partir de ahora, los ejemplos de la presente invención se explicarán con referencia a las FIGURAS 6 a 10B.

Mediante el método según se describe anteriormente, se formó un producto 60 como se muestra en la FIGURA 9. En la FIGURA 9, la unidad de longitud de los números es milímetros (mm) . El producto 60 de la FIGURA 9 es un miembro en forma de canal, que incluye una pared 62 inferior; paredes 64 laterales opuestas que se extienden verticalmente desde ambos bordes laterales de la pared 62 inferior; y un par de porciones 66 de reborde que se extienden hacia adentro desde las paredes 64 laterales paralelamente a la pared 62 inferior, en donde una abertura 60a se forma entre las porciones 66 de reborde. Como se muestra en la FIGURA 9, el producto 60 tiene cuatro porciones 68a a 68d deformadas, y un radio de curvatura "R2" de cada porción deformada es 2 mm.

A fin de fabricar el producto 60 como se muestra en la FIGURA 9, se prepararon metales en lámina SM1 y SM2 rectangulares que tenían cada uno una anchura de 220 mm, una longitud de 1200 mm, y un espesor de 1.2 mm. Los metales en lámina SM1 y SM2 son placas de acero de alta resistencia que tienen composiciones según se indica en la Tabla 1. Posteriormente, después de que los metales en lámina SM1 y SM2 se calentaron por medio de un horno de calentamiento hasta 900 grados C (el proceso de calentamiento) , una porción a ser una región 84 de alta dureza de una preforma 80 ( FIGURA 7) se apagó utilizando un dispositivo 70 de moldes que tiene un molde 72 inferior y un molde 74 superior (esquemáticamente mostrados en la FIGURA 6) (el proceso de temple) , por lo que se formó la preforma 80. La unidad de longitud de los números en las FIGURAS 6 y 7 es milímetros (mm) . Como se muestra en la FIGURA 7, la anchura B de una región 82 de baja dureza de la preforma 80 es 7 mm, y de esta manera la anchura de cada una de las muescas 76 y 78 de los moldes 72 y 74 inferior y superior del dispositivo 70 de moldes es también 7 mm.

Tabla 1 En relación al ejemplo 1 (metal en lámina SM1) y a ejemplo 2 (metal en lámina SM2) obtenidos según se describe anteriormente, se midieron una dureza promedio de la región 84 de alta dureza (Hvh) y una dureza promedio de la región 82 de baja dureza (Hvl) de la preforma 80, y se calculó una proporción de la dureza de la región de baja dureza con relación a la dureza de la región de alta dureza (Hvl / Hvh x 100%) . El resultado se indica en la Tabla 2.

Tabla 2 Se prepararon metales en lámina SM1 y SM2 similares a los ejemplos 1 y 2, y se calentaron por medio de un horno de calentamiento hasta 900 grados C (el proceso de calentamiento) . Después de eso, utilizando un molde (no mostrado) , la totalidad de los metales en lámina se enfriaron bajo la misma condición de enfriamiento que la región 84 de alta dureza de la preforma 80 en los ejemplos 1 y 2 (el proceso de temple) . Como consecuencia, se obtuvieron las preformas de los ejemplos comparativos 1 y 2 (metales en lámina SM1 y SM2), en donde la totalidad de las preformas estuvieron constituidas por la región de alta dureza sin incluir la región de baja dureza. La Tabla 2 indica la dureza promedio (Hvh) de los ejemplos comparativos 1 y 2.

La resistencia a la tracción de las preformas (metales en lámina SM1 y SM2) de los ejemplos comparativos 1 y 2 en la Tabla 2 fue 1360 MPa y 1690 Pa, respectivamente. A partir de esto, se puede estimar que la resistencia a la tracción de las regiones de alta dureza de las preformas (metales en lámina SM1 y SM2) de los ejemplos 1 y 2 de la invención, que tienen las mismas composiciones químicas y la misma dureza promedio que los ejemplos comparativos 1 y 2, fue generalmente igual a 1360 MPa y 1690 MPa, respectivamente.

Como se indica en la Tabla 2, la preforma 80 de los ejemplos 1 y 2 de la invención incluye la región 84 de alta dureza que tiene la misma dureza promedio (Hvh) que la preforma de los ejemplos comparativos 1 y 2, y la región 82 de baja dureza que tiene una dureza promedio (Hvl) menor que la región 84 de alta dureza.

Como se indica en la Tabla 2, la proporción de dureza (Hvl / Hvh x 100%) fue 67% en ambos de los ejemplos 1 y 2. Adicionalmente, como un resultado de la medición, la resistencia a la tracción de la preforma del ejemplo comparativo 1 fue 1200 MPa o más, y la resistencia a la tracción de la preforma del ejemplo comparativo 2 fue 1500 MPa o más .

Después de eso, como se muestra en las FIGURAS 8A a 8D, mediante el combado de cada región 82 de baja dureza de las preformas de los ejemplos 1 y 2 por medio de una prensa plegadora, cuatro porciones 68a, 68b, 68c y 68d deformadas (FIGURA 9) se formaron secuencialmente en el producto 60 en forma de canal, por lo que se obtuvieron los productos Pl y P3 (el proceso de combado) .

En las FIGURAS 8A a 8D, la prensa plegadora 90 incluye un molde 92 inferior (o una matriz) que tiene una muesca 92a en forma de V correspondiente a una forma exterior de cada porción 68a, 68b, 68c y 68d deformada del producto 60; y un molde 94 superior (o un punzón) que tiene una forma frontal correspondiente a la muesca 92a del molde 92 inferior. Una región de baja dureza se seleccionó a partir de cuatro regiones 82 de baja dureza de la preforma 80, y la región seleccionada se posicionó entre el molde 92 inferior y el molde 94 superior. Posteriormente, el molde 94 superior se movió descendentemente hacia el molde 92 inferior a fin de prensar y combar la región 82 de baja dureza mediante los moldes 92 y 94 inferior y superior. Tales operaciones se llevaron a cabo secuencialmente en relación a otras regiones 82 de baja dureza.

Mediante un proceso de combado, en donde las regiones 82 de baja dureza de la preforma 80 de los ejemplos 1 y 2 se combaron por medio de una máquina de formación por rodillos de 21 etapas, las porciones 68a, 68b, 68c y 68d deformadas (FIGURA 9) del producto 60 en forma de canal se formaron secuencialmente, por lo que se obtuvieron los productos P2 y P4 (el proceso de combado) .

Mediante un proceso de combado, en donde las preformas de los ejemplos comparativos 1 y 2 se combaron por medio de una prensa plegadora de modo semejante al proceso para los productos Pl y P3, se fabricaron los productos P5 y P7 en forma de canal. Adicionalmente, utilizando la máquina de formación por rodillos de 21 etapas según se describe anteriormente, los productos P6 y P8 se fabricaron a partir de las preformas de los ejemplos comparativos 1 y 2.

En relación a los productos Pl a P8 obtenidos como tal, se llevó a cabo una prueba de combado, y un resultado de la misma se indica en la Tabla 3.

Tabla 3 Una probeta 100 como se muestra en la FIGURA 10A está constituida por un miembro hueco que incluye el producto 60 y una placa 102 de acero unida a una abertura 60a del producto 60 mediante soldadura por arco. La prueba de combado se llevó a cabo utilizando los productos Pl a P8 como el producto 60. Como la placa 102 de acero, se preparó un metal en lámina del mismo material que el metal en lámina para fabricar los productos Pl a P7, y que tiene una anchura de 60 mm, una longitud de 1200 mm, y un espesor de 1.2 mm. El proceso de calentamiento y el proceso de temple anteriormente mencionados se llevaron a cabo en relación al metal en lámina de modo que el metal en lámina tuviese la dureza equivalente a la región 84 de alta dureza.

Posteriormente, la probeta 100 tubular obtenida como tal se posicionó de modo que la placa 102 de acero se dirigiese hacia abajo, como se muestra en la FIGURA 10B, y se posicionó a fin de formar una viga de la probeta 100 que tiene un tramo de 1000 mm entre dos puntos 53, 53 de apoyo, cada punto de apoyo que se provee con un extremo frontal que tiene una forma hemisférica de un radio de 12.5 mm. Posteriormente, se llevó a cabo una prueba de combado de tres puntos posicionando una plantilla 54 que tiene una forma hemisférica de un radio de 150 mm en el centro de la viga, y se determinaron la carga pico (o la carga máxima) de la carga de combado y la energía de absorción para una deflexión por combado de 50 mm.

Además, en relación a los productos Pl a P8, la existencia de una grieta (o una grieta de esquina) en las porciones 68a, 68b, 68c y 68d deformadas se verificó visualmente en el proceso de combado y la prueba de combado. El resultado se indicó en la Tabla 3.

Como se indica en la Tabla 3, en los productos Pl a P4 utilizando la preforma 80 de los ejemplos 1 y 2, la grieta de esquina no tuvo lugar en el proceso de combado y la prueba de combado.

La carga pico de los productos Pl a P3 fue ligeramente menor que los productos P5 a P7 respectivos fabricados utilizando el metal en lámina que tiene las mismas composiciones en el mismo método. Por otra parte, la energía de absorción de los productos Pl a P3 fue significativamente mayor que los productos P5 a P7 respectivos.

En los productos P5 a P7 utilizando la preforma de los ejemplos comparativos 1 y 2, aunque la grieta de esquina no tuvo lugar en el proceso de combado, la grieta de esquina tuvo lugar en la prueba de combado.

Adicionalmente, en el producto P8 utilizando la preforma del ejemplo comparativo 2 que tiene la resistencia a la tracción de 1500 MPa o más, la grieta de esquina tuvo lugar en el proceso de combado, y la prueba de combado no pudo ser llevada a cabo.

Además, a fin de fabricar el producto 60 como se muestra en la FIGURA 9, se preparó un metal en lámina que tenía una forma rectangular en una vista plana, una anchura de 220 mm, una longitud de 1200 mm, y un espesor de 1.2 mm. El metal en lámina tuvo un límite de elasticidad (YP) de 742 MPa, una resistencia a la tracción (TS) de MPa, y una elongación (EL) de 2.7%.

Posteriormente, mediante el calentamiento de una región del metal en lámina a ser la región 82 de baja dureza por medio de un láser, la dureza del metal en lámina se cambió a fin de la preforma 80 del ejemplo 3 que tiene la región 84 de alta dureza y la región 82 de baja dureza que tiene la dureza menor que la región 84 de alta dureza, como se muestra en la FIGURA 7 (el proceso de ajuste de dureza) .

La soldadura por láser se llevó a cabo utilizando un láser YAG de 5 kw. Debido a que una región que tiene una anchura de aproximadamente 2 mm se calienta en una velocidad de soldadura de 15 m/min utilizando el láser YAG de 5 kw, la región 82 de baja dureza de 7 mm a 8 mm se formó mediante la irradiación de un láser en cuatro hileras en un paso de 2 mm.

La dureza promedio (Hv) de la preforma del ejemplo 3 obtenido como tal se midió de modo semejante a la dureza promedio de la preforma 80 del ejemplo 1, y un resultado de la misma se indica en la Tabla 4.

Tabla 4 Utilizando la preforma del ejemplo 3, un miembro en forma de canal o producto P9 que tiene la misma forma que el producto 60 de la FIGURA 9 se fabricó por medio de una prensa plegadora, en el proceso similar al proceso para fabricar el producto Pl.

Utilizando la preforma del ejemplo 3, un miembro en forma de canal o producto PIO que tiene la misma forma que el producto 60 de la FIGURA 9 se fabricó por medio de una prensa plegadora, en el proceso similar al proceso para fabricar el producto P2.

Adicionalmente, el metal en lámina el mismo que el metal en lámina utilizado para formar la preforma del ejemplo 3 se refiere como una preforma del ejemplo comparativo 3, y se midió la dureza promedio (Hv) de la preforma del ejemplo comparativo 3, de modo semejante a la dureza promedio de la preforma del ejemplo 3, y un resultado de la misma se indica en la Tabla 4.

Utilizando la preforma del ejemplo comparativo 3, un miembro en forma de canal o producto Pll que tiene la misma forma que el producto 60 de la FIGURA 9 se fabricó por medio de una prensa plegadora, en el proceso similar al proceso para fabricar, el producto Pl .

Utilizando la preforma del ejemplo comparativo 3, un miembro en forma de canal o producto P12 que tiene la misma forma que el producto 60 de la FIGURA 9 se fabricó por medio de una prensa plegadora, en el proceso similar al proceso para fabricar el producto P2.

En relación a los productos P9 a P12 obtenidos como tal, se llevó a cabo una prueba de combado, y un resultado de la misma se indica en la Tabla 5. Además, en relación a los productos P9 a P12, la existencia de una grieta (o una grieta de esquina) en las porciones deformadas se verificó visualmente en el proceso de combado y la prueba de combado de modo semejante al producto Pl . El resultado se indicó en la Tabla 5.

Tabla 5 Como se indica en la Tabla 5, en los productos P9 y PIO utilizando la preforma del ejemplo 3, la grieta de esquina no tuvo lugar en el proceso de combado y la prueba de combado. La carga pico del producto P9 fue ligeramente menor que el producto Pll fabricado utilizando el metal en lámina que tiene las mismas composiciones en el mismo método. Por otra parte, la energía de absorción del producto P9 fue significativamente mayor que el producto Pll.

Por otra parte, la energía de absorción del producto PIO fue 700 J o más, la cual fue significativamente mayor que el producto Pll fabricado utilizando el metal en lámina que tiene las mismas composiciones.

En el producto Pll fabricado a partir de la preforma del ejemplo comparativo 3 por medio de la prensa plegadora, aunque la grieta de esquina no tuvo lugar en el proceso de combado, la grieta de esquina tuvo lugar en la prueba de combado.

Adicionalmente, en el producto P12 fabricado a partir de la preforma del ejemplo comparativo 3 en la formación por rodillos, la grieta de esquina tuvo lugar en el proceso de combado, y la prueba de combado no pudo ser llevada a cabo.

A continuación, una segunda modalidad de la presente invención se explicará mientras que se hace referencia a los dibujos adjuntos.

Una preforma 110 ejemplificada en la FIGURA 11, a la cual se aplica el método de combado para un metal en lámina de la invención, incluye una o más (dos en el ejemplo de la FIGURA 11) regiones 112 de baja dureza y una pluralidad de (tres en el ejemplo de la FIGURA 1) regiones 114 de alta dureza, las regiones que se forman mediante el proceso de ajuste de dureza según se describe debajo a partir de un metal en lámina de hierro, aleación de hierro, aluminio o aleación de aluminio. Aunque la preforma 10 es un material en lámina rectangular en la FIGURA 1, la forma y la dimensión de la preforma 10 se pueden determinar diversamente dependiendo del uso pretendido, etcétera, de un producto 20. Adicionalmente, aunque las regiones 12 de baja dureza de la preforma 10 se extienden paralelamente a una dirección longitudinal, las regiones 12 de baja dureza se pueden extender no paralelamente dependiendo de la forma y el uso pretendido del producto 20. La preforma 10 puede ser una trama continua retirada de un suministro en forma de arrollamiento, por ejemplo, cuando se utiliza un método de formación por rodillos. A diferencia de la región 12 de baja dureza de la preforma 10 de la primera modalidad, cada región 112 de baja dureza se extiende desde un lado de la preforma 110 hacia un generalmente centro en la dirección de espesor de la misma, y no alcanza el lado opuesto de la preforma. Como tal, una región 116 objetivo a ser procesada que tiene la región 112 de baja dureza y la región 114 de alta dureza se forma en una parte del metal en lámina, en donde los lados frontal y trasero de la región 116 objetivo tienen la dureza diferente. Además, en la modalidad de la FIGURA 11, la región 114 de alta dureza incluye tres regiones en un lado que incluye la región 112 de baja dureza, mientras que incluye una región en el otro lado.

La dimensión de la región 112 de baja dureza de la región 116 objetivo en la dirección de espesor del metal en lámina se puede determinar dependiendo de la dureza y/o el espesor del metal en lámina, la forma y/o el método de producción del producto 120, etcétera. A este respecto, es preferible que la dimensión de la región 112 de baja dureza en la dirección de espesor esté dentro de un rango desde 35% hasta 65% del espesor del metal en lámina, a fin de obtener un efecto notable debido a la formación de la región 116 objetivo que tiene la dureza diferente en los lados frontal y trasero. Además, aunque las regiones 112 de baja dureza de la preforma 110 se extienden paralelamente a la dirección longitudinal en la modalidad de la FIGURA 11, las regiones 112 de baja dureza se pueden extender no paralelamente dependiendo de la forma y el uso pretendido del producto 120, etcétera.

Aunque la preforma 110 es un material en lámina rectangular en la FIGURA 11, la forma y la dimensión de la preforma 110 se pueden determinar diversamente dependiendo del uso pretendido, etcétera, de un producto 120. Adicionalmente, la preforma 110 puede ser una trama continua retirada de un suministro en forma de arrollamiento, por ejemplo, cuando se utiliza un método de formación por rodillos.

En esta modalidad, la dureza de la región 114 de alta dureza en el lado trasero de la región 116 objetivo es la misma que la dureza de una región aparte de la región 116 objetivo. Sin embargo, la dureza de la región 114 de alta dureza en el lado trasero de la región 116 objetivo puede ser diferente de la dureza de la región aparte de la región 116 objetivo, en tanto la dureza de la región 114 de alta dureza en el lado trasero de la región 116 objetivo -sea mayor que la región 112 de baja dureza. Adicionalmente, la dureza de la región aparte de la región 116 objetivo puede ser la misma que la dureza del lado frontal o el lado trasero de la región 116 objetivo, de otra manera, puede ser diferente tanto del lado frontal como del lado trasero.

De modo semejante a la primera modalidad, la preforma 110 se comba a lo largo de la región 116 objetivo, mediante una máquina de formación por rodillos o trabajo por prensa utilizando una prensa plegadora, y se forma como el producto 120 en forma de canal que tiene una sección transversal en forma de C o en forma de copa, como se muestra en la FIGURA 12. En la FIGURA 12, el producto 120 es un miembro en forma de canal que tiene una sección transversal generalmente en forma de C, que incluye una pared 122 inferior, y paredes 124 laterales opuestas que se extienden verticalmente desde ambos bordes laterales de la pared 122 inferior. El producto 120 tiene dos porciones deformadas o porciones 126 de borde, que se forman a partir de las regiones 116 objetivo y se extienden en la dirección longitudinal. Cada porción deformada o porción 126 de borde tiene un radio de curvatura "R". Además, en el producto 120, las porciones 126 de borde de la preforma 110 se comban en la misma dirección con respecto a un lado de la preforma 110 (la dirección hacia arriba en las FIGURAS 11 y 12) , de modo que toda una región interior de la porción 126 deformada del producto 120 en la FIGURA 12 forma una superficie de la región 116 objetivo de la FIGURA 11.

Una anchura "B" de la región 112 de baja dureza se puede determinar dependiendo del radio de curvatura R de la porción 126 deformada del producto 120. Por ejemplo, como se muestra en la FIGURA 12, cuando la porción 126 deformada del producto 120 tiene una forma de banda que se deforma a fin de tener un radio de curvatura R constante, es preferible que la anchura B de la región 112 de baja dureza sea 0.5nR a 1.5nR, como se muestra en las FIGURAS 11 y 12. En virtud de la región 112 de baja dureza que tiene la anchura B dentro de este rango, el producto 120 puede tener suficiente resistencia y la trabajabilidad de la preforma 110 es efectivamente mejorada en el proceso de combado.

Con el fin de que la preforma 110 tenga traba abilidad mejorada mientras que tiene suficiente resistencia, es preferible que la dureza de la región 112 de baja dureza esté dentro de un rango desde 30% hasta 80% de la dureza de la región 114 de alta dureza. Cuando la dureza de la región 112 de baja dureza es demasiado baja, la resistencia del producto 120 es insuficiente incluso cuando se incrementa la dureza de la región 114 de alta dureza. Por otra parte, cuando la dureza de la región 112 de baja dureza es demasiada alta, la trabajabilidad en el proceso de combado es insuficiente cuando la dureza de la región 114 de alta dureza es alta.

En la modalidad preferida de la invención, en el proceso de ajuste de dureza, la preforma 110 se forma (1) cambiando la dureza de la totalidad del metal en lámina a fin de formar la región 116 objetivo a ser procesada; o (2) cambiando la dureza de una región de parte del metal en lámina en la dirección de espesor a fin de formar una o más regiones 112 de baja dureza en el metal en lámina.

Un método para formar la preforma 110 cambiando la dureza de la totalidad del metal en lámina, por ejemplo, incluye un proceso de calentamiento para calentar la totalidad del metal en lámina por medio de un horno de calentamiento (no mostrado) u otro dispositivo de calentamiento; y un proceso de temple para apagar sólo una región a ser la región 114 de alta dureza del metal en lámina calentado. El proceso de temple se puede llevar a cabo, por ejemplo, enfriando sólo la región a ser la región 114 de alta dureza utilizando un molde.

La FIGURA 13 muestra un dispositivo 130 de moldes como un ejemplo del dispositivo de enfriamiento para llevar a cabo el proceso de temple de la segunda modalidad. El dispositivo 130 de moldes incluye una base 132 fijada a un piso de una fábrica, etcétera; un molde 134 inferior fijado a una superficie superior de la base 132; y un molde 136 superior configurado para ser movido en la dirección vertical más cerca a o lejos del molde 134 inferior por medio de un pistón o una unidad 138 de accionamiento adecuada. El metal 111 en lámina se posiciona entre el molde 134 inferior y el molde 136 superior. Los moldes 134 y 136 inferior y superior tienen superficies 134a y 136a de operación opuestas entre si, respectivamente. En la superficie 134a de operación del molde 134 inferior, una porción 134b de muesca se forma en una posición correspondiente a la región 112 de baja dureza del metal 111 en lámina después del proceso de temple.

Primero, el metal 111 en lámina se transfiere del horno de calentamiento o el dispositivo de calentamiento al dispositivo 130 de moldes, después de ser calentado en el proceso de calentamiento, y se posiciona entre los moldes 134 y 136 inferior y superior. Posteriormente, el molde 136 superior se mueve hacia el molde 134 inferior por medio de la unidad 138 de accionamiento de modo que las superficies 134a y 136a de operación de los moldes 134 y 136 inferior y superior entran en contacto con el metal 111 en lámina. En el metal 111 en lámina, sólo una porción, que contacta las superficies 134a y 136a de operación de los moldes 134 y 136 inferior y superior, se enfria rápidamente y se endurece. A este respecto, una porción del metal 111 en lámina, que mira hacia la porción 134b de muesca del molde 134 inferior, no se enfria rápidamente por el molde 134 inferior. Como tal, la porción del metal 111 en lámina, que mira hacia la porción 134b de muesca del molde 134 inferior, se enfria qradualmente y se vuelve la región 112 de baja dureza. Por otra parte, la porción que contacta las superficies 134a y 136a de operación de los moldes 134 y 136 inferior y superior, se enfria rápidamente y se vuelve la región 114 de alta dureza, por lo que se forma la preforma 110.

Alternativamente, el proceso de temple puede ser, por ejemplo, un proceso para enfriar por agua selectivamente sólo una región a ser la región 114 de alta dureza del metal en lámina, como se muestra en la FIGURA 14. La FIGURA 14 muestra un dispositivo 140 de enfriamiento por agua como un ejemplo del dispositivo de enfriamiento para llevar a cabo el proceso de temple de la invención. El dispositivo 140 de enfriamiento por agua incluye una pluralidad de primeras (o inferiores) boquillas 142 que se disponen a fin de mirar hacia un lado del metal en lámina (o una superficie inferior del metal 111 en lámina en la FIGURA 14); una pluralidad de segundas (o superiores) boquillas 144 que se disponen a fin de mirar hacia el lado opuesto del metal en lámina (o una superficie superior del metal 111 en lámina en la FIGURA 14), en donde se puede suministrar agua de enfriamiento CW a los lados del metal 111 en lámina. Las boquillas 142 inferiores y las boquillas 144 superiores se posicionan a fin de mirar hacia una porción del metal 111 en lámina que se vuelve la región 114 de alta dureza después del proceso de temple. En particular, en esta modalidad, las boquillas 144 superiores se posicionan a fin de suministrar agua de enfriamiento CW al lado frontal del metal 111 en lámina. A fin de prevenir que una porción del metal 111 en lámina, que se vuelve la región 112 de baja dureza después del proceso de temple, se moje con el agua de enfriamiento CW, el dispositivo 140 de enfriamiento por agua puede tener un miembro 146 de enmascaramiento inferior, que se posicionan para cubrir la porción del metal 111 en lámina que se vuelve la región 112 de baja dureza después del proceso de temple. El miembro 146 de enmascaramiento inferior puede tener una unidad de accionamiento tal como un cilindro hidráulico (no mostrado) para mover el miembro de enmascaramiento más cerca a o lejos del metal 111 en lámina. Adicionalmente, el miembro 146 de enmascaramiento inferior puede funcionar como un elemento de retención para posicionar correctamente y sujetar el metal 111 en lámina con relación a las boquillas 142 y 144 inferiores y superiores. Alternativamente, el dispositivo 140 de enfriamiento por agua puede tener otra prensa de sujeción para posicionar correctamente y sujetar el metal 111 en lámina con relación a las boquillas 142 y 144 inferiores y superiores.

Primero, el metal 111 en lámina se transfiere del horno de calentamiento o el dispositivo de calentamiento al dispositivo 140 de enfriamiento por agua, después de ser calentado en el proceso de calentamiento, y se posiciona entre las boquillas 142 y 144 inferiores y superiores. A este respecto, el miembro 146 de enmascaramiento inferior se puede utilizar como el elemento de retención para posicionar correctamente y sujetar el metal 111 en lámina con relación a las boquillas 142 y 144 inferiores y superiores. Alternativamente, como se describe anteriormente, se puede utilizar otra prensa de sujeción (no mostrada) para posicionar correctamente y sujetar el metal 111 en lámina con relación a las boquillas 142 y 144 inferiores y superiores. Posteriormente, se suministra agua de enfriamiento CW a partir de las boquillas 142 y 144 inferiores y superiores a una porción del metal 111 en lámina, que se vuelve la región 114 de alta dureza después del proceso de temple, de modo que esta porción se enfrie rápidamente y se endurezca. A este respecto, utilizando los miembros 146 y 148 de enmascaramiento inferior y superior, se previene que una porción del metal 111 en lámina, que se vuelve la región 112 de baja dureza después del proceso de temple, se moje por el agua de enfriamiento CW y se enfrie rápidamente. Como tal, la porción del metal 111 en lámina, que mira hacia el miembro 146 de enmascaramiento inferior, se enfria gradualmente y se vuelve la región 112 de baja dureza, y la otra porción se enfria rápidamente y se vuelve la región 114 de alta dureza, por lo que se forma la preforma 110.

El proceso de ajuste de dureza en esta modalidad puede incluir un proceso de granallado en donde los disparos colisionan con al menos el lado de la región 116 objetivo opuesta a la región 112 de baja dureza del metal 111 en lámina. La FIGURA 15 muestra una granalladora 150 para llevar a cabo el granallado. La granalladora 150 incluye una pluralidad de primeras (o inferiores) boquillas 152 que se disponen a fin de mirar hacia un lado del metal en lámina (o una superficie inferior del metal 111 en lámina en la FIGURA 15) ; una pluralidad de segundas (o superiores) boquillas 154 que se disponen a fin de mirar hacia el lado opuesto del metal en lámina (o una superficie superior del metal 111 en lámina en la FIGURA 15), en donde los disparos (partículas de acero, vidrio, cerámica o plástico) se pueden proyectar sobre los lados del metal 111 en lámina. Preferiblemente, la granalladora 150 puede tener un miembro 154 de enmascaramiento, que se posicionan para cubrir la porción del metal 111 en lámina que se vuelve la región 112 de baja dureza después del proceso de granallado, por lo que los disparos se pueden proyectar selectivamente sobre sólo una región a ser la región 114 de alta dureza (aparte de la región a ser la región 112 de baja dureza) en el metal 111 en lámina. En virtud de esto, se forma el lado que tiene la dureza más alta (o la región 114 de alta dureza) de la región 116 objetivo a la cual se proyectan los disparos, como se muestra en la FIGURA 15, y se puede obtener la preforma 110 en donde la dureza de la región 114 de alta dureza de la región 116 objetivo es la misma que el metal en lámina.

A este respecto, proyectando disparos de hierro fundido de malla 170 a 280 (F-S170-280/ JIS G5903) sobre el metal 111 en lámina por medio de una granalladora de tipo impulsor, el metal en lámina se puede deformar plásticamente suficientemente, por lo que se puede obtener una dureza deseada del metal en lámina. A fin de generar suficiente endurecimiento por trabajo en la dirección de profundidad del metal 111 en lámina sin generar una grieta en la superficie del metal 111 en lámina, es deseable utilizar disparos de hierro fundido esféricos que tienen una dureza Vickers (Hv) de 650 o más. Cuando se utilizan disparos de hierro fundido de menos que malla 170, una grieta fina que tiene la longitud de varias mieras a varias decenas de mieras en la superficie del metal en lámina, se puede formar debido a la pequeña curvatura del disparo. Por otra parte, cuando se utilizan disparos de hierro fundido de más que malla 280, el metal en lámina no se puede deformar plásticamente suficientemente debido a la gran curvatura del disparo. Por consiguiente, es preferible que los disparos de hierro fundido de malla 170 a 280 se utilicen y proyecten por medio de una granalladora de tipo impulsor mecánica capaz de aplicar energía cinética a los disparos.

El proceso de ajuste de dureza puede incluir un proceso para calentar una región a ser la región 112 de baja dureza utilizando un láser, desde el lado del metal 111 en lámina en el cual existe la región 112 de baja dureza. En este caso, la región calentada por el láser se vuelve la región 112 de baja dureza, y la otra región se vuelve la región 114 de alta dureza .

El proceso de ajuste de dureza puede incluir un proceso para la carbonización o nitruración de una parte del metal 111 en lámina a fin de formar la región 114 de alta dureza.

Después, mediante el combado de la preforma 110 de modo que la región de baja dureza se posicione dentro de la región 116 objetivo a ser procesada, se forma el producto 120 como se muestra en la FIGURA 12 (proceso de combado) . Por ejemplo, el proceso de combado se puede llevar a cabo mediante trabajo por prensa utilizando una prensa plegadora. Por ejemplo, la prensa plegadora incluye un molde inferior (o una matriz) que tiene una muesca en forma de V correspondiente a una forma exterior de la porción 126 deformada del producto 120 de la FIGURA 12; y un molde superior (o un punzón) que tiene una forma frontal correspondiente a la muesca del molde inferior. La prensa plegadora se configura para posicionar la región 112 de baja dureza de la preforma 110 entre los moldes inferior y superior, mover el molde superior hacia el molde inferior, y prensar la región 112 de baja dureza de la preforma 110 contra el molde inferior a fin de deformar la preforma 110. Utilizando la prensa plegadora, el producto 120 en forma de columna que tiene una sección transversal en forma de C como se muestra en la FIGURA 12 se puede fabricar fácilmente a partir de la preforma 110.

Un método para deformar la región 112 de baja dureza de la preforma 110 a fin de formar el producto 120 no está limitado al trabajo por prensa utilizando la prensa plegadora, y se pueden seleccionar diversos métodos dependiendo de la forma del producto 120 y el material de la preforma 110, etcétera. Por ejemplo, la región 112 de baja dureza de la preforma 110 se puede deformar por medio de una máquina de formación por rodillos.

La porción 126 deformada del producto 120 incluye la región 112 de baja dureza. A este respecto, la resistencia de la región ' 112 de baja dureza se incrementa debido al endurecimiento por trabajo mediante el proceso de combado. Por ejemplo, cuando la dureza de la región 112 de baja dureza de la preforma 110 utilizada está dentro de un rango desde 30% hasta 70% de la dureza de la región 114 de alta dureza de la preforma 110, la dureza de la región 112 de baja dureza en la porción 126 deformada del producto 120 puede estar dentro de un rango desde 40% hasta 85% de la dureza de la región 114 de alta dureza aparte de la porción 126 deformada.

Esta modalidad incluye el proceso de ajuste de dureza para cambiar la dureza del metal 111 en lámina en la dirección de espesor de la misma a fin de formar la preforma 110 que incluye parcialmente la región 116 objetivo a ser procesada que tiene la dureza diferente en los lados frontal y trasero de la misma; y el proceso de combado para combar la preforma 110 a fin de formar el producto 120 en donde el lado que tiene la dureza más baja (o la región 112 de baja dureza) está dentro de la región 116 objetivo. Debido a que la región 116 objetivo que incluye la región 112 de baja dureza se deforma en el proceso de combado, se previene que una arruga o grieta se genere en la porción 126 deformada (o la región 112 de baja dureza) del producto 120, y se previene que se genere una recuperación elástica en el producto 120. Adicionalmente, el producto 120 tiene una alta resistencia, debido a que una grieta tiene poca probabilidad de ser generada en la porción 126 deformada cuando se aplica la carga al producto 120.

Es preferible que una lámina de acero de alta resistencia que tiene una resistencia a la tracción de 980 MPa (correspondiente a una dureza Vickers de Hv 310) o más se utilice como el metal en lámina. Esto es porque tal lámina de acero es económica y las regiones de alta y baja dureza predeterminadas pueden ser fácilmente e industrialmente formadas.

La razón de por qué la resistencia a la tracción es 980 MPa o más es porque una lámina de acero de baja resistencia que tiene una resistencia a la tracción menor que 980 MPa puede ser procesada sin utilizar la presente invención, y de esta manera la presente invención tienen pocas ventajas. De hecho, un limite superior de la resistencia a la tracción corresponde a una resistencia máxima de una lámina de acero capaz de ser industrialmente producida, y de esta manera el limite superior no está especificado en particular. Por ejemplo, la presente invención se puede aplicar a una lámina de acero que tiene una resistencia a la tracción de 1700 MPa.

En la modalidad anteriormente mencionada, el producto 120 como se muestra en la FIGURA 12 es el miembro en forma de canal que tiene la sección transversal generalmente en forma de C, que incluye la pared 122 inferior, y las paredes 124 laterales opuestas que se extienden verticalmente desde ambos bordes laterales de la pared 122 inferior. Sin embargo, el producto de la invención no está limitado a tal forma de la FIGURA 12, y puede tener cualquier forma en tanto la forma se forme mediante el método de combado de la invención. En particular, el número y la forma de la porción 126 deformada del producto 120 no están limitados al ejemplo de la FIGURA 12. Por ejemplo, el producto puede tener una forma de un producto 160 como se muestra en la FIGURA 16A.

El producto 160 según se muestra en la FIGURA 16A incluye un par de porciones 162 de columna rectangulares conectadas a una pared inferior o porción 164 de conexión, en donde una porción 160a de muesca que se extiende en la dirección longitudinal se forma entre las porciones 162 de columna. De modo semejante a la preforma 110 como se muestra en la FIGURA 11, una preforma 110' para formar el producto 160 incluye una o más (ocho en el ejemplo de la FIGURA 16B) regiones 112' de baja dureza y unas regiones 114' de alta dureza correspondientes a una región aparte de las regiones 112' de baja dureza, las regiones que se forman vmediante el proceso de ajuste de dureza según se describe anteriormente a partir de un metal en lámina de hierro, aleación de hierro, aluminio o aleación de aluminio. Aunque la preforma 110' de la FIGURA 16B es un material en lámina rectangular de modo semejante a la preforma 110 en la FIGURA 11, la forma y la dimensión de la preforma 110' se pueden determinar diversamente dependiendo del uso pretendido, etcétera, de un producto 160. Además, en la preforma 110' de la FIGURA 16B, las regiones 112' de baja dureza se forma en ambos lados (los lados superior e inferior en la FIGURA 16B) de la preforma 110' .

De modo semejante al producto 120 de la FIGURA 11, el producto 160 de la FIGURA 16A se puede fabricar cambiando la dureza del metal en lámina a fin de formar la preforma 110' que incluye la región 114' de alta dureza y la región 112' de baja dureza (el proceso de ajuste de dureza) ; y combando una región objetivo a ser procesada 116' que incluye la región 112' de baja dureza y la región 114' de alta dureza de la preforma 110' (el proceso de combado) . Además, como se muestra en la FIGURA 16A, ocho porciones 166 deformadas, que tienen cada una un radio de curvatura predeterminado, se forman en el producto 160. La región 112' de baja dureza de la preforma 110' tiene la forma de ocho bandas que se extienden en la dirección longitudinal de la preforma 110' (o la dirección perpendicular a un papel de la FIGURA 16B) de modo que una región a ser las porciones 166 deformadas del producto 160 se incluye en la región 112' de baja dureza.

En las FIGURAS 11 y 16A, las preformas 110 y 110' incluyen las regiones 116 y 116' objetivo que tienen la dureza diferente en los lados frontal y trasero de las mismas, respectivamente, las regiones objetivo que se forman cambiando la dureza de los metales 111 y 111' en lámina en la dirección de espesor de los mismos de modo que las regiones 112 y 112' de baja dureza se forman en una parte de los metales en lámina, respectivamente. Sin embargo, la presente invención no está limitada a esto. Por ejemplo, como se muestra en la FIGURA 17A, una región 116'' objetivo a ser procesada se puede formar sobre la totalidad de una preforma 110' ' .

A fin de formar la preforma 110' ' que tiene la región 116'' objetivo que se extiende a lo largo de la totalidad de la preforma, el proceso de temple puede ser un proceso para enfriar la totalidad de un lado del metal en lámina utilizando un molde. Concretamente, como se ejemplifica en la FIGURA 17B, por ejemplo, se puede preparar un dispositivo 170 de moldes que incluye un molde 172 superior, en donde el molde 172 superior tiene una forma plana correspondiente a una forma plana del metal 111'' en lámina. Después del calentamiento del metal 111' ' en lámina por medio de un horno de calentamiento, etcétera, el molde 172 superior del dispositivo 170 de moldes contacta la totalidad de un lado del metal en lámina a ser la región 114'' de alta dureza a fin de enfriar la región, por lo que el lado que contacta el molde 172 superior se vuelve la región 114'' de alta dureza y el lado opuesto se vuelve la región 112'' de baja dureza.

Alternativamente, como se ejemplifica en la FIGURA 17C, el proceso de temple puede ser un proceso para enfriar por agua la totalidad de un lado (o una superficie superior en la FIGURA 17C) del metal 111" en lámina.

Como se muestra en la FIGURA 17D, se puede llevar a cabo un proceso para calentar la totalidad de un lado del metal 111'' en lámina a ser la región 112'' de baja dureza utilizando un láser. Utilizando el método de la FIGURA 17D, se obtiene la preforma 111'' que incluye la región 112'' de baja dureza que tiene una dureza menor que el metal 111' ' en lámina y la región 114'' de alta dureza que tiene la misma dureza que el metal 111'' en lámina.

Los otros métodos para formar la región 116'' objetivo que se extiende a lo largo de la totalidad de la preforma 111'' pueden incluir: un proceso de granallado para proyectar disparos sobre un lado del metal 111' ' en lámina; un proceso para la carbonización o nitruración de un lado del metal 111' ' en lámina; y un proceso para traslapar y laminar un metal en lámina de alta dureza y un metal en lámina de baja dureza a fin de formar una lámina multicapa (no mostrada) .

Ejemplo A partir de ahora, los ejemplos de la presente invención se explicarán con referencia a las FIGURAS 18A a 21B.

Mediante el método según se describe anteriormente, se formó un producto 180 como se muestra en la FIGURA 20. En la FIGURA 20, la unidad de longitud de los números es milímetros (mm) . El producto 180 de la FIGURA 20 es un miembro en forma de canal, que incluye una pared 182 inferior; paredes 184 laterales opuestas que se extienden verticalmente desde arabos bordes laterales de la pared 182 inferior; y un par de porciones 186 de reborde que se extiende hacia adentro desde las paredes 184 laterales paralelamente a la pared 182 inferior, en donde una abertura 180a se forma entre las porciones 186 de reborde. Como se muestra en la FIGURA 20, el producto 180 tiene cuatro porciones 188a a 188d deformadas, y un radio de curvatura "R3" de cada porción deformada es 2 mm.

A fin de fabricar el producto 180 como se muestra en la FIGURA 20, se preparó el metal en lámina SM2 rectangular que tenia una anchura de 220 mm, una longitud de 1200 mm, y un espesor de 1.2 mm (véase la Tabla 1) . Posteriormente, después de que el metal en lámina SM2 se calentó por medio de un horno de calentamiento hasta 900 grados C (el proceso de calentamiento) , una porción a ser una región 194 de alta dureza de una preforma 190 (FIGURA 18B) se apagó utilizando un dispositivo 200 de moldes que tiene un molde 202 inferior y un molde 204 superior (esquemáticamente mostrados en la FIGURA 18A) (el proceso de temple) , por lo que se formó la preforma 190. Por medio del dispositivo 200 de moldes, en el metal en lámina SM2, una porción que mira hacia la porción 206 de muesca se enfria gradualmente (no enfriada por el molde 204 superior) y se vuelve la región 192 de baja dureza, y la otra porción se enfria rápidamente por medio de los moldes 202 y 204 inferior y superior y se vuelve la región 194 de alta dureza .

Cuando un tiempo de contacto entre el metal en lámina y los moldes 202, 204 es demasiado corto, el metal en lámina no es templado. Por otra parte, cuando el tiempo de contacto es demasiado largo, la región que no es de contacto que mira hacia la porción 206 de muesca del molde 204 superior también es templada. Por consiguiente, en el ejemplo 4, el tiempo de contacto entre el metal en lámina y los moldes 202, 204 se determinó a 5 segundos, en vista del espesor del metal en lámina, la forma plana de la región a ser la región 192 de baja dureza, y la dimensión de la región 192 de baja dureza en la dirección de espesor del metal en lámina, etcétera.

La unidad de longitud de los números en las FIGURAS 18A y 18B es milímetros (mm) . Como se muestra en la FIGURA 18B, la anchura B de una región 192 de baja dureza de la preforma 190 es 7 mm, y de esta manera la anchura de cada una de las muescas 206 del molde 204 superior del dispositivo 200 de moldes es también 7 mm.

En relación al ejemplo 4 obtenido según se describe anteriormente, se midieron una dureza promedio de la región 194 de alta dureza (Hvh) y una dureza promedio de la región 192 de baja dureza (Hvl) de la preforma 190, y se calculó una proporción de la dureza de la región de baja dureza con relación a la dureza de la región de alta dureza (Hvl / Hvh x 100%) . El resultado se indica en la Tabla 6.

Tabla 6 Se preparó el metal en lámina SM2 similar al ejemplo 4, y se calentó por medio de un horno de calentamiento hasta 900 grados C (el proceso de calentamiento) . Después de eso, utilizando un molde (no mostrado) similar al molde 202 inferior del dispositivo 200 de moldes de la FIGURA 18A, un lado del metal en lámina se enfrió bajo la misma condición de enfriamiento que la región 194 de alta dureza de la preforma 190 en el ejemplo 4 (el proceso de temple) . Como consecuencia, se obtuvo una preforma del ejemplo 5, en donde la totalidad de un lado de la preforma fue la región de alta dureza y la totalidad del otro lado de la preforma fue la región de baja dureza, y la totalidad de la preforma estuvo constituida por la región objetivo a ser procesada. En el ejemplo 5, el tiempo de contacto entre el metal en lámina y el molde fue 8 segundos. La Tabla 6 indica la dureza promedio de la región de alta dureza (Hvh) y la dureza promedio de la región de baja dureza (Hvl) de la preforma del ejemplo 5.

Además, se preparó el metal en lámina SM2 similar al ejemplo 4, y se calentó por medio de un horno de calentamiento hasta 900 grados C (el proceso de calentamiento) . Después de eso, utilizando un molde, la totalidad del metal en lámina se enfrió bajo la misma condición de enfriamiento que la región 194 de alta dureza de la preforma 190 en el ejemplo 4 (el proceso de temple) . Como consecuencia, se obtuvo una preforma del ejemplo comparativo 4, en donde la totalidad de la preforma estuvo constituida por la región de alta dureza sin incluir la región de baja dureza. La Tabla 6 indica la dureza promedio (Hvh) del ejemplo comparativo 4.

La resistencia a la tracción de la preforma del ejemplo comparativo 4 en la Tabla 6 fue 1690 MPa. A partir de esto, se puede estimar que la resistencia a la tracción de las regiones de alta dureza de las preformas (metal en lámina SM2) de los ejemplos 4 y 5 de la invención, que tienen las mismas composiciones químicas y la misma dureza promedio que el ejemplo comparativo 4, fueron generalmente iguales a 1690 MPa.

Como se indica en la Tabla 6, la proporción de dureza (Hvl / Hvh x 100%) fue 67% en ambos de los ejemplos 4 y 5. Adicionalmente, la resistencia a la tracción de la preforma del ejemplo comparativo 4 fue 1200 MPa o más.

Después de eso, como se muestra en las FIGURAS 19A a 19D, mediante el combado de cada región 196 objetivo a ser procesada de la preforma 190 del ejemplo 4 por medio de una prensa plegadora de modo que la región 192 de baja dureza esté dentro de la región objetivo, cuatro porciones 188a, 188b, 188c y 188d deformadas (FIGURA 20) se formaron secuencialmente en el producto 180 en forma de canal, por lo que se obtuvo un producto PP1 (el proceso de combado) .

En las FIGURAS 19A a 19D, la prensa plegadora 210 incluye un molde 212 inferior (o una matriz) que tiene una muesca 212a en forma de V correspondiente a una forma exterior de cada porción 188a, 188b, 188c y 188d deformada del producto 180; y un molde 214 superior (o un punzón) que tiene una forma frontal correspondiente a la muesca 212a del molde 212 inferior. Una región objetivo a ser procesada se seleccionó a partir de cuatro regiones 196 objetivo de la preforma 190, y la región seleccionada se posicionó entre el molde 212 inferior y el molde 214 superior. Posteriormente, el molde 214 superior se movió descendentemente hacia el molde 212 inferior a fin de prensar y combar la región 196 objetivo mediante los moldes 212 y 214 inferior y superior. Tales operaciones se llevaron a cabo secuencialmente en relación a otras regiones 196 objetivo.

Mediante un proceso de combado, en donde las regiones 196 objetivo de la preforma 190 del ejemplo 4 se combaron por medio de una máquina de formación por rodillos de 21 etapas de modo que la región 192 de baja dureza esté dentro de la región objetivo, las porciones 188a, 188b, 188c y 188d deformadas (FIGURA 20) del producto 180 en forma de canal se formaron secuencialmente, por lo que se obtuvo un producto PP2 (el proceso de combado) .

Mediante un proceso de combado, en donde la preforma del ejemplo 5 fue combada por medio de una prensa plegadora de modo semejante al proceso para el producto PP1, se fabricó un producto PP3 en forma de canal como se muestra en la FIGURA 20.

Mediante un proceso de combado, en donde la preforma del ejemplo 5 fue combada por medio de una máquina de formación por rodillos de 21 etapas de modo semejante al proceso para el producto PP2, se fabricó un producto PP4 en forma de canal como se muestra en la FIGURA 20.

Mediante un proceso de combado, en donde la preforma del ejemplo comparativo 4 fue combada por medio de una prensa plegadora de modo semejante al proceso para el producto PP1, se fabricó un producto PP5 en forma de canal como se muestra en la FIGURA 20.

Adicionalmente, mediante un proceso de combado en donde • el ejemplo comparativo 4 fue combado por medio de una máquina de formación por rodillos de 21 etapas de modo semejante al proceso para el producto PP2, se fabricó un producto PP6 en forma de canal como se muestra en la FIGURA 20.

En relación a los productos PP1 a PP6 obtenidos como tal, se llevó a cabo una prueba de combado, y un resultado de la misma se indica en la Tabla 7.

Tabla 7 Una probeta 220 como se muestra en la FIGURA 21A está constituida por un miembro hueco que incluye el producto 180 y una placa 222 de acero unida a una abertura 180a del producto 180 mediante soldadura por arco. La prueba de combado se llevó a cabo utilizando los productos PP1 a PP6 como el producto 180. Como la placa 222 de acero, se preparó un metal en lámina del mismo material que el metal en lámina para fabricar los productos PP1 a PP6, y que tiene una anchura de 60 mm, una longitud de 1200 mm, y un espesor de 1.2 mm. El proceso de calentamiento y el proceso de temple anteriormente mencionados se llevaron a cabo en relación al metal en lámina de modo que el metal en lámina tuviese la dureza equivalente a la región 194 de alta dureza.

Posteriormente, la probeta 220 tubular obtenida como tal se posicionó de modo que la placa 222 de acero se dirigiese hacia abajo, como se muestra en la FIGURA 21B, y se posicionó a fin de formar una viga de la probeta 220 que tiene un tramo de 1000 mm entre dos puntos 230, 230 de apoyo, cada punto de apoyo que se provee con un extremo frontal que tiene una forma hemisférica de un radio de 12.5 mm. Posteriormente, se llevó a cabo una prueba de combado de tres puntos posicionando una plantilla 232 que tiene una forma hemisférica de un radio de 150 mm en el centro de la viga, y se determinaron la carga pico (o carga máxima) de la carga de combado y la energía de absorción para una deflexión por combado de 50 mm.

Además, en relación a los productos PP1 a PP6, la existencia de una grieta (o una grieta de esquina) en las porciones 188a, 188b, 188c y 188d deformadas se verificó visualmente en el proceso de combado y la prueba de combado. El resultado se indicó en la Tabla 7.

Como se indica en la Tabla 7, en los productos PP1 a PP4 utilizando las preformas del ejemplo 4 y 5, la grieta de esquina no tuvo lugar en el proceso de combado y la prueba de combado .

La carga pico del producto PP1 fue ligeramente menor que el producto PP5 fabricado utilizando el metal en lámina que tiene las mismas composiciones en el mismo método. Por otra parte, la energía de absorción del producto PP1 fue significativamente mayor que el producto PP5.

La energía de absorción de los productos PP2 a PP4 fue 1200 J o más, la cual fue significativamente mayor que el producto PP5 fabricado utilizando el metal en lámina que tiene las mismas composiciones.

En el producto PP5 fabricado mediante el combado de la preforma del ejemplo comparativo 4 por medio de la prensa plegadora, aunque la grieta de esquina no tuvo lugar en el proceso de combado, la grieta de esquina tuvo lugar en la prueba de combado.

Adicionalmente, en el producto PP6 fabricado mediante el combado de la preforma del ejemplo comparativo 4 por medio de la máquina de formación por rodillos, la grieta de esquina tuvo lugar en el proceso de combado, y la prueba de combado no pudo ser llevada a cabo.

A partir de ahora, con referencia a las FIGURAS 22A a 23B, se explicarán una tensión aplicada a una porción deformada mediante el proceso de combado y la forma de la porción deformada combada, en relación a un metal en lámina "A" en donde la dureza de una región dentro de la porción deformada es menor que la dureza de una región fuera de la porción deformada; y un metal en lámina "B" en donde la dureza de la porción deformada es constante en la dirección de espesor de la misma. Como se muestra en la FIGURA 22A, en el metal A en lámina en donde la dureza de la región 273 dentro de la porción deformada es menor que la dureza de la región 274 fuera de la porción deformada, cuando se aplica la tensión al metal A en lámina a fin de deformar el metal en lámina, se aplica una tensión compresiva a la región 273 dentro de la porción deformada y se aplica un tensión de tracción a la región 274 fuera de la porción deformada. En el metal A en lámina, debido a que la dureza de la región 273 dentro de la porción deformada es diferente a la dureza de la región 274 fuera de la porción deformada, las magnitudes de la tensión cuando se inicia la deformación plástica también son diferentes en las regiones 273 y 274.

Concretamente, debido a que la región 273 de dureza dentro de la porción deformada del metal A en lámina es menor que la dureza de la región 274, la región 273 es fácilmente plásticamente deformada por la tensión relativamente baja. Por consiguiente, en el metal A en lámina, la región 273 dentro de la porción deformada es plásticamente deformada por la tensión para deformar el metal A en lámina, con antelación de la región 274 fuera de la porción deformada. Después de eso, la región 274 fuera de la porción deformada es plásticamente deformada asi como la región 273, y finalmente, se obtiene la porción deformada que tiene una forma predeterminada como se muestra en la FIGURA 23B.

En la porción deformada del metal A en lámina deformada como tal, como se muestra en la FIGURA 22A, un esfuerzo 271a de compresión de la región 273 interior es mayor que un esfuerzo 271b de tracción de la región 274 exterior. Por consiguiente, en la porción deformada del metal A en lámina, como se muestra en la FIGURA 22A, un eje 7a neutral, en el cual la tensión compresiva de la región 273 interior y el tensión de tracción de la región 274 exterior están en balance, se posiciona fuera de una posición intermedia del metal A en lámina en la dirección de espesor de la misma.

Además, como se muestra en la FIGURA 22B, en el metal B en lámina en donde la dureza de la porción deformada es constante en la dirección de espesor de la misma, cuando se aplica la tensión al metal B en lámina a fin de deformar el metal en lámina, se aplica una tensión compresiva a una región dentro de la porción deformada y se aplica un tensión de tracción a una región fuera de la porción deformada. Sin embargo, a diferencia del metal A en lámina, debido a gue la dureza de la región dentro de la porción deformada es la misma que la dureza de la región fuera de la porción deformada en el metal B en lámina, las magnitudes de la tensión cuando se inicia la deformación plástica son las mismas en las regiones.

Por consiguiente, en el metal B en lámina, mediante la tensión para deformar el metal B en lámina, la región dentro de la porción deformada es plásticamente deformada simultáneamente con la región fuera de la porción deformada, y finalmente, se obtiene la porción deformada que tiene una forma predeterminada como se muestra en la FIGURA 23B. En la porción deformada del metal B en lámina deformada como tal, como se muestra en la FIGURA 22B, un esfuerzo 272a de compresión de la región interior es igual a un esfuerzo 272b de tracción de la región exterior. Por consiguiente, en la porción deformada del metal B en lámina, como se muestra en la FIGURA 22B, un eje 27b neutral, en el cual la tensión compresiva de la región interior y la tensión de tracción de la región exterior están en balance, se posiciona en una posición intermedia del metal B en lámina en la dirección de espesor de la misma.

Como se explica anteriormente, en los metales A y B en lámina, en relación a la tensión generada mediante el proceso de combado, la proporción de esfuerzo 271a de compresión y el esfuerzo 271b de tracción es diferente de la proporción del esfuerzo 272a de compresión y el esfuerzo 272b de tracción. Adicionalmente, en la porción deformada del metal A en lámina, a diferencia del metal B en lámina, en relación a la tensión generada mediante el proceso de combado, el esfuerzo 271a de compresión de la región 273 interior es mayor que el esfuerzo 271b de tracción de la región 274 exterior. A este respecto, debido a que la región 273 interior de la porción deformada es una región que tiene una baja dureza en el metal A en lámina, una arruga y una grieta tienen poca probabilidad de ser generadas mediante el proceso de combado, y la región interior se deforma a fin de abultarse hacia adentro en la porción deformada, como se muestra en la FIGURA 23A.

Además, en la porción deformada del metal A en lámina, a diferencia del metal B en lámina, en relación a la tensión generada mediante el proceso de combado, el esfuerzo 271b de tracción de la región 274 exterior es menor que el esfuerzo 271a de compresión de la región 273 interior, por lo que se reduce la carga aplicada a la región 274 exterior debido al proceso de combado. En virtud de esto, aunque la región 274 exterior de la porción deformada es una región que tiene una alta dureza en el metal A en lámina donde una arruga y una grieta tienen probabilidad de ser generadas, se pueden evitar las desventajas debido al proceso de combado. Por consiguiente, las desventajas debido al proceso de combado tienen poca probabilidad de ser generadas en el metal A en lámina, y el metal A en lámina se puede combar fácilmente.

Adicionalmente, como se muestra en la FIGURA 23A, la porción deformada del metal A en lámina se deforma a fin de moverse hacia adentro, debido a la diferencia entre el esfuerzo 271a de compresión y el esfuerzo 271b de tracción generado por la tensión para la deformación. En virtud de esto, por ejemplo, cuando los metales A y B en lámina tienen el mismo espesor y los metales en lámina se deforman mediante el proceso de combado a fin de tener la misma forma exterior, un espesor di máximo de la porción deformada del metal A en lámina es mayor que un espesor d2 máximo de la porción deformada del metal B en lámina.

Consecuentemente, un producto obtenido mediante el proceso de combado del metal A en lámina se refuerza mediante el espesor di máximo relativamente grande de la porción deformada. En virtud de esto, el producto obtenido mediante el proceso de combado del metal A en lámina tiene alta resistencia, no obstante la dureza de la región 273 interior de la porción deformada es menor que la región 274 exterior. Adicionalmente, en el producto obtenido mediante el proceso de combado del metal A en lámina, un esfuerzo, que se genera por la carga durante el uso, se vuelve menor en la región 274 exterior que tiene la dureza mayor que la región 273 interior, de modo semejante a en el proceso de combado, por lo que se puede reducir la carga aplicada a la región 274 exterior (donde una grieta tiene probabilidad de ser generada) durante el uso. Por consiguiente, en comparación a un producto obtenido mediante el proceso de combado del metal B en lámina, la totalidad del cual tiene la misma dureza que la región 274 exterior de la porción deformada, una grieta tiene poca probabilidad de ser generada en el producto obtenido mediante el proceso de combado del metal A en lámina debido a la carga durante el uso.

Lista de Símbolos de Referencia 10 preforma 12 región de baja dureza 14 región de alta dureza 20 producto 22 pared inferior 24 pared lateral 26 porción deformada 30 dispositivo de moldes 32 base 34 molde inferior 36 molde superior 38 unidad de accionamiento 40 dispositivo de enfriamiento 42 boquilla inferior 44 boquilla superior 46 miembro de enmascaramiento inferior 48 miembro de enmascaramiento superior 50 producto 52 porción de columna rectangular 54 pared inferior o porción de conexión 60 producto 60a abertura 62 pared inferior 64 pared lateral 66 par de porciones de reborde 68 porción deformada 70 dispositivo de moldes 72 molde inferior 74 molde superior 76 muesca muesca preforma región de baja dureza región de alta dureza prensa plegadora molde inferior a muesca en forma de V molde superior

Claims (28)

REIVINDICACIONES

1. Un método para combar un metal en lámina, el método caracterizado en que comprende: un proceso de ajuste de dureza para cambiar la dureza de al menos una parte del metal en lámina a fin de formar una preforma que incluye una región de alta dureza y una región de baja dureza que tiene una dureza menor que la dureza de la región de alta dureza; y un proceso de combado para combar la región de baja dureza de la preforma a fin de formar un producto.

2. El método para combar un metal en lámina de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado en que el proceso de ajuste de dureza incluye un proceso de calentamiento para calentar una totalidad del metal en lámina y un proceso de temple para apagar sólo una región a ser la región de alta dureza .

3. El método para combar un metal en lámina de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado en que el proceso de temple es un proceso para enfriar sólo la región- a ser la región de alta dureza utilizando un molde.

. El método para combar un metal en lámina de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado en que el proceso de temple es un proceso para enfriar por agua sólo la región a ser la región de alta dureza.

5. El método para combar un metal en lámina de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado en que el proceso de ajuste de dureza comprende un proceso de soldadura para posicionar otro metal en lámina, que tiene una dureza diferente a la dureza del metal en lámina, en una región a ser la región de alta dureza o la región de baja dureza, y soldar los metales en lámina entre si.

6. El método para combar un metal en lámina de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado en que el proceso de ajuste de dureza es un proceso para calentar una región a ser la región de baja dureza del metal en lámina, utilizando un láser .

7. El método para combar un metal en lámina de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado en que la dureza de la región de baja dureza está dentro de un rango desde 30% hasta 70% de la dureza de la región de alta dureza .

8. El método para combar un metal en lámina de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado en que la región de baja dureza de la preforma se deforma utilizando una prensa plegadora en el proceso de combado.

9. El método para combar un metal en lámina de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado en que la región de baja dureza de la preforma se deforma mediante formación por rodillos en el proceso de combado.

10. Un producto fabricado mediante el método para combar un metal en lámina de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9.

11. Un método para fabricar una preforma como un producto llevando a cabo el proceso de combado, el método caracterizado en que comprende: un proceso para cambiar la dureza de al menos una parte de un metal en lámina a fin de formar una preforma que tiene una región de alta dureza y una región de baja dureza que tiene una dureza menor que la dureza de la región de alta dureza, en donde la región de baja dureza se forma en una región de la preforma que incluye una región que se deforma mediante el proceso de combado.

12. El método para combar un metal en lámina de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado en que el metal en lámina es una lámina de acero de alta resistencia que tiene una resistencia a la tracción de 980 MPa o más .

13. El producto de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizado en que el metal en lámina es una lámina de acero de alta resistencia que tiene una resistencia a la tracción de 980 MPa o más.

14. El método para fabricar una preforma de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizado en que el metal en lámina es una lámina de acero de alta resistencia que tiene una resistencia a la tracción de 980 MPa o más.

15. El producto de acuerdo con la reivindicación 13, caracterizado en que la dureza Vickers de una región aparte de la porción deformada que se deforma mediante el proceso de combado es 310 o más, y la dureza de la porción deformada está dentro de un rango desde 40% hasta 80% de la dureza de la región aparte de la porción deformada.

16. El método para combar un metal en lámina de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado en que el proceso de ajuste de dureza comprende formar una región objetivo a ser procesada en al menos una parte del metal en lámina, en donde un lado del metal en lámina se forma como la región de baja dureza y el otro lado del metal en lámina se forma como la región de alta dureza.

17. El método para combar un metal en lámina de acuerdo con la reivindicación 16, caracterizado en que el proceso de ajuste de dureza comprende un proceso de calentamiento para calentar al menos la región objetivo sobre una dirección de espesor del metal en lámina, y un proceso de temple para enfriar una superficie que corresponde al lado de la región objetivo que tiene una dureza más alta.

18. El método para combar un metal en lámina de acuerdo con la reivindicación 17, caracterizado en que el proceso de temple es un proceso para enfriar la superficie que corresponde al lado de la región objetivo que tiene una dureza más alta.

19. El método para combar un metal en lámina de acuerdo con la reivindicación 17, caracterizado en que el proceso de temple es un proceso para enfriar por agua la superficie que corresponde al lado de la región objetivo que tiene una dureza más alta.

20. El método para combar un metal en lámina de acuerdo con la reivindicación 16, caracterizado en que el proceso de ajuste de dureza es un proceso de granallado aplicado a un lado del metal en lámina a ser al menos la región objetivo.

21. El método para combar un metal en lámina de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 16 a 20, caracterizado en que la dureza del lado de la región objetivo que tiene la dureza más baja está dentro de un rango desde 30% hasta 80% de la dureza del lado de la región objetivo que tiene la dureza más alta.

22. El método para combar un metal en lámina de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 16 a 21, caracterizado en que la preforma se deforma mediante formación por rodillos en el proceso de combado.

23. El método para combar un metal en lámina de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 16 a 22, caracterizado en que el metal en lámina es una lámina de acero de alta resistencia que tiene una resistencia a la tracción de 980 MPa o más .

24. Un producto fabricado mediante el método para combar un metal en lámina de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 16 a 23.

25. Una preforma de acuerdo con la reivindicación 24, caracterizada en que el metal en lámina es una lámina de acero de alta resistencia que tiene una resistencia a la tracción de 980 MPa o más.

26. Un método para fabricar una preforma llevando a cabo el proceso de combado, el método caracterizado en que comprende: un proceso para cambiar la dureza de un metal en lámina en una dirección de espesor del mismo a fin de formar una preforma que tiene una región objetivo a ser procesada, la región objetivo que se forma en al menos una parte del metal en lámina de modo que la región objetivo incluya lados frontal y trasero que tienen diferente dureza, en donde el lado de la región objetivo que tiene la dureza más baja se forma en una región interior de una porción deformada que se deforma mediante el proceso de combado.

27. El método para fabricar una preforma de acuerdo con la reivindicación 26, caracterizado en que el metal en lámina es una lámina de acero de alta resistencia que tiene una resistencia a la tracción de 980 MPa o más.

28. El método para fabricar una preforma de acuerdo con la reivindicación 26, caracterizado en que la dureza Vickers de una región aparte de la porción deformada que se deforma mediante el proceso de combado es 310 o más, y la dureza del interior de la porción deformada está dentro de un rango desde 40% hasta 85% de la dureza de la región aparte de la porción deformada . RESUMEN DE LA. INVENCIÓN Un método para combar un metal en lámina, que comprende: una etapa de ajuste de dureza en donde una preforma (10) que tiene una región (11) de alta dureza y una región (12) de baja dureza que tiene una dureza menor que la región (11) de alta dureza se forma cambiando la dureza de al menos una parte de un metal en lámina; y una etapa de combado en donde se forma un producto (20) mediante el combado de la región (12) de baja dureza de la preforma (10).