WO2023037961A1 - 金属板の遅れ破壊特性改善方法、ブランク材の製造方法、プレス成形品の製造方法、及びプレス成形品 - Google Patents

金属板の遅れ破壊特性改善方法、ブランク材の製造方法、プレス成形品の製造方法、及びプレス成形品 Download PDF

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delayed fracture
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優一 松木
豊久 新宮
欣哉 中川
雄司 山▲崎▼
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Ｊｆｅスチール株式会社
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    • B21D22/02—Stamping using rigid devices or tools

Definitions

  • the present invention relates to a technique for improving the delayed fracture properties of a metal plate used as a blank material when manufacturing a molded product by press molding.
  • the present invention is a technique for improving delayed fracture characteristics at sheared edges.
  • the present invention also relates to a technique for press-molding a metal plate made of a high-strength steel plate to produce a molded product having good delayed fracture characteristics.
  • an end face obtained by shearing a metal plate is referred to as a sheared end face.
  • a steel plate having a tensile strength of 1470 MPa or more is referred to as an ultra-high strength steel plate.
  • the present invention is suitable for high-strength steel sheets having a tensile strength of 980 MPa or more.
  • High-strength steel plates are used for the car body in order to achieve both weight reduction and passenger protection in the event of a collision.
  • ultra-high-strength steel sheets with a tensile strength of 1470 MPa or more have been applied to vehicle bodies. Delayed fracture is one of the problems in applying high-strength steel sheets, especially ultra-high-strength steel sheets, to automobile bodies.
  • high-strength steel sheets with a tensile strength of 980 MPa or more countermeasures against delayed fracture and stretch-flange cracking, which are generated from sheared end faces after shearing, have become important issues.
  • Non-Patent Document 1 As a simple method for reducing the tensile residual stress on the sheared end face, for example, there is a method of shearing using a stepped upper blade during punching (Non-Patent Document 1). As another method, there is a method of dividing the shearing process into two steps and reducing the cutting margin of the second shearing (Non-Patent Document 2).
  • Non-Patent Document 2 As such shearing methods, the higher the strength of the material, such as ultra-high-strength steel sheets, the more difficult it is to manage the wear of the shearing blades and the shearing conditions. That is, these methods have practical difficulties.
  • Patent Document 1 As a method for reducing the tensile residual stress of the sheared end surface by plastic working after shearing, there is a method described in Patent Document 1. In this method, the sheared scrap is pushed up by a punch opposed to the punch to spread the sheared end face.
  • a plastic working method requires a special equipment configuration such as a facing punch, and also increases the lead time of the shearing process. Therefore, this method is not necessarily an easy method to apply.
  • an object of the present invention is to improve the delayed fracture characteristics of a metal plate made of a high-strength steel plate so as to provide a molded article having good delayed fracture characteristics.
  • the present disclosure is a technique for improving the delayed fracture characteristics of a metal plate by plastic working after shearing, which is easy to apply even for high-strength steel plates such as ultra-high-strength steel plates. That is, in order to solve the problem, one aspect of the present invention is a method for improving delayed fracture characteristics of a metal plate made of a high-strength steel plate and having a sheared end face at least part of the plate end. and applying plastic deformation to at least a portion of the sheared end face of the metal plate.
  • the plastic deformation may be applied to at least the sheared edge, for example, the edge including the sheared edge.
  • the plastic deformation described above does not necessarily have to be applied to the entire sheared end surface. According to the present disclosure, for example, the above plastic deformation may be imparted to a portion of the sheared end surface where at least a predetermined amount of delayed fracture is estimated to occur.
  • the aspect of the present invention it is not always necessary to control blade wear and shear conditions even for high-strength steel sheets. Moreover, according to the aspect of the present invention, it is possible to reduce the tensile residual stress on the sheared edge surface of the steel sheet, which is generated during the shearing process, by a simple method. As a result, according to the aspect of the present invention, it is possible to improve the delayed fracture properties when applying the high-strength steel sheet to various parts such as automobile panel parts, structural/skeletal parts, and the like.
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of stress distribution at an edge having a sheared edge; It is a figure explaining the relaxation mechanism of the stress near the sheared edge surface by processing. It is a figure which shows bending bending back processing by press molding. It is a figure which shows bending bending back processing by leveling using a leveler.
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of stress distribution at an edge having a sheared edge; It is a figure explaining the relaxation mechanism of the stress near the sheared edge surface by processing. It is a figure which shows bending bending back processing by press molding. It is a figure which shows bending bending back processing by leveling using a leveler.
  • FIG. 4 is a diagram showing an angle ⁇ (bending angle) formed by a contour line of a sheared end face (extending direction of the end face) and a bending direction of bending and returning.
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of residual stress generated inside and outside bending after final bending in bending back.
  • (a) is a diagram showing a state after bending.
  • (b) is a diagram showing a state in which the metal plate is released from the mold (springback occurs).
  • the method for manufacturing a molded product according to this embodiment includes a blank material manufacturing process 1 and a press molding process 2, as shown in FIG.
  • the present invention is suitable when the target metal plate is a high-strength steel plate, particularly a high-strength steel plate having a tensile strength of 980 MPa or more.
  • a blank material manufacturing process 1 is a process of manufacturing a blank material (metal plate) to be used in a press molding process 2 for press molding into a shape of a molded product.
  • the blank manufacturing process 1 includes a shearing process 1A and an end face improving process 1B.
  • the shearing step 1A is a step of cutting the metal plate into a blank shape suitable for manufacturing molded products.
  • End Face Improvement Step 1B> The end face improving step 1B is a step of applying plastic deformation to at least a part of the sheared end faces of the metal plate after the shearing step 1A.
  • Plastic deformation is deformation in which distortion is input along the extending direction of the end face.
  • plastic deformation may be imparted only to a region including a portion of the end face where preset residual stress is estimated to occur due to shearing.
  • the above plastic deformation imparts a plastic strain greater than 0 in the direction along the extending direction of the end face.
  • the plastic deformation that does not cause cracking is applied.
  • the plastic deformation is applied by bending and unbending. At this time, it is preferable to set the bending angle at each end face position where plastic deformation is imparted to be less than 90 degrees during each bending and unbending. "Bending angle less than 90 degrees" will be described with reference to FIG.
  • This bending angle refers to the angle formed by a straight line (tangential direction) along the extending direction of the sheared end face at the location of the sheared end face where plastic deformation is applied and each bending direction of bending and returning.
  • the above bending is based on the assumption that a plastic strain larger than 0 is applied in the direction along the extending direction of the end face.
  • Bending and unbending is performed, for example, by bending by press molding (see Fig. 5). Further, the bending and unbending processing is performed, for example, by leveling processing using a leveler having a plurality of rolls arranged in the sheet conveying direction (see FIG. 6). Leveling processing is a processing method used in flattening a plate.
  • the bending and bending back process bending and bending by bending back (reverse bending) are performed a plurality of times on the same sheared end surface in the plate thickness direction.
  • the final bending is set so that the outside of the bending is on the burr side of the sheared end face.
  • the burr side is the side in the plate thickness direction on which burrs are formed by shearing.
  • the above-mentioned plastic deformation may be applied to the end portion including the target sheared end face (for example, the range including the range of 1 mm from the end face), and the bending and bending back processing may be performed.
  • it is preferable to set the application of plastic deformation so that the edge of the plate after being subjected to plastic deformation in the edge improving step 1B becomes flat.
  • the press-forming step 2 is a step of press-forming the blank made of the metal plate manufactured in the blank-material manufacturing step 1 into a target component shape. Press molding is performed in one press process or in multiple stages of press process.
  • Press molded product In the press-formed product (product) manufactured by the manufacturing method of the present embodiment, a plastic strain larger than 0 is applied to at least a part of the sheared end face in the direction along the extending direction of the end face. As a result, the press-formed product of the present embodiment is a press-formed product with improved delayed fracture characteristics.
  • the above embodiments are examples in which the present disclosure is applied to the manufacture of blanks before the step of pressing a metal plate into a desired product shape. That is, in the above-described embodiment, the case where the method for improving the delayed fracture characteristics of a metal plate of the present disclosure (end surface improvement step 1B) is applied as pretreatment for press working is illustrated.
  • the end surface improvement step 1B of the present disclosure may be applied during or after press working for molding into a desired product shape.
  • the end face improving step 1B of the present disclosure may be applied to a sheared end face generated by shearing the end portion for shaping the outer periphery of the plate.
  • the above edge improving step 1B may be applied to the sheared edge.
  • the plastic deformation in the edge improving step 1B is different from press forming for forming the plate into the desired product shape. Considering the influence on press molding for molding into a product shape, it is preferable to carry out as follows. That is, it is preferable to perform the plastic deformation processing in the end surface improvement step 1B only to the end portion having the sheared end surface (for example, only the flange portion).
  • the sheared end face is subjected to plastic deformation by plastic working.
  • the plastic working of the present disclosure is performed by bending and unbending.
  • the metal plate is a high-strength steel plate such as an ultra-high-strength steel plate
  • the occurrence of delayed fracture is suppressed by reducing the residual stress on the sheared end face. That is, the delayed fracture characteristics at the sheared edge of the metal plate are improved.
  • the bending angle at each sheared end surface in the bending and returning process is set to less than 90 degrees, it is possible to introduce sufficient plastic deformation to the sheared end surface.
  • plastic deformation can be easily imparted to the end face of the plate by performing bending deformation by press forming or leveling processing for flattening the plate.
  • the outer side of the bending in the final bending process should be on the burr side of the sheared end face.
  • the burr side in the plate thickness direction is a portion where delayed fracture is likely to occur due to the influence of burrs and surface roughness. In this case, it is possible to further suppress delayed fracture originating from the burr.
  • FIG. 2 is a diagram showing the state of the edge of the plate when the edge of the plate is cut by moving the shear blade from the upper side to the lower side. In the case of FIG. 2, the burr side is downward.
  • the residual stress in the direction along the extending direction of the sheared end face 10A is as shown in FIG.
  • the direction along the extending direction of the sheared end surface 10A is the plate width direction (see FIG. 2(b)).
  • FIG. 3 shows an example of stress distribution in the direction away from the sheared end face 10A (direction orthogonal to the end face 10A), as indicated by the arrow in FIG. 2(a).
  • the first region ARA1 is a region having strong tensile residual stress on the surface of the sheared edge.
  • the second area ARA2 is an area having compressive residual stress to balance the tensile residual stress.
  • the third area ARA3 is an area inside the second area ARA2 where no residual stress exists.
  • the first and second regions ARA1 and ARA2 are the center of the plastic deformation due to uniform tensile strain by bending or stretching with the burr side out of bending.
  • the sheared end face 10A that is taken into consideration in the present disclosure is, for example, a sheared end face of the metal plate 10 of any shape produced by shearing.
  • the sheared end face 10A is intended to be the end face 10A of the punched portion or the end face 10A forming the contour defining the outer shape of the blank.
  • FIG. 3 shows the case of using a sample piece made of a high-strength steel plate with a tensile strength of 980 MPa.
  • the depth d from the end surface 10A to the boundary between the second area ARA2 and the third area ARA3 was 1 mm. Therefore, the area to be plastically deformed should be an area within a depth d of 1 mm from the surface of the end face 10A produced by shearing, where strain and stress due to shearing exist.
  • the bending and unbending processing may be performed so as to impart shear deformation to at least the end portion of the region of 1 mm from the sheared end face 10A.
  • the depth d of the first region ARA1 is, for example, 100 ⁇ m.
  • the application of plastic deformation is preferably performed by bending and returning.
  • the contour shape of the end surface 10A in the extending direction is a curved shape that changes in the direction orthogonal to the end surface 10A
  • the following procedure may be performed. That is, the bending and returning process may be performed so that a depth of 1 mm or less from the surface of the end face 10A can be secured at the end of the sheared end face 10A at the most recessed portion.
  • a simple one-time bending process is sufficient, but a bending back process is adopted in consideration of restoring the original shape such as flatness.
  • the bending and unbending processing is performed by bending by press molding as shown in FIG. 5 or by leveling as shown in FIG.
  • bending and unbending deformation is caused on the surface of the sheared end face 10A to relax the residual stress of the sheared end face 10A and suppress delayed fracture.
  • the die 20 and punch 21 for bending, and the die 22 and punch 23 for reverse bending, shown in FIG. 5, may have the same mold or different molds. good too. Also, the diameters of the leveler rolls 30 may not be the same.
  • the bending and unbending processing can also be performed by bending deformation by press forming.
  • at least two steps of pressing and the addition of a mold for forming are required.
  • by performing the bending and unbending process by the leveling process it is possible to perform relatively easily using only a leveler between the blanking process by shearing and the subsequent forming process.
  • a sufficiently strong leveler that can introduce plastic strain into a steel sheet having a tensile strength of 980 MPa or higher must be used.
  • ⁇ Regarding bending angle ⁇ > In order to improve the delayed fracture characteristics by alleviating the residual stress of the sheared end surface 10A, it is preferable to perform bending and bending deformation to the extent that plastic deformation is sufficiently included. In order to obtain this effect, it is necessary that the tensile or compressive plastic strain on the sheared end surface 10A is 0.003 or more. Preferably, if the plastic strain is 0.005 or more, it is possible to remarkably relax the residual stress of the sheared end face 10A.
  • the processing step in which this plastic strain is introduced may be either bending or unbending deformation among bending and unbending deformations, and the residual stress is relieved once a sufficient amount of plastic strain is introduced.
  • the bending angle ⁇ formed by the contour line of the sheared end surface 10A (extending direction of the end surface 10A) and the bending direction of bending and returning is, for example, in the range of 0 degrees or more and 75 degrees or less.
  • the bending angle ⁇ is preferably in the range of 0 degrees or more and 45 degrees or less. This is because when the bending direction and the contour line of the sheared end face 10A are close to 90 degrees, it becomes difficult to introduce strain to the surface of the sheared end face 10A. The reason for this is that the surface of the sheared end surface 10A is open to deformation directions of tension and compression along the end surface 10A due to bending.
  • the contour line of the sheared end surface 10A before bending is shown as a straight line, but the contour line of the end surface 10A may be a curved line or a partially discontinuous line.
  • FIG. 8 is a case where the final bending is downward. Therefore, after the springback when the restraint of the press is released, the residual stress is due to the compression side. Therefore, it is desirable that the outer side of the final bending (the lower side in FIG. 8) be on the burr side of the sheared end face 10A.
  • the burr side is a portion where delayed fracture is likely to occur due to the effects of burrs and surface roughness.
  • the present disclosure can also take the following configurations.
  • a plastic strain larger than 0 is applied to at least a part of the sheared end face in a direction along the extending direction of the end face.
  • the application of the plastic deformation is performed by bending and returning.
  • Each bending angle in the above-mentioned bending and bending back processing is less than 90 degrees.
  • the above-mentioned bending and unbending is performed by bending by press molding.
  • the bending and unbending process is performed by leveling using a plurality of rolls. (7)
  • the final bending in the above bending and bending back was set so that the outside of the bending was on the burr side of the sheared end face.
  • the metal plate is a high-strength steel plate having a tensile strength of 980 MPa or more.
  • a method for manufacturing a blank material for press forming which includes a step of shearing a metal plate made of a high-strength steel plate, and a step after the step of shearing, the present disclosure described above. and a step of applying plastic deformation to the sheared end surface by the method for improving delayed fracture characteristics.
  • a method of press forming a metal plate made of a high-strength steel plate to produce a molded product comprising a step of shearing a metal plate made of a high-strength steel plate, and a step after the step of shearing.
  • test material A using a steel plate having a thickness of 1.4 mm and a tensile strength of 1470 MPa. It should be noted that the present disclosure is not limited to steel sheets with a tensile strength of 1470 MPa.
  • INDUSTRIAL APPLICABILITY The present disclosure can be applied to metal materials such as steel sheets having a tensile strength of 980 MPa or more, which cause delayed fracture on the sheared end face. (About shear processing)
  • the test material A was sheared to prepare a linear sheared end surface with a length of 500 mm to be evaluated. The clearance during shearing was set to 12% of the plate thickness.
  • the prepared sheared end face was subjected to press forming as shown in FIG. 5 or bending back by leveling as shown in FIG. 6 so that the maximum plastic strain in each step was changed.
  • the angles formed by the outline of the sheared end surface defined in FIG. 7 and the bending direction of bending and unbending were also changed, and each sample after bending and unbending was produced. It should be noted that in leveling, a large strain was applied to the first roll, as is commonly practiced. At this time, the pressing amount of each roll was adjusted so that the strain given to the last roll gradually decreased.
  • the residual stress of the sheared end face after cutting by X-ray was measured. Furthermore, each sample was immersed in a hydrochloric acid bath of pH 1 for 96 hours, and the presence or absence of cracks in the sample and the time of generation of cracks were confirmed. At this time, it was determined that the delayed fracture occurred due to the surface crack penetrating through the plate thickness due to the delayed fracture of the sheared edge.
  • the measurement range was set to a diameter of 500 ⁇ m. Then, the stress at the center of the plate thickness was measured with respect to the direction parallel to the sheared end surface after shearing.
  • Example 1 Tables 1 and 2 show the sample formation conditions and the evaluation results in Example 1, respectively.
  • the bending and unbending processes were performed by press forming.
  • Table 1 shows the results of press forming when the angle formed by the contour line of the sheared end face and the bending direction of bending and returning was set to 0 degree.
  • Table 1 shows the relationship between the maximum amount of plastic strain introduced by bending and unbending, the presence or absence of delayed fracture, the occurrence time of delayed fracture, and residual stress.
  • Table 2 shows the results of leveling when the angle formed by the contour line of the sheared end face and the bending direction of bending and returning was set to 0 degree. Specifically, Table 2 shows the relationship between the maximum amount of plastic strain introduced by bending and unbending, the presence or absence of delayed fracture, the occurrence time of delayed fracture, and residual stress.
  • the final bending outer side in the bending-back processing was set to be the sagging side of the sheared end face.
  • the time until delayed fracture occurred was extended.
  • delayed fracture no longer occurred at a plastic strain of 0.005 or more.
  • the occurrence time of delayed fracture or the presence or absence of delayed fracture was correlated with residual stress.
  • Example 2 In Example 2, the relationship between the maximum amount of plastic strain introduced by bending and bending, the presence or absence of delayed fracture, and the occurrence time of delayed fracture when each bending angle of bending and bending is changed. This is a researched example. Table 3 shows an example of bending and unbending by leveling. However, the final bending outer side in the bending and returning process was set to the sagging side of the sheared end face. Also, the maximum plastic strain amount was set to 0.005.
  • Example 3 In Example 3, the occurrence time of the delayed fracture or the presence or absence of the delayed fracture and the residual stress are shown in the case where the bending and unbending processing is performed by press forming and leveling, respectively.
  • Example 3 a case where the final bending outer side of the bending and returning is on the burr side and a case where the final bending outer side is on the sagging side have been described.
  • the maximum plastic strain amount was set to 0.003.
  • the angle formed by the bending direction and the sheared end surface 10A was set to 0 degrees. Table 4 shows the results.
  • the X-ray measurement was performed with a diameter of 250 ⁇ m, and measurements were made at a position 0.25 mm from the plate surface on both the burr side and the sag side of the plate thickness. The measurement was made in a direction parallel to the sheared end face 10A after shearing. The former was taken as the residual stress on the burr side, and the latter was taken as the residual stress on the sag side.
  • delayed fracture can be further suppressed by setting the final bending outer side of the bending back to the burr side of the sheared end face.

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Abstract

簡易な方法によって成形後のせん断端面からの遅れ破壊を抑制するために、高強度鋼板からなる金属板の遅れ破壊特性を改善する方法を提供する。板端部の少なくとも一部にせん断端面（１０Ａ）を有し且つ高強度鋼板からなる金属板（１０）の遅れ破壊特性を改善する遅れ破壊特性改善方法である。上記金属板（１０）の上記せん断端面（１０Ａ）の少なくとも一部に対し、塑性変形を付与する。

Description

金属板の遅れ破壊特性改善方法、ブランク材の製造方法、プレス成形品の製造方法、及びプレス成形品
　本発明は、プレス成形にて成形品を製造する際に使用される、ブランク材としての金属板の遅れ破壊特性を改善する技術に関する。特に、本発明は、せん断端面での遅れ破壊特性を改善する技術である。また、本発明は、高強度鋼板からなる金属板をプレス成形して、遅れ破壊特性が良好な成形品を製造するための技術に関する。
　ここで、本明細書では、金属板にせん断加工を施した端面をせん断端面と呼ぶ。また、本明細書では、引張強度１４７０ＭＰａ以上の鋼板を超高強度鋼板と呼ぶ。本発明は、引張強度９８０ＭＰａ以上の高強度鋼板に好適である。
　現在、自動車には軽量化による燃費向上と衝突安全性の向上が求められている。車体には、軽量化と衝突時の搭乗者保護を両立する目的で、高強度鋼板が使用されている。特に近年では、引張強度１４７０ＭＰａ以上の超高強度鋼板が車体に適用されてきている。高強度鋼板、特に超高強度鋼板の車体適用時における課題の一つに遅れ破壊がある。そして、引張強度９８０ＭＰａ以上の高強度鋼板では、せん断加工後の端面であるせん断端面から発生する、遅れ破壊と伸びフランジ割れへの対策が重要な課題となっている。
　ここで、せん断端面には、大きな引張応力が残留することが知られている。そして、せん断端面を有する金属板を用いたプレス部品において、せん断端面での遅れ破壊の発生が懸念されている。この懸念は、特に超高強度鋼板で顕著となる。そして、このせん断端面での上記破壊を抑制するためには、せん断端面の引張り残留応力を低減させる必要がある。
　ここで、せん断端面の引張り残留応力を低減する簡易な方法としては、例えば、穴抜き加工時に段付き上刃を用いてせん断する方法（非特許文献１）がある。また、別の方法としては、せん断工程を二回に分け、二回目のせん断の切り代を小さくする方法（非特許文献２）がある。しかし、このようなせん断に関する工法では、超高強度鋼板のように材料強度が高くなるほど、せん断用の刃の摩耗やせん断条件の管理に課題があった。すなわち、これらの方法は、実用上の難点があった。
　また、せん断後の塑性加工によりせん断端面の引張り残留応力を低減する方法としては、特許文献１に記載の方法がある。この方法は、せん断後のスクラップを打ち抜きパンチに対する対向パンチによって突き上げ、せん断端面を押し広げる方法である。しかし、このような塑性加工方法は、対向パンチ等の特別な設備構成が必要であり、せん断工程のリードタイムも増加する。このため、この方法は、必ずしも適用が容易な手法ではなかった。
　そして、従来においては、高強度鋼板、特に超高強度鋼板を用いた成形品において、板のせん断端面から発生する遅れ破壊が懸念されている。
高橋雄三ら：　突起付きパンチを用いた張力下の打ち抜きによる高強度薄鋼板の打ち抜き穴広げ性の改善、　塑性と加工、　５４－６２７（２０１３）、３４３－３４７ 中川威雄、吉田清太：削り抜き法－せん断面の伸び変形能の向上策－、塑性と加工、１０－１０４（１９６９）、６６５－６７１
特許第６５６２０７０号公報
　本発明は、上記のような点に着目してなされたもので、簡易な方法によって成形後のせん断端面からの遅れ破壊を抑制することを目的とする。このために、本発明は、高強度鋼板からなる金属板の遅れ破壊特性を改善して、遅れ破壊特性の良好な成形品を提供可能にすることを目的とする。
　本開示は、超高強度鋼板などの高強度鋼板であっても、適用が容易なせん断後の塑性加工によって、金属板の遅れ破壊特性を改善する技術である。
　すなわち、課題解決のために、本発明の一態様は、板端部の少なくとも一部にせん断端面を有し且つ高強度鋼板からなる金属板の遅れ破壊特性を改善する遅れ破壊特性改善方法であって、上記金属板の上記せん断端面の少なくとも一部に対し、塑性変形を付与する、ことを要旨とする。
　上記塑性変形は、少なくともせん断端面、例えばせん断端面を含む端部に付与されれば良い。
　また、上記の塑性変形は、せん断端面の全部に対し必ずしも付与する必要はない。本開示は、例えば、せん断端面のうち、少なくとも所定以上の遅れ破壊が発生すると推定される箇所に対し、上記の塑性変形が付与されればよい。
　本発明の態様によれば、高強度鋼板であっても刃の摩耗やせん断条件の管理が必ずしも必要ではない。且つ、本発明の態様によれば、簡易な方法によって、せん断加工時に発生する鋼板のせん断端面の引張り残留応力を低減することができる。この結果、本発明の態様によれば、自動車のパネル部品、構造・骨格部品等の各種部品に高強度鋼板を適用する際に遅れ破壊特性を向上することができる。
本発明に基づく実施形態に係る成形品の製造工程の例を示す図である。 せん断端面の模式図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は端面方向から見た平面図である。 せん断端面を有する端部での応力分布の例を示す図である。 加工によるせん断端面付近の応力の緩和機構を説明する図である。 プレス成形による曲げ曲げ戻し加工を示す図である。 レベラーを用いたレベリングによる曲げ曲げ戻し加工を示す図である。 せん断端面の輪郭線（端面の延在方向）と曲げ曲げ戻しの曲げ方向のなす角度θ（曲げの角度）を示す図である。 曲げ曲げ戻し加工における、最終的な曲げ加工後の、曲げ内外に生じる残留応力の例を示す図である。（ａ）が曲げ加工を施した状態を示す図である。（ｂ）は金型から金属板を解放した状態（スプリングバック発生）を示す図である。
　次に、本発明の態様について図面を参照して説明する。
　（構成）
　本実施形態の成形品製造の方法は、図１に示すように、ブランク材製造工程１と、プレス成形工程２とを備える。
　本発明は、対象とする金属板が、高強度鋼板、特に引張強度が９８０ＭＰａ以上の高強度鋼板の場合に好適である。
　（ブランク材製造工程１）
　ブランク材製造工程１は、成形品の形状にプレス成形するプレス成形工程２で使用するブランク材（金属板）を製造する工程である。そのブランク材製造工程１は、せん断工程１Ａと、端面改善工程１Ｂとを備える。
　＜せん断工程１Ａ＞
　せん断工程１Ａは、成形品製造のために好適なブランク形状に、金属板を切断する工程である。
　＜端面改善工程１Ｂ＞
　端面改善工程１Ｂは、せん断工程１Ａ後の金属板における、せん断端面の少なくとも一部の端面に対し、塑性変形を付与する工程である。塑性変形は、端面の延在方向に沿ってゆがみが入力される変形とする。
　このとき、例えば、ＣＡＥ等の構造解析などで、せん断によって、予め設定した残留応力が発生すると推定される端面の箇所を含む領域にだけ、塑性変形を付与してもよい。
　また、上記の塑性変形で、端面の延在方向に沿った方向の、０より大きな塑性ひずみを付与する。付与する塑性ひずみの上限について規定はないが、割れが発生しないだけの塑性変形を付与する。
　塑性変形の付与は、曲げ曲げ戻し加工で行うことが好ましい。
　このとき、各曲げ及び曲げ戻しの際における、塑性変形を付与する各端面位置における曲げの角度が、９０度未満となるように設定することが好ましい。「曲げの角度を９０度未満」について図７を参照して説明する。この曲げの角度は、塑性変形が付加されるせん断端面の箇所で、せん断端面の延在方向に沿った直線（接線方向）と、曲げ曲げ戻しの各曲げ方向とのなす角を指す。ただし、上記の曲げは、端面の延在方向に沿った方向に、０より大きな塑性ひずみが付与される曲げであることを前提とする。
　曲げ曲げ戻し加工は、例えばプレス成形による曲げ加工によって行う（図５参照）。また、曲げ曲げ戻し加工は、例えば、板の搬送方向に並んだ複数のロールを有するレベラーを用いたレベリング加工によって行う（図６参照）。レベリング加工は、板を平坦化する際に使用される加工方法である。
　曲げ曲げ戻し加工は、同一のせん断端面に対し、板厚方向に向けて、曲げと、曲げ戻しによる曲げ（逆曲げ）とを複数回実行する。その際に、その最後の曲げについて、曲げ外側が、せん断端面のバリ側になるように設定することが好ましい。バリ側とは、板厚方向における、せん断によってバリが形成される側である。
　ここで、上記の塑性変形が、対象とするせん断端面を含む端部（例えば端面から１ｍｍの範囲を含む範囲）に付与されるようにして、曲げ曲げ戻し加工を行えばよい。
　また、端面改善工程１Ｂで塑性変形を付与した後の板端部が、平坦となるように、当該塑性変形の付与を設定することが好ましい。
　（プレス成形工程２）
　プレス成形工程２は、ブランク材製造工程１で製造した金属板からなるブランク材を、目的の部品形状にプレス成形する工程である。プレス成形は、１回のプレス加工、又は多段階のプレス加工で実行される。
　（プレス成形品）
　本実施形態の製造方法で製造されたプレス成形品（製品）は、せん断端面の少なくとも一部に対し、端面の延在方向に沿った方向の、０より大きな塑性ひずみが付与されている。
　これによって、本実施形態のプレス成形品は、遅れ破壊特性が改善されたプレス成形品となる。
　（変形例）
　以上の実施形態は、金属板を目的の製品形状にプレス加工する工程の前のブランク材の製造に対して、本開示を適用した例である。すなわち、上記の実施形態では、プレス加工の前処理として、本開示の金属板の遅れ破壊特性改善方法（端面改善工程１Ｂ）を適用した場合を例示した。
　本開示の端面改善工程１Ｂを、目的の製品形状に成形するプレス加工の途中やプレス加工後に適用しても良い。具体的には、本開示の端面改善工程１Ｂを、板外周の整形のための端部のせん断加工で生じたせん断端面に対し適用してもよい。
　例えば、目的の製品形状に成形したのちに、部品形状の整形のために板端部をせん断した場合に、そのせん断端面に対し、上記の端面改善工程１Ｂの処理を適用してもよい。
　ただし、端面改善工程１Ｂでの塑性変形は、板を目的の製品形状に成形するためのプレス成形とは異なる。製品形状に成形するためのプレス成形への影響を考慮すると、次のように実行することが好ましい。すなわち、せん断端面を有する端部だけ（例えばフランジ部だけ）に、端面改善工程１Ｂでの塑性変形を付与する処理を実行することが好ましい。
　（効果）
　本実施形態では、せん断端面に塑性加工による塑性変形を施す。好ましくは、本開示の塑性加工は曲げ曲げ戻し加工で施す。これによって、金属板（ブランク材）が超高強度鋼板などの高強度鋼板であっても、簡易な方法によって、せん断端面の残留応力を低減させることができる。しかも、本実施形態では、板の形状をせん断後と同様の平坦な状態に保ちつつ上記効果を得ることが可能である。
　また、せん断端面の残留応力の低減により、遅れ破壊の発生が抑制される。すなわち、金属板のせん断端面での遅れ破壊特性が改善される。
　ここで、曲げ曲げ戻し加工における各せん断端面の箇所での各曲げの角度を９０度未満とすることで、せん断端面に対し十分な塑性変形を導入可能となる。
　なお、曲げ曲げ戻し加工を、プレス成形による曲げ変形や、板を平坦化するレベリング加工によって行うことで、板の端面に対し簡易に塑性変形を付与することができる。
　このとき、最終的な曲げ加工による曲げ外側は、せん断端面のバリ側になるようにすることが望ましい。ここで、板厚方向におけるバリ側は、バリや表面性状の荒れの影響で遅れ破壊が生じやすい部位である。この場合、バリを起点とする遅れ破壊をより抑制可能となる。
　（作用（機序）その他について）
　＜塑性変形による応力の緩和について＞
　以下、本開示の適用によって発生する、せん断端面の塑性変形による応力の緩和について説明する。
　図２は、板の端部を、上側から下側に向けてせん断刃を移動して切断した場合の板端部の状態を示す図である。図２の場合、バリ側が下方となっている。
　この場合、せん断端面１０Ａ及びそのせん断端面１０Ａを含む端部では、せん断端面１０Ａの延在方向に沿った方向での残留応力は、図３のようになっている。このとき、せん断端面１０Ａの延在方向に沿った方向は、板幅方向（図２（ｂ）参照）である。図３は、図２（ａ）の矢印のように、せん断端面１０Ａから離れる方向（端面１０Ａに直交する方向）の応力分布の一例を表している。
　この図３から分かるように、せん断端面１０Ａから内側に向けて、第１～第３の領域ＡＲＡ１、ＡＲＡ２、ＡＲＡ３が存在する。第１の領域ＡＲＡ１は、せん断端面表面の強い引張残留応力を有する領域である。第２の領域ＡＲＡ２は、その引張残留応力に釣り合うように圧縮残留応力を有する領域である。第３の領域ＡＲＡ３は、第２の領域ＡＲＡ２よりも内部である残留応力の存在しない領域である。
　この３つの領域ＡＲＡ１～３のうちの、第１及び第２の領域ＡＲＡ１、２を中心に、バリ側を曲げ外とする曲げ加工や引張加工による一様な引張ひずみによる塑性変形を導入する。その後、塑性変形を導入した板を一様にスプリングバックさせると、図４の（ａ）から（ｃ）のようになる。すなわち、第１の領域ＡＲＡ１では、応力－ひずみ履歴によって初期に存在した引張残留応力が緩和する。そして、表面側の第１の領域ＡＲＡ１での応力と、内部の第２の領域ＡＲＡ２での応力の差が減少する。これは、せん断で導入される塑性ひずみが圧縮ひずみである場合も同様である。
　以上のことから、十分な引張又は圧縮の塑性ひずみを、せん断端面１０Ａに導入することができれば、せん断端面１０Ａ表面の残留応力を緩和することが可能であることが分かる。
　特に、曲げ曲げ戻し加工を塑性ひずみの導入方法として採用すれば、様々な板の形状をせん断後と同様の平坦な状態に保ちつつ、応力を緩和することが可能である。
　ただし、本開示において念頭に置いているせん断端面１０Ａとは、例えば、せん断により作製された任意の形状の金属板１０のせん断端面である。そして、本開示では、せん断端面１０Ａとして、穴抜き部の端面１０Ａやブランク材の外形を規定する輪郭線を構成する端面１０Ａを意図している。
　ここで、図３は、引張強度９８０ＭＰａの高強度鋼板からなる試料片を用いた場合である。この場合、端面１０Ａから上記第２の領域ＡＲＡ２と第３の領域ＡＲＡ３との境界までの深さｄは、１ｍｍであった。このため、塑性変形を付与する領域は、せん断によって作製された端面１０Ａ表面から深さｄ＝１ｍｍ以内の、せん断によるひずみと応力が存在する領域とすればよい。すなわち、少なくともせん断端面１０Ａから１ｍｍの領域の端部に対してせん断変形を付与するように曲げ曲げ戻し加工を施せばよい。なお、第１の領域ＡＲＡ１の深さｄは、例えば１００μｍである。
　＜塑性変形付与の方法について＞
　ここで、仮に一軸引張や一軸圧縮で塑性ひずみを導入した場合を考える。この場合、塑性ひずみの導入によって、板の厚さが変化してしまう。更に、複雑な形状のブランクでは引張軸に対して垂直な方向の幅が狭い部分にひずみが集中するため、一様に変形させることができない。また、単純な曲げ成形で塑性ひずみを導入した場合、ブランク全体が成形後に大きく曲がってしまう。したがって、金属板１０がせん断後と同様の平坦な状態を保つことが不可能である。
　このようなことから、塑性変形の付与は、曲げ曲げ戻し加工で行うことが好ましいことが分かる。なお、端面１０Ａが延在方向の輪郭形状が、端面１０Ａに直交する方向に変化するような曲線形状の場合、次のように行えば良い。すなわち、一番凹んでいる箇所のせん断端面１０Ａの端部で上記端面１０Ａ表面から深さ１ｍｍ以内が確保できるようにして曲げ曲げ戻し加工を行えばよい。
　なお、単純な１回の曲げ加工だけでも良いが、元の平坦などの形状に戻すことを考慮して、曲げ曲げ戻し加工を採用する。
　曲げ曲げ戻し加工は、図５に示すようなプレス成形による曲げ加工や、図６に示すようなレベリングによる加工を施す。この場合、曲げ曲げ戻し変形をせん断端面１０Ａ表面に生じさせて、せん断端面１０Ａの残留応力を緩和し、遅れ破壊を抑制する。
　図５で示される、曲げ加工用のダイ２０とパンチ２１、曲げ戻しを行う逆曲げ加工用のダイ２２とパンチ２３は、同じ金型を持ちしても良いし、違う金型を使用してもよい。
　また、レベラー用のロール３０の各径も同じでなくても良い。
　ここで、曲げ曲げ戻し加工はプレス成形による曲げ変形によって行うことも可能である。しかし、ブランキング工程とその後の成形工程の間に、少なくとも二工程のプレス工程と成形用の金型の追加が必要となる。
　一方で、曲げ曲げ戻し加工をレベリング加工によって行うことで、せん断によるブランキング工程とその後の成形工程の間でレベラーのみを用いて比較的容易に行うことができる。ただし、本開示においては、引張強度９８０ＭＰａ級以上の鋼板に対しても塑性ひずみを導入できるだけの、十分に強力なレベラーを使用しなければならない。
　＜曲げ角θについて＞
　せん断端面１０Ａの残留応力の緩和による遅れ破壊特性の改善のためには、塑性変形が十分に入る程度の曲げ曲げ戻し変形が好ましい。その効果を得るためには、せん断端面１０Ａに対する引張又は圧縮の塑性ひずみが０．００３以上になることが必要である。好ましくは、塑性ひずみが０．００５以上であればせん断端面１０Ａの残留応力を顕著に緩和することが可能である。
　なお、この塑性ひずみが導入される加工工程は、曲げ曲げ戻し変形のうち、曲げと曲げ戻し変形のいずれでも構わず、一度でも十分な塑性ひずみが導入されれば残留応力は緩和される。
　ここで図７に示すような、せん断端面１０Ａの輪郭線（端面１０Ａの延在方向）と、曲げ曲げ戻しの曲げ方向のなす曲げ角θは、例えば０度以上７５度以下の範囲とする。曲げ角θは、好ましくは０度以上４５度以下の範囲であることが望ましい。これは、曲げ方向とせん断端面１０Ａの輪郭線とが９０度に近い場合、せん断端面１０Ａ表面にひずみを導入することが困難となるからである。その理由は、曲げによる端面１０Ａに沿った方向の引張・圧縮の変形方向に対し、せん断端面１０Ａ表面は開放されているためである。なお、図７では、せん断端面１０Ａの曲げ前の輪郭線は直線で示されているが、この端面１０Ａの輪郭線は曲線や部分的に不連続な線であっても良い。
　＜最終的な曲げ方向＞
　最終的な曲げ加工によって、図８の（ａ）→（ｂ）のように、引張部には引張ひずみが入る。なお、図８は、最終的な曲げが下方の場合である。このため、プレスの拘束を解除した際のスプリングバック後には、その分の残留応力が圧縮側による。そのため、最終的な曲げ加工による曲げ外側（図８では下側）は、せん断端面１０Ａのバリ側になるようにすることが望ましい。なお、バリ側は、バリや表面性状の荒れの影響で遅れ破壊が生じやすい部位である。バリ側を曲げ外側とすることにより、せん断端面１０Ａのバリ側における残留応力が、成形による圧縮の残留応力分だけ減少される。
　（その他）
　本開示は、次の構成も取り得る。
　（１）板端部の少なくとも一部にせん断端面を有し且つ高強度鋼板からなる金属板の遅れ破壊特性を改善する遅れ破壊特性改善方法であって、上記金属板の上記せん断端面の少なくとも一部に対し、塑性変形を付与する。
　（２）上記塑性変形で、上記せん断端面の少なくとも一部に対し、端面の延在方向に沿った方向の、０より大きな塑性ひずみを付与する。
　（３）上記塑性変形の付与は、曲げ曲げ戻し加工で行われる。
　（４）上記曲げ曲げ戻し加工における、各曲げの角度を９０度未満にする。
　（５）上記曲げ曲げ戻し加工は、プレス成形による曲げ加工によって行う。
　（６）上記曲げ曲げ戻し加工は、複数のロールを用いたレベリング加工によって行う。
　（７）上記曲げ曲げ戻し加工における最後の曲げについて、曲げ外側が、せん断端面のバリ側になるように設定した。
　（８）上記金属板は、引張強度が９８０ＭＰａ以上の高強度鋼板である。
　（９）プレス成形用のブランク材の製造方法であって、高強度鋼板からなる金属板にせん断加工を施す工程と、上記せん断加工を施す工程の後の工程であって、上記記載の本開示の遅れ破壊特性改善方法によって、せん断端面に塑性変形を付与する工程と、を備える。
　（１０）高強度鋼板からなる金属板をプレス成形して成形品を製造する方法であって、高強度鋼板からなる金属板にせん断加工を施す工程と、上記せん断加工を施す工程の後の工程であって、上記記載の本開示の遅れ破壊特性改善方法によって、せん断端面に塑性変形を付与する工程と、を備える。
　（１１）板端部の少なくとも一部にせん断端面を有し且つ高強度鋼板なる金属板を加工してなるプレス成形品であって、上記せん断端面の少なくとも一部に対し、端面の延在方向に沿った方向の、０より大きな塑性ひずみが付与されている。
　次に、本実施形態に基づく実施例について説明する。
　ここでは、板厚１．４ｍｍの引張強度１４７０ＭＰａの鋼板を用いた供試材Ａを対象に実施例を説明する。なお、本開示は、引張強度１４７０ＭＰａの鋼板に限るものではない。本開示は、せん断端面に遅れ破壊が発生するような、引張強度が９８０ＭＰａ以上の鋼板をはじめとした、金属材料に対して適用が可能である。
　（せん断加工について）
　本実施例では、初めに、供試材Ａをせん断して、評価の対象とする長さ５００ｍｍの直線状のせん断端面を作製した。なお、せん断加工時のクリアランスは板厚に対して１２％とした。
　（曲げ曲げ戻し加工）
　作製したせん断端面に対し、図５に示すようなプレス成形、又は図６に示すようなレベリングによる、曲げ戻しを、各工程での最大の塑性ひずみが変化するように行った。
　ここで、図７に定義するせん断端面の輪郭線と曲げ曲げ戻しの曲げ方向のなす角も変化させて、それぞれ実行して、曲げ曲げ戻し加工後の各サンプルを作製した。
　なお、レベリングにおいては通常実施されるように、最初の方のロールで大きなひずみを与えた。このとき、最後の方のロールに向けて徐々に与えるひずみが減っていくように、各ロールの押し込み量を調整した。
　（評価）
　サンプル作製後、Ｘ線による切断後のせん断端面の残留応力測定を実施した。更に、各サンプルをＰＨ１の塩酸の浴に９６時間浸漬し、サンプルの割れの有無と割れの発生時間を確認した。このとき、せん断端面の遅れ破壊による表面亀裂の板厚貫通を以て、遅れ破壊が発生したと判定した。また、Ｘ線による測定は測定範囲を直径５００μｍとした。そして、板厚の中央部について、せん断加工後のせん断端面と平行方向に対し、板厚中央の応力を測定した。
　（実施例１）
　実施例１における、サンプル形成条件とその評価結果を表１及び表２にそれぞれ示す。表１に示す実施例では、曲げ曲げ戻し加工をプレス成形で実行した。
　表１には、プレス成形において、せん断端面の輪郭線と曲げ曲げ戻しの曲げ方向のなす角を０度としたときの結果を示した。具体的には、表１に、曲げ－曲げ戻しで導入した最大の塑性ひずみ量と、遅れ破壊の発生の有無、並びに遅れ破壊の発生時間、残留応力の関係を示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　また、表２では、曲げ曲げ戻し加工をプレス成形で実行した。
　表２には、レベリングにおいて、せん断端面の輪郭線と曲げ曲げ戻しの曲げ方向のなす角を０度としたときの結果を示した。具体的には、表２に、曲げ－曲げ戻しで導入した最大の塑性ひずみ量と、遅れ破壊の発生の有無、並びに遅れ破壊の発生時間、残留応力の関係を示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　ここで、表１、表２の例のいずれでも、曲げ曲げ戻し加工における最終的な曲げ外側はせん断端面におけるダレ側になるようにした。
　表１、２から分かるように、０．００３以下の塑性ひずみで、遅れ破壊発生までの時間が延長された。更に、塑性ひずみ０．００５以上では、遅れ破壊が発生しなくなった。また、遅れ破壊の発生時間又は遅れ破壊の発生の有無は、残留応力と相関がみられた。
　（実施例２）
　実施例２では、曲げ曲げ戻し加工の各曲げ角を変化させた場合の、曲げ－曲げ戻しで導入した最大の塑性ひずみ量と、遅れ破壊の発生の有無、並びに遅れ破壊の発生時間の関係を調査した例である。
　表３は、曲げ曲げ戻し加工をレベリングにて行った場合の例である。
　ただし、曲げ曲げ戻し加工における最終的な曲げ外側はせん断端面におけるダレ側になるようにした。また、最大の塑性ひずみ量は０．００５とした。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　表３から分かるように、せん断端面の輪郭線と曲げ曲げ戻しの曲げ方向のなす角が０度から８５度で、９０度の場合に比べて、遅れ破壊の発生が抑制されることが確認された。すなわち、９０度より小さい場合、９０度の場合に比べて、遅れ破壊の発生が抑制されることが確認された。特にせん断端面の輪郭線と曲げ曲げ戻しの曲げ方向のなす曲げ角が０度から７５度の場合、顕著な効果が得られた。
　なお、表３に示す実施例においては、レベリングの場合において、せん断端面の輪郭線と曲げ曲げ戻しの曲げ方向のなす角の影響について説明した。しかし、本開示はこれに限るものでない。プレス成形による曲げ曲げ戻し加工においても、また塑性ひずみ量が０．００５と異なる場合でも前記角度範囲において良好な結果が得られる。
　（実施例３）
　実施例３では、曲げ曲げ戻し加工をプレス成形、レベリングで行う場合において、それぞれ、上記遅れ破壊の発生時間又は遅れ破壊の発生の有無と、残留応力を示している。この実施例３では、曲げ曲げ戻しの最終的な曲げ外側がバリ側になる場合と、最終的な曲げ外側がダレ側になる場合とについて記載した。ただし最大の塑性ひずみ量は０．００３とした。また、曲げ方向とせん断端面１０Ａのなす角は０度とした。
　その結果を表４に示す。
　ここで、表４では、Ｘ線による測定は測定範囲を直径２５０μｍとし、板厚のバリ側とダレ側のそれぞれについて、板表面から０．２５ｍｍの位置について測定した。その測定は、せん断加工後のせん断端面１０Ａと平行方向に対して測定した。前者をバリ側残留応力とし、後者をダレ側残留応力とした。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　表４から分かるように、曲げ曲げ戻しの最終的な曲げ内側では残留応力が増加して引張側に向かう傾向がある。一方で、表４から分かるように、最終的な曲げ外側には残留応力が減少して圧縮側に向かう傾向があった。
　その差異はプレス加工による曲げ曲げ戻しの場合の方が、レベリング加工よりも大きかった。その理由は、レベリング加工においては、加工の開始から終了にかけて、徐々に曲げ曲げ戻しの変形量が減っていくため、板厚方向の応力の差異が平準化されていたためである。
　また、遅れ破壊の発生までの時間については、バリ側の残留応力が低いほどに長くなった。これはバリ側の方が元々の残留応力が高いのに加え、バリや表面性状の荒れの影響で遅れ破壊が生じやすい部位であるためである。
　したがって、曲げ曲げ戻しの最終的な曲げ外側がせん断端面のバリ側になるようにすることで、より一層の遅れ破壊の抑制を実現できることが分かった。
　ここで、本願が優先権を主張する、日本国特許出願２０２１－１４６２４５（２０２１年０９月０８日出願）の全内容は、参照により本開示の一部をなす。ここでは、限られた数の実施形態を参照しながら説明したが、権利範囲はそれらに限定されるものではなく、上記の開示に基づく各実施形態の改変は当業者にとって自明なことである。
１ ブランク材製造工程
１Ａ せん断工程
１Ｂ 端面改善工程（遅れ破壊特性改善方法）
２ プレス成形工程
１０ 金属板
１０Ａ せん断端面
θ 曲げの角度

Claims (11)

  1. 　板端部の少なくとも一部にせん断端面を有し且つ高強度鋼板からなる金属板の遅れ破壊特性を改善する遅れ破壊特性改善方法であって、
    　上記金属板の上記せん断端面の少なくとも一部に対し、塑性変形を付与する、
    　ことを特徴とする金属板の遅れ破壊特性改善方法。
  2. 　上記塑性変形で、上記せん断端面の少なくとも一部に対し、端面の延在方向に沿った方向の、０より大きな塑性ひずみを付与する、
    　ことを特徴とする請求項１に記載した金属板の遅れ破壊特性改善方法。
  3. 　上記塑性変形の付与は、曲げ曲げ戻し加工で行われることを特徴とする、
    　請求項１又は請求項２に記載した金属板の遅れ破壊特性改善方法。
  4. 　上記曲げ曲げ戻し加工における、各曲げの角度を９０度未満にする、ことを特徴とする請求項３に記載した金属板の遅れ破壊特性改善方法。
  5. 　上記曲げ曲げ戻し加工は、プレス成形による曲げ加工によって行う、ことを特徴とする請求項３又は請求項４に記載した金属板の遅れ破壊特性改善方法。
  6. 　上記曲げ曲げ戻し加工は、複数のロールを用いたレベリング加工によって行う、ことを特徴とする請求項３又は請求項４に記載した金属板の遅れ破壊特性改善方法。
  7. 　上記曲げ曲げ戻し加工における最後の曲げについて、曲げ外側が、せん断端面のバリ側になるように設定した、請求項３～請求項６のいずれか１項に記載した金属板の遅れ破壊特性改善方法。
  8. 　上記金属板は、引張強度が９８０ＭＰａ以上の鋼板である、請求項１～請求項６のいずれか１項に記載した金属板の遅れ破壊特性改善方法。
  9. 　プレス成形用のブランク材の製造方法であって、
    　金属板にせん断加工を施す工程と、
    　上記せん断加工を施す工程の後の工程であって、請求項１～請求項８のいずれか１項に記載の遅れ破壊特性改善方法によって、せん断端面に塑性変形を付与する工程と、
    　を備えるブランク材の製造方法。
  10. 　高強度鋼板からなる金属板をプレス成形して成形品を製造する方法であって、
    　金属板にせん断加工を施す工程と、
    　上記せん断加工を施す工程の後の工程であって、請求項１～請求項８のいずれか１項に記載の遅れ破壊特性改善方法によって、せん断端面に塑性変形を付与する工程と、
    　を備えるプレス成形品の製造方法。
  11. 　板端部の少なくとも一部にせん断端面を有し且つ高強度鋼板なる金属板を加工してなるプレス成形品であって、
    　上記せん断端面の少なくとも一部に対し、端面の延在方向に沿った方向の、０より大きな塑性ひずみが付与されている、
    　ことを特徴とするプレス成形品。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5855128A (ja) * 1981-09-28 1983-04-01 Nippon Steel Metal Prod Co Ltd 溝形鋼の連続冷間ロ−ル成形方法及びその装置
JPH09122756A (ja) * 1995-10-31 1997-05-13 Kawasaki Steel Corp ローラレベラの長手方向反り制御方法
JP2006224151A (ja) * 2005-02-18 2006-08-31 Nippon Steel Corp 高強度鋼板の打ち抜き加工方法
JP2017125228A (ja) * 2016-01-13 2017-07-20 Ｊｆｅスチール株式会社 成形部材の製造方法
JP2019089076A (ja) * 2017-11-10 2019-06-13 新日鐵住金株式会社 抵抗スポット溶接方法及び溶接継手
JP2021146245A (ja) 2020-03-17 2021-09-27 有限会社中川商会 被処理物の表面改質方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06530Y2 (ja) 1988-10-28 1994-01-05 新日軽株式会社 サッシの錠装置
JP7107327B2 (ja) * 2019-01-16 2022-07-27 Ｊｆｅスチール株式会社 プレス成形品の製造方法およびプレス成形品

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5855128A (ja) * 1981-09-28 1983-04-01 Nippon Steel Metal Prod Co Ltd 溝形鋼の連続冷間ロ−ル成形方法及びその装置
JPH09122756A (ja) * 1995-10-31 1997-05-13 Kawasaki Steel Corp ローラレベラの長手方向反り制御方法
JP2006224151A (ja) * 2005-02-18 2006-08-31 Nippon Steel Corp 高強度鋼板の打ち抜き加工方法
JP2017125228A (ja) * 2016-01-13 2017-07-20 Ｊｆｅスチール株式会社 成形部材の製造方法
JP2019089076A (ja) * 2017-11-10 2019-06-13 新日鐵住金株式会社 抵抗スポット溶接方法及び溶接継手
JP2021146245A (ja) 2020-03-17 2021-09-27 有限会社中川商会 被処理物の表面改質方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
TAKEO NAKAGAWAKIYOTA YOSHIDA: "Scraping method - A new method for recovery of stretchablity of sheared edge", JOURNAL OF THE JAPAN SOCIETY FOR TECHNOLOGY OF PLASTICITY, vol. 10-104, 1969, pages 665 - 671
YUZO TAKAHASHI ET AL.: "Improvement in Stretch Flange Ability of High-Tensile-Strength Steel Sheets by Piercing under Tension Using Humped Bottom Punch", JOURNAL OF THE JAPAN SOCIETY FOR TECHNOLOGY OF PLASTICITY, vol. 54-627, 2013, pages 343 - 347

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