热冲压成形品的制造方法以及热冲压成形品技术

在使用具有凹模、压边圈以及凸模的模具对在未处理钢板的表面形成有Zn‑Ni镀层而成的表面处理钢板实施热冲压来制造热冲压成形品时，利用凹模和压边圈夹着加热到Ac3相变点以上且1000℃以下的温度域的表面处理钢板的缘部，以100℃/s以上的冷却速度使其冷却至550℃以下且400℃以上的温度，在缘部的温度为550℃以下且400℃以上时开始冲压成形，在冲压成形后，在利用模具夹着成形体的状态下将其保持在成形下止点而对成形体进行淬火。

Method for producing hot stamping product and hot stamping product

In the use of the die, the surface treatment of steel plate blank holder and die punch Zn Ni coating on steel plate surface is formed in the untreated and the implementation of hot stamping manufacturing to hot stamping products, the use of concave die and blank holder with edge surface treatment of steel plate is heated to Ac3 transition point above and below 1000 DEG C temperature range, the cooling rate of 100 DEG /s above the cooling to 550 DEG and 400 DEG C temperature, edge in temperature is below 550 DEG and 400 DEG C to stamping in the stamping mold, in the use of holding form state the next stop point and keep in forming quenching on the forming body.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及热冲压成形品及其制造方法，尤其涉及在对预先加热的表面处理钢板进行冲压成形时，与形状赋予同时地进行淬火来得到规定强度(拉伸强度：1180MPa级以上)的热冲压成形品的制造方法以及热冲压成形品。
技术介绍
近年来，对机动车零件要求高强度化、薄壁化，而冲压加工性随着被使用的钢板的高强度化而降低，难以将钢板加工成所期望的零件形状。作为解决这样的问题的技术，已知一种使用模具将加热为高温的坯料钢板热冲压成形为所期望的形状并在模具内排热而进行淬火，来使热冲压成形后的零件高硬度化的技术。例如，专利文献1中，提出了如下一种技术：在对加热至900℃前后的奥氏体单相域的坯料板(钢板)实施热冲压来制造规定形状的零件时，通过与热冲压成形同时地在模具内进行淬火，来实现零件的高强度化。但是，在专利文献1中提出的技术中，存在如下问题：在冲压前将钢板加热到900℃前后的高温时，会在钢板表面生成氧化皮(铁氧化物)，该氧化皮会在热冲压成形时剥离而使模具损伤，或者使热冲压成形后的部件表面损伤。另外，残留在部件表面的氧化皮也会成为外观不良、涂装紧贴性降低的原因。因此，通常进行酸洗、喷丸等处理来除去部件表面的氧化皮，但这些处理会导致生产率的降低。而且，机动车的车轴部件、车体结构部件等也需要优异的耐腐蚀性，但在专利文献1所提出的技术中坯料钢板没有设置镀层等防锈皮膜，因此热冲压成形部件的耐腐蚀性不充分。基于上述理由，需要一种能够在热冲压成形前的加热时抑制氧化皮的生成、并且提高热冲压成形后的部件的耐腐蚀性的热冲压成形技术。对于这样的需求，有人提出了在表面设置有镀层等皮膜的表面处理钢板和使用表面处理钢板的热冲压成形方法。例如，在专利文献2中，提出了以下技术：在将由Zn或Zn基合金覆盖的钢板加热到700～1200℃之后，通过热冲压成形，使其成为在表面具备Zn-Fe基化合物或Zn-Fe-Al基化合物的热冲压成形部件。另外，在专利文献2有如下记载：通过使用由Zn或Zn基合金覆盖的钢板，能够抑制在热冲压成形前的加热时成为问题的钢板表面的氧化，而且能够得到耐腐蚀性优异的热冲压成形部件。根据在专利文献2中提出的技术，能够在某种程度上抑制热冲压成形部件表面的氧化皮生成。但是，存在因镀层中的Zn而引起液体金属脆化断裂、在热冲压成形部件的表层部产生深度为100μm左右的裂纹的情况。若产生这样的裂纹，则会带来热冲压成形部件的耐疲劳特性降低等各种各样的不便之处。针对这样的问题，在专利文献3中，提出了如下的方法：对于在未处理钢板表面形成有Zn-Fe系镀层而成的表面处理钢板，将所述表面处理钢板加热到未处理钢板的Ac1相变点以上且950℃以下的温度，之后使表面处理钢板冷却至镀层的凝固点以下的温度，在此之后，开始成形。并且，在专利文献3中有以下记载：通过在使表面处理钢板冷却至镀层的凝固点以下的温度之后再开始成形，能够抑制液体金属脆化断裂。现有技术文献专利文献专利文献1：英国专利第1490535号公报专利文献2：(日本)特开2001-353548号公报专利文献3：(日本)特开2013-91099号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题根据在专利文献3中提出的技术，认为能够抑制液体金属脆化断裂，即在热冲压成形部件的表面产生的、从镀层-铁素体界面朝向铁素体内部方向的深度为100μm左右的、在断裂部的界面可检测到Zn的裂纹(以下，称作“宏观裂纹”)。关于这样的宏观裂纹的抑制，本专利技术专利技术人对使用在Zn中含有9～25％左右的Ni的Zn-Ni合金镀作为高熔点的镀层的情况进行了研究。Zn-Ni合金的平衡状态图中所存在的γ相的熔点为860℃以上，与通常的Zn系镀层相比非常高，在通常的冲压条件下也能够抑制宏观裂纹的产生。然而，也得知了在热冲压成形部件的表面不会产生上述宏观裂纹，而是会产生从镀层-铁素体界面朝向铁素体内部方向的深度为大约30μm以下的、在断裂部的界面检测不到Zn的微小断裂。该微小断裂被称作微观裂纹，会贯穿镀层-铁素体界面而到达铁素体(未处理钢板)的内部，从而对热冲压成形部件的诸特性(耐疲劳特性等)造成不良影响。例如在冲压成形帽截面部件(以下，也称作帽型部件)时，在凹模肩R部的凸模接触侧那样的仅产生拉伸形变的部分也会产生宏观裂纹。另一方面，在那样的部分不会产生微观裂纹，而是会在纵壁部的凹模接触侧那样的(弯曲)压缩之后(弯曲恢复)受到拉伸形变的地方产生。因此，推测出两者的产生机理不同。在专利文献3中，对于形成有Zn-Fe系镀层的表面处理钢板，虽然能够抑制宏观裂纹的产生，但完全没有考虑到形成有Zn-Ni镀层的表面处理钢板中的微观裂纹，不能说一定能够有效地抑制微观裂纹的产生。另外，在专利文献3所提出的技术中，在使表面处理钢板整体在冷却至镀层的凝固点以下的温度的状态下进行冲压成形，没有公开开始冲压成形的温度的下限值，也存在因成形温度的降低引起冲压成形时的钢板的强度上升、形状冻结性(有些微回弹等而冲压下止点的形状在脱模后得以维持的性质)降低这一问题。本专利技术是为了解决该问题而做出的专利技术，目的在于提供一种热冲压成形品的制造方法和热冲压成形品，在对形成有Zn-Ni系镀层的表面处理钢板实施热冲压来制造热冲压成形部件时，抑制热冲压成形时的形状冻结性的降低，并且抑制微观裂纹的产生。用于解决技术问题的技术方案本专利技术专利技术人对抑制在对Zn系镀钢板进行热冲压成形时成为问题的微观裂纹(微小断裂)的技术方案进行了研究。虽然关于微观裂纹的产生机理还不明确，但由于在高温下对Zn系的镀钢板进行冲压成形会在镀钢板的表面产生微小断裂，在Zn-Ni镀中也同样会产生。该微小断裂是从镀层-铁素体(未处理钢板)界面的深度为30μm左右的微小的断裂，会贯穿镀层-铁素体(未处理钢板)界面而到达未处理钢板内部。针对这样的问题，本专利技术专利技术人进行了各种研究，其结果是，明确了通过降低热冲压成形时的温度能够抑制微观裂纹。而且，通过上述那样的冲压成形时的温度降低，能够得到在现有的热冲压用镀钢板中成为问题的、使镀层向模具的附着量大幅减少的效果。但是，若冲压成形时的钢板温度变低，则由于钢板的强度上升，会引起形状冻结性的降低，无法活用热冲压成形时的优点。于是，本专利技术专利技术人得出了：在仅使冲压时会产生微观裂纹那样的接受加工的部分冷却之后，进行热冲压成形。而且，本专利技术专利技术人对加工形变给微观裂纹的产生造成的影响进行了各种研究，其结果是，明确了仅仅是拉伸、压缩变形或弯曲变形不会产生微观裂纹，在使一度弯曲了的部分再次伸展的、承受弯曲-弯曲恢复变形的部分会产生微观裂纹。受到这样的弯曲-弯曲恢复变形的主要是部件的被称作纵壁部的部分。关于该加工状态如图17所示。机动车用的冲压成形品是处于图17的最终形状那样的、所谓的帽型的形状较多的冲压成形品，为了抑制褶皱的产生而通过利用压边圈和凹模夹住钢板来进行冲压成形的拉深成形(图17(a))或不使用压边圈的拉形成形(图17(b))等制造。如图17所示，在任一成形方法中，纵壁部都是在利用凹模使其弯曲之后，随着凸模的上升而使该弯曲恢复而形成的。在拉深成形的情况下，构成纵壁部的部分是在成形前被凹模和压边圈夹住的部分，对于有效地仅使该部分冷却的方法，专利技术人进一步进行了研究。其结果是，明确了在冲压成形前利用凹模和压边圈夹住钢本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热冲压成形品的制造方法，使用具有凹模、压边圈以及凸模的模具对在未处理钢板的表面形成有Zn‑Ni镀层而成的表面处理钢板实施热冲压来制造热冲压成形品，具备：冷却工序，利用凹模和压边圈夹着加热到Ac3相变点以上且1000℃以下的温度域的所述表面处理钢板的缘部，以100℃/s以上的冷却速度使其冷却至550℃以下且400℃以上的温度；冲压成形工序，在所述缘部的温度为550℃以下且400℃以上时开始进行冲压成形；淬火工序，在所述冲压成形后，在利用模具夹着成形体的状态下将其保持在成形下止点而对所述成形体进行淬火。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.23 JP 2014-088848;2014.09.03 JP 2014-179071.一种热冲压成形品的制造方法，使用具有凹模、压边圈以及凸模的模具对在未处理钢板的表面形成有Zn-Ni镀层而成的表面处理钢板实施热冲压来制造热冲压成形品，具备：冷却工序，利用凹模和压边圈夹着加热到Ac3相变点以上且1000℃以下的温度域的所述表面处理钢板的缘部，以100℃/s以上的冷却速度使其冷却至550℃以下且400℃以上的温度；冲压成形工序，在所述缘部的温度为550℃以下且400℃以上时开始进行冲压成形；淬火工序，在所述冲压成形后，在利用模具夹着成形体的状态下将其保持在成形下止点而对所述成形体进行淬火。2.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：中垣内达也，时田裕一，簑手彻，玉井良清，
申请(专利权)人：杰富意钢铁株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP