重叠热冲压成型体的制造方法和重叠热冲压成型体技术

解决与由重叠部与单张部的升温速度之差引起的钢板的翘曲相关的问题。本制造方法包括加热重叠坯件的工序、输送加热后的重叠坯件的工序以及利用模具对加热后的重叠坯件进行压制加工的工序，在加热的工序中，在将第一钢板的板厚设为t1、第二钢板的板厚设为t2，将重叠的部分的合计板厚(t1+t2)的部分在板温20℃～800℃之间的平均加热速度设为V以及未重叠的部分在板温20℃～800℃之间的平均加热速度设为v1时，合计板厚(t1+t2)为2.5mm～5.0mm，重叠的部分的最大长度L为100mm～1100mm，第一钢板的面积S1、第二钢板中的与第一钢板重叠的部分的面积S2、平均加热速度V、v1满足式(1)～(3)，在由加热时间和加热温度定义的坐标平面中，以特定的范围内的加热温度和加热时间进行加热。特定的范围内的加热温度和加热时间进行加热。特定的范围内的加热温度和加热时间进行加热。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】重叠热冲压成型体的制造方法和重叠热冲压成型体


[0001]本专利技术涉及重叠热冲压成型体的制造方法和重叠热冲压成型体。

技术介绍

[0002]近年来，在汽车用钢板的用途中，期望兼顾高强度和高成型性的钢板。作为兼顾高强度和高成型性的钢板之一，有利用了残余奥氏体的马氏体相变的TRIP(Transformation Induced Plasticity)钢。利用该TRIP钢，能够制造成型性优良的具有1000MPa级左右的强度的高强度钢板。然而，使用TRIP钢的技术在具有更高强度(例如1500MPa以上)的超高强度钢中难以确保成型性。此外，存在成型后的形状保持性差、成型品的尺寸精度差的问题。
[0003]相对于上述那样的在室温附近成型的工法(所谓的冷压工法)，最近受到关注的工法为热冲压(也称为热压模、热压制、模具淬火、压力淬火等。)。该热冲压是如下部件的制造方法：在将钢板加热至Ac3点以上(例如800℃以上)而奥氏体化之后，立即利用例如机器人等将加热后的钢板输送至压制机，以及对加热后的钢板在加热条件下进行压制，由此确保成型性，在下止点保持期间利用模具骤冷至Ms点以下(例如400℃以下)，由此使材料马氏体化而进行淬火，由此在压制后得到所期望的高强度的材质。根据本工法，能够得到成型后的形状保持性也优异的汽车用部件。
[0004]另一方面，对于构成汽车的车身的部件中使用的各种压制成型体，从静态强度、动态强度、碰撞安全性以及轻量化等各种观点出发，要求各种性能、特性的提高。例如，在A柱加强件、B柱加强件、保险杠加强件、通道加强件、侧梁加强件、车顶加强件或地板横梁等汽车部件中，要求仅各个汽车部件中的特定部位与除了该特定部位之外的一般部位相比具有耐碰撞特性。
[0005]因此，从2007年左右开始实际采用了如下工法：仅在汽车部件中的相当于需要加强的特定部位的部分将多张钢板重叠并接合(例如点焊)之后，将得到的钢板进行热冲压成型，制造重叠热冲压成型体。该工法也被称为拼接。根据本工法，能够通过在削减压模数的同时仅使钢板在热冲压成型体的特定部位重叠来进行强化，并且，由于不会不必要地增加部件厚度，因此也能够有助于部件轻量化。需要说明的是，将通过这样重叠并焊接而制作出的坯件称为重叠坯件(也称为拼接坯件。)。
[0006]将制造重叠热冲压成型体的工艺的示意图示于图1中。详细情况后述，在图1中，附图标记4表示重叠坯件，附图标记12表示重叠热冲压成型体。
[0007]在重叠的钢板(图1的附图标记1、附图标记2)为非镀覆钢板的情况下，通过伴随热压成型的高温加热，在所制造的重叠热冲压构件的表面生成氧化皮。因此，存在如下问题：在热压成型后，需要例如通过喷丸处理去除所生成的氧化皮，或者，制造出的重叠热冲压构件的耐腐蚀性容易降低。
[0008]进而，作为使用非镀覆钢板作为重叠坯件的原材料的情况下的特有的问题，存在以下的问题。即，存在这样的问题：未重叠的部分(以下，也称为“单张部”。)由于能够进行喷丸处理，因此能够去除氧化皮，能够抑制耐腐蚀性的降低。另一方面，在重叠的部分(以下，
也称为“重叠部”。)的钢板之间形成的氧化皮难以通过喷丸处理去除，耐腐蚀性特别容易降低。
[0009]若重叠的钢板为镀覆钢板，则消除了对热压成型后的重叠热压构件进行喷丸处理的必要性。作为用作热压用途的镀覆钢板，通常可列举出Zn系镀覆钢板和Al系镀覆钢板。对于Zn系镀覆和Al系镀覆中的任一种，通过Fe在镀覆中扩散的合金化反应，在热冲压加热后，Zn系镀覆成为Zn
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Fe系镀覆，Al系镀覆成为Al
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Fe系镀覆。将镀覆钢板的示意图示于图2。这里，附图标记13表示镀覆钢板，附图标记15表示钢板的母材，附图标记14表示镀层。该附图标记14对应于Zn系镀层、Al系镀层。
[0010]需要说明的是，上述Zn系镀覆是指Zn含量为50质量％以上的镀覆，上述Zn
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Fe系镀覆是指Zn和Fe的合计含量为50质量％以上的镀覆。另外，Al系镀覆是指Al含量为50质量％以上的镀覆，上述Al
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Fe系镀覆是指Al和Fe的合计含量为50质量％以上的镀覆。
[0011]如专利文献1和专利文献2所公开的那样，Zn系镀覆钢板(即，含有50质量％以上的Zn的镀覆钢板(镀Zn、或Zn
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Fe合金、Zn
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Ni合金、Zn
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Fe
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Al合金等合金镀覆))抑制氧化皮的生成，消除需要喷丸处理的问题。然而，在使用Zn系镀覆钢板作为重叠坯件原材料，在热冲压成型时对重叠部实施弯曲成型的情况下，有时因镀锌而在基底金属产生裂纹，耐碰撞特性产生问题。这是因为，在作为熔点比较低的金属的锌残存的情况下，Zn成为液体金属而从镀覆表面进入基底金属。这样的现象被称为液态金属脆化(LME：Liquid Metal Embrittlement)。需要说明的是，弯曲成型是从形状方面确保耐碰撞特性的手段。对重叠部实施弯曲成型是极其重要的重叠成型体的利用方法。
[0012]如专利文献1和专利文献2所公开的那样，作为将Zn系镀覆钢板用作热冲压的情况下采取的液态金属脆化的对策，通常可列举出在热冲压加热时进行Zn
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Fe合金化反应而使镀覆高熔点化的对策、以及降低热冲压的弯曲成型时的成型温度而等待锌固体化的对策。然而，作为使用锌系镀覆钢板作为重叠坯件的原材料的情况下的特有的问题，可列举出以下的3个问题。第一，由于重叠部的板厚比单张部厚，因此升温速度和冷却速度两者慢，存在热冲压加热时难以进行Zn
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Fe合金化反应的问题。第二，关于热冲压成型时的成型温度，若等待重叠部冷却，则单张部快速冷却，存在单张部无法确保马氏体组织的问题。第三，在单张部中，Zn成为氧化锌的膜，抑制Zn的蒸发，但在重叠部的钢板之间的气氛中，由于发生氧的缺乏，因此Zn蒸发。由此，存在因重叠部的镀覆的减少而耐腐蚀性降低的问题。
[0013]在专利文献3和专利文献4所公开的Al系镀覆钢板(即，含有50质量％以上的Al的镀覆钢板(镀Al、或Al
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Si合金、Al
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Fe合金、Al
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Fe
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Si合金等合金镀覆))中，与Zn同样地抑制氧化皮的生成，消除了需要喷丸处理的问题。此外，Al系镀覆钢板不会引起液态金属脆化(LME)的问题，沸点也高达2470℃，因此适宜作为重叠坯件的材料使用。
[0014]现有技术文献
[0015]专利文献
[0016]专利文献1：日本特开2016
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112569号公报
[0017]专利文献2：日本特开2016
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124029号公报
[0018]专利文献3：国际公开第2002
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103073号公报
[0019]专利文献4：国际公开第2008
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053273号公报
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种重叠热冲压成型体的制造方法，其使用将具有面积S1的第一钢板和具有比所述第一钢板的面积小的面积的至少一张第二钢板重叠并接合而成的重叠坯件来制造重叠热冲压成型体，其中所述面积S1的单位为cm2，所述第一钢板和所述第二钢板是在母材上具有Al系镀层的Al系镀覆钢板，该制造方法包括：重叠坯件加热工序，利用加热炉加热所述重叠坯件；加热坯件输送工序，将所述加热后的所述重叠坯件从所述加热炉送出并向压制装置输送；以及热冲压工序，利用在所述压制装置设置的模具对所述加热后的重叠坯件进行压制加工，得到重叠热冲压成型体，在所述重叠坯件加热工序中，在将所述第一钢板的板厚设为t1，将所述第二钢板的板厚设为t2，将所述第一钢板与所述第二钢板重叠而成的合计板厚t1+t2的部分在板温20℃～800℃之间的平均加热速度设为V，将所述第一钢板中的未与所述第二钢板重叠的部分在板温20℃～800℃之间的平均加热速度设为v1时，所述重叠的部分的合计板厚t1+t2为2.5mm以上且5.0mm以下，所述第二钢板的重叠的部分的最大长度L为100mm以上且1100mm以下，所述平均加热速度V、v1满足下述式(1)和式(2)的关系式，其中所述t1和所述t2的单位为mm，所述V和所述v1的单位为℃/s，在将所述第二钢板的面积中的与所述第一钢板重叠的部分的面积设为S2时，所述面积S1、S2、所述板厚t1满足下述式(3)的关系式，其中所述S2的单位为cm2，在由加热时间和加热温度定义的坐标平面中，以位于由点A、点B、点C以及点D确定的图形ABCD内的加热温度和加热时间对所述重叠坯件进行加热，其中所述点A的坐标为4分钟、930℃，所述点B的坐标为10分钟、930℃，所述点C的坐标为20分钟、870℃，所述点D的坐标为8分钟、870℃，1.0≤V≤4.0
ꢀꢀꢀꢀ…
式(1)(v1
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V)≤3.0
ꢀꢀꢀꢀ…
式(2)400≤(S1
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S2)
×
(t1/10)≤950
ꢀꢀꢀꢀ…
式(3)。2.根据权利要求1所述的重叠热冲压成型体的制造方法，其中，所述第二钢板的重叠的部分的最大长度L为300mm以上。3.根据权利要求1或2所述的重叠热冲压成型体的制造方法，其中，所述第一钢板和所述第二钢板的所述母材以质量％计含有C：0.10％以上且0.50％以下、Si：0.01％以上且2.00％以下、Mn：0.30％以上且5.00％以下、P：0.100％以下、S：0.1000％以下、N：0.0100％以下、Al：0.500％以下、
B：0.0002％以上且0.0100％以下，余量为Fe和杂质。4.根据权利要求3所述的重叠热冲压成型体的制造方法，其中，所述第一钢板和所述第二钢板的所述母材代替余量的Fe的一部分而进一步以质量％计含有W：0％以上且3.0％以下、Cr：0％以上且2.0％以下、Mo：0％以上且3.0％以下、V：0％以上且2.0％以下、Ti：0％以上且0.5％以下、Nb：0％以上且1.0％以下、Ni：0％以上且5.0％以下、Cu：0％以上且3.0％以下、Co：0％以上且3.0％以下、Sn：0％以上且0.10％以下、Sb：0％以上且0.10％以下、Mg：0％以上且0.0050％以下、Ca：0％以上且0.0050％以下、O：0％以上且0.0070％以下、REM：0％以上且0.0070％以下中的一种以上。5.根据权利要求3或4所述的重叠热冲压成型体的制造方法，其中，所述第一钢板的所述母材的C含量C1和所...

【专利技术属性】
技术研发人员：藤田宗士，铃木优贵，布田雅裕，入川秀昭，真木纯，吉川伸麻，野村成彦，
申请(专利权)人：日本制铁株式会社，
类型：发明
国别省市：