温热或热成形产品的生产方法技术

公开了一种方法，其中当钢板通过用冲床和冲模拉延进行温热或热成形以制备成形产品时，在根据钢板的加热温度控制成形开始温度时成形该钢板。用这种方法，当钢板进行温热或热成形时，在形成期间没有出现破裂、裂纹等的情况下，获得良好的可成形性，也获得具有良好延展性的成形产品。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及，在生产主要应用于汽车车身上的钢板成形产品的领域中，用于生产成形产品的方法以及通过该生产方法获得的成形产品，所述生产方法是将作为原材料的钢板(坯体)加热到不低于奥氏体和铁素体的形成温度(Ac1转变温度)并且使该加热钢板进行压制成形。具体而言，本专利技术涉及用于生产成形产品的方法以及该方法的成形产品，所述生产方法保证在压制成形期间不引起破裂、裂纹等情况下具有良好的可成形性。
技术介绍
在汽车零件领域，提高零件材料强度旨在确保碰撞安全性并同时减小重量。那些零件通常通过压制成形钢板进行制造。然而，当冷成形用于高强度钢板时，尤其是如果超过980MPa，材料则几乎不能成形。鉴于上述情况，人们已经对在加热状态下形成钢板材料的热成形技术进行了研究。例如，作为这些技术之一，JP-A-102980/2002提出使用较低温度的压制成套工具在加热到850～1050℃的状态下对金属材料进行成形的技术。据说该技术改善了金属材料的可成形性，也防止了由残余应力引起的延迟断裂的出现。当尤其是抗张强度为1470MPa等级的高强度钢板用作材料时，该技术可以获得具有相应强度和良好尺寸精度的零件，而所述高强度钢板认为是几乎不能通过传统冷成形方法成形的。图1是说明性示意图，它示出了应用如上所述的热成形(下面有时称为“热冲压”)的成套工具的构造。在该图中，标记数字1表示冲床，2表示冲模，3表示坯体支架，4表示钢板(材料)；标记符号BHF表示坯体的夹持力，rp表示冲床轴肩半径，rd表示冲模轴肩半径，而CL表示冲床与冲模之间的间隙。这里，在那些成形零件中，冲床1与冲模2如此配置是为了分别形成冷却剂(例如，水)可以穿过的通道1a和2a，并且这些零件可以通过穿过这些通道的冷却剂进行冷却。当用这种成套工具进行热冲压(例如，热深冲压)时，坯体(钢板4)加热到不低于Ac3转变温度的温度并软化时开始成形。即，当高温钢板4固定在冲模2与坯体支架3之间时，钢板4压入带有冲床1的冲模2的孔中，钢板4的外径减小，同时钢板4形成与冲床1的外面形状一致的形状。其间，在成形的同时通过冷却冲床和冲模，钢板4的热量转到成套工具(冲床和冲模)中，并且在成形中通过在下死点(bottom dead center)进一步冷却和保持材料，该材料变硬。通过应用这种成形方法，可以获得具有良好尺寸精度的1470MPa等级的零件，而且与对具有相同强度等级的零件进行冷成形的情况相比，所需成形负荷可以减少，因此压床容量可以减少。然而，因为已加热坯体接触成套工具时的时机根据已加热坯体的部位(sites)而变化，因而在坯体中出现温差，并且因此可能在坯体中出现由温差引起的材料强度的不均匀性。尤其是在需求坯体支架的深冲压的情况下，夹持在坯体支架与冲模之间的坯体边缘部分的温度在形成过程中迅速地降低。因为材料的流动应力随着这种温度下降而增加，因此在成形期间该材料趋向于破裂。因此，问题在于即使当坯体有意地加热并软化时，也因为上述原因而不能应用深冲压。此外，在传统热成形中，由于坯体一旦加热到不低于Ac3转变温度的温度，因此成形产品的微观结构就变成大部分由马氏体结构组成的结构，这是由于成形之后由成套工具导致的快速冷却引起的。结果，可以获得具有1470MPa或更大超高强度的零件，但是，因为零件的微观结构是由马氏体组成的，因此零件的延展性较差。这种情况意味着零件在一些情况下可能有破裂的可能性，例如，当汽车碰撞发生时，零件会变形。当零件破裂时，零件此刻不能吸收碰撞力，因而可能增加对乘客的伤害。为此，可以说由热冲压成形的零件总是没有广泛应用的，并且目前状态是不能充分地利用高强度和良好尺寸精度这两方面的优点。
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述情况建立的，而且本专利技术目的是提供通过热冲压制备成形产品的方法，当钢板进行热或冷成形时，通过在成形过程中不出现破裂和裂纹的情况下确保良好的成型性和良好的延展性，从而使该成形产品具有更宽的应用范围；以及能表现上列优点的成形产品。根据本专利技术实现上述目的的温热或热成形产品的生产方法的一个方面包括如下步骤使钢板加热到不低于Ac1转变温度的温度；将钢板冷却到某一温度范围，所述温度范围是从高于钢板的马氏体转变开始温度Ms点到低于根据加热温度确定的温度；以及使用冲床和冲模形成冷却钢板。在该生产方法的方面，优选钢板在加热步骤中加热到这样的温度范围从不低于Ac1转变温度到低于Ac3转变温度；并且根据加热温度确定的温度满足下列表达式(1)成形开始温度(℃)≤0.725×钢板的加热温度(℃) (1)。另外，在生产方法方面，优选在加热步骤中钢板加热到不低于Ac3转变温度的温度；并且根据加热温度确定的温度为600℃。此外，在生产方法方面，当钢板温度高于温度Ms点时，优选完成使用冲床和冲模形成冷却钢板的步骤。此外，在生产方法方面，当钢板在使用冲床和冲模形成冷却钢板的步骤中形成时，可能使用坯体支架。通过本专利技术的方面，因为当钢板是热成形或温热成形时，成形开始温度根据钢板的加热温度控制，所以在成形期间不出现破裂和裂纹的情况下可以确保有良好的成型性，因此可以生产表现出良好延展性的成形产品，由此可期望拓宽钢板的应用范围。本专利技术的其它以及另外其它目的、特征以及优点将从以下描述中更充分地表现出来。附图说明图1是示出用于热成形的成套工具构造的说明性示意图。图2是示出先前开发的成套工具构造的说明性示意图。图3是示出成形开始温度及加热温度对于流动应力影响的图。图4是示出断裂应力超过流动应力时成形温度与加热温度之间关系的图。图5是说明性地示出成合格成形产品外观的透视图。图6是示出成形产品的冷却开始温度与维氏硬度(在9.8N负荷下)之间关系的图。图7是通过整理与铁素体分数相关的成形产品的拉伸强度和总伸长率形成的图。具体实施例方式至今本专利技术人都在研究可以实现良好可成形性的技术，并且作为研究的一部分提出了使用图2示出的成套工具的深冲压技术。在这种成套工具构造中，为支撑钢板的销7安置在坯体支架3的部分上，通过将钢板4放置在销7上，能够使钢板在不直接与冲模2和坯体支架3接触的情况下而与它们保持接近(在图2中的其它构造部分基本上与图1相同)。这样配置以使在形成的同时，销7的顶面是与坯体支架顶面相同的平面，并且钢板4处在被安装在坯体支架3的状态。在这种成套工具构造中，钢板4通过销7支撑，因此在成形之前可以避免钢板4与成套工具(尤其是冲模2与坯体支架3)之间的直接接触，由此超过冲床1的顶面的钢板4的部分和该钢板其它部分的大部分几乎同时冷却。因此，可以防止这样的缺点由于在钢板4中温度不均匀性而导致钢板4在冲床面的材料强度与在其边缘面的材料强度相比较更低。结果，特别地防止了冲床面的裂纹并且可以改善拉延性。通过那些技术，钢板的拉延性显著改善，但是发现有时成形产品的延展性仍然没有改善。即，通过上述建议的技术或通过本专利技术人建议的技术，由于成形开始温度、成形温度、成形终止温度等导致成形产品的结构主要由马氏体组成。可以推测这就是为什么成形产品的良好延展性不能保持的原因。因此，本专利技术人为了解决这种缺陷已经从不同的观点进行了研究。结果，本专利技术人发现上述目的可以通过根据钢板加热温度控制成形开始温度而极好地获得，并且确定了本专利技术。下面具体地解释本专利技术和步骤，从而建立本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种温热或热成形产品的生产方法，所述生产方法包括如下步骤：加热钢板到不低于Ａｃ１转变温度的温度；冷却所述钢板到如下温度范围内的温度：高于所述钢板的马氏体转变开始温度Ｍｓ点到低于根据所述加热温度确定的温度；和用冲床和冲 模形成冷却钢板。

【技术特征摘要】
JP 2004-5-21 2004-1517541.一种温热或热成形产品的生产方法，所述生产方法包括如下步骤加热钢板到不低于Ac1转变温度的温度；冷却所述钢板到如下温度范围内的温度高于所述钢板的马氏体转变开始温度Ms点到低于根据所述加热温度确定的温度；和用冲床和冲模形成冷却钢板。2.如权利要求1所述的生产方法，其中在所述加热步骤中，所述钢板加热到从不低于Ac1转变温度到低于Ac3转变温度的温度范围内的温度；并且根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：浅井达也，岩谷二郎，
申请(专利权)人：株式会社神户制钢所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]