[发明专利]热压构件用钢板及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及适合于作为能够得到高强度的构件的成形方法之一的热压法的热压构件用钢板及其制造方法。

背景技术

在汽车或建筑机械等领域，面向使用了高强度材料的质量减少的努力在积极地进行。例如汽车，以抵消伴随碰撞安全性的确保和高功能化的车体质量增加，进而使燃油效率提高削减二氧化碳的排放量为目的，高强度钢板的使用量正在稳定地增加。

在这样的高强度钢板的使用扩大的趋势中，最大的问题是在提高钢板的强度的情况下不可避免的、被称为“形状冻结性的劣化”的现象的显著化。该现象，是由于成形后的回弹量伴随着高强度化增加，从而得到目标形状变得不容易的现象的总称。为解决该问题，进行了低强度材料（形状冻结性优异、或不成为问题的材料）不需要的加工工序的追加（例如精压（restrike））或变更制品形状。

作为解决这样的状况的一种方法，被称为热压（热冲压，hot stamping）法的热成形方法受到关注。这是通过将钢板（被加工材料）加热到指定的温度（一般是成为奥氏体相的温度）降低强度（即，使成形变得容易）后，用与被加工材料相比为低温（例如室温）的模具成形，由此在容易地赋予形状的同时，进行利用了两者的温度差的急冷热处理（淬火）确保成形后的制品的强度的方法。

关于适合于这样的热压法的钢板和其成形方法报告了一些技术。

在专利文献1中，公开了下述钢板：通过使钢板含有的元素的量和元素的量之间的关系在指定的范围，能够得到在热成形加工（与热压同义）后冲击特性和延迟断裂特性优异的构件。

在专利文献2中，公开了下述方法：通过与上述同样地使钢板含有的元素的量和元素的量之间的关系在指定的范围，并且在氮化气氛或渗碳气氛中进行钢板的成形前的加热从而得到高强度部件。

在专利文献3中，记述了通过规定钢板的化学成分和显微组织，并且限定加热条件和成形条件从而以高生产率得到热压制品的方法。

最近，热压法其有用性已被广泛认知，被研究应用的构件也涉及多方面。其中，也开始包含例如像汽车的行驶部件那样，不仅作为部件的强度，其疲劳特性也是重要的必要特性之一的部件。

钢板的疲劳特性，相应于静态强度而提高，因此虽然对于采用热压法进行了高强度化的钢板（制品）可期望相应的疲劳特性，但若与相同强度的不采用热压法的钢板（控制钢板的化学成分、制造方法而制造的高强度钢板，以下，称为“通常的高强度钢板”）（制品）相比较，则根据制造条件前者的疲劳特性比后者差已变得明显。

加以详细的研究后，发现了与“通常的高强度钢板”的最表面的硬度的偏差（波动、参差不齐）相比，使用热压法被进行高强度化的钢板（制品）的最表面的硬度的偏差大这一特征，得出了该硬度的偏差与疲劳特性有关系的结论。

虽然硬度的偏差与疲劳特性的关系不一定明确，但是像用热压法制造的高强度构件（例如抗拉强度为1500MPa以上）中对于疲劳特性的切口（应力集中）敏感性的影响极大，因此推断该硬度的偏差正是与表层的平坦度相等同的指标。

于是，研究了用于在热压后尽可能减小硬度的偏差的技术的结果，发现了热压前的钢板的表层硬度的偏差有着影响。站在这样的观点针对热压用的钢板进行研究的文献尚未发现。

专利文献1记述了以Ni、Cu、Sn的某一种为必需的、改善了冲击特性及延迟断裂特性的热成形加工用钢板，但对于疲劳特性和热压前的表层硬度的偏差并未言及。

在专利文献2中，是涉及通过在渗碳气氛中进行加热从而提高成形品的强度的技术的文献，但对于疲劳特性和热压前的表层硬度的偏差并未言及。在渗碳气氛中的加热是必需的，与大气加热相比制造成本上升，另外，在作为碳源使用一氧化碳的情况下，也担心为确保操作上的安全性需要很多费用，认为不能成为可简单地实施的技术。

在专利文献3中对于疲劳特性和热压前的表层硬度的偏差也没有言及。

相对于此作为得到具有与“通常的高强度钢板”相同程度的疲劳特性的热压用的钢板的技术，有专利文献4，另外，在使用实施了镀Zn的钢板的情况虽然是固有技术但作为使采用热压法制造的构件的疲劳特性提高的技术已知专利文献5。

在专利文献4中，公开了通过使含有Ce氧化物的微细粒子由钢板表面分散在稍内侧从而改善热压后的疲劳特性的技术，但因为需要高度的炼钢技术所以存在即使是本领域技术人员实施也未必容易的问题。

专利文献5的技术，是涉及热压技术的设备的技术，存在若没有新的设备投资则即使是本领域技术人员也无法享有其益处的问题。