[发明专利]冲压成形品的制造方法和冲压成形设备

说明书

技术领域

本发明涉及制造需要汽车零件的结构构件中使用的这种强度的热冲压成形品的方法，和用于其的设备，特别是涉及制造在将被予加热的薄钢板（坯料）成形加工为规定形状时，在赋予形状的同时实施热处理得到规定强度的冲压成形品的方法，和用于该制造方法的设备，特别涉及在冲压成形时不发生断裂和裂纹等能够高效制造冲压成形品的冲压成形品的制造方法及其设备。

背景技术

作为源于地球环境问题的汽车燃油效率提高的对策之一，车体的轻量化推进，需要尽可能地使汽车所使用的薄钢板高强度化。但是，若为了汽车的轻量化而使薄钢板高强度化，则延伸率EL和r值（Lankford value：兰克福特值；塑性应变比r值）降低，会使冲压成形性和形状冻结性会劣化。

为了解决这样的课题，在零件制造中采用热压成形法（所谓的“热压法”），其是通过将薄钢板（坯料）加热至规定的温度（例如，成为奥氏体相的温度）而降低强度（即，容易成形）后，以相比薄钢板（被加工材）为较低温（例如室温）的金属模具成形，由此在赋予形状的同时，进行利用了两者的温度差的急冷热处理（淬火），以确保成形后的强度（例如专利文献1）。

根据这样的热压成形法，因为在低强度状态下成形，所以回弹也小（形状冻结性良好），通过急冷能够得到抗拉强度为1500MPa级的强度。还有，这样的热压方法，除了热压法以外，还以热成形法、热冲压法、热压印法、模压淬火法等各种各样的名称称呼。

图1是表示用于实施上述这样的热压成形的金属模具构成的概略说明图，图中1表示冲头，2表示冲模，3表示压边圈，4表示薄钢板（坯料），BHF表示压边力，rp表示冲头肩半径，rd表示冲模肩半径，CL表示冲头/冲模间间隙。另外，这些零件之中，冲头1和冲模2其构成方式为，在各自的内部形成有能够使冷却介质（例如水）通过的通路1a、2a，使该通路中通过冷却介质而使这些构件得到冷却。

具备拥有上述这样的金属模具构成的冲压成形机的热压成形设备，例如公开在非专利文献1中。在此设备中，具备如下：用于加热薄钢板而使之软化的加热炉；用于搬送加热的薄钢板的装置；用于对薄钢板进行冲压成形的冲压成形机；和对于成形的成形品进行修边加工（利用激光等用于达到最终形状的修整加工）的装置等（参照后述图2）。

使用这样的金属模具进行热冲压（例如，热深拉加工）时，以加热坯料（薄钢板）4而使之软化的状态开始成形（直接工艺法）。即，在将处于高温状态的薄钢板4夹在冲模2与压边圈3间的状态下，由冲头1将钢板4压入冲模2的孔内（图1的2、2间），一边缩小薄钢板4的外径一边成形为冲头1的外形所对应的形状。另外，通过与成形同时对冲头和冲模进行冷却，进行从薄钢板4向金属模具（冲头1和冲模2）的排热，并且在成形下死点（冲头前端位于最深部的时刻：图1所示的状态）进一步保持冷却而实施原材的淬火（模压淬火）。通过实施这样的成形法，能够得到尺寸精度良好的1500MPa级的成形品，而且与冷态下成形同等强度级别的零件的情况比较，能够减小成形载荷，因此压力机的容量很小就行。这样的成形方法例如在专利文献2中也有所公开。

先行技术文献

专利文献

专利文献1：特开2002－102980号公报

专利文献2：特开2007－275937号公报

非专利文献

非专利文献1：“新汽车生产线热压成形和激光加工”：蓝田和雄（AP＆T），FORUM on LASER MATERIAL PROCESSING2010，pp.42－49

然而在至今为止的热压中，通常是在700～900℃附近进行冲压后，接着在金属模具内冷却至200℃左右而进行淬火，因此，需要在成形下死点（冲头前端位于最深部位的时刻）保持一定时间，模压淬火所需要的时间变长。因此，每1分钟的冲压次数（spm：冲程次数/分）少达2～6次左右，金属模具运转效率低，生产率变差。

由此，还提出有所谓的间接工艺法，其是通过冷压成形至近终（接近成形品的状态），其后，再进行加热/模压淬火，但在这一方法中，因为成形工序增加，所以终究还是存在成形时间长这样的缺点。因此，实际情况是，要求一种通过成形工序不那么多的直接工艺法来进一步提高生产率的技术。

发明内容

本发明鉴于上述情况而形成，其目的在于，提供一种在冲压成形时不会使断裂和裂纹等发生，用于高生产率地制造具有期望的强度的冲压成形品的方法，和适合于这种制造方法的冲压成形设备。