[发明专利]热压成形品及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及在汽车部件的结构构件中所使用的可以根据成形品内的不同的区域调整强度及延展性的热压成形品及其制造方法，特别涉及在将预先加热了的钢板(坯料)成形加工为规定的形状时、可以在赋予形状的同时实施热处理而得到与不同的区域对应的强度及延展性的热压成形品、以及用于制造此种热压成形品的有用的方法。

背景技术

作为由地球环境问题引发的汽车的燃油效率提高的对策之一，车体的轻型化得到推进，因而需要将汽车中所使用的钢板尽可能地进行高强度化。但是，若为了使汽车轻型化而将钢板高强度化，则伸长率EL或r值(兰克福特值)降低，从而使得冲压成形性、形状冻结性劣化。

为了解决这一课题，在部件制造中采用了热压成形法，即，将钢板加热到规定的温度(例如达到奥氏体相的温度)而降低强度(即，使得成形容易)后，通过用比薄钢板更低温度(例如室温)的模具进行成形，而在赋予形状的同时，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。

根据这样的热压成形法，由于在低强度状态下成形，因此回弹也小(形状冻结性良好)，并且通过使用添加了Mn、B等合金元素的淬火性良好的材料，可以利用急冷得到抗拉强度为1500MPa级的强度。而且，此种热压成形法除了热压法以外，还被称为热成形法、热冲压法、热压印法、模压淬火法等各种名称。

图1是表示用于实施如上所述的热压成形(以下有时以“热压印”来代表)的模具构成的示意说明图，图中1表示冲头，2表示冲模，3表示压边圈，4表示钢板(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，这些部件当中，冲头1和冲模2以如下方式构成，即，在各自的内部形成有可以使冷却介质(例如水)通过的通路1a、2a，使冷却介质在该通路中通过，从而将这些构件冷却。

在使用这样的模具进行热压印(例如热深拉加工)时，在将钢板(坯料)4加热到Ac₃相变点以上的单相域温度而使其软化的状态下开始成形。即，在将处于高温状态的钢板4夹持在冲模2与压边圈3之间的状态下，利用冲头1将钢板4压入冲模2的孔内(图1的2、2之间)，缩小钢板4的外径并以与冲头1的外形对应的形状成形。另外，通过与成形并行地将冲头1及冲模2冷却，而进行从钢板4向模具(冲头1及冲模2)的排热，并且通过在成形下死点(冲头前端位于最深部的时刻：图1中所示的状态)进一步保持冷却而实施原材的淬火。通过实施这样的成形法，就可以得到尺寸精度良好的1500MPa级的成形品，而且与冷态下成形相同强度级别的部件的情况相比，可以降低成形载荷，因此压力机的容量小也可以。

作为现在广泛使用的热压印用钢板，已知有以22MnB5钢作为原材的钢板。就该钢板而言，抗拉强度为1500MPa而伸长率为6～8％左右，适用于耐冲击构件(在碰撞时尽可能地不变形、不断裂的构件)。另外，还在进行如下的开发，即，增加C含量，以22MnB5钢为基材进一步高强度化(1500MPa以上、1800MPa级)。

但是，现实状况是，基本上不适用22MnB5钢以外的钢种，基本上没有进行过通过控制部件的强度、伸长率(例如低强度化：980MPa级、高伸长率化：20％等)而将应用范围拓宽到耐冲击构件以外的钢种、工艺的研究。

在中型以上的乘用车中，在侧面碰撞时或后方碰撞时考虑到相容性(在小型车碰撞时也保护对方一侧的功能)，在B柱、后纵梁、前纵梁等部件内，有时要使之具有耐冲击性部位和能量吸收部位两种功能。为了制作这样的构件，迄今为止，例如对980MPa级的高强度超高张力钢、具有440MPa级的伸长率的高张力钢进行激光焊接(拼焊板：TWB)，在冷态下冲压成型的方法为主流。但是，最近正在进行利用热压印来分别设置部件内的强度的技术的开发。

例如，在非专利文献1中，提出了对热压印用的22MnB5钢和即使用模具进行淬火也不成为高强度的材料进行激光焊接(拼焊板：TWB)、并进行热压印的方法，分别在高强度侧(耐冲击部位侧)设置抗拉强度：1500MPa(伸长率6～8％)，在低强度侧(能量吸收部位侧)设置抗拉强度：440MPa(伸长率12％)。从相同的观点出发，还提出了非专利文献2这样的技术。

在上述非专利文献1、2的技术中，在能量吸收部位侧抗拉强度为600MPa以下、伸长率为12～18％左右，然而需要事先进行激光焊接(拼焊板：TWB)，工序增加且成本升高。另外，还要将本来不需要进行淬火的能量吸收部位加热，从热量消耗的观点考虑也不优选。