專利名稱：形成有壓花的鋼板的加壓成形方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種形成有壓花的鋼板的加壓成形方法。詳細(xì)而言，本發(fā)明涉及一種用于制造汽車的結(jié)構(gòu)構(gòu)件、增強(qiáng)構(gòu)件等的需要強(qiáng)度的制品的形成有壓花的鋼板的加壓成形方法。
背景技術(shù)：
先前，例如汽車為了實(shí)現(xiàn)用于提高燃耗性的車輛的輕量化和碰撞時(shí)的安全性的兼顧，對(duì)于結(jié)構(gòu)構(gòu)件、增強(qiáng)構(gòu)件等采用高張力鋼，但在其制造時(shí)，如果使用模具來(lái)對(duì)高張力鋼板進(jìn)行壓制(press)成形，則加工后的制品會(huì)發(fā)生回彈(spring-back)(欲恢復(fù)為原始狀態(tài)的變形)等，因而壓制成形后的形狀保持性差，難以制造具備良好的品質(zhì)的制品，所以要進(jìn)行預(yù)先考慮到回彈量等的模具的形狀修正，或者增加用于形狀修正的加工工序，因此不經(jīng)濟(jì)。因此，為了實(shí)現(xiàn)壓制零件的高強(qiáng)度化，開發(fā)出了下述方法或稱作高頻淬火的技術(shù)， 所述方法是通過(guò)在熱狀態(tài)下利用模具來(lái)對(duì)經(jīng)加熱的鋼板進(jìn)行壓制成形(例如“熱壓(hot press) ”)，從而利用借助模具的淬火來(lái)將鋼板制造成高張力鋼的方法(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。然而，高頻淬火對(duì)于淬火及冷卻方法需要高度的技能(know-how)，尚未達(dá)到通用化的地步。而且，熱壓由于此類問(wèn)題相對(duì)較少，因此已得到普及而成為通用技術(shù)。但是，先前的熱壓是通過(guò)在壓制加工前利用加熱爐等的設(shè)備來(lái)將材料加熱至小于熔點(diǎn)的溫度(950°C左右)為止的工序和利用壓制加工對(duì)放入上下模具間的材料進(jìn)行成形的同時(shí)進(jìn)行驟冷來(lái)進(jìn)行淬火，從而獲得1500MPa左右的高強(qiáng)度的制品，然而，雖然實(shí)現(xiàn)了高強(qiáng)度化，但不變的是仍然是鐵，楊氏模量與被稱作普通鋼的拉伸強(qiáng)度低的鐵并無(wú)任何變化， 如果材質(zhì)已確定，則靜態(tài)剛性隨后將取決于板厚而決定，因此會(huì)引起下述情況，即，如果實(shí)現(xiàn)了高強(qiáng)度化，則無(wú)法容易地進(jìn)行薄板化。因而，至今能夠適用熱壓的僅限定于原本剛性就有足夠余裕的制品、或者存在利用擴(kuò)大剖面積或?qū)ζ拭嫘螤钕鹿し虻鹊脑O(shè)計(jì)方法來(lái)彌補(bǔ)剛性的余地的某些零件?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 日本專利特開2005-205453號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的技術(shù)課題因此，考慮將即使在相同的材質(zhì)或板厚下對(duì)于相同的位移也需要較大荷重的壓花技術(shù)視為彎曲剛性的提高效果來(lái)使用，但由于先前的借助模具的淬火采用的是在模具的靠近模腔的部位形成供給冷卻介質(zhì)的冷卻介質(zhì)通路，并使冷卻后的模具的模腔形成面與板材接觸而進(jìn)行熱交換的結(jié)構(gòu)，因此在形成有壓花的鋼板的情況下，存在接觸面積小，無(wú)法期待熱交換，從而不滿足淬火條件的問(wèn)題。
因此，本發(fā)明的目的在于解決此類問(wèn)題，以使得即使對(duì)形成有壓花的鋼板，也能以足以淬火的條件來(lái)進(jìn)行冷卻。解決課題的技術(shù)手段因此，本發(fā)明是一種形成有壓花的鋼板的加壓成形方法，其特征在于，將所述鋼板放入由上模具和下模具形成的模腔內(nèi)，通過(guò)合模進(jìn)行加壓，并且，對(duì)沿著所述模腔且至少在所述上模具或下模具中的任一個(gè)中形成的多條熱介質(zhì)通路內(nèi)以及以使所述模腔與所述熱介質(zhì)通路連通的方式而形成的連通路內(nèi)供給冷卻用介質(zhì)并使其循環(huán)，由此來(lái)對(duì)所述鋼板進(jìn)行淬火。發(fā)明的效果本發(fā)明可提供一種形成有壓花的鋼板的加壓成形方法，其即使對(duì)形成有壓花的鋼板，也能以足以淬火的條件來(lái)進(jìn)行冷卻。


圖1是中柱增強(qiáng)構(gòu)件的局部立體圖。圖2是中柱增強(qiáng)構(gòu)件的局部平面圖。圖3是表示壓制上模具與壓制下模具打開的狀態(tài)的縱剖面圖。圖4是表示壓制上模具與壓制下模具關(guān)閉的狀態(tài)的縱剖面圖。符號(hào)的說(shuō)明1:中柱增強(qiáng)構(gòu)件2:凸部3 壓制上模具4 壓制下模具5、6 冷卻介質(zhì)通路7、8 連通路10 板體
具體實(shí)施例方式作為形成有壓花的鋼板，考慮有汽車的增強(qiáng)構(gòu)件即保險(xiǎn)杠(bumper)增強(qiáng)構(gòu)件、車門沖擊(door impact)增強(qiáng)構(gòu)件、中柱(center pillar)增強(qiáng)構(gòu)件等，以下，將根據(jù)圖1至圖4來(lái)對(duì)關(guān)于中柱增強(qiáng)構(gòu)件的本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。圖1是形成構(gòu)成壓花的凸部2 且成形后的汽車的增強(qiáng)構(gòu)件即中柱增強(qiáng)構(gòu)件1的局部立體圖，圖2是中柱增強(qiáng)構(gòu)件1的局部平面圖。所述中柱增強(qiáng)構(gòu)件1是由長(zhǎng)方形狀的鋼板制的厚度例如為0. 8mm以上 2. 2mm 以內(nèi)的板體所構(gòu)成。其次，對(duì)所述中柱增強(qiáng)構(gòu)件1的制造方法，即，中柱增強(qiáng)構(gòu)件1的加壓成形方法進(jìn)行說(shuō)明，首先，在鋼板制的板體10上，通過(guò)壓花成形，以在凸部2彼此之間未呈直線狀地殘留平板部HM的排列狀態(tài)而形成多個(gè)凸部2。該凸部2是以等間隔而形成，俯視例如呈正六邊形，通過(guò)形成對(duì)角的頂點(diǎn)的縱剖面呈圓弧狀。另外，所述凸部2也可呈俯視圓形，且縱剖面呈圓弧狀。進(jìn)而，板體10也可形成凹部或者形成凸部及凹部，以取代凸部2。并且，所述板體10的凸部2例如是以下述方式形成。即，所述板體10的凸部2的寬度Wl例如為IOmm以上 50mm以內(nèi)，所述凸部2是以凸部的高度H/凸部的寬度Wl例如成為12%以上 20%以內(nèi)的方式而形成，并且以在凸部2彼此之間未呈直線狀地殘留平板部HM的方式而排列，而且，以凸部2彼此的間隔C成為間隔C/2與所述凸部2的寬度Wl之和(即，基礎(chǔ)(base)寬度W2)的例如75%以下的方式而形成。另外，在本實(shí)施方式中，在板體10上形成有如上所述的凸部2，但并不限于此，也可設(shè)為其他形狀(俯視形狀或剖面形狀等)，或設(shè)為其他排列，形成在板體10上的凸部或凹部可考慮各種形態(tài)。并且，在壓制加工前，通過(guò)加熱爐等的設(shè)備來(lái)將形成有如上所述的所述凸部2的板體10加熱至例如850°C以上的溫度，從而以未達(dá)到熔點(diǎn)的溫度(850°C以上 1100°C以下的范圍內(nèi))來(lái)使其轉(zhuǎn)變成奧氏體(Austenite)形態(tài)，再將該板體10放入具有與中柱增強(qiáng)構(gòu)件1的最終形狀相仿的規(guī)定模具間隙(即，模腔S)的壓制上模具3、壓制下模具4內(nèi)而成形。此時(shí)，由于上下的模具面具備規(guī)定的模腔S，因此合模并加壓后的該板體10的大部分不會(huì)破壞凸部2而成形為所需的形狀，例如剖面U字形狀。另外，如圖3及圖4所示，在沿著所述模腔S且在靠近模腔S的部位，使作為冷卻介質(zhì)的冷卻水利用循環(huán)泵(未圖示)而通過(guò)的多條冷卻介質(zhì)通路5、6形成在壓制上模具3、 壓制下模具4上，而且，各冷卻介質(zhì)通路5、6是以經(jīng)由各連通路7、8來(lái)與模腔S分別連通的方式而形成。進(jìn)而，使冷卻介質(zhì)通路5B與冷卻介質(zhì)通路5C、冷卻介質(zhì)通路5D與冷卻介質(zhì)通路5E、冷卻介質(zhì)通路5F與冷卻介質(zhì)通路5A連通，并且使冷卻介質(zhì)通路6B與冷卻介質(zhì)通路 6C、冷卻介質(zhì)通路6D與冷卻介質(zhì)通路6E、冷卻介質(zhì)通路6F與冷卻介質(zhì)通路6A連通。并且，當(dāng)如圖3所示，將形成有凸部2的板體10置于壓制上模具3與壓制下模具 4之間，并如圖4所示，進(jìn)行合模而加壓時(shí)，板體10被彎曲成與最終形狀相仿的形狀。并且，為了制成作為最終制品的中柱增強(qiáng)構(gòu)件1的強(qiáng)度達(dá)到1500MPa級(jí)的超強(qiáng)度鋼，所述板體10從630°C以上的溫度開始將壓制上模具3與壓制下模具予以合模并進(jìn)行冷卻，從而開始淬火。即，在合模后，通過(guò)第1循環(huán)泵的運(yùn)轉(zhuǎn)，在圖4中，以壓制上模具3最左側(cè)的冷卻介質(zhì)通路5A —連通路7A —模腔S —連通路7B —冷卻介質(zhì)通路5B —冷卻介質(zhì)通路5C —連通路7C —模腔S —連通路7D —冷卻介質(zhì)通路5D —冷卻介質(zhì)通路5E —連通路 7E —模腔S —連通路7F —冷卻介質(zhì)通路5F —冷卻介質(zhì)通路5A的方式來(lái)使所供給的冷卻水循環(huán)。而且，通過(guò)第2循環(huán)泵的運(yùn)轉(zhuǎn)，以壓制下模具4最左側(cè)的冷卻介質(zhì)通路6A —連通路8A —模腔S —連通路8B —冷卻介質(zhì)通路6B —冷卻介質(zhì)通路6C —連通路8C —模腔S — 連通路8D —冷卻介質(zhì)通路6D —冷卻介質(zhì)通路6E —連通路8E —模腔S —連通路8F —冷卻介質(zhì)通路6F —冷卻介質(zhì)通路6A的方式來(lái)使所供給的冷卻水循環(huán)。由此，被放入壓制上模具3及壓制下模具4的模腔S內(nèi)的板體10盡管形成有多個(gè)凸部2而與壓制上模具3及壓制下模具4的模腔形成面的接觸面積較小，但仍能通過(guò)循環(huán)的冷卻水來(lái)從兩面進(jìn)行充分冷卻，以進(jìn)行淬火。該淬火是根據(jù)板體10的種類來(lái)適當(dāng)進(jìn)行， 直至板體10達(dá)到必要溫度為止。即，進(jìn)行冷卻水的循環(huán)，使板體10的溫度以每1秒30°C以上的速度減少，從而進(jìn)行淬火，直至板體10達(dá)到300°C以下的溫度為止后，停止冷卻水的供給及循環(huán)，并且從該循環(huán)路內(nèi)排出冷卻水，當(dāng)結(jié)束該排出后，進(jìn)行開模，從模腔S內(nèi)取出已轉(zhuǎn)變成馬氏體 (Martensite)形態(tài)的作為制品的中柱增強(qiáng)構(gòu)件1。
如以上的實(shí)施方式般，通過(guò)形成凸部，無(wú)須加厚板厚便可確保必要的剛性，并且， 即使是形成有凸部的鋼板，也能以足以淬火的條件來(lái)進(jìn)行冷卻。另外，在以上的實(shí)施方式中，使多條冷卻介質(zhì)通路5、6形成在壓制上模具3、壓制下模具4上，而且各冷卻介質(zhì)通路5、6是以經(jīng)由各連通路7、8來(lái)與模腔S分別連通的方式而形成，但也可使冷卻介質(zhì)通路及冷卻介質(zhì)通路形成在壓制上模具3或壓制下模具4的任一個(gè)上以進(jìn)行淬火。以上，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行了說(shuō)明，但對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，可根據(jù)上述說(shuō)明來(lái)實(shí)現(xiàn)各種替代例、修正或變形，本發(fā)明在不脫離其主旨的范圍內(nèi)包括前述的各種替代例、修正或變形。產(chǎn)業(yè)上的可利用性形成有壓花的鋼板的加壓成形方法可用于制造汽車的結(jié)構(gòu)構(gòu)件、增強(qiáng)構(gòu)件等的需要強(qiáng)度的制品時(shí)。
權(quán)利要求
1. 一種形成有壓花的鋼板的加壓成形方法，其特征在于，將所述鋼板放入由上模具和下模具形成的模腔內(nèi)，通過(guò)合模進(jìn)行加壓，并且，對(duì)沿著所述模腔且至少在所述上模具或下模具中的任一個(gè)中形成的多條熱介質(zhì)通路內(nèi)以及以使所述模腔與所述熱介質(zhì)通路連通的方式而形成的連通路內(nèi)供給冷卻用介質(zhì)并使其循環(huán)，由此來(lái)對(duì)所述鋼板進(jìn)行淬火。
全文摘要
本發(fā)明即使對(duì)形成有壓花(emboss)的鋼板，也能以足以淬火的條件來(lái)進(jìn)行冷卻。將形成有凸部2的板體10置于壓制上模具3與壓制下模具4之間，在合模后，通過(guò)第1循環(huán)泵的運(yùn)轉(zhuǎn)，以壓制上模具3的冷卻介質(zhì)通路5A→連通路7A→模腔S→連通路7B→冷卻介質(zhì)通路5B→冷卻介質(zhì)通路5C→連通路7C→模腔S→連通路7D→冷卻介質(zhì)通路5D→冷卻介質(zhì)通路5E→連通路7E→模腔S→連通路7F→冷卻介質(zhì)通路5F→冷卻介質(zhì)通路5A的方式使冷卻水循環(huán)，并通過(guò)第2循環(huán)泵的運(yùn)轉(zhuǎn)，以壓制下模具4的冷卻介質(zhì)通路6A→連通路8A→模腔S→連通路8B→冷卻介質(zhì)通路6B→冷卻介質(zhì)通路6C→連通路8C→模腔S→連通路8D→冷卻介質(zhì)通路6D→冷卻介質(zhì)通路6E→連通路8E→模腔S→連通路8F→冷卻介質(zhì)通路6F→冷卻介質(zhì)通路6A的方式使冷卻水循環(huán)。
文檔編號(hào)B21D24/00GK102292173SQ201080005234
公開日2011年12月21日 申請(qǐng)日期2010年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月23日
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