本發(fā)明涉及熱沖壓成形品[hotstampedpart]的評價方法和制造方法，特別是涉及對在基底鋼板[steelsheet]的表面形成有zn-ni鍍層的表面處理鋼板[coatedsteelsheet]實(shí)施熱沖壓成形而制造的熱沖壓成形品的評價方法和制造方法。

背景技術(shù)：

近年來，要求汽車部件[automotivepart]的高強(qiáng)度化[high-strengthening]、薄壁化[thinning]。因此，正在推進(jìn)汽車部件中使用的鋼板的高強(qiáng)度化，但與此相伴，沖壓成形性[press-formability]降低，難以將鋼板加工成所期望的部件形狀。

作為解決這種問題的技術(shù)，已知有如下的熱沖壓成形技術(shù)：將鋼板加熱至高溫后，使用模具[toolofpressforming]沖壓成形為所期望的形狀，并且在模具內(nèi)除熱[heatremoval]而進(jìn)行淬火[quenching]，得到高強(qiáng)度的沖壓成形品。

例如，在專利文獻(xiàn)1中提出了如下技術(shù)：在將加熱至900℃左右的奧氏體單相[singlephase]區(qū)的鋼板(坯料板[blanksheet])進(jìn)行沖壓成形而制造規(guī)定形狀的部件時，在沖壓成形的同時在模具內(nèi)進(jìn)行淬火，由此實(shí)現(xiàn)部件的高強(qiáng)度化。

但是，專利文獻(xiàn)1中提出的技術(shù)存在如下問題：在沖壓成形前將坯料板加熱至900℃左右的高溫時，在坯料板表面生成鐵氧化物[ironoxide](以下，也稱為氧化皮[oxidedscale])，該氧化皮在沖壓成形時發(fā)生剝離而損傷模具，或者損傷沖壓成形后的部件表面。另外，殘留在部件表面的氧化皮也是導(dǎo)致外觀不良、涂裝密合性[coatingadhesion]降低的原因。因此，通常進(jìn)行酸洗[pickling]、噴砂[shotblasting]等處理將部件表面的氧化皮除去，但這些處理導(dǎo)致生產(chǎn)率的降低。

此外，汽車的行走系統(tǒng)部件[suspensionpart]、車身結(jié)構(gòu)構(gòu)件[automotivebodypart]等還需要優(yōu)良的耐腐蝕性[corrosionresistance]。但是，專利文獻(xiàn)1中提出的技術(shù)中使用的坯料板上未設(shè)置鍍層等防銹覆膜[rustpreventivecoating]，因此，按照該技術(shù)制造的成形部件的耐腐蝕性變得不充分。

基于上述理由，期望能夠在沖壓成形前的加熱時抑制氧化皮的生成、并且提高熱沖壓成形品的耐腐蝕性的熱沖壓成形技術(shù)。針對這樣的期望，提出了使用在表面設(shè)置有鍍層等覆膜的表面處理鋼板進(jìn)行熱沖壓成形的技術(shù)。

例如，在專利文獻(xiàn)2中提出了如下技術(shù)：將由zn或zn基合金被覆的表面處理鋼板加熱至700～1200℃后，進(jìn)行沖壓成形，由此得到在表面具備zn-fe基化合物或zn-fe-al基化合物的成形部件。另外，在該專利文獻(xiàn)2中記載了：通過使用由zn或zn基合金被覆的表面處理鋼板，能夠抑制在成形前的加熱時成為問題的表面處理鋼板的表面的氧化，而且能夠得到耐腐蝕性優(yōu)良的成形部件。

根據(jù)專利文獻(xiàn)2中提出的技術(shù)，認(rèn)為在成形部件的表面生成的氧化皮在一定程度上得到抑制。但是，這種情況下，會發(fā)生由鍍層中的zn引起的液態(tài)金屬脆裂[liquidmetalembrittlementcracking]，有時在成形部件的表層部產(chǎn)生深度約100μm的裂紋[crack]。若產(chǎn)生這樣的裂紋，則會引發(fā)成形品的耐疲勞特性[fatigueresistance]降低等各種故障。

作為解決上述問題的技術(shù)，在專利文獻(xiàn)3中提出了如下技術(shù)：將在基底鋼板表面形成有zn-fe系鍍層的表面處理鋼板加熱至基底鋼板的ac1相變點(diǎn)[ac1transformationtemperature]以上且950℃以下的溫度，將表面處理鋼板冷卻至鍍層的凝固點(diǎn)[freezingpoint]以下的溫度后，開始成形。另外，在該專利文獻(xiàn)3中記載了：通過將表面處理鋼板冷卻至鍍層的凝固點(diǎn)以下的溫度后開始沖壓成形，能夠抑制液態(tài)金屬脆裂。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：英國專利第1490535號公報

專利文獻(xiàn)2：日本特開2001-353548號公報

專利文獻(xiàn)3：日本特開2013-91099號公報

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明所要解決的問題

根據(jù)專利文獻(xiàn)3中提出的技術(shù)，認(rèn)為能夠抑制液態(tài)金屬脆裂、即產(chǎn)生在成形品的表面、從鍍層-鋼基[substantialsteel](基底鋼板)界面朝向鋼基內(nèi)部方向的深度為約100μm并在破裂部的界面檢測到zn的裂紋的產(chǎn)生。

對于這種液態(tài)金屬脆裂的抑制，本發(fā)明人研究了：使用具有在zn中含有約9質(zhì)量％～約25質(zhì)量％的ni的zn-ni合金鍍層作為高熔點(diǎn)[fusingpoint]的鍍層的表面處理鋼板來進(jìn)行熱沖壓成形。在此，著眼于zn-ni合金鍍層的理由如下所述。即，zn-ni合金的平衡狀態(tài)圖[phaseequilibriumdiagram]中存在的γ相的耐腐蝕性優(yōu)良，并且熔點(diǎn)為860℃以上，與通常的zn系鍍層相比非常高，即使在通常的熱沖壓成形條件下，也能夠有效地抑制液態(tài)金屬脆裂的發(fā)生。

但是，已知在利用使用了zn-ni合金鍍層的表面處理鋼板制造的成形品的表面，不產(chǎn)生上述的液態(tài)金屬脆裂，而是產(chǎn)生從鍍層-鋼基界面朝向鋼基內(nèi)部方向的深度為約30μm以下并在破裂部的界面未檢測到zn的微小裂紋[minusculecrack]。該微小裂紋也稱為微裂紋，貫穿鍍層-鋼基界面而到達(dá)鋼基的內(nèi)部，對成形品的耐疲勞特性等各種特性造成不利影響。

在此，以往已知的液態(tài)金屬脆裂在例如使用沖模[die]和沖頭[punch]成形帽形斷面形狀[hatcross-sectionalshape]的沖壓成形品時在如縱壁部的沖頭接觸側(cè)表面那樣僅產(chǎn)生拉伸應(yīng)變[tensilestrain]的部位[portion]也發(fā)生。另一方面，微裂紋在這樣的部位不會產(chǎn)生，而是在縱壁部的沖模接觸側(cè)表面、特別是在成形中與沖模的肩部[shoulder]的r角部[r-portion]終止點(diǎn)接觸的部位這樣在彎曲[bending]壓縮[compression]后承受彎曲恢復(fù)[bendrestoration]拉伸應(yīng)變的部位產(chǎn)生。因此，推測液態(tài)金屬脆裂與微裂紋的產(chǎn)生機(jī)理不同。

在專利文獻(xiàn)3的技術(shù)中，認(rèn)為能夠抑制形成有zn-fe系鍍層的表面處理鋼板中的液態(tài)金屬脆裂的發(fā)生，但對于形成有zn-ni鍍層的表面處理鋼板中的微裂紋沒有任何考慮。因此，可以說專利文獻(xiàn)3的技術(shù)對于抑制微裂紋的產(chǎn)生未必有效。

另外，如上所述，微裂紋的深度為約30μm以下的微小尺寸，因此，在評價所制造的沖壓成形品中是否產(chǎn)生了微裂紋時，需要例如從沖壓成形品的各部位切出試驗(yàn)片、利用掃描型電子顯微鏡[scanningelectronmicroscope(sem)]等進(jìn)行觀察的繁雜勞動。因此，從生產(chǎn)率和成本的方面考慮，利用該方法對熱沖壓成形品中的微裂紋的產(chǎn)生進(jìn)行評價是不現(xiàn)實(shí)的。因此，利用簡易的方法對使用形成有zn-ni系鍍層的表面處理鋼板制造的熱沖壓成形品中的微裂紋進(jìn)行評價、并且制造抑制了微裂紋的產(chǎn)生的熱沖壓成形品的技術(shù)的開發(fā)成為課題。

本發(fā)明是為了解決上述課題而完成的，其目的在于提供在將在表面形成有zn-ni系鍍層的表面處理鋼板加熱后進(jìn)行沖壓成形而制造的熱沖壓成形品中利用簡易的方法對熱沖壓成形品中產(chǎn)生的微裂紋的最大深度進(jìn)行評價的熱沖壓成形品的評價方法、以及抑制了使疲勞壽命劣化的微裂紋的產(chǎn)生的熱沖壓成形品的制造方法。

用于解決問題的方法

本發(fā)明人對于抑制在將zn系鍍覆鋼板進(jìn)行熱沖壓成形時成為問題的微裂紋的方法進(jìn)行了研究。

熱沖壓成形中的微裂紋的產(chǎn)生機(jī)理并不明確，但在高溫下對zn系鍍覆鋼板進(jìn)行沖壓成形的情況下，在鍍覆鋼板的表面產(chǎn)生微裂紋，另外，在對zn-ni鍍覆鋼板進(jìn)行沖壓成形的情況下，也同樣地在鍍覆鋼板的表面產(chǎn)生微裂紋。該微裂紋是從鍍層-鋼基(基底鋼板)界面起的深度為30μm以下的微小裂紋，其貫穿鍍層-鋼基界面而到達(dá)鋼基內(nèi)部。

本發(fā)明人通過熱沖壓成形制造熱沖壓成形品，從該熱沖壓成形品的各種部位切出試驗(yàn)片，測定微裂紋深度h，并且對該試驗(yàn)片進(jìn)行疲勞試驗(yàn)[fatiguetest]，調(diào)查各試驗(yàn)片中得到的疲勞壽命[fatiguelife]與微裂紋深度h的關(guān)系。

在此，如圖4所示，微裂紋深度h設(shè)定為從試驗(yàn)片(熱沖壓成形品11)的鍍層23與鋼基(基底鋼板)25的界面至微裂紋21的前端的距離。

結(jié)果發(fā)現(xiàn)，微裂紋深度h為20μm以下時，即使試驗(yàn)片存在微裂紋，也可實(shí)現(xiàn)與不存在微裂紋的試驗(yàn)片相比毫不遜色的疲勞壽命。

另外，本發(fā)明人利用制造上述熱沖壓成形品時的成形條件實(shí)施了熱沖壓成形的計(jì)算機(jī)模擬[computersimulation](熱沖壓成形分析[hotpressforminganalysis])，求出成形下止點(diǎn)[bottomdeadcenter]處的熱沖壓成形品的表層部的等效塑性應(yīng)變[equivalentplasticstrain]，調(diào)查了表層部的各部位的等效塑性應(yīng)變的分析值與微裂紋深度的測定值的相關(guān)。

需要說明的是，在此所述的微裂紋深度的測定值是在與成形分析中模型化后的熱沖壓成形品的單元對應(yīng)的部位實(shí)際測定的微裂紋深度的最大值。

結(jié)果可知，如圖5所示，在表層部的各部位的等效塑性應(yīng)變的分析值與微裂紋深度的測定值之間觀察到相關(guān)。另外，得到了如下見解：使用上述的相關(guān)時，可以根據(jù)通過成形分析求出的熱沖壓成形品的表層部的等效塑性應(yīng)變對在與成形分析中使用的成形條件相同的條件下制造的熱沖壓成形品中產(chǎn)生的微裂紋的最大深度進(jìn)行評價。

進(jìn)一步得到了如下見解：基于根據(jù)成形分析中得到的等效塑性應(yīng)變評價的微裂紋的最大深度來判定成形條件的適當(dāng)與否，并在判定為適當(dāng)?shù)某尚螚l件下制造熱沖壓成形品，由此，可以制造耐疲勞特性優(yōu)良的熱沖壓成形品。

本發(fā)明是基于該見解而完成的，具體而言具備下述構(gòu)成。

(1)一種熱沖壓成形品的評價方法，其為對于對在基底鋼板的表面形成有zn-ni鍍層的表面處理鋼板實(shí)施熱沖壓成形而制造的熱沖壓成形品進(jìn)行評價的評價方法，其使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行下述步驟，

該評價方法具備：

設(shè)定上述熱沖壓成形品的分析模型的分析模型設(shè)定步驟；

設(shè)定上述熱沖壓成形的成形條件的成形條件設(shè)定步驟；

在上述成形條件下進(jìn)行利用上述分析模型的成形分析，算出上述熱沖壓成形品的表層部的等效塑性應(yīng)變的成形分析步驟；和

基于上述等效塑性應(yīng)變，對在上述成形條件下制造的熱沖壓成形品中產(chǎn)生的微裂紋的最大深度進(jìn)行評價的評價步驟，

在上述評價步驟中，使用預(yù)先求出的熱沖壓成形品的表層部的等效塑性應(yīng)變與熱沖壓成形品中產(chǎn)生的微裂紋的最大深度的相關(guān)。

(2)如上述(1)所述的熱沖壓成形品的評價方法，其中，

在上述評價步驟中評價的微裂紋的最大深度為20μm以下的情況下，評價為在上述成形條件下制造的上述熱沖壓成形品的疲勞壽命的劣化在允許范圍內(nèi)，

在上述評價步驟中評價的微裂紋的最大深度超過20μm的情況下，評價為在上述成形條件下制造的上述熱沖壓成形品的疲勞壽命的劣化在允許范圍外。

(3)如上述(1)或(2)所述的熱沖壓成形品的評價方法，其中，

上述熱沖壓成形品使用沖模和沖頭進(jìn)行成形而得到，并且為具有頂板部、縱壁部和凸緣部的帽形斷面形狀，

將上述評價步驟中評價的微裂紋的最大深度的評價部位設(shè)定為上述縱壁部中在成形中與上述沖模的肩部r角終止點(diǎn)接觸的部位。

(4)如上述(1)～(3)中任一項(xiàng)所述的熱沖壓成形品的評價方法，其中，將上述成形分析步驟中的上述表層部設(shè)定為從上述熱沖壓成形品的表面起在深度方向上至30μm為止的區(qū)域。

(5)一種熱沖壓成形品的制造方法，其為對在基底鋼板的表面形成有zn-ni鍍層的表面處理鋼板實(shí)施熱沖壓成形而制造的熱沖壓成形品的制造方法，

其具備：

設(shè)定上述熱沖壓成形品的分析模型的分析模型設(shè)定步驟；

設(shè)定上述熱沖壓成形的成形條件的成形條件設(shè)定步驟；

在上述成形條件下進(jìn)行利用上述分析模型的成形分析，算出上述熱沖壓成形品的表層部的等效塑性應(yīng)變的成形分析步驟；

基于上述等效塑性應(yīng)變，對在上述成形條件下制造的熱沖壓成形品中產(chǎn)生的微裂紋的最大深度進(jìn)行評價，根據(jù)上述評價出的微裂紋的最大深度來判定上述成形條件的適當(dāng)與否的成形條件判定步驟；

在上述成形條件判定步驟中判定為上述成形條件適當(dāng)?shù)那闆r下，利用上述成形條件實(shí)際制造熱沖壓成形品的成形品制造步驟；和

在上述成形條件判定步驟中判定為上述成形條件不適當(dāng)?shù)那闆r下，對上述成形條件進(jìn)行變更的成形條件變更步驟，

使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行上述分析模型設(shè)定步驟、成形條件設(shè)定步驟、成形分析步驟和成形條件判定步驟，并且

在上述成形條件變更步驟中變更了上述成形條件的情況下，在變更后的成形條件下再次進(jìn)行上述成形分析步驟和上述成形條件判定步驟，

在上述成形條件判定步驟中，使用預(yù)先求出的熱沖壓成形品的表層部的等效塑性應(yīng)變與熱沖壓成形品中產(chǎn)生的微裂紋的最大深度的相關(guān)。

(6)如上述(5)所述的熱沖壓成形品的制造方法，其中，

在上述成形條件判定步驟中評價的微裂紋的最大深度為20μm以下的情況下，判定為上述成形條件適當(dāng)，

在上述成形條件判定步驟中評價的微裂紋的最大深度超過20μm的情況下，判定為上述成形條件不適當(dāng)。

(7)如上述(5)或(6)所述的熱沖壓成形品的制造方法，其中，

上述熱沖壓成形品使用沖模和沖頭進(jìn)行成形而得到，并且為具有頂板部、縱壁部和凸緣部的帽形斷面形狀，

將上述評價步驟中評價的微裂紋的最大深度的評價部位設(shè)定為上述縱壁部中在成形中與上述沖模的肩部r角終止點(diǎn)接觸的部位。

(8)如上述(5)～(7)中任一項(xiàng)所述的熱沖壓成形品的評價方法，其中，將上述成形分析步驟中的上述表層部設(shè)定為從上述熱沖壓成形品的表面起在深度方向上至30μm為止的區(qū)域。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明，能夠基于進(jìn)行成形分析而求出的熱沖壓成形品的表層部的等效塑性應(yīng)變對微裂紋的最大深度進(jìn)行評價，由此，即使不進(jìn)行實(shí)際的沖壓成形，也能夠在不需要繁雜勞動的情況下利用簡易的方法評價是否是疲勞壽命的劣化在允許范圍內(nèi)的熱沖壓成形品。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式1的一例的熱沖壓成形品的評價方法的說明圖。

圖2是帽形斷面形狀的熱沖壓成形品的說明圖。

圖3是對沖壓成形方法的示例進(jìn)行說明的圖。

圖4是對微裂紋深度的定義進(jìn)行說明的圖。

圖5是表示等效塑性應(yīng)變與微裂紋的最大深度的相關(guān)的一例的圖。

圖6是對由板厚方向的各積分點(diǎn)[integrationpoint]處的等效塑性應(yīng)變進(jìn)行外推插補(bǔ)[extrapolation]而求出鋼板表面的等效塑性應(yīng)變的方法的示例進(jìn)行說明的圖。

圖7是本發(fā)明的實(shí)施方式2的一例的熱沖壓成形品的制造方法的說明圖。

圖8是實(shí)施例的熱沖壓成形品的說明圖。

具體實(shí)施方式

[實(shí)施方式1]

本發(fā)明的實(shí)施方式1的熱沖壓成形品的評價方法是進(jìn)行將在基底鋼板的表面形成有zn-ni鍍層的表面處理鋼板加熱后進(jìn)行沖壓成形時的成形分析并基于該成形分析的結(jié)果對熱沖壓成形品的微裂紋的最大深度進(jìn)行評價的方法。

在此，如圖1所示，本發(fā)明的實(shí)施方式1的熱沖壓成形品的評價方法具備分析模型設(shè)定步驟(s1)、成形條件設(shè)定步驟(s3)、成形分析步驟(s5)和評價步驟(s7)。

以下，對熱沖壓成形品和上述各步驟(s1～s7)進(jìn)行詳細(xì)說明。需要說明的是，這些步驟使用計(jì)算機(jī)來進(jìn)行。

<熱沖壓成形品>

本實(shí)施方式1中作為對象的熱沖壓成形品11例如如圖2所示形成具有頂板部13、縱壁部15和凸緣部17的帽形斷面形狀。

如前所述，得到了如下見解：在這種形狀的熱沖壓成形品11中，在縱壁部15中與沖壓成形所使用的沖模的肩部r角終止點(diǎn)4接觸的部位、即隨著沖壓成形的進(jìn)行從凸緣部17經(jīng)由沖模的肩部r角部而形成縱壁部15的部位的表面這樣的、在沖模肩r角部被彎曲壓縮而承受壓縮應(yīng)變[compressivestrain]后在縱壁部發(fā)生彎曲恢復(fù)而承受拉伸應(yīng)變的部位產(chǎn)生微裂紋。

<分析模型設(shè)定步驟>

分析模型設(shè)定步驟(s1)是設(shè)定作為對象的坯料板的特性等而制作熱沖壓成形品的分析模型的步驟。

作為坯料板的特性，有板厚、形狀、熱物性值[thermalproperties](比熱[specificheat]、熱導(dǎo)率[thermalconductivity]等)、機(jī)械物性值[mechanicalproperties](楊氏模量[young’smodulus]、應(yīng)力-應(yīng)變曲線[stress-straincurve]等)。在熱沖壓成形中，坯料板的溫度在沖壓成形中發(fā)生變化，因此，熱物性值、機(jī)械物性值等優(yōu)選設(shè)定為依賴于溫度的數(shù)據(jù)。

另外，為了對沖壓成形中使用的模具與坯料板的接觸所產(chǎn)生的傳熱[heattransfer]進(jìn)行分析，將模具與坯料板的接觸熱阻[contactthermalresistance]提供給分析模型。另外，為了考慮模具內(nèi)部的熱傳導(dǎo)[heatconduction]，將模具材料的熱物性值(比熱、熱導(dǎo)率等)也提供給分析模型，但這些特性優(yōu)選設(shè)定為溫度依賴數(shù)據(jù)。

熱沖壓成形品的分析模型例如為利用三維分析[three-dimensionalanalysis]用殼單元[shellelement]等進(jìn)行模型化的模型。

在使用殼單元將熱沖壓成形品模型化的情況下，為了算出熱沖壓成形品的應(yīng)變，需要在作為原材料的坯料板的板厚方向上設(shè)定積分點(diǎn)。微裂紋是深度為30μm以下的微小裂紋，因此，在本實(shí)施方式1中，優(yōu)選以使在板厚方向上設(shè)定的積分點(diǎn)中最靠近坯料板表面的積分點(diǎn)的位置為30μm以下的方式設(shè)定板厚方向的積分點(diǎn)數(shù)。

板厚方向的積分點(diǎn)的位置根據(jù)對熱沖壓成形分析中的數(shù)值積分[numericalintegral]設(shè)定的積分點(diǎn)數(shù)而不同。例如，數(shù)值積分使用高斯-勒讓德求積法[gauss-legendrequadrature]時，在積分點(diǎn)數(shù)為5的情況下，距坯料板表面最近的最表層的積分點(diǎn)的位置位于從坯料板表面起為板厚的5％的靠近板厚方向的中心的位置。另外，在積分點(diǎn)數(shù)為7的情況下，位于從坯料板表面起為板厚的2.5％的靠近板厚方向的中心的位置。使積分點(diǎn)數(shù)大于7時，最表層的積分點(diǎn)位于進(jìn)一步靠近坯料板表面的位置。

即，在坯料板的板厚為1.2mm的情況下，積分點(diǎn)數(shù)為5時，最表層的積分點(diǎn)位置距該坯料板的表面為60μm，與此相對，積分點(diǎn)數(shù)為7時，最表層的積分點(diǎn)位置距該坯料板的表面為30μm。因此，在板厚為1.2mm的坯料板的情況下，為了使最表層的積分點(diǎn)位置為30μm以下，使積分點(diǎn)數(shù)為7以上即可。

<成形條件設(shè)定步驟>

成形條件設(shè)定步驟(s3)是設(shè)定熱沖壓成形中的成形條件的步驟。

作為成形條件，沖壓成形方法很重要，作為沖壓成形方法，例如有圖3(a)所示的深拉成形[deepdrawing]、圖3(b)所示的碰撞成形[crashforming]等。

在此，深拉成形是在利用沖模3和壓邊圈[blankholder]5夾持坯料板1的狀態(tài)下進(jìn)行沖壓成形的方法。壓邊圈5對坯料板1的按壓力(壓邊力[blankholdingforce])是深拉成形中的沖壓成形條件之一。

碰撞成形是在成形開始時將壓邊圈5配置在不與坯料板1接觸的成形下止點(diǎn)位置，在不利用壓邊圈5對坯料板1進(jìn)行壓邊的狀態(tài)下進(jìn)行沖壓成形的方法。需要說明的是，符號4為沖模的肩部r角終止點(diǎn)。

作為其他成形條件，可以列舉沖模3的位移-時間曲線[displacement-timecurve]、坯料板1的加熱溫度等。通過考慮由加熱裝置對坯料板1的加熱和從加熱裝置[heatingdevice]至沖壓機(jī)[pressmachine]的輸送中發(fā)生的冷卻所引起的坯料板1的溫度歷程[temperaturehistory]，能夠更詳細(xì)地對熱沖壓成形進(jìn)行分析，但在實(shí)用上僅給出沖壓成形開始時的坯料板1的初期溫度作為成形條件就足夠了。

因此，在該成形條件設(shè)定步驟中，設(shè)定沖壓成形開始時的坯料板1的初期溫度，并設(shè)定是否考慮坯料板1的溫度歷程。

<成形分析步驟>

成形分析步驟(s5)是在上述成形條件設(shè)定步驟(s3)中設(shè)定的成形條件下進(jìn)行利用上述分析模型設(shè)定步驟(s1)中設(shè)定的分析模型的成形分析的步驟。

在此，成形分析例如可以使用基于有限元法(fem)[finiteelementmethod]的結(jié)構(gòu)分析[structuralanalysis]軟件來進(jìn)行。

通過進(jìn)行成形分析，算出成形下止點(diǎn)處的熱沖壓成形品的表層部的等效塑性應(yīng)變。需要說明的是，該等效塑性應(yīng)變是在板厚方向的各積分點(diǎn)位置求出的。

需要說明的是，在本成形分析步驟中算出等效塑性應(yīng)變，其中，作為表層部，優(yōu)選設(shè)定為從熱沖壓成形品的表面起在深度方向上至30μm為止的區(qū)域。

<評價步驟>

評價步驟(s7)是基于上述成形分析步驟(s5)中算出的熱沖壓成形品11的表層部的等效塑性應(yīng)變，對在上述成形條件下制造的熱沖壓成形品中產(chǎn)生的微裂紋最大深度進(jìn)行評價的步驟。

而且，在該評價步驟中，基于上述成形分析步驟中算出的等效塑性應(yīng)變，使用預(yù)先求出的熱沖壓成形品的表層部的等效塑性應(yīng)變與熱沖壓成形品中產(chǎn)生的微裂紋的最大深度的相關(guān)來進(jìn)行微裂紋的最大深度的評價是重要的。

圖5示出了熱沖壓成形品的表層部的等效塑性應(yīng)變與熱沖壓成形品中產(chǎn)生的微裂紋的最大深度的相關(guān)的一例。

在此，圖5是相對于通過成形分析在模型化后的熱沖壓成形品的各種殼單元中在位于距表面30μm的位置的積分點(diǎn)處得到的等效塑性應(yīng)變(橫軸)、將在實(shí)際制造的熱沖壓成形品中與上述殼單元對應(yīng)的位置處的一定范圍的部位測定的微裂紋深度的最大值(縱軸)進(jìn)行作圖而得到的圖。

需要說明的是，在此作為對象的熱沖壓成形品成為圖8所示的形狀。另外，作為原材料的表面處理鋼板以及成形分析和制造中使用的成形條件為與后述的實(shí)施例1的表1的no.1相同的條件。

在此，成形分析中算出的熱沖壓成形品11的表層部的等效塑性應(yīng)變根據(jù)板厚方向的位置而有所不同，在本實(shí)施方式1中，作為該表層部的等效塑性應(yīng)變，使用(a)最靠近熱沖壓成形品11的表面(優(yōu)選位于從表面起30μm以內(nèi)的同一深度位置)的積分點(diǎn)處的等效塑性應(yīng)變的值、或者(b)將板厚方向的各積分點(diǎn)處的等效塑性應(yīng)變的值進(jìn)行外推插補(bǔ)[extrapolation]而求出的熱沖壓成形品11的表面的等效塑性應(yīng)變的值中的任意一者。

在(a)的情況下，板厚方向的積分點(diǎn)中最靠近熱沖壓成形品11的表面的積分點(diǎn)的位置優(yōu)選設(shè)定為從熱沖壓成形品11的表面起30μm以內(nèi)。

如上述分析模型設(shè)定步驟(s1)中所說明的那樣，列舉表面處理鋼板的板厚為1.2mm的情況為例時，為了使板厚方向的積分點(diǎn)中最靠近表面的積分點(diǎn)的位置為從熱沖壓成形品11的表面起30μm以內(nèi)，需要使積分點(diǎn)數(shù)為7以上。在積分點(diǎn)數(shù)少于7的情況下，距表面最近的積分點(diǎn)的位置為相距30μm以上的位置。

另一方面，在(b)的情況下，如圖6所示，對板厚方向的各積分點(diǎn)處的等效塑性應(yīng)變進(jìn)行外推插補(bǔ)，求出熱沖壓成形品11的表面的等效塑性應(yīng)變。作為通過外推插補(bǔ)求出熱沖壓成形品11的表面的等效塑性應(yīng)變的方法，有對板厚方向的積分點(diǎn)中靠近熱沖壓成形品11的表面的2個點(diǎn)(積分點(diǎn)1和積分點(diǎn)2)的值進(jìn)行線性插補(bǔ)[linearinterpolation](圖6(a))、或者對板厚方向的積分點(diǎn)中靠近熱沖壓成形品11的表面的3個點(diǎn)(積分點(diǎn)1、積分點(diǎn)2和積分點(diǎn)3)的值進(jìn)行二次插補(bǔ)[secondaryinterpolation](圖6(b))等的方法，但通過外推插補(bǔ)得到的等效塑性應(yīng)變的值沒有大的差異，因此可以使用任意一種方法。

但是，通過上述(a)和(b)的方法求出的等效塑性應(yīng)變的值是不同的。因此，需要根據(jù)成形分析步驟中的等效塑性應(yīng)變的計(jì)算方法，利用上述(a)或(b)的方法預(yù)先求出熱沖壓成形品的表層部的等效塑性應(yīng)變與熱沖壓成形品中產(chǎn)生的微裂紋的最大深度的相關(guān)。

進(jìn)而，如上所述，進(jìn)行從實(shí)際制造的熱沖壓成形品11的各部位切出的試驗(yàn)片中的微裂紋深度的測定，并且對該試驗(yàn)片進(jìn)行疲勞試驗(yàn)，調(diào)查疲勞壽命與微裂紋深度的關(guān)系。

結(jié)果，得到了如下見解：微裂紋深度為20μm以下的微裂紋不會使熱沖壓成形品11的疲勞壽命劣化。

基于該見解，在本評價步驟中，能夠?qū)υ谏鲜龀尚畏治霾襟E中設(shè)定的成形條件下制造的熱沖壓成形品11的疲勞壽命進(jìn)行評價。

即，在本評價步驟中評價的微裂紋的最大深度為20μm以下的情況下，可以評價為在上述成形條件下制造的熱沖壓成形品11的疲勞壽命的劣化在允許范圍內(nèi)。

另一方面，在本評價步驟中評價的微裂紋的最大深度超過20μm的情況下，可以評價為在上述成形條件下制造的熱沖壓成形品11的疲勞壽命的劣化在允許范圍外。

需要說明的是，在本評價步驟中，可以通過成形分析求出成形下止點(diǎn)處的熱沖壓成形品11整體的表層部的等效塑性應(yīng)變，由此，對微裂紋的最大深度進(jìn)行評價，但容易產(chǎn)生微裂紋的部位是在沖壓成形過程中坯料板1承受彎曲和彎曲恢復(fù)變形的熱沖壓成形品11的縱壁部15，特別是縱壁部15中由圖2中的圓圈a包圍的、在成形中與沖模的肩部r角終止點(diǎn)接觸的部位。

因此，在上述成形分析步驟中，限定于帽形斷面形狀的熱沖壓成形品11的縱壁部15中在成形中與沖模的肩部r角終止點(diǎn)接觸的部位的附近的表層部來求出等效塑性應(yīng)變，在本評價步驟中，即使根據(jù)上述成形分析步驟中求出的等效塑性應(yīng)變對熱沖壓成形品11中產(chǎn)生的微裂紋的最大深度進(jìn)行評價，在實(shí)用上也沒有問題，能夠削減該評價所花費(fèi)的勞動。

[實(shí)施方式2]

本發(fā)明的實(shí)施方式2涉及熱沖壓成形品的制造方法，在對在基底鋼板的表面形成有zn-ni鍍層的表面處理鋼板(坯料板)實(shí)施熱沖壓來制造熱沖壓成形品時，確定能夠抑制導(dǎo)致疲勞壽命降低的微裂紋的產(chǎn)生的成形條件，在該成形條件下實(shí)際制造熱沖壓成形品。

在此，如圖7所示，本發(fā)明的實(shí)施方式2的熱沖壓成形品的制造方法具備分析模型設(shè)定步驟(s1)、成形條件設(shè)定步驟(s3)、成形分析步驟(s5)、成形條件判定步驟(s7’)、成形條件變更步驟(s9)和成形品制造步驟(s11)。

需要說明的是，在這些步驟中，分析模型設(shè)定步驟(s1)、成形條件設(shè)定步驟(s3)、成形分析步驟(s5)和成形條件判定步驟(s7’)使用計(jì)算機(jī)來進(jìn)行。

在實(shí)施方式2中，分析模型設(shè)定步驟、成形條件設(shè)定步驟和成形分析步驟與上述實(shí)施方式1相同，因此，以下對成形條件判定步驟、成形條件變更步驟、成形品制造步驟進(jìn)行詳細(xì)說明。另外，實(shí)施方式2中作為對象的熱沖壓成形品11也與上述實(shí)施方式1相同，因此，在此省略說明。

<成形條件判定步驟>

成形條件判定步驟(s7’)是基于通過成形分析步驟(s5)得到的熱沖壓成形品11的表層部的等效塑性應(yīng)變的值對微裂紋最大深度進(jìn)行評價，根據(jù)該評價出的微裂紋最大深度來判定成形條件設(shè)定步驟中設(shè)定的成形條件的適當(dāng)與否的步驟。

例如，在評價出的微裂紋最大深度為20μm以下的情況下，判定為成形條件設(shè)定步驟中設(shè)定的成形條件適當(dāng)，在評價出的微裂紋最大深度超過20μm的情況下，判定為該成形條件不適當(dāng)。

另外，在該成形條件判定步驟中，與上述評價步驟同樣，在對微裂紋的最大深度進(jìn)行評價時，使用預(yù)先求出的熱沖壓成形品的表層部的等效塑性應(yīng)變與熱沖壓成形品中產(chǎn)生的微裂紋的最大深度的相關(guān)是重要的。

需要說明的是，作為本成形條件判定步驟中使用的熱沖壓成形品的表層部的等效塑性應(yīng)變，使用(a)最靠近熱沖壓成形品11的表面(優(yōu)選位于從表面起30μm以內(nèi)的同一深度位置)的積分點(diǎn)處的等效塑性應(yīng)變的值(圖6(a))、或者(b)將板厚方向的各積分點(diǎn)處的等效塑性應(yīng)變的值進(jìn)行外推插補(bǔ)而求出的熱沖壓成形品11的表面的等效塑性應(yīng)變的值(圖6(b))中的任意一者。

但是，通過上述(a)和(b)的方法求出的等效塑性應(yīng)變的值是不同的。因此，需要根據(jù)成形分析步驟中的等效塑性應(yīng)變的計(jì)算方法，利用上述(a)或(b)的方法預(yù)先求出熱沖壓成形品的表層部的等效塑性應(yīng)變與熱沖壓成形品中產(chǎn)生的微裂紋的最大深度的相關(guān)。

需要說明的是，在本成形條件判定步驟中，可以通過成形分析求出成形下止點(diǎn)處的熱沖壓成形品11整體的表層部的等效塑性應(yīng)變，由此，對微裂紋的最大深度進(jìn)行評價，但容易產(chǎn)生微裂紋的部位是在沖壓成形過程中坯料板1承受彎曲和彎曲恢復(fù)變形的熱沖壓成形品11的縱壁部15，特別是縱壁部15中由圖2中的圓圈a包圍的、在成形中與沖模的肩部r角終止點(diǎn)接觸的部位。

因此，在上述成形分析步驟中，限定于帽形斷面形狀的熱沖壓成形品11的縱壁部15中在成形中與沖模的肩部r角終止點(diǎn)接觸的部位的附近的表層部來求出等效塑性應(yīng)變，在本成形條件判定步驟中，即使根據(jù)上述成形分析步驟中求出的等效塑性應(yīng)變對熱沖壓成形品11中產(chǎn)生的微裂紋的最大深度進(jìn)行評價來判定成形條件的適當(dāng)與否，在實(shí)用上也沒有問題，能夠削減該評價所花費(fèi)的勞動。

<成形條件變更步驟>

成形條件變更步驟(s9)是在上述成形條件判定步驟(s7’)中判定為成形條件不適當(dāng)、即不足以抑制導(dǎo)致疲勞壽命降低的微裂紋的產(chǎn)生的情況下對成形條件進(jìn)行變更的步驟。

需要說明的是，在上述成形條件變更步驟(s9)中變更了上述成形條件的情況下，在變更后的成形條件下再次進(jìn)行上述成形分析步驟(s5)和上述成形條件判定步驟(s7’)，反復(fù)進(jìn)行上述成形條件變更步驟(s9)、上述成形分析步驟(s5)和上述成形條件判定步驟(s7’)直至在上述成形條件判定步驟(s7’)中判定為成形條件適當(dāng)為止。

作為要變更的成形條件，例如有沖壓成形方法、壓邊力、加熱后的鋼板的沖壓成形中使用的沖模的位移-時間曲線、沖壓成形開始的鋼板的初期溫度等。

<成形品制造步驟>

成形品制造步驟(s11)是在上述成形條件判定步驟(s7’)中判定為適當(dāng)?shù)某尚螚l件下實(shí)施熱沖壓成形來實(shí)際制造熱沖壓成形品的步驟。

例如，該成形品制造步驟是對在基底鋼板的表面形成有zn-ni鍍層的表面處理鋼板(坯料板1)實(shí)施熱沖壓成形的步驟，其具備：利用沖模3、壓邊圈5和沖頭7對加熱至ac3相變點(diǎn)以上且1000℃以下的溫度范圍的坯料板1進(jìn)行沖壓成形的沖壓成形步驟；和在將上述坯料板1用模具夾持的狀態(tài)下保持并對上述坯料板1進(jìn)行淬火的淬火步驟。

在此，作為熱沖壓成形品的原材料(坯料板1)，使用在基底鋼板的表面設(shè)置有zn-ni鍍層的表面處理鋼板。通過在鋼板表面設(shè)置zn-ni鍍層，能夠確保熱沖壓成形品的耐腐蝕性。

在基底鋼板的表面形成zn-ni鍍層的方法沒有特別限定，可以為熱浸鍍[hotdipcoating]、電鍍[electroplating]等中的任意一種方法。鍍層的附著量優(yōu)選設(shè)定為每單面10g/m²以上且90g/m²以下。

另外，鍍層中的ni含量優(yōu)選設(shè)定為9質(zhì)量％以上且25質(zhì)量％以下。特別是在利用電鍍法在基底鋼板的表面形成zn-ni鍍層的情況下，通過將鍍層中的ni含量設(shè)定為9質(zhì)量％以上且25質(zhì)量％以下，可形成具有ni2zn11、nizn3、ni5zn21中的任意一種結(jié)晶結(jié)構(gòu)[crystalstructure]的γ相。該γ相的熔點(diǎn)高，因此，在抑制沖壓成形前的坯料板1的加熱時所擔(dān)心的鍍層的蒸發(fā)的方面變得有利。另外，對于抑制在熱沖壓成形中成為問題的液態(tài)金屬脆裂也變得有利。

坯料板1優(yōu)選加熱至ac3相變點(diǎn)以上且1000℃以下的溫度范圍。坯料板1的加熱溫度低于ac3相變點(diǎn)時，加熱時無法得到適當(dāng)量的奧氏體，在沖壓成形時存在鐵素體，由此難以在熱沖壓成形后得到充分的強(qiáng)度或難以確保良好的形狀凍結(jié)性[dimensionalaccuracyofapartafterspringback]。另一方面，坯料板1的加熱溫度超過1000℃時，由于鍍層的蒸發(fā)[evaporation]和表層部的氧化物的過度生成，耐氧化性[resistancetooxidation]和熱沖壓成形構(gòu)件的耐腐蝕性降低。因此，加熱溫度優(yōu)選設(shè)定為ac3相變點(diǎn)以上且1000℃以下。更優(yōu)選為ac3相變點(diǎn)+30℃以上且950℃以下。

需要說明的是，表面處理鋼板1的加熱方法沒有特別限定，可以為利用電爐[electricheatingfurnace]、感應(yīng)加熱爐[inductionheatingfurnace]、直流通電加熱爐[directcurrentfurnace]進(jìn)行的加熱等中的任意一種方法。

另外，關(guān)于沖壓成形方法也沒有特別限定，可以優(yōu)選使用如圖3(a)所示在利用沖模3和壓邊圈5夾持坯料板1的狀態(tài)下進(jìn)行成形的深拉成形、或者如圖3(b)所示進(jìn)行成形的碰撞成形等。需要說明的是，從抑制微裂紋的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選縱壁部的加工度小的碰撞成形。

另外，可以使用墊片[pad]。

需要說明的是，關(guān)于所使用的沖壓機(jī)沒有特別限定，在改變滑塊的移動速度的情況下和進(jìn)行使滑塊[slide]暫時停止這樣的控制的情況下，使用伺服沖壓機(jī)[servopress]即可。

上述的淬火步驟是在將坯料板1用模具夾持的狀態(tài)下保持于成形下止點(diǎn)而進(jìn)行淬火的步驟。為了在沖壓成形后利用模具進(jìn)行淬火，優(yōu)選在沖壓成形后在成形下止點(diǎn)使滑塊停止。停止時間根據(jù)模具的除熱量而不同，優(yōu)選設(shè)定為3秒以上。

需要說明的是，關(guān)于作為熱沖壓成形品的原材料使用的坯料板1，對其制造條件沒有特別限制。對于基底鋼板的制造條件也沒有特別限定，例如可以使用具有規(guī)定的成分組成[componentcomposition]的熱軋鋼板[hotrolledsteelsheet](酸洗鋼板[pickledsteelsheet])、通過對熱軋鋼板實(shí)施冷軋而得到的冷軋鋼板[coldrolledsteelsheet]作為基底鋼板。

在基底鋼板的表面形成zn-ni鍍層而制成坯料板1時的條件也沒有特別限定。在使用熱軋鋼板(酸洗鋼板)作為基底鋼板的情況下，通過對熱軋鋼板(酸洗鋼板)實(shí)施zn-ni鍍覆處理，能夠制成坯料板1。

另一方面，在使用冷軋鋼板作為基底鋼板的情況下，通過在冷軋后實(shí)施zn-ni鍍覆處理，能夠制成坯料板1。

例如，在基底鋼板的表面形成zn-ni鍍層的情況下，對基底鋼板進(jìn)行脫脂[alkalinecleaning]、酸洗后，在含有100g/l以上且400g/l以下的硫酸鎳六水合物、10g/l以上且400g/l以下的硫酸鋅七水合物的ph1.0以上且3.0以下、浴溫30℃以上且70℃以下的鍍浴中以10a/dm²以上且150a/dm²以下的電流密度[currentdensity]進(jìn)行電鍍處理，由此能夠在基底鋼板的表面形成zn-ni鍍層。需要說明的是，在使用冷軋鋼板作為基底鋼板的情況下，可以在上述脫脂、酸洗之前對冷軋鋼板實(shí)施退火處理[annealing]。關(guān)于鍍層中的ni含量，通過將硫酸鋅七水合物的濃度和電流密度在上述的范圍內(nèi)適當(dāng)調(diào)節(jié)，能夠設(shè)定為所期望的ni含量(例如，9質(zhì)量％以上且25質(zhì)量％以下)。另外，關(guān)于zn-ni鍍層的附著量，通過調(diào)節(jié)通電時間，能夠設(shè)定為所期望的附著量(例如，每單面10g/m²以上且90g/m²以下)。

如上所述，與實(shí)施方式1同樣地進(jìn)行成形分析，基于成形下止點(diǎn)處的熱沖壓成形品11的表層部的等效塑性應(yīng)變的值對導(dǎo)致疲勞壽命降低的微裂紋的產(chǎn)生的有無進(jìn)行評價，在評價為不產(chǎn)生該微裂紋的成形條件下實(shí)際制造熱沖壓成形品11，由此，能夠抑制導(dǎo)致疲勞壽命降低的微裂紋的產(chǎn)生而制造熱沖壓成形品。

實(shí)施例

以下，對用于確認(rèn)本發(fā)明的熱沖壓成形品的評價方法的效果的實(shí)施例進(jìn)行說明。

本實(shí)施例是對使用長度400mm、寬度200mm、板厚1.2mm的坯料板制造的、具備頂板部33、縱壁部35和凸緣部37的帽形斷面形狀的熱沖壓成形品31(參考圖8)中產(chǎn)生的微裂紋的最大深度進(jìn)行評價的實(shí)施例。

在此，坯料板使用zn-12％ni鍍覆表面處理鋼板(ni含量12質(zhì)量％)，鍍層的附著量設(shè)定為40g/m²。

將該坯料板在電加熱爐內(nèi)加熱至900℃，在900℃保持60秒鐘后，將該坯料板輸送至沖壓機(jī)中，在達(dá)到700℃的時刻開始熱沖壓成形。沖壓成形時，將坯料板在成形下止點(diǎn)保持20秒鐘進(jìn)行淬火，然后脫模[dierelease]，得到熱沖壓成形品31。

將本實(shí)施例的成形條件示于表1。沖壓成形方法設(shè)定為進(jìn)行利用壓邊圈5的壓邊的深拉成形(圖3(a))或者將壓邊圈5固定于成形下止點(diǎn)的位置、在沖壓成形中不實(shí)施壓邊的碰撞成形(圖3(b))這兩種，在深拉成形中，將壓邊力設(shè)定為100kn。

[表1]

接著，將所得到的熱沖壓成形品31在長度方向中央在垂直于長度方向的斷面切斷，測定在縱壁部35中熱沖壓成形品31的表側(cè)(沖模側(cè))產(chǎn)生的微裂紋深度h。

在此，如圖4所示，微裂紋深度h設(shè)定為從鍍層23與鋼基(基底鋼板)25的界面至微裂紋21的前端的距離，使用掃描型電子顯微鏡(sem)進(jìn)行測定(倍率1000倍)。

需要說明的是，在深拉成形和碰撞成形中的任意一種沖壓成形方法中，測到最大的微裂紋深度(微裂紋的最大深度)的部位均為縱壁部35中的在成形中與沖模的肩部r角終止點(diǎn)接觸的部位(圖8中由圓圈a包圍的部位)，確認(rèn)到該部位的微裂紋比縱壁部35的其他部位的微裂紋加深的傾向。

表2中示出微裂紋的最大深度的實(shí)測結(jié)果。如表2所示，深拉成形時的微裂紋的最大深度為24μm，是擔(dān)心產(chǎn)生疲勞壽命的劣化的20μm以上。另一方面，碰撞成形時的微裂紋的最大深度為17μm，是幾乎不會產(chǎn)生因微裂紋引起的疲勞壽命的劣化的20μm以下的水平。

接著，基于本發(fā)明的熱沖壓成形品的評價方法，對熱沖壓成形品31中產(chǎn)生的微裂紋的最大深度進(jìn)行評價。

首先，作為分析模型設(shè)定步驟(s1)，將上述熱沖壓成形品利用殼單元(單元尺寸2mm×2mm)進(jìn)行模型化。作為熱沖壓成形品的原材料的坯料板的板厚方向的積分點(diǎn)在各殼單元的中心設(shè)定7個點(diǎn)。另外，上述坯料板和沖壓成形中使用的模具的熱物性值、機(jī)械特性設(shè)定為溫度依賴數(shù)據(jù)。

接著，作為成形條件設(shè)定步驟(s3)，設(shè)定表1所示的各條件作為成形條件，作為沖壓成形方法，應(yīng)用深拉成形(圖3(a))或碰撞成形(圖3(b))。

在此，在深拉成形的情況下(圖3(a))，在以100kn的恒定值的壓邊力將坯料板1用壓邊圈5和沖模3夾持的狀態(tài)下按壓到?jīng)_頭7而進(jìn)行沖壓成形。

另一方免，在碰撞成形的情況下(圖3(b))，將壓邊圈5固定于成形下止點(diǎn)的位置，不用壓邊圈5和沖模3夾持坯料板1。

作為成形分析步驟(s5)，在上述的成形條件下實(shí)施成形分析。

該成形分析是將傳熱分析[thermalanalysis]與結(jié)構(gòu)分析[structuralanalysis]耦合的熱-結(jié)構(gòu)耦合分析[thermal/structuralcoupledanalysis]，但在本實(shí)施例中，對于坯料板的加熱和從加熱裝置至沖壓機(jī)的輸送中的冷卻不進(jìn)行傳熱分析，在熱沖壓成形開始時使坯料板的溫度達(dá)到700℃。另外，在深拉成形或碰撞成形中的任意一種沖壓成形方法中，熱沖壓成形分析均進(jìn)行至成形下止點(diǎn)，求出該成形下止點(diǎn)處的熱沖壓成形品31的表層部的等效塑性應(yīng)變ε。

接著，作為評價步驟(s7)，基于上述中求出的成形下止點(diǎn)處的縱壁部35的表側(cè)(沖模接觸側(cè))最表層的等效塑性應(yīng)變(最靠近熱沖壓成形品31的沖模接觸側(cè)表面的積分點(diǎn)處的等效塑性應(yīng)變)的最大值，對該部位的微裂紋的最大深度進(jìn)行評價。

表2中示出利用成形分析得到的等效塑性應(yīng)變的最大值以及微裂紋的最大深度的評價值和測定值。

在此，表2中的等效塑性應(yīng)變的最大值為從熱沖壓成形品31的表面起在深度方向上位于30μm的位置的積分點(diǎn)處的等效塑性應(yīng)變的最大值。另外，微裂紋的最大深度的評價值根據(jù)上述等效塑性應(yīng)變的最大值使用圖5所示的熱沖壓成形品的表層部的等效塑性應(yīng)變與熱沖壓成形品的微裂紋的最大深度的相關(guān)來進(jìn)行評價。

[表2]

在任意一種成形條件下，等效塑性應(yīng)變達(dá)到最大的部位均為縱壁部35中在成形中與沖模3的肩部r角終止點(diǎn)接觸的部位(圖8中由圓圈a包圍的部位)。

另外，在應(yīng)用no.1的成形條件的情況下，等效塑性應(yīng)變的最大值為0.32，利用圖5所示的相關(guān)評價而得到的微裂紋的最大深度(評價值)為22.2μm。因此，可以評價為在no.1的成形條件下制造的熱沖壓成形品31中產(chǎn)生使疲勞壽命降低的微裂紋。

另一方面，在應(yīng)用no.2的成形條件的情況下，等效塑性應(yīng)變的最大值為0.28，利用圖5所示的相關(guān)評價而得到的微裂紋的最大深度(評價值)為18.3μm。因此，可以評價為在no.2的成形條件下制造的熱沖壓成形品31中未產(chǎn)生使疲勞壽命降低的微裂紋。

另外，根據(jù)利用成形分析算出的等效塑性應(yīng)變評價而得到的微裂紋的最大深度與在實(shí)際制造的熱沖壓成形品31中測定的微裂紋的最大深度的傾向是一致的。此外，從在該成形條件下實(shí)際制造的熱沖壓成形品上裁取試驗(yàn)片并進(jìn)行疲勞試驗(yàn)，結(jié)果，在no.1的成形條件下制造的熱沖壓成形品中觀察到疲勞壽命的劣化，另一方面，在no.2的成形條件下制造的熱沖壓成形品中未觀察到疲勞壽命的劣化。由此可知，本發(fā)明的熱沖壓成形品的評價方法是適當(dāng)?shù)摹?/p>

由上可知，通過基于利用成形分析求出的熱沖壓成形品的表層部的等效塑性應(yīng)變對在該成形條件下制造的熱沖壓成形品中產(chǎn)生的微裂紋的最大深度進(jìn)行評價，能夠簡易且適當(dāng)?shù)卦u價是否產(chǎn)生導(dǎo)致熱沖壓成形品的耐疲勞特性降低的微裂紋。

另外，與在各種熱沖壓成形條件下實(shí)際制造熱沖壓成形品并測定從該熱沖壓成形品切出的試驗(yàn)片的微裂紋深度的方法相比，能夠簡易且不需要大量的時間和費(fèi)用地選出能夠抑制導(dǎo)致疲勞壽命降低的微裂紋的產(chǎn)生的成形條件，并且，通過基于該成形條件實(shí)際地制造熱沖壓成形品，能夠制造抑制了微裂紋的產(chǎn)生的耐疲勞特性優(yōu)良的熱沖壓成形品。

標(biāo)號說明

1坯料板

3沖模

4沖模的肩部r角終止點(diǎn)

5壓邊圈

7沖頭

11熱沖壓成形品

13頂板部

15縱壁部

17凸緣部

21微裂紋

23鍍層

25鋼基(基底鋼板)

31熱沖壓成形品

33頂板部

35縱壁部

37凸緣部