熱壓成形品及其制造方法技術(shù)

提供一種熱壓成形品，其通過熱壓法成形了薄鋼板的熱壓成形品，通過使金屬組織含有殘留奧氏體：3～20體積％，能夠?qū)?qiáng)度和延伸率的平衡控制在適當(dāng)?shù)姆秶?，且為高延展性?br />

Hot press molded article, process for producing the same, and sheet steel for hot forming

Provides a compression molded by hot pressing method, the hot press forming sheet metal forming products, by making the residual austenite tissue contains: 3 ~ 20 volume%, to strength and elongation of balance control in the appropriate range, and high ductility.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】熱壓成形品及其制造方法
本專利技術(shù)涉及汽車零件的結(jié)構(gòu)構(gòu)件所使用的需要強(qiáng)度的熱壓成形品、其制造方法和熱壓成形用薄鋼板，特別是涉及將預(yù)先加熱的鋼板(坯料)成形加工成規(guī)定的形狀時(shí)，在賦予形狀的同時(shí)實(shí)施熱處理而得到規(guī)定的強(qiáng)度的熱壓成形品、這樣的熱壓成形品的制造方法和熱壓成形用薄鋼板。
技術(shù)介紹
作為源于地球環(huán)境問題的汽車燃油效率提高的對策之一，車體的輕量化推進(jìn)，需要盡可能地使汽車所使用的鋼板高強(qiáng)度化。然而，若為了汽車的輕量化而使鋼板高強(qiáng)度化，則延伸率EL和r值(Lankfordvalue：蘭克福特值)降低，加壓成形性和形狀凍結(jié)性會(huì)劣化。為了解決這樣的課題，在零件制造中采用熱壓成形法，其是通過將鋼板加熱至規(guī)定的溫度(例如，成為奧氏體相的溫度)而降低強(qiáng)度(即，容易成形)后，相比薄鋼板以較低溫(例如室溫)的模具成形，由此在賦予形狀的同時(shí)，進(jìn)行利用了兩者的溫度差的急冷熱處理(淬火)，以確保成形后的強(qiáng)度。根據(jù)這樣的熱壓成形法，因?yàn)樵诘蛷?qiáng)度狀態(tài)下成形，所以回彈也小(形狀凍結(jié)性良好)，并且通過使用添加有Mn、B等的合金元素的淬火性良好的材料，利用急冷能夠得到抗拉強(qiáng)度為1500MPa級(jí)的強(qiáng)度。還有，這樣的熱壓成形法，除了熱壓法以外，還以熱成形法、熱沖壓法、熱壓印法、模壓淬火法等各種各樣的名稱稱呼。圖1是表示用于實(shí)施上述這樣的熱壓成形(以下，有時(shí)以“熱沖壓”為代表)的模具構(gòu)成的概略說明圖，圖中1表示沖頭，2表示沖模，3表示壓邊圈，4表示鋼板(坯料)，BHF表示防皺壓邊力，rp表示沖頭肩半徑，rd表示沖模肩半徑，CL表示沖頭/沖模間間隙。另外，這些零件之中，沖頭1和沖模2其構(gòu)成方式為，在各自的內(nèi)部形成有能夠使冷卻介質(zhì)(例如水)通過的通路1a、2a，使該通路中通過冷卻介質(zhì)而使這些構(gòu)件得到冷卻。使用這樣的模具進(jìn)行熱沖壓(例如，熱深拉加工)時(shí)，將鋼板(坯料)4加熱至(Ac1相變點(diǎn)～Ac3相變點(diǎn))的二相域溫度或Ac3相變點(diǎn)以上的單相域溫度而在使之軟化的狀態(tài)下開始成形。即，在將處于高溫狀態(tài)的鋼板4夾在沖模2與壓邊圈3間的狀態(tài)下，由沖頭1將鋼板4壓入沖模2的孔內(nèi)(圖1的2、2間)，一邊縮小鋼板4的外徑一邊成形為沖頭1的外形所對應(yīng)的形狀。另外，通過與成形同時(shí)對沖頭和沖模進(jìn)行冷卻，進(jìn)行從鋼板4向模具(沖頭1和沖模2)的排熱，并且在成形下死點(diǎn)(沖頭前端位于最深部的時(shí)刻：圖1所示的狀態(tài))進(jìn)一步保持冷卻而實(shí)施原材的淬火。通過實(shí)施這樣的成形法，能夠得到尺寸精度良好的1500MPa級(jí)的成形品，而且與冷態(tài)下成形同等強(qiáng)度級(jí)別的零件的情況比較，能夠減小成形荷重，因此壓床的容量很小就行。作為目前廣泛使用的熱沖壓用鋼板，已知以22MnB5鋼為原材。在該鋼板中，抗拉強(qiáng)度為1500MPa，延伸率為6～8％左右，適用于耐沖擊構(gòu)件(碰撞時(shí)極力不發(fā)生變形，不斷裂的構(gòu)件)。另外，增加C含量，以22MnB5鋼為基礎(chǔ)，進(jìn)一步進(jìn)行高強(qiáng)度化(1500MPa以上，1800MPa級(jí))的開發(fā)也在進(jìn)行。然而，22MnB5鋼以外的鋼種幾乎無法適用，現(xiàn)狀是控制零件的強(qiáng)度、延伸率(例如，低強(qiáng)度化：980MPa級(jí)，高延伸率化：20％等)，將適用范圍擴(kuò)展到耐沖擊構(gòu)件以外的鋼種、施工方法的研究幾乎沒有進(jìn)行。在中型以上的臥車中，在側(cè)面碰撞時(shí)和后方碰撞時(shí)考慮到兼容性(小型車碰撞時(shí)也保護(hù)對方側(cè)的功能)，在B柱和后縱梁的零件內(nèi)，有使其擁有耐沖擊性部位和能量吸收部位的兩種功能的情況。為了制作這樣的構(gòu)件，至今為止，例如對于980MPa級(jí)的高強(qiáng)度超高張力鋼和有440MPa級(jí)的延伸率的高張力鋼進(jìn)行激光焊接(拼焊板：TWB)，并進(jìn)行冷壓成型的方法是主流。然而，最近，以熱沖壓個(gè)別創(chuàng)建零件內(nèi)的強(qiáng)度的技術(shù)的開發(fā)得到推進(jìn)。例如，在非專利文獻(xiàn)1中，提出一種對于熱沖壓用的22MnB5鋼，和以模具進(jìn)行淬火仍未達(dá)到高強(qiáng)度的材料進(jìn)行激光焊接(拼焊板：TWB)，并進(jìn)行熱沖壓的方法，進(jìn)行在高強(qiáng)度側(cè)(耐沖擊部位側(cè))抗拉強(qiáng)度：1500MPa(延伸率6～8％)，在低強(qiáng)度側(cè)(能量吸收部位側(cè))抗拉強(qiáng)度：440MPa(延伸率12％)的個(gè)別創(chuàng)建。另外，作為用于在零件內(nèi)個(gè)別創(chuàng)建強(qiáng)度的技術(shù)，也提出有例如非專利文獻(xiàn)2～4這樣的技術(shù)。在上述非專利文獻(xiàn)1、2的技術(shù)中，在能量吸收部位側(cè)，抗拉強(qiáng)度為600MPa以下，延伸率為12～18％左右，但事先需要進(jìn)行激光焊接(拼焊板：TWB)，工序增加并且成本高。另外，要加熱本來不需要進(jìn)行淬火的能量吸收部位，從熱量消耗的觀點(diǎn)出發(fā)也不為優(yōu)選。在非專利文獻(xiàn)3的技術(shù)中，雖然以22MnB5鋼為基材，但由于硼添加的影響，對于二相域溫度的加熱，淬火后的強(qiáng)度的堅(jiān)固性差，能量吸收部位側(cè)的強(qiáng)度控制困難，此外延伸率也只能得到15％左右。在非專利文獻(xiàn)4的技術(shù)中，以22MnB5鋼為基材，對于本來淬火性良好的22MnB5鋼不進(jìn)行淬火，在以此方式進(jìn)行控制這一點(diǎn)(模具冷卻控制)上不合理的。先行技術(shù)文獻(xiàn)非專利文獻(xiàn)非專利文獻(xiàn)1：KlausLamprecht,GunterDeinzer,AntonStich,JurgenLechler,ThomasStohr,MarionMerklein,"Thermo-MechanicalPropertiesofTailorWeldedBlanksinHotSheetMetalFormingProcesses",Proc.IDDRG2010,2010.非專利文獻(xiàn)2：Usibor1500P(22MnB5)/1500MPa8％-Ductibor500/550～700MPa·17％[平成23年4月27日檢索]網(wǎng)址〈http://www.arcelomittal.com/tailoredblanks/pre/seifware.pl〉非專利文獻(xiàn)3：22MnB5/aboveAC3/1500MPa·8％-belowAC3/Hv190·Ferrite/CementiteRudigerErhardtandJohannesBoke,"Industrialapplicationofhotformingprocesssimulation",Proc,of1stInt.Conf.onHotSheetMetalFormingofHigh-Performancesteel,ed.BySteinhoff,K.,Oldenburg,M,Steinhoff,andPrakash,B.,pp83-88,2008.非專利文獻(xiàn)4：BegonaCasas,DavidLatre,NoemiRodriguez,andIsaacValls,"Tailormadetoolmaterialsforthepresentandupcomingtoolingsolutionsinhotsheetmetalforming",Proc,of1stInt.Conf.onHotSheetMetalFormingofHigh-Performancesteel,ed.BySteinhoff,K.,Oldenburg,M,Steinhoff,andPrakash,B.,pp23-35,2008.
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)鑒于上述情況而形成，其目的在于，提供一種能夠?qū)?qiáng)度和延伸率的平衡控制在適當(dāng)?shù)姆秶矣懈哐诱剐缘臒釅撼尚纹?、用于制造這種熱壓成形品的有用的方法和熱成形用薄鋼板。所謂能夠達(dá)成上述目的的本發(fā)本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種熱壓成形品，其是通過熱壓成形法而成形了薄鋼板的熱壓成形品，其特征在于，金屬組織含有殘留奧氏體：3～20體積%。

【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】2011.04.28 JP 2011-1024081.一種熱壓成形品的制造方法，其特征在于，在制造如下的熱壓成形品時(shí)，使用加壓成形模具，對于具有馬氏體或貝氏體為80體積％以上的金屬組織的薄鋼板進(jìn)行加壓成形時(shí)，將所述薄鋼板加熱至Ac1相變點(diǎn)以上、(Ac1相變點(diǎn)×0.2+Ac3相變點(diǎn)×0.8)以下的溫度后，開始成形，成形中在模具內(nèi)確保20℃/秒以上的平均冷卻速度，其中，所述熱壓成形品的化學(xué)成分組成以質(zhì)量％計(jì)分別含有：C：0.1～0.3％、Si：0.5～3％、Mn：0.5～2％、P：0.05％以下但不含0％、S：0.05％以下但不含0％、Al：0.01～0.1％、和N：0...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：內(nèi)藤純也，村上俊夫，池田周之，沖田圭介，
申請(專利權(quán))人：株式會(huì)社神戶制鋼所，
類型：
國別省市：