红外加热方法、钢板的红外加热和成型方法及由此获得的汽车部件、以及红外加热炉的制作方法
【技术领域】
[0001] (相关申请的交叉引用）
[0002] 本申请要求于2013年02月01日提交的日本专利申请2013-018877的优先权，该 日本专利申请的全部公开内容在此通过引用并入本文中。
[0003] 本发明涉及一种红外加热方法和由此获得的汽车部件以及一种红外加热炉。
【背景技术】
[0004] 随着对减小汽车车身重量以改善燃料消耗的需求的增长和对腐蚀安全的需求的 增长，模压淬火（die-quenching)法作为制造汽车车身部件的方法正引起关注。在模压淬 火法中，已加热的钢板随着在成型模具中成型的同时快速冷却，从而被淬火硬化。
[0005] 此外，关于汽车车身部件，期望在一个部件中提供强度变化或分布以节省将用于 制造一个部件的高强度部件与低强度部件彼此焊接的劳动力。这种部件具有由于高强度部 分而确保足够的强度和由于低强度部分而容易加工的优点。
[0006] 此外，红外法作为用于对钢板进行淬火硬化的加热方法而引起关注。在红外法中， 红外线辐照到工件上以通过吸收红外线来加热工件。
[0007] 与上述背景有关的专利文献在下文列出。
[0008] 专利文献1提出在钢板与红外灯之间设置具有预定形状的板状件（屏蔽件），并且 在钢板的（表面的）未覆盖有板状件的一侧的至少一部分中设定与覆盖有板状件的钢板的 (表面的）另一侧的加热分布不同的加热分布。
[0009] 专利文献2提出部分地改变钢板目标冷却温度以用于对钢板进行部分淬火硬化。
[0010] 专利文献3提出了一种钢板的部分淬火硬化方法，在该方法中，在压制成型 (press-forming)模具中设置有冷却导管。
[0011] 专利文献4提出了一种具有以矩阵方式设置的红外灯的红外加热装置，在该红外 加热装置中，降低了设置在预定列上的红外灯的输出，增大了设置在其他列上的红外灯的 输出，从而对钢板的每个区域设定不同的加热条件。图9为示出了根据专利文献4的红外 加热装置的钢板的加热温度转变的示意性曲线图。
[0012] 在图9的加热步骤70和其后的成型步骤71中，第一加热温度转变曲线75a表示 钢板的高温（1000摄氏度）设定区域的加热温度转变，第二加热温度转变曲线75b表示钢 板的第一低温（600摄氏度）设定区域的加热温度转变，第三加热温度转变曲线部75c表示 钢板的第二低温（300摄氏度）设定区域的加热温度转变。
[0013] 参照图9中的第二加热温度曲线和第三加热温度曲线，在第二低温设定区域和第 三低温设定区域的温度分别达到目标温度（600摄氏度和300摄氏度）后，停止对第二低温 设定区域和第三低温设定区域的加热，从而不含进一步加热超过那些目标温度，即，钢板未 被均匀地加热。
[0014] 专利文献5提出了一种方法，在该方法中，通过对钢板进行电加热或高频感应加 热、接着通过进行模压淬火，以对钢板进行部分加热。
[0015] 引用列表
[0016] 专利文献
[0017] 专利文献 1 :JP4575976B
[0018] 专利文献 2 :JP2005-161366A
[0019] 专利文献 3:JP2〇〇 2_241835A
[0020] 专利文献 4 :JP2〇ll-"567A
[0021] 专利文献 5:JP2〇〇 9_22995A
【发明内容】
[0022] 技术问题
[0023] 以上专利文献的全部公开内容通过引用并入本文中。
[0024] 本发明给出如下分析。
[0025] 根据专利文献2或专利文献3,在压制成型模具中，在钢板中形成温度分布，因此， 压制成型模具的结构复杂，此外，根据需要对不同区域进行淬火硬化的各种部件，对于设定 不同条件需要劳动力和时间。
[0026] 此外，参照图9,低温设定区域没有加热到直至根据专利文献4的目标温度，因此， 热量从高温设定区域向低温设定区域增加，使得高温设定区域的温度下降，从而产生不能 获得期望的强度分布的可能性。此外，当低温设定区域的温度较低时，在成型步骤之后会产 生较大的回弹，从而导致形状固定性降低。
[0027] 期望提供一种钢板的红外加热的方法，该方法能够有助于制造具有期望的特性分 布的钢板，并且该方法能够有助于在钢板成型步骤中节省劳动力并且有助于简化钢板成型 设施。
[0028] 问题的解决方案
[0029] 在第一方面中，提供了下述方法（红外加热方法），该方法包括下述步骤：
[0030] 将钢板均匀地完全红外加热到直至A3点以上的温度；以及
[0031 ] 温度分布控制，其中，在完全红外加热步骤之后，对朝向钢板辐照的红外线的光强 度进行部分减弱，以在钢板中提供温度为A3点以上的第一区域和温度低于A1点的第二区 域。
[0032] 在第二方面中，提供了下述方法（钢板的红外加热和成型方法），该方法包括下述 步骤：
[0033] 将钢板均匀地完全红外加热到直至A3点以上的温度；
[0034] 温度分布控制，其中，在完全红外加热步骤之后，对朝向钢板辐照的红外线的光强 度进行部分减弱，以在钢板中提供温度为A3点以上的第一区域和温度低于A1点的第二区 域；以及
[0035] 使钢板成型的步骤，其中，在温度分布控制步骤之后，第一区域以临界冷却速率或 高于临界冷却速率经历快速冷却和成型而被淬火硬化，而第二区域以低于临界冷却速率的 冷却速率经历冷却和成型。
[0036] 在第三方面中，提供了下述装置（汽车部件），该部件基于第一方面根据第二方面 的加热和成型方法而压制成型，其中，第一区域和第二区域具有不同的强度。
[0037] 在第四方面中，提供了下述装置（红外加热炉），该炉包括：
[0038] 多个红外灯，所述多个红外灯设置成朝向钢板的一个表面并具有可调节的输出；
[0039] 反射表面，该反射表面设置成朝向钢板的相反的表面以反射红外线；以及
[0040] 至少一个（一个或更多个）控制器，所述至少一个（一个或更多个）控制器根据 所述多个红外灯与钢板之间的相对位置关系设定所述多个红外灯的输出，其中，所述至少 一个控制器控制红外灯的输出，以部分地减弱朝向钢板辐照的红外线的光强度，使得在钢 板被均匀地完全加热到直至A3点以上的温度之后，已经加热的钢板在钢板中包括温度为 A3点以上的第一区域和温度低于A1点的第二区域。
[0041] 发明的有益效果
[0042] 上述方面中的每个方面均有助于制造具有所需特性分布的钢板，并且有助于节省 钢板成型步骤中的劳动力，并且有助于简化钢板加工设施。
【附图说明】
[0043] [图1]图1为示出了根据示例性实施例1的加热和成型步骤的示意性流程图。
[0044] [图2]图2为示出了根据示例性实施例2的红外炉的基本结构的示意图。
[0045] [图3]图3 (A)至3 (C)为示出了根据示例性实施例2的完全加热步骤的示意性操 作图。
[0046] [图4]图4 (A)至4 (C)为示出了根据示例性实施例2的温度分布控制步骤的示意 性操作图。
[0047] [图5]图5为示出了在根据示例性实施例3的加热步骤和成型步骤中的钢板的加 热温度转变的示意性曲线图。
[0048] [图6]图6为钢的示意性连续冷却转变（CCT)相图。
[0049] [图7]图7(A)至7(C)为示出了根据示例性实施例5的红外炉的基本结构和由此 加热的工件的特性分布的示意图。
[0050] [图8]图8为示出了根据示例性实施例6的实验结果的示意性曲线图。
[0051] [图9]图9为示出了根据专利文献4的红外加热装置的钢板的加热温度转变的示 意性曲线图。
【具体实施方式】
[0052] 根据本公开的示例性实施方案，整个钢板一次性均匀地加热到直至A3点以上的 温度，从而确保充分的成型性和形状固定性，并且抑制成型步骤之后的回弹，甚至当钢板的 第二