热冲压成形品及使用其的结构部件、以及热冲压成形品的制造方法与流程

文档序号:17129823发布日期:2019-03-16 01:02阅读:195来源:国知局
热冲压成形品及使用其的结构部件、以及热冲压成形品的制造方法与流程

本发明涉及热冲压成形品及使用其的结构部件、以及热冲压成形品的制造方法。

本申请基于2016年7月13日在日本提出申请的特愿2016-138963号及2017年4月10日在日本提出申请的特愿2017-077286号主张优先权,在此引用其内容。



背景技术:

对于汽车结构部件(特别是长的部件),为提高碰撞安全性能,而要求三点弯曲试验中的特性高。因此,以往提出了多种提案。

在专利文献1(日本特开2008-265609号公报)及专利文献2(日本特开2008-155749号公报)的附图中,公开了包含钢板被折叠为3重的部分的冲击吸收构件。

专利文献3(日本特开2010-242168号公报)公开了在断面大致帽形状的构件的壁部上形成凹部的方法。在该方法中,通过用供电辊挤压壁部来形成凹部。因此,在该方法中,没有形成从形成凹部前的壁部突出的部分。

专利文献4(日本特开2011-67841号公报)公开了纵壁部和顶壁部的连结区域向外方伸出的中空柱状部件。为了增加断面上的棱线的数量,而没有将该伸出的部分折叠。

专利文献5(日本特开2011-83807号公报)公开了在纵壁部上沿着长度方向形成有沟状的补强筋(bead)部的断面帽状部件的制造方法。

专利文献6(日本特开2013-27894号公报)公开了具有在天壁部和纵壁部的连结部上形成的补强部的框架部件。该补强部由卷成半筒状的重合部构成(该文献的[0015])。

专利文献7(日本特开平9-249155号公报)公开了将角部分形成椭圆形的凹形状或凸形状的接合结构部件。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2008-265609号公报

专利文献2:日本特开2008-155749号公报

专利文献3:日本特开2010-242168号公报

专利文献4:日本特开2011-67841号公报

专利文献5:日本特开2011-83807号公报

专利文献6:日本特开2013-27894号公报

专利文献7:日本专利第3452441号



技术实现要素:

发明要解决的问题

在上述专利文献1~7中记载的技术中,与以往的帽形状的结构部件相比,谋求提高冲击特性及压缩特性。可是现在,作为侧梁等汽车结构部件,寻求能够进一步提高碰撞安全性能的结构部件。换句话讲,寻求更高强度的且三点弯曲试验中的特性更高的冲压成形品。

鉴于这样的情况而完成的本发明的目的之一是提供高强度且三点弯曲试验中的特性高的热冲压成形品及使用其的结构部件、以及用于制造该热冲压成形品的制造方法。

用于解决问题的手段

(1)本发明的一形态涉及的热冲压成形品的特征在于,其是包含两个纵壁部和与所述两个纵壁部邻接的顶板部的用1张钢板形成的长的热冲压成形品,其具有突出部,所述突出部包含从所述两个纵壁部中的至少一个纵壁部延伸的所述钢板的一部分与从所述顶板部延伸的所述钢板的一部分重合而成的重合部;在剖视所述热冲压成形品的与长度方向垂直的面时,所述顶板部与所述突出部之间的角度大于90°。

包括上述构成的热冲压成形品强度高且三点弯曲试验中的特性高。

(2)在上述(1)的热冲压成形品中,也可以在所述突出部,从所述纵壁部延伸的所述钢板的一部分与从所述顶板部延伸的所述钢板的一部分密合。

(3)在上述(1)或(2)的热冲压成形品中,在所述剖视中,所述顶板部和所述重合部形成的角度也可以大于90°且在180°以下。

(4)在上述(1)~(3)中任一项所述的热冲压成形品中,在所述剖视中,从所述纵壁部和所述顶板部的各自的延长线交叉的边界点到所述突出部的顶端部的长度也可以为3mm以上。

(5)在上述(1)~(4)中任一项所述的热冲压成形品中,也可以在所述突出部,从所述纵壁部延伸的所述钢板和从所述顶板部延伸的所述钢板接合。

(6)在上述(1)~(5)中任一项所述的热冲压成形品中,也可以包含从所述两个纵壁部的端部延伸的两个凸缘部。

(7)本发明的一形态涉及的结构部件的特征在于,其包含上述(1)~(6)中任一项所述的热冲压成形品和固定在所述热冲压成形品上的钢板部件;在所述剖视中,所述热冲压成形品和所述钢板部件构成闭口截面。

包括上述构成的结构部件强度高且三点弯曲试验中的特性高。

(8)在上述(7)所述的结构部件中,也可以进一步包含辅助部件,所述辅助部件接合在所述两个纵壁部和所述顶板部中的至少一者上,或分别接合在所述两个纵壁部中的至少一个纵壁部和所述顶板部上。

(9)本发明的一形态涉及的热冲压成形品的制造方法的特征在于,其是上述(1)~(5)中任一项所述的热冲压成形品的制造方法,其包括以下工序:第1工序,其通过使包含成为所述两个纵壁部的两个纵壁部相当部、成为所述顶板部的顶板部相当部、及成为所述突出部的突出部相当部的坯料钢板变形,得到处于所述两个纵壁部相当部相对于所述顶板部相当部向相同方向弯曲的状态的变形钢板,和第2工序,其通过对所述变形钢板进行热冲压成形,形成所述热冲压成形品;在所述第2工序中,通过将所述突出部相当部的至少一部分重合来形成所述突出部。

通过包括上述构成的热冲压成形品的制造方法,能够得到高强度且三点弯曲试验中的特性高的热冲压成形品。

(10)在上述(9)所述的制造方法中,也可以包含在所述第1工序后、且在所述第2工序前对所述变形钢板进行加热的加热工序;在所述第2工序中,通过包含上模和下模的冲压模及两个凸轮模进行热冲压成形;所述下模具有凸部;所述第2工序也可以包含:以所述下模的所述凸部和所述变形钢板不接触的状态进行配置的工序、(a)通过所述上模和所述下模来冲压所述顶板部相当部的工序、和(b)通过所述下模和所述两个凸轮模来冲压所述两个纵壁部相当部的工序。

(11)在上述(10)所述的制造方法中,所述顶板部和所述重合部形成的角度大于90°且在135°以下;在所述第2工序中,也可以在所述(a)的工序结束后结束所述(b)的工序。

(12)在上述(10)所述的制造方法中,所述顶板部和所述重合部形成的角度为135°以上;在所述第2工序中,也可以在所述(b)的工序结束后结束所述(a)的工序。

(13)在上述(9)~(12)中任一项所述的制造方法中,所述热冲压成形品也可以包含从所述两个纵壁部的端部延伸的两个凸缘部。

(14)在上述(9)所述的制造方法中,所述热冲压成形品包含从所述两个纵壁部的端部延伸的两个凸缘部;所述变形钢板进一步包含从所述两个纵壁部相当部突出且成为所述两个凸缘部的两个凸缘部相当部;所述第1工序及所述第2工序采用冲压装置来进行,所述冲压装置包含上模、下模及可沿铅直方向及水平方向移动的两个移动模;所述下模包含冲模和以夹着所述冲模的方式配置、且至少可沿铅直方向移动的两个可动板;所述制造方法包含在所述第1工序前对所述坯料钢板进行加热的工序;所述第1工序按以下顺序包含:(ia)以在所述上模及所述两个移动模与所述下模之间,所述冲模和所述坯料钢板不接触的状态,配置所述坯料钢板的工序,和(ib)通过使所述两个移动模与所述两个可动板一同下降、且使所述两个移动模朝所述冲模移动,以在所述两个移动模与所述两个可动板之间夹入所述两个凸缘部相当部的状态得到所述变形钢板的工序;所述第2工序可以按以下顺序包含:(iia)通过使所述两个移动模进一步朝所述冲模移动,以维持所述冲模的上表面部和所述变形钢板不接触的状态的原状,通过所述两个移动模和所述冲模的侧面部来约束所述两个纵壁部相当部的工序,和(iib)通过使所述上模下降,通过所述上模和所述冲模对所述顶板部相当部进行冲压,同时在所述上模与所述移动模之间使所述突出部相当部的至少一部分重合,由此形成所述热冲压成形品的工序。

(15)在上述(9)所述的制造方法中,所述第1工序及所述第2工序采用冲压装置来进行,所述冲压装置包含上模、下模及可沿铅直方向及水平方向移动的两个移动模;所述下模包含冲模和以夹着所述冲模的方式配置、且至少可沿铅直方向移动的两个可动板;所述制造方法包含在所述第1工序前对所述坯料钢板进行加热的工序;所述第1工序按以下顺序包含:(ia)以在所述上模及所述两个移动模与所述下模之间,所述冲模和所述坯料钢板不接触的状态,配置所述坯料钢板的工序,和(ib)通过使所述两个移动模与所述两个可动板一同下降、且使所述两个移动模朝所述冲模移动,使所述坯料钢板的端部接近所述冲模,得到所述变形钢板的工序;所述第2工序可以按以下顺序包含:(iia)通过使所述两个移动模进一步朝所述冲模移动,以维持所述冲模的上表面部和所述变形钢板不接触的状态的原状,通过所述两个移动模和所述冲模的侧面部来约束所述两个纵壁部相当部的工序,和(iib)通过使所述上模下降,通过所述上模和所述冲模对所述顶板部相当部进行冲压,同时在所述上模与所述移动模之间使所述突出部相当部的至少一部分重合,由此形成所述热冲压成形品的工序。

(16)在上述(14)或(15)所述的制造方法中,也可以在所述第2工序后,进一步包含:通过在将所述凸缘部或所述纵壁部的端部载置在所述可动板上的状态下使所述可动板上升,使所述热冲压成形品从所述冲模分离的工序。

发明效果

根据本发明,可得到高强度且三点弯曲试验中的特性高的热冲压成形品及采用其的结构部件。另外,根据本发明的制造方法,能够容易地制造该热冲压成形品。

附图说明

图1是示意性地表示本实施方式的冲压成形品的一个例子的立体图。

图2是示意性地表示图1所示的冲压成形品的剖视图。

图3a是示意性地表示本实施方式的冲压成形品的另一个例子的剖视图。

图3b是用于说明本实施方式的冲压成形品的突出部的示意剖视图。

图4a是示意性地表示本实施方式的冲压成形品的另一个例子的立体图。

图4b是示意性地表示本实施方式的冲压成形品的另一个例子的立体图。

图5是用于说明本实施方式的冲压成形品的变形例的示意剖视图。

图6a是示意性地表示使用本实施方式的冲压成形品的结构部件的一个例子的剖视图。

图6b是示意性地表示使用本实施方式的冲压成形品的结构部件的一个例子的剖视图。

图6c是示意性地表示使用本实施方式的冲压成形品的结构部件的一个例子的剖视图。

图6d是示意性地表示使用本实施方式的冲压成形品的结构部件的一个例子的剖视图。

图7a是示意性地表示使用本实施方式的冲压成形品的结构部件的一个例子的剖视图。

图7b是示意性地表示使用本实施方式的冲压成形品的结构部件的一个例子的剖视图。

图8a是示意性地表示使用本实施方式的冲压成形品的结构部件的一个例子的剖视图。

图8b是示意性地表示使用本实施方式的冲压成形品的结构部件的另一个例子的剖视图。

图8c是示意性地表示使用本实施方式的冲压成形品的结构部件的另一个例子的剖视图。

图8d是示意性地表示本实施方式的冲压成形品的一个例子的剖视图。

图8e是示意性地表示本实施方式的冲压成形品的另一个例子的剖视图。

图8f是示意性地表示本实施方式的冲压成形品的另一个例子的剖视图。

图9是示意性地表示本实施方式的制造方法中形成的预成形品的一个例子的剖视图。

图10a是示意性地表示本实施方式的制造方法的一个例子中的第2工序中的一工序的剖视图。

图10b是示意性地表示接续图10a的工序的一工序的剖视图。

图10c是示意性地表示接续图10b的工序的一工序的剖视图。

图10d是示意性地表示接续图10c的工序的一工序的剖视图。

图11a是示意性地表示本实施方式的制造方法的另一个例子中的第2工序中的一工序的剖视图。

图11b是示意性地表示接续图11a的工序的一工序的剖视图。

图11c是示意性地表示接续图11b的工序的一工序的剖视图。

图11d是示意性地表示接续图11c的工序的一工序的剖视图。

图12是示意性地表示本实施方式的制造方法中可使用的装置的一个例子的剖视图。

图13a是表示实际制造本实施方式的冲压成形品的一个例子的一工序的照片。

图13b是表示接续图13a的工序的一工序的照片。

图13c是通过包含图13a及图13b所示的工序的制造方法制造的冲压成形品的照片。

图14a是示意性地表示实施例1中所用的试样1的形状的剖视图。

图14b是示意性地表示实施例1中所用的试样2的形状的剖视图。

图14c是示意性地表示实施例1中所用的试样3的形状的剖视图。

图15是示意性地表示实施例中进行模拟试验的三点弯曲试验的图。

图16是表示通过实施例1的模拟试验得到的位移量和载荷的关系的曲线图。

图17a是示意性地表示实施例1的模拟试验中的试样1的形状变化的一个例子的剖视图。

图17b是示意性地表示实施例1的模拟试验中的试样2的形状变化的一个例子的剖视图。

图17c是示意性地表示实施例1的模拟试验中的试样3的形状变化的一个例子的剖视图。

图18a是示意性地表示实施例1的模拟试验中的试样1的形状变化的另一个例子的立体图。

图18b是示意性地表示实施例1的模拟试验中的试样2的形状变化的另一个例子的立体图。

图18c是示意性地表示实施例1的模拟试验中的试样3的形状变化的另一个例子的立体图。

图19a是示意性地表示实施例1的模拟试验中的各试样的能量吸收量的一个例子的图表。

图19b是示意性地表示实施例1的模拟试验中的各试样的能量吸收量的另一个例子的图表。

图20a是示意性地表示实施例2的模拟试验中的各试样的能量吸收量的一个例子的图表。

图20b是示意性地表示实施例2的模拟试验中的各试样的能量吸收量的另一个例子的图表。

图21a是示意性地表示实施例2的模拟试验中的试样的形状变化的一个例子的剖视图。

图21b是示意性地表示实施例2的模拟试验中的试样的形状变化的另一个例子的剖视图。

图22a是示意性地表示实施例2的模拟试验中的试样的形状变化的另一个例子的剖视图。

图22b是示意性地表示实施例2的模拟试验中的试样的形状变化的另一个例子的剖视图。

图23a是示意性地表示本实施方式的制造方法的另一个例子中的一工序的剖视图。

图23b是示意性地表示接续图23a的工序的一工序的剖视图。

图23c是示意性地表示接续图23b的工序的一工序的剖视图。

图23d是示意性地表示接续图23c的工序的一工序的剖视图。

图23e是示意性地表示接续图23d的工序的一工序的剖视图。

图24a是示意性地表示本实施方式的制造方法的另一个例子中的一工序的剖视图。

图24b是示意性地表示接续图24a的工序的一工序的剖视图。

图24c是示意性地表示接续图24b的工序的一工序的剖视图。

图24d是示意性地表示接续图24c的工序的一工序的剖视图。

图24e是示意性地表示接续图24d的工序的一工序的剖视图。

具体实施方式

本发明者们为了得到高强度且三点弯曲试验中的特性高的热冲压成形品,进行了锐意研究,结果新发现通过特定的结构可提高相对于碰撞的特性。此外,新发现通过用高强度钢板制作这样的特定的结构,可得到高强度且三点弯曲试验中的特性高的热冲压成形品。本发明基于该新见识。

以下,对本发明的实施方式进行说明。再者,在以下的说明中通过举例对本发明的实施方式进行说明,但当然本发明并不限定于以下说明的例子。

在以下的说明中,有时例示具体的数值及材料,但只要能得到本发明的效果,也可以采用其它数值及材料。

[热冲压成形品]

以下,对本发明涉及的热冲压成形品进行说明。再者,在以下的说明中,有时将热冲压成形品称为“冲压成形品”或“冲压成形品(p)”进行说明。

以下的实施方式的冲压成形品是包含两个纵壁部和与两个纵壁部邻接的顶板部的用1张钢板形成的冲压成形品。本实施方式的冲压成形品也可以是由长的纵壁部和长的顶板部构成的长形状。

冲压成形品(p)具有从两个纵壁部中的至少一个纵壁部延伸的钢板的一部分和从顶板部延伸的钢板的一部分重合而成的突出部。在该突出部,在剖视长的冲压成形品的与长度方向垂直的面时,顶板部与突出部之间的角度大于90°。

以下有时将将顶板部和重合部形成的角度称为“角度x”。关于角度x的详细情况,在第1实施方式中进行说明。再者,在因顶板部上形成微小的凹凸等而使顶板部的一部分不是平板状时,将作为顶板部整体看作平板时的角度作为顶板部的角度。但是,在平板状的顶板部的一部分上形成有大的凹凸时(图6e及图6f的例子等),将去除了该凹凸的部分作为顶板部来确定顶板部的角度。

以下的实施方式的冲压成形品(p)也可以包含从两个纵壁部的端部(与顶板部侧的端部的相反侧的端部)延伸的两个凸缘部。

在突出部的至少一部分中,使从顶板部延伸的钢板的一部分和从纵壁部延伸的钢板的一部分重合而成为双重。在以下的说明中,将突出部上钢板重合成双重的部分称为“重合部”。重合部作为整体具有板状的形状。在突出部的顶端部钢板被折弯。

以下有时将突出部的长度即从边界点到突出部的顶端的长度称为“长度d”。长度d为与长度方向垂直的断面上的突出部的长度。

与长度方向垂直的断面上的重合部的长度为突出部的长度d的1倍以下,也可以在0.1~1倍的范围(例如0.5~1倍的范围及0.3~0.8倍的范围)内。

以下的实施方式的冲压成形品(p)可通过使1张钢板(坯料钢板)变形来形成。具体地讲,可通过用以下的实施方式的制造方法对1张坯料钢板进行冲压成形来制造冲压成形品(p)。关于作为材料的坯料钢板后述。

以下的实施方式的冲压成形品(p)整体具有细长的形状(长形状)。纵壁部、顶板部、凸缘部及突出部都沿着冲压成形品的长度方向延伸。

突出部可以遍及冲压成形品的长度方向的全部而形成,也可以只形成在冲压成形品的长度方向的一部分上。

以下,有时将由两个纵壁部、连结两个纵壁部的端部的假想的面和顶板部围成的区域称为“冲压成形品(p)的内侧”,将夹着纵壁部及顶板部与该内侧相反侧的区域称为“冲压成形品(p)的外侧”。

顶板部连结两个纵壁部。更详细地讲,顶板部通过突出部连结两个纵壁部。从另一观点看,顶板部为连结两个纵壁部的横壁部。因此,在本说明书中,可将顶板部换读为横壁部。在使横壁部(顶板部)面向下方而配置冲压成形品时,也可将横壁部称为底板部。可是,在本说明书中,以将横壁部配置在上方时为基准,将横壁部称为顶板部。

在剖视冲压成形品的与长度方向垂直的面时,顶板部和纵壁部形成的角度y通常为90°左右。关于角度y,在第1实施方式中进行说明。角度y也可以低于90°,但通常为90°以上,也可以在90°~150°的范围。两个角度y也可以不相同,但优选大致相同(两者的差在10°以内),也可以相同。

在以下的实施方式的冲压成形品(p)中,也可以使突出部分别从两个边界部突出。在此种情况下,突出部分别从两个边界部逐个突出。两个突出部上的角度x优选大致相同(两者的差在10°以内),也可以相同。优选以与长度方向垂直的断面上的那些形状为线对称的方式形成两个突出部。可是,也可以不以线对称的方式形成那些突出部。

顶板部和突出部形成的角度x也可以为95°以上,也可以为105°以上,也可以为135°以上。角度x也可以为180°以下。

再者,所谓角度x为180°,意味着顶板部和突出部平行。角度x也可以大于90°且在180°以下。

在以下的实施方式的冲压成形品(p)中,突出部的长度,即在剖视冲压成形品的与长度方向垂直的面时、从纵壁部和顶板部的各自的延长线交叉的边界点到所述突出部的顶端部的长度也可以为3mm以上(例如5mm以上、10mm以上或15mm以上)。该长度的上限没有特别的限定,例如也可以为25mm以下。在冲压成形品(p)包含两个突出部时,两个突出部的长度可以相同,也可以不相同。

在以下的实施方式的冲压成形品(p)中,也可以通过接合手段将从纵壁部延伸的钢板的一部分和从顶板部延伸的钢板的一部分固定在突出部上,接合手段例如为焊接等。例如,也可以通过电阻点焊及激光焊接对在重合部为双重的钢板进行焊接。此外,也可以通过电弧焊(填角焊)将从纵壁部延伸的钢板的一部分和从顶板部延伸的钢板的一部分焊接在突出部的根部(顶板部及纵壁部和突出部的边界)上。接合手段也可以是粘接剂、钎焊、铆接、螺栓紧固及摩擦搅拌接合中的任一种。

构成以下的实施方式的冲压成形品(p)的钢板的抗拉强度可以为590mpa以上,也可以为780mpa以上,也可以为980mpa以上,或也可以为1200mpa以上。冲压成形品(p)的抗拉强度的上限没有特别的限定,例如为2500mpa。在通过热冲压进行后述的制造方法的第2工序时,能够使冲压成形品(p)的抗拉强度高于材料即钢板(坯料)的抗拉强度。

再者,冲压成形品(p)的抗拉强度为上述值以上的,换句话讲,在冲压成形品(p)的金属组织中,马氏体组织按体积率计为20%以上,冲压成形品(p)的抗拉强度为1310mpa以上时及被热冲压时为占90%以上的金属组织。

在以下的实施方式的冲压成形品(p)中,例如,在冲压成形品(p)的抗拉强度为1500mpa以上,马氏体组织按体积率计为90%以上时,从顶板部延伸的钢板的一部分即突出部的维氏硬度也可以达到454以上。此外,此时的突出部的维氏硬度相对于纵壁部的维氏硬度的比也可以达到0.95以上。

在以下的实施方式的冲压成形品(p)中,也可以将从纵壁部延伸的钢板的一部分和从顶板部延伸的钢板的一部分密合在突出部上。因此,突出部与专利文献7的图1及图2所述的形成为椭圆形的凹形状或凸形状的角部分不同。

从纵壁部延伸的钢板的一部分和从顶板部延伸的钢板的一部分密合而成的结构可通过后述的本发明涉及的冲压成形品的制造方法进行制作。

(第1实施方式)

以下,作为第1实施方式对本发明涉及的冲压成形品的更具体的例子进行说明。

图1中示意性地示出第1实施方式的冲压成形品100(冲压成形品(p))的立体图。此外,图2中示意性地示出冲压成形品100的与长度方向垂直的面的剖视图。再者,以下,有时将图2中的上方(顶板部侧)称为本实施方式的冲压成形品(p)的上方,将图2中的下方(凸缘部侧)称为本实施方式的冲压成形品(p)的下方。

冲压成形品100由1张钢板101形成。参照图1及图2,长形状的冲压成形品100包含两个纵壁部111、顶板部112、两个凸缘部113、两个突出部115。纵壁部111、顶板部112及凸缘部113分别为长形且为平板状。顶板部112通过两个突出部115连结与顶板部112邻接的两个纵壁部111。

在图2所示的一个例子中,两个凸缘部113从两个纵壁部111的下端部朝外侧大致水平地延伸。即,凸缘部113与顶板部112大致平行。

突出部115从连结纵壁部111和顶板部112的角部分的边界部114朝外侧突出。在突出部115中的至少顶端部115t侧,存在重合部115d。在重合部115d,从顶板部112延伸的钢板101a(从顶板部112延伸的钢板的一部分)和从纵壁部111延伸的钢板101b(从纵壁部111延伸的钢板的一部分)也可以重合地密合。

钢板101a及钢板101b分别为钢板101的一部分。从顶板部112延伸的钢板(钢板101a)在顶端部115t向反方向弯曲,成为钢板101b。重合部115d整体为平板状。除去突出部115的冲压成形品100的断面(与长度方向垂直的断面)大致为帽状。

如图2所示的那样,将顶板部112和突出部115形成的角度作为角度x,更详细地讲,角度x,指的是由包含顶板部112的外侧表面112s的面和包含突出部115的一部分即重合部115d的表面115ds(重合部115d中的钢板101a的表面)的面形成的角度。

图1及图2中示出角度x为180°的情况。此时,顶板部112和突出部115平行。在角度x为180°时的优选的一个例子中,在从顶板部112延伸的钢板101a与顶板部112之间没有阶梯。再者,角度x为180°的状态从另一观点看,也可看作是顶板部112和突出部115形成的角度为0°的状态。

角度x也可以在上述的范围。图3中示出角度x为145°时的一个例子的剖视图。

在角度x大于90°时,在从顶板部112上方看冲压成形品100时,由于钢板101a看不见构成突出部115的钢板101b。有时将这样的部分称为负角部。从另一观点看,负角部在只用上模及下模进行冲压成形时是成为反斜度的部分。

在使用本实施方式的冲压成形品(p)作为结构部件时,有时将顶板部112和凸缘部113分别固定在另一构件的一部分上进行利用。在此种情况下,有时优选角度x为180°。通过角度x为180°且顶板部112的表面和突出部115的表面为同一面,有时容易将顶板部112侧固定在其他构件上。此外,在从顶板部112侧施加载荷时,容易用顶板部112及突出部115的整体支撑载荷。

突出部115的长度、即在剖视冲压成形品的与长度方向垂直的面时、从纵壁部111和顶板部112的各自的延长线交叉的边界点114p到突出部115的顶端部115t的长度d(参照图3b或图14a)也可以在上述范围。

重合部115d没有卷成筒状。因此,突出部115与专利文献6的图6所述的卷成筒状的补强部不同。

此外,在顶端部115t以外的区域中,构成突出部115的钢板的一部分弯曲,但没有被折弯。即,除去顶端部115t以外在突出部115中没有朝突出部115的外侧突出的棱线部。在这些方面,冲压成形品100与专利文献4及5所述的部件不同。

此外,在突出部115,两张钢板(从纵壁部111延伸的钢板的一部分即钢板101b和从顶板部112延伸的钢板的一部分即钢板101a)也可以密合。通过如此构成,可进一步提高突出部115的强度。

图2中示出纵壁部111和顶板部112形成的角度y大于90°时的一个例子。这里,角度y为图2所示的角度,即为在冲压成形品100的内侧由纵壁部111和顶板部112形成的角度。

如图2所示的那样,优选连结纵壁部111和凸缘部113的角部116具有成圆的形状。通过角部116具有成圆的形状,能够通过角部116抑制压曲。

突出部115的钢板101b和纵壁部111的边界的角部在剖视冲压成形品的与长度方向垂直的面时,优选为曲面。通过将该角部设定为曲面,能够通过该角部抑制压曲。

与长度方向垂直的面上的该角部的曲率半径也可以在长度d的0.1~1倍的范围(例如0.2~0.8倍的范围及0.2~0.5倍的范围)内。例如,在角度x小于180°时,突出部115的钢板101a和顶板部112的边界的角部也可以为曲面。

再者,也可以不在冲压成形品(p)的长度方向的全体上形成突出部。图4a中示意性地示出只在长度方向的一部分上形成有突出部的冲压成形品(p)的一个例子的立体图。在图4a的冲压成形品100中,在长度方向的两端的区域p2中没有形成突出部115,而在长度方向的中央的区域p1中形成突出部115。通过如此地构成,在将冲压成形品与其它构件组合形成结构部件时,其它构件不会受到形状的制约,且能够得到所希望的碰撞安全性能。

再者,图4a所示那样的只在长度方向的一部分上形成有突出部的冲压成形品(p)可只通过后述的“采用双工序的制造方法”来制造。或者,通过在长度方向的全体上形成了突出部的冲压成形品的长度方向的两端上,利用焊接等接合没有突出部的冲压成形品,也能够制造图4a或图4b所示那样的冲压成形品(p)。

图4b中示意性地示出只在长度方向的一部分上形成有突出部的另一冲压成形品(p)的一个例子的立体图。图4b的冲压成形品100为中柱的一个例子。图4b中,用粗线表示突出部115的外缘。在图4b的冲压成形品100中,只在长度方向的一部分的区域中形成突出部115,在其它区域中没有形成突出部115。

在突出部115重叠为双重的钢板也可以通过焊接等进行接合。例如,也可以对图5所示的区域a及/或区域b进行焊接。焊接方法没有特别的限定,但不是突出部端部的区域a的焊接也可以通过电阻点焊或激光焊接来进行。处于突出部115和其它部分的边界的区域b的焊接(填角焊)也可以通过电弧焊来进行。钢板也可以通过粘接剂、钎焊、铆接、螺栓紧固及摩擦搅拌接合中的任一种来接合。

本实施方式的冲压成形品(p)可用于多种用途。例如,能够用于各种移动机构(汽车、二轮车、铁路车辆、船舶、飞机)的结构部件及各种机械的结构部件。作为汽车结构部件的例子,包括侧梁、立柱(前柱、前柱下部、中柱等)、上边梁、车顶拱形、保险杠、腰线加强板及车门防撞梁,也可以是这些以外的结构部件。

[结构部件]

以下,对使用本发明涉及的冲压成形品的结构部件进行说明。

本发明涉及的冲压成形品(p)可直接作为各种结构部件使用。或者,本发明涉及的冲压成形品(p)也可以与其它构件(例如钢板部件)组合使用。

这里,所谓钢板部件是用钢板形成的部件。以下的实施方式中说明的结构部件包含上述实施方式的冲压成形品(p)。再者,以下说明的汽车用的结构部件还可作为汽车以外的制品的结构部件使用。

以下的实施方式的结构部件的一个例子也可以以包含上述实施方式的冲压成形品(p)和为了与冲压成形品(p)构成闭口截面而固定在冲压成形品(p)上的钢板部件的方式构成。即,冲压成形品(p)和钢板部件也可以构成中空体。

以下的实施方式的结构部件的一个例子包含上述实施方式的冲压成形品(p)和固定在该冲压成形品(p)的两个凸缘部上的1个钢板部件。换句话讲,该钢板部件以连结冲压成形品(p)的两个凸缘部的方式固定在该两个凸缘部上。

在凸缘部上,也可以再固定别的构件。钢板部件的一个例子为上述实施方式的冲压成形品(p)。在此时的一个例子中,相互固定的两个冲压成形品(p)以各自的内侧相对的方式面对面地固定。钢板部件的例子也可以包含钢板(衬板)及非上述实施方式的冲压成形品的成形品。

在冲压成形品(p)不包含凸缘部时,钢板部件也可以以构成闭口截面的方式固定在冲压成形品(p)的纵壁部上。例如,也可以在钢板部件的端部上设置凸缘部,将该凸缘部与冲压成形品(p)的纵壁部固定。

冲压成形品(p)和钢板部件的固定方法没有特别的限定,只要根据情况选择适当的固定方法即可。作为固定方法的例子,包括选自焊接、粘接剂、钎焊、铆接、螺栓紧固及摩擦搅拌接合中的至少1种。其中,焊接容易实施。焊接的例子包括电阻点焊及激光焊接。

此外,在本实施方式的汽车构件中,也可以只将本实施方式的冲压成形品(p)的凸缘部的一部分固定在其它钢板部件上。此时,凸缘部的其它部分不固定在其它钢板部件上。例如,也可以只将本实施方式的冲压成形品的凸缘部中的长度方向的两端部附近的凸缘部固定在其它钢板部件上,其以外的凸缘部不固定在其它钢板部件上。

(第2实施方式)

第2实施方式中,对使用本发明涉及的冲压成形品(p)的结构部件的一个例子进行说明。图6a~图6d是示意性地表示结构部件200的与长度方向垂直的断面的图。第2实施方式中说明的结构部件可用于上述用途(汽车构件以外的用途)。

图6a所示的结构部件200包含冲压成形品100和衬板(钢板)201。衬板201被焊接在冲压成形品100的两个凸缘部113上。图6a所示的结构部件200包含两个纵壁部111的双方和经由接合部602分别与顶板部112接合的辅助部件601。辅助部件601为长形的部件,也可以以冲压成形品100的长度方向和辅助部件601的长度方向大致平行的方式进行配置。在图6a~图6d的例子中,辅助部件601的与长度方向垂直的断面的剖视形状为字型。

图6b所示的结构部件200包含经由接合部602分别与两个纵壁部111接合的辅助部件601。在顶板部112与辅助部件601之间没有设置接合部602。顶板部112和辅助部件601可以密合地配置,也可以以产生间隙的方式配置。

图6c所示的结构部件200包含经由接合部602与顶板部112接合的辅助部件601。在两个纵壁部111与辅助部件601之间没有设置接合部602。纵壁部111和辅助部件601可以密合地配置,也可以以产生间隙的方式配置。

图6d所示的结构部件200包含经由接合部602分别与两个纵壁部111接合的辅助部件601。在图6d的例子中,在顶板部112与辅助部件601的上表面之间设有空间。

图7a及图7b是示意性地表示用于说明辅助部件的另一形态的结构部件200的与长度方向垂直的断面的图。在图7a及图7b的例子中,辅助部件701的与长度方向垂直的断面的剖视形状为l字型。辅助部件701为长形的构件,也可以以冲压成形品100的长度方向和辅助部件701的长度方向大致平行的方式进行配置。

图7a所示的结构部件200包含两个纵壁部111中的一方和经由接合部602分别与顶板部112接合的两个辅助部件701。图7b所示的结构部件200包含经由接合部702与顶板部112接合的两个辅助部件701。在两个纵壁部111与辅助部件701之间没有设置接合部702。纵壁部111和辅助部件701可以密合地配置,也可以以产生间隙的方式配置。

上述的辅助部件601或701可以配置在结构部件200的长度方向的全体上,也可以只配置在长度方向的一部分上。接合部602或702也可通过上述的焊接、粘接剂、钎焊、铆接、螺栓紧固及摩擦搅拌接合中的任一种来构成。

在上述的包含具有突出部的冲压成形品的结构部件中,由于纵壁部以向内侧移动的方式倒入,所以通过追加辅助部件,可抑制该倒入,进一步提高碰撞特性。

再者,优选辅助部件601或701的强度高,但只要有助于抑制上述那样的向内侧的倒入,辅助部件601或701的原材料也可以是聚合物材料及发泡树脂等非金属。

(第3实施方式)

在第3实施方式中,对使用上述实施方式的冲压成形品(p)的结构部件的例子进行说明。图8a~图8c中示出结构部件的例子。图8a~图8c是示意性地表示结构部件的与长度方向垂直的断面的图。第2实施方式中说明的结构部件可用于上述的用途(汽车构件以外的用途)。

图8a所示的结构部件200a包含冲压成形品100和衬板(钢板)201。衬板201被焊接在冲压成形品100的两个凸缘部113上。图8b所示的结构部件200b包含冲压成形品100和另一冲压成形品202。冲压成形品202具有大致帽状的断面。冲压成形品100和冲压成形品202以各自的内侧区域相对的方式配置,冲压成形品100的凸缘部113和冲压成形品202的凸缘部202a被焊接在一起。结构部件200c包含两个冲压成形品100。两个冲压成形品100以各自的内侧区域相对的方式配置,彼此的凸缘部113被焊接在一起。可将两个冲压成形品100中的1个看作钢板部件。此外,衬板201及冲压成形品202为钢板部件。

构成本实施方式的结构部件的冲压成形品100如图8d所示的那样,也可以不在凸缘部113的一部分上接合(固定)其它钢板部件。另外,冲压成形品100中,如图8e及图8f所示的那样,也可以在顶板部112上形成凹部112c。

在图8e的冲压成形品100中,凹部112c的深度与纵壁部111的高度大致相同。在图8f的冲压成形品100中,凹部112c的深度为纵壁部111的高度的一半左右。图8e及图8f所示的冲压成形品100也可作为本实施方式的结构部件使用。在此种情况下,可以将凸缘部113全部接合在其它钢板部件上,也可以只将凸缘部113的一部分接合在其它钢板部件上。在只将凸缘部113的一部分接合在其它钢板部件上时,其接合部分也可以仅为冲压成形品的长度方向的两端部附近。

[冲压成形品的制造方法]

以下,对本发明涉及的冲压成形品的制造方法进行说明。

本发明涉及的冲压成形品的制造方法是用于制造上述实施方式的冲压成形品(p)的方法。由于就上述实施方式的冲压成形品(p)说明的事项可应用于以下说明的制造方法,所以有时将重复的说明省略。此外,就以下制造方法说明的事项也可应用于上述实施方式的冲压成形品(p)。

以下的实施方式的制造方法包含第1工序和第2工序。第1工序是通过使包括成为两个纵壁部的两个纵壁部相当部、成为顶板部的顶板部相当部及成为突出部的突出部相当部的坯料钢板变形,得到处在相对于顶板部相当部两个纵壁部相当部向相同方向弯曲的状态的变形钢板(变形了的钢板)的工序。第2工序是通过对变形钢板进行冲压成形来形成冲压成形品(p)的工序。在第2工序中,通过使突出部相当部的至少一部分重合来形成突出部。

在变形钢板上,在纵壁部相当部、顶板部相当部及突出部相当部之间通常没有明确的边界。但是,也可以在它们间有一些边界。

变形钢板可以处于在除去载荷时解除变形的弹性变形的状态,也可以处于即使除去载荷也不解除变形的塑性变形的状态。即,变形钢板可以处于塑性变形的状态或处于弹性变形的状态。以下有时将处于塑性变形的状态的变形钢板称为“预成形品”。

第1工序没有特别的限定,可以通过公知的冲压成形来进行。关于第2工序后述,但在第2工序中,优选利用热冲压成形。通过第2工序得到的冲压成形品也可以再进行后处理。通过第2工序得到的(或通过其后的后处理得到的)冲压成形品可以直接使用,也可以与其它构件组合使用。

以下,有时将原始材料即钢板(坯料钢板)称为“坯料”。坯料通常为平板状的钢板,具有与要制造的冲压成形品(p)的形状相应的平面形状。坯料的厚度及物性可根据冲压成形品(p)所要求的特性来选择。例如,在冲压成形品(p)为汽车用的结构部件时,可选择与其相应的坯料。坯料的厚度例如可以在0.4mm~4.0mm的范围,也可以在0.8mm~2.0mm的范围。

本实施方式的冲压成形品(p)的壁厚由坯料的厚度和加工工序来确定,也可以在这里例示的坯料厚度的范围内。

坯料优选为抗拉强度在340mpa以上(例如抗拉强度为500~800mpa、490mpa以上、590mpa以上、780mpa以上、980mpa以上或1200mpa以上)的高强度钢板(高强度材料)。为了确保作为结构部件的强度,同时谋求轻量化,而优选成形品的抗拉强度高,更优选使用590mpa以上(例如780mpa以上、980mpa以上或1180mpa以上)的坯料。坯料的抗拉强度的上限没有限定,在一个例子中为2500mpa以下。本实施方式的冲压成形品(p)的抗拉强度通常与坯料的抗拉强度同等或比其高,也可以在这里例示的范围内。

在坯料钢板(坯料)的抗拉强度为590mpa以上时,为得到与坯料同等以上的冲压成形品,优选通过热冲压(热压)进行第2工序。

即使在使用抗拉强度低于590mpa的坯料时,也可以通过热冲压进行第2工序。进行热冲压时,也可以使用具有与其相适合的公知的组成的坯料。

在坯料的抗拉强度为590mpa以上、壁厚为1.4mm以上时,即使是延展性低的坯料,为了抑制在突出部产生裂纹,特别优选通过热冲压进行第2工序。

基于同样的理由,在坯料的抗拉强度为780mpa以上、壁厚为0.8mm以上时,特别优选通过热冲压进行第2工序。由于加热了的钢板的延展性变高,所以在通过热冲压进行第2工序时,即使坯料的壁厚为3.2mm也很少产生裂纹。

在坯料的抗拉强度高时,在冷压时容易在突出部的顶端部产生裂纹。因此,在成形后的钢板的抗拉强度为1200mpa以上(例如1500mpa以上或1800mpa以上)时,更优选通过热冲压进行第2工序。即使在成形后的钢板的抗拉强度低于1200mpa时,也可以通过热冲压进行第2工序。

此外,在坯料的抗拉强度为780mpa以上时,如果通过冷压形成上述的实施方式的冲压成形品(p)的形状,则有时在突出部等产生皱纹、裂纹。可是,在本申请发明的冲压成形品的制造方法中,通过利用热冲压进行第2工序,即使坯料的抗拉强度为780mpa以上,也能得到上述实施方式的冲压成形品(p)的形状。也就是说,通过利用热冲压进行第2工序,能够制造抗拉强度为780mpa以上的冲压成形品(p)。

专利文献4、5及6中,没有公开采用热冲压的制造方法。可是,如上所述,为得到抗拉强度为590mpa以上的冲压成形品,优选通过热冲压进行第2工序。

再者,在热冲压中,为确保所希望的强度,作为坯料的化学组成,c量为0.090~0.400质量%是必要的。此外,同样mn为1.00~5.00质量%也是必要的。此外,同样b为0.00050~0.05000质量%也是必要的。淬火后的抗拉强度为1500mpa以上的坯料的代表性的化学组成没有特别的限定,为c:0.200质量%、si:0.0200质量%、mn:1.30质量%、al:0.030质量%、ti:0.02质量%、b:0.00150质量%。

第1工序中的变形通常不那么大。因此,通常能够与坯料的抗拉强度无关系地通过冷加工(例如冷压)进行第1工序。但是,也可以根据需要通过热加工(例如热压)进行第1工序。在优选的一个例子中,通过冷加工进行第1工序,通过热冲压进行第2工序。

以下对第2工序中利用的热冲压成形(热冲压)的一个例子进行说明。在进行热冲压时,首先,将被加工物(坯料或预成形品)加热到规定的淬火温度。淬火温度为比被加工物奥氏体化的a3相变点(更具体地讲ac3相变点)高的温度,例如也可以为910℃以上。

接着,用冲压装置对加热了的被加工物进行冲压。由于被加工物被加热,所以即使使其变形大也难产生裂纹。在冲压被加工物时对被加工物进行快速冷却。通过该快速冷却,在冲压加工时使被加工物被淬火。被加工物的快速冷却可通过将模具冷却,或从模具朝被加工物喷出水来实施。通过冲压装置对被加工物进行快速冷却时的冷却速度例如优选为30℃/s以上。

热冲压的步骤(加热及冲压等)及其中所用的装置没有特别的限定,可以采用公知的步骤及装置。

预成形品也可以包含与长度方向垂直的断面为u字状的u字状部。该u字状部成为两个纵壁部、顶板部及突出部。也可以在u字状部的端部上连接成为凸缘部的部分。

在以下的说明中,称为“断面”的语句,原则上意味着预成形品等构件的与长度方向垂直的断面。

[采用双工序的制造方法]

以下,对包含上述的第1工序及第2工序的、通过不同的装置或模具实施这些工序的冲压成形品的制造方法(采用双工序的冲压成形品的制造方法)的一个例子进行说明。

在采用双工序的冲压成形品的制造方法中,包含在第1工序后且在第2工序前、对通过在第1工序中加工坯料钢板而得到的变形钢板进行加热的加热工序。

在第2工序中,通过包含上模和下模的冲压模和两个凸轮模进行热冲压成形。下模具有凸部,具有以下模的凸部和变形钢板不接触的状态进行配置的工序。此外在第2工序中,包含(a)通过上模和下模来冲压顶板部相当部的工序、和(b)通过下模和两个凸轮模来冲压两个纵壁部相当部的工序。

在以下说明的第4实施方式的制造方法中,第2工序也可以包含以下的工序(a)及工序(b)。优选在变形钢板为塑性变形的预成形品时采用该第2工序。

工序(a)中,通过具有成对的上模和下模的冲压模来冲压顶板部相当部。工序(b)中,通过下模和两个凸轮模来冲压两个纵壁部相当部。在以下的实施方式的制造方法中,也可以使用在工序(a)及工序(b)双方完成时可形成突出部那样的模具。凸轮模主要沿与冲压方向垂直的方向(水平方向)移动。在典型的一个例子中,凸轮模只沿水平方向移动。

进行工序(a)及工序(b)的时机可根据情况选择,可以先完成任一者,也可以同时完成两者。此外,也可以先开始工序(a)及工序(b)中的任一者,也可以同时开始两者。以下对完成工序(a)及工序(b)的时机不同的第1~第3例进行说明。

在第2工序的第1例中,在工序(a)完成后完成工序(b)。第1例优选在顶板部和重合部形成的角度x大于90°且在135°以下时进行。

再者,只要在工序(a)完成后完成工序(b),也可以在工序(a)完成前开始工序(b)中的凸轮模的移动。

在第2工序的第2例中,在工序(b)完成后完成工序(a)。第2例优选在顶板部和重合部形成的角度x为135°以上(例如135°~180°的范围)时进行。

再者,只要在工序(b)完成后完成工序(a),也可以在工序(b)完成前开始工序(a)中的冲压模的移动。

在第2工序的第3例中,同时完成工序(a)及工序(b)。只要同时完成工序(a)和工序(b),对工序(a)中的冲压模的移动开始时期和工序(b)中的凸轮模的移动开始时期就没有限定。

(第4实施方式)

第4实施方式中,对用于制造冲压成形品(p)的方法进行说明。第4实施方式中,对制造第1实施方式中说明过的冲压成形品(p)的一个例子进行说明。

第4实施方式中,对通过热冲压进行第2工序的一个例子进行说明。在该第4实施方式中,对作为变形钢板使用塑性变形的预成形品的情况进行说明。

首先,在第1工序中,通过使坯料钢板变形来形成至少包含成为两个纵壁部111的部分(两个纵壁部相当部)、成为顶板部112的部分(顶板部相当部)及成为突出部115的部分(突出部相当部)的预成形品301(变形钢板)。第1工序可通过上述方法(例如冲压加工)来进行。图9中示意性地示出第1工序中形成的预成形品301的一个例子的断面(与长度方向垂直的断面)。

如图9所示的那样,预成形品301包含u字状部301a和成为凸缘部113的平坦部301b(凸缘部相当部)。u字状部301a包含两个纵壁部相当部301aw及顶板部相当部301at,另外还包含突出部相当部301ae。

预成形品301处于相对于顶板部相当部301at两个纵壁部相当部301aw向相同方向弯曲的状态。即,两个纵壁部相当部301aw都向顶板部相当部301at的一方的主面侧弯曲。

预成形品301的断面大致为帽状。此外,u字状部301a的断面大致为u字状(图7中上下相反)。预成形品301进行了塑性变形,在不施加载荷的状态时,维持图9的形状。

将u字状部301a的长度(断面长度)设定为lu。另外,在冲压成形品(p)中,将纵壁部的高度设定为hb(相当于图14a的hb1),将两个纵壁部间的宽度设定为wb(相当于图14a的wb1)。u字状部301a除纵壁部相当部301aw及顶板部相当部301at以外,还包含通过第2工序成为突出部115的突出部相当部301ae。因此,长度lu、宽度wb及高度hb满足wb+2hb<lu的关系。另外,将u字状部301a的宽度设定为wa,将高度设定为ha。通常,满足wb≤wa的关系和wb+2hb<wa+2ha的关系。

再者,在图9所示的预成形品301的u字状部301a中,在突出部相当部301ae与其它部分之间没有明确的边界。

预成形品301的平坦部301b的端部也可以下垂到下方(离开顶板部112的方向)。在以下的图10a~图10d中,对使用平坦部301b的端部没有下垂的预成形品301进行第2工序的一个例子进行说明。如图11a~图11d所示的那样,即使平坦部301b的端部下垂的预成形品301也可同样地进行成形。

第2工序可通过热冲压来进行。因此,预先将预成形品301加热到ac3相变点以上的温度(例如比ac3相变点高80℃以上的温度)。该加热例如可通过在加热装置内对预成形品301进行加热来进行。

接着,利用冲压装置对加热了的预成形品301进行冲压加工。图10a中示出冲压加工中所用的冲压模的构成的一个例子。冲压装置包含冲压模10、平板13、伸缩机构14、凸轮式挤压模15及凸轮模(滑模)21。

冲压模10包含成对的上模11和下模12。下模12包含凸面面向上模11的方向的凸部12a。凸轮式挤压模15及凸轮模21分别具有作为凸轮机构工作的倾斜面15a及21a。凸轮式挤压模15经由可伸缩的伸缩机构14固定在平板13上。作为伸缩机构,可采用弹簧及油压汽缸等公知的伸缩机构。

伴随着平板13的下降,上模11及凸轮式挤压模15下降。伴随着凸轮式挤压模15的下降,凸轮模21被凸轮式挤压模15推压而向下模12的凸部12a侧移动。如熟知的那样,凸轮模21的移动的时机可通过使倾斜面15a及21a的位置及形状变化来调整。即,通过它们的调整,能够调整上述的工序(a)的完成及工序(b)的完成的时机。

在上述例子中,通过凸轮机构使凸轮模21移动。可是,也可以形成不采用凸轮机构,而通过油压汽缸等使凸轮模21在不依赖其它模具的移动的情况下独立地移动那样的构成。

在该实施方式中,例示了通过平板13将上模11和凸轮式挤压模15安装在冲压机的同一滑道上的一个例子。可是,也可以将上模11和凸轮式挤压模15安装在冲压机的各自的滑道上,使它们分别地工作。此外,在该实施方式中,例示了通过推压凸轮式挤压模15使凸轮模21移动的一个例子。可是,通过直接安装在凸轮模21上的驱动装置,也可以使凸轮模21独立地移动。

冲压模10及凸轮模21具有冷却功能。例如,冲压模10及凸轮模21也可以按照使冷却水在它们的内部循环的方式构成。通过使用被冷却了的模具进行冲压,可对加热了的预成形品301进行成形及冷却。其结果是,可进行冲压成形和淬火。

再者,也可以通过从模具中喷出水来进行冷却。

对使用图10a的装置进行冲压成形的工序的一个例子进行说明。图10a~图10d中,示意性地示出按上述第2例的方法进行第2工序时的一个例子。优选在角度x在135°~180°的范围内时采用该第2例的方法。

首先,如图10a所示的那样,将预成形品301配置在上模11与下模12之间。此时,重要的是以下模12的凸部12a和变形钢板301不接触的状态进行配置。

在将预成形品301配置在上模11与下模12之间时,如果是变形钢板301的u字状部301a(包含成为两个纵壁部111的部分(两个纵壁部相当部)、成为顶板部112的部分(顶板部相当部)及成为突出部115的部分(突出部相当部)的区域)与下模12的凸部12a接触的状态,则变形钢板301中与下模12的凸部12a接触的地方被下模12冷却。在此种情况下,在冲压成形时,不能维持热压所需的钢板温度。因此,有冲压成形品产生裂纹及皱纹的顾虑,不能得到所希望的强度。此外,不能得到淬火所需的冷却速度。不能得到所希望的强度。

特别是,在成为变形钢板301的突出部115的部分(突出部相当部)和其附近,容易产生裂纹及皱纹,所以重要的是以不与下模12的凸部12a接触的状态配置变形钢板301。

接着,使平板13下降。凸轮模21被伴随着平板13下降的凸轮式挤压模15推压而向凸部12a侧滑动。其结果是,如图10b所示的那样,下模12(凸部12a)和凸轮模21冲压并约束成为纵壁部111的部分。如此一来,完成工序(b)。

接着,如图10c所示的那样,进一步使平板13下降,由此开始成为顶板部的部分的冲压。此时,伸缩机构14缩短。由于预成形品301具有突出部相当部,所以该突出部相当部向凸轮模21侧突出。

接着,如图10d所示的那样,将上模11下降到下死点,通过上模11和下模12(凸部12a)冲压并约束成为顶板部的部分。如此一来,完成工序(a)。

按以上那样完成冲压成形。突出部相当部在上模11与凸轮模21之间被折叠,成为具有重合部115d的突出部115。如此一来,得到本实施方式的冲压成形品100。

在进行热冲压时,为了确保突出部的淬透性,即为了使冲压成形品的突出部的抗拉强度达到热冲压的规定的目标强度,需要在不使成形时的冷却速度下降的情况下进行成形。从此观点出发,在突出部以外,由于钢板的两面与模具接触,所以能够从两面对材料进行冷却,能够确保规定的冷却速度。

另一方面,在突出部,有时因只从钢板的一面(冲压成形品的外侧)进行冷却,而使冷却速度下降,得不到所希望的抗拉强度。因此,在冲压成形品的突出部的角度x在135°~180°的范围内时,优选在用凸轮模21成形了纵壁部后用上模11成形顶板部。

接着,对按上述第1例的方法进行第2工序时的一个例子进行说明。图11a~图11d中示意性地示出各工序。该第1例的方法优选用于角度x大于90°且在135°以下时。

图11a~图11d中,示出成为凸缘部113的平坦部301b(参照图9)的端部向下方弯曲,下模12具有与其对应的形状时的情况。根据这样的构成,容易使平坦部301b的端部进入到凸轮模21的下表面与下模12之间。

当然,如图10a~图10d所示的那样,平坦部301b的端部也可以不向下方弯曲。即,在本实施方式的制造方法中,预成形品中的成为凸缘部的部分的端部可以向下方弯曲,也可以不弯曲。在成为凸缘部的部分的端部向下方弯曲时,也可以在下模上形成与其对应的凹部。

图11a所示的装置中,通过可伸缩的伸缩机构14将上模11固定在平板13上。另一方面,凸轮式挤压模15不经过伸缩机构14而固定在平板13上。

在该第2工序中,首先,如图11a所示的那样,将预成形品301配置在上模11与下模12之间。此时,重要的是以下模12的凸部12a和变形钢板301不接触的状态进行配置。

接着,如图11b所示的那样,通过使平板13下降,通过上模11和下模12(凸部12a)冲压并约束成为顶板部的部分。如此一来,完成工序(a)。

接着,一边使伸缩机构14收缩一边使平板13进一步下降。由此,如图11c所示的那样,使凸轮模21向凸部12a侧滑动。由于预成形品301具有突出部相当部,所以其突出部相当部向上方突出。

接着,如图11d所示的那样,使平板13下降到下死点,通过凸轮模21和下模12(凸部12a)冲压并约束成为纵壁部的部分。此时,突出部相当部在上模11和凸轮模21之间折叠成为突出部115。如此一来,完成工序(b)。按以上完成冲压成形,得到本实施方式的冲压成形品100。

作为第2工序的第3例,如上所述,在第2工序中,也可以同时完成工序(a)及工序(b)。通过调整模具的形状及配置,能够同时完成工序(a)及工序(b)。

在通过热冲压进行第2工序时,为了在第2工序中进行适当的淬火,而优选在模具(冲压模10及凸轮模21)的移动完成的时刻,将这些模具和冲压成形品100密合。根据需要对通过第2工序得到的冲压成形品100进行后处理。得到的成形品可根据需要与其它部件组合使用。

第2工序也可以采用包含销子的冲压模(在其它实施方式中也同样),该销子从冲压模的上模及下模中的至少一方突出。图12中示意性地示出那样的第2工序的一个例子。

图12的冲压模包含从下模12的凸部12a突出的销子16。在上模11上形成有孔11h,用于在上模11下降时插入销子16。销子16可插入在形成于预成形品301上的贯通孔内。通过在此状态下进行第2工序的冲压成形,能够高精度地形成突出部。再者,冲压模可具有在从上方按压销子16时将销子16的至少一部分收纳在下模12内的机构。

通过上述制造方法实际制造了冲压成形品100。具体地讲,采用包含图12所示的销子16的装置制造了冲压成形品100。图13a~图13c中示出制造时的照片。图13a及图13b分别是相当于图10b及图10c所示工序的工序的照片。

图13c是制造的冲压成形品的照片。采用1500mpa级的坯料钢板(厚度1.4mm)制造了图13c所示的冲压成形品。通过热冲压进行第2工序。

再者,在从590mpa级的坯料钢板(厚度1.4mm)不采用热冲压而制造冲压成形品时,制造了形状与图13c的冲压成形品相同的成形品。这是因为坯料钢板(坯料)的延展性高。

如果想要不采用热冲压来成形590mpa级的坯料钢板,则在延展性高的钢板时能够进行加工,但在钢板的延展性低时产生裂纹,不能进行加工。坯料钢板的延展性在标距长50mm的拉伸试验中优选为35%以上。只要坯料钢板的延展性在此范围,就可进行用于成形所希望形状的突出部的密合弯曲。

在冲压成形品的突出部的角度x大于90°且在135°以下时,为了提高冲压成形品的突出部的冷却速度而得到目标强度,优选在用上模11成形了顶板部后用凸轮模21成形纵壁部。

[采用单工序的制造方法]

以下对包含上述的第1工序及第2工序的制造方法的另一个例子进行说明。根据该一个例子的制造方法,可通过1个装置实施第1工序及第2工序。

在该制造方法中,第1工序及第2工序采用包含上模、下模、及可沿铅直方向及水平方向移动的两个移动模的冲压装置来进行。该下模包含冲模和以夹着冲模的方式配置、且至少可沿铅直方向移动的两个可动板。而且,第1工序依次包含以下的工序(ia)及工序(ib),第2工序依次包含以下的工序(iia)及工序(iib)。

这里,作为移动模可移动的方向,所谓铅直方向及水平方向,不仅是单一的铅直方向的一个方向及单一的水平方向的一个方向,也可以包含铅直方向及水平方向两方向重叠的斜的方向。

再者,在第1工序前包含对所述坯料钢板进行加热的工序。

工序(ia)是在上模及两个移动模与下模之间,以冲模和坯料钢板不接触的状态配置坯料钢板的工序。

工序(ib)是通过使两个移动模与两个可动板一同下降、且使所述两个移动模朝冲模移动,以在两个移动模与可动板之间夹入两个凸缘部相当部的状态得到变形钢板的工序,或者是通过使两个移动模与两个可动板一同下降、且使两个移动模朝冲模移动,使坯料钢板的端部接近冲模而得到变形钢板的工序。

工序(iia)是通过使两个移动模朝冲模进一步移动,以维持冲模的上表面部和变形钢板不接触的状态的原状,通过两个移动模和冲模的侧面部约束两个纵壁部相当部的工序。

工序(iib)是通过使上模下降,通过上模和冲模来冲压顶板部相当部,同时在上模与移动模之间将突出部相当部的至少一部分重合,由此形成冲压成形品(p)的工序。

在以下的实施方式的制造方法中,也可以在顶板部相当部形成贯通孔。而且,在第2工序中,通过使从冲压模突出的销子穿过该贯通孔,也可以抑制顶板部相当部的移动。销子通常从冲压模的上模及下模中的任一方突出。

在冲压模的另一方形成用于穿过销子的贯通孔。贯通孔一般来讲在坯料阶段形成,但也可以在第2工序前的其它阶段形成。再者,即使在第1工序中,通过使销子穿过贯通孔也可以抑制坯料移动。

以下,参照附图对本发明的实施方式进行说明。以下说明的实施方式为例示,本发明并不限定于以下的实施方式,可采用上述的各种变更。在以下的说明中,对于相同的部分标记同一符号,有时将重复的说明省略。

另外,在以下的附图中,为了易于理解,有时在重合部重合的钢板之间图示间隙,但优选在重合部重合的钢板彼此密合。

(第5实施方式)

在第5实施方式中,对采用用于制造冲压成形品(p)的一工序的制造方法的一个例子进行说明。该制造方法包含上述的工序(ia)、(ib)、(iia)及(iib)。用该制造方法制造的冲压成形品(p)包含两个凸缘部。因此,变形钢板包含成为两个凸缘部的两个凸缘部相当部。

在该制造方法中,用1个冲压装置实施第1工序及第2工序。因此,在通过热冲压进行冲压成形时,需要在第1工序前预先将坯料钢板(坯料)加热。

图23a中示出该制造方法中使用的冲压装置的一个例子。图23a的冲压装置40c包含上模50、下模60、两个移动模51及平板63。两个移动模51分别可沿铅直方向及水平方向移动。下模60包含冲模61和以夹着冲模61的方式配置且可沿铅直方向移动的两个可动板64。再者,图23a中示出可动板64经由伸缩机构64a与平板63连接的一个例子。作为伸缩机构64a,可采用就伸缩机构61b所例示的机构。再者,通过直接安装在可动板64上的驱动装置,也可以使可动板64与移动模51独立地移动。

以下对采用冲压装置40c制造冲压成形品(p)的制造工序的一个例子进行说明。首先,如图23a所示的那样,在上模50及移动模51与下模60之间配置坯料钢板b1(工序(ia))。坯料钢板b1在中央具有顶板部相当部,在其两侧依次包含突出部相当部、纵壁部相当部及凸缘部相当部。在工序(ia)中,如图23a所示的那样,重要的是在上模50及两个移动模51与下模60之间,以冲模61和坯料钢板b1不接触的状态配置坯料钢板b1。

接着,如图23b所示的那样,通过使两个移动模51下降,在两个移动模51与可动板64之间夹入两个凸缘部相当部,再使两个移动模51与两个可动板64一同下降,且使两个移动模51朝冲模61移动,由此得到变形钢板310(工序(ib))。此时,为在两个移动模51与可动板64之间夹入了两个凸缘部相当部的状态。

此外,优选维持冲模61的上表面部和变形钢板310不接触的状态。

在接着的第2工序中,通过使上模50下降,通过上模50和冲模61来冲压顶板部相当部,同时在上模50与移动模51之间使突出部相当部的至少一部分重合,形成突出部115。以下对第2工序的一个例子进行说明。

首先,如图23c所示的那样,通过使两个移动模51朝冲模61进一步移动,利用两个移动模51和冲模61的侧面部约束两个纵壁部相当部(工序(iia))。通过该工序,纵壁部相当部被约束在规定的位置。此时,伴随着移动模51的移动,两个凸缘部相当部(凸缘部)从可动板64上朝冲模61上移动。此时,优选维持冲模61的上表面部和变形钢板310不接触的状态。

如图23c所示的那样,冲模61包含具有与凸缘部对应的形状的部分(阶梯部)。在工序(iia)时,将该部分和可动板64作为大致同一面。在工序(iia)中,凸缘部相当部从配置在移动模51与可动板64之间的状态,向配置在移动模51与冲模61之间的状态移动。夹着凸缘部相当部的两者间的间隔优选为在凸缘部相当部的板厚上冲压了0.1~0.3mm范围的长度。根据这样的构成,可进行向水平方向的平滑的移动。

接着,如图23d所示的那样,通过使上模50下降,用上模50和冲模61来冲压顶板部相当部,同时在上模50与移动模51之间将突出部相当部的至少一部分重合,由此形成冲压成形品100(工序(iib))。

再者,在上述的工序(iia)中,使两个移动模51下降,在两个移动模51与可动板64之间夹入两个凸缘部相当部,再使两个移动模51下降到下死点。然后,通过使两个移动模51沿水平方向移动,用两个移动模51和冲模61约束两个纵壁部相当部(参照图23c)。

与此相对应,通过使两个移动模51下降,在两个移动模51与可动板64之间夹入两个凸缘部相当部,然后,通过使两个移动模51沿斜的方向移动,也可以用两个移动模51和冲模61约束两个纵壁部相当部(参照图23c)。

接着,如图23e所示的那样,在使移动模51沿水平方向移动直到从突出部分离后,使移动模51、可动板64及上模50上升。然后,从冲压装置40c中取出冲压成形品100。在采用冲压装置40c的该制造方法中,可使移动模51和可动板64同时上升。因此,可缩短制造所需的时间。

在图23a~图23e中说明的一个例子中,在工序(iia)及工序(iib)中将凸缘部相当部(或凸缘部)全部配置在冲模61上。以下,对在工序(iia)及工序(iib)中将凸缘部相当部(或凸缘部)的至少一部分配置在可动板64上的一个例子进行说明。

图24a~图24e中示出该一个例子的制造工序。对于与通过图23a~图23e说明的一个例子相同的部分,有时将重复的说明省略。

图24a中示出该制造方法所用的冲压装置的一个例子。图24a的冲压装置40d与图23a所示的冲压装置40c相比较,冲模61的形状及可动板64的长度不同。冲压装置40d的冲模61没有形成载置凸缘部相当部(或凸缘部)整体的形状,可动板64按该程度延长。

以下对采用冲压装置40d制造冲压成形品(p)的制造工序的一个例子进行说明。首先,如图24a所示的那样,在上模50及移动模51与下模60之间配置坯料钢板b1(工序(ia))。

接着,如图24b所示的那样,使两个移动模51下降,以在两个移动模51与可动板64之间夹入两个凸缘部相当部的状态得到变形钢板310(工序(ib))。

在接着的第2工序中,通过使上模50下降,用上模50和冲模61来冲压顶板部相当部,同时在上模50与移动模51之间使突出部相当部的至少一部分重合,形成突出部115。以下对第2工序的一个例子进行说明。

首先,如图24c所示的那样,通过使两个移动模51朝冲模61移动,用两个移动模51和冲模61的侧面部约束两个纵壁部相当部(工序(iia))。通过该工序,将纵壁部相当部约束在规定的位置。在该制造方法中,与图23c所示的制造方法不同,两个凸缘部相当部(凸缘部)依然存在于可动板64上。

接着,如图24d所示的那样,通过使上模50下降,用上模50和冲模61来冲压顶板部相当部,同时在上模50与移动模51之间将突出部相当部的至少一部分重合,由此形成冲压成形品100(工序(iib))。

接着,如图24e所示的那样,使上模50、移动模51及可动板64上升。此外,使移动模51沿水平方向移动。在该制造方法中,由于伴随着可动板64上升冲压成形品100也上升,所以能够使上模50、移动模51及可动板64同时上升。在采用冲压装置40d的该制造方法中,可进一步缩短制造所需的时间。

再者,在上述的工序(iia)中,通过使两个移动模51下降,在两个移动模51与可动板64之间夹入两个凸缘部相当部,再使两个移动模51下降到下死点。然后,通过使两个移动模51沿水平方向移动,用两个移动模51和冲模61约束两个纵壁部相当部(参照图24c)。

与此相对应,通过使两个移动模51下降,在两个移动模51与可动板64之间夹入两个凸缘部相当部,然后,通过使两个移动模51沿斜的方向移动,可以用两个移动模51和冲模61约束两个纵壁部相当部(参照图24c)。

(第6实施方式)

在第6实施方式中,对采用用于制造冲压成形品(p)的一工序的制造方法的另一个例子进行说明。该制造方法的基本的步骤等与第5实施方式相同,但用该制造方法制造的冲压成形品(p)不包含两个凸缘部。

在第6实施方式中,在工序(ib)中,通过使两个移动模与两个可动板一同下降,而且使两个移动模朝冲模移动,可使坯料钢板的端部接近冲模,得到变形钢板。此时,优选维持冲模的上表面部和变形钢板不接触的状态。

而且,在用两个移动模和冲模的侧面部约束两个纵壁部相当部的工序(iia)中,变形钢板的端部可以位于冲模的阶梯部(位于图23a等的冲模61的下方的阶梯部)上,也可以位于可动板上。

在形成变形钢板的端部位于冲模的阶梯部上的构成时,由于在冲压成形后,能够使移动模和可动板同时上升,所以可缩短制造所需的时间。在形成变形钢板的端部位于可动板上的构成时,由于伴随着可动板上升冲压成形品也上升,所以能够使上模、移动模及可动板同时上升,可进一步缩短制造所需的时间。

[实施例]

通过以下的实施例对本发明更详细地进行说明。

(实施例1)

实施例1中,对使用上述实施方式的冲压成形品(热冲压成形品)和以往品的结构部件,进行了三点弯曲试验的模拟。模拟中采用通用的fem(有限单元法)软件(livermoresoftwaretechnology公司制作,商品名ls-dyna)。

图14a中示意性地示出模拟中作为上述实施方式涉及的结构部件使用的试样1的剖视图。图14a的结构部件由上述实施方式的冲压成形品100和焊接在其凸缘部113上的衬板201形成。图14a所示的试样1的尺寸如下。但是,以下的尺寸中未考虑钢板厚度。

·角度x:180°

·角度y:90°

·突出部的长度d:15mm

·纵壁部的高度hb1:60mm

·两个突出部的顶端部间的宽度wt1:80mm

·两个纵壁部间的距离(顶板部的宽度)wb1:50mm(80-2d)

·衬板的宽度wp1:90mm(120-2d)

·角部ra及rb的曲率半径:5mm

·长度方向的长度:1000mm

此外,图14b及图14c中示意性地示出模拟中作为以往例的结构部件使用的试样2及试样3的剖视图。图14b所示的试样2由断面为帽形的冲压成形品1和焊接在其凸缘部1c上的衬板2形成。冲压成形品1由顶板部1a、纵壁部1b及凸缘部1c形成。图14b所示的试样2的尺寸如下。

·顶板部1a的宽度:80mm

·纵壁部1b的高度:60mm

·衬板2的宽度:120mm

·角部的曲率半径:5mm

·长度方向的长度:1000mm

试样2和试样3具有完全相同的构造,仅配置不同。具体地讲,试样2将衬板2侧配置在上方(冲击器侧),试样3将顶板部1a侧配置在上方(冲击器侧)。以下,将衬板侧处于上方的配置(试样2的配置)称为逆帽形的配置。另外,将顶板部侧处于上方的配置(试样3的配置)称为正帽形的配置。

再者,如后述的那样,实际的结构部件中发生的碰撞主要在正帽形的配置中发生。因此,成为上述实施方式的试样1(本发明例)的比较例的是正帽形配置的试样3,将逆帽形配置的试样2作为参考例记载。

假设试样1~3由厚度为1.4mm、抗拉强度为1500mpa的钢板形成。假设按40mm的间距通过点焊固定冲压成形品的凸缘部和衬板。试样1~3以长度方向上的单位长度的质量相同的方式进行设计。

图15中示意性地示出模拟中采用的三点弯曲试验的方法。三点弯曲试验通过将试样载置在两个支点5上,用冲击器6从上方压试样来进行。在实施例1的试验中,将两个支点5间的距离s设定为400mm或700mm。将支点5的曲率半径设定为30mm。将冲击器6的曲率半径设定为150mm。将冲击器6的碰撞速度设定为7.5km/h。

在三点弯曲试验中,从各试样的上方使冲击器6碰撞。具体地讲,进行以下的表1所示的6种试验。用图14a~图14c中的箭头表示冲击器6的碰撞方向。

表1

图16中示出模拟三点弯曲试验的结果。再者,图16的模拟结果没有考虑到钢板的裂纹及点焊部分中的裂纹。如图16所示的那样,在支点间距离s为400mm时,试样1(本发明)示出与逆帽形配置的试样2同等或其以上的特性。

试验1-3(s=400mm)的结果示出,在位移量为50mm左右时正帽形配置的试样3发生局部压曲。在支点间距离s为400mm时,试样1相对于正帽形配置的试样3显示出良好的特性。同样,在支点间距离s为700mm时,试样1相对于试样3也显示出良好的特性。

图17a~图17c中,示出在试验1-1~试验1-3(距离s=400mm)中,位移量为20mm时的各试样的断面形状。试样1中,纵壁部向内侧歪倒。这是因为角度x大于90°。在逆帽形配置的试样2中纵壁部也向内侧歪倒。另一方面,在正帽形配置的试样3中,纵壁部向外侧歪倒。认为该变形是断面惯性矩减小的变形,是断面崩塌容易发生局部压曲的变形。认为在试验1-3中在位移量大约为50mm时发生局部压曲是因为纵壁部向外侧歪倒。

图18a~图18c示意性地示出在试验1-1至试验1-3(距离s=400mm)中位移量为70mm时的各试样的立体图。如这些图所示的那样,在正帽形配置的试样1及逆帽形配置的试样2中,纵壁部在长的范围弯曲。与此相对应,在正帽形配置的试样3中,纵壁部的一部分局部压曲。

在试验1-1~试验1-3及试验2-1~试验2-3中,求出了位移量为100mm时的各试样的能量吸收量。图19a及图19b中示出其结果。图19a示出试验1-1~试验1-3(距离s=400mm)的结果,图19b示出试验2-1~2-3(距离s=700mm)的结果。能量吸收量大的汽车结构部件意味着相对于碰撞乘客的安全性高。

图19a及图19b中还示出将试样1的突出部的长度d规定为5mm、10mm、15mm及20mm时的结果。在长度d为5mm时,只有突出部的顶端部成为重合部。再者,哪个试样都以长度方向的单位长度的质量相同的方式进行了设计。另外,图19a及图19b中还示出未考虑钢板的裂纹及点焊部分中的裂纹的模拟结果和考虑到它们的模拟结果。

如图19a及图19b所示的那样,具有突出部的本发明的试样与正帽形配置的试样3(比较例)相比能量吸收量都大。另外,本发明的试样1在大部分情况下都显示出比试样2(参考例)高的特性。图19a示出:在支点间距离s为400mm时优选将突出部的长度d设定为10mm以上。图19b示出:在支点间距离s为700mm时优选突出部的长度d长。

突出部的长度d为10mm的本发明的试样显示出与逆帽形配置的试样2同等以上的能量吸收特性。另外,突出部的长度d为15mm以上的本发明的试样显示出比逆帽形配置的试样2良好的能量吸收特性。图19a及19b示出:通过将突出部的长度d设定为10mm以上,可得到与逆帽形的试样2同等以上的特性。

如图19a及图19b所示的那样,在试样2(逆帽形配置)的结果中,考虑到钢板及点焊的裂纹时的能量吸收量与未考虑它们时的能量吸收量相比大大下降。此结果暗示,在冲击器6从衬板侧碰撞时,容易产生裂纹(例如点焊部分中的裂纹)。

在将该断面大致为帽状的冲压成形品作为汽车的其他结构部件使用时,多朝主体的外侧配置顶板部侧。因此,需要假设事故时的碰撞不是来自衬板侧而是来自顶板部侧。在这点上,即使逆帽形配置的试样2的特性良好,在实际作为结构部件应用时也大多没有意义。因此,相对于来自顶板部侧的碰撞的特性是重要的。在通过来自顶板部侧的碰撞进行比较时,本发明的试样1相对于正帽形配置的试样3显示出非常优异的特性。因此,本发明的试样1作为结构部件是非常有用的。

在本发明的试样1中,相对于来自顶板部侧的碰撞,与逆帽形配置的试样2同样地纵壁部向内侧歪倒。因此,试样1与正帽形配置的比较试样3相比,碰撞时的能量吸收量大。另外,试样1中,在假设的碰撞侧没有衬板和凸缘部的焊接部分。因此,试样1与逆帽形配置的试样2相比,焊接部分的裂纹导致的特性下降小。如此,认为本发明的试样1具有逆帽形配置的优点和正帽形配置的优点的双方。

(实施例2)

实施例2中,对只使试样1的角度x变化的试样,与实施例1同样地进行了三点弯曲试验的模拟。将角度x设定为105°、120°、135°及180°。通过模拟求出位移量为100mm时的各试样的能量吸收量。

图20a中示出支点间距离s为400mm时的结果。图20b中示出支点间距离s为700mm时的结果。再者,在实施例2的模拟试验中,未考虑钢板的裂纹及点焊部分的裂纹。

图21a及图21b中示出对角度x为105°及120°的各试样,模拟支点间距离s为400mm、位移量为10mm时的断面形状的结果。另外,图22a及图22b中示出对角度x为105°及120°的各试样,模拟支点间距离s为700mm、位移量为10mm时的断面形状的结果。

如图20a及图20b所示的那样,即使角度x变化,本发明的试样也显示出比正帽形配置的试样3更良好的特性。如图20a所示的那样,在支点间距离s为400mm时,角度x越大能量吸收量越大。另一方面,如图20b所示的那样,在支点间距离s为700mm时,角度x越小能量吸收量越大。

(实施例3)

实施例3中,调查了突出部的马氏体分率和维氏硬度的相关性。

关于马氏体分率,对从顶板部延伸的钢板,在与长度方向垂直的断面上的突出部的中央的位置附近、即突出部的长度的一半的位置附近进行了测定。在该突出部的中央的位置,将距位于热冲压成形品内侧的钢板的板面(位于从纵壁部延伸的钢板侧的板面)沿着钢板的板厚方向为钢板板厚t的4分之1的距离(t/4)的位置作为测定位置。

再者,该测定位置可具有某种程度的范围,也可以将从该测定位置沿着钢板的板厚方向朝热冲压成形品的内侧的板面及外侧的板面方向分别到钢板板厚t的8分之1的距离(t/8)的范围作为测定范围。

关于突出部的维氏硬度(mhv),对从顶板部延伸的钢板,在与长度方向垂直的断面上的突出部的中央的位置附近、即突出部的长度的一半的位置附近进行了测定。与马氏体分率的测定同样,在突出部的中央位置,将距位于热冲压成形品内侧的钢板的板面(位于从纵壁部延伸的钢板侧的板面)沿着钢板的板厚方向为钢板板厚t的4分之1的距离(t/4)的位置作为测定位置。

关于维氏硬度(mhv),也可以将沿着钢板的板厚方向向热冲压成形品的内侧的板面及外侧的板面方向分别到钢板板厚t的8分之1的距离(t/8)的范围作为测定范围。

在上述的测定位置上,测定了突出部的马氏体分率及维氏硬度(mhv)。作为试验对象的钢板为1500mpa级的热冲压成形品。作为测定对象的断面规定为通过热冲压成形品的长度方向上的中心的断面。

马氏体分率从上述的断面中的金属组织的照片中读取。

关于维氏硬度(mhv),对与长度方向垂直的断面进行jisz2244中规定的维氏试验。将维氏试验的载荷设定为1kgf。在上述的测定位置上,测定不同的5点的维氏硬度。

表2中示出突出部的马氏体分率和维氏硬度(mhv)的测定结果。

编号1是钢板的顶板部相当部与模具接触的实验例。编号2是维持钢板的顶板部相当部不与模具接触的状态而进行热冲压的实验例。编号3是钢板的顶板部相当部不与模具接触而根据角度x变更成形步骤的实验例。编号3在突出部与顶板部之间的角度x为135°以上且180°以下时,在先用凸轮模成形了纵壁部后,用冲压模成形顶板部,在突出部与顶板部之间的角度x大于95°且在135°以下时,在先用冲压模成形了顶板部后,用凸轮模成形纵壁部。

表2

此外,表2中示出突出部的维氏硬度(mhv)相对于纵壁部的维氏硬度(whv)的比(mhv/whv)。纵壁部的维氏硬度(whv)也与突出部的维氏硬度(mhv)在相同的断面上同样地进行了测定。再者,在纵壁部的中央的位置附近,即在纵壁部的高度的一半的位置附近进行了测定。

如表2所示的那样,在本发明涉及的热冲压成形品(编号2及3的实验例)中,马氏体分率为90%以上,突出部的维氏硬度(mhv)为460以上。此外,突出部的维氏硬度(mhv)相对于纵壁部的维氏硬度(whv)的比(mhv/whv)为1.01以上。

在本发明涉及的热冲压成形品中,通过突出部的马氏体分率达到90%以上,突出部可得到规定的硬度。得知突出部的硬度达到与热冲压成形品的相同断面上的纵壁部的硬度相同程度以上的硬度。

产业上的可利用性

本发明可应用于热冲压成形品及使用其的结构部件、以及热冲压成形品的制造方法。

符号说明

10:冲压模

11:上模(冲压模)

12:下模(冲压模)

40c、40d:冲压装置

100:冲压成形品

101、101a、101b:钢板

111:纵壁部

112:顶板部

113:凸缘部

114:边界部

114p:边界点

115:突出部

115d:重合部

200a、200b、200c:结构部件(汽车构件)

201:衬板(钢板部件)

301:预成形品(变形钢板)

301at:顶板部相当部

301aw:纵壁部相当部

301ae:突出部相当部

310:变形钢板

d:突出部的长度、即从边界部突出的长度

x:顶板部和重合部形成的角度

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