热冲压成形品、热冲压成形品的制造方法、能量吸收部件及能量吸收部件的制造方法
【专利摘要】本发明提供一种热冲压成形品，其具有以下的成分组成：以质量%计含有C：0.002～0.1%、Si：0.01～0.5%、Mn＋Cr：0.5～2.5%、限制为0.1%以下的P、限制为0.01%以下的S、限制为0.05%以下的t-Al及限制为0.005%以下的N，在所述Mn＋Cr为1.0%以上的情况下，含有0.0005～0.004%的B，剩余部分包含Fe及不可避免的杂质，具有以下的金属组织：由以面积率计为0～低于90%的马氏体、10～100%的贝氏体和低于0.5%的不可避免的混入组织构成的金属组织；或由以面积率计为99.5%～100%的贝氏体铁素体和低于0.5%的不可避免的混入组织构成的金属组织。
【专利说明】热冲压成形品、热冲压成形品的制造方法、能量吸收部件及能量吸收部件的制造方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及局部变形能力优良的热冲压成形品及其制造方法、以及在部件内具有200MPa以上的抗拉强度差的能量吸收部件及其制造方法。
[0002]本申请基于2011年5月13日在日本提出的专利申请第2011-108397号公报、2011年5月13日在日本提出的专利申请第2011-108564号公报、2011年9月12日在日本提出的专利申请第2011-198160号公报及2011年9月12日在日本提出的专利申请第2011-198261号公报主张优先权，在此引用其内容。
【背景技术】
[0003]近年来，从保护地球环境的观点出发，为了使汽车车体轻质化而积极进行在汽车车体中应用高强度钢板的研究，所以对钢材所要求的强度越发提高。可是，伴随着钢板强度的提高，加工性劣化，而且需要顾及到形状冻结性。
[0004]另一方面，在通常所采用的冲压加工中，成形负载越发提高，冲压能力的提高对于实用化也是一大课题。
[0005]在热冲压技术中，在将钢板加热到奥氏体区的高温后实施冲压成形。因此，与室温下实施的通常的冲压加工相比，成形负载被大幅度减低。
[0006]此外，在热冲压技术中，与冲压加工同时地在模具内通过冷却进行淬火处理，所以能够得到与钢的C量相应的强度。因此，热冲压技术作为使形状冻结性和强度得以兼顾的技术而引人注目。
[0007]专利文献I中记载了用热冲压技术得到具有980MPa以上的抗拉强度的热冲压成形品的方法。可是，用该方法不能得到具有低于980MPa的抗拉强度的热冲压成形品。
[0008]专利文献2及专利文献3中记载了有关使用了抗拉强度低的热冲压材料的部件和其制造方法的技术、以及有关应用了该技术的由拼焊板(TailorWelded Blank)形成的部件的技术。可是，在这些技术中，由于没有顾及到延迟断裂特性及韧性，所以很难说作为部件的性能充分。
[0009]现有技术文献
[0010]专利文献
[0011]专利文献1:日本特开2005-097725号公报
[0012]专利文献2:日本特开2005-248320号公报
[0013]专利文献3:日本特开2006-200020号公报
【发明内容】
[0014]发明要解决的问题
[0015]汽车用零件、特别是被称为机架、机件及加强件的零件，根据其作用，分类为(I)冲撞时高效率地吸收能量的零件，(2)确保屈服强度，不变形地传递冲撞时的能量的零件。[0016]特别是，对于机架及机件，所要求的强度越发提高，同时要求具备轴压缩变形和弯曲变形双方的特性的部件。作为实现其的方法，可考虑有效应用热冲压。[0017]也就是说，有必要有效应用拼焊板材，以在热冲压导致的淬火后产生强度差的方式调整钢的成分组成，在部件内构成强度低的部分。
[0018]本发明的目的在于，特别是在考虑到轴压缩变形的情况下，以实施上述构成为课题，提供一种具有低于980MPa的抗拉强度的局部变形能力优良的热冲压成形品及其制造方法，以及在部件内具有强度差的能量吸收部件及其制造方法。
[0019]用于解决课题的手段
[0020]本
【发明者】为达到上述目的进行了锐意研究。其结果是，发现只要使钢的成分组成和热冲压的条件最佳化，就能够通过两者的协同作用达到上述目的。
[0021]本发明是基于上述见识而完成的，其要点如下。
[0022](I)本发明的第一方案是一种热冲压成形品，是通过对热冲压用钢板进行热冲压得到的热冲压成形品，其中，具有以下的成分组成:以质量％计含有c:0.002~0.1%、Si:0.01~0.5%、Mn + Cr:0.5~2.5%、限制为0.1%以下的P、限制为0.01%以下的S、限制为0.05%以下的t-Al及限制为0.005%以下的N，在所述Mn + Cr为1.0%以上时，含有0.0005~0.004%的B，剩余部分包含Fe及不可避免的杂质；并具有以下的金属组织:由以面积率计为O~低于90%的马氏体、10~100%的贝氏体和低于0.5%的不可避免的混入组织构成的金属组织；或由以面积率计为99.5%~100%的贝氏体铁素体和低于0.5%的不可避免的混入组织构成的金属组织。
[0023]( 2 )上述(I)所述的热冲压成形品也可以在表面具有镀层。
[0024]( 3 )在上述(I)或(2 )所述的热冲压成形品中，所述成分组成也可以以质量％计进一步含有 Ti:0.001 ~0.l%、Nb:0.001 ~0.05%,V:0.005 ~0.1% 及 Mo:0.02 ~0.5% 的 I种以上。
[0025](4)在上述(I)~(3)中任一项所述的热冲压成形品中，在所述Mn + Cr以质量％计低于1.0%的情况下，也可以进一步含有B:0.0005~0.004%。
[0026](5)本发明的第二方案是一种能量吸收部件，其具备上述(I)~(4)中任一项所述的热冲压成形品、和与所述热冲压成形品接合并具有IlSOMPa以上的抗拉强度的接合部件；所述热冲压成形品和所述接合部件之间的抗拉强度差为200MPa以上。
[0027](6)本发明的第三方案是一种热冲压成形品制造方法，其具备以下工序:加热工序，其以表面温度达到Ar3点以上且1400°C以下的温度区的方式对板坯进行加热，所述板坯具有以下的成分组成:以质量％计含有C:0.002~0.1%、S1:0.01~0.5%、Mn + Cr:0.5~2.5%、限制为0.1%以下的P、限制为0.01%以下的S、限制为0.05%以下的t_Al及限制为0.005%以下的N，在所述Mn + Cr为1.0%以上的情况下，含有0.0005~0.004%的B，剩余部分包含Fe及不可避免的杂质；热轧工序，其在所述表面温度为Ar3点以上且1400°C以下的温度区的状态下，将最终轧制机架及前I个轧制机架的总压下量规定为40%以上，对被加热的所述板坯进行精轧，然后在I秒以内开始冷却，由此制造热轧钢板；卷取工序，其在650°C以下的温度区卷取所述热轧钢板；热冲压工序，其中采用所述热轧钢板作为热冲压用钢板，在将该热冲压用钢板加热至Ac3点以上的温度的状态下利用模具进行成形，在所述模具内，在所述Mn + Cr低于1.0%的情况下，以超过100°C /秒的冷却速度对所述热冲压用钢板进行冷却，在所述Mn + Cr为1.0%以上的情况下，以10°C /秒以上且100°C /秒以下的冷却速度对所述热冲压用钢板进行冷却，由此制造具有以下的金属组织的热冲压成形品，所述金属组织是:由以面积率计为O~低于90%的马氏体、10~100%的贝氏体和低于0.5%的不可避免的混入组织构成的金属组织；或由以面积率计为99.5%~100%的贝氏体铁素体和低于0.5%的不可避免的混入组织构成的金属组织。[0028](7)在上述(6)所述的热冲压成形品制造方法中，也可以在所述热冲压工序前进一步具备对所述热轧钢板实施镀敷处理的镀敷工序，在所述热冲压工序中，采用实施了所述镀敷处理的所述热轧钢板作为所述热冲压用钢板。
[0029](8)在上述(6)所述的热冲压成形品制造方法中，也可以在所述热冲压工序前进一步具备对所述热轧钢板实施冷轧，由此制造冷轧钢板的冷轧工序，在所述热冲压工序中，采用所述冷轧钢板作为所述热冲压用钢板。
[0030](9)在上述(6)所述的热冲压成形品制造方法中，也可以在所述热冲压工序前进一步具备以下工序:对所述热轧钢板实施冷轧，由此制造冷轧钢板的冷轧工序，对所述冷轧钢板实施镀敷处理的镀敷处理工序；在所述热冲压工序中，采用实施了所述镀敷处理的所述冷轧钢板作为所述热冲压用钢板。
[0031](10)在上述(6)所述的热冲压成形品制造方法中，也可以在所述热冲压工序前进一步具备以下工序:对所述热轧钢板实施冷轧，由此制造冷轧钢板的冷轧工序，对所述冷轧钢板实施连续退火的连续退火工序；在所述热冲压工序中，采用实施了所述连续退火的所述冷轧钢板作为所述热冲压用钢板。
[0032](11)在上述(6)所述的热冲压成形品制造方法中，也可以在所述热冲压工序前进一步具备以下工序:对所述热轧钢板实施冷轧，由此制造冷轧钢板的冷轧工序，对所述冷轧钢板实施连续退火的连续退火工序，对实施了所述连续退火的所述冷轧钢板实施镀敷处理的镀敷处理工序；在所述热冲压工序中，采用实施了所述连续退火及所述镀敷处理的所述冷轧钢板作为所述热冲压用钢板。
[0033](12)在上述(6)~(11)中任一项所述的热冲压成形品制造方法中，所述板坯也可以以质量 ％ 计进一步含有 Ti:0.001 ~0.1%、Nb:0.001 ~0.05%、V:0.005 ~0.1%、Mo:0.02~0.5%中的I种以上。
[0034](13)在上述(6)~(12)中任一项所述的热冲压成形品制造方法中，在所述Mn +Cr以质量％计低于1.0%的情况下，也可以进一步含有B:0.0005~0.004%。
[0035](14)本发明的第四方案是一种能量吸收部件的制造方法，其具备以下工序:接合工序，其将上述(6)~(13)中任一项所述的热冲压用钢板接合在接合用钢板上，制造接合钢板；热冲压工序，其在将所述接合钢板加热至Ac3点以上的温度的状态下利用模具对所述接合钢板进行成形，在所述模具内，在所述Mn + Cr低于1.0%的情况下，以超过100°C /秒的冷却速度对所述接合钢板进行冷却，在所述Mn + Cr为1.0%以上的情况下，以10°C /秒以上且100°C /秒以下的冷却速度对所述接合钢板进行冷却，由此使所述接合钢板中的与所述热冲压用钢板对应的部位和与所述接合用钢板对应的部位之间的抗拉强度差为200MPa以上。
[0036]发明效果
[0037]根据本发明，在有效利用拼焊板制造零件时，对于轴压缩变形部分，能够将热冲压后的强度抑制在低水平，所以能够对零件赋予局部变形能力，其结果是，可制造轴压缩变形时及弯曲变形时的能量吸收特性优良的部件。
【专利附图】
【附图说明】
[0038]图1是表示C量与热冲压成形品的抗拉强度的关系的图示。
[0039]图2是表示热冲压时的冷却速度与热冲压成形品的抗拉强度的关系的图示。
[0040]图3是表示延迟断裂评价用试验片的形状的图示。
[0041 ] 图4是表示将背板安装在通过对接合钢板(拼焊板材)进行热冲压成形而得到的帽型接合部件上而成的部件、接合钢板中的焊接线位置、和轴压缩变形时的负载方向的图示。
【具体实施方式】
[0042]首先，对达到完成本发明的实验进行说明。
[0043]本
【发明者】着眼于对淬火性施加大的影响的Mn + Cr量，分别对Mn + Cr量低的成分组成(低于1.0质量％)和Mn + Cr量高的成分组成(1.0质量％以上)进行了下述实验。
[0044]使用具有表1所示的Mn + Cr量低于1.0%、且不含硼的成分组成的板厚为1.6mm的冷轧退火板，对按再现热冲压中的热经历的条件、即按加热至900°C后以200°C /秒冷却到室温的条件实施了热处理时的钢的C量与抗拉强度(TS)的关系进行了调查。
[0045]此外，使用具有表2所示的Mn + Cr量为1.0%以上、且不含硼的成分组成的板厚为1.6mm的冷轧退火板，对按再现热冲压中的热经历的条件、即按加热至900°C后以50°C /秒冷却到室温的条件实施了热处理时的钢的C量与抗拉强度(TS)的关系进行了调查。再者，在表2所示的成分组成中，为了 即使在与200°C /秒的冷却速度相比较慢地设定的冷却速度(50°C /秒)下也能得到良好的淬火效果，适量添加了硼。
[0046]
【权利要求】
1.一种热冲压成形品，其特征在于，是通过对热冲压用钢板进行热冲压而得到的热冲压成形品，具有以下的成分组成:
以质量 ％ 计含有 C:0.002 ~0.l%、Si:0.01 ~0.5%,Mn + Cr:0.5 ~2.5%、限制为 0.1%以下的P、限制为0.01%以下的S、限制为0.05%以下的t-Al及限制为0.005%以下的N，在所述Mn + Cr为1.0%以上时，含有0.0005~0.004%的B， 剩余部分包含Fe及不可避免的杂质； 并具有以下的金属组织:由以面积率计为O~低于90%的马氏体、10~100%的贝氏体和低于0.5%的不可避免的混入组织构成的金属组织；或由以面积率计为99.5%~100%的贝氏体铁素体和低于0.5%的不可避免的混入组织构成的金属组织。
2.根据权利要求1所述的热冲压成形品，其特征在于，在表面具有镀层。
3.根据权利要求1所述的热冲压成形品，其特征在于，所述成分组成以质量％计进一步含有以下元素中的I种以上:
Ti:0.001 ~0.1%、
Nb:0.001 ~0.05%、
V:0.005 ~0.1%、及
Mo:0.02 ~0.5%ο
4.根据权利要求1所述的热冲压成形品，其特征在于，在所述Mn+ Cr以质量％计低于`1.0%的情况下，进一步`含有B:0.0005~0.004%ο
5.一种能量吸收部件，其特征在于，具备: 权利要求1~4中任一项所述的热冲压成形品、 和与所述热冲压成形品接合、且具有IlSOMPa以上的抗拉强度的接合部件； 所述热冲压成形品与所述接合部件之间的抗拉强度差为200MPa以上。
6.一种热冲压成形品制造方法，其特征在于，具备以下工序: 加热工序，其以表面温度达到Ar3点以上且1400°C以下的温度区的方式对板坯进行加热，所述板坯具有以下的成分组成:以质量％计含有C:0.002~0.1%, S1:0.01~0.5%、Mn + Cr:0.5~2.5%、限制为0.1%以下的P、限制为0.01%以下的S、限制为0.05%以下的t-Al及限制为0.005%以下的N，在所述Mn + Cr为1.0%以上的情况下，含有0.0005~`0.004%的B，剩余部分包含Fe及不可避免的杂质； 热轧工序，其在所述表面温度为Ar3点以上且1400°C以下的温度区的状态下，将最终轧制机架及前I个轧制机架的总压下量规定为40%以上，对被加热的所述板坯进行精轧，然后在I秒以内开始冷却，由此制造热轧钢板； 卷取工序，其在650°C以下的温度区卷取所述热轧钢板； 热冲压工序，其采用所述热轧钢板作为热冲压用钢板，在将该热冲压用钢板加热至Ac3点以上的温度的状态下利用模具进行成形，在所述模具内，在所述Mn + Cr低于1.0%的情况下，以超过100°C /秒的冷却速度对所述热冲压用钢板进行冷却；在所述Mn + Cr为1.0%以上的情况下，以10°C /秒以上且100°C /秒以下的冷却速度对所述热冲压用钢板进行冷却，由此制造具有以下的金属组织的热冲压成形品，所述金属组织是:由以面积率计为O~低于90%的马氏体、10~100%的贝氏体和低于0.5%的不可避免的混入组织构成的金属组织，或由以面积率计为99.5%~100%的贝氏体铁素体和低于0.5%的不可避免的混入组织构成的金属组织。
7.根据权利要求6所述的热冲压成形品制造方法，其特征在于，在所述热冲压工序前，进一步具备对所述热轧钢板实施镀敷处理的镀敷工序， 在所述热冲压工序中，采用实施了所述镀敷处理的所述热轧钢板作为所述热冲压用钢板。
8.根据权利要求6所述的热冲压成形品制造方法，其特征在于，在所述热冲压工序前，进一步具备对所述热轧钢板实施冷轧、由此制造冷轧钢板的冷轧工序， 在所述热冲压工序中，采用所述冷轧钢板作为所述热冲压用钢板。
9.根据权利要求6所述的热冲压成形品制造方法，其特征在于，在所述热冲压工序前，进一步具备以下工序: 对所述热轧钢板实施冷轧，由此制造冷轧钢板的冷轧工序， 对所述冷轧钢板实施镀敷处理的镀敷处理工序； 在所述热冲压工序中，采用实施了所述镀敷处理的所述冷轧钢板作为所述热冲压用钢板。
10.根据权利要求6所述的热冲压成形品制造方法，其特征在于，在所述热冲压工序iu，进一步具备以下工序: 对所述热轧钢板实施冷轧，由此制造冷轧钢板的冷轧工序， 对所述冷轧钢板实施连续退火的连续退火工序； 在所述热冲压工序中，采用实施了所述连续退火的所述冷轧钢板作为所述热冲压用钢板。
11.根据权利要求6所述的热冲压成形品制造方法，其特征在于，在所述热冲压工序iu，进一步具备以下工序: 对所述热轧钢板实施冷轧，由此制造冷轧钢板的冷轧工序， 对所述冷轧钢板实施连续退火的连续退火工序， 对实施了所述连续退火的所述冷轧钢板实施镀敷处理的镀敷处理工序； 在所述热冲压工序中，采用实施了所述连续退火及所述镀敷处理的所述冷轧钢板作为所述热冲压用钢板。
12.根据权利要求6所述的热冲压成形品制造方法，其特征在于，所述板坯以质量％计进一步含有 Ti:0.001 ~0.1%、Nb:0.001 ~0.05%、V:0.005 ~0.1%、Mo:0.02 ~0.5% 中的I种以上。
13.根据权利要求6所述的热冲压成形品制造方法，其特征在于，在所述Mn+ Cr以质量%计低于1.0%的情况下，进一步含有B:0.0005~0.004%。
14.一种能量吸收部件的制造方法，其特征在于，具备以下工序: 接合工序，其将权利要求6~13中任一项所述的热冲压用钢板接合在接合用钢板上，制造接合钢板； 热冲压工序，其在将所述接合钢板加热至Ac3点以上的温度的状态下利用模具对所述接合钢板进行成形，在所述模具内，在所述Mn + Cr低于1.0%的情况下，以超过100°C /秒的冷却速度对所述接合钢板进行冷却；在所述Mn + Cr为1.0%以上的情况下，以10°C /秒以上且100°C /秒以下的冷却速度对所述接合钢板进行冷却，由此使所述接合钢板中的与所述热冲压用钢板对应 的部位和与所述接合用钢板对应的部位之间的抗拉强度差为200MPa以上。
【文档编号】C21D9/00GK103534375SQ201280022714
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2012年5月11日 优先权日:2011年5月13日
【发明者】川崎薰 申请人:新日铁住金株式会社