[发明专利]热压成形品、其制造方法和热压成形用薄钢板

说明书

技术领域

本发明涉及汽车零件的结构构件所使用的要求强度的热压成形品、其制造方法和热压成形用薄钢板，特别是涉及将预先加热的钢板（坯料）成形加工成规定的形状时，在赋予形状的同时实施热处理而得到规定强度的热压成形品、这样的热压成形品的制造方法和热压成形用薄钢板。

背景技术

作为源于地球环境问题的汽车燃油效率提高的对策之一，车体的轻量化推进，需要尽可能地使汽车所使用的钢板高强度化。然而，若为了汽车的轻量化而使钢板高强度化，则延伸率EL和r值（兰克福特值）降低，冲压成形性和形状冻结性会劣化。

为了解决这样的课题，在零件制造中采用热压成形法，其是通过将钢板加热至规定的温度（例如，成为奥氏体相的温度）而降低强度（即，容易成形）后，以相比薄钢板为较低温（例如室温）的金属模具成形，由此在赋予形状的同时，进行利用了两者的温度差的急冷热处理（淬火），以确保成形后的强度。

根据这样的热压成形法，因为在低强度状态下成形，所以回弹也小（形状冻结性良好），并且通过使用添加有Mn、B等的合金元素的淬火性良好的材料，通过急冷能够得到抗拉强度为1500MPa级的强度。还有，这样的热压成形法，除了热压法以外，还以热成形法、热冲压法、热压印法、模压淬火法等各种各样的名称称呼。

图1是表示用于实施上述这样的热压成形（以下，以“热冲压”代表）的金属模具构成的概略说明图，图中1表示冲头，2表示冲模，3表示压边圈，4表示钢板（坯料），BHF表示压边力，rp表示冲头肩半径，rd表示冲模肩半径，CL表示冲头/冲模间的间隙。另外，这些零件之中，冲头1和冲模2其构成方式为，在各自的内部形成有能够使冷却介质（例如水）通过的通路1a、2a，使该通路中通过冷却介质而使这些构件得到冷却。

使用这样的金属模具进行热冲压（例如，热深拉加工）时，将钢板（坯料）4加热至Ac₃相变点以上的单相域温度，在使之软化的状态下开始成形。即，在将处于高温状态的钢板4夹在冲模2与压边圈3间的状态下，由冲头1将钢板4压入冲模2的孔内（图1的2、2间），一边缩小钢板4的外径一边成形为冲头1的外形所对应的形状。另外，通过与成形同时对冲头1和冲模2进行冷却，进行从钢板4向模具（冲头1和冲模2）的排热，并且在成形下死点（冲头前端位于最深部的时刻：图1所示的状态）进一步保持冷却而实施原材的淬火。通过实施这样的成形法，能够得到尺寸精度良好的1500MPa级的成形品，而且与冷态下成形同等强度级别的零件的情况比较，能够减小成形载荷，因此压力机的容量很小就行。

作为目前广泛使用的热冲压用钢板，已知以22MnB5钢为原材。在该钢板中，抗拉强度为1500MPa，延伸率为6～8%左右，适用于耐冲击构件（碰撞时不会极度变形，不会断裂的构件）。另外，增加C含量，以22MnB5钢为基础，进一步进行高强度化（1500MPa以上，1800MPa级）的钢板开发也在进行。

然而，22MnB5钢以外的钢种几乎无法适用，现状是控制零件的强度、延伸率（例如，低强度化：980MPa级，高延伸率化：20%等），将适用范围扩展到耐冲击构件以外的钢种、施工方法的研究几乎没有进行。

在中型以上的乘用车中，在侧面碰撞时和后方碰撞时考虑到兼顾性

（小型车碰撞时也保护对方侧的机能），在B柱和后纵梁的零件内，有使其拥有耐冲击性部位和能量吸收部位的两种功能的情况。为了制作这样的构件，至今为止，例如对于980MPa级的高强度超高张力钢和有440MPa级的延伸率的高张力钢进行激光焊接（拼焊板：TWB），并进行冷压成形的方法是主流。然而，最近，以热冲压分别创建零件内的强度的技术的开发得到推进。

例如，在非专利文献1中，提出一种对于热冲压用的22MnB5钢，和以金属模具进行淬火仍无法达到高强度的材料进行激光焊接（拼焊板：TWB），并进行热冲压的方法，分别在高强度侧（耐冲击部位侧）创建抗拉强度：1500MPa（延伸率6～8%），在低强度侧（能量吸收部位侧）创建抗拉强度：440MPa（延伸率12%）。另外，作为用于在零件内分别创建强度的技术，也提出有例如非专利文献2～4这样的技术。

在上述非专利文献1、2的技术中，在能量吸收部位侧，抗拉强度为600MPa以下，延伸率为12～18%左右，但需要事先进行激光焊接（拼焊板：TWB），工序增加并且成本高。另外，要加热本来不需要进行淬火的能量吸收部位，从热量消耗的观点出发也不为优选。