[发明专利]热压成形钢构件的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及热压成形钢构件的制造方法。特别是涉及高强度且强度-延展性平衡优异的热压成形钢构件的制造方法。

背景技术

在汽车用钢部件中，为了达成碰撞安全性和轻量化的兼顾，部件原材的高强度化推进。另一方面，在制造上述部件时，对使用的钢板要求高加工性。但是，对于高强度化的钢板，特别是抗拉强度为980MPa以上的钢板实施冷加工(例如冷压成形)时，有冲压成形载荷增大或尺寸精度显著劣化等问题。

作为解决上述问题的方法，有在加热作为原材的钢板的状态下进行冲压成形，使成形与高强度化同时实现的热压成形(也称热冲压、stamp)技术。在此方法中，对于处于高温状态(例如奥氏体单相域)的钢板，利用金属模具(冲头、冲模)进行成形，并且在(成形)下死点保持冷却，从而进行从钢板向所述金属模具的排热急冷，以实施原材的淬火。通过实施这样的成形法，能够得到尺寸精度良好且高强度的成形品，而且与冷态下成形同等强度级的部件的情况比较，能够减低成形载荷。

但是在上述方法中，为了在金属模具中的排热，需要十数秒的下死点保持，其间不能成形后面的部件，1个钢构件的制造占据压机的时间变长，有生产率差这样的问题。

另外，热压成形，需要以30℃/s(秒)以上的冷速冷却，因此成形时间包括搬运在内短达十数秒，冲压成形实质上只限于一次，且局限于由一次加工可以成形的形状。因此，存在不能制造复杂形状的部件这样的问题。此外，加工后得到的钢构件为高强度且延展性低，因此不能期待在碰撞时的高冲击吸收，也有所得到的钢构件可以适用的用途受限这样的问题。

因此，在热压成形技术中，会研究提高生产率或提高成形自由度等。

例如在专利文献1中，所表明的主旨是，缩短下死点保持，在高温下脱模并送至下道工序，由此能够改善生产率。但是在该技术中，成形后需要急冷(实施例中为150℃/s)工序，虽然模具内保持被缩短，但是需要特殊的设备设计，认为通用性低。另外，专利文献1所规定的制法，因为成形时间与以往一样只有十数秒，所以多工序冲压困难，不能加工为复杂的形状。

在专利文献2中公开有一种热压方法，其是在冲压成形中由金属模具喷射冷却水，缩短在下死点的保持时间，从而兼顾高强度化和生产率。但是，为了由金属模具喷射冷却水，需要复杂的制造设备，无法通用。

另外在专利文献3～5中也提出有热冲压的成形法。在专利文献3中公开，以使所得到的部件高强度化、轻量化为目的，对于加热到1000℃以下的钢板，在600℃以上的温度域内，使每一段的冲压加工所需的时间在3秒以内，并至后一道加工的时间为4秒以内，进行2段以上且5段以下的多段冲压加工，其后，以10℃/秒以上的冷速进行冷却。另外在专利文献4公开，将钢板加热至从A_C3点至熔点的温度范围后，以设置于金属模具的冲头局部性地支承该钢板，使用所述金属模具，以比铁素体、珠光体、贝氏体、及马氏体相变均会发生的温度高的温度开始所述钢板的成形，在该成形后急冷。另外在专利文献5中公开，在冲压成形时，在冲压金属模具到达下死点后5秒以内，从冲压金属模具中取出成形品，以冷却速度30℃/s以上进行冷却，使成形品的硬度HV为400以上。

但是，为了确保优异的强度-延展性平衡，认为还需要调整成分组成等进一步的改善。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011-218436号公报

专利文献2：日本特开2002-282951号公报

专利文献3：日本特开2005-152969号公报

专利文献4：日本特开2009-82992号公报

专利文献5：日本特开2005-288528号公报

发明内容

本发明着眼于上述这样的情况而形成，其目的在于，确立一种在热压成形技术中，以低成本、高效率且成形形状的自由度也高的方法，来制造高强度且强度-延展性平衡优异，显示出良好的碰撞压坏时的变形特性(碰撞压坏特性)的钢构件的技术。

在本发明的钢构件中，所谓“高强度”，是指后述的实施例所要求的屈服强度为800MPa以上(优选为850MPa以上，更优选为900MPa以上)，且抗拉强度为980MPa以上(优选为1270MPa以上，更优选为1470MPa以上)。另外，在本发明的钢构件中，所谓“强度-延展性平衡优异”，是指后述的实施例所要求的TS×EL为13550MPa·％以上(优选为13600MPa·％以上，更优选为13700MPa·％以上，进一步优选为13800MPa·％以上，特别优选为14000MPa·％以上)。