(57)【要約】【課題】置き割れや遅れ破壊が起らない高張力鋼板のプレス加工品を提供する。【解決手段】引張強度が４００ＭＰａ〜８００ＭＰａの高張力鋼板からプレス金型を用いて絞り成形されたプレス加工品であって、そのプレス加工品の予め特定された置き割れ発生部位（Ｐ）だけの部分加熱による焼入れ状態の加熱部（ａ）と非焼入れ状態の未加熱残存部（ｂ）れとも異なる組織変化の中間層である境界（ｃ）が、上記鋼板の板面（ｄ）とほぼ平行な方向（Ｈ−Ｈ）に沿い延在する帯状として、その置き割れ発生部位（Ｐ）における切断面の光学顕微鏡写真に表出していることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
引張強度が４００ＭＰａ〜８００ＭＰａの高張力鋼板からプレス金型を用いて絞り成形されたプレス加工品であって、
そのプレス加工品の予め特定された置き割れ発生部位だけの部分加熱による焼入れ状態の加熱部と非焼入れ状態の未加熱残存部との何れとも異なる組織変化の中間層である境界が、上記鋼板の板面とほぼ平行な方向に沿い延在する帯状として、その置き割れ発生部位における切断面の光学顕微鏡写真に表出していることを特徴とする高張力鋼板のプレス加工品。
【請求項２】
請求項１に記載された高張力鋼板のプレス加工品を製造する方法であって、
上記プレス加工品の置き割れ発生部位を予め特定しておくために、その高張力鋼板をプレス金型により第１次的若しくは試作的に絞り成形するか、又はその代りとなるプレス金型設計段階でのシミュレーションによる絞り成形解析を行う予備工程と、
上記予備工程に引き続き又は別個独立して、その予備工程と同じプレス金型を用い、同じ加工条件のもとで第２次的又は本格的に絞り成形する本番工程と、
その本番工程での絞り成形を終えたプレス加工品の予め特定しておいた置き割れ発生部位だけに、その後温度範囲が４００℃以上１，０００℃未満で、且つ保持時間が０．１秒〜１．０分の部分加熱を施す加熱工程とから成ることを特徴とする高張力鋼板のプレス加工品の製造法。
【請求項３】
加熱工程での部分加熱を、その温度範囲が６００℃以上９００℃未満で、且つ保持時間が０．２秒〜２０秒として施すことを特徴とする請求項２記載の高張力鋼板のプレス加工品の製造法。
【請求項４】
加熱工程での部分加熱方法が、スポット溶接機における一対の電極で予め特定しておいた置き割れ発生部位を挟みながら、１０ｋＶ〜４５ｋＶで０．２秒〜２０秒電圧を印加する方法であることを特徴とする請求項２記載の高張力鋼板のプレス加工品の製造法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は置き割れや遅れ破壊などを起さない高張力鋼板のプレス加工品と、その有効な製造法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、プレス金型により金属板を絞り加工する場合、その加工次第では素材の内部に引張応力が残留し、そのため加工終了後数時間から数日間放置している間に、その絞り加工品の開口端部から自然に亀裂が発生する現象（置き割れ、時期割れ又は時効割れという）や、腐蝕、溶接、酸洗い、電気メッキなどの工程における水素吸収による破壊（遅れ破壊やメッキ割れという）が起る問題がある。
【０００３】
特に、高張力鋼板は炭素（Ｃ）のほかに、ニッケル（Ｎｉ）やシリコン（Ｓｉ）、マンガン（Ｍｎ）などの合金元素を添加し、その熱処理工程を工夫することによって、高い引張強度を得ており、軽量化にも役立つため、自動車などに広く使用されつつあるが、一般鋼に比して延性が低いため、プレス金型による絞り加工上の大きな制約が伴い、割れなどの加工不良を生じやすい。加工時に割れなどの不良品を発生せず、良好な加工品を得られたとしても、その後に上記置き割れやメッキ割れ、遅れ破壊などが起るので、甚だ厄介なことである。
【０００４】
このような問題の解決策としては、特許第２９８２４９４号が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第２９８２４９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、上記特許文献１に開示されたプレス法の構成では、主に素材の肉厚を均一化させるための正しごきと、素材の引張残留応力を減少させ、圧縮応力を残留させるための逆しごきとを行って、その素材が高張力鋼などの高強度材であっても、上記圧縮残留応力の生成により置き割れ現象の発生を防止するようになっているので、円筒状などの比較的単純な形状であれば、上記逆しごきを支障なく行えるとしても、複雑な形状をプレス成形する際には、そのしごき方向に制約を受けることになる結果、適用できる目的物が非常に狭く限定されてしまうのであり、汎用性に劣る。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明はこのような問題の抜本的な解決を目的としており、その目的を達成するために、請求項１では引張強度が４００ＭＰａ〜８００ＭＰａの高張力鋼板からプレス金型を用いて絞り成形されたプレス加工品であって、
【０００８】
そのプレス加工品の予め特定された置き割れ発生部位だけの部分加熱による焼入れ状態の加熱部と非焼入れ状態の未加熱残存部との何れとも異なる組織変化の中間層である境界が、上記鋼板の板面とほぼ平行な方向に沿い延在する帯状として、その置き割れ発生部位における切断面の光学顕微鏡写真に表出していることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項２では請求項１に記載された高張力鋼板のプレス加工品を製造する方法であって、上記プレス加工品の置き割れ発生部位を予め特定しておくために、その高張力鋼板をプレス金型により第１次的若しくは試作的に絞り成形するか、又はその代りとなるプレス金型設計段階でのシミュレーションによる絞り成形解析を行う予備工程と、
【００１０】
上記予備工程に引き続き又は別個独立して、その予備工程と同じプレス金型を用い、同じ加工条件のもとで第２次的又は本格的に絞り成形する本番工程と、
【００１１】
その本番工程での絞り成形を終えたプレス加工品の予め特定しておいた置き割れ発生部位だけに、その後温度範囲が４００℃以上１，０００℃未満で、且つ保持時間が０．１秒〜１．０分の部分加熱を施す加熱工程とから成ることを特徴とする。
【００１２】
請求項３では上記加熱工程での部分加熱を、その温度範囲が６００℃以上９００℃未満で、且つ保持時間が０．２秒〜２０秒として施すことを特徴とする。
【００１３】
更に、請求項４では上記加熱工程での部分加熱方法が、スポット溶接機における一対の電極で予め特定しておいた置き割れ発生部位を挟みながら、１０ｋＶ〜４５ｋＶで０．２秒〜２０秒電圧を印加する方法であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１の上記構成によれば、高張力鋼板をプレス加工品の素材として広く使用しつつも、その置き割れや遅れ破壊が起らない各種プレス加工品を提供できる効果がある。
【００１５】
また、請求項２の製造法によれば、そのプレス加工品における予備工程での特定（知得）しておいた置き割れ発生部位だけを、その本番工程での本格的又は第２次的な絞り成形の終了後に、所定の加熱温度とその保持時間のもとで部分加熱するようになっているため、上記プレス加工品の目標とする形状に変化があっても、置き割れや遅れ破壊の起らない各種プレス加工品を容易に得られる汎用性がある。
【００１６】
しかも、上記加熱温度とその保持時間での部分加熱を行う加熱工程は、プレス加工品を第２次的又は本格的に絞り成形する本番工程の後工程として、その製造ラインへ容易に組み込むことができ、その結果プレス加工品の置き割れ発生部位だけを部分加熱することとも相俟って、生産性を著しく向上できる効果もある。
【００１７】
その場合、請求項３の構成を採用するならば、上記プレス加工品における置き割れや遅れ破壊の発生を、ますます効率良く確実に防止できる効果がある。
【００１８】
更に、請求項４の構成を採用するならば、プレス加工品の絞り成形した目標形状に変化があっても、その置き割れ発生部位をスポット溶接機の電極によって容易・確実に挟むことができ、しかもその素材の中心部から表面（板面）に向かってすばやく加熱し得る効果があり、その意味でも生産性の向上に役立つ。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明により部分加熱した置き割れ発生部位の切断面を撮影した光学顕微鏡写真に表われた組織の模式図であって、（イ）はスポット溶接機により加熱した場合の組織を示し、（ロ）はレーザー装置により加熱した場合の組織を示している。
【図２】本発明に係るプレス加工品の一例として示すキャスターの側面図である。
【図３】図２の正面図である。
【図４】キャスターの軸受け本体をプレス加工品として、その一連の加工順序を示す説明図である。
【図５】上記軸受け本体における曲げコーナー個所の置き割れ発生部位を示す斜面図である。
【図６】図５の置き割れ発生部位をスポット溶接機によって部分加熱する工程の概略斜面図である。
【図７】同じく置き割れ発生部位を挟みながら通電する加熱工程の説明図である。
【図８】上記置き割れ発生部位の加熱状態を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の構成を具体的に詳述する。本発明はプレス金型により高張力鋼板を各種の目標形状に絞り成形したプレス加工品と、その汎用的な製造法であり、置き割れや遅れ破壊の発生防止を目的とする。
【００２１】
本発明において採用する高張力鋼板は、４００ＭＰａ〜８００ＭＰａの引張強度を有するものである。その引張強度が４００ＭＰａ未満のものについては、本発明を採用するまでもなく、一般鋼とほぼ同じ加工条件のもとで製造することができ、他方引張強度が８００ＭＰａを越えるものについては、通常のプレス加工方法による製造が困難であり、置き割れや遅れ破壊の発生原因も大きく異なるので、本発明を採用することができない。
【００２２】
本発明者が高張力鋼板をプレス金型により、各種の目標形状に絞り成形したプレス加工品について、その成形加工特性を調査・検討した結果では、置き割れや遅れ破壊の発生部位が常に特定の個所に集中していること、その特定の個所は主に引張応力の残留しやすい曲げコーナー部位であることが判明した。そのため、その曲げコーナー部位の残留応力を除去又は緩和することが、問題の解決になると考えられる。
【００２３】
そこで、置き割れや遅れ破壊が起らない各種目標形状のプレス加工品を得るべく、その素材である上記引張強度の高張力鋼板をプレス金型により、第１次的に又は試作として絞り成形し、その絞り加工品の置き割れ発生部位を予め特定（知得）しておくのである。
【００２４】
その試作的な絞り加工を実行する代りに、プレス金型設計段階でコンピューターのシミュレーションによる絞り成形解析を行って、上記置き割れ発生部位を予め特定しておいても良い。
【００２５】
何れにしても、上記のような予備工程を行った後に、その予備工程と同じプレス金型を用い、同じ加工条件のもとで、同じ素材の高張力鋼板を第２次的又は本格的に絞り成形する。このような本番工程は上記予備工程に引き続き実行しても良く、また時間的又は場所的に別個独立して実行してもさしつかえない。
【００２６】
そして、上記本番工程での絞り成形を終えたプレス加工品の予め特定しておいた置き割れ発生部位だけに、その終了から３０分などの一定時間経過後加熱工程として、温度範囲が４００℃以上１０００℃未満で、且つ保持時間が０．１秒〜１．０分の部分加熱を施すのである。
【００２７】
その加熱工程での部分加熱方法としては、スポット溶接機（交流式抵抗溶接機）などが装備している向かい合う一対の電極で、上記絞り成形し終えたプレス加工品の予め特定しておいた置き割れ発生部位を挟みながら通電して、その素材である高張力鋼板の中心部から加熱する方法を初め、同じくプレス加工品の予め特定しておいた置き割れ発生部位へ、レーザーなどのエネルギービームを照射して、その素材である高張力鋼板の表面から加熱する方法や高周波による誘導加熱法、ガス炎やアークを用いる方法などを広く採用することができるが、特に上記スポット溶接機のような素材の中心部から置き割れ発生部位の表面に向かって、全体的にすばやく加熱できる直接通電加熱法の採用が最も好適である。
【００２８】
また、部分加熱の温度範囲としては上記した４００℃以上１０００℃未満、好ましくは６００℃以上９００℃未満に設定する。たとえ部分加熱であっても、その温度が４００℃未満であると、期待する程の大きな組織変化を得られず、残留応力を充分に緩和できないため、未だ置き割れや遅れ破壊の起るおそれがある。後述する加熱部と未加熱残存部との何れとも異なる組織変化の境界（中間層）が、帯状に顕出することはない。
【００２９】
尚、加熱温度の検知については、一般的な温度測定用の各種センサーを使うことができるほかに、加熱部分の色変化による判定方法を採用することもできる。
【００３０】
他方、加熱温度が１０００℃を越える高温であると、熱の影響が広範囲に波及し、全体的に組織変化を起した焼入れ状態となり、加熱した部分が硬脆くなるため、耐衝撃性の低下を招く。この加熱条件でも、後述する加熱部と非加熱残存部との何れとも異なる組織変化の境界（中間層）が、帯状に顕出することはない。更に高温なると、母材が溶融してしまい、形状を維持できなくなるなどの問題を生じる。
【００３１】
上記スポット溶接機などの直接通電加熱法による部分加熱の場合においては、素材の板厚によって左右されるが、１０ｋＶ〜４５ｋＶの電圧を印加するのである。その１０ｋＶよりも電圧が低いと、部分加熱が不充分となって、焼入れ部分を形成することが困難であり、４５ｋＶよりも電圧が高いと、加熱した部分の全体に焼きが入って、硬脆くなったり、溶融してしまったりするなどの問題を生じる。
【００３２】
更に、上記部分加熱の保持時間としては０．１秒〜１，０分、好ましくは０．２秒〜２０秒に設定する。その加熱保持時間が０．１秒未満では、上記加熱温度が４００℃未満である場合と同様に、未だ組織変化が小さく、残留応力を緩和するまでの時間が不足するため、置き割れや遅れ破壊の起るおそれがある。プレス加工品の強度にバラツキを生じるおそれもある。
【００３３】
他方、上記加熱保持時間が１．０分を越える長時間の場合、残留応力の緩和には充分であるが、上記加熱温度が１０００℃を越える場合と同様に、熱が広範囲に伝導するため、強度変化が過大となり、プレス加工品の設計強度を確保できなくなる問題がある。また、後処理に長時間を要することになる結果、生産性の低下も招く。
【００３４】
そのため、要するに上記加熱工程ではプレス金型により絞り成形を実行し終えたプレス加工品について、先の予備工程において特定しておいた置き割れ発生部位だけに、上記直接通電加熱法やエネルギービームを照射する方法などにより、温度範囲が４００℃以上１０００℃未満で、且つ保持時間が０．１秒〜１．０分の部分加熱を行うのである。
【００３５】
そうすれば、図１（イ）（ロ）の模式図に示す如く、そのプレス加工品（Ｐ）における置き割れ発生部位（Ｐ）の切断面をその後機械的に研磨し、ナイタール（エッチング剤：硝酸とアルコールの混合液）で腐蝕した上、光学顕微鏡で観察し、撮影した組織写真には、焼入れ状態の加熱部（ａ）及び非焼入れ状態の未加熱残存部（ｂ）と異なる組織変化の中間層である境界（ｃ）が、素材である高張力鋼板の板面（ｄ）とほぼ平行な方向（Ｈ−Ｈ）に沿って延在する帯状に表出することになる。
【００３６】
これを換言すれば、上記加熱後の置き割れ発生部位（Ｐ）における切断面の光学顕微鏡写真に、焼入れ状態の加熱部（ａ）と非焼入れ状態の未加熱残存部（ｂ）との何れとも異なる組織変化の境界（中間層）（ｃ）が板面（ｄ）とほぼ平行な方向（Ｈ−Ｈ）に沿って延在する帯状に表出するまで、プレス加工品の置き割れ発生部位（Ｐ）だけを部分加熱するのである。
【００３７】
上記本番工程と加熱工程を経て製造され、その置き割れ発生部位（Ｐ）における切断面の光学顕微鏡写真に、焼入れ状態の加熱部（ａ）と非焼入れ状態の未加熱残存部（ｂ）との何れとも異なる組織変化の境界（中間層）（ｃ）が、板面（ｄ）とほぼ平行な方向（Ｈ−Ｈ）に沿い延在する帯状に表出したプレス加工品は、その製造後数日間放置してから目視観察するも、置き割れや遅れ破壊を起すことはなかった。その結果、上記部分加熱の条件を管理・制御することによって、置き割れや遅れ破壊が起らない各種プレス加工品を汎用的に製造することができる。
【００３８】
上記の説明から理解されるように、本発明に係る高張力鋼板のプレス加工品とその製造法は一般的な残留応力を緩和させるために、絞り加工前の素材である高張力鋼板を全体的に加熱する方法ではなく、同じく素材の高張力鋼板に軟化部分を設けるべく、その鋼板を絞り加工前や絞り加工中に部分加熱する方法でもない。
【００３９】
あくまでも本番工程での絞り成形し終えたプレス加工品を部分加熱する方法であり、そのため生産性の低下が危惧されるが、その高張力鋼板の第１次的又は試作的な絞り成形の実行や、その実行の代りとなるプレス金型設計段階でのシミュレーションによる絞り成形解析を行う予備工程において、その特定（把握）しておいた置き割れ発生部位だけを、その後部分加熱するようになっている構成のため、その各種プレス加工品の絞り成形する目標形状がたとえ複雑に変化したとしても、常時正確に加熱できる汎用性があり、上記素材を全体加熱する方法に比しても、その熱に起因する過大な変形を起すおそれがなく、強度の低下や生産性の低下を招くこともない。
【００４０】
更に言えば、上記加熱工程は予め特定しておいた置き割れ発生部位だけの部分加熱として、その加熱保持時間が０．１秒〜１．０分の僅少で足りるため、本番工程のタクトと合わせたり、また本番工程での絞り成形が複数回行われるような場合に、その途中へ加入したりすることも容易であり、その意味でも生産性の低下を防止することができる。
【００４１】
＜実施例１＞
以下、キャスターの軸受け本体に適用した本発明の実施例を説明するが、その高張力鋼板の絞り成形したプレス加工品がキャスターの軸受け本体だけに限定されることはなく、各種の目標形状に絞り成形されたプレス加工品を対象とする。
【００４２】
図２、３に示すようなキャスター（１０）の車輪（１１）を軸受けする本体（１２）の素材として、引張強度が５９０ＭＰａ、板厚が２．０mmの高張力鋼板（ＪＦＥスチール株式会社のＪＳＣ５９０Ｒ−ＳＤ）を用い、１５０〜２００Ｔプレス機（株式会社アマダ製）を使って、図４（ｉ）〜（vi）のような外形抜き・穴明け→前絞り・刻印→絞り→穴明け→溝加工→車軸穴明けという６工程のプレス加工を行った。
【００４３】
その加工直後のプレス加工品を目視観察したが、割れや裂けなどの不具合を確認できなかったので、そのまま１２時間放置した後、再度上記プレス加工品を目視観察したところ、図５の符号（Ｐ）で示す曲げコーナー部位に割れが見つかった。また、割れが発見されなかったプレス加工品については、三価ユニクロメッキ（亜鉛メッキ）を施したところが、同じ図５の符号（Ｐ）で示す曲げコーナー部位に割れが見つかり、軸受け本体（１２）として使用できない状態であった。
【００４４】
そこで、上記軸受け本体（１２）における図５の符号（Ｐ）で示す割れが発生している曲げコーナー部位を、そのプレス加工後３０分経過してから図６、７のように、スポット溶接機（Ｗ）における２mmの直径を備えた向かい合う一対の電極（１３）で挟み、３０ｋＶで０．４秒電圧を印加することにより部分加熱した。その印加中、電極（１３）で挟まれた部位には赤熱が見られ、その発色の度合いから判定される加熱温度は８００℃程度であった。
【００４５】
その加熱後、上記軸受け本体（１２）における不具合の有無を目視観察したが、割れや裂けなどの不具合を発見しなかった。また、上記加熱後４８時間放置した時点で、再度軸受け本体（１２）の不具合を目視観察したが、上記不具合を確認することはできなかった。
【００４６】
更に、上記軸受け本体（１２）に三価ユニクロメッキ（亜鉛メッキ）を施した後、その不具合の有無を目視観察したが、やはり上記不具合を確認することはできなかった。
【００４７】
上記メッキ加工を行った軸受け本体（１２）に、車輪（１１）やベアリングなどの必要な部品を組み付けて、その完成したキャスター（１０）の走行試験を行ったところ、１００km試験走行した後でも、上記不具合を発見しなかった。
【００４８】
上記実施例１の加熱条件と結果を表１に示す。その表１の結果では、予め特定しておいた上記曲げコーナー部位（置き割れ発生部位）の本発明による部分加熱が、プレス加工品の置き割れやメッキ割れ、遅れ破壊の防止に寄与したものと考えられる。
【００４９】
【表１】
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【００５０】
その軸受け本体（１２）の部分加熱した曲げコーナー部位（置き割れ発生部位）（Ｐ）を、図８のＺ−Ｚ線に沿ってカットし、その切断面を研磨した後、ナイタールで腐蝕処理し、撮影した光学顕微鏡写真に表出した組織は、図１（イ）の模式図に示すとおりであり、その写真には上記部分加熱した結果（証拠）を意味する焼入れ状態の加熱部（ａ）と非焼入れ状態の未加熱残存部（ｂ）との何れとも異なる組織変化の中間層である境界（ｃ）が、板面（ｄ）とほぼ平行な方向（Ｈ−Ｈ）に沿って延在する帯状に表出していた。帯状境界（中間層）（ｃ）としての組織変化が起生される上記加熱温度とその保持時間での部分加熱である結果、その絞り成形したプレス加工品である軸受け本体（１２）の機械的強度を低下させることもなかった。
【００５１】
＜実施例２＞
これは実施例１における上記加熱条件のうち、電圧（４０ｋＶ）と加熱温度（９５０℃）だけを変えて、同じスポット溶接機（Ｗ）により部分加熱した実施例である。
【００５２】
＜実施例３＞
これは実施例１における上記加熱条件のうち、加熱温度（９００℃）とその加熱保持時間（０．６秒）だけを変えて、やはりスポット溶接機（Ｗ）により部分加熱した実施例である。
【００５３】
＜実施例４＞
これは実施例１における上記加熱条件のうち、絞り成形後の放置時間だけを１８０分として、長く経過してからスポット溶接機（Ｗ）により部分加熱した実施例である。
【００５４】
尚、実施例２〜４でも表１に記載した結果から明白なように、実施例１と同じ図１（イ）の帯状境界（中間層）（ｃ）が顕出し、やはり強度の低下を招くこともなく、置き割れや遅れ破壊の発生を防止することができた。
【００５５】
＜実施例５＞
これは実施例１〜４において採用したスポット溶接機（Ｗ）に代えて、レーザー加熱装置（株式会社アマダ製）（図示省略）を使用し、その出力２４０Ｗで２cm／秒で加熱した。そのエネルギービームが照射された表面には赤熱が見られ、その発色度合いから８５０℃に加熱されていると判定した。
【００５６】
その加熱後４８時間放置した時点で、上記キャスター（１０）における軸受け本体（１２）の不具合を目視観察したが、割れや裂けなどの不具合を確認することはできなかった。また、実施例１と同じメッキ加工と更に完成したキャスター（１０）の走行試験も行ったが、やはり割れや裂けなどの不具合は確認されなかった。
【００５７】
そして、上記レーザー加熱装置のエネルギービームにより部分加熱した部位をカットし、その切断面をナイタールで腐蝕処理し、光学顕微鏡で組織の変化状態を観察したところ、その写真には図１（ロ）の模式図に示す如き、焼入れ状態の加熱部（ａ）と非焼入れ状態の未加熱残存部（ｂ）との何れとも相違する組織変化の中間層である境界（ｃ）が、やはり板面（ｄ）とほぼ平行な方向（Ｈ−Ｈ）に沿って延在する帯状に表出していた。
【００５８】
尚、上記実施例１と実施例５では部分加熱温度の判定を、加熱温度と加熱色との対応関係資料（図示省略）に基いて感覚的に行ったが、市販の適当な温度センサーを使って測定しても良いことは、既述のとおりである。
【００５９】
更に、表１に併記した比較例１〜４の加熱条件は、何れも本発明の規定する上記数値範囲をはずれているため、所期する置き割れや遅れ破壊などの防止効果を達成することができなかった。上記実施例１〜５では確認できた組織変化の帯状境界（中間層）（ｃ）が、比較例１〜４の加熱条件下において表出しなかったことは言うまでもない。
【００６０】
＜比較例１＞
これでは、加熱後４８時間放置した時点において割れや裂けなどの不具合は確認されなかったが、その上記軸受け本体（１２）に三価ユニクロメッキ（亜鉛メッキ）を施したところ、その一部に割れ（メッキ割れ）が観察された。更に、メッキ割れを起さなかった軸受け本体（１２）に、車輪やベアリングなどを組み付け完成させたキャスター（１０）の走行試験を行ったところ、６０ｋｍ走行した時点で割れが発生した。
【００６１】
その原因としては、加熱温度が著しく低いため、プレス加工品の残留応力を確実に緩和又は除去できなかったものと考えられる。
【００６２】
＜比較例２＞
これでは、加熱温度が高くなりすぎてしまい、加熱部分が溶融し、所定の形状を保つことができなかった。
【００６３】
＜比較例３＞
これでは、加熱後４８時間放置しても割れは確認されなかったが、その後三価ユニクロメッキ（亜鉛メッキ）を施したところ、すべてに割れが発生した。
【００６４】
その原因としては、加熱保持時間が著しく短く、絞り加工品の残留応力を緩和するための加熱不足であると考えられる。
【００６５】
＜比較例４＞
これでは、加熱後４８時間放置しても割れは確認されず、三価ユニクロメッキ（亜鉛メッキ）を施した後にも割れは観察されなかったが、その後更に走行試験に供したところ、７０ｋｍ走行した時点で割れが発生した。
【００６６】
その原因としては、上記比較例３との逆に、加熱保持時間が著しく長いため、その熱の影響が広範囲に波及し、全体の組織変化を起し、硬脆くなってしまったものと考えられる。
【符号の説明】
【００６７】
（１０）・キャスター
（１１）・車輪
（１２）・軸受け本体
（１３）・電極
（Ｐ）・置き割れ発生部位
（ｗ）・スポット溶接機
（ａ）・焼入れ状態の加熱部
（ｂ）・非焼入れ状態の未加熱残存部
（ｃ）・境界（中間層）
（ｄ）・板面
【図１】
2018083218.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2018083218.tif 000008
【図６】
2018083218.tif 000009
【図７】
2018083218.tif 000010
【図８】
2018083218.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成30年1月10日(2018.1.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
４００ＭＰａ〜８００ＭＰａの引張強度を有する高張力鋼板のプレス加工品を製造する方法であって、
上記プレス加工品の置き割れ発生部位を予め特定しておくために、その高張力鋼板をプレス金型により第１次的若しくは試作的に絞り成形するか、又はその代りとなるプレス金型設計段階でのシミュレーションによる絞り成形解析を行う予備工程と、
上記予備工程に引き続き又は別個独立して、その予備工程と同じプレス金型を用い、同じ加工条件のもとで第２次的又は本格的に絞り成形する本番工程と、
その本番工程での絞り成形を終えたプレス加工品の予め特定しておいた置き割れ発生部位だけに、その後温度範囲が４００℃以上１，０００℃未満で、且つ保持時間が０．１秒〜１．０分の部分加熱を施す加熱工程とから成ることにより、
その焼入れ状態の加熱部と非焼入れ状態の未加熱残存部との何れとも異なる組織変化の中間層である境界が、上記鋼板の板面とほぼ平行な方向に沿い延在する帯状として、その置き割れ発生部位における切断面の光学顕微鏡写真に表出することを特徴とする高張力鋼板のプレス加工品の製造法。
【請求項２】
加熱工程での部分加熱を、その温度範囲が６００℃以上９００℃未満で、且つ保持時間が０．２秒〜２０秒として施すことを特徴とする請求項１記載の高張力鋼板のプレス加工品の製造法。
【請求項３】
加熱工程での部分加熱方法が、スポット溶接機における一対の電極で予め特定しておいた置き割れ発生部位を挟みながら、１０ｋＶ〜４５ｋＶで０．２秒〜２０秒電圧を印加する方法であることを特徴とする請求項１記載の高張力鋼板のプレス加工品の製造法。
【請求項４】
請求項１、２又は３記載の高張力鋼板のプレス加工品の製造法により得られた高張力鋼板のプレス加工品。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は置き割れや遅れ破壊などを起さない高張力鋼板のプレス加工品の製造法と、その製造法により得られた高張力鋼板のプレス加工品に関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明はこのような問題の抜本的な解決を目的としており、その目的を達成するために、請求項１では４００ＭＰａ〜８００ＭＰａの引張強度を有する高張力鋼板のプレス加工品を製造する方法であって、
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
上記プレス加工品の置き割れ発生部位を予め特定しておくために、その高張力鋼板をプレス金型により第１次的若しくは試作的に絞り成形するか、又はその代りとなるプレス金型設計段階でのシミュレーションによる絞り成形解析を行う予備工程と、
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
上記予備工程に引き続き又は別個独立して、その予備工程と同じプレス金型を用い、同じ加工条件のもとで第２次的又は本格的に絞り成形する本番工程と、
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
その本番工程での絞り成形を終えたプレス加工品の予め特定しておいた置き割れ発生部位だけに、その後温度範囲が４００℃以上１，０００℃未満で、且つ保持時間が０．１秒〜１．０分の部分加熱を施す加熱工程とから成ることにより、その焼入れ状態の加熱部と非焼入れ状態の未加熱残存部との何れとも異なる組織変化の中間層である境界が、上記鋼板の板面とほぼ平行な方向に沿い延在する帯状として、その置き割れ発生部位における切断面の光学顕微鏡写真に表出することを特徴とする。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
また、請求項２では加熱工程での部分加熱を、その温度範囲が６００℃以上９００℃未満で、且つ保持時間が０．２秒〜２０秒として施すことを特徴とする。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
請求項３では加熱工程での部分加熱方法が、スポット溶接機における一対の電極で予め特定しておいた置き割れ発生部位を挟みながら、１０ｋＶ〜４５ｋＶで０．２秒〜２０秒電圧を印加する方法であることを特徴とする。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
更に、請求項４では請求項１、２又は３記載の高張力鋼板のプレス加工品の製造法により得られたことを特徴とする。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
請求項１の製造法によれば、そのプレス加工品における予備工程での特定（知得）しておいた置き割れ発生部位だけを、その本番工程での本格的又は第２次的な絞り成形の終了後に、所定の加熱温度とその保持時間のもとで部分加熱するようになっているため、上記プレス加工品の目標とする形状に変化があっても、置き割れや遅れ破壊の起らない各種プレス加工品を容易に得られる汎用性がある。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
しかも、上記加熱温度とその保持時間での部分加熱を行う加熱工程は、プレス加工品を第２次的又は本格的に絞り成形する本番工程の後工程として、その製造ラインへ容易に組み込むことができ、その結果プレス加工品の置き割れ発生部位だけを部分加熱することとも相俟って、生産性を著しく向上できる効果もある。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
その場合、請求項２の構成を採用するならば、上記プレス加工品における置き割れや遅れ破壊の発生を、ますます効率良く確実に防止できる効果がある。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
更に、請求項３の構成を採用するならば、プレス加工品の絞り成形した目標形状に変化があっても、その置き割れ発生部位をスポット溶接機の電極によって容易・確実に挟むことができ、しかもその素材の中心部から表面（板面）に向かってすばやく加熱し得る効果があり、その意味でも生産性の向上に役立つ。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
請求項４の上記構成によれば、高張力鋼板をプレス加工品の素材として広く使用しつつも、その置き割れや遅れ破壊が起らない各種プレス加工品を得られる効果がある。
【手続補正書】
【提出日】平成30年2月21日(2018.2.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
４００ＭＰａ〜８００ＭＰａの引張強度を有する高張力鋼板のプレス加工品を製造する方法であって、
上記プレス加工品の置き割れ発生部位を予め特定しておくために、その高張力鋼板をプレス金型により第１次的若しくは試作的に絞り成形するか、又はその代りとなるプレス金型設計段階でのシミュレーションによる絞り成形解析を行う予備工程と、
上記予備工程に引き続き又は別個独立して、その予備工程と同じプレス金型を用い、同じ加工条件のもとで第２次的又は本格的に絞り成形する本番工程と、
その本番工程での絞り成形を終えたプレス加工品の予め特定しておいた置き割れ発生部位だけに、その後温度範囲が４００℃以上１，０００℃未満で、且つ保持時間が０．１秒〜１．０分の部分加熱を施す加熱工程とから成ることにより、
その焼入れ状態の加熱部と非焼入れ状態の未加熱残存部との何れとも異なる組織変化の中間層である境界が、上記鋼板の板面とほぼ平行な方向に沿い延在する帯状として、その置き割れ発生部位における切断面の光学顕微鏡写真に表出することを特徴とする高張力鋼板のプレス加工品の製造法。
【請求項２】
加熱工程での部分加熱を、その温度範囲が６００℃以上９００℃未満で、且つ保持時間が０．２秒〜２０秒として施すことを特徴とする請求項１記載の高張力鋼板のプレス加工品の製造法。
【請求項３】
加熱工程での部分加熱方法が、スポット溶接機における一対の電極で予め特定しておいた置き割れ発生部位を挟みながら、１０ｋＶ〜４５ｋＶで０．２秒〜２０秒電圧を印加する方法であることを特徴とする請求項１記載の高張力鋼板のプレス加工品の製造法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は置き割れや遅れ破壊などを起さない高張力鋼板のプレス加工品の製造法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、プレス金型により金属板を絞り加工する場合、その加工次第では素材の内部に引張応力が残留し、そのため加工終了後数時間から数日間放置している間に、その絞り加工品の開口端部から自然に亀裂が発生する現象（置き割れ、時期割れ又は時効割れという）や、腐蝕、溶接、酸洗い、電気メッキなどの工程における水素吸収による破壊（遅れ破壊やメッキ割れという）が起る問題がある。
【０００３】
特に、高張力鋼板は炭素（Ｃ）のほかに、ニッケル（Ｎｉ）やシリコン（Ｓｉ）、マンガン（Ｍｎ）などの合金元素を添加し、その熱処理工程を工夫することによって、高い引張強度を得ており、軽量化にも役立つため、自動車などに広く使用されつつあるが、一般鋼に比して延性が低いため、プレス金型による絞り加工上の大きな制約が伴い、割れなどの加工不良を生じやすい。加工時に割れなどの不良品を発生せず、良好な加工品を得られたとしても、その後に上記置き割れやメッキ割れ、遅れ破壊などが起るので、甚だ厄介なことである。
【０００４】
このような問題の解決策としては、特許第２９８２４９４号が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第２９８２４９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、上記特許文献１に開示されたプレス法の構成では、主に素材の肉厚を均一化させるための正しごきと、素材の引張残留応力を減少させ、圧縮応力を残留させるための逆しごきとを行って、その素材が高張力鋼などの高強度材であっても、上記圧縮残留応力の生成により置き割れ現象の発生を防止するようになっているので、円筒状などの比較的単純な形状であれば、上記逆しごきを支障なく行えるとしても、複雑な形状をプレス成形する際には、そのしごき方向に制約を受けることになる結果、適用できる目的物が非常に狭く限定されてしまうのであり、汎用性に劣る。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明はこのような問題の抜本的な解決を目的としており、その目的を達成するために、請求項１では４００ＭＰａ〜８００ＭＰａの引張強度を有する高張力鋼板のプレス加工品を製造する方法であって、
【０００８】
上記プレス加工品の置き割れ発生部位を予め特定しておくために、その高張力鋼板をプレス金型により第１次的若しくは試作的に絞り成形するか、又はその代りとなるプレス金型設計段階でのシミュレーションによる絞り成形解析を行う予備工程と、
【０００９】
上記予備工程に引き続き又は別個独立して、その予備工程と同じプレス金型を用い、同じ加工条件のもとで第２次的又は本格的に絞り成形する本番工程と、
【００１０】
その本番工程での絞り成形を終えたプレス加工品の予め特定しておいた置き割れ発生部位だけに、その後温度範囲が４００℃以上１，０００℃未満で、且つ保持時間が０．１秒〜１．０分の部分加熱を施す加熱工程とから成ることにより、その焼入れ状態の加熱部と非焼入れ状態の未加熱残存部との何れとも異なる組織変化の中間層である境界が、上記鋼板の板面とほぼ平行な方向に沿い延在する帯状として、その置き割れ発生部位における切断面の光学顕微鏡写真に表出することを特徴とする。
【００１１】
また、請求項２では加熱工程での部分加熱を、その温度範囲が６００℃以上９００℃未満で、且つ保持時間が０．２秒〜２０秒として施すことを特徴とする。
【００１２】
請求項３では加熱工程での部分加熱方法が、スポット溶接機における一対の電極で予め特定しておいた置き割れ発生部位を挟みながら、１０ｋＶ〜４５ｋＶで０．２秒〜２０秒電圧を印加する方法であることを特徴とする。
【００１３】
請求項１の製造法によれば、そのプレス加工品における予備工程での特定（知得）しておいた置き割れ発生部位だけを、その本番工程での本格的又は第２次的な絞り成形の終了後に、所定の加熱温度とその保持時間のもとで部分加熱するようになっているため、上記プレス加工品の目標とする形状に変化があっても、置き割れや遅れ破壊の起らない各種プレス加工品を容易に得られる汎用性がある。
【００１４】
しかも、上記加熱温度とその保持時間での部分加熱を行う加熱工程は、プレス加工品を第２次的又は本格的に絞り成形する本番工程の後工程として、その製造ラインへ容易に組み込むことができ、その結果プレス加工品の置き割れ発生部位だけを部分加熱することとも相俟って、生産性を著しく向上できる効果もある。
【００１５】
その場合、請求項２の構成を採用するならば、上記プレス加工品における置き割れや遅れ破壊の発生を、ますます効率良く確実に防止できる効果がある。
【００１６】
更に、請求項３の構成を採用するならば、プレス加工品の絞り成形した目標形状に変化があっても、その置き割れ発生部位をスポット溶接機の電極によって容易・確実に挟むことができ、しかもその素材の中心部から表面（板面）に向かってすばやく加熱し得る効果があり、その意味でも生産性の向上に役立つ。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明により部分加熱した置き割れ発生部位の切断面を撮影した光学顕微鏡写真に表われた組織の模式図であって、（イ）はスポット溶接機により加熱した場合の組織を示し、（ロ）はレーザー装置により加熱した場合の組織を示している。
【図２】本発明に係るプレス加工品の一例として示すキャスターの側面図である。
【図３】図２の正面図である。
【図４】キャスターの軸受け本体をプレス加工品として、その一連の加工順序を示す説明図である。
【図５】上記軸受け本体における曲げコーナー個所の置き割れ発生部位を示す斜面図である。
【図６】図５の置き割れ発生部位をスポット溶接機によって部分加熱する工程の概略斜面図である。
【図７】同じく置き割れ発生部位を挟みながら通電する加熱工程の説明図である。
【図８】上記置き割れ発生部位の加熱状態を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の構成を具体的に詳述する。本発明はプレス金型により高張力鋼板を各種の目標形状に絞り成形したプレス加工品と、その汎用的な製造法であり、置き割れや遅れ破壊の発生防止を目的とする。
【００１９】
本発明において採用する高張力鋼板は、４００ＭＰａ〜８００ＭＰａの引張強度を有するものである。その引張強度が４００ＭＰａ未満のものについては、本発明を採用するまでもなく、一般鋼とほぼ同じ加工条件のもとで製造することができ、他方引張強度が８００ＭＰａを越えるものについては、通常のプレス加工方法による製造が困難であり、置き割れや遅れ破壊の発生原因も大きく異なるので、本発明を採用することができない。
【００２０】
本発明者が高張力鋼板をプレス金型により、各種の目標形状に絞り成形したプレス加工品について、その成形加工特性を調査・検討した結果では、置き割れや遅れ破壊の発生部位が常に特定の個所に集中していること、その特定の個所は主に引張応力の残留しやすい曲げコーナー部位であることが判明した。そのため、その曲げコーナー部位の残留応力を除去又は緩和することが、問題の解決になると考えられる。
【００２１】
そこで、置き割れや遅れ破壊が起らない各種目標形状のプレス加工品を得るべく、その素材である上記引張強度の高張力鋼板をプレス金型により、第１次的に又は試作として絞り成形し、その絞り加工品の置き割れ発生部位を予め特定（知得）しておくのである。
【００２２】
その試作的な絞り加工を実行する代りに、プレス金型設計段階でコンピューターのシミュレーションによる絞り成形解析を行って、上記置き割れ発生部位を予め特定しておいても良い。
【００２３】
何れにしても、上記のような予備工程を行った後に、その予備工程と同じプレス金型を用い、同じ加工条件のもとで、同じ素材の高張力鋼板を第２次的又は本格的に絞り成形する。このような本番工程は上記予備工程に引き続き実行しても良く、また時間的又は場所的に別個独立して実行してもさしつかえない。
【００２４】
そして、上記本番工程での絞り成形を終えたプレス加工品の予め特定しておいた置き割れ発生部位だけに、その終了から３０分などの一定時間経過後加熱工程として、温度範囲が４００℃以上１０００℃未満で、且つ保持時間が０．１秒〜１．０分の部分加熱を施すのである。
【００２５】
その加熱工程での部分加熱方法としては、スポット溶接機（交流式抵抗溶接機）などが装備している向かい合う一対の電極で、上記絞り成形し終えたプレス加工品の予め特定しておいた置き割れ発生部位を挟みながら通電して、その素材である高張力鋼板の中心部から加熱する方法を初め、同じくプレス加工品の予め特定しておいた置き割れ発生部位へ、レーザーなどのエネルギービームを照射して、その素材である高張力鋼板の表面から加熱する方法や高周波による誘導加熱法、ガス炎やアークを用いる方法などを広く採用することができるが、特に上記スポット溶接機のような素材の中心部から置き割れ発生部位の表面に向かって、全体的にすばやく加熱できる直接通電加熱法の採用が最も好適である。
【００２６】
また、部分加熱の温度範囲としては上記した４００℃以上１０００℃未満、好ましくは６００℃以上９００℃未満に設定する。たとえ部分加熱であっても、その温度が４００℃未満であると、期待する程の大きな組織変化を得られず、残留応力を充分に緩和できないため、未だ置き割れや遅れ破壊の起るおそれがある。後述する加熱部と未加熱残存部との何れとも異なる組織変化の境界（中間層）が、帯状に顕出することはない。
【００２７】
尚、加熱温度の検知については、一般的な温度測定用の各種センサーを使うことができるほかに、加熱部分の色変化による判定方法を採用することもできる。
【００２８】
他方、加熱温度が１０００℃を越える高温であると、熱の影響が広範囲に波及し、全体的に組織変化を起した焼入れ状態となり、加熱した部分が硬脆くなるため、耐衝撃性の低下を招く。この加熱条件でも、後述する加熱部と非加熱残存部との何れとも異なる組織変化の境界（中間層）が、帯状に顕出することはない。更に高温なると、母材が溶融してしまい、形状を維持できなくなるなどの問題を生じる。
【００２９】
上記スポット溶接機などの直接通電加熱法による部分加熱の場合においては、素材の板厚によって左右されるが、１０ｋＶ〜４５ｋＶの電圧を印加するのである。その１０ｋＶよりも電圧が低いと、部分加熱が不充分となって、焼入れ部分を形成することが困難であり、４５ｋＶよりも電圧が高いと、加熱した部分の全体に焼きが入って、硬脆くなったり、溶融してしまったりするなどの問題を生じる。
【００３０】
更に、上記部分加熱の保持時間としては０．１秒〜１，０分、好ましくは０．２秒〜２０秒に設定する。その加熱保持時間が０．１秒未満では、上記加熱温度が４００℃未満である場合と同様に、未だ組織変化が小さく、残留応力を緩和するまでの時間が不足するため、置き割れや遅れ破壊の起るおそれがある。プレス加工品の強度にバラツキを生じるおそれもある。
【００３１】
他方、上記加熱保持時間が１．０分を越える長時間の場合、残留応力の緩和には充分であるが、上記加熱温度が１０００℃を越える場合と同様に、熱が広範囲に伝導するため、強度変化が過大となり、プレス加工品の設計強度を確保できなくなる問題がある。また、後処理に長時間を要することになる結果、生産性の低下も招く。
【００３２】
そのため、要するに上記加熱工程ではプレス金型により絞り成形を実行し終えたプレス加工品について、先の予備工程において特定しておいた置き割れ発生部位だけに、上記直接通電加熱法やエネルギービームを照射する方法などにより、温度範囲が４００℃以上１０００℃未満で、且つ保持時間が０．１秒〜１．０分の部分加熱を行うのである。
【００３３】
そうすれば、図１（イ）（ロ）の模式図に示す如く、そのプレス加工品（Ｐ）における置き割れ発生部位（Ｐ）の切断面をその後機械的に研磨し、ナイタール（エッチング剤：硝酸とアルコールの混合液）で腐蝕した上、光学顕微鏡で観察し、撮影した組織写真には、焼入れ状態の加熱部（ａ）及び非焼入れ状態の未加熱残存部（ｂ）と異なる組織変化の中間層である境界（ｃ）が、素材である高張力鋼板の板面（ｄ）とほぼ平行な方向（Ｈ−Ｈ）に沿って延在する帯状に表出することになる。
【００３４】
これを換言すれば、上記加熱後の置き割れ発生部位（Ｐ）における切断面の光学顕微鏡写真に、焼入れ状態の加熱部（ａ）と非焼入れ状態の未加熱残存部（ｂ）との何れとも異なる組織変化の境界（中間層）（ｃ）が板面（ｄ）とほぼ平行な方向（Ｈ−Ｈ）に沿って延在する帯状に表出するまで、プレス加工品の置き割れ発生部位（Ｐ）だけを部分加熱するのである。
【００３５】
上記本番工程と加熱工程を経て製造され、その置き割れ発生部位（Ｐ）における切断面の光学顕微鏡写真に、焼入れ状態の加熱部（ａ）と非焼入れ状態の未加熱残存部（ｂ）との何れとも異なる組織変化の境界（中間層）（ｃ）が、板面（ｄ）とほぼ平行な方向（Ｈ−Ｈ）に沿い延在する帯状に表出したプレス加工品は、その製造後数日間放置してから目視観察するも、置き割れや遅れ破壊を起すことはなかった。その結果、上記部分加熱の条件を管理・制御することによって、置き割れや遅れ破壊が起らない各種プレス加工品を汎用的に製造することができる。
【００３６】
上記の説明から理解されるように、本発明に係る高張力鋼板のプレス加工品の製造法は一般的な残留応力を緩和させるために、絞り加工前の素材である高張力鋼板を全体的に加熱する方法ではなく、同じく素材の高張力鋼板に軟化部分を設けるべく、その鋼板を絞り加工前や絞り加工中に部分加熱する方法でもない。
【００３７】
あくまでも本番工程での絞り成形し終えたプレス加工品を部分加熱する方法であり、そのため生産性の低下が危惧されるが、その高張力鋼板の第１次的又は試作的な絞り成形の実行や、その実行の代りとなるプレス金型設計段階でのシミュレーションによる絞り成形解析を行う予備工程において、その特定（把握）しておいた置き割れ発生部位だけを、その後部分加熱するようになっている構成のため、その各種プレス加工品の絞り成形する目標形状がたとえ複雑に変化したとしても、常時正確に加熱できる汎用性があり、上記素材を全体加熱する方法に比しても、その熱に起因する過大な変形を起すおそれがなく、強度の低下や生産性の低下を招くこともない。
【００３８】
更に言えば、上記加熱工程は予め特定しておいた置き割れ発生部位だけの部分加熱として、その加熱保持時間が０．１秒〜１．０分の僅少で足りるため、本番工程のタクトと合わせたり、また本番工程での絞り成形が複数回行われるような場合に、その途中へ加入したりすることも容易であり、その意味でも生産性の低下を防止することができる。
【００３９】
＜実施例１＞
以下、キャスターの軸受け本体に適用した本発明の実施例を説明するが、その高張力鋼板の絞り成形したプレス加工品がキャスターの軸受け本体だけに限定されることはなく、各種の目標形状に絞り成形されたプレス加工品を対象とする。
【００４０】
図２、３に示すようなキャスター（１０）の車輪（１１）を軸受けする本体（１２）の素材として、引張強度が５９０ＭＰａ、板厚が２．０mmの高張力鋼板（ＪＦＥスチール株式会社のＪＳＣ５９０Ｒ−ＳＤ）を用い、１５０〜２００Ｔプレス機（株式会社アマダ製）を使って、図４（ｉ）〜（vi）のような外形抜き・穴明け→前絞り・刻印→絞り→穴明け→溝加工→車軸穴明けという６工程のプレス加工を行った。
【００４１】
その加工直後のプレス加工品を目視観察したが、割れや裂けなどの不具合を確認できなかったので、そのまま１２時間放置した後、再度上記プレス加工品を目視観察したところ、図５の符号（Ｐ）で示す曲げコーナー部位に割れが見つかった。また、割れが発見されなかったプレス加工品については、三価ユニクロメッキ（亜鉛メッキ）を施したところが、同じ図５の符号（Ｐ）で示す曲げコーナー部位に割れが見つかり、軸受け本体（１２）として使用できない状態であった。
【００４２】
そこで、上記軸受け本体（１２）における図５の符号（Ｐ）で示す割れが発生している曲げコーナー部位を、そのプレス加工後３０分経過してから図６、７のように、スポット溶接機（Ｗ）における２mmの直径を備えた向かい合う一対の電極（１３）で挟み、３０ｋＶで０．４秒電圧を印加することにより部分加熱した。その印加中、電極（１３）で挟まれた部位には赤熱が見られ、その発色の度合いから判定される加熱温度は８００℃程度であった。
【００４３】
その加熱後、上記軸受け本体（１２）における不具合の有無を目視観察したが、割れや裂けなどの不具合を発見しなかった。また、上記加熱後４８時間放置した時点で、再度軸受け本体（１２）の不具合を目視観察したが、上記不具合を確認することはできなかった。
【００４４】
更に、上記軸受け本体（１２）に三価ユニクロメッキ（亜鉛メッキ）を施した後、その不具合の有無を目視観察したが、やはり上記不具合を確認することはできなかった。
【００４５】
上記メッキ加工を行った軸受け本体（１２）に、車輪（１１）やベアリングなどの必要な部品を組み付けて、その完成したキャスター（１０）の走行試験を行ったところ、１００km試験走行した後でも、上記不具合を発見しなかった。
【００４６】
上記実施例１の加熱条件と結果を表１に示す。その表１の結果では、予め特定しておいた上記曲げコーナー部位（置き割れ発生部位）の本発明による部分加熱が、プレス加工品の置き割れやメッキ割れ、遅れ破壊の防止に寄与したものと考えられる。
【００４７】
【表１】
2018083218.tif 000012
【００４８】
その軸受け本体（１２）の部分加熱した曲げコーナー部位（置き割れ発生部位）（Ｐ）を、図８のＺ−Ｚ線に沿ってカットし、その切断面を研磨した後、ナイタールで腐蝕処理し、撮影した光学顕微鏡写真に表出した組織は、図１（イ）の模式図に示すとおりであり、その写真には上記部分加熱した結果（証拠）を意味する焼入れ状態の加熱部（ａ）と非焼入れ状態の未加熱残存部（ｂ）との何れとも異なる組織変化の中間層である境界（ｃ）が、板面（ｄ）とほぼ平行な方向（Ｈ−Ｈ）に沿って延在する帯状に表出していた。帯状境界（中間層）（ｃ）としての組織変化が起生される上記加熱温度とその保持時間での部分加熱である結果、その絞り成形したプレス加工品である軸受け本体（１２）の機械的強度を低下させることもなかった。
【００４９】
＜実施例２＞
これは実施例１における上記加熱条件のうち、電圧（４０ｋＶ）と加熱温度（９５０℃）だけを変えて、同じスポット溶接機（Ｗ）により部分加熱した実施例である。
【００５０】
＜実施例３＞
これは実施例１における上記加熱条件のうち、加熱温度（９００℃）とその加熱保持時間（０．６秒）だけを変えて、やはりスポット溶接機（Ｗ）により部分加熱した実施例である。
【００５１】
＜実施例４＞
これは実施例１における上記加熱条件のうち、絞り成形後の放置時間だけを１８０分として、長く経過してからスポット溶接機（Ｗ）により部分加熱した実施例である。
【００５２】
尚、実施例２〜４でも表１に記載した結果から明白なように、実施例１と同じ図１（イ）の帯状境界（中間層）（ｃ）が顕出し、やはり強度の低下を招くこともなく、置き割れや遅れ破壊の発生を防止することができた。
【００５３】
＜実施例５＞
これは実施例１〜４において採用したスポット溶接機（Ｗ）に代えて、レーザー加熱装置（株式会社アマダ製）（図示省略）を使用し、その出力２４０Ｗで２cm／秒で加熱した。そのエネルギービームが照射された表面には赤熱が見られ、その発色度合いから８５０℃に加熱されていると判定した。
【００５４】
その加熱後４８時間放置した時点で、上記キャスター（１０）における軸受け本体（１２）の不具合を目視観察したが、割れや裂けなどの不具合を確認することはできなかった。また、実施例１と同じメッキ加工と更に完成したキャスター（１０）の走行試験も行ったが、やはり割れや裂けなどの不具合は確認されなかった。
【００５５】
そして、上記レーザー加熱装置のエネルギービームにより部分加熱した部位をカットし、その切断面をナイタールで腐蝕処理し、光学顕微鏡で組織の変化状態を観察したところ、その写真には図１（ロ）の模式図に示す如き、焼入れ状態の加熱部（ａ）と非焼入れ状態の未加熱残存部（ｂ）との何れとも相違する組織変化の中間層である境界（ｃ）が、やはり板面（ｄ）とほぼ平行な方向（Ｈ−Ｈ）に沿って延在する帯状に表出していた。
【００５６】
尚、上記実施例１と実施例５では部分加熱温度の判定を、加熱温度と加熱色との対応関係資料（図示省略）に基いて感覚的に行ったが、市販の適当な温度センサーを使って測定しても良いことは、既述のとおりである。
【００５７】
更に、表１に併記した比較例１〜４の加熱条件は、何れも本発明の規定する上記数値範囲をはずれているため、所期する置き割れや遅れ破壊などの防止効果を達成することができなかった。上記実施例１〜５では確認できた組織変化の帯状境界（中間層）（ｃ）が、比較例１〜４の加熱条件下において表出しなかったことは言うまでもない。
【００５８】
＜比較例１＞
これでは、加熱後４８時間放置した時点において割れや裂けなどの不具合は確認されなかったが、その上記軸受け本体（１２）に三価ユニクロメッキ（亜鉛メッキ）を施したところ、その一部に割れ（メッキ割れ）が観察された。更に、メッキ割れを起さなかった軸受け本体（１２）に、車輪やベアリングなどを組み付け完成させたキャスター（１０）の走行試験を行ったところ、６０ｋｍ走行した時点で割れが発生した。
【００５９】
その原因としては、加熱温度が著しく低いため、プレス加工品の残留応力を確実に緩和又は除去できなかったものと考えられる。
【００６０】
＜比較例２＞
これでは、加熱温度が高くなりすぎてしまい、加熱部分が溶融し、所定の形状を保つことができなかった。
【００６１】
＜比較例３＞
これでは、加熱後４８時間放置しても割れは確認されなかったが、その後三価ユニクロメッキ（亜鉛メッキ）を施したところ、すべてに割れが発生した。
【００６２】
その原因としては、加熱保持時間が著しく短く、絞り加工品の残留応力を緩和するための加熱不足であると考えられる。
【００６３】
＜比較例４＞
これでは、加熱後４８時間放置しても割れは確認されず、三価ユニクロメッキ（亜鉛メッキ）を施した後にも割れは観察されなかったが、その後更に走行試験に供したところ、７０ｋｍ走行した時点で割れが発生した。
【００６４】
その原因としては、上記比較例３との逆に、加熱保持時間が著しく長いため、その熱の影響が広範囲に波及し、全体の組織変化を起し、硬脆くなってしまったものと考えられる。
【符号の説明】
【００６５】
（１０）・キャスター
（１１）・車輪
（１２）・軸受け本体
（１３）・電極
（Ｐ）・置き割れ発生部位
（ｗ）・スポット溶接機
（ａ）・焼入れ状態の加熱部
（ｂ）・非焼入れ状態の未加熱残存部
（ｃ）・境界（中間層）
（ｄ）・板面