(57)【要約】【課題】硬度のばらつきが抑制された成形体を製造可能なホットプレス成形方法を提供する。【解決手段】加熱された部材を成形型を用いて成形するホットプレス成形方法であって、前記成形型が下死点に到達する前に、前記成形型に設けられた複数の供給口から、前記成形型内の前記部材と前記成形型の内壁面との間に冷媒を供給し、前記部材を冷却するホットプレス成形方法。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱された部材を成形型を用いて成形するホットプレス成形方法であって、
前記成形型が下死点に到達する前に、前記成形型に設けられた複数の供給口から、前記成形型内の前記部材と前記成形型の内壁面との間に冷媒を供給し、前記部材を冷却するホットプレス成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホットプレス成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属部材の成形方法として、スプリングバックが抑制され、かつ形状凍結性に優れ、更には寸法精度にも優れる点から、加熱された金属板材を金型を用いて成形するホットプレス成形が採用されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、加熱した金属板材を金型を用いて成形する熱間プレス成形方法において、金属板材の少なくとも一部分をプレス成形加工中に所定の冷却手段で冷却することにより当該部分の変形抵抗を上げ、当該部分よりも変形抵抗の低い部分を延伸加工し、これにより板厚が薄くなる部分については前記操作を繰り返すことにより、次々と変形抵抗の低い他の部分を延伸加工して成形加工を行うことを特徴とする熱間プレス成形方法が開示されている。また、特許文献１には、成形完了後、下死点で冷媒を吐出して、金型と金属板材との冷却効率を高めることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１９２４８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載されているように、成形完了後、下死点で冷媒を吐出して、金型と金属板材とを冷却する場合、得られた成形体にて硬度のばらつきが大きくなりやすいという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、硬度のばらつきが抑制された成形体を製造可能なホットプレス成形方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載のホットプレス成形方法は、加熱された部材を成形型を用いて成形するホットプレス成形方法であって、前記成形型が下死点に到達する前に、前記成形型に設けられた複数の供給口から、前記成形型内の前記部材と前記成形型の内壁面との間に冷媒を供給し、前記部材を冷却する方法である。
【０００８】
上記構成によれば、部材の成形時の下死点に到達する前には部材と成形型の内壁面との間に隙間が存在し、供給口からこの隙間に冷媒が供給され、広範囲にわたって冷媒による部材の冷却が可能となる。これにより、成形型が下死点に到達した後に、成形型に設けられた流路に冷媒を流通させて部材を冷却する場合と比較し、硬度のばらつきが抑制された成形体を製造可能である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、硬度のばらつきが抑制された成形体を製造可能なホットプレス成形方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】（Ａ）本実施形態のホットプレス成形方法にて用いる、凹型及び凸型と、部材とを示す概略構成図であり、（Ｂ）本実施形態のホットプレス成形方法において、凹型と凸型との間に部材を保持させ、矢印Ｘ方向に凹型を降下させることを示す概略構成図である。
【図２】本実施形態のホットプレス成形方法において、（Ａ）凸型の降下によって部材が成形されていることを示す概略構成図であり、（Ｂ）成形型が下死点に到達する前に、供給口から成形型内の部材に冷媒が供給されていることを示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明のホットプレス成形方法の実施形態について詳細に説明する。但し、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。以下の実施形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合を除き、必須ではない。数値及びその範囲についても同様であり、本発明を制限するものではない。
本開示において「〜」を用いて示された数値範囲には、「〜」の前後に記載される数値がそれぞれ最小値及び最大値として含まれる。
本開示中に段階的に記載されている数値範囲において、一つの数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。
【００１２】
＜ホットプレス成形方法＞
以下、本発明の一実施形態のホットプレス成形方法について説明する。
本実施形態のホットプレス成形方法は、加熱された部材を成形型を用いて成形するホットプレス成形方法であって、前記成形型が下死点に到達する前に、前記成形型に設けられた複数の供給口から、前記成形型内の前記部材と前記成形型の内壁面との間に冷媒を供給し、前記部材を冷却する方法である。
【００１３】
部材の成形時の下死点に到達する前には部材と成形型の内壁面との間に隙間が存在する。そのため、成形型に設けられた複数の供給口からこの隙間に冷媒を供給することにより、広範囲にわたって冷媒による部材の冷却が可能となる。これにより、成形型が下死点に到達した後に、成形型に設けられた流路に冷媒を流通させて部材を冷却する場合と比較し、硬度のばらつきが抑制された成形体を製造可能である。例えば、部材が鋼部材である場合、オーステナイト域まで加熱された鋼部材が成形型内にて広範囲にわたって冷却されることで均一性高くマルテンサイト組織が形成されるため、成形体内にて硬度のばらつきが生じにくいと考えられる。
【００１４】
また、成形型が下死点に到達する前に部材の冷却を開始することにより、ホットプレス成形のサイクルタイムを短縮することができる。更に、供給口毎に冷媒を供給するタイミングを制御する必要が無いため、部材の冷却制御が容易である。
【００１５】
従来のホットプレス成形方法では、部材を冷却する方法として、成形型が下死点に到達した後に冷媒を流通させて部材を冷却する手法のほかに、成形型が下死点に到達した後に冷媒を流通させずに成形型に部材を密着させて抜熱する手法が挙げられる。後者の手法では、鋼部材を用いて得られた成形体では、全体にマルテンサイト組織が形成されず、一部にセメンタイト組織が形成されやすく、成形体の硬度は高いが、靭性が低くなる傾向にある。本実施形態のホットプレス成形方法では、前述のように均一性高くマルテンサイト組織が形成されるため、得られた成形体での靭性の低下が抑制されると考えられる。
【００１６】
なお、本開示にて「下死点」とは、成形型のスライド移動の設定範囲におけるストロークの最下点を意味する。
【００１７】
以下、本実施形態のホットプレス成形方法の各工程について図１及び図２を用いて説明する。本実施形態のホットプレス成形方法では、例えば、図１の（Ａ）に示すような凹型１及び凸型２を備える成形型と、部材５とを用いる。
【００１８】
成形型は、凹型１及び凸型２を備え、凹型１と凸型２との間に加熱された部材５を保持させた状態で、例えば凹型１を鉛直下方向に降下させることにより、部材５を成形して凹型１及び凸型２の形状に応じた成形体を得ることができる。
【００１９】
凹型１は部材５を上側にて支持する支持部を備え、凸型２は部材５を下側にて支持する支持部４を備える。また、凹型１は、複数の供給口を備え、供給口から冷媒が凸型２側に供給可能となっている。
【００２０】
支持部４は、弾性的に部材５を支持するバネ部を備え、例えば、凹型１を鉛直下方向に降下させることにより、バネ部が縮むことにより支持部４が降下する構成であってもよい。
【００２１】
図１の（Ｂ）に示すように、凹型１と凸型２との間に加熱された部材５を保持させた後、矢印Ｘ方向に凹型１を降下させる。これにより、凸型２の凸形状の部分と部材５とが接触し、凸形状に対応して部材５が変形する。
【００２２】
なお、部材５が鋼部材である場合、鋼部材はオーステナイト域まで加熱されていることが好ましく、例えば、鋼部材は８５０℃〜１０００℃まで加熱されていることが好ましい。また、部材５がアルミニウム合金部材である場合、アルミニウム合金部材は、例えば、４５０℃〜６００℃まで加熱されていることが好ましい。
【００２３】
次に、図２の（Ａ）に示すように、矢印Ｘ方向に凹型１を降下させ、部材５を成形する。そして、図２の（Ｂ）に示すように、成形型が下死点に到達する前に凹型１に設けられた複数の供給口３から部材５と凹型１の内壁面との間への冷媒６の供給を開始し、成形型内の部材５を冷却する。
【００２４】
冷媒６としては、部材５の冷却に使用可能なものであれば特に限定されず、例えば、冷却水、冷却油及び冷却用気体が挙げられる。冷媒６として、冷却水又は冷却油を供給する場合、その供給量は１５Ｌ／分〜２３Ｌ／分であることが好ましい。
【００２５】
成形型が下死点に到達する前としては、下死点よりも５ｍｍ〜３５ｍｍ上であることが好ましく、下死点よりも１０ｍｍ〜３０ｍｍ上であることがより好ましく、２０ｍｍ〜３０ｍｍ上であることが更に好ましい。
すなわち、下死点よりも５ｍｍ〜３５ｍｍ上に成形型が位置するときに、凹型１に設けられた複数の供給口３から部材５と凹型１の内壁面との間への冷媒６の供給を開始することが好ましい。これにより、スプリングバックを抑制できる傾向にあり、かつ成形体における板厚分布の均一性を高められる傾向にある。
【００２６】
次いで、部材５と凹型１の内壁面との間に冷媒６を供給しつつ、成形型が下死点に到達するまで矢印Ｘ方向に凹型１を更に降下させる。成形型が下死点に到達した後、冷媒６の供給を停止し、例えば１０秒程度成形型を保持してから凹型１及び凸型２を開いて成形体を取り出せばよい。
【００２７】
本実施形態のホットプレス成形方法にて用いる部材５としては、一般的なホットプレス成形方法にて用いる部材であればよく、板状の部材であってもよい。板状の部材としては、例えば、板状の金属部材が挙げられ、より具体的には、鋼板、アルミニウム合金板等が挙げられる。
【００２８】
板状の部材の厚さとしては、１．０ｍｍ〜１．５ｍｍであってもよく、１．１ｍｍ〜１．４ｍｍであってもよい。
【００２９】
本実施形態のホットプレス成形方法にて得られる成形体としては、例えば、Ｂピラーリインフォースメントが挙げられる。
【００３０】
＜ホットプレス成形装置＞
以下、前述のホットプレス成形方法にて用いる本実施形態のホットプレス成形装置について説明する。なお、前述のホットプレス成形方法にて説明した事項については、その説明を省略する。本実施形態のホットプレス成形装置は、複数の供給口を備え、かつ加熱された部材を成形する成形型と、前記成形型内に配置される前記部材を冷却する冷媒を前記供給口に供給する冷媒供給部と、前記成形型が下死点に到達する前に、前記複数の供給口を介して、前記成形型内の前記部材と前記成形型の内壁面との間に冷媒を供給するように前記冷媒供給部を制御する制御部と、を備えていてもよい。
【００３１】
本実施形態のホットプレス成形装置では、成形型が下死点に到達する前に、前記複数の供給口を介して、前記成形型内の前記部材と前記成形型の内壁面との間に冷媒を供給するように冷媒供給部が制御部により制御される。このため、前述のホットプレス成形方法と同様、硬度のばらつきが抑制された成形体を製造可能である。
【００３２】
成形型は、複数の供給口を備え、かつ複数の供給口を介して成形型内の部材と成形型の内壁面との間に冷媒を供給できる構成であればよく、例えば、前述のように複数の供給口を備える凹型と、凸型との組み合わせであってもよい。
【００３３】
冷媒供給部は、冷却水、冷却油、冷却用気体等の冷媒を供給口に供給し、供給口を介して成形型内の部材と成形型の内壁面との間に冷媒を供給する。冷媒供給部から冷媒を供給するタイミング、冷媒の供給量等は、制御部により制御される。制御部は、成形型が下死点に到達する前に、冷媒を供給するように冷媒供給部を制御する。
【符号の説明】
【００３４】
１  凹型
２  凸型
３  供給口
４  支持部
５  部材
６  冷媒
【図１】
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【図２】
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