(57)【要約】【課題】  高温成形後に１2００ＭＰａ以上の強度を得ることができる耐水素脆性に優れた高強度部品及びその製造方法を提供する。【解決手段】質量%でC:0.1〜0.55%、Mn:0.1〜3%、Si:1%以下、S:0.03%以下、P:0.1%以下、N:0.01%以下を含有し、残部Fe及び不可避的不純物からなる化学成分を含有する鋼板を用い、水素量が体積分率で10%以下、かつ露点が30℃以下である雰囲気にて、Ac3〜融点までに鋼板を加熱した後、フェライト、パーライト、ベイナイト、マルテンサイト変態が生じる温度より高い温度で成形を開始し、成形後に金型中にて冷却して焼入れを行い高強度の部品を製造した後にシャー角を有するパンチまたはダイス工具を用いて剪断加工を行うこと特徴とする高強度部品の製造方法および高強度部品。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量%で、C:0.1〜0.55%、Mn:0.1〜3%、Si:1%以下、S:0.03%以下、P:0.1%以下、N:0.01%以下を含有し、残部Fe及び不可避的不純物からなる化学成分を含有する鋼板を用い、
水素量が体積分率で10%以下、かつ露点が30℃以下である雰囲気にて、Ac3〜融点までに鋼板を加熱した後、フェライト、パーライト、ベイナイト、マルテンサイト変態が生じる温度より高い温度で成形を開始し、成形後に金型中にて冷却して焼入れを行い高強度の部品を製造した後にシャー角を有するパンチまたはダイス工具を用いて剪断加工を行うこと特徴とする高強度部品の製造方法。
【請求項２】
前記剪断加工を行う工具のシャー角高さが板厚の0.2倍以上、5倍以下であることを特徴とする請求項1に記載の高強度部品の製造方法。
【請求項３】
前記剪断加工を行う工具のシャー角度が0.5度以上30度以下であることを特徴とする請求項１に記載の高強度鋼板の製造方法。
【請求項４】
前記鋼成分に加えて、さらに、質量％で、Cr：0.1〜5％、Mo：0.1〜3％、B：0.0003〜0.005％、V：0.01〜2％、W：0.01〜3％の1種または2種以上を含有することを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の高強度部品の製造方法。
【請求項５】
前記鋼成分に加えて、さらに、質量％で、Ti：0.01〜1％、Nb：0.01〜1％、Al：0.005〜1％の1種または2種以上を含有することを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載の高強度部品の製造方法。
【請求項６】
前記鋼成分に加えて、さらに、質量％で、Ni：0.01〜3％、Cu：0.01〜3％の1種または2種を含有することを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載の高強度部品の製造方法。
【請求項７】
前記鋼板がアルミめっき、アルミ−亜鉛めっき、亜鉛めっきのいずれかを施したものであることを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか一項に記載の高強度部品の製造方法。
【請求項８】
前記剪断加工を行う工具の硬度が、ロックウェルC硬度で55以上であることを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれか一項に記載の高強度部品の製造方法。
【請求項９】
請求項1乃至請求項8のいずれか一項に記載の方法で製造されたことを特徴とする高強度部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の構造部材・補強部材に使用されるような強度が必要とされる部材に関し、特に高温成形後の強度に優れた部品とその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
地球環境問題に端を発する自動車の軽量化のためには、自動車に使用される鋼板をできるだけ高強度化することが必要となるが、一般に鋼板を高強度化していくと伸びやｒ値が低下し、成形性が劣化していく。このような課題を解決するために、温間で成形し、その際の熱を利用して強度上昇を図る技術が、下記特許文献１（特開２０００−２３４１５３号公報）に開示されている。この技術では、鋼中成分を適切に制御し、フェライト温度域で加熱し、この温度域での析出強化を利用して強度を上昇させることを狙っている。
【０００３】
また、下記特許文献２（特開２０００−８７１８３号公報）では、プレス成形精度を向上させる目的で成形温度での降伏強度を常温での降伏強度より大きく低下する高強度鋼板が提案されている。しかしながら、これらの技術では得られる強度に限度がある可能性がある。一方、より高強度を得る目的で、成形後に高温のオーステナイト単相域に加熱し、その後の冷却過程で硬質の相に変態させる技術が下記特許文献３（特開２０００−３８６４０号公報）に提案されている。
【０００４】
しかしながら、成形後に加熱・急速冷却を行うと形状精度に問題が生じる可能性がある。この欠点を克服する技術としては、鋼板をオーステナイト単相域に加熱し、その後プレス成形過程にて冷却を施す技術が下記非特許文献１（SAE,2001-01-0078）や、下記特許文献４（特開2001-181833号公報）に開示されている。以後冷却による焼入れ工程も含めて熱間プレスとする。
このように、自動車等に使用される高強度鋼板は高強度化されるほど上述した成形性の問題や特に１０００ＭＰａを超えるような高強度材においては従来から知られているように水素脆化（置きわれや遅れ破壊と呼ばれることもある）という本質的な課題がある。熱間プレスに用いられる場合、高温でのプレスによる残留応力は少ないものの、プレス前の加熱時に水素が鋼中に浸入すること、また熱間プレス後のピアス加工やトリム加工などの後加工での残留応力により水素脆化の感受性が高くなる。したがって単に高温でプレスするだけでは本質的な課題解決にならず、加熱工程および後加工までの一貫工程での工程条件最適化が必要となる。
【０００５】
剪断加工などの後加工時の残留応力を減少する可能性がある技術としては、後加工を行う部位の冷却速度を低下させて焼入れを不十分として、その部位の強度を低下させる技術が下記特許文献５（特開２００３−３２８０３１号公報）に示されている。この方法によれば部品の一部の強度が低下し、剪断加工などの後加工後の残留応力が低下する可能性が考えられる。しかし、この方法を用いる場合には、金型構造が複雑になり、経済的に不利であると考えられる。さらに、この方法では水素脆化に対してはなんか言及しておらず、この方法により鋼板強度が若干低下して後加工後の残留応力がある程度低下した場合であっても、鋼中に水素が残存した状態であれば水素脆化が生じる可能性は否定できない。
【０００６】
また下記特許文献６特開２００６−５１５４３号公報）には熱間プレス後の水素脆化を抑制する方法として、加熱炉中の雰囲気を制御する方法が開示されている。これらは加熱炉の雰囲気中の水素と水蒸気を制限して、熱間プレス後の鋼中水素量を抑制する技術である。しかし剪断方法については特別言及しておらず、実施例としてもクリアランスが15%程度の一水準のみの検討であり、また制限する水素量、水蒸気量も低い値であり制御のための設備コストが生じる。また下記特許文献７〜１１では熱間プレス後の水素脆化を抑制する方法として、加熱炉中の雰囲気を制御し、特殊な方法にて後加工する方法が開示されている。
【０００７】
これらは特許文献６よりも制限する水素量、水蒸気量が高く、その点では特許文献5よりも優れているものの、熱間プレス方法や後加工方法が特殊であり、過大な設備コストが生じる。
また特許文献１２、１３では打ち抜き加工の工具の先端形状を規定した技術が開示されている。これらは特殊な工具を用いることで加工後の残留応力を低減して水素脆化を防止する方法である。これらは工具形状が特殊であるために、工具コストが高くなり、さらに欠損などが生じた場合の補修が困難など工具寿命の観点で課題がある。また、熱間プレスの際の加熱雰囲気には言及しておらず、露点が高い、もしくは水素濃度が高い雰囲気で加熱した熱間プレス部品を後加工した際の水素脆化の可能性は否定できない。
【特許文献１】特開2000-234153号公報
【特許文献２】特開2000-87183号公報
【特許文献３】特開2000-38640号公報
【特許文献４】特開2001-181833号公報
【特許文献５】特開2003-328031号公報
【特許文献６】特開2006-51543号公報
【特許文献７】特開2006-82099号公報
【特許文献８】特開2006-83419号公報
【特許文献９】特開2006-104526号公報
【特許文献１０】特開2006-104527号公報
【特許文献１１】特開2006-111966号公報
【特許文献１２】特開2006-224151号公報
【特許文献１３】特開2006-289491号公報
【非特許文献１】SAE,2001-01-0078
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、前述のような従来技術の問題点を解決し、高温成形後に１２００ＭＰａ以上の強度を得ることができる耐水素脆性に優れた高強度部品及びその製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、上記課題を解決するために種々の検討を実施した。その結果、水素脆化を抑制するためには、成形前の加熱炉中の雰囲気を制御して鋼中の水素量を減少させ、さらに熱間プレス後の剪断加工の際、シャー角を有するパンチまたはダイス工具を用いることにより残留応力の低減をはかることが有効である知見を得た。
【００１０】
水素脆化は、鋼中の水素量と作用している残留応力の双方が高い場合に生じると考えられる。
【００１１】
まず、鋼中の水素量について説明する。熱間プレス後での焼き入れ後の鋼中の水素量は加熱中に侵入したことが考えられる。そこで水素の侵入源として考えられる加熱炉中の雰囲気の水素量と水蒸気量を制限することにより、侵入する水素量が低減できると考えた。
【００１２】
次に剪断加工部の残留応力について説明する。残留応力に及ぼすシャー角の影響については明確には明らかでないが、以下のようなことが推察される。剪断加工では、最初は工具が食い込む前に材料が塑性変形しダレといわれる部位が形成され、その後工具が材料に食い込み剪断変形により剪断面が形成され、その後刃先近傍にてクラックが発生して材料が破断により分離される。通常シャー角をつけた場合の剪断では加工が局所的に行われて最大の剪断力は低下するが全体での加工エネルギーはあまり変わらないといわれており、剪断端面の状態に大きな影響は少ないと考えられていた。しかし、焼入れ材のような硬質材では先に剪断加工により生じたクラックの影響で破断が生じやすくなり、加工力が減少している可能性が推察される。剪断加工部の残留応力は剪断加工後の弾性回復によって生じると考えられ、弾性回復量は加工力に比例する。焼入れ材のような硬質材ではシャー角の影響により局所的な加工力が減少して、残留応力が低減する可能性が考えられた。
【００１３】
上記方法を用いて鋼中の水素量と後加工後の残留応力の双方を低減することにより水素脆化を抑制することが可能となる。
【００１４】
本方法は水素脆化の原因の一つである鋼中に侵入する水素を加熱雰囲気で制御した上で、剪断加工の基本的なパラメーターであるシャー角により残留応力を制御する方法である。そのため本方法では前述の先行技術のような特殊な工具形状や加工方法を用いる必要が無いため、先行技術よりも優れた技術である。
【００１５】
すなわち、本発明の要旨とするところは、特許請求の範囲に記載した通りの下記内容である。
（１）質量%で、C:0.1〜0.55%、Mn:0.1〜3%、Si:1%以下、S:0.03%以下、P:0.1%以下、N:0.01%以下を含有し、残部Fe及び不可避的不純物からなる化学成分を含有する鋼板を用い、水素量が体積分率で10%以下、かつ露点が30℃以下である雰囲気にて、Ac3〜融点までに鋼板を加熱した後、フェライト、パーライト、ベイナイト、マルテンサイト変態が生じる温度より高い温度で成形を開始し、成形後に金型中にて冷却して焼入れを行い高強度の部品を製造した後にシャー角を有するパンチまたはダイス工具を用いて剪断加工を行うこと特徴とする高強度部品の製造方法。
（２）前記剪断加工を行う工具のシャー角高さが板厚の0.2倍以上、5倍以下であることを特徴とする（１）に記載の高強度部品の製造方法。
（３）前記剪断加工を行う工具のシャー角度が0.5度以上30度以下であることを特徴とする（１）に記載の高強度鋼板の製造方法。
（４）前記鋼成分に加えて、さらに、質量％で、Cr：0.1〜5％、Mo：0.1〜3％、B：0.0003〜0.005％、V：0.01〜2％、W：0.01〜3％の1種または2種以上を含有することを特徴とする（１）乃至（３）のいずれか一項に記載の高強度部品の製造方法。
（５）前記鋼成分に加えて、さらに、質量％で、Ti：0.01〜1％、Nb：0.01〜1％、Al：0.005〜1％の1種または2種以上を含有することを特徴とする（１）乃至（４）のいずれか一項に記載の高強度部品の製造方法。
（６）前記鋼成分に加えて、さらに、質量％で、Ni：0.01〜3％、Cu：0.01〜3％の1種または2種を含有することを特徴とする（１）乃至（５）のいずれか一項に記載の高強度部品の製造方法。
（７）前記鋼板がアルミめっき、アルミ−亜鉛めっき、亜鉛めっきのいずれかを施したものであることを特徴とする（１）乃至（６）のいずれか一項に記載の高強度部品の製造方法。
（８）前記剪断加工を行う工具の硬度が、ロックウェルC硬度で55以上であることを特徴とする（１）乃至（７）のいずれか一項に記載の高強度部品の製造方法。
（９）（１）乃至（８）のいずれか一項に記載の方法で製造されたことを特徴とする高強度部品。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、高温成形後に１２００ＭＰａ以上の強度を得ることができる耐水素脆性に優れた高強度部品及びその製造方法を提供することができるうえ、成形後に金型中にて冷却して焼入れを行って高強度の部品を製造する際に、車体が軽量で衝突安全性に優れた自動車が製造できるなど産業上有用な著しい効果を奏する。
【発明を実施するための最良の実施形態】
【００１７】
まず、本発明の加熱雰囲気の限定理由について詳細に説明する。
【００１８】
鋼板を加熱する際の雰囲気を、水素量が体積分率で10%以下としたのは、水素量が10％を超える場合には、加熱中に鋼板中に進入する水素量が多量となり、耐水素脆化特性が低下するためである。また、雰囲気中の露点を30℃以下としたのは、これ以上の露点である場合には加熱中に鋼板中に進入する水素量が多量となり、耐水素脆化特性が低下するためである。
【００１９】
鋼板の加熱温度Ac3以上、融点以下としたのは成形後に焼入れ強化するために鋼板の組織をオーステナイトにしておくためである。また加熱温度が融点以上であるとプレス成形が不可能であるためである。
【００２０】
成形開始温度をフェライト、パーライト、ベイナイト、マルテンサイト変態が生じる温度より高い温度としたのはその温度以下で成形した場合には成形後の硬度が不十分であるためである。
【００２１】
次に熱間プレス後の剪断加工の条件について説明する。
【００２２】
シャー角を有するパンチまたはダイス工具を用いて剪断加工するとしたのは、シャー角を有する工具で剪断加工すると剪断端面の残留応力が低減するため、本発明の条件で熱間プレスされた部品にて水素脆化による微小クラックが抑制できるためである。シャー角の設定方法には様々な方法があるが、下記の方法を用いると設定すると良い。
【００２３】
図1に円形の部品もしくは円径の穴あけを行う場合の工具の模式図を示す。図１の(a), (b)は打抜き、(c), (d), (e),(f)は穴あけである。図中の凡例を以下に示す。１：パンチ、２：ダイス、３：板押さえ、S：シャー角高さ。図1のようにシャー角をつけた工具の刃先の長さの差をシャー角高さと定義する。シャー角高さは板厚の0.2倍以上、5倍以下とすることが望ましい。シャー角高さが板厚の0.2倍未満であるとシャー角付与による残留応力低下効果が小さいためである。また5倍より大きい場合は工具が鋭角となり欠損しやすくなるためである。
【００２４】
また、ダイスとパンチの刃先の角度をシャー角度と定義して設定してもよい。シャー角度は0.5度以上30度以下であることが望ましい。シャー角高さが0.5度未満であるとシャー角付与による残留応力低下効果が小さいためである。また30度よりも大きい場合は工具が鋭角となり欠損しやすくなるためである。
【００２５】
また図1(f)のようにシャー角を付与した面を曲面としても良い。さらに剪断形状によってはシャー角を多辺に付与しても良い。形状によってはシャー角が付与しにくい、もしくはシャー角を付与した場合に金型が鋭角となって欠損の恐れが予測される場合は、一部分はシャー角を付与しない部位があっても良いが、最小限にとどめる必要があり、連続して全剪断線長の10%を超えない必要がある。シャー角が付与されない部位では加工力が高くなり、残留応力が残存しやすくなるが、その部位が一部であり他の部位の応力が低い場合には残留応力されると考えられる。望ましくは全線長の5%以下になるように設計すべきである。
【００２６】
その他の剪断の加工条件について説明する。パンチとダイスのクリアランスについては特に規定しないが、大きくなるとかえりが発生しやすくなるため最大でも板厚の25％以下が望ましい。板押さえは使用しても良く、部品が剪断加工によりねじれなどの変形を抑制することができる。潤滑についても特に規定しないが、剪断用の潤滑剤などを用いると工具寿命の点で有利であるので使用しても良い。プレス機については剪断加工する部品にあわせて適時選択すればよく、クランクプレス、油圧プレス、電動サーボプレスなどいかなるプレスを用いても良い。加工速度についても特に規定しないが、使用するプレスと生産量で最適な条件を用いると良い。
【００２７】
以下に素材についての制限について説明する。
【００２８】
Ｃは冷却後の組織をマルテンサイトとして材質を確保するために添加する元素であり、強度1000ＭＰａ以上を確保するためには0.1％以上添加することが望ましい。ところが、添加量が多すぎると、衝撃変形時の強度確保が困難となるため、その上限を0.55％が望ましい。
【００２９】
Ｍｎは強度および焼入れ性を向上させる元素であり、0.1％未満では焼入れ時の強度を十分に得られず、また、3％を超えて添加しても効果が飽和するため、Ｍｎは0.1〜3％の範囲が望ましい。
【００３０】
Ｓｉは固溶強化型の合金元素であるが、１％を超えると、表面スケールの問題が生じる。また、鋼板表面にメッキ処理を行う場合は、Ｓｉの添加量が多いとメッキ性が劣化するため、上限を０．５％とすることが好ましい。
【００３１】
Ｓは鋼中の非金属介在物に影響し、加工性を劣化させるとともに、靱性劣化、異方性および再熱割れ感受性の増大の原因となる。このため、Ｓは０．０3％以下が望ましい。なお、さらに好ましくは、０．０１％以下である。また、Ｓを０．００５％以下に規制することにより、衝撃特性が飛躍的に向上する。
【００３２】
Ｐは溶接割れ性および靱性に悪影響を及ぼす元素であるため、Ｐは０．１％以下が望ましい。なお、好ましくは、０．０２％以下である。また、更に好ましくは０．０１５％以下である。
【００３３】
Ｎは０．０１％を超えると窒化物の粗大化および固溶Ｎによる時効硬化により、靱性が劣化する傾向がみられる。このため、Ｎは０．０１％以下の含有が望ましい。
【００３４】
Ｏについては特に規定しないが過度の添加は靱性に悪影響を及ぼす酸化物の生成の原因となるとともに、疲労破壊の起点となる酸化物を生成するため、０．０１５％以下の含有が望ましい。
【００３５】
Ｃｒは焼入れ性の観点から有用な元素であり、０．１％以上にて効果を発揮する。但し、５％を超えて添加しても効果は飽和し、またコストも上昇するので上限を５％とした。
【００３６】
Moは焼入れ性の観点から有用な元素であり、０．１％以上にて効果を発揮する。但し、３％を超えて添加しても効果は飽和し、またコストも上昇するので上限を３％とした。
【００３７】
Ｂも焼入れ性の観点から有用な元素であり、０．０００３％以上の添加が必要である。但し、０．００５％を超えて添加しても効果は飽和し、また鋳造欠陥や熱間圧延時の割れを生じさせるなど製造性を低下させるので、上限を０．００５％とした。
【００３８】
Ｖは焼入れ性の観点から有用な元素であり、０．０１％以上にて効果を発揮する。但し、２％を超えて添加しても効果は飽和し、またコストも上昇するので上限を２％とした。
【００３９】
Ｗは焼入れ性の観点から有用な元素であり、０．０１％以上にて効果を発揮する。但し、３％を超えて添加しても効果は飽和し、またコストも上昇するので上限を３％とした。
【００４０】
以上の選択成分としてCr、Mo、V、B、V,Wの１種または2種以上を含有することにより、焼き入れ性を向上させることができる。
【００４１】
ＴｉはＮ固定の観点から添加することができ、質量％にてＮの約３．４倍添加することが必要であるが、Ｎは低減しても１０ｐｐｍ程度であるので、下限を０．０１％とした。またＴｉを過剰に添加しても焼入れ性を低下させ、また強度も低下させるためその上限を１％とした。
【００４２】
ＮｂはＮ固定の観点から添加することができ、質量％にてＮの約６．６倍添加することが必要であるが、Ｎは低減しても１０ｐｐｍ程度であるので、下限を０．０１％とした。またＮｂを過剰に添加しても焼入れ性を低下させ、また強度も低下させるためその上限を１％とした。
【００４３】
ＡｌはＮ固定の観点から添加することができ、また脱酸剤としても有用であり、この場合には鋼中に０．００５％以上含有させることが必要であるが、１％を超えて添加しても上記の観点では効果も飽和するため上限を１％とした。
【００４４】
以上の選択成分として、Ti,Nb,Alの１種または2種以上を含有することにより、Nを固定することができる。
【００４５】
Ｎｉは焼入れ性に加え、耐衝撃特性改善に繋がる低温靭性の観点で有用な元素であり、０．０１％以上にて効果を発揮する。但し、３％を超えて添加しても効果は飽和し、またコストも上昇するので上限を３％とした。
【００４６】
Ｃｕも焼入れ性に加え、靭性の観点で有用な元素であり、０．０１％以上にて効果を発揮する。但し、３％を超えて添加しても効果は飽和し、またコストを上昇させるばかりでなく鋳片性状の劣化や熱間圧延時の割れや疵発生を生じさせるためその上限を３％とした。
【００４７】
以上の選択成分としてNi,Cuの１種または2種を含有することにより靭性を確保することができる。
【００４８】
その他の成分については特に規定しない。Ｓｎ、Ｓｂ、Ｚｎ、Ｚｒ，Ａｓ等の元素がスクラップから不可避的不純物として混入する場合があるが、本発明鋼の特性には全く影響しない。更に介在物の形状制御の観点からCa, Mg, Y, ,As, Sb, REMを添加してもよい。
【００４９】
以上の成分の鋼板にアルミめっき、アルミ-亜鉛めっき、亜鉛めっきを施しても良い。その製造方法は酸洗、冷間圧延は常法でよく、その後アルミめっき工程あるいはアルミ−亜鉛めっき工程、亜鉛めっきについても常法で問題ない。つまり、アルミめっきであれば浴中Ｓｉ濃度は５〜１２％が適しており、アルミ−亜鉛めっきでは浴中Ｚｎ濃度は４０〜５０％が適している。また、アルミめっき層中にＭｇやＺｎが混在しても、アルミ−亜鉛めっき層中にＭｇが混在しても特に問題なく同様の特性の鋼板を製造することができる。なお、めっき工程における雰囲気については、無酸化炉を有する連続式めっき設備でも無酸化炉を有しない連続式めっき設備でも通常の条件とすることでめっき可能であり、本鋼板だけ特別な制御を必要としないことから生産性を阻害することもない。また、亜鉛めっき方法であれば、溶融亜鉛めっき、電気亜鉛めっき、合金化溶融亜鉛めっきなどいかなる方法と取っても良い。以上の製造条件ではめっき前に鋼板表面に金属プレめっきを施していないが、ＮｉプレめっきやＦｅプレめっき、その他めっき性を向上させる金属プレめっきを施しても特に問題は無い。また、めっき層表面に異種の金属めっきや無機系、有機系化合物の皮膜などを付与しても特に問題は無い。
【００５０】
以下に工具の材質についての限定理由を説明する。
【００５１】
本発明の技術はシャー角を付与することにより残留応力を低減する技術である。シャー角を付与することにより工具には通常の加工方向への荷重のみでなく、加工方向と直角方向にも荷重が加わる。そのため工具の欠損を防止するためには工具の硬度をロックウェルC硬さで55以上であることが望ましい。また、工具寿命向上の観点で工具に窒化、炭化物コーティングなどの表面処理を施しても良い。
【実施例】
【００５２】
次に実施例を用いて本発明をより詳細に説明する。
（実施例１）
表１に示す化学成分のスラブを鋳造した。これらのスラブを1050〜1350℃に加熱し、熱間圧延にて仕上温度800〜900℃、巻取温度450〜680℃で板厚3ｍｍの熱延鋼板とした。その後、酸洗を行った後、冷間圧延により板厚1.4ｍｍの冷延鋼板とした。加熱は試料を雰囲気制御した電気炉内に挿入することで行った。昇温時間はほぼ4分，表2に示す加熱温度での保持時間を約1分とした。炉からプレスまでの時間は約10秒で，プレス開始温度は約750℃だった。加熱炉の雰囲気は水素量と露点を変化させた。その条件を表2に示す。
【００５３】
【表１】
2008266721.tif 000002
金型の断面形状を図2に示す。図2中の凡例を示す。１：ダイス、２：パンチ。パンチを上方から見た形状を図3に示す。図3中の凡例を示す。１：パンチ。ダイスを下方から見た形状を図4に示す。図4中の凡例を示す。１：ダイス。金型はパンチ形状に倣い、板厚1.6mmのクリアランスにてダイスの形状と決定した。ブランクサイズを1.4mm厚×300 ×500とした。成形条件としては、パンチ速度10mm/s、加圧力200トン、下死点での保持時間を5秒とした。成形品の模式図を図5に示す。剪断加工はピアス加工を行った。成形品のフランジ部にパンチ径20mmφ、ダイス径20.5mmφの打抜きを10点行い，７日経過後に20倍のルーペで打抜き部を観察して微小クラックの有無判定した。工具の材質はSKD11を用い、その硬度はロックウェル硬さで60であった。剪断工具の形状は図1(c)に示す形状を用い、シャー角高さの異なるパンチを用いることにより、シャー角高さの影響を検討した。シャー角高さと微小クラックの有無を表２に示す。なお，ハット成形後一部の切出し荷重10kgfでビッカース硬度を測定したところ，全ての水準においてHv：400以上を示し，組織はマルテンサイト組織を示した。
【００５４】
【表２】
2008266721.tif 000003
実験番号1〜21, 22〜42, 43〜63はそれぞれ鋼種A, B, Cに対して加熱雰囲気とピアス加工時のシャー角高さの影響を検討したものである。本発明の範囲ではピアス加工後に端面の微小クラックの発生が抑制されていることが分かる。上記より本発明の効果が確認された。
(実施例2)
実施例１と同じ条件で鋼板を製造して熱間プレス部品を作成した。加熱温度、加熱炉の雰囲気の水素量と露点を表３に示す。その後、フランジ部中央を直線に剪断加工した。７日経過後に20倍のルーペで打抜き部を観察して微小クラックの有無判定した。工具の材質はSKD11を用い、その硬度はロックウェル硬さで60であった。シャー角度の異なる剪断工具を用意してシャー角度の影響を検討した。シャー角角度と微小クラックの有無を表４に示す。なお，ハット成形後一部の切出し荷重10kgfでビッカース硬度を測定したところ，全ての水準においてHv：400以上を示し，組織はマルテンサイト組織を示した。
【００５５】
【表３】
2008266721.tif 000004
【００５６】
【表４】
2008266721.tif 000005
実験番号1〜21, 22〜42, 43〜63はそれぞれ鋼種A, B, Cに対して加熱雰囲気とピアス加工時のシャー角度の影響を検討したものである。本発明の範囲ではピアス加工後に端面の微小クラックの発生が抑制されていることが分かる。上記より本発明の効果が確認された。
（実施例３）
表１に示す鋼Bのスラブを鋳造した。これらのスラブを1200℃に加熱し、熱間圧延にて仕上温度880℃、巻取温度600℃で板厚3ｍｍの熱延鋼板とした。その後、酸洗を行った後、冷間圧延により板厚1.4ｍｍの冷延鋼板とした。この冷延鋼板を原板として連続溶融めっきラインにて表４に示すめっき組成の溶融めっきを施した。このうち符号GAはめっき浴通過後に合金化炉により加熱する事により製造した。製造した試料は実施例１と同様の方法にて加熱して熱間プレスを施したのちピアス加工を行った。その後、実施例1と同様の方法にて微小割れを確認した。鋼種、めっき種、加熱条件、加熱雰囲気、クリアランス、微小クラックの有無を表5に示す。なお，ハット成形後一部の切出し荷重10kgfでビッカース硬度を測定したところ，全ての水準においてHv：400以上を示し，組織はマルテンサイト組織を示した。
【００５７】
【表５】
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表5によれはアルミ−亜鉛めっき、亜鉛めっき、アルミめっきを施しても本発明の範囲であれば、水素脆化による微小割れを抑制することが可能であった。上記より本発明の効果が確認された。
【００５８】
（実施例4）
表6に示す化学成分のスラブを鋳造した。これらのスラブを1050〜1350℃に加熱し、熱間圧延にて仕上温度800〜900℃、巻取温度450〜680℃で板厚3ｍｍの熱延鋼板とした。その後、酸洗を行った後、冷間圧延により板厚1.4ｍｍの冷延鋼板とした。製造した試料は実施例１と同様の方法にて加熱して熱間プレスを施したのちピアス加工を行った。その後、実施例1と同様の方法にて微小割れを確認した。鋼種、めっき種、加熱条件、加熱雰囲気、クリアランス、微小クラックの有無を表7に示す。なお，ハット成形後一部の切出し荷重10kgfでビッカース硬度を測定したところ，全ての水準においてHv：400以上を示し，組織はマルテンサイト組織を示した。
【００５９】
【表６】
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【００６０】
【表７】
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表7によれは鋼の化学成分が本発明の範囲であれば熱間プレス後に焼きが入り、水素脆化による微小割れも抑制することが可能であった。上記より本発明の効果が確認された。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】円形の部品もしくは円径の穴あけを行う場合の工具の模式図である。
【図２】金型の断面形状を示す図である。
【図３】パンチを上方から見た形状を示す図である。
【図４】ダイスを下方から見た形状を示す図である。
【図５】成形品の模式図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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