(57)【要約】【課題】自動車部品などの軽量化を可能にする、衝撃性に優れた軽量鋼板のプレス方法を提供する。【解決手段】質量％で、Ｃ：０．００１〜１．２％、Ａｌ：７〜３０％を含有し、必要に応じ、Ｍｎ，Ｓｉ，Ｎｂ，Ｔｉ，Ｎｉ，Ｍｏ，Ｃｕの１種又は２種以上を合計で０．１〜１０％、更にはＢ：０．０００２〜０．１％、Ｃｒ：０．１〜１０％、Ｚｒ，Ｃｅの１種又は２種を合計で０．０１〜０．５％含有し、残部鉄及び不可避的不純物からなる鋼板を１０００℃以下の温度に加熱し、６００℃以上、１０００℃以下の温度においてプレス加工をすることを特徴とする衝撃特性に優れた軽量鋼板のプレス成形方法。【選択図】    なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％で、
Ｃ  ：０．００１〜１．２％、
Ａｌ：７〜３０％
を含有し、残部が鉄及び不可避的不純物からなる鋼板を１０００℃以下の温度に加熱し、６００℃以上、１０００℃以下の温度においてプレス加工をすることを特徴とする軽量鋼板の成形方法。
【請求項２】
鋼板が、更に質量％で、Ｍｎ，Ｓｉ，Ｎｂ，Ｔｉ，Ｎｉ，Ｍｏ，Ｃｕの一種あるいは二種以上を合計で０．１〜１０％含有することを特徴とする請求項１記載の軽量鋼板の成形方法。
【請求項３】
鋼板が、更に質量％で、Ｂ：０．０００２〜０．１％を含有することを特徴とする請求項１又は２記載の軽量鋼板の成形方法。
【請求項４】
鋼板が、更に質量％で、Ｃｒ：０．１〜１０％を含有することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の軽量鋼板の成形方法。
【請求項５】
鋼板が、更に質量％で、Ｚｒ，Ｃｅの一種あるいは二種を合計で０．０１〜０．５％含有することを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の軽量鋼板の成形方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高強度でかつ低比重の鋼板を自動車の足廻り、メンバーなどの部品に適用し、車体の軽量化を達成する軽量鋼板の成形方法である。
【０００２】
【従来の技術】
自動車部品の軽量化を果たすために、鋼板では強度を上げて板厚を下げるハイテン化が進められている。しかし、強度を上げるだけでは軽量化には限界があり、特に板厚が薄くなりすぎると剛性が低下し、部品としての機能が発揮できない場合もある。一方、軽量化のために比重の小さいアルミニウムあるいはマグネシウムなどの非鉄金属やプラスチックなどが自動車部品に適用されることもある。しかし、これらの材料は製造コストも高く、リサイクル性にも問題がある。
【０００３】
ところで、Ａｌは必要特性を得るために鋼に添加されることは周知のとおりであるが、その添加量は比較的低く抑えられ、Ａｌの低比重を利用した軽量鋼板の製造には至っていない。その大きな理由は、大量のＡｌを添加すると鋼板が脆くなり、自動車部品のように強加工部品ではプレス加工で割れ、所定の形に成形出来ないためである。成形性を向上させる方法として高温での加工が提案されているが、高温でのプレス加工による部品の製造例は皆無であるだけでなく、成形された部品の衝撃特性に関する報告はない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
Ａｌを大量に含んだ鋼板は脆く、通常のプレス加工では割れが頻発する。例えプレス成形が出来たとしても、自動車部品に適用しようとすると衝撃特性が不十分なため、採用されることが皆無であった。
本発明は、Ａｌを大量に含んだ鋼板をプレス成形すると共に、成形された部品が優れた衝撃特性を有するプレス成形方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記のような課題を解決すべく鋭意検討を行い、高温での最適なプレス加工条件を見出し、この問題を解決した。
本発明の要旨とするところは、Ａｌを多く含んだ鋼板を高温でプレス加工することにより、衝撃特性に優れた軽量部品を製造する方法であり、以下の構成からなる。
【０００６】
（１）質量％で、
Ｃ  ：０．００１〜１．２％、    Ａｌ：７〜３０％
を含有し、残部が鉄及び不可避的不純物からなる鋼板を１０００℃以下の温度に加熱し、６００℃以上、１０００℃以下の温度においてプレス加工をすることを特徴とする軽量鋼板の成形方法。
（２）鋼板が、更に質量％で、Ｍｎ，Ｓｉ，Ｎｂ，Ｔｉ，Ｎｉ，Ｍｏ，Ｃｕの一種あるいは二種以上を合計で０．１〜１０％含有することを特徴とする前記（１）記載の軽量鋼板の成形方法。
（３）鋼板が、更に質量％で、Ｂ：０．０００２〜０．１％を含有することを特徴とする前記（１）又は（２）記載の軽量鋼板の成形方法。
（４）鋼板が、更に質量％で、Ｃｒ：０．１〜１０％を含有することを特徴とする前記（１）〜（３）の何れか１項に記載の軽量鋼板の成形方法。
（５）鋼板が、更に質量％で、Ｚｒ，Ｃｅの一種あるいは二種を合計で０．０１〜０．５％含有することを特徴とする前記（１）〜（４）の何れか１項に記載の軽量鋼板の成形方法。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明は、適正な成分設計ならびに高温でプレス加工する条件を最適化することにより、衝撃特性に優れた軽量部品を製造できることを示すもので、以下に本発明を詳細に説明する。
【０００８】
Ｃ：Ｃ量の下限を０．００１％にしたのは、これ未満になるとプレス時にわれの発生する頻度が増えるためである。また、上限を１．２％としたのも同様の理由で、Ｃ量については最適な添加量が存在する。
【０００９】
Ａｌ：Ａｌの下限を７％としたのは、これ未満の添加量では鋼板の軽量化が十分に果たせないためである。一方、上限を３０％としたのは、これより多い添加は衝撃特性を確保するのが難しくなるためである。
【００１０】
Ｍｎ，Ｓｉ，Ｎｂ，Ｔｉ，Ｎｉ，Ｍｏ，Ｃｕの添加は、高強度化を図るのに有効である。その効果が顕在化するには、これらの元素の一種あるいは二種以上の合計添加量が０．１％以上必要であるが、過度の添加はコストが上がるので、上限を１０％とした。
【００１１】
Ｂは、所定の条件でホットプレスを行った部品の衝撃特性を向上させる効果がある。その効果が顕在化するには、０．０００２％以上必要であるが、過度の添加は効果が飽和し、コストが上がるので、上限を０．１％とした。
【００１２】
Ｃｒも、所定の条件でホットプレスを行った部品の衝撃特性を向上させる効果がある。その効果が顕在化するには０．１％以上必要であるが、過度の添加は効果が飽和し、コストが上がるので、上限を１０％とした。
【００１３】
ＺｒとＣｅも、所定の条件でホットプレスを行った部品の衝撃特性を向上させる効果がある。その効果が顕在化するには、両元素の一種あるいは二種の合計添加量が０．０１％以上必要であるが、過度の添加は効果が飽和し、コストが上がるので、上限を０．５％とした。
【００１４】
次に製造方法の限定条件について述べる。
プレス加工を行う時の加熱温度の上限を１０００℃としたのは、これより高い温度に加熱すると成形した部品の衝撃特性が劣化する頻度が増えるためである。これは結晶粒の成長と関連があるものと思われる。加熱温度の下限は後述のプレス加工温度を確保するために、６００℃以上とすることが好ましい。
【００１５】
プレス加工温度の限定が本発明の重要なポイントで、６００〜１０００℃の温度域でプレス加工することにより優れた衝撃特性が得られる。その理由は明らかではないが、この温度域でプレス加工され、金型の抜熱で急冷された材料の組織が衝撃特性に対して好ましい転位構造の組織になっている可能性がある。
また、６００℃未満のプレス加工で衝撃特性が劣化する頻度が増えるのは、好ましい転位構造の組織が発達しないことのほかに、プレス成形性が劣化し、表面微細割れのような欠陥が生じやすいためと思われる。
プレス加工温度を確保するために、加工中保温又は加熱を行っても良い。
【００１６】
【実施例】
表１に示す成分を持つ鋼を３ｍｍ厚に熱延し、酸洗後に１ｍｍ厚に冷延し、連続焼鈍炉で８５０℃で再結晶焼鈍を行った。この冷延鋼板を表２に示すホットプレス条件でプレス加工を行なった。その鋼板から６０φの円板を打ち抜き、絞り比１．５で円筒絞りした後、イヤリング部を切断除去し、端面を研磨した。
試験時に円筒の底にぶつからないように、先端角が１３５度の円錐の先端部を切断した拡管用ポンチを円筒に挿入し、２ｋｇの錘を１ｍの高さから落下させて割れの有無を判定し、衝撃特性を評価した。０℃でのｎ数５の実験で割れが生じないものを○とした。
【００１７】
表３は、表１に示す成分を有する鋼を１．２ｍｍ厚に熱延し、それをホットプレスしたときの結果を示す。
表２，３の衝撃試験結果が示すように、本発明鋼は０℃の衝撃実験で割れを発生せずに優れた耐衝撃特性を示し、自動車部品として使用できることが実証された。
【００１８】
【表１】
2004223581.tif 000002
【００１９】
【表２】
2004223581.tif 000003
【００２０】
【表３】
2004223581.tif 000004
【００２１】
【発明の効果】
本発明は自動車部品の軽量化に寄与し、地球環境保全に貢献するものである。