(57)【要約】【課題】かじりの発生やランニングコストの上昇等を抑え、鋼板を温間域でプレス成形することのできる鋼板のプレス成形方法を提供する。【解決手段】鋼板を加熱して温間域でプレス成形するに際して、鋼板の加熱前に、鋼板の表面に窒化ホウ素粉末を塗布する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼板を加熱して温間域でプレス成形するに際して、前記鋼板の加熱前に、前記鋼板の表面に窒化ホウ素粉末を塗布することを特徴とする鋼板のプレス成形方法。
【請求項２】
請求項１記載のプレス成形方法により温間域でプレス成形されたことを特徴とするプレス成形体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は鋼板のプレス成形方法に関し、特に、高強度鋼板をプレス成形する場合に有用な鋼板のプレス成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
冷間での引張強さが３００ＭＰａ以上の高強度鋼板は、一般に、プレス成形時のスプリングバック量（弾性回復量）が軟鋼板と比較して大きいため、高強度鋼板を冷間でプレス成形すると形状不良が発生し易いという問題がある。そこで、プレス成形時のスプリングバックを抑制して形状凍結性の向上を図るために、高強度鋼板等の鋼板を２００℃〜７００℃の温度に加熱して温間域でプレス成形する方法が知られている（特許文献１及び２参照）。
【特許文献１】特開２００２−１４３９３５号公報
【特許文献２】特開２００３−１５４４１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、鋼板を温間域でプレス成形する際に潤滑剤としてプレス油を用いると、プレス油は耐熱性が低いことから、潤滑性が低下する。このため、金型に対する鋼板の摺動性が低下し、かじりが発生したりする等の問題がある。また、特許文献２に記載の方法では、二硫化モリブデン粉末等の高温用潤滑剤を使用しているが、鋼板を加熱してから高温用潤滑剤を塗布するまでの間に酸化スケールが鋼板の表面に発生し易い。このため、酸化スケールの発生を抑制するために、鋼板を無酸化雰囲気で加熱する必要があり、鋼板を無酸化雰囲気で加熱するための設備に多大な設置コストを要するほか、ランニングコストの上昇も招くという問題がある。
本発明はこのような問題に着目してなされたものであり、その目的はかじり等の発生やコストの上昇等を抑え、鋼板を温間域でプレス成形することのできる鋼板のプレス成形方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記の目的を達成するために、本発明に係る鋼板のプレス成形方法は、鋼板を加熱して温間域でプレス成形するに際して、前記鋼板の加熱前に、前記鋼板の表面に窒化ホウ素粉末を塗布することを特徴とする。
本発明に係る鋼板のプレス成形方法において、鋼板の加熱温度が２００℃を下回ると鋼板が硬いままのため、スプリングバック低減効果が小さく、温間域でプレス成形する効果が十分でない。また、鋼板の加熱温度が７００℃を超えると、スプリングバック低減効果が飽和し、Ａ３変態点を大きく超えて加熱すると、引張強さ等の所望の特性を確保できなくなる場合があるうえに加熱コストが上昇する。従って、鋼板を温間域でプレス成形する際には、鋼板の加熱温度を２００℃以上７００℃以下とすることが好ましい。
【０００５】
窒化ホウ素粉末は、鋼板の表面全体に塗布すればよいのは勿論であるが、プレス成形する部分が鋼板の一部分だけである場合等は、その部分を含むように塗布する等、必ずしも表面全体に塗布する場合に限られるものではない。そして、表裏両面に塗布すればよいのは勿論であるが、片面だけに塗布するようにしてもよい。
また、鋼板の表面に塗布される窒化ホウ素（ＢＮ）粉末は、その平均粒子径（ＢＮ粉末の粒度分布をレーザー回折式粒度分布計（島津製作所製、レーザー回折式粒度分布測定装置  ＳＡＬＤ−2100）で測定し、その積算分布が体積百分率で５０％となる粒子径）が２μｍを超えると、ＢＮ粒子間や鋼板表面との隙間が大きくなり、鋼板の表面に酸化スケールが発生し易くなる。平均粒子径の下限は、特に限定しないが、一般的に入手できる窒化ホウ素（ＢＮ）粉末の平均粒子径としては、０．０５μｍ以上となる。さらに、窒化ホウ素粉末の最大粒子径（ＢＮ粉末の粒度分布をレーザー回折式粒度分布計（島津製作所製、レーザー回折式粒度分布測定装置  ＳＡＬＤ−2100）で測定し、その積算分布が体積百分率で１００％となる粒子径）が３μｍを超えると、ＢＮ粒子間や鋼板表面との隙間が大きくなり、鋼板の表面に酸化スケールが発生し易くなる。従って、鋼板の表面に窒化ホウ素粉末を塗布する際には、酸化スケールの発生を抑制するために、窒化ホウ素粉末の平均粒子径を２μｍ以下にすると共に窒化ホウ素粉末の最大粒子径を３μｍ以下にすることが好ましい。
【０００６】
また、窒化ホウ素粉末によって鋼板の表面に形成される被膜の厚さが１０μｍを下回ると、窒化ホウ素粉末によるバリア効果が低下して酸化スケールが発生し易くなる。さらに、上記被膜の厚さが１００μｍを超えると、酸化スケールの発生抑制効果が飽和してコストの上昇を招く。よって、鋼板の表面に形成される被膜の厚さを１０μｍ以上１００μｍ以下にすることが好ましい。なお、鋼板の表面に塗布される潤滑剤は窒化ホウ素粉末を主成分とするものであれば、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＭｇＯ、ＭｎＯ等の不可避不純物を含んだものでもよい。
窒化ホウ素粉末を鋼板の表面に塗布するには、先ず、窒化ホウ素粉末を溶剤に混合し、刷毛やスプレーを用いて塗布すればよい。溶剤の種類は、単なる水でも、あるいはメタノール、エタノール、アセトン、セロソルブ等の有機溶剤でもよい。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る鋼板のプレス成形方法によれば、鋼板の表面に塗布される潤滑剤として窒化ホウ素粉末を用いたことにより、プレス成形時の金型と鋼板の摺動性を温間域でも確保できるため、かじり等の発生を抑制することができる。また、鋼板の加熱前に、鋼板の表面に窒化ホウ素粉末を塗布することにより、鋼板の表面が窒化ホウ素粉末で覆われ、鋼板を無酸化雰囲気で加熱しなくても酸化スケールの発生を抑制することができる。このため、鋼板を無酸化雰囲気で加熱するための設備に多大な設置コストを要しなくなり、ランニングコストの上昇も抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
表１に、被プレス成形材として引張強さ４９０ＭＰａの冷延鋼板を使用し、冷延鋼板を温間域でプレス成形するときの潤滑剤としてプレス油を用いた場合と窒化ホウ素粉末を用いた場合の実験例を示す。
【０００９】
【表１】
2005205451.tif 000002
【００１０】
表１において、番号１は冷延鋼板を潤滑剤：ＢＮ粉末、潤滑剤塗布箇所：鋼板表面全体、潤滑剤塗布時期：鋼板加熱前、加熱温度：２００℃、加熱雰囲気：大気雰囲気の条件で温間域でプレス成形したときの実験例、番号２は冷延鋼板を潤滑剤：ＢＮ粉末、潤滑剤塗布箇所：鋼板表面全体、潤滑剤塗布時期：鋼板加熱前、加熱温度：６００℃、加熱雰囲気：大気雰囲気の条件で温間域でプレス成形したときの実験例、番号３は冷延鋼板を潤滑剤：ＢＮ粉末、潤滑剤塗布箇所：鋼板表面全体、潤滑剤塗布時期：鋼板加熱前、加熱温度：６００℃、加熱雰囲気：無酸化雰囲気の条件で温間域でプレス成形したときの実験例をそれぞれ示している。
【００１１】
また、番号４は冷延鋼板を潤滑剤：プレス油、潤滑剤塗布箇所：金型、加熱温度：２００℃、加熱雰囲気：無酸化雰囲気の条件で温間域でプレス成形したときの実験例を示し、番号５は冷延鋼板を潤滑剤：プレス油、潤滑剤塗布箇所：金型、加熱温度：６００℃、加熱雰囲気：無酸化雰囲気の条件で温間域でプレス成形したときの実験例を示している。さらに、番号６は冷延鋼板を潤滑剤：なし、加熱温度：６００℃、加熱雰囲気：無酸化雰囲気の条件で温間域でプレス成形したときの実験例を示している。番号１〜３は、いずれもＢＮ粉末の平均粒子径が１μｍ、最大粒子径が２μｍであった。また、図中「×」はプレス成形時にかじりが発生したものを示し、「○」はプレス成形時にかじりが発生しなかったものを示している。
【００１２】
表１に示す実験結果から明らかなように、鋼板を温間域でプレス成形する際に潤滑剤としてプレス油を用いると鋼板をプレス成形したときにかじりが発生するのに対し、潤滑剤として窒化ホウ素粉末を用いるとかじりが発生しないことがわかる。従って、鋼板を温間域でプレス成形する際に潤滑剤として窒化ホウ素粉末を用いることにより、プレス成形時の金型と鋼板の摺動性を温間域でも確保し、かじりの発生を招くことなく鋼板をプレス成形することができる。
【００１３】
この場合、鋼板の加熱前に、鋼板の表面に窒化ホウ素粉末を塗布することにより、鋼板の表面が窒化ホウ素粉末で覆われ、鋼板を無酸化雰囲気で加熱しなくても酸化スケールの発生を抑制することができ、鋼板を無酸化雰囲気で加熱するための設備に多大な設置コストを要しなくなり、ランニングコストの上昇も抑えることができる。
次に、被プレス成形材としてＪＩＳ  Ｇ３１４１の冷間圧延鋼板（ＳＰＣＤ）を用い、鋼板の表面に塗布される窒化ホウ素粉末の平均粒子径と最大粒子径を調整して冷間圧延鋼板を加熱温度：７００℃、加熱装置：電気炉、加熱雰囲気：大気雰囲気の条件で温間域でプレス成形したときの鋼板表面の酸化状況について実験した結果を図１に示す。同図において、「○」はプレス成形後の鋼板表面に酸化スケールが発生しなかったものを示し、「×」はプレス成形後の鋼板表面に酸化スケールが発生したものを示している。
【００１４】
図１に示す実験結果から明らかなように、窒化ホウ素粉末の平均粒子径が２μｍを超えるものは鋼板表面に酸化スケールが発生し易くなるが、平均粒子径が２μｍ以下のものは鋼板表面に酸化スケールが発生し難いことがわかる。また、窒化ホウ素粉末の最大粒子径が３μｍを超えるものは鋼板の表面に酸化スケールが発生し易くなるが、最大粒子径が３μｍ以下のものは鋼板の表面に酸化スケールが発生し難いことがわかる。従って、鋼板の表面に窒化ホウ素粉末を塗布して鋼板を温間域でプレス成形する際には、酸化スケールの発生を抑制するために、窒化ホウ素粉末の平均粒子径を２μｍ以下にすると共に最大粒子径を３μｍ以下にすることが好ましい。
次に、引張強さ９８０ＭＰａの冷延鋼板（Ａ３変態点：６５０℃）を冷間でプレス成形した場合と温間域でプレス成形した場合（どちらも潤滑剤として平均粒子径：１．２μｍ、最大粒子径：２μｍのＢＮ粉末を使用）の実験例を表２に示す。
【００１５】
【表２】
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【００１６】
表２において、番号１は冷延鋼板を加熱しないでプレス成形したときの実験例、番号２は冷延鋼板を加熱温度：１００℃の条件でプレス成形したときの実験例、番号３〜５は冷延鋼板を加熱温度：２００℃、４００℃、６００℃の条件でプレス成形したときの実験例をそれぞれ示している。また、図中「ΔＷ」は冷延鋼板をハット形にプレス成形したときのスプリングバック前の口開き量Ｗ0（図２参照）とスプリングバック後の口開き量Ｗとの差を表している。
【００１７】
表２に示す実験結果から明らかなように、鋼板を温間域でプレス成形する際に鋼板の加熱温度を２００℃〜６００℃に設定すると、鋼板の加熱温度を１００℃に設定した場合に比較して、スプリングバック量（ΔＷ＝Ｗ−Ｗ0）が７５〜８８％も小さくなることがわかる。従って、鋼板を温間域でプレス成形する際には、プレス成形時のスプリングバック量を小さくするために、鋼板の加熱温度を２００℃〜６００℃の範囲内とすることが好ましい。２００℃〜７００℃の範囲にして、変態点である６５０℃を若干上回ったとしても、引張強さ等の所望の特性には、実際上、別段の問題は生じないことを別途の実験により確認している。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】窒化ホウ素粉末の平均粒子径と最大粒子径を調整して冷間圧延鋼板を温間域でプレス成形したときの鋼板表面の酸化状況について実験した結果を示す図である。
【図２】鋼板をハット形にプレス成形したときの口開き量を説明するための図である。
【図１】
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【図２】
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