(57)【要約】【課題】  本発明は部品の高強度化、軽量化を可能にする技術を提供するものである。【解決手段】  質量％で、Ｃ：０．０５％以上、０．３％以下、Ｍｎ，Ｓｉ，Ｎｂ，Ｔｉ，Ｎｉ，Ａｌ，Ｃｕ，Ｖ，Ｚｒ，Ｃｒの一種又は二種以上の合計添加量が０．１％〜１０％を含み、必要に応じ、Ｍｏ：０．０２％以上、１％以下、Ｂ：０．０００５％以上、０．００５％以下の１種又は２種を含み、表面にアルミ、亜鉛、錫の１種又は２種以上を含有するめっきを施した鋼板を７５０℃以上、１０００℃以下に加熱した後に６００℃以上の温度域で２〜５段の加工をし、その後、１０℃／秒以上の冷速で冷却することを特徴とするホットプレスの成形法。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
７５０℃以上、１０００℃以下に加熱した鋼板を６００℃以上の温度域で、一段当たりのプレス加工に要する時間を３秒以内、かつ次の加工までの時間を４秒以内として、２段以上、５段以下の多段プレス加工をし、その後、１０℃／秒以上の冷速で冷却することを特徴とするホットプレスの成形法。
【請求項２】
プレス加工と同時に打ち抜き加工又は穴広げ加工をすることを特徴とする請求項１記載のホットプレスの成形法。
【請求項３】
鋼板が、質量％で、Ｃ：０．０５％以上、０．３％以下、Ｍｎ，ＳｉＮｂ，Ｔｉ，Ｎｉ, Ａｌ，Ｃｕ，Ｖ，Ｚｒ，Ｃｒの一種又は二種以上の合計添加量で０．１％〜１０％を含むことを特徴とする請求項１又は２記載のホットプレスの成形法。
【請求項４】
鋼板が、質量％で、さらに、Ｂ：０．０００５％以上、０．００５％以下、Ｍｏ：０．０２％以上、１％以下、の１種又は２種を含有することを特徴とする請求項３記載のホットプレスの成形法。
【請求項５】
鋼板の表面にアルミ、亜鉛、錫の１種又は２種以上を含有するめっきが施されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のホットプレスの成形法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車などの部品の製造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車などの部品は従来は常温のプレス加工によって製造されるのが一般的である。部品によっては一回のプレス加工により製造されることもあるが、多くの部品は多段のプレス加工によって製造される。それは、部品が複雑になるとプレスによる形状の作りこみだけではなく、打ち抜き加工や穴広げ加工等が連続的に行われるためである。それを効率的に行うプレスがトランスファープレスである。トランスファープレスを用いると２〜３秒で一個の割合で部品が製造できる。
【０００３】
しかし、通常のプレス成形では鋼板が高強度化するに従い、形状凍結性が悪くなり、必要な精度で部品形状をつくり込むのが難しくなる。その打開策としてホットプレスが最近使用され始めている。ホットプレスは鋼板を高温に加熱した後、プレス中に金型で抜熱し、変態させ、高強度でかつ形状精度の高い部品を製造できる方法として、例えば特開２００１−３５３５４８号公報（特許文献１）が最近注目を集めている。ただし、この方法の最大の弱点は生産性が低いことである。プレスが下死点に到達後、そこでプレスを止めて金型と材料を密着させて金型の抜熱で材料を冷却するため時間がかかり生産性が悪い。この場合、材料は金型内で２００℃以下に冷却され、１つの部品を作るのに約３０秒程度掛かると言う問題がある。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３５３５４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は自動車などの高強度部品を高い生産性で精度よく製造するプレス加工方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、ホットプレスの生産性を向上させるために下死点での保持を行わずに機械プレスにおいて短時間でプレス加工を行い、高温の状態で部品をプレス金型から取り出し、冷却したが、必要強度は確保できたものの形状精度には問題を残した。そこで、次に多段成形を試みた。そして、条件を適正化することにより高強度を確保し、かつ高い形状精度が得られる事を明らかにすることが出来た。
【０００７】
本発明の要旨とするところは、
（１）７５０℃以上、１０００℃以下に加熱した鋼板を６００℃以上の温度域で、一段当たりのプレス加工に要する時間を３秒以内、かつ次の加工までの時間を４秒以内として、２段以上、５段以下の多段プレス加工をし、その後、１０℃／秒以上の冷速で冷却することを特徴とするホットプレスの成形法。
（２）プレス加工と同時に打ち抜き加工又は穴広げ加工をすることを特徴とする前記（１）記載のホットプレスの成形法。
【０００８】
（３）鋼板が、質量％で、Ｃ：０．０５％以上、０．３％以下、Ｍｎ，Ｓｉ，Ｎｂ，Ｔｉ，Ｎｉ，Ａｌ，Ｃｕ，Ｖ，Ｚｒ，Ｃｒの一種又は二種以上の合計添加量で０．１％〜１０％を含むことを特徴とする前記（１）または（２）記載のホットプレスの成形法。
（４）鋼板が、質量％で、さらに、Ｂ：０．０００５％以上、０．００５％以下、Ｍｏ：０．０２％以上、１％以下の１種又は２種以上を含有することを特徴とする前記（３）記載のホットプレスの成形法。
（５）鋼板の表面にアルミ、亜鉛、錫の１種又は２種以上を含有するめっきが施されていることを特徴とする前記（１）〜（４）の何れか１項に記載のホットプレスの成形法にある。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、ホットプレスの弱点であった生産性の問題を解決し、高強度で、かつ形状精度の良い部品を製造する技術を提供することにより鋼板の軽量化を実現したもので、自動車部品などに適用することにより軽量化に寄与し、省エネ・地球環境保全に貢献するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明は、適正な成分の鋼板に適正な条件のホットプレスを行うことにより高強度、高形状精度の部品を高い生産性において製造する技術を提供するものである。
以下に、本発明を詳細に説明する。先ずプロセス条件の限定について述べる。
加熱温度を７５０℃以上、１０００℃以下と限定したのは、７５０℃未満の加熱では加熱時にオーステナイトの生成がほとんど起きず、冷却時にマルテンサイトが十分に生成しないために十分な強度が得られないためである。一方、加熱温度を１０００℃以下としたのは、これより高い温度に加熱するとオーステナイト粒が粗大になり、部品の靭性が劣化する可能性があるためである。
【００１１】
また、プレス成形の温度を６００℃以上と限定したのは、この温度未満でプレス加工をすると、既にフェライト変態が始まり十分な強度が得られない場合があるからである。
一段当たりのプレス加工に要する時間を３秒以内としたのは、１段のプレスに要する時間がこれより長いと生産性が悪くなるためである。同様の理由で、次の加工までの時間の上限を４秒以内とした。ここで、１段当たりのプレスに要する時間とは運動する金型と材料が接触している時間と定義する。また、次のプレスまでの時間とは、運動する金型が材料から離れ、再び材料に接触するまでの時間を意味する。
【００１２】
プレスの加工回数を２段以上としたのは、上記の短時間の一段のプレス加工では形状凍結が十分ではないためである。一方、回数を５段以下としたのは、これ以上の成形は生産性を落とすためである。
プレス後の冷却速度の下限を１０℃／秒としたのは、これより遅い冷却速度だとフェライトやパーライトなどの比較的強度の低い組織が生成し、十分な強度が得られなくなるからである。冷却速度の上限は特に定めることなく本発明の効果を奏することができるが、設備能力上は、１０００℃／秒以下とすることが好ましい。
【００１３】
本発明は、特に鋼板の成分を限定することなく、上記の効果を奏することができるが、下記の成分であることが好ましい。以下に、成分の限定について述べる。
Ｃ量を質量％で（以下同じ）０．０５％以上、０．３％以下と限定したのは、Ｃを０．０５％以上添加しないと高強度の部品を製造するのが難しくなるためである。一方、上限を０．３％以下としたのは、これより多い添加は溶接性を劣化するためである。      
【００１４】
Ｍｎ，Ｓｉ，Ｎｂ，Ｔｉ，Ｎｉ，Ａｌ，Ｃｕ，Ｖ，Ｚｒ，Ｃｒの一種又は二種以上の合計添加量を０．１％〜１０％と限定したのは、０．１％未満の添加では、十分な強度が得られないためである。一方、上限を１０％としたのはこれより多い添加は合金コストが高くなるためである。
【００１５】
Ｂ量を０．０００５％以上、０．００５％以下と限定したのは、Ｂを０．０００５％以上添加することにより、鋼板の軟化の原因となるフェライト変態を顕著に抑制することができるためである。一方、上限を０．００５％以下としたのは、これより多い添加はボライドを形成し、フェライト変態の抑制効果は飽和するためである。
【００１６】
Ｍｏ量を０．０２％以上、１％以下と限定したのは、Ｍｏを０．０２％以上添加することにより、鋼板の軟化の原因となるパーライト変態を顕著に抑制することができるためである。一方、上限を１％以下としたのは、これより多い添加は合金コストが高くなるためである。
【００１７】
その他の条件として、鋼板の表面にアルミ、亜鉛、錫の１種又は２種以上を含有するめっきを施すとしたのは、多段成形をする場合、めっきによって表面を酸化から保護していないとスケールが剥離し、部品表面や金型に疵が入るだけでなく、スケールが飛散し製造環境が悪化するためである。
【実施例】
【００１８】
表１に示す成分の材料を用いて、表２に示す様々な条件でホットプレスを行なった。ホットプレスにより厚さ１．２ｍｍ、幅２５０ｍｍ、長さ３５０ｍｍの板を図１に示すハット型に成形した。図中のｘの長さを持って形状凍結性を評価した。金型のｘは６６ｍｍとしたので、金型通りに材料が加工されればｘは６６ｍｍとなる。ここでは、形状凍結性に及ぼす多段加工の影響を見るために、多段加工を単純に同じ金型で行なったが、実用的には同時に打ち抜き加工や穴広げ加工等が連続的に行なえるトランスファープレスによる多段加工が一般的である。
【００１９】
【表１】
2005152969.tif 000002
【００２０】
【表２】
2005152969.tif 000003
【００２１】
素材の引張強さが約１５００ＭＰａ（ＨＶ硬度で約５００）である３鋼種を用いて実験を行った。最終段の加工温度が５５０℃のＮｏ．３の試料は十分な強度が得られなかった。また、プレス後の冷速が５℃／秒と遅いＮｏ．８の試料も十分な強度が得られなかった。同様に、加熱温度が７００℃のＮｏ．１４の試料も十分な強度が得られなかった。加工時間の短い一段加工材は形状凍結性が悪いのに対して、多段加工材は優れた形状凍結性を示した。しかし、Ｎｏ．１８に示したように一段加工でも加工時間を２４秒と長く取ると優れた形状凍結性を示す。ただし、この場合は生産性が落ちるだけでなく、多段加工のときのように打ち抜き加工や穴広げ加工のような作業を同時には出来ない。
【００２２】
また、一般に加工後、１００℃／ｓｅｃのような速度で冷却すると形状が崩れると懸念されたが、多段加工をした材料を冷却した場合は、形状の崩れがなかった。この理由は明らかではないが、加工によって入った転位が何らかの影響を与えている可能性がある。
この実施例が示すように、本発明は形状凍結性に優れた高強度部品を高い生産性で製造することが出来、自動車部品に適用することにより軽量化を実現し、燃費の低減による環境負荷を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施例に用いたハット型成形品の断面図である。
【図１】
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