(57)【要約】【課題】  従来よりも絞り加工時における鋼板の成形性を向上させ、しかも成形後の強度に優れる製品を製造可能な熱間成形方法を提供する。【解決手段】  鋼板をＡC3点から融点までの温度範囲に加熱した後、鋼よりも熱伝導率が小さい材料で構成されたしわ押え部１３及びダイ１６のフランジ部１７を有する金型１１を用いて、しわ押え部１３とダイ１６のフランジ部１７とで鋼板を挟み、フェライト、パーライト、ベイナイト、及びマルテンサイト変態のいずれもが生じる温度より高い温度で鋼板の成形を開始して絞り加工を行い、この加工後に急冷する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼板をＡC3点から融点までの温度範囲に加熱した後、鋼よりも熱伝導率が小さい材料で構成されたしわ押え部及びダイのフランジ部を有する金型を用いて、該しわ押え部と該ダイのフランジ部とで前記鋼板を挟み、フェライト、パーライト、ベイナイト、及びマルテンサイト変態のいずれもが生じる温度より高い温度で前記鋼板の成形を開始して絞り加工を行い、この加工後に急冷することを特徴とする熱間成形方法。
【請求項２】
鋼板をＡC3点から融点までの温度範囲に加熱した後、該鋼板に接触する接触部が鋼よりも熱伝導率が小さい材料で構成されたしわ押え部及びダイのフランジ部を有する金型を用いて、該しわ押え部と該ダイのフランジ部の各接触部で前記鋼板を挟み、フェライト、パーライト、ベイナイト、及びマルテンサイト変態のいずれもが生じる温度より高い温度で前記鋼板の成形を開始して絞り加工を行い、この加工後に急冷することを特徴とする熱間成形方法。
【請求項３】
請求項１及び２のいずれか１項に記載の熱間成形方法において、前記鋼よりも熱伝導率が小さい材料はセラミックであることを特徴とする熱間成形方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の熱間成形方法において、前記鋼板は炭素を０．０５〜０．５５質量％、マンガンを０．１〜３質量％含有し、該鋼板の成形後の急冷は、マルテンサイト変態が生じる冷却速度以上の速度で、且つマルテンサイト変態の開始温度まで行うことを特徴とする熱間成形方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の熱間成形方法において、前記鋼板の成形が行われる成形部位と接触する前記ダイの加工部は、その熱伝導率が鋼と同等又は鋼よりも大きい材料で構成され、前記鋼板の加工後の急冷は、前記成形部位を前記加工部に接触させて行うことを特徴とする熱間成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、自動車の構造部材、補強部材等の強度が必要とされる製品（部品）を製造するための熱間成形方法に係り、更に詳細には絞り加工（絞り成形）時における鋼板の成形性を向上させ、成形後の強度に優れた製品を製造する熱間成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、地球環境問題に端を発する自動車の燃費向上対策の一つとして、車体の軽量化が進められており、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っている。
しかし、自動車の軽量化のために、一般に鋼板を高強度化していくと、伸びやｒ値（ランクフォード値）が低下し、成形性が低下していく。
このような課題を解決するため、例えば、特許文献１には、鋼板を温間で成形し、その際の熱を利用して強度上昇を図る技術が開示されている。なお、この技術では、鋼中成分を適切に制御した鋼板を使用し、この鋼板を２００〜８５０℃の温度域に保持して成形加工し、この温度域での析出強化を利用して鋼板の強度を上昇させることを狙っている。
また、特許文献２には、プレス成形の精度を向上させる目的で、温間プレス時での降伏強度を低く、常温での降伏強度を高くする高強度鋼板が提案されている。
【０００３】
しかし、これらの技術では、得られる強度に限界が生じる可能性があり、自動車に使用可能な強度を備えた鋼板を製造できない恐れがある。
そこで、より高い強度を得る目的で、特許文献３には、鋼板を成形した後に、これを高温のオーステナイト単相域まで加熱し、その後の冷却過程で硬質相に変態させる技術が開示されている。この方法は、金型間のクリアランスを制限し、その間隙に冷媒を導入することで成形後の製品の焼入れを行い、高強度で且つ形状凍結（形状保持）性に優れた製品を得ることができる方法である。
【０００４】
【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２００２−２８２９５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献３の実施例に示される角筒深絞り金型を使用して鋼板をプレスする場合、例えば鋼板から打ち抜いた高温のブランク（中間製品）を、金型のダイフェイス（ダイのフランジ部）としわ押え部とで挟んだ際に、押えられた部分に温度低下が生じてブランク自体の変形抵抗が上昇し、成形後にパンチ肩や側壁部に割れが生じることが多く、成形できる形状に制約が生じてしまう問題がある。
【０００６】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、従来よりも絞り加工時における鋼板の成形性を向上させ、しかも成形後の強度に優れる製品を製造可能な熱間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】
前記目的に沿う請求項１記載の熱間成形方法は、鋼板をＡC3点から融点までの温度範囲に加熱した後、鋼よりも熱伝導率が小さい材料で構成されたしわ押え部及びダイのフランジ部を有する金型を用いて、該しわ押え部と該ダイのフランジ部とで前記鋼板を挟み、フェライト、パーライト、ベイナイト、及びマルテンサイト変態のいずれもが生じる温度より高い温度で前記鋼板の成形を開始して絞り加工を行い、この加工後に急冷する。
【０００８】
前記目的に沿う請求項２記載の熱間成形方法は、鋼板をＡC3点から融点までの温度範囲に加熱した後、該鋼板に接触する接触部が鋼よりも熱伝導率が小さい材料で構成されたしわ押え部及びダイのフランジ部を有する金型を用いて、該しわ押え部と該ダイのフランジ部の各接触部で前記鋼板を挟み、フェライト、パーライト、ベイナイト、及びマルテンサイト変態のいずれもが生じる温度より高い温度で前記鋼板の成形を開始して絞り加工を行い、この加工後に急冷する。
【０００９】
請求項１及び２記載の熱間成形方法において、鋼板の成形性と成形後の強度を高めるため、鋼板を、その組織がオーステナイト単相域となるＡC3点以上融点以下の温度範囲に加熱してオーステナイト変態させている。なお、フェライト、パーライト、ベイナイト、及びマルテンサイト変態のいずれもが生じる温度より高い温度で鋼板の成形を開始することで、鋼板の延性が良好な状態で絞り加工を実施できる。
また、鋼よりも熱伝導率が小さい材料としては、例えば、セラミック、ステンレス鋼等を使用できる。
【００１０】
請求項３記載の熱間成形方法は、請求項１及び２記載の熱間成形方法において、前記鋼よりも熱伝導率が小さい材料はセラミックである。
請求項３記載の熱間成形方法において、セラミックとしては、例えば、アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）、ジルコニア（ＺｒＯ2 ）、サイアロン等を使用できる。
【００１１】
請求項４記載の熱間成形方法は、請求項１〜３記載の熱間成形方法において、前記鋼板は炭素を０．０５〜０．５５質量％、マンガンを０．１〜３質量％含有し、該鋼板の成形後の急冷は、マルテンサイト変態が生じる冷却速度以上の速度で、且つマルテンサイト変態の開始温度まで行う。
請求項４記載の熱間成形方法において、絞り加工を行う鋼板として、炭素を０．０５〜０．５５質量％、マンガンを０．１〜３質量％含有するものを使用することで、成形後に例えば、構造部材、補強部材等に使用可能な高張力鋼（ハイテンともいう）にできる。
また、マルテンサイト変態が生じる冷却速度としては、例えば、２０℃／秒以上、好ましくは３０℃／秒以上の速度である。
そして、急冷は、マルテンサイト変態の開始温度（例えば、４００℃程度）以下まで行っているが、より確実に成形後の強度を高めるには、急冷をマルテンサイト変態の終了温度（例えば、３００℃程度）以下まで行うことが好ましい。
なお、鋼板としては、鋼板の強度、靱性、その他の特性を向上させるため、炭素、マンガン以外の元素であるアルミニウム（Ａｌ）、ケイ素（Ｓｉ）、酸素（Ｏ）、硫黄（Ｓ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、アンチモン（Ｓｂ）、タングステン（Ｗ）、カルシウム（Ｃａ）、マグネシウム（Ｍｇ）、希土類元素（ＲＥＭ）などの元素を目的に応じて最適化したもの、更に金属組織や析出物などを最適化したもの等も使用できる。
【００１２】
請求項５記載の熱間成形方法は、請求項１〜４記載の熱間成形方法において、前記鋼板の成形が行われる成形部位と接触する前記ダイの加工部は、その熱伝導率が鋼と同等又は鋼よりも大きい材料で構成され、前記鋼板の加工後の急冷は、前記成形部位を前記加工部に接触させて行う。
請求項５記載の熱間成形方法において、熱伝導率が鋼と同等の材料としては、例えば、軟鋼、硬鋼等を使用でき、また、熱伝導率が鋼よりも大きい材料としては、例えば、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、タングステン、黄銅等を使用できる。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１及びこれに従属する請求項３〜５記載の熱間成形方法は、鋼よりも熱伝導率が小さい材料で構成されたしわ押え部とダイのフランジ部とで鋼板を挟むので、鋼板の押えられた部位の温度低下を抑制し、従来よりも絞り加工時における鋼板の成形性を向上させることができる。
また、鋼板を絞り加工した後、高温の状態から急冷することで、製品の硬度を高め、成形後の強度に優れる製品を製造できる。
【００１４】
請求項２及びこれに従属する請求項３〜５記載の熱間成形方法は、しわ押え部及びダイのフランジ部の鋼よりも熱伝導率が小さい材料で構成された接触部で鋼板を挟むので、鋼板の押えられた部位の温度低下を抑制し、従来よりも絞り加工時における鋼板の成形性を向上させることができる。
また、鋼板を絞り加工した後、高温の状態から急冷することで、製品の硬度を高め、成形後の強度に優れる製品を製造できる。
【００１５】
特に、請求項３記載の熱間成形方法は、鋼よりも熱伝導率が小さい材料はセラミックであるので、簡単な構成で絞り加工時における鋼板の成形性を向上させることができる。
請求項４記載の熱間成形方法は、鋼板の成分を規定し、この鋼板の急冷をマルテンサイト変態が生じる冷却速度以上の速度で、且つマルテンサイト変態の開始温度まで行うので、鋼板の絞り成形後の硬度を高めることができる。
請求項５記載の熱間成形方法は、鋼板の成形部位と接触するダイの加工部を、その熱伝導率が鋼と同等又は鋼よりも大きい材料で構成し、この加工部に鋼板の成形部位を接触させて急冷を行うので、絞り加工から急冷処理までを連続的に行うことができ、作業性が良好で、しかも品質を更に高めた製品を製造できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここで、図１は本発明の一実施の形態に係る熱間成形方法を適用する金型の部分側断面図、図２〜図４はそれぞれ同熱間成形方法に適用する第１〜第３の変形例に係る金型の部分側断面図、図５（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ同熱間成形方法で製造された製品の斜視図である。
【００１７】
図１に示すように、本発明の一実施の形態に係る熱間成形方法は、炭素（Ｃ）を０．０５〜０．５５質量％、マンガン（Ｍｎ）を０．１〜３質量％含有し、板厚が１〜３ｍｍの鋼板（ホットプレス用鋼板ともいう）から例えば打ち抜いたブランク（中間製品）１０を、金型１１を用いて絞り加工（深絞り加工ともいう）を行い、例えば、バンパー補強部材、センターピラー補強部材、ドアインパクト補強部材のような、自動車の構造部材、補強部材等を製造する方法である。以下、詳しく説明する。
【００１８】
まず、鋼板から打ち抜かれたブランク１０を、加熱炉（図示しない）内に装入し、オーステナイト単相域であるＡC3点から融点までの温度範囲（ブランク１０の成分により異なるが、例えば、８００〜１５００℃、好ましくは９００〜１２００℃）に加熱してオーステナイト変態させる。
次に、図１に示すように、加熱されたブランク１０を、所定形状（例えば、自動車のバンパー補強部材、センターピラー補強部材、ドアインパクト補強部材等を製造可能な形状）の金型１１でプレスする。
【００１９】
この金型１１は、上部に円錐台状となった突出部分１２を備え、ブランク１０が載置されるしわ押え部１３に対して上下方向に移動可能なパンチ（下金型部）１４と、金型１１の作動時において、パンチ１４の突出部分１２の上面と所定の隙間（例えば、ブランク１０の板厚）を有して配置される加工部１５を備えたダイ（上金型部）１６とを有している。なお、このしわ押え部１３も、ダイ１６に対して上下方向に移動可能となっており、しわ押え部１３と、このしわ押え部１３に対向するダイ１６のフランジ部１７との間にブランク１０が配置された後、しわ押え部１３の上面とダイ１６のフランジ部１７の下面とでブランク１０を押さえることが可能な構成となっている。
【００２０】
しわ押え部１３とダイ１６のフランジ部１７は、鋼よりも熱伝導率が小さい材料（例えば、６０Ｗ／ｍ／Ｋ以下程度）、例えば、アルミナ、ジルコニア、サイアロンなどのセラミック、ＳＵＳ３０４などのステンレス鋼等で構成されている。
また、パンチ１４と対向するダイ１６の加工部１５は、鋼と同等の熱伝導率を備えた材料、例えば、軟鋼、硬鋼等や、鋼よりも大きい材料、例えば、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、タングステン、黄銅等で構成されている。なお、ダイの加工部の内部に冷媒（例えば水等）を流す冷却管を配置し、加工部による冷却効率を高めることもできる。
そして、パンチ１４は、上記したいずれの材料で構成することも可能である。
【００２１】
この金型１１の寸法は、図１に示すように、パンチ１４の突出部分１２の頂部の平面部１８の直径が３０ｍｍ、しわ押え部１３の上面からのパンチ１４の平面部１８の突出高さが２０ｍｍ、ダイ１６の加工部１５の外径が１２０ｍｍとなっている。なお、パンチ１４の突出部分１２の平面部１８周囲に位置する角部１９、及びダイ１６の加工部１５とフランジ部１７との境界の角部２０の曲率半径は、それぞれ１０ｍｍとなっている。
【００２２】
なお、使用する金型の形状及び数値はこれに限定されるものではなく、例えば、以下に示す第１〜第３の変形例に係る金型２５、３０、４０を使用することもできる。
図２に示すパンチ２６とダイ２７とを有する金型２５は、しわ押え部１３の上面からのパンチ２６の突出部分２８の突出高さのみが金型１１と異なって３０ｍｍとなったものである。
【００２３】
また、図３に示す金型３０は、パンチ１４と同様の材料で構成され、しわ押え部１３と隙間（例えば、１０〜５０ｍｍ程度）を有して配置され、円柱状の突出部分３１を有する断面円形のパンチ３２と、ダイ１６の加工部１５に相当する部分が無く、パンチ３２の移動方向に開口部３３が形成されたダイ３４とを有している。従って、ダイ３４はブランクを押さえる部分であるフランジ部で構成され、パンチ３２がしわ押え部１３より上方に突出しても、ブランクの成形部位がダイ３４の表面に接触しない構成となっている。
なお、パンチ３２の上部に設けられた突出部分３１の頂部の平面部３５の直径は３０ｍｍ、ダイ３４の開口部３３の最大内径は１２０ｍｍであり、突出部分３１の上部周囲の角部３６及びダイ３４の角部３７の曲率半径はそれぞれ１０ｍｍとなっている。
これにより、前記した各金型１１、２５同様、絞り成形時においてブランクの押さえられた部分の温度低下を招くことなく、ブランクの成形を実施できる。
【００２４】
また、金型２５は、しわ押え部１３及びダイ２７のフランジ部１７全体を、鋼よりも熱伝導率が小さい材料で構成したが、図４に示すように、しわ押え部４１及びダイ４２のフランジ部４３のブランク１０と接触する部分である接触部４４、４５を、鋼よりも熱伝導率が小さい材料（例えば、加工部１５を構成した材料）で構成した金型４０を使用することもできる。
ここで、しわ押え部４１及びダイ４２は、鋼製のしわ押え部本体４６及びダイ本体４７に、各接触部４４、４５を、例えば、ねじ構造、嵌め込み構造、接合等により一体的に取付けた構造となっている。
各接触部４４、４５は、その厚みが例えば５〜２０ｍｍ程度となっているが、この形状及び数値に限定されるものではなく、また、この構造を、他の金型１１、３０に適用することも勿論可能である。
【００２５】
前記した金型１１を用いて、オーステナイト変態させたブランク１０を、パンチ１４とダイ１６のフランジ部１７とで挟み、フェライト、パーライト、ベイナイト、及びマルテンサイト変態のいずれもが生じる温度より高い温度（例えば、７００℃以上程度）でブランク１０の成形を開始して絞り加工を行なう。
このとき、ブランク１０と接触するしわ押え部１３及びダイ１６のフランジ部１７の断熱性が良好であるため、ブランク１０の押さえられた部分の温度低下は抑制され、絞り加工時において、ブランク１０の延性（流動性）を高めることができる。そして、ブランク１０の成形部位がダイ１６の加工部１５に接触するまでパンチ１４を突出させることでブランク１０の成形を終了し、引き続きダイ１６の加工部１５に成形部位を接触させた状態で、加工部１５による急冷を行う。
【００２６】
ブランク１０の成形部位が接触する加工部１５は、熱伝導性が良好であるため、成形部位を急冷して焼入れすることができる。ここで、急冷を、ブランク１０の成形部位をダイ１６の加工部１５接触させた状態で、マルテンサイト変態が生じる冷却速度以上（例えば、２０℃／秒以上、好ましくは３０℃／秒以上）の速度で、且つマルテンサイト変態の開始温度（例えば、４００℃程度）以下、好ましくはマルテンサイト変態の終了温度（例えば、３００℃程度）以下まで行う。
これにより、オーステナイト変態させたブランク１０を、軟質相（例えば、ベイナイト、パーライト）への変態を抑制、更には防止しながらマルテンサイト変態させることができる。
上記した方法で、ブランク１０を金型１１で連続的に焼入れ成形することで、図５（Ａ）に示すような、成分に応じた焼入れ強度、例えば、０．２２％Ｃ鋼では、引張り強度が１４７０ＭＰａ以上程度の製品５０を製造できる。また、図５（Ｂ）に金型２５で製造される製品５１を示す。
【００２７】
なお、図３に示す金型３０を使用した場合、ブランクの成形部位をダイ３４の表面に接触させることができないため、急冷して焼入れすることができず、成形後の製品の硬度を高めることができない。このため、パンチ３２による成形を行った後、この成形品を従来使用している同一形状の金型、例えばパンチ、ダイ共に鋼製の金型を使用して再度熱間プレスすることで、成形部位の焼入れを行い、製品の強度を高めることが好ましい。
これにより、他の金型１１、２５を使用した場合と同等の引張り強度が得られる製品を製造できる。
【実施例】
【００２８】
次に、本発明の作用効果を確認するために行った実施例について説明する。
まず、表１に示す化学成分となった鋼種ａ〜ｃのスラブを鋳造した。
【００２９】
【表１】
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【００３０】
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４ｍｍの熱延鋼板を製造した。そして、一部の熱延鋼板を、冷間圧延により板厚１．４ｍｍの冷延鋼板とし、この冷延鋼板の一部に、表２に示す溶融アルミめっき（アルミめっき）、合金化溶融亜鉛めっき、溶融亜鉛めっきをそれぞれ施した。
【００３１】
【表２】
2005262232.tif 000004
【００３２】
その後、これらの冷延鋼板及び表面処理鋼板から例えば打ち抜いたブランクを、加熱炉によりＡC3点以上（融点以下）である９５０℃のオーステナイト領域に加熱した後、熱間成形加工を行った。なお、鋼板の成形に使用する金型としては、前記実施の形態で説明した各金型１１、２５、３０の形状、サイズの金型Ａ、Ｂ、Ｃをそれぞれ使用し、各金型Ａ〜Ｃのしわ押え部とダイのフランジ部の材質としては、表３に示すものを使用する。ここで、しわ押え部とダイのフランジ部の材質が、鋼よりも熱伝導率が小さいセラミックとなっているものは、図１〜図３に示すものを使用した場合のものであり、鋼よりも熱伝導率が小さいセラミックを鋼上にインサートしたものとは、図４に示すものを使用した場合のものである。
【００３３】
【表３】
2005262232.tif 000005
【００３４】
なお、各金型Ａ〜Ｃはパンチ形状に倣い、板厚１．４ｍｍのクリアランスにて各ダイの形状を決定した。成形条件としては、鋼板から打抜いた厚み１．４ｍｍ、直径１５０ｍｍの円板状のブランクを使用し、パンチ速度１０ｍｍ／秒、加圧力１００トン、しわ押え力２トン、下死点での保持時間（パンチの突出部分とダイの加工部とで成形部位を挟み込む時間）を５秒とした。なお、しわ押え力は、絞り加工を行う条件を満足できる力であり、成形時においてブランクの動きを完全に止めない程度、即ち、ブランクの流動性を確保できる程度の力としている。
ここで、実施した試験の組み合わせを、前記した表１〜表３の記号に基づき、表４〜表６にそれぞれ示す。なお、表４〜表６中の比較例１〜１８は従来例（しわ押え部とダイのフランジ部の各材質が鋼）である。
【００３５】
【表４】
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【００３６】
【表５】
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【００３７】
【表６】
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【００３８】
なお、表４〜表６中の成形結果は、成形後に各金型Ａ〜Ｃから取り出された図５（Ａ）、（Ｂ）に示すような各製品５０、５１を、目視にて判定した結果であり、表７に示すように、割れ無し（○）、ネッキング発生（△）、割れ発生（×）の３つの基準で判定している。
【００３９】
【表７】
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【００４０】
また、表４〜表６中のしわ発生結果は、図５に示すように、成形後の製品５０、５１のフランジ５２、５３と側壁部５４、５５の様子を目視で観察した結果であり、表８に示すように、しわ無し（○）、フランジしわ発生（□）、側壁部に重なりしわ発生（■）の３つの基準で判定している。
【００４１】
【表８】
2005262232.tif 000010
【００４２】
そして、表４〜表６中の成形可否は、表７中の割れ無し、且つ表８中のしわの発生無しの場合を成形可とし、他の場合を成形否とした。
更に、表４〜表６中の硬度は、成形後に各金型Ａ〜Ｃから取り出した製品５０、５１のビッカース硬度を測定した結果である。これを表９に示す。
【００４３】
【表９】
2005262232.tif 000011
【００４４】
表９に示すように、硬度は、成形前の鋼板をＡC3点以上である９５０℃のオーステナイト領域に加熱した後、ＡC3点以上である９００℃から水焼入れしたときの硬度を基準に、強度が必要とされる部位（成形部位）の硬度が８５％以上の場合を「◎」、７０％以上８５％未満の場合を「○」、５０％以上７０％未満の場合を「△」、５０％未満の場合を「×」とし、７０％未満の「△」及び「×」を不合格とした。ここで、硬度の測定箇所は、各製品５０、５１の側壁部５４、５５及び底部５６、５７とし、後工程で除去されるフランジ５２、５３は測定の範囲から除いた。
【００４５】
実施例１−１〜実施例１６−２、及び比較例１〜１６は、鋼板として鋼種ｂを使用し、各金型Ａ〜Ｃ、しわ押え部とダイのフランジ部の各材質（材質）、及び各めっき種をそれぞれ用いて、鋼板の成形限界について検討した結果である。
しわ押え部とダイのフランジ部の材質が鋼である比較例の場合、成形高さが低い（２０ｍｍ：金型Ａ、Ｃを使用）とき、即ち比較例１、３、５、７、９、１１、１３、１５では成形結果が良好（○）であったが、成形高さが高くなる（３０ｍｍ：金型Ｂ、Ｃを使用）と成形結果が悪く（△）なった。しかし、材質を鋼よりも熱伝導率が小さいセラミック、もしくは鋼よりも熱伝導率が小さいセラミックを鋼上にインサートした実施例の場合、材質が鋼である場合と比較して、成形高さに影響されることなく、いずれの各金型Ａ〜Ｃを使用した場合においても成形限界が向上した。
【００４６】
また、金型Ｃを用いた場合は、成形後の製品を金型Ｃ内で保持しても、ブランクの一部がマルテンサイト開始温度まで急冷されなかったため硬度が不十分（×）であったが、加工後に、例えば従来使用しているパンチ、ダイ共に鋼製で同一形状の金型を使用して再度熱間プレスすることで、十分な焼入れ硬度を得ることができる。
従って、金型Ｃを用いた場合についても、従来よりも金型による絞り加工時における成形性を向上させることができ、しかも十分な焼入れ硬度（◎）を得ることが可能であるため、ここでは実施例としている。
なお、他の金型Ａ、Ｂの場合は、絞り加工時における成形性を向上させることができることは勿論であるが、焼入れ硬度についても十分であった。また、どのめっき種を用いても、実施例から明らかなように、成形限界が向上し、更に十分な焼入れ硬度を得ることができた。
【００４７】
実施例１７−１〜実施例１８−２、及び比較例１７、比較例１８は、鋼板として鋼種ａ、ｃをそれぞれ使用し、金型Ｂ、各材質、及びめっき種ＣＲをそれぞれ用いて、鋼板の成形限界について検討した結果である。
しわ押え部とダイのフランジ部の材質を鋼よりも熱伝導率が小さいセラミックとした、もしくは鋼よりも熱伝導率が小さいセラミックを鋼上にインサートした実施例の場合、材質が鋼である場合と比較して、成形限界が向上した。
このように、本発明の熱間成形方法を使用することで、従来よりも金型による絞り加工時における鋼板の成形性を向上させ、しかも成形後の強度に優れる製品を製造できることを確認できた。
【００４８】
以上、本発明を、一実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。例えば、前記したそれぞれの実施の形態や変形例の一部又は全部を組合せて本発明の熱間成形方法を構成する場合も本発明の権利範囲に含まれる。
前記実施の形態においては、例えば、バンパー補強部材、センターピラー補強部材、ドアインパクト補強部材のように、自動車の構造部材、補強部材等を製造する熱間成形について説明したが、所定の形状に加工された高張力鋼を使用する分野、例えば、車両、重機、船舶等の構造部材、補強部材等を製造するために、本発明の熱間成形方法を適用することも勿論可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の一実施の形態に係る熱間成形方法を適用する金型の部分側断面図である。
【図２】同熱間成形方法に適用する第１の変形例に係る金型の部分側断面図である。
【図３】同熱間成形方法に適用する第２の変形例に係る金型の部分側断面図である。
【図４】同熱間成形方法に適用する第３の変形例に係る金型の部分側断面図である。
【図５】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ同熱間成形方法で製造された製品の斜視図である。
【符号の説明】
【００５０】
１０：ブランク、１１：金型、１２：突出部分、１３：しわ押え部、１４：パンチ、１５：加工部、１６：ダイ、１７：フランジ部、１８：平面部、１９、２０：角部、２５：金型、２６：パンチ、２７：ダイ、２８：突出部分、３０：金型、３１：突出部分、３２：パンチ、３３：開口部、３４：ダイ、３５：平面部、３６、３７：角部、４０：金型、４１：しわ押え部、４２：ダイ、４３：フランジ部、４４、４５：接触部、４６：しわ押え部本体、４７：ダイ本体、５０、５１：製品、５２、５３：フランジ、５４、５５：側壁部、５６、５７：底部
【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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