(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
引張強さが５９０ＭＰａ以上の高強度鋼板をプレス成形するに際して、ハット曲げ成形によるダイス肩部のみで曲げ変形の開始時点から曲げ戻し変形終了後の引張変形において最大張力時まで板温度を３００℃〜６００℃に維持し、成形体の曲げ曲げ戻し変形部の板強度を低下させることを特徴とする鋼板プレス成形体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋼板、好ましくは高強度鋼板プレス成形体（例えばハット曲げ成形体）の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動車の衝突安全性の向上や軽量化や環境保護のために、鋼板を高強度化する取り組みがなされてきた。そのため、自動車用内板、自動車部品および強度部材に高強度鋼板が多用されつつあるが、形状凍結不良の改善が求められつつある。形状凍結不良のために、特に引張強さ５９０MPa 以上の高強度鋼板のプレス成形体の製造は、極めて難しい。特に、メンバー類のようなハット型断面形状の部品を図１のようなハット曲げ成形により作製する際に、図２に示すような板反りおよびスプリングバックとよばれる形状凍結不良が発生し易い。このうちスプリングバックは、従来より成形品に要求される角度よりも小さい角度に成形し、外力が除荷された後に目的とする角度となるように金型設計を行う、見込み技術により解決することができる。一方、板反りは、曲げ曲げ戻し変形による応力の板厚方向分布により成形品のたて壁部が反る現象なので、スプリングバックのように見込み技術による解決ができない。この問題を解決するために、特開昭５６−１１７８３１号公報ではダイス肩での曲げ半径とポンチとダイスのクリアランスをある特定の範囲に設定し、板そりを防止する方法を提唱している。しかし、この場合ダイスの肩半径を小さくする必要があるため、特に高強度鋼板を連続的にプレス成形を行う場合には、金型の磨耗、型かじり等の問題が発生する。従って、通常は別途リストライク行程を設けて、板反りと反対側に曲げ変形を加えて形状を矯正する方法が用いられている。しかし、この方法では工程が増すため設備コストや生産性に大きな欠点があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、鋼板のプレス成形体（例えばハット曲げ成形体）の製造においてプレス工程を増やすことなく、板反りを軽減し小さい範囲に制御するのに好適な鋼板プレス成形体の製造方法に関するものである。特に高強度鋼板を自動車用等への適用することを容易にし、高強度薄鋼板の用途拡大を可能とするプレス成形体の製造方法が求められている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明では上記問題点を解決するために、引張強さが５９０ＭＰａ以上の高強度鋼板をプレス成形するに際して、ハット曲げ成形によるダイス肩部のみで曲げ変形の開始時点から曲げ戻し変形終了後の引張変形において最大張力時まで板温度を３００℃〜６００℃に維持し、成形体の曲げ曲げ戻し変形部の板強度を低下させることを特徴とする鋼板プレス成形体の製造方法、である。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下にこの発明を詳細に説明する。まず板反りの発生機構を説明する。板反りが問題となる壁部の材料は図３に示すようにダイス肩で曲げ変形を受け、ダイス肩通過時に曲げ戻され真っ直ぐになり、その直後引張変形を受ける。この一連の変形により板厚方向に応力分布が生じる。高強度の鋼板ほど板表裏の応力差が大きいため、板反りが大きくなる。以上の板反りの発生機構から、鋼板強度が低くなる温度でプレス成形を行えば室温に比べ板反りは小さくなることが判明した。更なる検討の結果、応力の板厚方向分布を減少させるためには、材料の温度は高いほどよいが、９００℃超では酸化皮膜が厚く緻密に生成し易いので塗装密着性が低下する場合があり、塗装前に酸洗皮膜除去工程が必要になる場合が生じ好ましくない。このため上限を９００℃とした。また、下限は薄鋼鈑の強度の温度依存性から十分な効果が期待できる３００℃以上とした。さらに、材料全体を高温に保持し加工を行えば、板反りを小さくすることができるが、全体を加熱することは金型の耐久性・経済性等の観点から工業的には不利である。そこで、材料の各部を種々の温度に制御し実験・解析を行い、板反りを小さくすることができる板温を３００℃〜９００℃とする最低限の場所・時間を見いだした。すなわち、材料が曲げ曲げ戻し変形を受けたその後の引張変形において張力が最大となる時点まで温度を保持すれば、成形中に温度が低下しても材料内部の応力の板厚方向分は変化しないことが判明した。従って、板反りを小さくするためには、図４に示したＢ部のみを所定の温度に保持すれば、Ａ部およびＣ部の温度を制御することは必ずしも必要がない。さらに、Ａ部については、加熱しない方が潤滑剤の摩擦特性が劣化しないので、加熱しない方が好ましい。
【０００６】
【実施例】
以下に本発明を具体例で説明する。板厚が１．４mm、降伏強度（ＹＳ）が５０９Mpa 、引張強度（ＴＳ）が５９８MPa の高強度鋼板を５００mm角に切断して成形用材料とし、図１に示すような工具で、工具形状は、ポンチ肩半径、ダイス肩半径ともに３mm、成形高さは１００mmのものを用いハット曲げ成形を行った。図５に示すダイスａ，ｂ，ｃ部およびポンチｄ部を加熱および冷却し材料の温度を部分的に制御した。全ての条件で、壁部の材料に負荷される引張応力が２００MPa になるようにしわ押さえ力（ＢＨＦ）を調整した。これにより壁部の材料には、ダイス肩通過直後に２００MPa の引張応力が負荷され、その後引張応力が一定となる。板そりの程度を評価するために、成形品の壁部の曲率を測定した。表１に各試験条件を、図６に各試験条件における壁部の曲率を示す。試験条件Ｎｏ．１，２，３のように３００℃より低い温度では板反りが大きい。材料全体の温度を３００℃以上に保持した試験条件Ｎｏ．４およびダイス肩部の材料のみを３００℃以上に保持した試験条件Ｎｏ．９，１０，１１，１２では、板反りが少なく、温度が同じならばダイス肩部の材料のみを温度保持すれば、板反り低減効果が十分発揮される。塗装密着性は、図１に示すような工具を用いて前記のハット曲げ成形を行った後、リン酸亜鉛にて化成処置、カチオン電着塗装を２０μｍ付与した。その後、４０℃の温水に５００時間浸漬し、該成形体の壁部（図４のＣ部）で碁盤目剥離による評価を行ない、剥離面積率１０％未満を○、１０％以上を×とした。
【０００７】
【表１】
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【０００８】
【発明の効果】
本発明により、プレス工程を増やすことなく、高強度鋼板の板反りを軽減することができる。これにより、自動車部品等に高強度鋼板の適用が可能となり、自動車の衝突安全性の向上および軽量化が実現できる。また高強度鋼板を自動車部品に適用することを容易にし、高強度鋼板の用途拡大に極めて有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】ハット曲げ成形の模式図。
【図２】ハット曲げ成形品の形状凍結不良を示す図。
【図３】ハット曲げ成形の変形状態を示す図。
【図４】材料の加熱場所を示す図。
【図５】温度制御を示す図。
【図６】各試験条件による板反り量を示す図。
【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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【図６】
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