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技術 プレス成形品の製造方法

出願人 東亜工業株式会社
発明者 早乙女功永井淳介
出願日 2019年4月15日 (1年10ヶ月経過) 出願番号 2019-077296
公開日 2020年10月29日 (3ヶ月経過) 公開番号 2020-175400
状態 未査定
技術分野 型打ち,へら絞り,深絞り スポット溶接
主要キーワード 溶接突起 オーステナイト変態温度 主面領域 自動車車体部品 マルテンサイト変態終了温度 鋼板材料 室内ランプ 熱間プレス後
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2020年10月29日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (4)

課題

補強鋼板ナット等の締結部材抵抗溶接する場合に、遅れ破壊を防止する。

解決手段

本体鋼板1、開口領域を有する第1の補強鋼板2、及び第2の補強鋼板3を準備する。本体鋼板1に第1の補強鋼板2を重ね合わせ、第2の補強鋼板3を開口領域内で本体鋼板1に重ね合わせる。第1及び第2の補強鋼板2,3を本体鋼板1にそれぞれ溶接することにより、重ね合わせブランク10を形成する。そして、重ね合わせブランク10を熱間プレスする。熱間プレス後に第2の補強鋼板3は第1の補強鋼板2より低い強度を有している。

概要

背景

一般に、熱間プレスとは鋼板オーステナイト変態温度以上の温度に加熱し、これを上下方向に対向して配置された2つの金型の間に挟んで押圧し、プレス成形すると同時に金型による急冷により鋼板の金属組織オーステナイトからマルテンサイト変態せしめることで、鋼板の焼入れ強化を行うものである。

特許文献1には、ピラーレインフォースメント等の自動車車体部品自動車ボディを構成する部品)において、その機械的強度を局部的に高めるために、本体鋼板に補強鋼板を重ね合わせ、スポット溶接で両鋼板を接合することで重ね合わせブランクを形成し、この重ね合わせブランクを熱間プレスすることにより、プレス成形品を製造する方法が記載されている。

概要

補強鋼板にナット等の締結部材抵抗溶接する場合に、遅れ破壊を防止する。本体鋼板1、開口領域を有する第1の補強鋼板2、及び第2の補強鋼板3を準備する。本体鋼板1に第1の補強鋼板2を重ね合わせ、第2の補強鋼板3を開口領域内で本体鋼板1に重ね合わせる。第1及び第2の補強鋼板2,3を本体鋼板1にそれぞれ溶接することにより、重ね合わせブランク10を形成する。そして、重ね合わせブランク10を熱間プレスする。熱間プレス後に第2の補強鋼板3は第1の補強鋼板2より低い強度を有している。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

本体鋼板、開口領域を有する第1の補強鋼板、及び第2の補強鋼板を準備し、前記本体鋼板に前記第1の補強鋼板を重ね合わせ、前記第2の補強鋼板を前記開口領域内で前記本体鋼板に重ね合わせる工程と、前記第1及び第2の補強鋼板を前記本体鋼板にそれぞれ溶接することにより、重ね合わせブランクを形成する工程と、前記重ね合わせブランクを熱間プレスする工程と、を備え、前記熱間プレス工程後に前記第2の補強鋼板は前記第1の補強鋼板より低い強度を有することを特徴とするプレス成形品の製造方法。

請求項2

前記熱間プレス工程後に前記第2の補強鋼板に締結部材抵抗溶接により接合する工程を備えることを特徴とする請求項1に記載のプレス成形品の製造方法。

請求項3

前記熱間プレス工程後に前記第2の補強鋼板の強度は1.5MPa以下であることを特徴とする請求項1または2に記載のプレス成形品の製造方法。

技術分野

0001

本発明は、プレス成形品の製造方法に関し、特に本体鋼板補強鋼板を重ね合わせてなるプレス成形品の製造方法に関する。

背景技術

0002

一般に、熱間プレスとは鋼板をオーステナイト変態温度以上の温度に加熱し、これを上下方向に対向して配置された2つの金型の間に挟んで押圧し、プレス成形すると同時に金型による急冷により鋼板の金属組織オーステナイトからマルテンサイト変態せしめることで、鋼板の焼入れ強化を行うものである。

0003

特許文献1には、ピラーレインフォースメント等の自動車車体部品自動車ボディを構成する部品)において、その機械的強度を局部的に高めるために、本体鋼板に補強鋼板を重ね合わせ、スポット溶接で両鋼板を接合することで重ね合わせブランクを形成し、この重ね合わせブランクを熱間プレスすることにより、プレス成形品を製造する方法が記載されている。

先行技術

0004

特開2014−193712号公報

発明が解決しようとする課題

0005

しかしながら、特許文献1に記載された発明では、熱間プレスされた補強鋼板の機械的強度が高い場合に、補強鋼板にナット等の締結部材抵抗溶接すると、当該溶接部遅れ破壊が発生するという問題があった。

課題を解決するための手段

0006

上述した課題に鑑み、本発明のプレス成形品の製造方法は、本体鋼板と、開口領域を有する第1の補強鋼板、及び第2の補強鋼板を準備し、前記本体鋼板に前記第1の補強鋼板を重ね合わせ、前記第2の補強鋼板を前記開口領域内で前記本体鋼板に重ね合わせる工程と、前記第1及び第2の補強鋼板を前記本体鋼板にそれぞれ溶接することにより、重ね合わせブランクを形成する工程と、前記重ね合わせブランクを熱間プレスする工程と、を備え、前記熱間プレス工程後に前記第2の補強鋼板は前記第1の補強鋼板より低い強度を有することを特徴とする。

発明の効果

0007

本発明によれば、補強鋼板を構成する第2の補強鋼板の強度を第1の補強鋼板の強度より低くし、第2の補強鋼板にナット等の締結部材を抵抗溶接する際に、遅れ破壊を防止することができる。また、補強鋼板の全体としては本体鋼板を十分に補強することができる。

図面の簡単な説明

0008

本発明の実施形態におけるプレス成形品の製造工程を示す図である。
締結部材の抵抗溶接工程を示す断面図である。
重ね合わせブランクを示す平面図である。

実施例

0009

本発明の実施形態におけるプレス成形品及びその製造方法を図1乃至図3に基づいて説明する。先ず、図1(a)に示すように、本体鋼板1、開口領域を有する第1の補強鋼板2、及び第2の補強鋼板3を準備する。第2の補強鋼板3は第1の補強鋼板2の開口領域に嵌合する大きさを有している。

0010

図1(b)に示すように、第1の補強鋼板2の開口領域は、第1の補強鋼板2の内部矩形領域をくり抜いて形成される。この場合、第1の補強鋼板2はリング形になっている。あるいは、図1(c)に示すように、第1の補強鋼板2の開口領域は第1の補強鋼板2がコの字形になるように切り欠いて形成し、この開口領域に第2の補強鋼板3を嵌合してもよい。第2の補強鋼板3は、この開口領域から第1の補強鋼板2の外縁の外に突出してもよい。

0011

そして、本体鋼板1に第1の補強鋼板2を重ね合わせ、第2の補強鋼板3を前記開口領域内で本体鋼板1に重ね合わせる。第1及び第2の補強鋼板2,3は本体鋼板1の主面領域に完全に含まれている。

0012

第1及び第2の補強鋼板2,3は本体鋼板1にそれぞれスポット溶接により、スポット溶接部4において接合され、重ね合わせブランク10が形成される。この場合、第2の補強鋼板3は、熱間プレス後に例えば引張強度1.5Gpa(1500Mpa)を持つように、炭素含有率が約0.2質量%の鋼板材料で形成される。一方、第1の補強鋼板2は熱間プレス後に比較的高い引張強度例えば1.8GPa(1800Mpa)を持つように、炭素含有率が約0.35質量%の鋼板材料で形成される。ここで、引張強度とは鋼板の強度の一般的な指標である。

0013

そして、後述するように、強度が低い第2の補強鋼板3にナット等の締結部材が接合される。本体鋼板1の鋼板材料については限定されることはないが、以下では熱間プレス後に引張強度1.5Gpa(1500Mpa)を持つように炭素含有率が約0.2質量%の鋼板材料で形成されているものとして説明する。

0014

次に、図1(d)に示すように、重ね合わせブランク10を加熱炉5でオーステナイト変態温度(Ac3)以上の温度に加熱する。オーステナイト変態温度(Ac3)は鋼板の炭素含有量によっても異なるが、例えば870℃である。これにより、重ね合わせブランク10を構成する鋼板の金属組織は、オーステナイトになる。

0015

次に、図1(e)に示すように、重ね合わせブランク10をプレス装置6の下金型上金型の間に挟んでプレス成形すると同時に、フェライト変態開始温度(Ar3)より高い温度からマルテンサイト変態終了温度(Mf)以下の温度まで急冷する。
この熱間プレスにより、本体鋼板1、第1の補強鋼板2及び第2の補強鋼板3にはマルテンサイト変態が生じ、高い強度を持つことになる。この場合、本体鋼板1、第1の補強鋼板2及び第2の補強鋼板3の引張強度は、例えばそれぞれ1.5GPa、1.8GPa、1.5GPaとなる。

0016

その後、図1(f)に示すように、金型を開放して、重ね合わせブランク10を取り出し、ナット等の締結部材7を第2の補強鋼板3に抵抗溶接する。締結部材7は、例えば、重ね合わせブランク10が自動車のピラーレインフォースメントである場合には、ドアヒンジを取り付けるための部材であり、重ね合わせブランク10が自動車の屋根部である場合には室内ランプを取り付けるための部材である。

0017

次に、図2に基づいて、抵抗溶接工程を詳しく説明する。先ず、図2(a)に示すように、プレス成形後において、第1及び第2の補強鋼板2,3は本体鋼板1にスポット溶接部4において接合されている。

0018

次に、図2(b)に示すように、レーザー加工等により、本体鋼板1及び第2の補強鋼板3に貫通孔8を形成する。

0019

次に、図2(c)に示すように、締結部材7の底面側に設けられた溶接突起部7aを第2の補強鋼板3に接触させ、その接触状態で抵抗溶接を行う。この抵抗溶接は、溶接突起部7を介して抵抗溶接部に大電流を流し、大電流による抵抗熱によって抵抗溶接部を加熱しながら、これに圧力を加えて溶接を行うものである。

0020

一般に材料強度が1.5GPaより大きく、かつ残留応力鋼板内部へ侵入した水素の量が大きい場合、遅れ破壊が発生するが、上述の製造方法によれば、第2の補強鋼板3は例えば1.5Gpaであり、締結部材7の抵抗溶接部において、遅れ破壊を防止することができる。一方、第1の補強鋼板2は高い強度を持っているので、補強鋼板全体としては本体鋼板1を十分に補強することができる。

0021

上述の製造方法は、例えば、自動車の車体側部の上下方向に設けられるセンターピラーに好適に適用することができる。センターピラーというのは、ピラーアウターパネルピラーインナーパネルの間にピラーレインフォースメントを備えて構成される自動車部品である。ピラーレインフォースメントは乗員の胸部に対応する高さに対応する領域の強度を局部的に高くしている。

0022

図8に示すように、このピラーレインフォースメントを形成するための重ね合わせブランク20においては、本体鋼板11の当該領域に第1及び第2の補強鋼板12,13がそれぞれスポット溶接されている。この重ね合わせブランク20に対する熱間プレス工程、抵抗溶接工程については、上述の通りである。

0023

1,11 本体鋼板
2,12 第1の補強鋼板
3,13 第2の補強鋼板
4スポット溶接部
5加熱炉
6プレス装置
7締結部材
7a溶接突起部
8貫通孔
10,20 重ね合わせブランク

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