热压成型的冷却方法及热压成型装置的制造方法
热压成型的冷却方法及热压成型装置的制造方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及薄钢板的热压成型的冷却方法及热压成型装置。
【背景技术】
[0002] 近年来，作为使用高张力钢板的汽车部件材料等的钢板成型方法，采用热压成型。 热压成型通过在高温下对钢板进行冲压成型，来在变形阻力低的阶段成型，并进行基于急 冷的淬火固化，因而能够不产生成型后的变形等成型不良地以高强度取得形状精度高的部 件等。
[0003] 在热压成型中，向模具供给预先利用加热炉加热至规定温度的钢板，在利用放置 于拉模(Dice)上或内置于模具中的升降器等夹具上升的状态下，将冲头下降至下止点，在 钢板与模具之间，供给例如水等制冷剂来急速地进行冷却。为此，在模具的表面设置一定高 度的多个独立的凸部，并且与设置于模具表面的多处的制冷剂的喷出孔相连通的水的流路 和用于吸引所供给的水的流路设置于模具的内部。以往的薄钢板的热压成型的冷却方法 中，流过冷却水来进行冷却的期间维持相同的流量，因此在冷却时间中，从各喷出孔喷出相 同的喷出量。
[0004] 当使用这种结构的模具来进行热压成型时，为了进一步提高生产率，可以考虑增 加冷却水的流量，缩短冷却时间。然而，已判明了根据部位而产生所谓成型形状(弯曲）或淬 火特性的质量的偏差。这是因为，喷出孔附近和其周边的制冷剂的流动引起的冷却速度之 差，导致了冷却不均匀。即，因冷却速度之差而产生热应力，结果质量产生偏差。并且，发明 人进行进一步调查，最终发现以喷出孔为中心以圆环状冷却不均匀。这认为是，若从冷却起 初以规定喷出量喷出冷却水，则以将喷出孔为中心的同心圆形状发生繃沸或空气的卷入， 由此而发生冷却不均匀。因此，关于制冷剂的供给量，需要一些改善。
[0005]此外，关于热压成型方法中的制冷剂的供给控制，申请人之前提出了专利文献1的 热压成型方法。在此热压成型方法中，将被加热的厚钢板放置于急冷模具上，将急冷模具保 持于下止点，并向厚板钢板供给制冷剂来进行急冷，之后在将急冷模具保持于下止点的状 态下，控制制冷剂的供给。具体地，停止制冷剂的供给，经过规定时间之后，再次进行制冷剂 的供给，反复进行至少一次上述过程，或在中途暂时减少制冷剂的规定供给流量，经过规定 的时间之后，再次增加制冷剂的供给流量。
[0006] 然而，在专利文献1的热压成型方法中，成为对象的钢板为所谓的厚板，其目的也 在于，形成在钢板的厚度方向上改变了强度的成型部件。因此，通过该方法，在薄钢板的热 压成型中，无法改善在喷出孔附近和其周边发生的如上所述的冷却速度之差引起的冷却不 均匀所导致的钢板形状的变形及质量不均匀。
[0007] 现有技术文献
[0008] 专利文献
[0009] 专利文献1:日本特开2011-143437号公报
【发明内容】
[0010] 发明所要解决的问题
[0011] 本发明鉴于上述情况而提出，其目的在于，抑制对薄钢板进行热压成型时由冷却 不均匀引起的形状的变形及质量的偏差。
[0012] 用于解决问题的手段
[0013] 发明人进行锐意研究、实验的结果发现，冷却不均匀引起的形状的变形等的原因 在于，在制冷剂的喷出孔附近，快速地冷却，但在从上述喷出孔远离的位置，冷却速度变慢， 其结果产生温度的偏差。并且，新发现了这种偏差根据供给的制冷剂的流量变化而发生变 化。
[0014] 根据上述见解，本发明的一种薄钢板的热压成型的冷却方法，在对被加热的薄钢 板进行热压成型时，通过向与模具内部的供给路径相连通的该模具表面的喷出孔供给制冷 剂，来对该薄钢板进行冷却，其特征在于，在将上述被加热的薄钢板放置于模具并保持在下 止点的状态下，向上述喷出孔供给上述制冷剂来进行冷却时，在进行抑制了来自上述喷出 孔的制冷剂的每单位时间的喷出量的预冷却之后，增加每单位时间的喷出量来进行正式冷 却。
[0015] 并且，本发明的一种热压成型装置，在对被加热的薄钢板进行热压成型时，通过向 与模具内部的供给路径相连通的该模具表面的喷出孔供给制冷剂，来对上述薄钢板进行冷 却，其特征在于，上述热压成型装置在将上述被加热的薄钢板放置于模具并保持在下止点 的状态下，向上述喷出孔供给上述制冷剂来进行冷却时，在进行抑制了每单位时间的喷出 量的预冷却之后，增加来自上述喷出孔的制冷剂的每单位时间的喷出量来进行正式冷却。
[0016] 如上所述，通过进行抑制了每单位时间的喷出量的预冷却，能够抑制喷出孔附近 的过度的冷却。并且，通过进行抑制了每单位时间的喷出量的预冷却，能够抑制冷却起初的 繃沸或空气的卷入。因此，通过之后的正式冷却，能够实现对整个薄钢板的均匀的冷却。 [00 17]发明效果
[0018] 根据本发明，在对薄钢板进行热压成型时，能够抑制冷却不均匀引起的形状的变 形或质量的偏差。
【附图说明】
[0019] 图1为示意性地示出热压成型装置的结构的图。
[0020] 图2为示出喷出孔及吸引孔的配置的一例的图。
[0021] 图3为示意性地示出具有流量调整阀的热压成型装置的结构的图。
[0022] 图4为示出图1的热压成型装置的上侧模具位于下止点时的状态的图。
[0023]图5为示出冷却水的流量控制的一例的曲线图。
[0024] 图6为示出流量调整阀的开度为全闭的状态的图。
[0025] 图7为示出流量调整阀的开度为中间的状态的图。
[0026] 图8为示出流量调整阀的开度为全开的状态的图。
[0027] 图9为示意性地示出设有多个供给管的结构的图。
[0028]图10为示出流量调整阀的开度为45度的状态的图。
[0029] 图11为示出流量调整阀的开度为22.5度的状态的图。
[0030] 图12为示意性地示出具有能够调整流量的供给栗的热压成型装置的结构的图。 [0031 ]图13为示出成型品的形状的一例的图。
【具体实施方式】
[0032]以下，对本发明的实施方式进行说明。
[0033] 图1为示意性地示出本实施方式的热压成型装置1的结构的图。热压成型装置1具 有上侧模具(第一模具）11及下侧模具(第二模具）12,上述上侧模具(第一模具）11及下侧模 具(第二模具H2构成用于冲压成型钢板(薄钢板)K的冲压成型模具10。此外，薄钢板是指板 厚小于3mm的钢板。
[0034] 在本实施方式中，在下侧模具12的表面设置有一定高度的多个独立的凸部(未图 示），在下止点，在钢板K与下侧模具12之间形成有间隙。向该间隙供给作为制冷剂的冷却 水。上侧模具11通过升降机构(未图示）以规定的压力向铅垂方向自由升降。此外，钢板K通 过加热装置(未图示)预先被加热至规定的温度，例如700°C以上且1000°C以下的温度，并向 热压成型装置1输送。被输送的钢板基于设定于例如下侧模具12的规定位置的定位销(未图 示)放置于下侧模具12的规定位置。
[0035] 在下侧模具12作为配管连接有成为制冷剂的冷却水的供给管21和用于吸引剩余 的冷却水的吸引管31。供给管21用于通过供给栗22以规定压力向下侧 模具12内供给冷却 水。吸引管31用于通过吸引栗32向装置外部排出向下侧模具12与钢板K之间供给的冷却水。 [0036]供给栗22通过取水管24取出来自冷却水供给源23的冷却水。取水管24在供给栗22 的下游侧与供给管21相连接。供给管21在与取水管24相连接的连接部下游侧分支为第一分 支配管21a和第二分支配管21b。第一分支配管21a和第二分支配管21b成为向供给管21的多 个制冷剂的供给系统。在第一分支配管21a和第二分支配管21b上分别对应地设有响应性良 好的供给侧的开闭阀25、26。在开闭阀25、26的下游侧，第一分支配管21a和第二分支配管 21b重新汇合。供给管21经过形成于下侧模具12内的供给路径28而与设置于下侧模具12的 表面的多个喷出孔27相连通。
[0037]并且，在下侧模具12的表面设置有多个吸引孔33。吸引孔33经过形成于下侧模具 12内的吸引路径34而与吸引管31相连通。由吸引栗32吸引的冷却水从吸引管31经过排出管 35向排出部36排出。在吸引管31上设置有吸引侧的开闭阀37。
[0038] 供给侧的开闭阀25、26的开闭、及吸引侧的开闭阀37的开闭与上侧模具11的工作 一起被控制装置C控制。
[0039] 图2为示出形成于下侧模具12的喷出孔27及吸引孔33的配置的一例的图。此外，图 2中省略凸部。如图2所示，在下侧模具12的表面，直径Ds的喷出孔27以间隔I形成有多个。并 且，在处于矩形状的4个喷出孔27的中央形成有直径Da的吸引孔33。因此，在下侧模具12上 形成有大致相同数量的喷出孔27和吸引孔33。
[0040] 在本实施方式中，吸引孔33的直径Da大于喷出孔27的直径Ds。通过增大吸引孔33 的直径Da，即使在来自喷出孔27的喷出量增加的情况下，也能够不积存冷却后的冷却水地 从吸引孔33进行吸引。进而，通过增大吸引孔33的直径Da，即使从多个喷出孔27喷射的冷却 水集中在1个吸引孔33,也不会发生积存现象而从吸引孔33被吸引。
[0041]此外，在如上所述的实施方式的热压成型装置1中，将供给管21在中途分支为第一 分支配管21a和第二分支配管21b，在第一分支配管21a上设置有开闭阀25,在第二分支配管 21b上设置有开闭阀26,并且，吸引管31上也设置有开闭阀37,但不局限于此结构。
[0042]图3为示意性地示出热压成型装置41的结构的图。热压成型装置41中未使供给管 21分支，并且在供给管21上设置有能够根据阀的开度来调整流量的球阀等流量调整阀42， 在吸引管31上也同样地设置有流量调整阀43。像这样，也可使用流量调整阀来替代开闭阀。
[0043] 接着，对图1所示的热压成型装置1的工作例进行说明。
[0044] 首先，预先加热至例如900°C的钢板K通过交接装置(未图示)放置于下侧模具12的 规定位置。接着，如图4所示，上侧模具11 一边向铅垂下方压下钢板K一边下降至下止点，进 行钢板K的成型。此时，供给栗22、吸引栗32已正在工作。
[0045] 在上侧模具11 一边向铅垂下方压下钢板K 一边下降到了下止点的时间点上被保 持，首先，开闭阀25被开放，规定流量的冷却水从第一分支配管21a、供给管21向下侧模具12 内的供给路径28供给。因此，冷却水从喷出孔27向钢板K与下侧模具12表面之间的间隙喷出 供给(预冷却）。并且，吸引侧的开闭阀37也被开放。在此，当进行预冷却时，由于开闭阀26处 于关闭状态，因此来自喷出孔27的每单位时间的喷出量与后文中的正式冷却时相比被抑 制。向钢板K与下侧模具12之间的间隙供给的冷却水从钢板K夺取热量，一部分成为蒸汽，并 从上侧模具11与下侧模具12之间的间隙扩散。剩余的冷却水从吸引孔33经过吸引路径34， 并经由吸引管31向装置外部排出。
[0046] 接着，在经过规定时间后，开闭阀25保持开放的状态，供给侧的开闭阀26被开放。 因此，除了来自第一分支配管21a的冷却水，来自第二分支配管21b的冷却水也被供给，向供 给路径28供给的冷却水的流量增加。因此，与其相应地，来自喷出孔27的喷出的冷却水的每 单位时间的喷出量增加(正式冷却）。
[0047]接着，经过规定时间，钢板K被冷却至规定的温度之后，开闭阀25、26被关闭，并且 开闭阀37也被关闭。
[0048]此外，优选地，在如上所述的冷却工序中，预冷却的喷射量为I.OmL/秒?各喷出孔 ~3.OmL/秒?各喷出孔。并且，优选地，预冷却时只有开闭阀25处于开放状态时仅从第一分 支配管21a流过的流量与之后的正式冷却时将开闭阀25、26双方都开放来从第一分支配管 21a和第二分支配管21b双方流过的流量之比为1:5~2: 5。因此，优选地，预冷却时从喷出孔 27喷出的冷却水的每单位时间的喷出量与正式冷却时从喷出孔27喷出的冷却水的每单位 时间的喷出量之比为1:5~2:5。
[0049] 并且，优选地，预冷却时即仅从第一分支配管21a流过的时间与正式冷却时即从第 一分支配管21a和第二分支配管21b双方流过的时间之比为1:4~4:1。因此，优选地，预冷却 时间与正式冷却时间之比为1:4~4:1。在此，优选地，若将从开始冷却至停止冷却的合计时 间设定为T，则正式冷却时间从开始为T/5至4T/5。并且，优选地，正式冷却时间为1秒~4秒。
[0050] 通过这样的冷却水的流量控制，能够实现在冷却起初将来自喷出孔27的冷却水的 供给量设为仅来自第一分支配管21a的流量的预冷却、以及接着从第一分支配管21a和第二 分支配管21b双方供给冷却水的正式冷却。因此，可进行抑制每单位时间的喷出量的预冷 却。通过进行预冷却，在冷却起初的喷出孔附近可抑制急剧的冷却，通过逐渐地进行冷却， 可减小喷出孔附近和远离喷出孔的位置之间的温度差。并且，通过逐渐地进行冷却，可抑制 冷却起初的繃沸及空气的卷入。
[0051]因此，可抑制由温度不均匀引起的钢板的形状的变形及质量不均匀。
[0052]接着，参照图5,对本实施方式的热压成型装置1、41的冷却水的喷出量控制例进行 说明。图5示出的是以往方式、阶段式方式及连续式方式中的各喷出量的变动。
[0053] 在以往方式中，从冷却水的供给起初至停止为止的期间，维持相同的喷出量。所谓 阶段式方式是指图1的热压成型装置1的工作例。所谓连续式方式是指图3的热压成型装置 41的工作例。
[0054] 如图5所示，在阶段式方式（图1的热压成型装置1)中，从在下止点（图5的曲线图中 的横轴的〇.〇位置)处的冷却开始时至1秒为止期间仅开放开闭阀25,并以2mL/秒·各喷出 孔的喷出量进行供给(预冷却）。之后至2秒为止期间，开闭阀26也开放，以合计7mL/秒?各 喷出孔的喷出量进行供给(正式冷却）。
[0055]并且，在连续式方式（图3的热压成型装置41)中，控制流量调整阀42,使得从冷却 开始时至0.8秒为止期间以1.5mL/秒·各喷出孔的喷出量进行供给(预冷却）。之后，从经过 了 0.8秒的时间点开始逐渐增大流量调整阀42的开度，来使流量增大，至1.4秒为止期间逐 渐地增大开度。之后至1.8秒为止，以最大开度且以8.OmL/秒·各喷出孔的喷出量进行供给 (正式冷却） 。之后，逐渐地关闭流量调整阀42，并在2.0秒的时间点关闭流量调整阀42。 [0056]此外，作为可实现连续式方式的喷射量控制的流量调整阀42，可使用如图6至图8 所示的可自由调整阀体44的开度的调整阀。
[0057]图6示出阀体44为全闭的状态。图7示出阀体44为全闭与全开之间的中间的状态。 图8示出阀体44为全开的状态。流量调整阀42由控制装置C控制。控制装置C通过角度检测传 感器(未图示)等检测阀体44的开度。如图6至图8所示，控制装置C可例如通过箭头45等来表 示检测到的开度。并且，控制装置C通过电动马达等阀开闭驱动机构（未图示)开闭阀体44。 具体地，控制装置C基于冷却时间和阀体44的开度建立关联而存储的程序来开闭阀体44,由 此能够实现图5的连续式方式的喷出量控制。
[0058]通过这样使用可连续性地调整流量的流量调整阀42，可使预冷却开始时的冷却水 的喷出及喷出量从预冷却向正式冷却的过渡缓慢进行。并且，通过由控制装置C基于程序来 进行喷出量控制，仅变更程序就能够将图5的连续式方式的喷出量模式设定为任意模式。因 此，可精细地调整钢板的形状的变形、质量不均匀。
[0059] 并且，不局限于设置1个流量调整阀42的情况，也可以如图9所示，将向模具的供给 管21并列设置多个，针对每个供给管21设置流量调整阀42a、42b。在此情况下，能够对每个 供给管21进行流量调整，尤其，在大型模具的情况下，能够针对模具的各部位将连续式方式 的喷出量模式设定为任意模式。例如，如图I〇所示，在流量调整阀42a中，将阀体44的开度设 定为45度，如图11所示，在流量调整阀42b中，将阀体44的开度设定为22.5度，从而能够针对 每个供给管21改变冷却水的喷出量。因此，即使在用大型的模具进行冲压成型的情况下，也 能够抑制模具的各部位因形状不同而发生的冷却(淬火)特性的差异。并且，能够有意识地 使冷却水的喷出量差生差异，来对模具的各部位设定不同的冷却(淬火)特性。
[0060] 并且，也可以通过使设置于与模具内部的供给路径相连通的冷却水的供给管的多 个流量调整阀的开闭速度同步或有意识地存在差异，来使模具整体的冷却水的喷出量均 匀。在此情况下，控制装置C控制多个流量调整阀。
[0061] 并且，在小型的模具的情况下，如图12所示，可使用能够调整供给流量的流量调整 型供给栗46及能够调整吸引流量的流量调整型吸引栗47。通过利用流量调整型供给栗46， 可进行与流量调整阀同样的流量调整。流量调整型供给栗46及流量调整型吸引栗47例如可 使用能够通过逆变器控制来改变栗的转速的栗。此种情况下，控制装置C控制栗的转速。
[0062] 如上所述，阶段式方式（图1的热压成型装置1)、连续式方式（图3的热压成型装置 41)都能够抑制因冷却起初的喷出孔附近的急剧的冷却引起的温度不均匀所导致的钢板形 状的变形、质量不均匀。
[0063] 此外，在如上所述的实施方式中，对作为制冷剂使用水等冷却水的情况进行了说 明，但不局限于此。即，制冷剂也可使用气体、蒸汽及气体中以雾状混合了水的气液混合体。
[0064] 以下，对利用图1的热压成型装置1的实验例进行说明。
[0065] 在此，作为实验条件，钢板使用了板厚为1.4mm的镀铝钢板，上述镀铝钢板由化学 成分为0.22质量百分比的C、1.2质量百分比的Μη、0.2质量百分比的Cr、0.002质量百分比的 B、剩余部分为铁及无法避免的杂质构成。并且，将钢板加热至900°C之后，以250°C为目标温 度进行了冷却。
[0066]制冷剂使用了温度为5°C至25°C的冷却水（自来水或工业用水）。
[0067] 基于冲压成型的成型品的形状将汽车的骨架部件中的截面刚性低的部件作为对 象。具体地，如图13所示，成型品为具有向外凸缘的截面帽型的成型品51，长度L设定为 400mm、宽度WL设定为140mm、高度H设定为30mm，帽型的宽度Wh设定为70mm。
[0068] 并且，在下侧模具12中，将喷出孔27的间隔I设定为30mm、将喷出孔27的直径Ds设 定为1mm、将吸引孔33的直径Da设定为4mm。并且，将凸部的高度(从模具表面至凸部的顶面 的距离)设定为0.5mm。
[0069] 使冷却水的每单位时间的喷出量按预冷却和正式冷却两个阶段变更。即，从冷却 起初至经过规定时间之前为止，仅开放开闭阀25来进行抑制了每单位时间的喷出量的预冷 却。之后，将开闭阀26也开放来使每单位时间的喷出量增加来进行了正式冷却。
[0070] 在实验例中，预冷却的喷出量与正式冷却的喷出量的比例以7种模式进行了冷却。 具体地，如表1所示，设定如下："预冷却:正式冷却为0.4:2"、"预冷却:正式冷却为1:5"、"预 冷却：正式冷却为2:5"、"预冷却:正式冷却为2:10"、"预冷却:正式冷却为3:10"、"预冷却： 正式冷却为3:15"及"预冷却：正式冷却为4:10"。在此，例如，"预冷却：正式冷却为0.4:2"表 不预冷却的喷出量为0.4mL/秒?各喷出孔，正式冷却的喷出量为2mL/秒?各喷出孔。
[0071 ]并且，在可取得高生产率的效果的5秒钟以下的范围内，将喷出时间即基于冷却水 的冷却时间设定为2秒~5秒。
[0072]在实验例中，将喷出时间设定为5秒，预冷却时间与正式冷却时间的比例以1秒钟 为单位进行变更，并以6种模式进行了冷却。具体地，如表1中所示，设定如下："预冷却时间 为0秒、正式冷却时间为5秒"、"预冷却时间为1秒、正式冷却时间为4秒"、"预冷却时间为2 秒、正式冷却时间为3秒"、"预冷却时间为3秒、冷却时间为2秒"、"预冷却时间为4秒、正式冷 却时间为1秒"、"预冷却时间为5秒、正式冷却时间为0秒"。在此，"预冷却时间为0秒、正式冷 却时间为5秒"表示未进行预冷却，而从冷却开始时间点至结束时间点仅进行了正式冷却。 即，以图5的以往方式进行了冷却。并且，"预冷却时间为1秒、正式冷却时间为4秒"表示进行 了预冷却时间为1秒，正式冷却时间为4秒。并且，"预冷却时间为5秒、正式冷却时间为0秒" 表示以预冷却的状态进行了5秒钟的冷却。即，以图5的以往方式仅仅使喷出量降低。
[0073]利用改变预冷却的喷出量与正式冷却的喷出量的比例的7种模式和改变预冷却时 间与正式冷却时间的比例的6种模式，分别测定了成型品的形状精度，并在表1中示出了结 果。
[0076] 在此，表1中示出的"▲"表示由冷却不足引起的形状精度不良。并且，"▼"表示由 急冷却引起的形状精度不良。"Λ"表示虽为冷却不足，但可分出形成精度的好坏。"▽"表示 虽为急冷却，但可分出形状精度的好坏。"〇"表示因冷却良好而形状精度良好。" ◎"表示因 冷却良好而形状精度稳定地良好。在此，所谓形状精度良好是指在成型品的所有位置上，目 标尺寸精度为±〇. 5mm以下。并且，所谓形状精度稳定地良好是指在成型品的所有位置上， 目标尺寸精度为±〇.4mm以下。另一方面，所谓形状精度不良是指在成型品的至少一部分 上，目标尺寸精度超过±0.5mm。并且，所谓可分出形状精度的好坏是指，在成型品中至少一 部分上，目标尺寸精度超过± 〇. 5mm，但超过的部位明确，可根据成型品的用途来使用。< br>[0077] 从表1中示出的结果来看，截面刚性低的部件中，在预冷却的喷射量为0.4mL/秒· 各喷出孔及4mL/秒·各喷出孔时未取得稳定区域。即，为了防止形状精度不良，优选地，将 预冷却的每单位时间的喷出量设定为ImL/秒?各喷出孔~3mL/秒?各喷出孔。此时，优选 地，预冷却的每单位时间的喷出量与正式冷却的每单位时间的喷出量之比设定为1:5~2: 5〇
[0078] 并且，在变更了预冷却时间与正式冷却时间的比例的情况下，预冷却时间为0秒， 正式冷却时间为0秒时，未取得稳定区域。即，为了防止形状精度不良，优选地，预冷却时间 与正式冷却时间之比设定为1:4~4:1。即，优选地，若将冷却开始后至停止冷却水供给的合 计时间设定为T，则在从开始至T/54T/5进行预冷却。
[0079] 并且，除了如上所述的优选的冷却条件，进而若将预冷却时间与正式冷却时间之 比设定为2:3~3:2,则可使取得的成型品的形状精度全部为良好。即，为了使形状精度良 好，优选地，将预冷却时间与正式冷却时间之比设定为2:3~3:2。
[0080] 要想适用如上所述的优选的冷却条件，更优选如下条件。即，钢板优选为为了防止 加热时生锈而实施了镀覆处理的铝系镀覆薄钢板或镀锌薄钢板。优选地，板厚为用于汽车 部件的Imm至2mm的薄钢板。并且，为了进行淬火(进行急冷来生成马氏体组织），钢板的温度 优选加热为不析出铁素体组织的温度(例如为700°C)以上且1000°C以下。并且，制冷剂优选 为可比较容易取得的水，温度优选为常温的5°C至25°C。并且，为了使喷出的冷却水扩散，喷 出时间即预冷却时间与正式冷却时间之和优选为2秒以上，为了取得高生产率的效果，优选 为5秒以下。此外，为了使预冷却的每单位时间的喷出量设定为ImL/秒~3mL/秒，喷出孔27 的直径Ds优选设定为1mm~4mm。
[0081] 此外，对于截面刚性高的部件而言，可预期"▲"、"▼"、"Λ"或"▽"变更为"〇"或 "◎"，稳定区域扩张。并且，截面刚性高的部件中，虽然未在表1中记载，但通过实验确认了 可将喷出时间缩短至2秒。
[0082] 以上，说明了本发明的优选的实施方式，但本发明不局限于如上所述的实施方式。 只要是本发明所属技术领域的普通技术人员，就可在发明要求保护范围中记载的思想的范 围内，想到各种变更例或修改例，它们显然也属于本发明的技术范围。
[0083]例如，在如上所述的实施方式中，说明了下侧模具12上设置有喷出孔27和吸引孔 33的情况，但不局限于这种情况，也可以为上侧模具11及下侧模具12的至少一个模具上设 置有喷出孔27和吸引孔33的结构。
[0084]并且，在如上所述的实施方式中，说明了形成有多个喷出孔27的情况，但不局限于 此，根据成型品的大小，也可以为一个喷出孔27。
[0085] 工业上的可利用性
[0086]本发明在对薄钢板进行热压成型时有用。
【主权项】
1. 一种薄钢板的热压成型的冷却方法，在对被加热的薄钢板进行热压成型时，通过向 与模具内部的供给路径相连通的模具表面的喷出孔供给制冷剂，来对该薄钢板进行冷却， 其特征在于， 在将上述被加热的薄钢板放置于模具并保持在下止点的状态下，向上述喷出孔供给上 述制冷剂来进行冷却时，在进行抑制了来自上述喷出孔的制冷剂的每单位时间的喷出量的 预冷却之后，增加每单位时间的喷出量来进行正式冷却。2. 根据权利要求1所述的薄钢板的热压成型的冷却方法，其特征在于， 预冷却时的每单位时间的喷出量为lmL~3mL， 预冷却时的来自喷出孔的制冷剂的每单位时间的喷出量与正式冷却时的来自喷出孔 的制冷剂的每单位时间的喷出量之比为1:5~2:5， 预冷却时间与正式冷却时间之比为1:4~4:1。3. 根据权利要求2所述的薄钢板的热压成型的冷却方法，其特征在于， 进一步，预冷却时间与正式冷却时间之比为2:3~3:2。4. 根据权利要求2或3所述的薄钢板的热压成型的冷却方法，其特征在于， 进一步，上述薄钢板是板厚为1mm~2mm的错系镀覆薄钢板或镀锌薄钢板，在预冷却之 前被加热至700°C~1000°C， 上述制冷剂为5°C~25°C的水， 将上述预冷却时间和上述正式冷却时间相加起来的冷却时间为2秒~5秒。5. -种热压成型装置，在对被加热的薄钢板进行热压成型时，通过向与模具内部的供 给路径相连通的模具表面的喷出孔供给制冷剂，来对上述薄钢板进行冷却，其特征在于， 上述热压成型装置在将上述被加热的薄钢板放置于模具并保持在下止点的状态下，向 上述喷出孔供给上述制冷剂来进行冷却时，在进行抑制了每单位时间的喷出量的预冷却之 后，增加来自上述喷出孔的制冷剂的每单位时间的喷出量来进行正式冷却。6. 根据权利要求5所述的热压成型装置，其特征在于， 将预冷却时的每单位时间的喷出量设定为lmL~3mL， 将预冷却时的来自喷出孔喷出的制冷剂的每单位时间的喷出量与正式冷却时的来自 喷出孔的制冷剂的每单位时间的喷出量之比设定为1:5~2:5， 将预冷却时间与正式冷却时间之比设定为1:4~4:1。7. 根据权利要求6所述的薄钢板的热压成型装置，其特征在于， 进一步，将预冷却时间与正式冷却时间之比设定为2:3~3:2。8. 根据权利要求6或7所述的薄钢板的热压成型装置，其特征在于， 进一步，上述薄钢板是板厚为1mm~2mm的错系镀覆薄钢板或镀锌薄钢板，在预冷却之 前被加热至700°C~1000°C， 上述制冷剂为5°C~25°C的水， 将上述预冷却时间和上述正式冷却时间相加起来的冷却时间为2秒~5秒。9. 根据权利要求5至8中任一项所述的薄钢板的热压成型装置，其特征在于， 在上述模具表面上，在处于矩形状的4个上述喷出孔的中央形成有吸引孔， 上述吸引孔的直径大于上述喷出孔的直径。10. 根据权利要求5至9中任一项所述的薄钢板的热压成型装置，其特征在于， 在与上述模具内部的供给路径相连通的制冷剂的供给管上，连接有多个制冷剂的供给 系统，在各供给系统上设置有开闭阀。11. 根据权利要求5至9中任一项所述的薄钢板的热压成型装置，其特征在于， 在与上述模具内部的供给路径相连通的制冷剂的供给管上，设置有流量调整阀。12. 根据权利要求5至9中任一项所述的薄钢板的热压成型装置，其特征在于， 在与上述模具内部的供给路径相连通的制冷剂的供给管上，设置有能够调整流量的供 给栗。
【专利摘要】当对薄钢板(K)进行热压成型时，通过向与下侧模具(12)内部的供给路径(28)相连通的喷出孔(27)供给制冷剂，来对薄钢板(K)进行冷却时，在进行抑制了来自喷出孔(27)的制冷剂的每单位时间的喷出量的预冷却之后，增加每单位时间的喷出量来进行正式冷却。
【IPC分类】B21D22/20, B21D24/00
【公开号】CN105492135
【申请号】CN201480048321
【发明人】福地弘, 野村成彦, 濑户厚司
【申请人】新日铁住金株式会社
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2014年9月11日
【公告号】CA2919823A1, EP3045236A1, US20160167101, WO2015037657A1
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及薄钢板的热压成型的冷却方法及热压成型装置。
【背景技术】
[0002] 近年来，作为使用高张力钢板的汽车部件材料等的钢板成型方法，采用热压成型。 热压成型通过在高温下对钢板进行冲压成型，来在变形阻力低的阶段成型，并进行基于急 冷的淬火固化，因而能够不产生成型后的变形等成型不良地以高强度取得形状精度高的部 件等。
[0003] 在热压成型中，向模具供给预先利用加热炉加热至规定温度的钢板，在利用放置 于拉模(Dice)上或内置于模具中的升降器等夹具上升的状态下，将冲头下降至下止点，在 钢板与模具之间，供给例如水等制冷剂来急速地进行冷却。为此，在模具的表面设置一定高 度的多个独立的凸部，并且与设置于模具表面的多处的制冷剂的喷出孔相连通的水的流路 和用于吸引所供给的水的流路设置于模具的内部。以往的薄钢板的热压成型的冷却方法 中，流过冷却水来进行冷却的期间维持相同的流量，因此在冷却时间中，从各喷出孔喷出相 同的喷出量。
[0004] 当使用这种结构的模具来进行热压成型时，为了进一步提高生产率，可以考虑增 加冷却水的流量，缩短冷却时间。然而，已判明了根据部位而产生所谓成型形状(弯曲）或淬 火特性的质量的偏差。这是因为，喷出孔附近和其周边的制冷剂的流动引起的冷却速度之 差，导致了冷却不均匀。即，因冷却速度之差而产生热应力，结果质量产生偏差。并且，发明 人进行进一步调查，最终发现以喷出孔为中心以圆环状冷却不均匀。这认为是，若从冷却起 初以规定喷出量喷出冷却水，则以将喷出孔为中心的同心圆形状发生繃沸或空气的卷入， 由此而发生冷却不均匀。因此，关于制冷剂的供给量，需要一些改善。
[0005]此外，关于热压成型方法中的制冷剂的供给控制，申请人之前提出了专利文献1的 热压成型方法。在此热压成型方法中，将被加热的厚钢板放置于急冷模具上，将急冷模具保 持于下止点，并向厚板钢板供给制冷剂来进行急冷，之后在将急冷模具保持于下止点的状 态下，控制制冷剂的供给。具体地，停止制冷剂的供给，经过规定时间之后，再次进行制冷剂 的供给，反复进行至少一次上述过程，或在中途暂时减少制冷剂的规定供给流量，经过规定 的时间之后，再次增加制冷剂的供给流量。
[0006] 然而，在专利文献1的热压成型方法中，成为对象的钢板为所谓的厚板，其目的也 在于，形成在钢板的厚度方向上改变了强度的成型部件。因此，通过该方法，在薄钢板的热 压成型中，无法改善在喷出孔附近和其周边发生的如上所述的冷却速度之差引起的冷却不 均匀所导致的钢板形状的变形及质量不均匀。
[0007] 现有技术文献
[0008] 专利文献
[0009] 专利文献1:日本特开2011-143437号公报
【发明内容】
[0010] 发明所要解决的问题
[0011] 本发明鉴于上述情况而提出，其目的在于，抑制对薄钢板进行热压成型时由冷却 不均匀引起的形状的变形及质量的偏差。
[0012] 用于解决问题的手段
[0013] 发明人进行锐意研究、实验的结果发现，冷却不均匀引起的形状的变形等的原因 在于，在制冷剂的喷出孔附近，快速地冷却，但在从上述喷出孔远离的位置，冷却速度变慢， 其结果产生温度的偏差。并且，新发现了这种偏差根据供给的制冷剂的流量变化而发生变 化。
[0014] 根据上述见解，本发明的一种薄钢板的热压成型的冷却方法，在对被加热的薄钢 板进行热压成型时，通过向与模具内部的供给路径相连通的该模具表面的喷出孔供给制冷 剂，来对该薄钢板进行冷却，其特征在于，在将上述被加热的薄钢板放置于模具并保持在下 止点的状态下，向上述喷出孔供给上述制冷剂来进行冷却时，在进行抑制了来自上述喷出 孔的制冷剂的每单位时间的喷出量的预冷却之后，增加每单位时间的喷出量来进行正式冷 却。
[0015] 并且，本发明的一种热压成型装置，在对被加热的薄钢板进行热压成型时，通过向 与模具内部的供给路径相连通的该模具表面的喷出孔供给制冷剂，来对上述薄钢板进行冷 却，其特征在于，上述热压成型装置在将上述被加热的薄钢板放置于模具并保持在下止点 的状态下，向上述喷出孔供给上述制冷剂来进行冷却时，在进行抑制了每单位时间的喷出 量的预冷却之后，增加来自上述喷出孔的制冷剂的每单位时间的喷出量来进行正式冷却。
[0016] 如上所述，通过进行抑制了每单位时间的喷出量的预冷却，能够抑制喷出孔附近 的过度的冷却。并且，通过进行抑制了每单位时间的喷出量的预冷却，能够抑制冷却起初的 繃沸或空气的卷入。因此，通过之后的正式冷却，能够实现对整个薄钢板的均匀的冷却。 [00 17]发明效果
[0018] 根据本发明，在对薄钢板进行热压成型时，能够抑制冷却不均匀引起的形状的变 形或质量的偏差。
【附图说明】
[0019] 图1为示意性地示出热压成型装置的结构的图。
[0020] 图2为示出喷出孔及吸引孔的配置的一例的图。
[0021] 图3为示意性地示出具有流量调整阀的热压成型装置的结构的图。
[0022] 图4为示出图1的热压成型装置的上侧模具位于下止点时的状态的图。
[0023]图5为示出冷却水的流量控制的一例的曲线图。
[0024] 图6为示出流量调整阀的开度为全闭的状态的图。
[0025] 图7为示出流量调整阀的开度为中间的状态的图。
[0026] 图8为示出流量调整阀的开度为全开的状态的图。
[0027] 图9为示意性地示出设有多个供给管的结构的图。
[0028]图10为示出流量调整阀的开度为45度的状态的图。
[0029] 图11为示出流量调整阀的开度为22.5度的状态的图。
[0030] 图12为示意性地示出具有能够调整流量的供给栗的热压成型装置的结构的图。 [0031 ]图13为示出成型品的形状的一例的图。
【具体实施方式】
[0032]以下，对本发明的实施方式进行说明。
[0033] 图1为示意性地示出本实施方式的热压成型装置1的结构的图。热压成型装置1具 有上侧模具(第一模具）11及下侧模具(第二模具）12,上述上侧模具(第一模具）11及下侧模 具(第二模具H2构成用于冲压成型钢板(薄钢板)K的冲压成型模具10。此外，薄钢板是指板 厚小于3mm的钢板。
[0034] 在本实施方式中，在下侧模具12的表面设置有一定高度的多个独立的凸部(未图 示），在下止点，在钢板K与下侧模具12之间形成有间隙。向该间隙供给作为制冷剂的冷却 水。上侧模具11通过升降机构(未图示）以规定的压力向铅垂方向自由升降。此外，钢板K通 过加热装置(未图示)预先被加热至规定的温度，例如700°C以上且1000°C以下的温度，并向 热压成型装置1输送。被输送的钢板基于设定于例如下侧模具12的规定位置的定位销(未图 示)放置于下侧模具12的规定位置。
[0035] 在下侧模具12作为配管连接有成为制冷剂的冷却水的供给管21和用于吸引剩余 的冷却水的吸引管31。供给管21用于通过供给栗22以规定压力向下侧 模具12内供给冷却 水。吸引管31用于通过吸引栗32向装置外部排出向下侧模具12与钢板K之间供给的冷却水。 [0036]供给栗22通过取水管24取出来自冷却水供给源23的冷却水。取水管24在供给栗22 的下游侧与供给管21相连接。供给管21在与取水管24相连接的连接部下游侧分支为第一分 支配管21a和第二分支配管21b。第一分支配管21a和第二分支配管21b成为向供给管21的多 个制冷剂的供给系统。在第一分支配管21a和第二分支配管21b上分别对应地设有响应性良 好的供给侧的开闭阀25、26。在开闭阀25、26的下游侧，第一分支配管21a和第二分支配管 21b重新汇合。供给管21经过形成于下侧模具12内的供给路径28而与设置于下侧模具12的 表面的多个喷出孔27相连通。
[0037]并且，在下侧模具12的表面设置有多个吸引孔33。吸引孔33经过形成于下侧模具 12内的吸引路径34而与吸引管31相连通。由吸引栗32吸引的冷却水从吸引管31经过排出管 35向排出部36排出。在吸引管31上设置有吸引侧的开闭阀37。
[0038] 供给侧的开闭阀25、26的开闭、及吸引侧的开闭阀37的开闭与上侧模具11的工作 一起被控制装置C控制。
[0039] 图2为示出形成于下侧模具12的喷出孔27及吸引孔33的配置的一例的图。此外，图 2中省略凸部。如图2所示，在下侧模具12的表面，直径Ds的喷出孔27以间隔I形成有多个。并 且，在处于矩形状的4个喷出孔27的中央形成有直径Da的吸引孔33。因此，在下侧模具12上 形成有大致相同数量的喷出孔27和吸引孔33。
[0040] 在本实施方式中，吸引孔33的直径Da大于喷出孔27的直径Ds。通过增大吸引孔33 的直径Da，即使在来自喷出孔27的喷出量增加的情况下，也能够不积存冷却后的冷却水地 从吸引孔33进行吸引。进而，通过增大吸引孔33的直径Da，即使从多个喷出孔27喷射的冷却 水集中在1个吸引孔33,也不会发生积存现象而从吸引孔33被吸引。
[0041]此外，在如上所述的实施方式的热压成型装置1中，将供给管21在中途分支为第一 分支配管21a和第二分支配管21b，在第一分支配管21a上设置有开闭阀25,在第二分支配管 21b上设置有开闭阀26,并且，吸引管31上也设置有开闭阀37,但不局限于此结构。
[0042]图3为示意性地示出热压成型装置41的结构的图。热压成型装置41中未使供给管 21分支，并且在供给管21上设置有能够根据阀的开度来调整流量的球阀等流量调整阀42， 在吸引管31上也同样地设置有流量调整阀43。像这样，也可使用流量调整阀来替代开闭阀。
[0043] 接着，对图1所示的热压成型装置1的工作例进行说明。
[0044] 首先，预先加热至例如900°C的钢板K通过交接装置(未图示)放置于下侧模具12的 规定位置。接着，如图4所示，上侧模具11 一边向铅垂下方压下钢板K一边下降至下止点，进 行钢板K的成型。此时，供给栗22、吸引栗32已正在工作。
[0045] 在上侧模具11 一边向铅垂下方压下钢板K 一边下降到了下止点的时间点上被保 持，首先，开闭阀25被开放，规定流量的冷却水从第一分支配管21a、供给管21向下侧模具12 内的供给路径28供给。因此，冷却水从喷出孔27向钢板K与下侧模具12表面之间的间隙喷出 供给(预冷却）。并且，吸引侧的开闭阀37也被开放。在此，当进行预冷却时，由于开闭阀26处 于关闭状态，因此来自喷出孔27的每单位时间的喷出量与后文中的正式冷却时相比被抑 制。向钢板K与下侧模具12之间的间隙供给的冷却水从钢板K夺取热量，一部分成为蒸汽，并 从上侧模具11与下侧模具12之间的间隙扩散。剩余的冷却水从吸引孔33经过吸引路径34， 并经由吸引管31向装置外部排出。
[0046] 接着，在经过规定时间后，开闭阀25保持开放的状态，供给侧的开闭阀26被开放。 因此，除了来自第一分支配管21a的冷却水，来自第二分支配管21b的冷却水也被供给，向供 给路径28供给的冷却水的流量增加。因此，与其相应地，来自喷出孔27的喷出的冷却水的每 单位时间的喷出量增加(正式冷却）。
[0047]接着，经过规定时间，钢板K被冷却至规定的温度之后，开闭阀25、26被关闭，并且 开闭阀37也被关闭。
[0048]此外，优选地，在如上所述的冷却工序中，预冷却的喷射量为I.OmL/秒?各喷出孔 ~3.OmL/秒?各喷出孔。并且，优选地，预冷却时只有开闭阀25处于开放状态时仅从第一分 支配管21a流过的流量与之后的正式冷却时将开闭阀25、26双方都开放来从第一分支配管 21a和第二分支配管21b双方流过的流量之比为1:5~2: 5。因此，优选地，预冷却时从喷出孔 27喷出的冷却水的每单位时间的喷出量与正式冷却时从喷出孔27喷出的冷却水的每单位 时间的喷出量之比为1:5~2:5。
[0049] 并且，优选地，预冷却时即仅从第一分支配管21a流过的时间与正式冷却时即从第 一分支配管21a和第二分支配管21b双方流过的时间之比为1:4~4:1。因此，优选地，预冷却 时间与正式冷却时间之比为1:4~4:1。在此，优选地，若将从开始冷却至停止冷却的合计时 间设定为T，则正式冷却时间从开始为T/5至4T/5。并且，优选地，正式冷却时间为1秒~4秒。
[0050] 通过这样的冷却水的流量控制，能够实现在冷却起初将来自喷出孔27的冷却水的 供给量设为仅来自第一分支配管21a的流量的预冷却、以及接着从第一分支配管21a和第二 分支配管21b双方供给冷却水的正式冷却。因此，可进行抑制每单位时间的喷出量的预冷 却。通过进行预冷却，在冷却起初的喷出孔附近可抑制急剧的冷却，通过逐渐地进行冷却， 可减小喷出孔附近和远离喷出孔的位置之间的温度差。并且，通过逐渐地进行冷却，可抑制 冷却起初的繃沸及空气的卷入。
[0051]因此，可抑制由温度不均匀引起的钢板的形状的变形及质量不均匀。
[0052]接着，参照图5,对本实施方式的热压成型装置1、41的冷却水的喷出量控制例进行 说明。图5示出的是以往方式、阶段式方式及连续式方式中的各喷出量的变动。
[0053] 在以往方式中，从冷却水的供给起初至停止为止的期间，维持相同的喷出量。所谓 阶段式方式是指图1的热压成型装置1的工作例。所谓连续式方式是指图3的热压成型装置 41的工作例。
[0054] 如图5所示，在阶段式方式（图1的热压成型装置1)中，从在下止点（图5的曲线图中 的横轴的〇.〇位置)处的冷却开始时至1秒为止期间仅开放开闭阀25,并以2mL/秒·各喷出 孔的喷出量进行供给(预冷却）。之后至2秒为止期间，开闭阀26也开放，以合计7mL/秒?各 喷出孔的喷出量进行供给(正式冷却）。
[0055]并且，在连续式方式（图3的热压成型装置41)中，控制流量调整阀42,使得从冷却 开始时至0.8秒为止期间以1.5mL/秒·各喷出孔的喷出量进行供给(预冷却）。之后，从经过 了 0.8秒的时间点开始逐渐增大流量调整阀42的开度，来使流量增大，至1.4秒为止期间逐 渐地增大开度。之后至1.8秒为止，以最大开度且以8.OmL/秒·各喷出孔的喷出量进行供给 (正式冷却） 。之后，逐渐地关闭流量调整阀42，并在2.0秒的时间点关闭流量调整阀42。 [0056]此外，作为可实现连续式方式的喷射量控制的流量调整阀42，可使用如图6至图8 所示的可自由调整阀体44的开度的调整阀。
[0057]图6示出阀体44为全闭的状态。图7示出阀体44为全闭与全开之间的中间的状态。 图8示出阀体44为全开的状态。流量调整阀42由控制装置C控制。控制装置C通过角度检测传 感器(未图示)等检测阀体44的开度。如图6至图8所示，控制装置C可例如通过箭头45等来表 示检测到的开度。并且，控制装置C通过电动马达等阀开闭驱动机构（未图示)开闭阀体44。 具体地，控制装置C基于冷却时间和阀体44的开度建立关联而存储的程序来开闭阀体44,由 此能够实现图5的连续式方式的喷出量控制。
[0058]通过这样使用可连续性地调整流量的流量调整阀42，可使预冷却开始时的冷却水 的喷出及喷出量从预冷却向正式冷却的过渡缓慢进行。并且，通过由控制装置C基于程序来 进行喷出量控制，仅变更程序就能够将图5的连续式方式的喷出量模式设定为任意模式。因 此，可精细地调整钢板的形状的变形、质量不均匀。
[0059] 并且，不局限于设置1个流量调整阀42的情况，也可以如图9所示，将向模具的供给 管21并列设置多个，针对每个供给管21设置流量调整阀42a、42b。在此情况下，能够对每个 供给管21进行流量调整，尤其，在大型模具的情况下，能够针对模具的各部位将连续式方式 的喷出量模式设定为任意模式。例如，如图I〇所示，在流量调整阀42a中，将阀体44的开度设 定为45度，如图11所示，在流量调整阀42b中，将阀体44的开度设定为22.5度，从而能够针对 每个供给管21改变冷却水的喷出量。因此，即使在用大型的模具进行冲压成型的情况下，也 能够抑制模具的各部位因形状不同而发生的冷却(淬火)特性的差异。并且，能够有意识地 使冷却水的喷出量差生差异，来对模具的各部位设定不同的冷却(淬火)特性。
[0060] 并且，也可以通过使设置于与模具内部的供给路径相连通的冷却水的供给管的多 个流量调整阀的开闭速度同步或有意识地存在差异，来使模具整体的冷却水的喷出量均 匀。在此情况下，控制装置C控制多个流量调整阀。
[0061] 并且，在小型的模具的情况下，如图12所示，可使用能够调整供给流量的流量调整 型供给栗46及能够调整吸引流量的流量调整型吸引栗47。通过利用流量调整型供给栗46， 可进行与流量调整阀同样的流量调整。流量调整型供给栗46及流量调整型吸引栗47例如可 使用能够通过逆变器控制来改变栗的转速的栗。此种情况下，控制装置C控制栗的转速。
[0062] 如上所述，阶段式方式（图1的热压成型装置1)、连续式方式（图3的热压成型装置 41)都能够抑制因冷却起初的喷出孔附近的急剧的冷却引起的温度不均匀所导致的钢板形 状的变形、质量不均匀。
[0063] 此外，在如上所述的实施方式中，对作为制冷剂使用水等冷却水的情况进行了说 明，但不局限于此。即，制冷剂也可使用气体、蒸汽及气体中以雾状混合了水的气液混合体。
[0064] 以下，对利用图1的热压成型装置1的实验例进行说明。
[0065] 在此，作为实验条件，钢板使用了板厚为1.4mm的镀铝钢板，上述镀铝钢板由化学 成分为0.22质量百分比的C、1.2质量百分比的Μη、0.2质量百分比的Cr、0.002质量百分比的 B、剩余部分为铁及无法避免的杂质构成。并且，将钢板加热至900°C之后，以250°C为目标温 度进行了冷却。
[0066]制冷剂使用了温度为5°C至25°C的冷却水（自来水或工业用水）。
[0067] 基于冲压成型的成型品的形状将汽车的骨架部件中的截面刚性低的部件作为对 象。具体地，如图13所示，成型品为具有向外凸缘的截面帽型的成型品51，长度L设定为 400mm、宽度WL设定为140mm、高度H设定为30mm，帽型的宽度Wh设定为70mm。
[0068] 并且，在下侧模具12中，将喷出孔27的间隔I设定为30mm、将喷出孔27的直径Ds设 定为1mm、将吸引孔33的直径Da设定为4mm。并且，将凸部的高度(从模具表面至凸部的顶面 的距离)设定为0.5mm。
[0069] 使冷却水的每单位时间的喷出量按预冷却和正式冷却两个阶段变更。即，从冷却 起初至经过规定时间之前为止，仅开放开闭阀25来进行抑制了每单位时间的喷出量的预冷 却。之后，将开闭阀26也开放来使每单位时间的喷出量增加来进行了正式冷却。
[0070] 在实验例中，预冷却的喷出量与正式冷却的喷出量的比例以7种模式进行了冷却。 具体地，如表1所示，设定如下："预冷却:正式冷却为0.4:2"、"预冷却:正式冷却为1:5"、"预 冷却：正式冷却为2:5"、"预冷却:正式冷却为2:10"、"预冷却:正式冷却为3:10"、"预冷却： 正式冷却为3:15"及"预冷却：正式冷却为4:10"。在此，例如，"预冷却：正式冷却为0.4:2"表 不预冷却的喷出量为0.4mL/秒?各喷出孔，正式冷却的喷出量为2mL/秒?各喷出孔。
[0071 ]并且，在可取得高生产率的效果的5秒钟以下的范围内，将喷出时间即基于冷却水 的冷却时间设定为2秒~5秒。
[0072]在实验例中，将喷出时间设定为5秒，预冷却时间与正式冷却时间的比例以1秒钟 为单位进行变更，并以6种模式进行了冷却。具体地，如表1中所示，设定如下："预冷却时间 为0秒、正式冷却时间为5秒"、"预冷却时间为1秒、正式冷却时间为4秒"、"预冷却时间为2 秒、正式冷却时间为3秒"、"预冷却时间为3秒、冷却时间为2秒"、"预冷却时间为4秒、正式冷 却时间为1秒"、"预冷却时间为5秒、正式冷却时间为0秒"。在此，"预冷却时间为0秒、正式冷 却时间为5秒"表示未进行预冷却，而从冷却开始时间点至结束时间点仅进行了正式冷却。 即，以图5的以往方式进行了冷却。并且，"预冷却时间为1秒、正式冷却时间为4秒"表示进行 了预冷却时间为1秒，正式冷却时间为4秒。并且，"预冷却时间为5秒、正式冷却时间为0秒" 表示以预冷却的状态进行了5秒钟的冷却。即，以图5的以往方式仅仅使喷出量降低。
[0073]利用改变预冷却的喷出量与正式冷却的喷出量的比例的7种模式和改变预冷却时 间与正式冷却时间的比例的6种模式，分别测定了成型品的形状精度，并在表1中示出了结 果。
[0076] 在此，表1中示出的"▲"表示由冷却不足引起的形状精度不良。并且，"▼"表示由 急冷却引起的形状精度不良。"Λ"表示虽为冷却不足，但可分出形成精度的好坏。"▽"表示 虽为急冷却，但可分出形状精度的好坏。"〇"表示因冷却良好而形状精度良好。" ◎"表示因 冷却良好而形状精度稳定地良好。在此，所谓形状精度良好是指在成型品的所有位置上，目 标尺寸精度为±〇. 5mm以下。并且，所谓形状精度稳定地良好是指在成型品的所有位置上， 目标尺寸精度为±〇.4mm以下。另一方面，所谓形状精度不良是指在成型品的至少一部分 上，目标尺寸精度超过±0.5mm。并且，所谓可分出形状精度的好坏是指，在成型品中至少一 部分上，目标尺寸精度超过± 〇. 5mm，但超过的部位明确，可根据成型品的用途来使用。< br>[0077] 从表1中示出的结果来看，截面刚性低的部件中，在预冷却的喷射量为0.4mL/秒· 各喷出孔及4mL/秒·各喷出孔时未取得稳定区域。即，为了防止形状精度不良，优选地，将 预冷却的每单位时间的喷出量设定为ImL/秒?各喷出孔~3mL/秒?各喷出孔。此时，优选 地，预冷却的每单位时间的喷出量与正式冷却的每单位时间的喷出量之比设定为1:5~2: 5〇
[0078] 并且，在变更了预冷却时间与正式冷却时间的比例的情况下，预冷却时间为0秒， 正式冷却时间为0秒时，未取得稳定区域。即，为了防止形状精度不良，优选地，预冷却时间 与正式冷却时间之比设定为1:4~4:1。即，优选地，若将冷却开始后至停止冷却水供给的合 计时间设定为T，则在从开始至T/54T/5进行预冷却。
[0079] 并且，除了如上所述的优选的冷却条件，进而若将预冷却时间与正式冷却时间之 比设定为2:3~3:2,则可使取得的成型品的形状精度全部为良好。即，为了使形状精度良 好，优选地，将预冷却时间与正式冷却时间之比设定为2:3~3:2。
[0080] 要想适用如上所述的优选的冷却条件，更优选如下条件。即，钢板优选为为了防止 加热时生锈而实施了镀覆处理的铝系镀覆薄钢板或镀锌薄钢板。优选地，板厚为用于汽车 部件的Imm至2mm的薄钢板。并且，为了进行淬火(进行急冷来生成马氏体组织），钢板的温度 优选加热为不析出铁素体组织的温度(例如为700°C)以上且1000°C以下。并且，制冷剂优选 为可比较容易取得的水，温度优选为常温的5°C至25°C。并且，为了使喷出的冷却水扩散，喷 出时间即预冷却时间与正式冷却时间之和优选为2秒以上，为了取得高生产率的效果，优选 为5秒以下。此外，为了使预冷却的每单位时间的喷出量设定为ImL/秒~3mL/秒，喷出孔27 的直径Ds优选设定为1mm~4mm。
[0081] 此外，对于截面刚性高的部件而言，可预期"▲"、"▼"、"Λ"或"▽"变更为"〇"或 "◎"，稳定区域扩张。并且，截面刚性高的部件中，虽然未在表1中记载，但通过实验确认了 可将喷出时间缩短至2秒。
[0082] 以上，说明了本发明的优选的实施方式，但本发明不局限于如上所述的实施方式。 只要是本发明所属技术领域的普通技术人员，就可在发明要求保护范围中记载的思想的范 围内，想到各种变更例或修改例，它们显然也属于本发明的技术范围。
[0083]例如，在如上所述的实施方式中，说明了下侧模具12上设置有喷出孔27和吸引孔 33的情况，但不局限于这种情况，也可以为上侧模具11及下侧模具12的至少一个模具上设 置有喷出孔27和吸引孔33的结构。
[0084]并且，在如上所述的实施方式中，说明了形成有多个喷出孔27的情况，但不局限于 此，根据成型品的大小，也可以为一个喷出孔27。
[0085] 工业上的可利用性
[0086]本发明在对薄钢板进行热压成型时有用。
【主权项】
1. 一种薄钢板的热压成型的冷却方法，在对被加热的薄钢板进行热压成型时，通过向 与模具内部的供给路径相连通的模具表面的喷出孔供给制冷剂，来对该薄钢板进行冷却， 其特征在于， 在将上述被加热的薄钢板放置于模具并保持在下止点的状态下，向上述喷出孔供给上 述制冷剂来进行冷却时，在进行抑制了来自上述喷出孔的制冷剂的每单位时间的喷出量的 预冷却之后，增加每单位时间的喷出量来进行正式冷却。2. 根据权利要求1所述的薄钢板的热压成型的冷却方法，其特征在于， 预冷却时的每单位时间的喷出量为lmL~3mL， 预冷却时的来自喷出孔的制冷剂的每单位时间的喷出量与正式冷却时的来自喷出孔 的制冷剂的每单位时间的喷出量之比为1:5~2:5， 预冷却时间与正式冷却时间之比为1:4~4:1。3. 根据权利要求2所述的薄钢板的热压成型的冷却方法，其特征在于， 进一步，预冷却时间与正式冷却时间之比为2:3~3:2。4. 根据权利要求2或3所述的薄钢板的热压成型的冷却方法，其特征在于， 进一步，上述薄钢板是板厚为1mm~2mm的错系镀覆薄钢板或镀锌薄钢板，在预冷却之 前被加热至700°C~1000°C， 上述制冷剂为5°C~25°C的水， 将上述预冷却时间和上述正式冷却时间相加起来的冷却时间为2秒~5秒。5. -种热压成型装置，在对被加热的薄钢板进行热压成型时，通过向与模具内部的供 给路径相连通的模具表面的喷出孔供给制冷剂，来对上述薄钢板进行冷却，其特征在于， 上述热压成型装置在将上述被加热的薄钢板放置于模具并保持在下止点的状态下，向 上述喷出孔供给上述制冷剂来进行冷却时，在进行抑制了每单位时间的喷出量的预冷却之 后，增加来自上述喷出孔的制冷剂的每单位时间的喷出量来进行正式冷却。6. 根据权利要求5所述的热压成型装置，其特征在于， 将预冷却时的每单位时间的喷出量设定为lmL~3mL， 将预冷却时的来自喷出孔喷出的制冷剂的每单位时间的喷出量与正式冷却时的来自 喷出孔的制冷剂的每单位时间的喷出量之比设定为1:5~2:5， 将预冷却时间与正式冷却时间之比设定为1:4~4:1。7. 根据权利要求6所述的薄钢板的热压成型装置，其特征在于， 进一步，将预冷却时间与正式冷却时间之比设定为2:3~3:2。8. 根据权利要求6或7所述的薄钢板的热压成型装置，其特征在于， 进一步，上述薄钢板是板厚为1mm~2mm的错系镀覆薄钢板或镀锌薄钢板，在预冷却之 前被加热至700°C~1000°C， 上述制冷剂为5°C~25°C的水， 将上述预冷却时间和上述正式冷却时间相加起来的冷却时间为2秒~5秒。9. 根据权利要求5至8中任一项所述的薄钢板的热压成型装置，其特征在于， 在上述模具表面上，在处于矩形状的4个上述喷出孔的中央形成有吸引孔， 上述吸引孔的直径大于上述喷出孔的直径。10. 根据权利要求5至9中任一项所述的薄钢板的热压成型装置，其特征在于， 在与上述模具内部的供给路径相连通的制冷剂的供给管上，连接有多个制冷剂的供给 系统，在各供给系统上设置有开闭阀。11. 根据权利要求5至9中任一项所述的薄钢板的热压成型装置，其特征在于， 在与上述模具内部的供给路径相连通的制冷剂的供给管上，设置有流量调整阀。12. 根据权利要求5至9中任一项所述的薄钢板的热压成型装置，其特征在于， 在与上述模具内部的供给路径相连通的制冷剂的供给管上，设置有能够调整流量的供 给栗。
【专利摘要】当对薄钢板(K)进行热压成型时，通过向与下侧模具(12)内部的供给路径(28)相连通的喷出孔(27)供给制冷剂，来对薄钢板(K)进行冷却时，在进行抑制了来自喷出孔(27)的制冷剂的每单位时间的喷出量的预冷却之后，增加每单位时间的喷出量来进行正式冷却。
【IPC分类】B21D22/20, B21D24/00
【公开号】CN105492135
【申请号】CN201480048321
【发明人】福地弘, 野村成彦, 濑户厚司
【申请人】新日铁住金株式会社
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2014年9月11日
【公告号】CA2919823A1, EP3045236A1, US20160167101, WO2015037657A1
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