熱壓成型的冷卻方法及熱壓成型裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及薄鋼板的熱壓成型的冷卻方法及熱壓成型裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，作為使用高張力鋼板的汽車部件材料等的鋼板成型方法，采用熱壓成型。 熱壓成型通過在高溫下對鋼板進(jìn)行沖壓成型，來在變形阻力低的階段成型，并進(jìn)行基于急 冷的淬火固化，因而能夠不產(chǎn)生成型后的變形等成型不良地以高強(qiáng)度取得形狀精度高的部 件等。
[0003] 在熱壓成型中，向模具供給預(yù)先利用加熱爐加熱至規(guī)定溫度的鋼板，在利用放置 于拉模(Dice)上或內(nèi)置于模具中的升降器等夾具上升的狀態(tài)下，將沖頭下降至下止點(diǎn)，在 鋼板與模具之間，供給例如水等制冷劑來急速地進(jìn)行冷卻。為此，在模具的表面設(shè)置一定高 度的多個獨(dú)立的凸部，并且與設(shè)置于模具表面的多處的制冷劑的噴出孔相連通的水的流路 和用于吸引所供給的水的流路設(shè)置于模具的內(nèi)部。以往的薄鋼板的熱壓成型的冷卻方法 中，流過冷卻水來進(jìn)行冷卻的期間維持相同的流量，因此在冷卻時間中，從各噴出孔噴出相 同的噴出量。
[0004] 當(dāng)使用這種結(jié)構(gòu)的模具來進(jìn)行熱壓成型時，為了進(jìn)一步提高生產(chǎn)率，可以考慮增 加冷卻水的流量，縮短冷卻時間。然而，已判明了根據(jù)部位而產(chǎn)生所謂成型形狀(彎曲）或淬 火特性的質(zhì)量的偏差。這是因?yàn)?，噴出孔附近和其周邊的制冷劑的流動引起的冷卻速度之 差，導(dǎo)致了冷卻不均勻。即，因冷卻速度之差而產(chǎn)生熱應(yīng)力，結(jié)果質(zhì)量產(chǎn)生偏差。并且，發(fā)明 人進(jìn)行進(jìn)一步調(diào)查，最終發(fā)現(xiàn)以噴出孔為中心以圓環(huán)狀冷卻不均勻。這認(rèn)為是，若從冷卻起 初以規(guī)定噴出量噴出冷卻水，則以將噴出孔為中心的同心圓形狀發(fā)生繃沸或空氣的卷入， 由此而發(fā)生冷卻不均勻。因此，關(guān)于制冷劑的供給量，需要一些改善。
[0005]此外，關(guān)于熱壓成型方法中的制冷劑的供給控制，申請人之前提出了專利文獻(xiàn)1的 熱壓成型方法。在此熱壓成型方法中，將被加熱的厚鋼板放置于急冷模具上，將急冷模具保 持于下止點(diǎn)，并向厚板鋼板供給制冷劑來進(jìn)行急冷，之后在將急冷模具保持于下止點(diǎn)的狀 態(tài)下，控制制冷劑的供給。具體地，停止制冷劑的供給，經(jīng)過規(guī)定時間之后，再次進(jìn)行制冷劑 的供給，反復(fù)進(jìn)行至少一次上述過程，或在中途暫時減少制冷劑的規(guī)定供給流量，經(jīng)過規(guī)定 的時間之后，再次增加制冷劑的供給流量。
[0006] 然而，在專利文獻(xiàn)1的熱壓成型方法中，成為對象的鋼板為所謂的厚板，其目的也 在于，形成在鋼板的厚度方向上改變了強(qiáng)度的成型部件。因此，通過該方法，在薄鋼板的熱 壓成型中，無法改善在噴出孔附近和其周邊發(fā)生的如上所述的冷卻速度之差引起的冷卻不 均勻所導(dǎo)致的鋼板形狀的變形及質(zhì)量不均勻。
[0007] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0008] 專利文獻(xiàn)
[0009] 專利文獻(xiàn)1:日本特開2011-143437號公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 發(fā)明所要解決的問題
[0011] 本發(fā)明鑒于上述情況而提出，其目的在于，抑制對薄鋼板進(jìn)行熱壓成型時由冷卻 不均勻引起的形狀的變形及質(zhì)量的偏差。
[0012] 用于解決問題的手段
[0013] 發(fā)明人進(jìn)行銳意研究、實(shí)驗(yàn)的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，冷卻不均勻引起的形狀的變形等的原因 在于，在制冷劑的噴出孔附近，快速地冷卻，但在從上述噴出孔遠(yuǎn)離的位置，冷卻速度變慢， 其結(jié)果產(chǎn)生溫度的偏差。并且，新發(fā)現(xiàn)了這種偏差根據(jù)供給的制冷劑的流量變化而發(fā)生變 化。
[0014] 根據(jù)上述見解，本發(fā)明的一種薄鋼板的熱壓成型的冷卻方法，在對被加熱的薄鋼 板進(jìn)行熱壓成型時，通過向與模具內(nèi)部的供給路徑相連通的該模具表面的噴出孔供給制冷 劑，來對該薄鋼板進(jìn)行冷卻，其特征在于，在將上述被加熱的薄鋼板放置于模具并保持在下 止點(diǎn)的狀態(tài)下，向上述噴出孔供給上述制冷劑來進(jìn)行冷卻時，在進(jìn)行抑制了來自上述噴出 孔的制冷劑的每單位時間的噴出量的預(yù)冷卻之后，增加每單位時間的噴出量來進(jìn)行正式冷 卻。
[0015] 并且，本發(fā)明的一種熱壓成型裝置，在對被加熱的薄鋼板進(jìn)行熱壓成型時，通過向 與模具內(nèi)部的供給路徑相連通的該模具表面的噴出孔供給制冷劑，來對上述薄鋼板進(jìn)行冷 卻，其特征在于，上述熱壓成型裝置在將上述被加熱的薄鋼板放置于模具并保持在下止點(diǎn) 的狀態(tài)下，向上述噴出孔供給上述制冷劑來進(jìn)行冷卻時，在進(jìn)行抑制了每單位時間的噴出 量的預(yù)冷卻之后，增加來自上述噴出孔的制冷劑的每單位時間的噴出量來進(jìn)行正式冷卻。
[0016] 如上所述，通過進(jìn)行抑制了每單位時間的噴出量的預(yù)冷卻，能夠抑制噴出孔附近 的過度的冷卻。并且，通過進(jìn)行抑制了每單位時間的噴出量的預(yù)冷卻，能夠抑制冷卻起初的 繃沸或空氣的卷入。因此，通過之后的正式冷卻，能夠?qū)崿F(xiàn)對整個薄鋼板的均勻的冷卻。 [00 17]發(fā)明效果
[0018] 根據(jù)本發(fā)明，在對薄鋼板進(jìn)行熱壓成型時，能夠抑制冷卻不均勻引起的形狀的變 形或質(zhì)量的偏差。
【附圖說明】
[0019] 圖1為示意性地示出熱壓成型裝置的結(jié)構(gòu)的圖。
[0020] 圖2為示出噴出孔及吸引孔的配置的一例的圖。
[0021] 圖3為示意性地示出具有流量調(diào)整閥的熱壓成型裝置的結(jié)構(gòu)的圖。
[0022] 圖4為示出圖1的熱壓成型裝置的上側(cè)模具位于下止點(diǎn)時的狀態(tài)的圖。
[0023]圖5為示出冷卻水的流量控制的一例的曲線圖。
[0024] 圖6為示出流量調(diào)整閥的開度為全閉的狀態(tài)的圖。
[0025] 圖7為示出流量調(diào)整閥的開度為中間的狀態(tài)的圖。
[0026] 圖8為示出流量調(diào)整閥的開度為全開的狀態(tài)的圖。
[0027] 圖9為示意性地示出設(shè)有多個供給管的結(jié)構(gòu)的圖。
[0028]圖10為示出流量調(diào)整閥的開度為45度的狀態(tài)的圖。
[0029] 圖11為示出流量調(diào)整閥的開度為22.5度的狀態(tài)的圖。
[0030] 圖12為示意性地示出具有能夠調(diào)整流量的供給栗的熱壓成型裝置的結(jié)構(gòu)的圖。 [0031 ]圖13為示出成型品的形狀的一例的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]以下，對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。
[0033] 圖1為示意性地示出本實(shí)施方式的熱壓成型裝置1的結(jié)構(gòu)的圖。熱壓成型裝置1具 有上側(cè)模具(第一模具）11及下側(cè)模具(第二模具）12,上述上側(cè)模具(第一模具）11及下側(cè)模 具(第二模具H2構(gòu)成用于沖壓成型鋼板(薄鋼板)K的沖壓成型模具10。此外，薄鋼板是指板 厚小于3mm的鋼板。
[0034] 在本實(shí)施方式中，在下側(cè)模具12的表面設(shè)置有一定高度的多個獨(dú)立的凸部(未圖 示），在下止點(diǎn)，在鋼板K與下側(cè)模具12之間形成有間隙。向該間隙供給作為制冷劑的冷卻 水。上側(cè)模具11通過升降機(jī)構(gòu)(未圖示）以規(guī)定的壓力向鉛垂方向自由升降。此外，鋼板K通 過加熱裝置(未圖示)預(yù)先被加熱至規(guī)定的溫度，例如700°C以上且1000°C以下的溫度，并向 熱壓成型裝置1輸送。被輸送的鋼板基于設(shè)定于例如下側(cè)模具12的規(guī)定位置的定位銷(未圖 示)放置于下側(cè)模具12的規(guī)定位置。
[0035] 在下側(cè)模具12作為配管連接有成為制冷劑的冷卻水的供給管21和用于吸引剩余 的冷卻水的吸引管31。供給管21用于通過供給栗22以規(guī)定壓力向下側(cè)