ES2915564T3 - Artículo moldeado por estampación en caliente, miembro de vehículo y procedimiento de fabricación de artículo moldeado por estampación en caliente - Google Patents

Artículo moldeado por estampación en caliente, miembro de vehículo y procedimiento de fabricación de artículo moldeado por estampación en caliente Download PDF

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Abstract

Un artículo formado (100) formado por una sola lámina de acero (101), que comprende: una parte de lámina superior (102); un par de partes de pared verticales (111); y una parte saliente (115) que conecta la parte superior de la lámina con la parte de la pared vertical y sobresale hacia fuera desde la parte superior de la lámina, caracterizado porque el artículo formado es un artículo formado estampado en caliente, la parte saliente incluye una parte de la pared interior (101a) que sobresale de la parte superior de la lámina, y una parte de pared exterior (101b) que se pliega hacia fuera desde un borde extremo (115t) de la parte de pared interior, un ángulo (X) entre la parte superior de la lámina y la parte saliente es de 80° a 90°, y una fracción de martensita de la parte saliente es del 90 % o más.

Description

DESCRIPCIÓN
Artículo moldeado por estampación en caliente, miembro de vehículo y procedimiento de fabricación de artículo moldeado por estampación en caliente
[Campo técnico de la invención]
La presente invención se refiere a un artículo formado estampado en caliente, un miembro de vehículo y un procedimiento de fabricación de un artículo formado estampado en caliente.
[Técnica relacionada]
Se requiere que los miembros estructurales (particularmente los miembros largos del vehículo) de los vehículos tengan características altas en una prueba de flexión de tres puntos para mejorar el rendimiento de seguridad en caso de colisión. En respuesta a esta solicitud, hasta ahora se han hecho varias propuestas.
Por ejemplo, el documento de patente 1 describe un miembro de absorción de impactos que incluye una parte en la que se pliega una lámina de acero en una estructura triple y un procedimiento de fabricación del mismo con el fin de mejorar las características de colapso por flexión. El documento de patente 2 describe un miembro de absorción de impactos que incluye una parte en la que se pliega una lámina de acero en una estructura triple y un procedimiento de fabricación del mismo con el fin de mejorar las características de aplastamiento axial.
Además, el Documento de Patente 3 describe un componente de marco que tiene una parte de refuerzo formada en una parte de conexión entre una parte de pared superior y una parte de pared vertical y un procedimiento de fabricación del mismo con el fin de mejorar principalmente la rigidez a la flexión. La parte de refuerzo está formada por una parte superpuesta redondeada en forma cilíndrica.
El documento de patente 4 describe un miembro de puerta de automóvil que comprende un perfil de caja con esquinas estructuradas entre las paredes del perfil y las paredes laterales, y forma la base del preámbulo de la reivindicación 1. El documento de patente 5 describe un procedimiento para fabricar una parte del marco de un automóvil, la parte del marco que tiene una pluralidad de partes de pared, y forma la base para el preámbulo de las reivindicaciones 8 y 11.
[Documento de la técnica anterior]
[Documento de patente]
[Documento de patente 1]Solicitud de patente japonesa no examinada, primera publicación N. ° 2008-265609
[Documento de patente 2] Solicitud de patente japonesa no examinada, primera publicación N. ° 2008-155749
[Documento de patente 3] Solicitud de patente japonesa no examinada, primera publicación N. ° 2013-27894
[Documento de patente 4] DE 19756459 A1
[Documento de patente 5] JP 2013027894 A
[Descripción de la invención]
[Problemas a resolver por la invención]
En los últimos años, debido a la reducción del peso de un vehículo y similares, se requiere un alto refuerzo (alta resistencia a la tracción) para un miembro estructural de un vehículo (en lo sucesivo, también denominado miembro de vehículo). Además, se utiliza una lámina de acero que tiene una alta resistencia a la tracción (en lo sucesivo, también denominada lámina de acero de alta resistencia a la tracción (material de alta resistencia a la tracción)) para el miembro del vehículo. Además, se requiere una mejora adicional del rendimiento de seguridad de colisión para el miembro del vehículo. En otras palabras, se requiere un artículo formado en prensa que tenga alta resistencia y altas características en una prueba de flexión de tres puntos.
Por otro lado, dado que una lámina de acero de alta resistencia a la tracción generalmente tiene baja ductilidad, es probable que se generen defectos de formación tales como grietas durante el trabajo en prensa.
En el caso de que una lámina de acero de alta resistencia a la tracción (por ejemplo, una lámina de acero con una resistencia a la tracción de 780 MPa o más) se someta a trabajo en prensa usando los procedimientos descritos en los Documentos de Patente 1 a 3, existe la preocupación de que se formen defectos tales que se pueden generar grietas en una parte superpuesta que tenga una deformación significativa. Por lo tanto, en los procedimientos descritos en los Documentos de Patente 1 a 3, es difícil fabricar un artículo formado por presión que tenga una alta resistencia a la tracción y altas características en una prueba de flexión de tres puntos.
La presente invención se ha realizado teniendo en cuenta las circunstancias anteriores, y un objeto de la misma es proporcionar un artículo formado estampado en caliente capaz de tener una alta resistencia a la tracción y características mejoradas en una prueba de flexión de tres puntos, un miembro de vehículo y un procedimiento de fabricación de un artículo formado estampado en caliente.
[Medios para resolver el problema]
Para resolver el problema anterior, la presente invención emplea el objeto definido en las reivindicaciones.
[Efectos de la invención]
Según cada uno de los aspectos de la presente invención, es posible proporcionar el artículo formado estampado en caliente que tiene alta resistencia a la tracción y características mejoradas en una prueba de flexión de tres puntos, el miembro del vehículo y el procedimiento de fabricación de un artículo formado estampado en caliente.
[Breve descripción de los dibujos]
La figura 1 es una vista en perspectiva que muestra un artículo formado en prensa (artículo formado estampado en caliente) según una primera realización de la presente invención.
La figura 2 es una vista que muestra el artículo formado en prensa, y es una vista en sección transversal (vista en sección transversal) cuando se observa en una sección transversal perpendicular a una dirección longitudinal. La figura 3A es una vista en perspectiva que muestra un primer ejemplo de modificación del artículo formado en prensa.
La figura 3B es una vista en perspectiva que muestra un segundo ejemplo de modificación del artículo formado en prensa.
La figura 4 es una vista que muestra un tercer ejemplo de modificación del artículo formado en prensa, y es una vista en sección transversal parcial cuando se ve en una sección transversal perpendicular a la dirección longitudinal. La figura 5A es una vista que muestra un miembro de vehículo que usa el artículo formado en prensa, y es una vista en sección transversal (vista en sección transversal) cuando se ve en una sección transversal perpendicular a la dirección longitudinal.
La figura 5B es una vista en sección transversal que muestra un primer ejemplo de modificación del miembro del vehículo.
La figura 5C es una vista en sección transversal que muestra un segundo ejemplo de modificación del miembro del vehículo.
La figura 6 es una vista en sección transversal que muestra un ejemplo de un artículo formado preliminarmente utilizado para fabricar el artículo formado en prensa.
La figura 7A es una vista en sección transversal que muestra un aparato de prensado para fabricar el artículo formado en prensa, y es una vista que muestra un estado en el que se coloca el artículo formado preliminarmente en el que las porciones de extremo están dobladas hacia abajo.
La figura 7B es una vista en sección transversal que muestra la continuación de un procedimiento de fabricación por el aparato de prensado, y es una vista que muestra un estado en el que una parte del artículo previamente formado está sujeta por un troquel superior y un troquel inferior.
La figura 7C es una vista en sección transversal que muestra una continuación del procedimiento de fabricación por el aparato de prensado.
La figura 7D es una vista en sección transversal que muestra una continuación del procedimiento de fabricación por el aparato de prensado.
La figura 8 es una vista en sección transversal que muestra un ejemplo de modificación del aparato de prensado. La figura 9A es una vista en sección transversal que muestra un aparato de prensado utilizado en un procedimiento de fabricación de un artículo formado en prensa según una segunda realización de la presente invención.
La figura 9B es una vista en sección transversal que muestra una continuación del procedimiento de fabricación por el aparato de prensado.
La figura 9C es una vista en sección transversal que muestra una continuación del procedimiento de fabricación por el aparato de prensado.
La figura 9D es una vista en sección transversal que muestra una continuación del procedimiento de fabricación por el aparato de prensado.
La figura 9E es una vista en sección transversal que muestra una continuación del procedimiento de fabricación por el aparato de prensado.
La figura 10A es una vista en sección transversal que muestra un aparato de prensado utilizado en un procedimiento de fabricación de un artículo formado en prensa según una tercera realización de la presente invención.
La figura 10B es una vista en sección transversal que muestra una continuación del procedimiento de fabricación por el aparato de prensado.
La figura 10C es una vista en sección transversal que muestra una continuación del procedimiento de fabricación por el aparato de prensado.
La figura 10D es una vista en sección transversal que muestra una continuación del procedimiento de fabricación por el aparato de prensado.
La figura 10E es una vista en sección transversal que muestra una continuación del procedimiento de fabricación por el aparato de prensado.
La figura 11A es una vista en sección transversal que muestra una muestra 1 utilizada en un ejemplo.
La figura 11B es una vista en sección transversal que muestra una muestra 2 utilizada en el ejemplo.
La figura 11C es una vista en sección transversal que muestra una muestra 3 utilizada en el ejemplo.
La figura 12 es una vista que muestra una prueba de flexión de tres puntos.
La figura 13A es un gráfico que muestra un ejemplo de la cantidad de energía absorbida de cada muestra.
La figura 13B es un gráfico que muestra un ejemplo de la cantidad de energía absorbida de cada muestra.
La figura 14 es una vista en sección transversal que muestra un ejemplo de un cambio de forma en la muestra 1 en la prueba de flexión de tres puntos.
La figura 15 es una vista en sección transversal que muestra un ejemplo de un cambio de forma en la muestra 3 en la prueba de flexión de tres puntos.
La figura 16A es una sección transversal que muestra un tercer ejemplo de modificación del miembro del vehículo. La figura 16B es una sección transversal que muestra un cuarto ejemplo de modificación del miembro del vehículo. La figura 17A es una vista en sección transversal que muestra un quinto ejemplo de modificación del artículo formado en prensa.
La figura 17B es una vista en sección transversal que muestra un sexto ejemplo de modificación del artículo formado en prensa.
[Realizaciones de la invención]
A continuación, se describirán en detalle realizaciones de la presente invención y ejemplos de modificación de la misma con referencia a los dibujos. En la memoria descriptiva y los dibujos, los elementos constituyentes similares que tienen sustancialmente la misma configuración funcional se indican mediante números de elementos similares, y se omitirán las descripciones superpuestas.
(Primera Realización)
[Artículo formado por estampado en caliente (Artículo formado en prensa)]
En primer lugar, se describirá un artículo formado por estampado en caliente según una primera realización de la presente invención. En la siguiente descripción, puede haber casos en los que el artículo formado estampado en caliente se denomine "artículo formado en prensa". Además, en la memoria descriptiva, puede haber casos en los que la región rodeada por un par de dos partes de pared vertical, un plano virtual que conecta las partes de extremo del par de partes de pared vertical, y una parte de lámina superior se denomina "el interior del artículo formado en prensa", y la región en el lado opuesto al interior con las partes de pared verticales y la parte de lámina superior interpuesta entre ellas se denomina "el exterior del artículo formado en prensa".
Las figuras 1 y 2 son vistas que muestran un artículo 100 formado en prensa (artículo formado estampado en caliente) según la primera realización de la presente invención. La figura 1 es una vista en perspectiva, y la figura 2 es una vista en sección transversal (vista en sección transversal) cuando se ve en una sección transversal perpendicular a una dirección longitudinal. De ahora en adelante, el lado superior (lado de la parte superior de la lámina) en la figura 2 se denomina el lado superior (lado exterior) del artículo 100 formado en prensa, y el lado inferior (lado de la parte de brida) en la figura 2 se denomina el lado inferior (lado interior) del artículo 100 (P) formado en prensa en algunos casos.
El artículo formado en prensa 100 está formado por una sola lámina de acero 101 que es larga en una dirección, y se fabrica a partir de una sola lámina de acero de base (pieza bruta) por estampado en caliente. La resistencia a la tracción del artículo formado en prensa 100 es, por ejemplo, 590 MPa o más, pero puede ser 780 MPa o más, 980 MPa o más, 1500 MPa o más, o 1800 MPa o más. El límite superior de la resistencia a la tracción del artículo 100 formado en prensa no está particularmente limitado, pero es, por ejemplo, 2500 MPa o menos. Dado que se utiliza el estampado en caliente para fabricar el artículo formado en prensa 100, la resistencia a la tracción del artículo formado en prensa 100 puede hacerse mayor que la resistencia a la tracción de la lámina de acero base como material.
En este caso, la lámina de acero de base (pieza bruta) es una lámina de acero en forma de placa plana y tiene una forma plana correspondiente a la forma del artículo formado en prensa que se va a fabricar. El espesor y las propiedades físicas de la lámina de acero base se seleccionan de acuerdo con las características requeridas para el artículo formado en prensa 100. Por ejemplo, en un caso en el que el artículo formado en prensa 100 es un miembro estructural de un vehículo (miembro de vehículo), se selecciona una lámina de acero base correspondiente a la misma. El espesor de la lámina de acero base puede ser, por ejemplo, de 0,4 mm a 4,0 mm y puede ser de 0,8 mm a 2,0 mm.
El artículo formado en prensa 100 se puede utilizar en un miembro estructural de varias unidades móviles (vehículos, vehículos de motor de dos ruedas, vehículos ferroviarios, barcos y aviones) o un miembro estructural de varias máquinas. Los ejemplos del miembro estructural de un vehículo incluyen un umbral lateral, un pilar (un pilar delantero, un pilar delantero inferior, un pilar central y similares), un riel de techo, un arco de techo, un parachoques, un refuerzo de línea de cinturón y una viga de impacto de puerta.
Como se muestra en la figura 1 y la figura 2, el artículo formado en prensa 100 incluye una parte de lámina superior 112, un par de partes de pared 111 que son paralelas entre sí, un par de partes salientes 115 que conectan la parte de lámina superior 112 con el par de partes de pared 111 y sobresalen hacia arriba (hacia fuera) desde la parte de lámina superior 112, y un par de partes de brida 113 que están conectadas respectivamente al par de partes de pared verticales 111 para estar separadas entre sí.
Cada una de las partes de pared vertical 111, la parte 112 de lámina superior y cada una de las partes de brida 113 tienen forma de placa plana. La parte de lámina superior 112 es perpendicular al par de partes de pared verticales 111 y hace que el par de partes de pared verticales 111 se conecten a través del par de partes salientes 115. Como se muestra en la figura 2, las partes de brida 113 se extienden desde las partes de extremo inferiores de las partes de pared vertical 111 en una dirección perpendicular a las partes de pared vertical 111 y hacia fuera en la dirección de la anchura. Es decir, las partes de brida 113 son bridas que se extienden hacia fuera y son paralelas a la parte de lámina superior 112.
Las formas de la sección transversal del par de partes salientes 115 tienen simetría lineal cuando se ven en una sección transversal perpendicular a la dirección longitudinal. La parte saliente 115 sobresale hacia arriba perpendicularmente a la parte de lámina superior 112 desde una parte límite 114 (una posición en la que se cruzan un plano que incluye la parte de pared vertical 111 y un plano que incluye la parte de lámina superior 112) que conecta la parte de pared vertical 111 y la parte de lámina superior 112. La parte saliente 115 incluye una parte de pared interior 101 a que se mantiene vertical de forma continua desde una superficie exterior 112s (una superficie que mira hacia fuera entre un par de superficies opuestas entre sí en la dirección del espesor de la lámina de la parte de lámina superior 112) de la parte de lámina superior 112 y una parte de pared exterior 101b que está plegada hacia fuera de la parte de pared interna 101a (hacia fuera en la dirección del ancho del artículo formado en prensa 100) desde un extremo de punta 115t (borde de extremo) de la parte de pared interna 101a y está conectado a la parte de pared vertical 111. Es decir, la parte saliente 115 tiene una estructura de pared doble.
En la parte saliente 115, la superficie exterior de la parte de pared interior 101a y la superficie interior de la parte de pared exterior 101b se apoyan entre sí. Es decir, cuando la parte de pared interior 101a y la parte de pared exterior 101b se apoyan entre sí, se superponen y forman una parte superpuesta 115d.
La parte superpuesta 115d tiene forma de placa plana en su conjunto. Además, la sección transversal (una sección transversal perpendicular a la dirección longitudinal) del artículo formado en prensa 100 que excluye la parte saliente 115 tiene forma de sombrero.
Aquí, la relación (MHv/WHv) de la dureza Vickers MHv de la parte saliente 115 a la dureza Vickers WHv de la parte de pared vertical 111 puede ser de 0,95 o más.
Como se muestra en la figura 2, el ángulo entre la parte superior de la lámina 112 y la parte saliente 115 se denomina ángulo X. Específicamente, el ángulo X significa el ángulo entre un plano que incluye la superficie exterior 112s de la parte superior de la lámina 112 y un plano que incluye una superficie 115ds (la superficie interior de la parte de pared interior 101a en la parte superpuesta 115d) de la parte superpuesta 115d. Como se muestra en la figura 2, en el artículo 100 formado en prensa, la parte 112 de lámina superior y la parte 115d superpuesta son perpendiculares entre sí, y el ángulo X es de 90°. El ángulo X puede ser de 80° a 90°, y es más preferiblemente de 85° a 90°.
En el caso de que una parte de la parte de lámina superior 112 no tenga forma de placa plana debido a la formación de partes finas convexas y cóncavas en la parte de lámina superior 112 o similar, el ángulo formado cuando toda la parte de lámina superior 112 está considerado como una placa plana se denomina ángulo X de la parte superior de la lámina.
No se proporciona ninguna parte escalonada, parte curva o similar entre la parte de pared exterior 101b que se extiende desde la parte de pared vertical 111 y la parte de pared vertical 111, y la parte de pared exterior 101b y la parte de pared vertical 111 están conectadas para constituir una sola lámina plana. En consecuencia, es posible evitar que una carga se concentre en la parte escalonada o la parte curva en el momento de una colisión.
Una longitud saliente D (la distancia desde la superficie interna de la parte de lámina superior 112 hasta el extremo de la punta 115t de la parte saliente 115: véase la figura 11A) de la parte saliente 115 puede ser de 3 mm o más, 5 mm 0 más, 10 mm o más, o 15 mm o más. El límite superior de la longitud saliente D no está particularmente limitado, pero es, por ejemplo, de 25 mm o menos.
Las longitudes salientes D del par de partes salientes 115 son iguales entre sí. Las longitudes salientes D del par de partes salientes 115 pueden ser diferentes entre sí. Sin embargo, en este caso, la diferencia entre los dos es preferentemente igual o inferior al 10 % de la longitud saliente D de la parte saliente más larga.
La longitud de la parte superpuesta 115d (la distancia desde el extremo inferior de la parte superpuesta 115d hasta el extremo de la punta 115t) es igual o inferior a 1 vez la longitud saliente D y, por ejemplo, de 0,1 a 1 vez la longitud saliente D. La longitud de la parte superpuesta 115d puede ser de 0,5 a 1 veces la longitud saliente D, o puede ser de 0,3 a 0,8 veces.
Como se muestra en la figura 2, la parte superpuesta 115d no tiene forma cilíndrica redondeada. Es decir, la forma de la sección transversal de la parte superpuesta 115d (la forma vista en una sección transversal perpendicular a la dirección longitudinal) es lineal. Además, como se ha descrito anteriormente, en la parte superpuesta 115d, la parte de pared interior 101a y la parte de pared exterior 101b se apoyan entre sí. En una región distinta del extremo de la punta 115t, una parte de la lámina de acero que forma la parte saliente 115 está curvada pero no doblada. Es decir, a excepción del extremo de la punta 115t, no hay parte de la cresta que sobresalga hacia fuera de la parte saliente 115 en la parte saliente 115.
Como se muestra en la figura 2, se supone que el ángulo entre la parte de pared vertical 111 y la parte de lámina superior 112 dentro del artículo 100 formado en prensa es Y(°). Además, en el artículo 100 formado en prensa, el ángulo Y es de 90°. El ángulo Y puede ser inferior a 90°, o puede ser de 90° a 150°. Además, el ángulo Y entre la parte de lámina superior 112 y una de las dos partes de pared vertical 111 y el ángulo Y entre la parte de lámina superior 112 y la otra parte de pared vertical 111 tienen preferiblemente una diferencia de 10° o menos, y son más preferiblemente los mismos.
Como se muestra en la figura 2, en el artículo 100 formado en prensa, la parte de pared vertical 111 y la parte de brida 113 están conectadas a través de una parte en R 116 que tiene un radio de curvatura predeterminado. En consecuencia, es posible suprimir la aparición de pandeo debido a la concentración de una carga en el límite entre la parte de pared vertical 111 y la parte de brida 113.
De manera similar, la parte de lámina superior 112 y la parte saliente 115 están conectadas a través de una parte R. En consecuencia, es posible suprimir la aparición de pandeo debido a la concentración de una carga en el límite entre la parte de lámina superior 112 y la parte saliente 115. El radio de curvatura de la parte R es preferiblemente de 0,1 a 1 veces la longitud saliente D, más preferiblemente de 0,2 a 0,8 veces la longitud saliente D, e incluso más preferiblemente de 0,2 a 0,5 veces la longitud saliente D.
La parte saliente 115 puede formarse solo en una región parcial en la dirección longitudinal, y la parte saliente 115 no puede formarse en otras regiones (es decir, no todo el artículo formado en prensa (100) en la dirección longitudinal puede tener la la parte saliente 115 formada en él y el artículo formado en prensa 100 pueden tener la parte saliente 115 formada sólo parcialmente en la dirección longitudinal).
Una vista en perspectiva de un ejemplo del artículo formado en prensa 100 que tiene la parte saliente formada sólo parcialmente en la dirección longitudinal se muestra en la figura 3A. En el artículo 100 formado en prensa en la figura 3A, la parte saliente 115 no está formada en las regiones P2 en ambos extremos en la dirección longitudinal, y la parte saliente 115 está formada en una región central P1 en la dirección longitudinal. Con tal configuración, en el caso de que el artículo formado en prensa 100 se combine con otro miembro para formar un miembro estructural, es posible obtener el rendimiento de seguridad de colisión deseado sin restricciones en la forma del miembro.
Aquí, el artículo formado en prensa que tiene la parte saliente formada solo parcialmente en la dirección longitudinal como se muestra en la figura 3A puede fabricarse mediante un procedimiento de fabricación según la realización (un procedimiento de fabricación en dos etapas), que se describirá más adelante, y no puede fabricarse mediante un procedimiento de fabricación según una segunda realización (un procedimiento de fabricación en una sola etapa). El artículo formado en prensa como se muestra en la figura 3A o 3B se puede fabricar uniendo un artículo formado en prensa sin parte saliente a ambos extremos del artículo formado en prensa en la dirección longitudinal, que tiene la parte saliente 115 formada completamente en la dirección longitudinal, mediante soldadura o similar (es decir, el artículo formado en prensa como se muestra en las figuras 3A a 3B se puede fabricar uniendo un artículo formado en prensa sin parte saliente a un artículo formado en prensa fabricado mediante el procedimiento de fabricación según la segunda realización).
Una vista en perspectiva de un ejemplo del artículo formado en prensa 100 que tiene una parte saliente formada sólo parcialmente en una dirección longitudinal se muestra esquemáticamente en la figura 3B. El artículo 100 formado en prensa en la figura 3B es un ejemplo de un pilar central. La figura 3B es un ejemplo de un caso en el que el artículo formado en prensa 100 se utiliza como pilar central, y los bordes exteriores de las partes salientes 115 se indican mediante líneas en negrita.
Además, como se muestra en la figura 4, la parte de pared interna 101a y la parte de pared externa 101b que constituyen la parte saliente 115 pueden unirse entre sí mediante soldadura. Es decir, en una región A correspondiente a la parte superpuesta 115d, la parte de la pared interior 100a y la parte de la pared exterior 101 b pueden unirse entre sí mediante soldadura tal como soldadura por puntos o soldadura por láser. Además, en una región B que excluye la parte superpuesta 115d, la parte de pared interior 101a y la parte de pared exterior 100b pueden unirse entre sí mediante soldadura por arco (soldadura en ángulo).
La parte de pared interna 101a y la parte de pared externa 101b que constituyen la parte de saliente 115 no se limitan a la soldadura, y pueden unirse entre sí, por ejemplo, mediante soldadura adhesiva, soldadura por braseado, remaches, pernos o fricción.
Según el artículo formado en prensa 100 según la realización descrita anteriormente, dado que la parte 112 de lámina superior y la parte 111 de pared vertical están conectadas a través de la parte 115 saliente que tiene una estructura de pared doble, la rigidez del artículo formado en prensa se puede mejorar. Por lo tanto, es posible reducir la deformación del artículo formado en prensa 100 cuando una carga que causa la deformación por flexión en tres puntos se introduce en el artículo formado en prensa 100. Es decir, dado que la aparición de pandeo de la parte de pared vertical 111 se puede suprimir en una prueba de flexión de tres puntos, las características en la prueba de flexión de tres puntos (la cantidad de energía absorbida contra la deformación de flexión de tres puntos) se puede mejorar. Además, como se describirá más adelante, mediante estampación en caliente se consigue un artículo formado en prensa 100 de alta resistencia formado por una lámina de acero que tiene una resistencia a la tracción de 590 MPa o más. Por lo tanto, en el artículo formado en prensa 100 que tiene una alta resistencia a la tracción, se pueden mejorar las características en la prueba de flexión en tres puntos.
Como se ha descrito anteriormente, es preferible que la parte de pared interior 101a y la parte de pared exterior 101b de la parte saliente 115 estén unidas entre sí. En este caso, cuando la carga se introduce en el artículo formado en prensa 100, es posible evitar que la parte de pared interior 101a y la parte de pared exterior 101b se separen entre sí (deformación en la que la parte de pared interior 101a y la parte de la pared exterior 101b están separadas entre sí). Es decir, dado que el artículo formado en prensa 100 recibe la carga mientras que la parte saliente 115 está en un estado de alta rigidez, la deformación del artículo formado en prensa 100 puede suprimirse aún más, y las características en la prueba de flexión de tres puntos se puede mejorar aún más.
[Miembro del vehículo]
La figura 5A es una vista en sección transversal que muestra un miembro de vehículo 200a según una primera realización de la presente invención. El miembro de vehículo 200a es largo en una dirección, es hueco en una sección transversal perpendicular a la dirección longitudinal, y está constituido por el artículo formado en prensa 100 y una lámina trasera 201 (elemento de lámina de acero). Por ejemplo, el miembro del vehículo 200a es un umbral lateral, un pilar (un pilar delantero, un pilar delantero inferior, un pilar central o similar), un riel de techo, un arco de techo, un parachoques, un refuerzo de línea de cinturón o una viga de impacto de la puerta.
Como se muestra en la figura 5A, el miembro estructural del vehículo 200a incluye el artículo formado en prensa 100 y una lámina trasera 201 (miembro de lámina de acero) en forma de placa plana unida al par de partes de brida 113 del artículo formado en prensa 100. El artículo formado en prensa 100 y la lámina posterior 201 se unen entre sí mediante soldadura tal como soldadura por puntos de resistencia o soldadura por láser. Un procedimiento para unir el artículo formado en prensa 100 y la lámina posterior 201 no se limita a la soldadura y, por ejemplo, puede ser una soldadura con adhesivo, soldadura por braseado, remachado, empernado o soldadura por fricción.
La figura 5B es una vista en sección transversal que muestra un primer ejemplo de modificación del miembro estructural del vehículo 200a, y es una vista que muestra un miembro estructural del vehículo 200b. Como se muestra en la figura 5B, el miembro estructural del vehículo 200b puede incluir el artículo formado en prensa 100 y una lámina trasera 202 que tiene una sección transversal en forma de sombrero con un par de partes de brida 202a unidas al par de partes de brida 113 del artículo formado en prensa 100.
La figura 5C es una vista en sección transversal que muestra un segundo ejemplo de modificación del miembro estructural del vehículo 200a. Como se muestra en la figura 5C, se puede formar un miembro estructural de vehículo 200c uniendo un par de artículos formados en prensa 100 de modo que las partes de brida 113 de los mismos queden orientadas una frente a la otra. En el miembro estructural del vehículo 200c, las alturas del par de artículos formados en prensa 100 pueden ser diferentes entre sí o pueden ser iguales.
[Procedimiento de fabricación del artículo formado estampado en caliente]
A continuación, se describirá un procedimiento de fabricación de un artículo formado por estampado en caliente (en adelante, también denominado "un procedimiento de fabricación de un artículo formado en prensa") según la realización. El procedimiento de fabricación de un artículo formado en prensa de acuerdo con la realización es un procedimiento para obtener el artículo formado en prensa 100 (artículo formado estampado en caliente) realizando un trabajo en prensa en una lámina de acero base única, e incluye una primera etapa de preparación de un artículo formado preliminarmente 301, y una segunda etapa de formación del artículo formado preliminarmente 301 en el artículo formado en prensa 100 por estampado en caliente (prensado en caliente). Dado que una lámina de acero calentada tiene una alta ductilidad, al realizar la segunda etapa mediante estampado en caliente, se puede suprimir la generación de defectos de formación tales como grietas cuando se forma una lámina de acero base que tiene una alta resistencia a la tracción en el artículo formado en prensa 100, y la resistencia a la tracción se puede aumentar mediante un enfriamiento rápido después del prensado.
La figura 6 es una vista en sección transversal que muestra un ejemplo de un artículo formado preliminarmente utilizado para fabricar un artículo formado en prensa. En primer lugar, en una primera etapa, por ejemplo, una lámina de acero de base única que tiene una resistencia a la tracción de 590 MPa o más se deforma plásticamente mediante prensado en frío, obteniendo así el artículo formado preliminarmente 301 (lámina de acero deformada) para fabricar el artículo formado en prensa 100 mostrado en la figura 6. Como se muestra en la figura 6, puesto que el artículo formado preliminarmente 301 se deforma plásticamente, su forma se mantiene en un estado en el que no se aplica carga. Desde el punto de vista de la fabricación de un artículo formado en prensa que tiene una mayor resistencia a la tracción, la resistencia a la tracción de la lámina de acero base es más preferiblemente de 780 MPa o más, preferiblemente de 980 MPa o más, preferiblemente de 1200 MPa o más, más preferiblemente de 1500 MPa o más, e incluso más preferiblemente 1800 MPa o más. El límite superior de la resistencia a la tracción de la lámina de acero base no está particularmente limitado, pero es, por ejemplo, de 2500 MPa o menos.
Además, dado que la deformación de la lámina de acero base en el artículo formado preliminarmente 301 no suele ser tan grande, se puede realizar un trabajo en frío (prensado en frío). Sin embargo, según sea necesario, también se puede realizar un trabajo en caliente (por ejemplo, prensado en caliente).
Para asegurar la resistencia deseada durante el estampado en caliente, la composición química de la lámina de acero base incluye preferiblemente un contenido de C: 0,090 a 0,400 % en masa, Mn: 1,00 a 5,00 % en masa y B: 0,00050 a 0,05000 % en masa. Además, como composición química representativa de la lámina de acero base para aumentar la resistencia a la tracción después del templado a 1500 MPa o más, una composición química que incluya C: 0,200 % en masa, Si: 0,0200 % en masa, Mn: 1,30 % en masa, Al: 0,030 % en masa, Ti: 0,02 % en masa y B: 0,00150% en masa se pueden ejemplificar.
Como se muestra en la figura 6, el artículo preliminarmente formado 301 tiene forma de sombrero en una sección transversal e incluye una parte en forma de U 301a y partes planas 301b (partes equivalentes a la parte de brida) correspondientes al par de partes de brida 113 del artículo formado en prensa 100. En el artículo formado preliminarmente 301, una parte encastrada 302 (un espacio en la parte en forma de U 301 a) está formada por la parte en forma de U 301 a.
La parte en forma de U 301a incluye un par de partes equivalentes 301 aw de parte de pared vertical correspondientes al par de partes 111 de pared vertical del artículo formado en prensa 100, una parte equivalente 301at de parte de lámina superior correspondiente a la parte 112 de lámina superior del artículo formado en prensa 10, y partes equivalentes a la parte saliente 301 ae correspondientes a las partes salientes 115 del artículo formado en prensa 100. En el artículo formado preliminarmente 301, el par de partes equivalentes a la parte de pared vertical 301 aw están dobladas en la misma dirección con respecto a la parte equivalente de la parte de lámina superior 301at. En otras palabras, el par de dos partes equivalentes 301aw de la parte de pared vertical están dobladas hacia un lado de la superficie principal de la parte equivalente 301at de la parte de lámina superior.
El artículo formado preliminarmente 301 no se limita al trabajo en prensa, y también puede formarse deformando la lámina de acero base mediante otro procedimiento.
Se supone que la longitud (longitud de la sección transversal) de la parte en forma de U 301a es Lu. Además, en el artículo formado en prensa 100, se supone que la altura de la parte de la pared vertical es Hb (correspondiente a Hb1 en la figura 11A), y se supone que el ancho entre las dos partes de la pared vertical es Wb (correspondiente a Wb1 en la figura 11A). La parte en forma de U 301a incluye, además de las partes equivalentes de la parte de pared vertical 301 aw y la parte equivalente de la parte de lámina superior 301 at, las partes equivalentes de la parte saliente 301 ae que se convertirán en las partes salientes 115 mediante una etapa descrita más adelante. Por lo tanto, la longitud Lu, el ancho Wb y la altura Hb satisfacen la relación de Wb 2Hb < Lu. Además, se supone que la anchura de la parte 301a en forma de U es Wa, y se supone que la altura de la parte 301a en forma de U es Ha. En este momento, se cumplen la relación de Wb < Wa y la relación de Wb 2Hb < Wa 2Ha. En la parte en forma de U 301a del artículo formado preliminarmente 301 mostrado en la figura 6, no hay un límite bien definido entre las partes equivalentes de la parte saliente 301ae y las otras partes.
La segunda etapa se realiza mediante estampación en caliente. Es decir, presionando y enfriando rápidamente la lámina de acero calentada, se realizan simultáneamente el trabajo de prensado y el templado.
Específicamente, en la segunda etapa, primero, el artículo formado preliminarmente 301 se calienta a una temperatura de enfriamiento rápido predeterminada. La temperatura de templado es una temperatura superior al punto de transformación A3 (más específicamente, el punto de transformación Ac3) a la que se austeniza el artículo formado preliminarmente 301 (por ejemplo, una temperatura superior al punto de transformación Ac3 en 80 °C o superior), y por ejemplo, puede ser 910 °C o superior. El calentamiento se realiza, por ejemplo, calentando el artículo preliminarmente formado 301 usando un aparato de calentamiento.
A continuación, el artículo preliminarmente formado 301 calentado se coloca en un aparato de prensado 10 mostrado en las figuras 7A a 7D y se somete a trabajo en prensa. Las figuras 7A a 7D son vistas que muestran el aparato de presión 10 y son vistas en sección transversal (vistas en sección transversal) cuando se observan en una sección transversal perpendicular a la dirección longitudinal. Las figuras 7A a 7D ilustran un caso de realización de trabajo de prensa en el artículo formado preliminarmente 301 en el que la parte de extremo de la parte plana 301b (véase la figura 6) que se convertirá en la parte de brida 113 está doblada hacia abajo.
Como se muestra en la figura 7A, el aparato de prensado 10 incluye un troquel inferior 11, un troquel superior 15 que está dispuesto de cara al troquel inferior 11 y se mueve en dirección vertical hacia el troquel inferior 11, y un par de troqueles de leva (troqueles deslizantes 21) que se proporcionan en el troquel inferior 11 y se oponen entre sí.
El troquel inferior 11 incluye una parte de base 12 y un saliente 13 que se proporciona en la parte de base 12 y sobresale hacia el troquel superior 15.
El troquel superior 15 incluye una placa 16, un par de troqueles de presión de leva 17 (troqueles de presión deslizantes) que se proporcionan en las porciones de extremo de la placa 16 en la dirección del ancho y se oponen entre sí, y una parte de punzón 19 que está dispuesta entre el par de troqueles de presión de leva 17 y se fija a la placa 16 a través de un mecanismo de extensión y contracción 18. En el troquel superior 15, la placa 16 está instalada en una máquina de formación de prensa (no se muestra) y se puede mover en la dirección vertical hacia el troquel inferior 11.
Cada uno del par de troqueles de presión de leva 17 tiene una forma que se estrecha hacia su extremo inferior. Específicamente, cada par de troqueles de presión de leva 17 del troquel superior 15 tiene una superficie inclinada 17a que está conectada a una superficie interior 17b y está inclinada para aproximarse a una superficie exterior 17c en una dirección que se aleja de la superficie interior 17b. Es decir, la superficie inclinada 17a es una superficie que se ensancha desde la superficie interior 17b hacia el extremo de la punta (extremo inferior) cuando se ve en una dirección perpendicular a la superficie interior 17b (dirección de la anchura o dirección horizontal).
Como mecanismo de extensión y contracción 18 del troquel superior 15, se puede utilizar un resorte o un cilindro hidráulico.
En la parte de base 12 del troquel inferior 11, se proporcionan el par de troqueles de leva (troqueles deslizantes) 21 para hacer que el saliente 13 se interponga entre ellos y, respectivamente, mire hacia el par de troqueles de presión de leva 17. Cada par de troqueles de leva 21 tiene una superficie inclinada 21a que es paralela a la superficie inclinada 17a del troquel de presión de leva 17 y se hace que haga tope con la superficie inclinada 17a.
Se hace que las superficies inclinadas 21 a de los troqueles de leva 21 se apoyen en las superficies inclinadas 17a de los troqueles de presión de leva 17 a medida que los troqueles de presión de leva 17 descienden hacia los troqueles de leva 21 (se mueven en dirección vertical). Al bajar los troqueles de presión de leva 17 desde este estado, las superficies inclinadas 21a de los troqueles de leva 21 entran en contacto deslizante con las superficies inclinadas 17a de los troqueles de presión de leva 17, y los troqueles de leva 21 se mueven hacia las superficies laterales 13b del saliente 13 del troquel inferior 11 (es decir, se mueven hacia dentro en la dirección del ancho).
La parte de punzón 19 del troquel superior 15, el saliente 13 del troquel inferior 11 y el par de troqueles de leva 21 están configurados para enfriar el artículo formado preliminarmente 301. Por ejemplo, la parte de punzón 19 del troquel superior 15, el saliente 13 del troquel inferior 11, y el par de troqueles de leva 21 pueden enfriar el artículo preliminarmente formado 301 utilizando agua de refrigeración que circula por su interior. Realizando un trabajo de prensado en el artículo 301 de forma preliminar usando los troqueles enfriados, el artículo formado preliminarmente 301 calentado puede enfriarse rápidamente mientras se somete al trabajo de prensa. Es decir, la formación en prensa y el templado se pueden realizar simultáneamente. Es preferible que la velocidad de enfriamiento cuando el artículo preliminarmente formado 301 calentado se enfría mediante el aparato de prensado 10 sea de 30 °C/s o más. En otras palabras, es preferible que el saliente 13 del troquel inferior 11 y el par de troqueles de leva 21 enfríen el artículo preliminarmente formado 301 calentado a una velocidad de enfriamiento de 30 °C/s o más.
Como se muestra en la figura 7A, en la segunda etapa, primero, el artículo formado preliminarmente 301 calentado por adelantado se coloca en el troquel inferior 11 de modo que el saliente 13 sobresalga en la parte encastrada 302. En este momento, el artículo formado preliminarmente 301 se coloca en el troquel inferior 11 para no entrar en contacto con el saliente 13 del troquel inferior 11, la parte de punzón 19 del troquel superior 15 y el par de troqueles de leva 21. Aquí, como se describe anteriormente, el saliente 13 del troquel inferior 11, la parte de punzón 19 del troquel superior 15 y el par de troqueles de leva 21 están en un estado enfriado para enfriar el artículo formado preliminarmente 301 después del prensado en caliente. Por lo tanto, cuando el artículo preliminarmente formado 301 calentado se coloca en el troquel inferior 11, en el caso de que el artículo preliminarmente formado 301 calentado entre en contacto con el saliente 13 del troquel inferior 11, la parte de punzón 19 del troquel superior 15, y el par de troqueles de leva 21, el artículo formado preliminarmente 301 se enfría antes del prensado en caliente y su temperatura disminuye. Por lo tanto, al colocar el artículo formado preliminarmente 301 en el troquel inferior 11 para que no entre en contacto con el saliente 13 del troquel inferior 11, la parte del punzón 19 del troquel superior 15 y el par de troqueles de leva 21, se puede evitar que el artículo formado preliminarmente 301 se enfríe antes del prensado en caliente y que disminuya su temperatura. Como resultado, el trabajo de prensa se puede realizar en el artículo formado preliminarmente 301 que tiene una alta resistencia a la tracción mientras se mantiene a una temperatura del punto de transformación Ac3 o superior (por ejemplo, una temperatura superior al punto de transformación Ac3 en 80 °C o superior)). Por lo tanto, se puede suprimir la generación de defectos de formación tales como grietas, y el artículo preliminarmente formado 301 se puede enfriar rápidamente después del prensado.
Además, como se muestra en la figura 7A, en el aparato de prensado 10, las partes encastradas correspondientes a las partes de extremo de las partes planas 301 b del artículo formado preliminarmente 301, que están dobladas hacia abajo, se proporcionan en la parte de base 12 del troquel inferior 11. Al proporcionar tales partes encastradas, las partes de extremo de las partes planas 301b se pueden insertar fácilmente entre las superficies inferiores de los troqueles de leva 21 y la parte de base 12.
Posteriormente, como se muestra en la figura 7B, al bajar el troquel superior 15 (moviéndose en la dirección vertical hacia el troquel inferior 11), una parte del artículo formado preliminarmente 301 que se convertirá en la parte superior de la lámina del artículo formado en prensa 100 es presionada por la parte de punzón 19. En este momento, dado que la parte de punzón 19 está cargada hacia una superficie superior 13a del saliente 13 por el mecanismo de extensión y contracción 18, el artículo formado preliminarmente 301 puede ser presionado. Además, la parte del artículo formado preliminarmente 301, que se convertirá en la parte de lámina superior, se interpone y restringe entre la parte de punzón 19 y la superficie superior 13a del saliente 13. La parte del artículo formado preliminarmente 301 se lleva en estrecho contacto con la parte de punzón 19 y el saliente 13 y se enfría. La velocidad de enfriamiento en este momento es preferiblemente de 30 °C/s o más, como se describe anteriormente.
Posteriormente, como se muestra en la figura 7C, el troquel superior 15 se baja aún más desde el estado que se muestra en la figura 7B. En este momento, el troquel superior 15 se baja mientras las superficies inclinadas 17a de los troqueles de presión de leva 17 se apoyan en las superficies inclinadas 21a de los troqueles de leva 21. En consecuencia, los troqueles de leva 21 reciben una fuerza dirigida hacia dentro en la dirección del ancho desde los troqueles de presión de leva 17 y se mueven en dirección horizontal hacia las superficies laterales 13b del saliente 13. Mediante el movimiento de los troqueles de leva 21, el artículo preliminarmente formado 301 se presiona hacia dentro en la dirección de la anchura. Además, dado que el artículo formado preliminarmente 301 tiene partes extra, las partes extra sobresalen hacia arriba.
Además, al bajar el troquel superior 15 al estado que se muestra en la figura 7D (el punto muerto inferior del troquel superior 15), el artículo formado preliminarmente 301 es presionado y retenido por el par de troqueles de leva 21 y el saliente 13. En este momento, las partes adicionales del artículo formado preliminarmente 301 se doblan entre los troqueles de leva 21 y el saliente 13 y se convierten en las partes salientes 115. Las partes adicionales y las partes equivalentes de la parte de pared vertical del artículo formado preliminarmente 301 se ponen en estrecho contacto con el par de troqueles de leva 21 y el saliente 13 y se enfrían. La velocidad de enfriamiento en este momento es preferiblemente de 30 °C/s o más, como se describe anteriormente.
Mediante el trabajo en prensa descrito anteriormente, el artículo 100 formado en prensa se fabrica a partir de la lámina de acero base. El artículo 100 formado en prensa fabricado de acuerdo con el procedimiento de fabricación descrito anteriormente se somete a un tratamiento posterior según sea necesario.
De acuerdo con el procedimiento de fabricación de un artículo formado en prensa según la realización, el artículo formado preliminarmente 301 calentado de antemano se coloca en el aparato de prensado 10 para que no entre en contacto con el saliente 13 del troquel inferior 11, la parte de punzón 19 del troquel superior 15, y el par de troqueles de leva 21. Por lo tanto, se puede evitar que el artículo preliminarmente formado 301 se enfríe antes del prensado en caliente y disminuya su temperatura. Como resultado, el trabajo de prensa se puede realizar en el artículo formado preliminarmente 301 que tiene una alta resistencia a la tracción mientras se mantiene a una temperatura del punto de transformación Ac3 o superior (por ejemplo, una temperatura superior al punto de transformación Ac3 en 80 °C o superior)). Por lo tanto, el artículo formado en prensa 100 se puede fabricar a partir de la lámina de acero base mientras se suprime la generación de defectos de formación tales como grietas. Además, dado que el artículo preliminarmente formado 301 se puede enfriar rápidamente después del prensado, se puede aumentar la resistencia a la tracción.
En un caso en el que una lámina de acero base se forma en frío en el artículo 100 formado en prensa, cuando la resistencia a la tracción de la lámina de acero base es inferior a 780 MPa, es posible realizar la formación sin que se generen defectos de formación como grietas en la parte saliente. Sin embargo, en el caso de que una lámina de acero base que tenga una resistencia a la tracción de 780 MPa o más se transforme en el artículo 100 formado en prensa, existe la preocupación de que se puedan generar defectos de formación tales como grietas en la parte saliente. Por lo tanto, el procedimiento de fabricación de un artículo formado en prensa según la realización es particularmente útil en el caso en que la resistencia a la tracción de la lámina de acero base sea de 780 MPa o más.
En el procedimiento de fabricación descrito anteriormente, se describe un caso en el que la restricción por el saliente 13 y el par de troqueles de leva 21 se completa después de que se completa la restricción del artículo formado preliminarmente 301 por el saliente 13 y la parte de punzón 19. Sin embargo, la sujeción del artículo formado preliminarmente 301 por el saliente 13 y la parte de punzón 19 y la sujeción por el saliente 13 y el par de troqueles de leva 21 pueden completarse simultáneamente. Además, la temporización del movimiento de los troqueles de leva 21 se puede ajustar cambiando las posiciones y formas de las superficies inclinadas 17a y 21a.
Además, en el procedimiento de fabricación descrito anteriormente, se describe un caso de prensado del artículo preliminarmente formado 301 usando un mecanismo de leva constituido por los troqueles de leva 21 y los troqueles de prensado de leva 17. Sin embargo, los troqueles de leva 21 también se pueden mover mediante un cilindro hidráulico o similar sin usar el mecanismo de leva.
Además, el troquel superior 15 y los troqueles de prensado de leva 17 pueden unirse a diferentes máquinas de prensado y operarse individualmente. Los troqueles de leva 21 también se pueden mover mediante un dispositivo de accionamiento conectado directamente a los troqueles de leva 21 sin usar los troqueles de presión de leva 17.
Además, como se muestra en la figura 8, el saliente 13 del troquel inferior 11 puede estar provista de un pasador 14 que sobresale hacia la parte de punzón 19, un orificio pasante a través del cual pasa el pasador 14 puede proporcionarse en el artículo formado preliminarmente 301, y un orificio pasante 19h en el que se inserta el pasador 14 cuando se baja el troquel superior 15 puede proporcionarse en la parte de punzón 19. En este caso, se suprime el movimiento de la parte de lámina superior equivalente a la parte del artículo formado preliminarmente 301, de modo que las partes salientes 115 del artículo 100 formado en prensa se pueden formar con buena precisión.
En el caso de fabricar el artículo 100 formado en prensa usando el artículo formado preliminarmente (véase la figura 6) en el que la parte final no está doblada hacia abajo como se muestra en la figura 8, no se puede proporcionar ninguna parte encastrada en la parte de base 12 (véase la figura 7A).
(Segunda Realización)
A continuación, se describirá una segunda realización de la presente invención.
En el procedimiento de fabricación de un artículo formado en prensa de acuerdo con la primera realización, se describe un caso de formación del artículo formado preliminarmente 301 obtenido al realizar un trabajo de prensado en una lámina de acero base única en el artículo formado en prensa 100 utilizando el aparato de prensado 10. Por otro lado, en un procedimiento de fabricación de un artículo formado en prensa de acuerdo con esta realización, se forma una lámina de acero de base única B1 en el artículo formado en prensa 100 usando un aparato de prensado 40 mostrado en las figuras 9A a 9E. Es decir, el procedimiento de fabricación de un artículo formado en prensa de acuerdo con esta realización es diferente del procedimiento de fabricación de un artículo formado en prensa de acuerdo con la primera realización en que una lámina de acero base única se forma en el artículo formado en prensa 100 mediante un solo aparato de prensado.
Las figuras 9A a 9E son vistas en sección transversal que muestran el aparato de presión 40 utilizado en el procedimiento de fabricación de un artículo formado por presión de acuerdo con esta realización. Como se muestra en la figura 9A, el aparato de presión 40 incluye un troquel inferior 60, un troquel 50 que se mueve hacia el troquel inferior 60 y un par de troqueles móviles 51 que se mueven hacia el troquel inferior 60 y el troquel 50.
El troquel inferior 60 incluye una parte de base 63, un saliente 61 que se proporciona en la parte de base 63, está frente al troquel de punzón 50 y tiene partes escalonadas 61b, y un par de placas móviles 64 que hacen que el saliente 61 se interponga entre ellas y se fijen a la parte de base 63 a través de mecanismos de extensión y contracción 65. El mecanismo de extensión y contracción 65 es, por ejemplo, un cuerpo elástico como un resorte o un actuador como un cilindro hidráulico.
Cada uno del par de troqueles móviles 51 es móvil en la dirección vertical, la dirección horizontal y una dirección que incluye la dirección vertical y la dirección horizontal (dirección oblicua). Además, el troquel móvil 51 tiene una parte escalonada 51a en su extremo inferior.
Cada una del par de placas móviles 64 es empujada hacia arriba en la dirección vertical por el mecanismo de extensión y contracción 65. Además, en un estado en el que la lámina de acero base B1 se coloca sobre el par de placas móviles 64, las superficies superiores 64a del par de placas móviles 64 se colocan por encima de una superficie superior 61 a del saliente 61. Es decir, por ejemplo, en un caso en el que el mecanismo de extensión y contracción 65 es un cuerpo elástico tal como un resorte, la constante del resorte y similares se ajustan de modo que las posiciones de altura de las superficies superiores 64a del par de placas móviles 64 sean más altas que la superficie superior 61a del saliente 61 cuando los pesos de la lámina de acero base B1 y las placas móviles 64 se ejercen sobre la extensión y mecanismos de contracción 65.
A continuación, se describirá un procedimiento para fabricar el artículo formado en prensa 100 a partir de la lámina de acero base B1 utilizando el aparato de prensado 40. En primer lugar, la lámina de acero base B1 se calienta a una temperatura de templado predeterminada (una temperatura superior al punto de transformación A3 en el que se austeniza la lámina de acero base B1). La lámina de acero base B1 tiene una parte equivalente de parte de lámina superior en el centro, e incluye partes equivalentes de parte saliente, partes equivalentes de parte de pared vertical y partes equivalentes de parte de brida en ambos lados en este orden.
A continuación, como se muestra en la figura 9A, la lámina de acero base calentada B1 se coloca sobre el par de placas móviles 64. En este estado, la lámina de acero base B1 no está en contacto con el saliente 61. Es decir, se forma un espacio entre la lámina de acero base B1 y la superficie superior 61 a del saliente 61.
Como en la primera realización, el agua de refrigeración circula a través del interior del saliente 61. Por lo tanto, cuando la lámina de acero base calentada B1 se coloca en el aparato de prensado 40, en el caso de que la lámina de acero base B1 entre en contacto con el saliente 61, la lámina de acero base B1 se enfría incluso antes del prensado en caliente. Es decir, colocando la lámina de acero base B1 sobre el par de placas móviles 65 como se ha descrito anteriormente, se puede evitar que la lámina de acero base B1 se enfríe antes del prensado en caliente.
Posteriormente, a partir del estado mostrado en la figura 9A, el par de troqueles móviles 51 se bajan mientras que las partes escalonadas de la lámina de acero base B1 en la dirección del ancho hacen tope con las porciones de extremo 51a de los troqueles móviles 51 hasta que las superficies superiores de las partes escalonadas 61b y las superficies superiores de las placas móviles 64 se nivelan entre sí (el par de troqueles móviles 51 se mueven hacia abajo en la dirección vertical y el par de troqueles móviles 51 se mueven hacia el saliente 61). Además, la figura 9B es una vista que muestra un estado en el que el par de troqueles móviles 51 se están bajando, y la figura 9C es una vista que muestra un estado en el que se completa la bajada del par de troqueles móviles 51. A medida que se baja el par de troqueles móviles 51, la lámina de acero base B1 se presiona en un estado en el que las porciones de extremo de la lámina de acero base B1 se interponen entre el par de troqueles móviles 51 y las placas móviles 64, de modo que la lámina de acero base B1 está doblada hacia arriba en la dirección vertical. Como resultado, se obtiene una lámina de acero deformada 310 mostrada en la figura 15C. De manera similar al artículo formado preliminarmente 301, se forma una parte encastrada 311 en la lámina de acero deformada 310. La lámina de acero deformada 310 puede deformarse plásticamente o puede no deformarse plásticamente. Es decir, la lámina de acero base B1 se puede deformar plásticamente en la lámina de acero deformada 310, o la lámina de acero base B1 se puede deformar elásticamente en la lámina de acero deformada 310. Aquí, cuando el par de troqueles móviles 51 se bajan, las partes de extremo de la lámina de acero base B1 se interponen entre las partes escalonadas 51a de los troqueles móviles 51 y las placas móviles 64. El intervalo entre las partes escalonadas 51a de los troqueles móviles 51 y las placas móviles 64 es preferiblemente mayor que el espesor de la lámina de la parte de extremo de la lámina de acero base B1 de 0,1 a 0,3 mm. Esto se debe a que el movimiento de los troqueles móviles 51 en la dirección horizontal se realiza suavemente.
Como se muestra en las FIGS. 9B y 9C, cuando se baja el par de troqueles móviles 51, el punzón 50 también se mueve hacia el saliente 61 en dirección vertical. En consecuencia, la parte equivalente de la parte de lámina superior es presionada y restringida por el punzón 50 y el saliente 61. Es decir, en el estado que se muestra en la figura 9C, la lámina de acero deformada 310 es restringida por el punzón 50 y el saliente 61. A continuación, como se muestra en la figura 9D, moviendo el par de troqueles móviles 51 hacia el saliente 61 en la dirección horizontal en un estado en el que la parte equivalente de la parte superior de la lámina está restringida, las partes equivalentes de la parte saliente se interponen y presionan entre el saliente 61 y el par de troqueles móviles 51, de modo que se formen las partes salientes 115. Como se muestra en la figura 9D, en un estado en el que la formación del artículo formado en prensa 100 se completa con el troquel 50, el saliente 61 y el par de troqueles móviles 51, todas las partes de brida 113 se colocan en las partes escalonadas 61b del saliente 61. Es decir, las partes de brida 113 no sobresalen hacia fuera de las superficies laterales 61c del saliente 61 en la dirección del ancho (las superficies de extremo de las partes de brida 113 en la dirección del ancho están colocadas hacia dentro de las superficies laterales 61c del saliente 61 en la dirección del ancho).
Finalmente, como se muestra en la figura 9E, el par de troqueles móviles 51, el par de placas móviles 64 y el punzón 50 se elevan. A continuación, el artículo formado en prensa 100 se descarga del aparato de prensado 40.
(Tercera Realización)
A continuación, se describirá una tercera realización de la presente invención.
En la segunda realización, se describe un caso de fabricación del artículo 100 formado en prensa a partir de la lámina de acero base B1 usando el aparato de prensado 40. Por otro lado, en esta realización, el artículo formado en prensa 100 se fabrica a partir de la lámina de acero base B1 utilizando un aparato de presión 70. El aparato de presión 70 según esta realización es diferente del aparato de presión 40 según la segunda realización en la forma del saliente 61 y el ancho de la placa móvil 64.
Las figuras 10A a 10E son vistas en sección transversal que muestran el aparato de presión 70 utilizado en el procedimiento de fabricación de un artículo formado en prensa de acuerdo con la realización. Como se muestra en la figura 10A, una parte escalonada 61b' del saliente 61 del aparato de presión 70 según esta realización tiene una anchura menor que la parte escalonada 61b del saliente 61 del aparato de presión 40 según la segunda realización. Además, una placa móvil 64' del aparato de presión 70 según esta realización tiene una anchura mayor que la placa móvil 64 del aparato de presión 40 según la segunda realización.
En el procedimiento de fabricación del artículo formado en prensa según esta realización, en primer lugar, como en el procedimiento de fabricación según la segunda realización, la lámina de acero base B1 calentada previamente se coloca sobre un par de placas móviles 64' (véase la figura 10A). A continuación, como en el procedimiento de fabricación según la segunda realización, se bajan el par de troqueles móviles 51 y el troquel de punzón 50 (véanse las figuras 10B y 10C).
Posteriormente, moviendo el par de troqueles móviles 51 en la dirección horizontal hacia el saliente 61, la lámina de acero deformada 310 se transforma en el artículo formado en prensa 100 (véase la figura 10D). Como se muestra en la figura 10D, en un estado en el que se completa la formación del artículo formado en prensa 100, las superficies de extremo de las partes de brida 113 del artículo formado en prensa 100 en la dirección de la anchura están situadas fuera de las superficies laterales 61c del saliente 61 en la dirección de la anchura, y las partes de extremo de las partes de reborde 113 del artículo formado en prensa 100 en la dirección de la anchura se sitúan sobre las placas móviles 64'.
Finalmente, como se muestra en la figura 10E, se elevan el troquel de punzón 50, el par de troqueles móviles 51 y el par de placas móviles 64' (los troqueles móviles 51 se mueven no sólo en dirección vertical sino también en dirección horizontal). En este momento, las partes de extremo del artículo formado en prensa 100 se colocan sobre las placas móviles 64' (véase la figura 10D) y reciben así una fuerza dirigida hacia arriba en dirección vertical por la elevación de las placas móviles 64'. Es decir, como se muestra en la figura 10E, el artículo formado en prensa 100 también se eleva mediante la elevación del troquel de punzón 50, el par de troqueles móviles 51 y el par de placas móviles 64'. En consecuencia, se puede omitir el esfuerzo de sacar el artículo formado en prensa 100 del aparato de prensado y, como resultado, se puede acortar el tiempo necesario para la fabricación.
[Ejemplos]
A continuación, se describirán los Ejemplos 1 y 2 realizados para confirmar los efectos operativos de la presente invención.
(Ejemplo 1)
En este ejemplo, se realizó una simulación de un ensayo de flexión de tres puntos en miembros estructurales según los ejemplos de la presente invención y miembros estructurales en la técnica relacionada. Para la simulación, se utilizó un software de procedimiento de elementos finitos (FEM) de propósito general (fabricado por LIVERMORE SOFTWARE TECHNOLOGY CORPORATION, nombre comercial LS-dYn A). Una vista en sección transversal de una muestra 1 (ejemplo de la invención) utilizada para la simulación como miembro estructural según la presente invención se muestra esquemáticamente en la figura 11A. El miembro estructural de la figura 11A incluye el artículo formado en prensa 100 y la lámina posterior 201 soldada a las partes de brida 113 del mismo. El tamaño de la muestra 1 mostrado en la figura 11A es como sigue. Sin embargo, el espesor de la lámina de acero no se considera en el tamaño que se describe a continuación.
• Ángulo X: 90°
• Ángulo Y: 90°
• Longitud saliente D de la parte saliente: 15 mm
• Altura Hb1 de la parte de la pared vertical: 60 mm
• Distancia (ancho de la parte superior de la lámina) Wb1 entre las dos partes de la pared vertical: 50 mm (80 - 2D)
• Ancho Wp1 de la lámina trasera: 90 mm (120 - 2D)
• Radio de curvatura en las esquinas Ra y Rb: 5 mm
• Longitud (longitud total) en dirección longitudinal: 1000 mm
Las vistas en sección transversal de una muestra 2 y una muestra 3 se utilizan en la simulación como los miembros estructurales en la técnica relacionada se muestran esquemáticamente en las figuras 11B y 11C. La muestra 2 mostrada en la figura 11B incluye un artículo formado en prensa 1 que tiene una sección transversal en forma de sombrero y una lámina posterior 2 soldada a las partes de brida 1c del mismo. El artículo formado en prensa 1 incluye una parte de lámina superior 1a, partes de pared verticales 1b y partes de brida 1c. El tamaño de la muestra 2 mostrado en la figura 11B es como sigue.
• Ancho de la parte superior de la lámina 1a: 80 mm
• Altura de la parte de la pared vertical 1b: 60 mm
• Ancho de la lámina trasera 2: 120 mm
• Radio de curvatura en las partes de esquina: 5 mm
• Longitud en la dirección longitudinal: 1000 mm
La muestra 2 y la muestra 3 tienen exactamente la misma estructura y se diferencian únicamente en la disposición con respecto a un impactador. Específicamente, en la muestra 2, el lado de la lámina posterior 2 está dispuesto en el lado superior (lado del impactador), y en la muestra 3, el lado de la parte superior de la lámina 1a está dispuesto en el lado superior (lado del impactador). De ahora en adelante, la disposición en la que el lado de la lámina posterior está dispuesto en el lado superior (la disposición de la muestra 2) se denomina disposición de sombrero invertido. Además, la disposición en la que el lado de la parte superior de la lámina está dispuesto en el lado superior (la disposición de la muestra 3) se denomina disposición de sombrero positivo. Como se describirá más adelante, una colisión que ocurre en un miembro estructural real ocurre principalmente en la disposición de sombrero positivo. Por lo tanto, un ejemplo comparativo de la muestra 1 (ejemplo de la presente invención) de la realización es la muestra 3 que tiene la disposición de sombrero positivo, y la muestra 2 que tiene la disposición de sombrero invertido se describe como ejemplo de referencia.
Se supuso que las muestras 1 a 3 están formadas por una lámina de acero que tiene un espesor de 1,4 mm y una resistencia a la tracción de 1500 MPa. Se asumió que las partes de brida del artículo formado en prensa y la lámina posterior estaban soldadas por puntos y fijadas entre sí con un paso de 40 mm. Las muestras 1 a 3 se diseñaron de modo que la masa por unidad de longitud en la dirección longitudinal fuera la misma.
Un procedimiento de la prueba de flexión de tres puntos que utiliza la simulación se muestra en la figura 12. La figura 12 es una vista lateral esquemática de un caso en el que la muestra se visualiza en una vista lateral. Como se muestra en la figura 12, la prueba de flexión de tres puntos se realizó colocando la muestra sobre dos fulcros 5 y provocando que un impactador 6 que tenía una forma cilíndrica colisionara con la muestra desde arriba. Específicamente, en el caso de la muestra 1, se hizo que el impactador 6 colisionara con los extremos de la punta del par de partes salientes 115 (véanse las figuras 2 y 11A). En el caso de la muestra 2, se hizo que el impactador 6 colisionara perpendicularmente con la lámina trasera (véase la figura 11B). En el caso de la muestra 3, se hizo que el impactador 6 colisionara perpendicularmente con la parte superior de la lámina (véase la figura 11C).
En la prueba de este ejemplo, la distancia S entre los dos fulcros 5 se fijó en 400 mm o 700 mm. El radio de curvatura del fulcro 5 se fijó en 30 mm. El radio de curvatura del impactador 6 se fijó en 150 mm. La velocidad de colisión del impactador 6 se fijó en 7,5 km/h.
La cantidad de energía absorbida de cada muestra cuando la cantidad de desplazamiento fue de 100 mm se obtuvo mediante la simulación. Un componente estructural del vehículo que tiene una gran cantidad de energía absorbida significa que la seguridad de un ocupante frente a una colisión es alta. El resultado en el caso en que la distancia de fulcro a fulcro S sea 400 mm se muestra en la figura 13A. El resultado en el caso en que la distancia de fulcro a fulcro S sea 700 mm se muestra en la figura 13B. En esta simulación, no se consideran el agrietamiento en la lámina de acero ni el agrietamiento en la parte de soldadura por puntos.
Independientemente de la distancia de fulcro a fulcro S, la cantidad de energía absorbida de la muestra 1 (disposición de sombrero positivo) según la presente invención fue mayor que la cantidad de energía absorbida de la muestra 3 (disposición de sombrero positivo) del ejemplo comparativo. Particularmente, en un caso donde la distancia de fulcro a fulcro S es de 700 mm, la cantidad de energía absorbida de la muestra 1 fue mayor que la cantidad de energía absorbida de la muestra 2 (disposición de sombrero invertido) del ejemplo de referencia.
Las formas de sección transversal de las muestras 1 y 3 cuando la distancia de fulcro a fulcro S es 400 mm y la cantidad de desplazamiento es 10 mm, que se obtienen por la simulación, se muestran en las figuras 14 y 15.
Como se muestra en la figura 15, se pudo ver que en la muestra 3 como ejemplo comparativo, la forma de una parte de la cresta colapsó y la deformación se concentró localmente. Además, aumenta la cantidad de deformación de una pared vertical hacia el exterior. Por lo tanto, en la muestra 3, se considera probable que ocurra pandeo debido a la deformación por flexión en tres puntos, y como resultado, la cantidad de energía absorbida disminuye.
Por otro lado, como se muestra en la figura 14, se puede ver que en la muestra 1 como ejemplo de la presente invención, la lámina de acero en el lado exterior (la parte de la pared exterior 101b de la parte saliente 115 y la parte de la pared vertical 111) está deformada por completo y localmente la deformación no ocurre al grado de la muestra 3. Además, se puede ver que la cantidad de deformación de la pared vertical de la muestra 1 hacia el exterior es menor que la de la muestra 3. Es decir, en la muestra 1, se considera que es menos probable que ocurra el pandeo debido a la deformación por flexión en tres puntos y, como resultado, aumenta la cantidad de energía absorbida. Como factor de esto, en la muestra 1, se considera que se mejoró la rigidez proporcionando la parte saliente 115 que tiene una estructura de pared doble.
En un caso en el que el artículo formado en prensa que tiene una sección transversal sustancialmente en forma de sombrero se usa como miembro estructural para un vehículo u otros, el lado de la parte superior de la lámina se dispone para mirar hacia el exterior de la carrocería en muchos casos. Por lo tanto, es necesario postular que una colisión en el momento de un accidente ocurre desde el lado de la parte superior de la lámina distinto del lado posterior de la lámina. Desde este punto de vista, incluso si las características de la muestra 2 que tiene la disposición de sombrero invertido fueran buenas, no tiene sentido en un caso en el que la muestra 2 se aplica a un miembro estructural real en muchos casos. Por lo tanto, las características contra la colisión desde el lado de la parte superior de la lámina son importantes. En el caso de una comparación en términos de una colisión desde el lado de la parte superior de la lámina, la muestra de la presente invención exhibió excelentes características en comparación con la muestra 3 que tiene la disposición de sombrero positivo. Por lo tanto, la muestra de la presente invención es muy útil como miembro estructural.
(Ejemplo 2)
En el Ejemplo 2, se investigó la relación entre la fracción de martensita y la dureza Vickers MHv de la parte saliente 115 (véanse las Figuras 1 y 2) del artículo formado en prensa 100 fabricado por el procedimiento de fabricación según la primera realización. A modo de comparación, se investigó la relación entre la fracción de martensita y la dureza Vickers MHv de una parte saliente de un artículo formado en prensa fabricado mediante un procedimiento de fabricación diferente del procedimiento de fabricación.
La fracción de martensita se midió en las proximidades de la posición central de la parte superpuesta 115d de la parte saliente 115 en una sección transversal perpendicular a la dirección longitudinal, es decir, en las proximidades de la posición de la mitad de la longitud de la parte superpuesta 115d. Específicamente, en las proximidades de la posición central, desde la superficie exterior de la parte de pared interior 101 a del artículo formado en prensa 100 (la superficie exterior en la dirección del ancho entre las dos superficies de la parte de pared interior 101a del artículo formado en prensa 100 en la dirección del ancho), a lo largo de la dirección del espesor de la lámina, se utilizó como posición de medición la posición de una distancia de 1/4 del espesor de la lámina t (t/4).
La posición de medición puede tener un intervalo hasta cierto punto, y desde la posición de medición, a lo largo de la dirección del espesor de la lámina, en cada uno de los lados de la superficie interior y el lado de la superficie exterior de la parte de la pared interior 101a, el intervalo entre las posiciones movidas por una distancia de 1/8 del espesor de la lámina t (t/8) puede usarse como intervalo de medición.
Además, desde la superficie interior de la parte de pared exterior 101 b del artículo formado en prensa 100 (la superficie interior en la dirección de la anchura entre las dos superficies de la parte de pared exterior 101b del artículo formado en prensa 100 en la dirección de la anchura), a lo largo de la dirección del espesor de la lámina, la posición de una distancia de 1/4 del espesor de la lámina t (t/4) puede usarse como intervalo de medición.
La dureza Vickers MHv también se midió de la misma manera que la fracción de martensita descrita anteriormente (se midió la dureza Vickers en la misma posición que la posición de medición de la fracción de martensita).
La fracción de martensita se obtuvo leyendo la estructura de martensita de una fotografía de una estructura tomada.
La dureza Vickers MHv se obtuvo mediante un ensayo Vickers especificado en JIS Z 2244, realizado en una sección transversal perpendicular a la dirección longitudinal. Una carga de la prueba de Vickers se fijó en 1 kgf. En la posición de medición se midieron las durezas Vickers de cinco puntos diferentes.
Los resultados de la medición de la fracción de martensita y la dureza Vickers MHv se muestran en la Tabla 1 a continuación.
El número 1 es un ejemplo comparativo de un caso en el que el artículo 301 formado preliminarmente se puso en contacto con la superficie superior 13a del saliente 13 del troquel inferior 11 cuando el artículo formado preliminarmente 301 se colocó en el aparato de prensado 10 (es decir, un ejemplo comparativo que muestra los resultados de la medición de la fracción de martensita y la dureza Vickers MHv de la parte saliente en el artículo formado en prensa fabricado de acuerdo con un procedimiento de fabricación que es diferente del procedimiento de fabricación de acuerdo con la primera realización en que cuando el artículo formado preliminarmente 301 se colocó en el aparato de prensado 10, el artículo formado preliminarmente 301 se puso en contacto con la superficie superior 13a del saliente 13 del troquel inferior 11).
El número 2 es un ejemplo de invención de un caso en el que el artículo formado preliminarmente 301 se puso en contacto con la superficie superior 13a del saliente 13 del troquel inferior 11 cuando el artículo formado preliminarmente 301 se colocó en el aparato de prensado 10 (que es un ejemplo de la invención que muestra los resultados de la medición de la fracción de martensita y la dureza Vickers MHv de la parte saliente en el artículo formado en prensa fabricado según el procedimiento de fabricación según la primera realización).
Para los números 1 y 2, se utilizó la misma lámina de acero base.
[Tabla 1]
Figure imgf000016_0001
Además, la Tabla 1 muestra la relación (MHv/WHv) de la dureza Vickers MHv en la parte saliente a la dureza Vickers WHv en la parte de pared vertical. La dureza Vickers WHv en la parte de pared vertical se midió de manera similar en la misma sección transversal que la dureza Vickers MHv en la parte saliente. Además, esta medición se realizó en las proximidades de la posición central de la parte de pared vertical, es decir, en las proximidades de la posición de la mitad de la altura de la parte de pared vertical.
Como se muestra en la Tabla 1, en el artículo formado en prensa 100 de acuerdo con la presente invención (el ejemplo de invención del n.° 2), la fracción de martensita era del 90 % o más, y la dureza Vickers MHv en la parte saliente era de 460 o más. En comparación con el ejemplo comparativo del n° 1, se pudo ver que en el artículo formado en prensa 100 de acuerdo con la presente invención (el ejemplo de la invención del n.° 2), la fracción de martensita y la dureza Vickers MHv en la parte saliente fueron mejorados. Además, la relación (MHv/WHv) de la dureza Vickers MHv en la parte saliente a la dureza Vickers WHv en la parte de pared vertical fue de 1,01 o más. Es decir, en el artículo formado en prensa 100 según la presente invención (el ejemplo de la invención del n. ° 2), en comparación con el ejemplo comparativo del n. ° 1, se pudo ver que la proporción de la dureza Vickers en el saliente podría mejorarse la dureza Vickers en la parte de la pared vertical, y la dureza Vickers en la parte saliente se podría igualar casi igual a la dureza Vickers en la parte de la pared vertical.
Aunque las realizaciones y los ejemplos de modificación de la presente invención se han descrito anteriormente, estos se han presentado únicamente a modo de ejemplo y no pretenden limitar el alcance de las invenciones. Estas realizaciones y ejemplos de modificación se pueden realizar en una variedad de otras formas; además, se pueden realizar varias omisiones, sustituciones y cambios sin apartarse del alcance de las invenciones. Las invenciones descritas en las reivindicaciones adjuntas y sus equivalentes pretenden cubrir las realizaciones y los ejemplos de modificación que caerían dentro del alcance de las invenciones.
Por ejemplo, como se muestra en la figura 16A, un miembro de vehículo 200a puede estar provisto de un miembro de parche 400 unido a la parte de lámina superior 112 y a las partes de pared vertical 111 del artículo formado en prensa 100 mediante soldadura o similar. Es decir, el miembro del vehículo 200a puede estar provisto del artículo formado en prensa 100, la lámina trasera 201 unida a las partes de brida 113 del artículo formado en prensa 100, y el miembro de parche 400 unido a la superficie interior de la parte de lámina superior 112 y las superficies internas de las partes de pared vertical 111 del artículo formado en prensa 100 a través de las partes de unión 410. El miembro de parche 400 es, por ejemplo, una lámina de metal que tiene una sección transversal en forma de U. Se puede usar una resina como miembro de parche 400.
Al unir el miembro de parche 400 al artículo formado en prensa 100, la caída de las partes 111 de la pared vertical se puede suprimir aún más cuando se produce una deformación por flexión en tres puntos, de modo que las características en la prueba de flexión en tres puntos (la cantidad de energía absorbida debido a la deformación por flexión en tres puntos) se puede mejorar aún más.
Además, por ejemplo, como se muestra en la figura 16B, el miembro de parche 400 dividido en dos puede unirse al artículo formado por presión 100. En este caso, el peso del miembro de parche 400 puede reducirse.
Además, por ejemplo, como se muestra en las Figs. 17A y 17B, se puede proporcionar una parte encastrada 112c en la parte de lámina superior 112 del artículo formado en prensa 100. Además, en el artículo formado en prensa 100 que se muestra en la figura 17A, la profundidad de la parte encastrada 112c es sustancialmente la misma que la altura de la parte de pared vertical 111.
Aquí, como en el artículo formado en prensa 100 que se muestra en las figuras 17A y 17B, en el caso de que se proporcione una parte encastrada en la parte superior de la lámina 112, con respecto a los ángulos X e Y (véase la figura 2), el ángulo de la parte superior de la lámina se puede determinar utilizando una parte que excluye la parte encastrada como la parte superior de la lámina.
En el procedimiento de fabricación de un artículo formado en prensa según la segunda realización, un caso en el que se completa el prensado por el par de troqueles móviles 51 y el saliente 61 después de que se completa el prensado por el troquel de punzón 50 y el saliente 61. Sin embargo, las operaciones de prensado pueden completarse simultáneamente, o cualquiera de las operaciones de prensado puede iniciarse primero.
[Aplicabilidad industrial]
De acuerdo con la presente invención, es posible proporcionar un artículo formado en prensa que tenga una alta resistencia a la tracción y características mejoradas en una prueba de flexión de tres puntos, un miembro de vehículo y un procedimiento de fabricación de un artículo formado en prensa.
[Breve descripción de los símbolos de referencia]
10: aparato de prensado
11: troquel inferior
12: parte de base
100: artículo formado en prensa (artículo formado estampado en caliente)
101: lámina de acero
111: parte de la pared vertical
112: parte de la lámina superior
113: parte de brida
114: parte del límite
115: parte saliente
115d: parte superpuesta
200a, 200b, 200c: miembro estructural del vehículo (miembro del vehículo)
201: lámina trasera (miembro de lámina de acero)
301: artículo formado preliminarmente (lámina de acero deformada)
301at: parte equivalente de parte de lámina superior
301aw: parte equivalente de parte de pared de pie
301ae: parte equivalente de parte saliente
310: lámina de acero deformada
D: longitud saliente de la parte saliente
X: ángulo entre la parte superior de la lámina y la parte saliente

Claims (11)

REIVINDICACIONES
1 . Un artículo formado (100) formado por una sola lámina de acero (101), que comprende:
una parte de lámina superior (102);
un par de partes de pared verticales (111); y
una parte saliente (115) que conecta la parte superior de la lámina con la parte de la pared vertical y sobresale hacia fuera desde la parte superior de la lámina,
caracterizado porque el artículo formado es un artículo formado estampado en caliente,
la parte saliente incluye
una parte de la pared interior (101 a) que sobresale de la parte superior de la lámina, y
una parte de pared exterior (101 b) que se pliega hacia fuera desde un borde extremo (115t) de la parte de pared interior, un ángulo (X) entre la parte superior de la lámina y la parte saliente es de 80° a 90°, y
una fracción de martensita de la parte saliente es del 90 % o más.
2. El artículo formado según la reivindicación 1, en el que la parte de la pared interior y la parte de la pared exterior de la parte saliente se apoyan entre sí.
3. El artículo formado según la reivindicación 1, en el que la parte de la pared interior y la parte de la pared exterior de la parte saliente están unidas entre sí.
4. El artículo formado según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que una longitud saliente (D) de la parte saliente es de 3 mm o más.
5. El artículo formado según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, que comprende además:
un par de partes de brida (113) que están conectadas a partes de extremo del par de partes de pared verticales y se extienden para estar separadas entre sí.
6. Un miembro del vehículo que comprende:
el artículo formado según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5; y
un miembro de lámina de acero que se une al artículo formado para formar una sección transversal cerrada con el artículo formado.
7. El miembro de vehículo según la reivindicación 6, que comprende además: un miembro de parche unido al menos a uno de una superficie interna de la parte de lámina superior y una superficie interna de la parte de pared vertical.
8. Un procedimiento de fabricación de un artículo formado por una sola lámina de acero, comprendiendo el artículo formado:
una parte de lámina superior;
un par de partes de pared verticales; y
una parte saliente que conecta la parte de lámina superior con la parte de pared vertical y sobresale hacia fuera de la parte de lámina superior,
caracterizado porque el artículo formado es un artículo formado estampado en caliente,
la parte saliente incluye una parte de pared interior que se yergue verticalmente desde la parte de lámina superior, y una parte de pared exterior que se pliega hacia fuera desde un borde extremo de la parte de pared interna, y un ángulo entre la parte de lámina superior y la parte saliente es de 80° a 90°, y
el procedimiento de fabricación comprende:
una etapa de preparación para obtener un artículo formado preliminarmente (301), en el que se forma una parte encastrada (302), presionando una lámina de acero base;
una etapa de calentamiento del artículo formado preliminarmente; y
una etapa de formación en prensa para formar el artículo formado preliminarmente en el artículo formado realizando un trabajo en prensa sobre el artículo formado preliminarmente calentado,
en el que, en la etapa de formación en prensa, un aparato de presión (10) que incluye un troquel inferior (11) que tiene un saliente (13), un troquel superior (15) que tiene una parte de punzón (19) que presiona el artículo preliminarmente formado y se puede mover en una dirección vertical hacia el troquel inferior, y se usa un par de troqueles deslizantes (21) que hacen que el saliente se interponga entre los troqueles deslizantes y se pueden mover en una dirección horizontal hacia las superficies laterales (13b) del saliente,
el artículo formado preliminarmente se coloca en el aparato de prensado para hacer que el saliente del troquel inferior sobresalga en la parte encastrada del artículo formado preliminarmente y no se ponga en contacto con el saliente, la parte del punzón y el par de troqueles deslizantes, y
el artículo formado preliminarmente se presiona moviendo la parte de punzón y el par de troqueles deslizantes.
9. El procedimiento de fabricación del artículo formado según la reivindicación 8,
en el que el troquel superior del aparato de prensado incluye además troqueles de prensado deslizante que están dispuestos de cara a los troqueles deslizantes y presionan los troqueles deslizantes, y
en la etapa de formación en prensa, moviendo los troqueles de presión deslizantes hacia el troquel inferior, los troqueles deslizantes entran en contacto deslizante con los troqueles de presión deslizantes, y se prensa el artículo preliminarmente formado.
10. El procedimiento de fabricación del artículo formado según la reivindicación 8 o 9, en el que el prensado por los troqueles deslizantes se completa después de que se completa el prensado por la parte de punzón.
11. Un procedimiento de fabricación de un artículo formado formado por una sola lámina de acero, comprendiendo el artículo formado:
una parte de lámina superior;
un par de partes de pared verticales;
una parte saliente que conecta la parte de lámina superior con la parte de pared vertical y sobresale hacia fuera desde la parte de lámina superior; y
un par de partes de brida que están conectadas a partes de extremo del par de partes de pared verticales y se extienden para estar separadas entre sí,
caracterizado porque el artículo formado es un artículo formado estampado en caliente,
la parte saliente incluye una parte de pared interna que se yergue verticalmente desde la parte de lámina superior, y una parte de pared externa que se pliega hacia fuera desde un borde de extremo de la parte de pared interna, y un ángulo entre la parte de lámina superior y la parte saliente es de 80° a 90°, y
el artículo formado se fabrica usando un aparato de prensado (40) que incluye un troquel inferior (60) que tiene un saliente (61) y un par de placas móviles (64) que hacen que el saliente se interponga entre las placas móviles y son móviles en una dirección vertical, un troquel de punzón (50) que se puede mover en la dirección vertical hacia el saliente, y un par de troqueles móviles (51) que hacen que el troquel de punzón se interponga entre los troqueles móviles y se muevan hacia las placas móviles y el saliente, el procedimiento de fabricación comprende:
una etapa de calentamiento de una lámina de acero base (B1);
una etapa de colocar la lámina de acero base calentada sobre el par de placas móviles para que no entre en contacto con el saliente;
una etapa de formar la lámina de acero base en una lámina de acero deformada (310) que tiene una parte encastrada (311) bajando el par de troqueles móviles y moviendo el par de troqueles móviles hacia el saliente mientras colindan con la lámina de acero base;
una etapa de presionar la lámina de acero deformada moviendo el troquel punzón hacia el saliente; y
una etapa de presionar la lámina de acero deformada moviendo el par de troqueles móviles hacia el troquel del punzón.
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