JP4604364B2 - 金属板の熱間プレス方法およびその装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車用の構造部材等に使用される高強度のプレス成形品の製造に好適な、金属板の熱間プレス方法およびその装置に関する。詳しくは、所定の形状に裁断された金属板（ブランク）を直接通電加熱により、所定の加工温度まで均一に昇温させて成形し、次いで高温の成形品を金型内で保持することにより、成形品に焼入れを施し、形状精度に優れた超高強度のプレス成形品を得る熱間プレス方法およびそれに好適な装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、金属板を６００〜１１００℃近傍に加熱して熱間成形したのち、金型内部もしくは金型外で焼き入れして高強度成形品を得る熱間成形（ダイクエンチ）が行われてきた。素材の強度が増すとプレス成形が困難になる。素材を加熱して熱間成形すれば、素材が軟質になるうえ成形に要する動力も小さくなるため、高強度の金属板のプレス成形が比較的容易になる。
【０００３】
熱間成形直後に、成形品を金型内で保持した状態で焼き入れを施せば、通常の方法では得られない、形状精度が優れた超高強度のプレス製品を得ることができる。
【０００４】
これらの熱間成形に際して、ブランクを加熱する方法としては、従来、ハースローラ加熱炉や高周波誘導加熱炉を利用するのが一般的である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ハースローラ加熱炉は、通常、プレス装置と離れて設置されている。従って加熱したブランクをプレス金型上に搬送する間に、ブランクの温度が低下し、温度むらが発生するうえ、表面酸化が進む、などの問題がある。搬送中の温度低下対策として加熱温度を高くする方法が考えられるが、ブランクが軟質になりすぎて取り扱いが困難になるうえ、加熱炉を高温に保つために必要以上の熱量が必要となり、生産性やコスト高などの問題があった。
【０００６】
誘導加熱方法では、長方形状のブランクを加熱する場合に、ブランクの端部が優先的に加熱されるために、温度むらが生じやすく、ブランク形状に応じた適切な加熱コイル形状を検討し、作製しなければならない。また、装置全体が大きくなるという問題もある。さらに、加工温度を金属板のキュリー点以上とする場合には加熱効率が低下する。このため、誘導加熱方法は９００℃以上の加工温度を要する超高強度部材の熱間プレス成形には適さない、という問題もあった。
【０００７】
特開平６−２７９８４０号公報には、鋼帯などの加熱方法として、１対の通電ロールを間隔をあけて鋼帯に接触させ、該ロール間に通電してその間の鋼板に電流を通じ、鋼帯に発生するジュール熱を利用して鋼帯を加熱するいわゆる通電加熱方法が開示されている。この加熱方法は装置がコンパクトであるうえ、鋼帯の場合には加熱効率もよいことが知られている。
【０００８】
しかしながら、上記通電ロールによる通電加熱方法を所定形状に裁断されたブランクに適用すると均一加熱が困難である。これは、ブランクの通電ロールの外側に位置する部分は加熱不十分となるからである。また通電ロール間では、ブランク幅が変化しない矩形ブランクの場合には均一加熱が可能であるが、幅が変動したり、途中に切欠き部などを有するブランク（矩形ブランクに対して「異形ブランク」とも記す）では、加熱が不均一となる。このため、従来の通電ロールを電極として用いる通電加熱方法は、熱間プレス用ブランクの加熱手段としては不適当であった。
【０００９】
以上述べたように、熱間プレスは、超高強度のプレス成形品を得る手段として期待されながら、ブランクを効率よく均一に高温加熱するのが困難であるために、形状精度が良好な超高強度部材の適用が進展せず、その解決が求められてきた。
【００１０】
本発明の目的は、これらの問題を解決し、ブランクを均一に高温域に加熱し、形状精度が良好な超高強度のプレス成形品を容易に得ることができる金属板の熱間プレス方法およびそれに好適な装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、加熱作業の容易さや加熱効率などで通電加熱方法が優れていることに着目し、それによる金属板ブランクの均一加熱方法について種々研究を重ねた結果、以下の知見を得た。
【００１２】
ブランクの加熱を、その相対する両端部に複数個の電極を接触させ、これらの相対する電極間に電流を通じて通電加熱する方法とすることにより、ブランクの形状に係わらず、容易に通電加熱することができる。
【００１３】
異形ブランクを安定して均一に加熱するには、ブランクの各部分においてジュール熱を均一に発生させればよい。そのためには、それぞれの電極に供給する電力を、ブランクの形状に応じて電極毎に微調整してブランク内での場所によるジュール熱発生量を調整すればよい。
【００１４】
ジュール熱は、電極に供給される電流の強さの２乗に比例し、かつ、電極間の抵抗にも比例する。また、電極間の抵抗は電極間の距離に比例する。ブランク形状が矩形でない場合などでは、場所により、ブランクの両端部間で相対する電極間の距離、すなわち抵抗が変動し、電流の強さが変化する結果、ブランクに発生するジュール熱量が変動する。
【００１５】
これを防止するには、電極間距離に応じて電極毎に供給する電力を調整するのがよい。その方法は公知のものでよいが、電源と電極間に可変抵抗器を設け、電極間距離の変化を補うのに十分な量の抵抗を付加することにより、電流の強さを一定に保つ方法や、電源と電極間に通電時間調整装置、例えばタイマースイッチなどを設け、昇温量が一定になるように、通電時間を調整するなどの方法が簡便で好適である。
【００１６】
通電加熱に際し、熱膨張によりブランク中央部が垂れ下がり、成形作業に支障をきたす場合がある。これを避けるために、必須ではないが、電極にクランプ機能を持たせ、これにより加熱時にブランクに適度の張力を付与しておくのがよい。
【００１７】
通電加熱は、金型内部（すなわちパンチとダイの間）で施し、加熱後ブランクを搬送することなくプレス加工するのがよい。また、金型やプレス条件を最適化して、熱間成形後にそのまま金型内で焼き入れをおこなうことにより、焼き入れ効率を高め、超高強度で形状精度の良好なプレス成形部品を容易に得ることができる。
【００１８】
本発明はこれらの知見を基にして完成されたものであり、その要旨は以下のとうりである。
（１）金属板ブランクの相対する両端部の各々２カ所以上に電極を取り付け、相対する電極間に通電して発生するジュール熱により、該ブランクを所定の加工温度まで加熱し、これをパンチとダイを備えたプレス装置に供して熱間成形する金属板の熱間プレス方法であって、電極に供給する電力を電極毎に調整して、ブランクの温度分布の均一化を図ることを特徴とする金属板の熱間プレス方法。
【００１９】
（２）前記電力調整方法が、電力を供給する電源と電極間に抵抗を付加し、電極に供給する電流の強さを制御することによるものであることを特徴とする上記（１）に記載の金属板の熱間プレス方法。
【００２０】
（３）前記電力調整方法が、電極に供給する電流の通電時間を制御することによるものであることを特徴とする上記（１）に記載の金属板の熱間プレス方法。
（４）前記電極の先端形状が、半径２０mm以下の球面を呈したものであることを特徴とする上記（１）〜（３）のいずれかに記載の金属板の熱間プレス方法。
【００２１】
（５）前記ブランクに、金属板の加工温度での降伏応力の９０％以下の引張力を作用させつつ通電加熱を施すことを特徴とする上記（１）〜（４）のいずれかに記載の金属板の熱間プレス方法。
【００２２】
（６）前記ブランクの加熱をプレス行程開始前のパンチとダイの間で施し、ブランクが加工温度に達すると共に通電を停止し、ブランクをダイ上に落下させ、電極をパンチとダイの作動範囲外に待避させ、熱間プレスを施すことを特徴とする上記（１）〜（５）のいずれかに記載の金属板の熱間プレス方法。
【００２３】
（７）前記プレス装置のパンチとダイ間のクリアランス（ｄ_c ）を板厚（ｔ）の０．８倍以上、２．０倍以下とし、パンチがプレス行程の下死点に達した後、成形品をパンチとダイ間で１秒以上、かつ、９｛（ｄ_c ／ｔ）−１｝秒以上保持することを特徴とする上記（１）〜（６）のいずれかに記載の金属板の熱間プレス方法。
【００２４】
（８）通電加熱装置を備え、金属板を熱間成形する熱間プレス装置であって、該通電加熱装置は、電源に接続される電極を少なくとも２対備えており、該電力供給源と電極との間には、個別に電力調整手段が備えられ、かつ電力調整手段が金属板の温度分布の均一化を図ることを特徴とする熱間プレス装置。
【００２５】
（９）前記電極が金属板を保持するクランプ機構を備え、該クランプ機構には張力伝達機構が連接されていることを特徴とする上記（８）に記載の熱間プレス成形装置。
【００２６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図示例とともに説明する。
図１は、本発明の熱間プレス装置の概略説明図であり、図１（ａ）は成形前の加熱の時、図１（ｂ）は加熱後の成形時の様子をそれぞれ示す。
【００２７】
本発明に係る装置は、図１に例示する通り、パンチ１、ダイ２、板押さえ３、電極４_a 、４_b 、電源６、電力調整装置９_a 、９_b 、電力ケーブル１１、アーム７_a 、７_b 、温度センサ８などにより構成される。符号５は成形素材である所定形状に裁断されたブランク（金属板）であり、符号7_a、7_bのアームはブランクに張力を作用させるためのものである。
【００２８】
図示例は単動プレス機による成形の模式図であるが、複動プレスであっても本機構は実現可能である。
図２は、本発明により成形される製品の形状例を示す斜視図である。図２（ａ）はハット成形のような端部が開口した製品、図２（ｂ）は角筒絞りのような四周が閉じた製品である。これらは何れも矩形でないブランクから成形された場合の例を示す。ブランク形状や製品形状はこれらに限定する必要はなく、任意である。
【００２９】
図３は、ブランク５の加熱方法を示す概略断面図である。図３に示すように、ブランクはその端部16_a および16_b を電極４_a および４_b により構成されるクランプで挟持され、7_aおよび7_bで示すアームにより図中白抜き矢印の方向に張力Ｆを与えられながら通電加熱される。
【００３０】
図３に示すように、電極は先端が半径２０mm以下の球面をなし、１対の球頭電極により上下面からブランクをクランプするのが望ましい。このような球頭電極とすることにより、電極周りの抵抗が大きくなるために局部的に加熱され、電極間の外側にも加熱が生じ、結果としてブランク全体の温度むらを防止することができる。電極の先端半径が２０mmを超えると、上記局部加熱が不十分になるうえ、電極からの抜熱が増すために温度むらが大きくなることがあるので好ましくない。
【００３１】
電極の材質は耐熱特性に優れ、電気抵抗が小さく、かつ金型による抜熱を小さくするために熱伝達係数の小さいものがよく、例えば、銅合金やＦＣ材が好ましい。
【００３２】
電極に供給される電流は、ブランクを均一に加熱するために、図１に示す電力調整装置9_a、9_bを介して加熱用電源6 と接続され、それぞれへの投入電流を調整する。
【００３３】
図４は、台形のブランク５を例として、電極の配置例を示す概念図である。図４で、Ｗ₁ はブランクの短辺寸法、Ｗ₂ は長辺寸法、Ｌは長さを意味する。但し、本発明の方法および装置においてブランク形状は台形形状に限定する必要はなく、矩形、多角形、曲線を含む異形ブランク、内部に開口部を有するブランク、部分的に厚さが異なる領域を有する異厚ブランクなど、任意の形態のブランクについて適用することができる。
【００３４】
ブランク５の相対する端部16_a 、16_b は、電極で挟持される。これらの電極は電力ケーブル11を介して電源6 に接続されており、相対する電極間（例えば4_a1 と4_b1 との間）に電流を通じて、ブランク５にジュール熱を発生させる。
【００３５】
一つの端部に装着する電極の数は任意であるが、ブランクの大きさや形状に応じて定めればよい。
電源6 と各電極4 との間には電力調整装置（9_a1 、9_b1 、9_a2 、9_b2 など）を配設し、各電極間の電流の強さが同一になるように、各電極に対する電力供給量を調整する。かかる電力供給量調整は、少なくとも１の電極でおこなえばよい。要するに均一加熱がおこなえればよい。通電加熱装置全体の電力調整は電源側でおこない、上記電力調整装置9 は、電極間のバランスをとるために用いるものである。
【００３６】
電流調節装置9 は、全ての電極に設けるのが望ましいが、温度むらを防止するためには、必ずしも全ての電極に電流調節装置を備えさせる必要はない。例えば基準とする電極を設けて、これには微調整手段としての電流調節装置を備えさせなくても構わない。
【００３７】
電力調整方法は、可変抵抗器などを用いて電流の強さを調整するか、タイマースイッチなどを用いて通電時間を調整する方法が簡便であるので好ましい。
可変抵抗器を使用する場合は、電極間の抵抗の変化に応じて可変抵抗器の抵抗を調整し、電流の強さが電極間で均一になるように調整すればよい。この場合、ｎ番目の電極間のブランクの抵抗をＲ_sn、ブランクの固有抵抗値をρ、通電部分の断面積をＡ、電極間距離をｄ_snとすると、Ｒ_snは、Ｒ_sn＝ρ*ｄ_sn／Ａ なる関係式から求めることができる。可変抵抗器により与えるべき抵抗値をＲ_n とすると、（Ｒ_sn＋２Ｒ_n ）が一定になるように、Ｒ_n を調整すればよい。
【００３８】
ここで、通電部分の断面積Ａは、板厚と電極幅の積に等しいと考えてよい。本発明では、球頭電極を用いるのが望ましく、その場合の電極幅は加熱時間に応じて熱伝導との関係から決めればよい。
【００３９】
通電時間を調整する場合は、例えば、タイマースイッチを介して、ジュール熱による昇温量が電極間で一定になるように、電極間距離に応じて通電時間を調整すればよい。
【００４０】
ブランクの中央部の垂れ下がりを防止するために、加熱に際しては電極間に、図３に示す白抜き矢印の方向の張力を付与するのが望ましい。この張力は、被加工材が張力により塑性変形を生じないように、加工温度時の降伏応力の９０％程度以下にしておくことが望ましい。
【００４１】
通電加熱は、プレス行程開始前のパンチとダイとの間で行うのが望ましい。パンチとダイの間で加熱すれば、ブランクが所定温度に達した後、クランプを外してブランクを金型上へと落下させ、電極を型外へと逃がすことにより、加熱終了後速やかにプレスすることができる。従って搬送作業や、それに伴うブランクの温度降下などを排除することができる。
【００４２】
通電加熱を上記場所ではなくて、プレス装置の近傍でおこなう場合は、ブランクが所定温度に達した後、クランプを外してブランクを金型に搬送してプレスする。
【００４３】
図５は、パンチ１とダイ２間のクリアランス（d_c）を説明する概念図である。パンチが下死点に達した状態で適度な時間成形品を金型内で保持する。この型内保持により、所望の形状精度を保った状態で成形品に焼き入れ処理を施すことができる。この際、焼き入れ効果を高めるために、図５に示すパンチ１とダイ２間のクリアランス（d_c）は、板厚（ｔ）の０．８〜２．０倍程度とすることが望ましい。
【００４４】
クリアランス（d_c）が板厚の０．８倍に満たない場合には、プレス行程においてしごき加工となり、ブランクが破断したり、金型が損傷するなどのおそれがある。クリアランスが板厚の２．０倍を超えると、金型と成形品との間の熱伝達が小さくなり、冷却効果が十分では無く、均一に焼きが入らない。
【００４５】
さらに、下死点での成形品のパンチとダイ間での保持時間を１秒以上、かつ、９｛（ｄ_c ／ｔ）−１｝秒以上とするのが望ましい。保持時間が１秒に満たず、かつ、９｛（ｄ_c ／ｔ）−１｝秒に満たない場合には、金型による成形品からの抜熱が不足するか不均一となり、得られる製品の強度が不足するか変動するのでよくない。
【００４６】
【実施例】
図１に記載した装置を用い、図２（ａ）に示す形状のハット成形品を成形した。パンチ肩半径およびダイ肩半径はそれぞれ１０mmとし、パンチとダイ間のクリアランス（ｄ_c ）は板厚と同じとした。潤滑剤としてグラファイト系潤滑剤を使用した。ブランク形状は図４に示すような台形であり、厚さ：１．２mm、長さ L：２００ｍｍ、短辺寸法W₁：５０mm、長辺寸法W₂：１００mmの４４０MPa 級の冷延高張力鋼板を用いた。上記ブランクを種々の方法で９５０℃に加熱した後、プレス成形し、鋼板の焼き入れ性に応じた時間、下死点保持をおこなった。
【００４７】
（実施例１）
図４に示すように、ブランクの長手方向に５対の電極を配設した。電極は半径１０ｍｍの球頭形状とし、上下面からブランクを挟持した。各電極と電源との間には、電力調整装置（9_a1、9_b1、9_a2、9_b2、・・・など）として可変抵抗器を用いた。本実施例の場合、ブランクの固有抵抗値ρと、通電部分の断面積Ａにより、電極間距離ｄ_snから、電極間のブランクの抵抗Ｒ_snは、Ｒ_sn＝ρ×ｄ_sn/Ａで求めることができる。
【００４８】
各電極位置でのブランクの抵抗値を上記式から求め、各電極間の電流の強さを同一にするのに必要な抵抗値を求め、それぞれの可変抵抗器の抵抗値をその値に調整した。それぞれの通電回路毎の合計抵抗値（例えば9_a1の抵抗値と9_b1の抵抗値の合計）を表１に示す。
【００４９】
【表１】

【００５０】
試験は次の手順でおこなった。まず、ブランクをパンチとダイ間で上記電極によりクランプする。先端が電極により構成されるクランプ機構は、ロボットアーム7_a 、7_bなどにより、金型外から支持されている。加熱中のブランクの垂れ下がりを防止するために、９５０℃でのブランクの降伏応力の５０％に相当する３MPa の張力をブランクに作用させた。
【００５１】
各電極に通電し、ブランク短辺中央部の温度（図４のＤ点）が９５０℃に到達するまで加熱した後、クランプを外して、ブランクを金型上に落としこみ、電極を型外に逃がし、次いでプレス成形をおこない、パンチが下死点に達した後、１０秒間成形品を金型間で保持した。
【００５２】
（実施例２）
実施例１において、電力調整装置（9_a、9_b）として、各電極と電源との間にタイマースイッチを設置し、表２に示すような時間配分により各電極の加熱時間を制御した。それ以外は実施例１と同一条件とした。すなわち、加熱中のブランクの垂れ下がりを防止するために、９５０℃でのブランクの降伏応力の５０％に相当する３MPa の張力をブランクに作用させ、次いでプレス成形をおこない、パンチが下死点に達した後、１０秒間成形品を金型間で保持した。
【００５３】
（実施例３）
実施例１において、ブランクに張力を作用させないで加熱した以外は実施例１と同じ条件で加熱し、次いで同じ条件でプレス成形し、パンチが下死点に達した後、１０秒間成形品を金型間で保持した。
【００５４】
（比較例１）
実施例１において、全ての可変抵抗器の抵抗値を「０」とした以外は実施例１と同じ条件で加熱し、次いで同じ条件でプレス成形し、パンチが下死点に達した後、１０秒間成形品を金型間で保持した。
【００５５】
（比較例２）
ブランクをプレス装置から１m 離れた場所にあるハースロール加熱炉に装入し、９５０℃に加熱した後、プレス装置まで搬送し、実施例１に記載したのと同一の金型を使用し、実施例１と同一の形状にプレス成形し、パンチが下死点に達した後、１０秒間成形品を金型間で保持した。
【００５６】
（比較例３）
図６は従来の通電ロールによる通電加熱方法を説明する概念図であり、符号14、14' は通電ロールである。比較例３として、図６に示すように、ブランクの短辺側と長辺側にそれぞれ円筒ロールを電極として配し、これらのロール間に電流を通じてブランクを通電加熱した。通電加熱による印可電流の上限は３００００Ａとした。次いでプレス成形をおこない、パンチが下死点に達した後、１０秒間成形品を金型間で保持した。
【００５７】
各例において、ブランクの均一加熱性は、それぞれのブランクが金型上にセットされた段階で、ブランクの短辺側から長辺側に向かって幅方向中央部の温度分布を測定した。製品の形状精度は、焼き入れした製品の反りやスプリングバック有無により判断した。製品の強度は、焼き入れした製品の断面より採取した試験片よりビッカース硬度を測定し、評価した。これらの結果を表２に示す。
【００５８】
【表２】

【００５９】
図７は上述の実施例および比較例におけるブランクの温度分布をまとめて示すグラフである。図７からわかるように、実施例１、２および３では、全面に均一加熱されていた。また得られた製品の形状精度は表２に示すように、実施例１および２では極めて良好であり、実施例３でも良好であった。ただ、実施例３では、加熱途中でブランクが金型に接触しないように、加熱位置の金型からの高さ（距離）を調整する必要があった。さらにこれらの製品の強度は１５００MPa 前後有り、極めて強度の高いものであった。
【００６０】
一方、図７からわかるように、比較例１および比較例３ではブランクの短辺側での昇温量が大きく、長辺側では昇温量が不足する不均一な温度分布となった。
比較例３ではブランクの短辺側での昇温量が大きく、長辺側では昇温量が不足する不均一な温度分布となった。この後、プレス成形を行ったが、ダイ肩部で割れが観察された。また、昇温量が不足した部位では焼きが入らなかった。比較例２では、プレス機までの搬送時に約６００℃まで温度低下していたが、そのままプレス成形を実施した。
【００６１】
得られた製品の形状精度は表２の結果から判るように、形状凍結性が良くなく、次工程として形状修正工程が必要であった。また得られた製品の強度は、長手方向にバラツキやムラが大きく、昇温量に影響された。また、ロール外側においては焼きが入らなかった。
【００６２】
（実施例４）
パンチとダイ間のクリアランスを１．０mm（板厚の０．８倍）〜３．６mm（板厚の３．０倍）の範囲で種々変更した金型を使用し、実施例１に記載したのと同一条件でブランクに張力を作用させつつ同一条件でブランクを加熱し、同一形状の成形品にプレス成形した。次いで、プレス行程下死点での保持時間（Ｔ、単位は秒）を０．５秒〜１２．５秒の間で種々変更して焼入れをおこない、プレス後の下死点での保持条件が、得られる製品の強度に及ぼす影響を確認した。製品強度は、製品の断面より採取した試験片のマイクロビッカース硬度を測定し、平均硬さを求めて評価した。
【００６３】
図８は、得られた製品硬度に及ぼすクリアランス（d_c）と保持時間（Ｔ）の影響を示すグラフである。図の○印は焼き入れ硬度（Ｈv ）が４２０以上、４６０以下、△印はＨv が４２０未満、３９０以上、×印はＨv が３９０未満を意味する。○印は目標値に対して十分な硬度を有し、△印はやや未達であり、×印は目標未達であった。また、図８で、直線ａは保持時間Ｔ＝９｛（d_c／ｔ）−１｝の関係を示す線である。
【００６４】
得られた製品の形状精度はいずれも良好であった。しかしながらその強度は、図８からわかるように、クリアランスと保持時間により大きく変動し、クリアランスが大きくなるにつれて、また、保持時間が短くなるにつれて、平均焼き入れ硬さが低下した。クリアランスが板厚の２．０倍以下の場合で、成形品の保持時間が１秒以上、かつ、９｛（ｄ_c ／ｔ）−１｝秒以上の場合に４２０以上のＨv を有していた。
【００６５】
以上の例ではいずれもダイとパンチ間（型内）で加熱する場合を示したが、型外の加熱によっても、型内への若干の搬送時間を必要とするだけで、上述の実施例と同様にしておこなうことができる。この場合、型内への搬送時間に伴う温度変化、例えば上記台形形状のブランクであれば、短辺側の温度を若干高めに加熱しておくことでプレス加工時の温度分布をより良好に保つことができる。本発明の方法によれば、任意の場所の昇熱量を調節することが容易であるので、このような対応は極めて容易におこなうことができる。
【００６６】
【発明の効果】
本発明の方法によれば、電極はブランクの端部に沿って配設するから、誘導加熱の場合のようにブランク形状毎に装置構成を変更する必要がない。また、個々の電極に供給する電力を微調整する方法であるので、ブランクの形状が多様に変化しても、全面を均一に加熱することができる。利用する熱源はジュール熱であるので、キュリー点以上の高温領域にも容易に加熱することができる。
【００６７】
さらに、加熱に要する設備がコンパクトであるので、金型内部（すなわちパンチとダイの間）または金型近傍においてブランクを加熱することができる。従って、従来のハースロール加熱炉によるようなブランクの搬送や、それに伴う温度変動がなく、高温均一加熱が容易に実現できるため、加工が容易なうえ、得られる製品の品質も優れている。
【００６８】
また、加熱後の温度低下が少ないために入熱量（電流）も少なく、ブランク加熱時のみ間欠的に通電すれば良いために、熱効率に優れる。
さらに加えて、プレス行程の下死点において成形品を適度な条件で保持し、成形品の形状精度を維持した状態で金型への抜熱効果を高めて焼き入れすることで、従来以上の焼き入れ硬度の上昇と焼き入れのバラツキ抑制が可能となる。
【００６９】
また、本装置は昇温装置自体がコンパクトに済むために、装置自体が比較的安価であり、設置面積も小さくてよいので、容易に実施できる。
以上述べたように本発明の方法及び装置に依れば、超高強度で、かつ、形状精度のよいプレス成形部品を改良されたプレス成形品を容易に得ることができる。従って例えば、自動車部品などの超高強度化が可能となり、ひいては自動車の安全性向上、車体軽量化効果による燃費低減に貢献できるのでその実用上の意義は大きい
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の熱間プレス装置の概略説明図である。
【図２】本発明により成形される製品の形状例を示す斜視図である。図２（ａ）はハット成形のような端部が開口した製品、図２（ｂ）は角筒絞りのような四周が閉じた製品を示す。
【図３】本発明におけるブランクの加熱方法を示す概略断面図である。
【図４】台形のブランクを例として、電極の配置例を示す概念図である。
【図５】パンチ１とダイ２間のクリアランス（d_c）を説明する概念図である。
【図６】従来の通電ロールによる通電加熱方法を説明する概念図である。
【図７】実施例および比較例におけるブランクの温度分布を示すグラフである。
【図８】熱間プレス後の焼き入れ強度に及ぼすダイとパンチ間のクリアランス（d_c）と保持時間との関係を示すグラフである。
【符号の簡単な説明】
1：パンチ、2：ダイ、3：板押さえ、4_a、4_b：電極、
5：ブランク、6：電源、7_a、７_b：アーム、8：温度計、
9_a、9_b：電力調整装置、10：通電加熱装置、
11：電力ケーブル、12：カウンタパンチ、
14、14'：ロール電極、16：ブランク端部。

Claims (9)

1. 金属板ブランクの相対する両端部の各々２カ所以上に電極を取り付け、相対する電極間に通電して発生するジュール熱により、該ブランクを所定の加工温度まで加熱し、これをパンチとダイを備えたプレス装置に供して熱間成形する金属板の熱間プレス方法であって、電極に供給する電力を電極毎に調整して、ブランクの温度分布の均一化を図ることを特徴とする金属板の熱間プレス方法。
2. 前記電力調整方法が、電力を供給する電源と電極間に抵抗を付加し、電極に供給する電流の強さを制御することによるものであることを特徴とする請求項１に記載の金属板の熱間プレス方法。
3. 前記電力調整方法が、電極に供給する電流の通電時間を制御することによるものであることを特徴とする請求項１に記載の金属板の熱間プレス方法。
4. 前記電極の先端形状が、半径２０ｍｍ以下の球面を呈したものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の金属板の熱間プレス方法。
5. 前記ブランクに、金属板の加工温度での降伏応力の９０％以下の引張力を作用させつつ通電加熱を施すことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の金属板の熱間プレス方法。
6. 前記ブランクの加熱をプレス行程開始前のパンチとダイの間で施し、ブランクが加工温度に達すると共に通電を停止し、ブランクをダイ上に落下させ、電極をパンチとダイの作動範囲外に待避させ、熱間プレスを施すことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の金属板の熱間プレス方法。
7. 前記プレス装置のパンチとダイ間のクリアランス（ｄｃ）を板厚（ｔ）の０．８倍以上、２．０倍以下とし、パンチがプレス行程の下死点に達した後、成形品をパンチとダイ間で１秒以上、かつ、９｛（ｄｃ／ｔ）−１｝秒以上保持することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の金属板の熱間プレス方法。
8. 通電加熱装置を備え、金属板を熱間成形する熱間プレス装置であって、該通電加熱装置は、電源に接続される電極を少なくとも２対備えており、該電力供給源と電極との間には、個別に電力調整手段が備えられ、かつ該電力調整手段が前記金属板の温度分布の均一化を図ることを特徴とする熱間プレス装置。
9. 前記電極が金属板を保持するクランプ機構を備え、該クランプ機構には張力伝達機構が連接されていることを特徴とする請求項８に記載の熱間プレス成形装置。

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