ES2692895T3 - Método para doblar chapa metálica y producto de chapa metálica - Google Patents

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Koichi Sato
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Abstract

Un método para doblar una chapa de acero de alta resistencia que posee una resistencia a la tracción igual o superior a 980 MPa, en donde el método comprende: un proceso de ajuste de dureza para cambiar la dureza de al menos una parte de la chapa de acero con el fin de formar una pieza bruta (110) que incluye una región (114) de alta dureza y una región (112) de baja dureza que tiene una dureza inferior a la dureza de la región (114) de alta dureza, en donde el proceso de ajuste de dureza incluye un proceso de calentamiento para calentar la totalidad de la chapa (110) de acero y un proceso de endurecimiento para enfriar solamente una región que se convertirá en la región (114) de alta dureza evitando que se enfríe una región que se convertirá en la región (112) de baja dureza, y un proceso de doblado para doblar la región (112) de baja dureza de la pieza bruta con el fin de fabricar un producto, en donde la dureza Vickers de una porción (126) deformada para doblar el producto está comprendida en un intervalo entre el 30% y el 80% de la dureza Vickers de la región (114) de alta dureza, y en donde el proceso de ajuste de dureza comprende la formación de un lado de al menos la mencionada parte de la chapa de acero como región (112') de baja dureza y el otro lado de al menos la mencionada parte de la chapa de acero como la región (114') de alta dureza.

Description

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DESCRIPCION
Metodo para doblar chapa metalica y producto de chapa metalica
La presente invencion se refiere a un metodo para doblar una chapa metalica, capaz de doblar la chapa metalica con facilidad sin generar un problema tal como una ondulacion, una grieta o una recuperacion elastica, y se refiere a un producto fabricado mediante dicho metodo de doblado.
En la tecnica anterior, mediante el doblado de chapa metalica, constituida a partir de hierro, aluminio o aleaciones de los mismos, con una forma predeterminada, se han fabricado diversos productos para ser utilizados en un vehfculo tal como un automovil, como componentes, como materiales de construccion, o en muebles. Metodos de doblado posibles pueden ser, por ejemplo, un metodo de perfilado por rodillos para deformar un objeto de manera continua, o bien estampacion por medio de una plegadora.
Como metodo para doblar una chapa metalica, el documento JP S63-188426A describe un metodo de fabricacion continua, en el que una porcion doblada de un material de chapa es calentado y reblandecido localmente mientras el material de chapa se desplaza, y a continuacion el material de chapa es transmitido a traves de rodillos o de un dispositivo de fabricacion.
El documento EP 0 816 520 A2 describe un artfculo fabricado a presion que posee un area enfriada y una distribucion de fuerzas requerida desde el area central hasta las porciones extremas del panel.
Sin embargo, en la tecnica descrita en el documento JP S63-188426A, resulta necesario procesar la totalidad de una bobina cuando se fabrica la bobina, puesto que se procesa de manera continua una placa con forma de bobina. Por lo tanto, la tecnica no resulta adecuada para una produccion de pequeno volumen. Ademas, existe un problema en relacion al espacio en la tecnica, puesto que debe disponerse de un dispositivo tal como un laser en la lmea de produccion.
Por otro lado, en anos recientes, como producto para ser utilizado en un automovil, se utiliza una chapa metalica de alta resistencia (por ejemplo, una placa de acero de alta resistencia que posee una resistencia a la traccion igual o superior a 980 MPa) con el fin de reducir el peso del vehnculo. Sin embargo, la manejabilidad de la placa de acero usualmente empeora al aumentar la resistencia de la placa de acero; es decir, que puede generarse con facilidad una ondulacion o una grieta en una porcion deformada y puede producirse facilmente una recuperacion elastica en el producto. Por lo tanto, se desea un metodo para doblar una chapa metalica sin generar una ondulacion o una grieta en una porcion deformada, incluso cuando la chapa metalica posee una resistencia a la traccion igual o superior a 980 MPa.
Mas aun, un producto constituido a partir de la chapa metalica de alta resistencia esta sujeto a fuerzas de compresion o doblado durante su uso. En concreto, un elemento del lado frontal de un automovil esta sujeto a cargas de compresion en la direccion axial (o tambien en la direccion delante-detras de la carrocena) durante una colision frontal, un soporte de ventanilla de un automovil esta sujeto a cargas de doblado durante una colision lateral, y un parachoques esta sujeto a una carga de doblado en una colision frontal, por ejemplo. Por lo tanto, resulta necesario que no se genere una grieta en la porcion deformada del producto no solo durante el proceso de doblado sino tambien cuando el producto esta sujeto a tales cargas.
La presente invencion se concibio con el fin de resolver los problemas de la tecnica anterior anteriormente citados, y para proporcionar un metodo para doblar una chapa metalica, capaz de doblar la chapa metalica con facilidad sin generar un problema tal como una ondulacion, una grieta, o una recuperacion elastica de la porcion deformada, y para proporcionar un producto fabricado mediante el metodo de doblado.
El problema anterior puede ser resuelto gracias a las caractensticas propias definidas en las reivindicaciones. En particular, de acuerdo con la presente invencion, se proporciona un metodo para doblar una chapa metalica, en donde el metodo comprende: un proceso de ajuste de dureza para cambiar la dureza de al menos una parte de la chapa metalica con el fin de formar una pieza bruta que incluya una region de alta dureza y una region de baja dureza que posea una dureza inferior a la dureza de la region de alta dureza; y un proceso de doblado para doblar la region de baja dureza de la pieza bruta con el fin de fabricar un producto.
El proceso de ajuste de dureza comprende formar una region objetivo que sera procesada en al menos una parte de la chapa metalica, en donde un lado de la chapa metalica esta formado como region de baja dureza y el otro lado de la chapa metalica esta formado como region de alta dureza.
En el metodo para doblar una chapa metalica de la presente invencion, el proceso de doblado puede ser llevado a cabo correctamente sin generar una ondulacion o una grieta en una porcion deformada de un producto y sin que se produzca una recuperacion elastica en el producto, mediante el doblado de la region de baja dureza de una pieza bruta. Por lo tanto, de acuerdo con el metodo para doblar una chapa metalica de la invencion, puede fabricarse con
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facilidad un producto que tiene una forma predeterminada. Mas aun, en el metodo para doblar una chapa metalica de la invencion, incluso trabajando con una chapa metalica de alta resistencia que posee una resistencia a la traccion igual o mayor a 980 MPa, por ejemplo, una porcion deformada en el proceso de doblado se convierte en la region de baja dureza en el proceso de ajuste de dureza. Por lo tanto, la porcion deformada puede doblarse sin generar una grieta en ella. Por consiguiente, el metodo de la invencion resulta apropiado para fabricar componentes de un automovil (por ejemplo, un elemento del lado frontal, un soporte lateral de ventanilla y un parachoques), para materiales de construccion, o para muebles, utilizando una chapa metalica de alta resistencia.
El metodo para doblar una chapa metalica de la presente invencion incluye el proceso de ajuste de dureza para cambiar la dureza de una chapa metalica con el fin de formar una pieza bruta que posee una region de alta dureza y una region de baja dureza que tiene una dureza inferior a la dureza de la region de alta dureza. Por lo tanto, puede utilizarse una chapa metalica que posee diferentes durezas necesarias para fabricar un producto, por lo que una chapa metalica utilizable puede tener una amplia variedad de durezas en comparacion con el caso en el que solo se reblandece una parte de la chapa metalica.
En el metodo para doblar la chapa metalica de la presente invencion, puesto que una pieza bruta previamente preparada se dobla y se deforma en el proceso de ajuste de dureza, no resulta necesario llevar a cabo de manera continua el proceso de ajuste de dureza y el proceso de doblado. Por lo tanto, la presente invencion es ventajosa para una produccion de bajo volumen, y tambien resulta ventajosa en terminos de espacio, puesto que no resulta necesario disponer un dispositivo tal como un laser en la lmea.
Mas aun, en el producto de la presente invencion, la dureza de la porcion deformada que se deforma en el proceso de doblado es mas baja que la de una porcion que no se deforma, por lo que no se genera una grieta en la porcion deformada cuando se aumenta de manera progresiva la aplicacion de una carga de doblado al producto. Sin embargo, en un producto que posee la misma dureza en toda su extension como una porcion no deformada, puede generarse una grieta en la porcion deformada cuando se aumenta de manera progresiva la aplicacion de una carga de doblado, por lo que en muchos casos una tension mecanica disminuye rapidamente cuando la carga de doblado sobrepasa un valor de carga maxima. Por otro lado, en la invencion, no se genera una grieta en la porcion deformada, y una tension mecanica disminuye gradualmente cuando la carga de doblado sobrepasa un valor de carga maxima. Por consiguiente, en el producto de la invencion, una cantidad total de energfa absorbida de la carga de doblado es mayor que en el caso del producto que posee la misma dureza en toda su extension que la porcion no deformada, por lo que la energfa de la carga de doblado se absorbe de manera efectiva en la invencion.
En la invencion:
La FIGURA 1 es una vista en perspectiva esquematica de una chapa metalica de acuerdo con una primera realizacion.
La FIGURA 2 es una vista posterior de un ejemplo de un producto fabricado a partir de la chapa metalica de la FIGURA 1 mediante un metodo de doblado de la primera realizacion.
La FIGURA 3 es una vista esquematica de un ejemplo de un dispositivo de matriz utilizado en el proceso de ajuste de dureza del metodo de doblado de la primera realizacion para fabricar la chapa metalica de la FIGURA 1.
La FIGURA 4 es una vista esquematica de un ejemplo de un dispositivo de enfriamiento por agua utilizado en el proceso de ajuste de dureza del metodo de doblado de la primera realizacion para fabricar la chapa metalica de la FiGuRA 1.
La FIGURA 5A es una vista posterior de otro ejemplo de un producto fabricado mediante el metodo de doblado de la primera realizacion.
La FIGURA 5B es una vista lateral esquematica de una pieza bruta para fabricar el producto de la FIGURA 5A.
La FIGURA 6 es una vista esquematica de otro ejemplo de un dispositivo de matriz utilizado en el proceso de ajuste de dureza del metodo de doblado de la primera realizacion.
La FIGURA 7 es una vista en seccion transversal esquematica de una pieza bruta fabricada mediante el dispositivo de matriz de la FIGURA 6.
La FIGURA 8A es un grafico de proceso esquematico para explicar un ejemplo de proceso de doblado.
La FIGURA 8B es un grafico de proceso esquematico para explicar un ejemplo de proceso de doblado.
La FIGURA 8C es un grafico de proceso esquematico para explicar un ejemplo de proceso de doblado.
La FIGURA 8D es un grafico de proceso esquematico para explicar un ejemplo de proceso de doblado.
La FIGURA 9 es una vista posterior esquematica de un producto fabricado a partir de la pieza bruta de la FIGURA 7 mediante los procesos de las FlGURAS 8A a 8D.
La FIGURA 10A es una vista posterior esquematica de una pieza de ensayo para llevar a cabo un ensayo de doblado.
La FIGURA 10B es una vista esquematica para explicar un metodo de un ensayo de doblado.
La FIGURA 11 es una vista en perspectiva esquematica de una chapa metalica de acuerdo con una segunda realizacion de la presente invencion.
La FIGURA 12 es una vista posterior de un ejemplo de un producto fabricado a partir de la chapa metalica de
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la FIGURA 11 mediante un metodo de doblado de la segunda realizacion.
La FIGURA 13 es una vista esquematica de un ejemplo de un dispositivo de matriz utilizado en el proceso de ajuste de dureza del metodo de doblado de la segunda realizacion para fabricar la chapa metalica de la FIGURA 11.
La FIGURA 14 es una vista esquematica de un ejemplo de un dispositivo de enfriamiento por agua utilizado en el proceso de ajuste de dureza del metodo de doblado de la segunda realizacion para fabricar la chapa metalica de la FIGURA 11.
La FIGURA 15 es una vista esquematica de un ejemplo de una maquina de chorro utilizada en el proceso de ajuste de dureza del metodo de doblado de la segunda realizacion para fabricar la chapa metalica de la FIGURA 11.
La FIGURA 16A es una vista posterior de otro ejemplo de un producto fabricado mediante el metodo de doblado de la segunda realizacion.
La FIGURA 16B es una vista lateral esquematica de una pieza bruta para fabricar el producto de la FIGURA 16A.
La FIGURA 17A es una vista lateral de un ejemplo de una chapa metalica en la que una totalidad de la misma corresponde a una region objetivo que va a ser procesada.
La FIGURA 17B es una vista esquematica para explicar el proceso de ajuste de dureza del metodo de doblado de acuerdo con la segunda realizacion de la invencion, en donde la chapa metalica de la FIGURA 17A se fabrica utilizando un dispositivo de matriz.
La FIGURA 17C es una vista esquematica para explicar el proceso de ajuste de dureza del metodo de doblado de acuerdo con la segunda realizacion de la invencion, en donde la chapa metalica de la FIGURA 17A se fabrica utilizando un dispositivo de enfriamiento por agua.
La FIGURA 17D es una vista esquematica para explicar el proceso de ajuste de dureza del metodo de doblado de acuerdo con la segunda realizacion de la invencion, en donde la chapa metalica de la FIGURA 17A se fabrica utilizando un dispositivo laser.
La FIGURA 18A es una vista esquematica de otro ejemplo de un dispositivo de matriz utilizado en el proceso de ajuste de dureza del metodo de doblado de la segunda realizacion de la invencion.
La FIGURA 18B es una vista en seccion transversal esquematica de una pieza bruta fabricada mediante el dispositivo de matriz de la FIGURA 18A.
La FIGURA 19A es un grafico de proceso esquematico para explicar un ejemplo de proceso de doblado.
La FIGURA 19B es un grafico de proceso esquematico para explicar un ejemplo de proceso de doblado.
La FIGURA 19C es un grafico de proceso esquematico para explicar un ejemplo de proceso de doblado.
La FIGURA 19D es un grafico de proceso esquematico para explicar un ejemplo de proceso de doblado.
La FIGURA 20 es una vista posterior esquematica de un producto fabricado a partir de la pieza bruta de la FIGURA 7 mediante los procesos de las FIGURAS 19A a 19D.
La FIGURA 21A es una vista posterior esquematica de una pieza de ensayo para llevar a cabo un ensayo de doblado.
La FIGURA 21B es una vista esquematica para explicar un metodo de un ensayo de doblado.
La FIGURA 22A es una vista para explicar la tension aplicada a una porcion deformada que se deforma mediante el proceso de formacion de una chapa metalica, y muestra una seccion transversal esquematica de la porcion deformada en donde la dureza de una region interior de la porcion deformada es inferior a la dureza de una region exterior de la porcion deformada.
La FIGURA 22B es una vista para explicar la tension aplicada a una porcion deformada que se deforma mediante el proceso de formacion de una chapa metalica, y muestra una seccion transversal esquematica de la porcion deformada en donde la dureza de la porcion deformada es constante en la direccion del grosor de la misma.
La FIGURA 23A es una vista para explicar la tension aplicada a una porcion deformada que se deforma mediante el proceso de formacion de una chapa metalica, y muestra una seccion transversal esquematica de la porcion deformada de la chapa A metalica de la FIGURA 22A en donde la dureza de la porcion deformada es uniforme en la direccion del grosor de la misma.
La FIGURA 23B es una vista para explicar una forma de una porcion deformada que se deforma mediante el proceso de formacion de una chapa metalica, y muestra una seccion transversal esquematica de la porcion deformada de la chapa B metalica de la FIGURA 22B.
A continuacion, se explicara una primera realizacion haciendo referencia a los dibujos adjuntos.
La primera realizacion no entra dentro del alcance de la invencion, pero, sin embargo, se explica para comprender mejor la invencion.
Una pieza 10 bruta, tal como se ejemplifica en la FIGURA 1, incluye una region de baja dureza o mas de una (dos en el ejemplo de la FIGURA 1) y una pluralidad de regiones 14 de alta dureza (tres en el ejemplo de la FIGURA 1), de manera que las regiones estan formadas mediante un proceso de ajuste de dureza tal como se describira mas adelante a partir de una chapa metalica de hierro, aleacion de hierro, aluminio o aleacion de aluminio. Aunque la pieza 10 bruta es un material de chapa rectangular en la FIGURA 1, la forma y las dimensiones de la pieza 10 bruta pueden estar determinadas de manera variable dependiendo del uso pretendido, etc., de un producto 20. Ademas,
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aunque las regiones 12 de baja dureza de la pieza 10 bruta se extienden paralelas a una direccion longitudinal, las regiones 12 de baja dureza pueden extenderse de manera no paralela dependiendo de la forma y del uso pretendido del producto 20. La pieza 10 bruta puede ser una banda continua retirada de un suministro con forma de bobina, por ejemplo, cuando se utiliza un metodo de perfilado por rodillos.
La pieza 10 bruta se dobla a lo largo de las regiones 12 de baja dureza, mediante perfilado por rodillos o estampacion utilizando una plegadora, y da lugar a un producto 20 con forma de canal que posee una seccion transversal en forma de C o forma de copa, tal como se muestra en la FIGURA 2. En la FIGURA 2, el producto 20 es un elemento con forma de canal que posee una seccion transversal generalmente con forma de C, y que incluye una pared 22 inferior, y paredes 24 laterales opuestas que se extiende en direccion vertical desde ambos bordes laterales de la pared 22 inferior. El producto 20 posee dos porciones deformadas o porciones 26 de borde, que se forman a partir de las regiones 12 de baja dureza y se extienden en la direccion longitudinal. Cada porcion deformada o porcion 26 de borde posee un radio “R” de doblado.
Una anchura “B” de la region 12 de baja dureza puede determinarse dependiendo del radio R de doblado de la porcion 26 deformada del producto 20. Por ejemplo, tal como se muestra en la FIGURA 2, cuando la porcion 26 deformada del producto 20 tiene una forma de banda que esta deformada de tal manera que posee un radio R de doblado constante, es preferible que la anchura B de la region 12 de baja dureza tenga un valor comprendido en el intervalo entre 0,5DR y 1,5HR, tal como se muestra en las FIGURAS 1 y 2. Gracias a que la region 12 de baja dureza posee una anchura B dentro de este rango, el producto 20 puede tener suficiente resistencia y la manejabilidad de la pieza 10 bruta mejora de manera efectiva en el proceso de doblado.
Con el fin de que la pieza 10 bruta mejore su manejabilidad a la vez que mantiene una resistencia suficiente, es preferible que la dureza de la region 12 de baja dureza este comprendida en el intervalo entre el 30% y el 70% de la dureza de la region 14 de alta dureza. Cuando la dureza de la region 12 de baja dureza es demasiado baja, la resistencia del producto 20 es insuficiente incluso aunque se incremente la dureza de la region 14 de alta dureza. Por otro lado, cuando la dureza de la region 12 de baja dureza es demasiado elevada, la manejabilidad en el proceso de doblado es insuficiente cuando la dureza de la region 14 de alta dureza es elevada.
En la realizacion preferida, en el proceso de ajuste de dureza, la pieza 10 bruta se forma mediante (1) un cambio en la dureza de la totalidad de la chapa metalica; o bien (2) un cambio en la dureza de una region de parte de la chapa metalica con el fin de formar una region 12 de baja dureza o mas de una en la chapa metalica.
Un metodo para formar la pieza 10 bruta mediante el cambio de la dureza de la totalidad de la chapa metalica, por ejemplo, incluye un proceso de calentamiento que calienta en su totalidad la chapa metalica por medio de un horno de calentamiento (no mostrado) o bien otro dispositivo de calentamiento; y un proceso de endurecimiento para enfriar solamente una region que se convertira en la region 14 de alta dureza de la chapa metalica calentada. El proceso de endurecimiento puede llevarse a cabo, por ejemplo, mediante el enfriamiento de solamente la region que se va a convertir en la region 14 de alta dureza utilizando una matriz.
La FIGURA 3 muestra un dispositivo 30 de matriz como ejemplo de un dispositivo de enfriamiento para llevar a cabo el proceso de endurecimiento. El dispositivo 30 de matriz incluye un lecho 32 fijado a un suelo de una fabrica, etc.; una matriz 34 inferior fijada a una superficie superior del lecho 32; y una matriz 36 superior configurada para ser desplazada en la direccion vertical acercandose o alejandose de la matriz 34 inferior por medio de un piston o una unidad 38 de accionamiento apropiada. La chapa 11 metalica se situa entre la matriz 34 inferior y la matriz 36 superior. En superficies 34a y 36a operativas opuestas de las matrices 34 y 36 inferior y superior, estan formadas porciones 34b y 36b de surco, respectivamente, en posiciones que corresponden a las regiones 12 de baja dureza de la chapa 11 metalica despues del proceso de endurecimiento.
En primer lugar, la chapa 11 metalica es transferida desde el horno de calentamiento o el dispositivo de calentamiento hasta el dispositivo 30 de matriz, despues de ser calentada en el proceso de calentamiento, y es colocada entre las matrices 34 y 36 inferior y superior. A continuacion, la matriz 36 superior se desplaza hacia la matriz 34 inferior por medio de la unidad 38 de accionamiento de tal manera que las superficies 34a y 36a operativas de las matrices 34 y 36 inferior y superior entran en contacto con la chapa 11 metalica. En la chapa 11 metalica, solamente una porcion, que esta en contacto con las superficies 34a y 36a operativas de las matrices 34 y 36 inferior y superior, es rapidamente enfriada y endurecida. A este respecto, una porcion de la chapa 11 metalica, que esta enfrentada a las porciones 34b y 36b de surco de las matrices 34 y 36 inferior y superior, no es rapidamente enfriada mediante las matrices 34 y 36 inferior y superior. Como resultado de ello, la porcion de chapa 11 metalica, que esta enfrentada a las porciones 34b y 36b de surco de las matrices 34 y 36 inferior y superior, es enfriada gradualmente y se convierte en la region 12 de baja dureza. Por otro lado, la porcion que esta en contacto con las superficies 34a y 36a operativas de las matrices 34 y 36 inferior y superior, es rapidamente enfriada y se convierte en la region 14 de alta dureza, mediante lo cual se forma la pieza 10 bruta.
De manera alternativa, el proceso de endurecimiento puede ser un proceso para enfriar por agua de manera selectiva solamente una region que va a ser la region 14 de alta dureza de la chapa metalica, por ejemplo, tal como
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se muestra en la FIGURA 4. La FIGURA 4 muestra un dispositivo 40 de enfriamiento por agua como ejemplo del dispositivo de enfriamiento para llevar a cabo el proceso de endurecimiento. El dispositivo 40 de enfriamiento por agua incluye una pluralidad de primeras toberas 42 (o inferiores) que estan situadas de tal manera que quedan enfrentadas a un lado de la chapa metalica (o a una superficie inferior de la chapa 11 metalica en la FIGURA 4); una pluralidad de segundas toberas 44 (o superiores) que estan situadas de tal manera que quedan enfrentadas al lado opuesto de la chapa metalica (o a una superficie superior de la chapa 11 metalica en la FIGURA 4), de manera que puede suministrarse agua CW de refrigeracion a los lados de la chapa 11 metalica. Las toberas 42 inferiores y las toberas 44 superiores estan situadas de tal manera que quedan enfrentadas a una porcion de la chapa 11 metalica que se convertira en la region 14 de alta dureza despues del proceso de endurecimiento. Con el fin de evitar que una porcion de la chapa 11 metalica, que se convertira en la region 12 de baja dureza despues del proceso de endurecimiento, se moje con agua CW de refrigeracion, el dispositivo 40 de enfriamiento por agua puede tener elementos 46 y 48 de enmascaramiento inferior y superior, que estan situadas de manera que cubren la porcion de la chapa 11 metalica que se convertira en la region 12 de baja dureza despues del proceso de endurecimiento. Los elementos 46 y 48 de enmascaramiento inferior y superior pueden disponer de una unidad de accionamiento tal como un cilindro hidraulico (no mostrado) para desplazar los elementos de enmascaramiento acercandolos o alejandolos de la chapa 11 metalica. Mas aun, los elementos 46 y 48 de enmascaramiento inferior y superior pueden funcionar como un cepo para posicionar y sujetar correctamente la chapa 11 metalica en relacion a las toberas 42 y 44 inferior y superior. De manera alternativa, el dispositivo 40 de enfriamiento puede tener otro cepo para posicionar y sujetar correctamente la chapa 11 metalica en relacion a las toberas 42 y 44 inferior y superior.
En primer lugar, la chapa 11 metalica es transferida desde el horno de calentamiento o el dispositivo de calentamiento hasta el dispositivo 40 de enfriamiento por agua, despues de ser calentada en el proceso de calentamiento, y es colocada entre las toberas 42 y 44 inferior y superior. A este respecto, los elementos 46 y 48 de enmascaramiento inferior y superior pueden utilizarse como el cepo para posicionar y sujetar correctamente la chapa 11 metalica en relacion a las toberas 42 y 44 inferior y superior. De manera alternativa, tal como se describio anteriormente, puede utilizarse otro cepo (no mostrado) para posicionar y sujetar correctamente la chapa 11 metalica en relacion a las toberas 42 y 44 inferior y superior. A continuacion, se suministra agua CW de refrigeracion desde las toberas 42 y 44 inferior y superior a una porcion de la chapa 11 metalica, que se convertira en la region 14 de alta dureza despues del proceso de endurecimiento, de tal manera que esta porcion es rapidamente enfriada y endurecida. A este respecto, mediante el uso de los elementos 46 y 48 de enmascaramiento inferior y superior, se evita que una porcion de la chapa 11 metalica, que se convertira en la region 12 de baja dureza despues del proceso de endurecimiento, se moje con agua CW de refrigeracion y sea rapidamente enfriada. Como resultado de ello, la porcion de chapa 11 metalica, que esta enfrentada a los elementos 46 y 48 de enmascaramiento inferior y superior, es gradualmente enfriada y se convierte en la region 12 de baja dureza, y la otra porcion es rapidamente enfriada y se convierte en la region 14 de alta dureza, mediante lo cual se forma la pieza 10 bruta.
Un metodo para formar la pieza 10 bruta mediante el cambio de la dureza de una region de parte de la chapa metalica, por ejemplo, incluye un proceso de soldadura para posicionar otra chapa metalica, que tiene una dureza diferente a la dureza de la chapa metalica, en una region que se convertira en la region 14 de alta dureza o en la region 12 de baja dureza, y soldar las chapas metalicas entre sf. Gracias a este metodo, se obtiene la pieza 10
bruta, en la que una region de entre la region 14 de alta dureza y la region 12 de baja dureza se forma con el mismo
material que la chapa metalica, y la otra region es una pieza bruta individualizada formada por otra chapa metalica que posee la dureza diferente.
El proceso de ajuste de dureza puede incluir un proceso para calentar una region que se convertira en la region 12 de baja dureza utilizando un laser, por ejemplo. Gracias a esto, se obtiene la pieza 10 bruta, en la que la dureza de la region 12 de baja dureza de la pieza bruta es inferior a la de la chapa metalica.
A continuacion, mediante el doblado o la deformacion de la zona 12 de baja dureza de la pieza 10 bruta, se forma un
producto 20 tal como se muestra en la FIGURA 2 (proceso de doblado). Por ejemplo, el proceso de doblado puede llevarse a cabo mediante estampacion utilizando una plegadora. Por ejemplo, la plegadora incluye una matriz inferior (un troquel) que posee un surco con forma de V que corresponde con una forma externa de la porcion 26 deformada del producto 20 de la FIGURA 2; y una matriz superior (o un punzon) que posee una forma frontal que corresponde con el surco de la matriz inferior. La plegadora esta configurada para posicionar la region 12 de baja dureza de la pieza 10 bruta entre las matrices inferior y superior, para mover la matriz superior hacia la matriz inferior, y para presionar la region 12 de baja dureza de la pieza 10 bruta contra la matriz inferior con el fin de deformar la pieza 10 bruta. Mediante el uso de la plegadora, puede fabricarse con facilidad el producto 20 con forma de columna que posee una seccion transversal con forma de C tal como se muestra en la FIGURA 2 a partir de la pieza 10 bruta.
Un metodo para deformar la region 12 de baja dureza de la pieza 10 bruta con el fin de fabricar el producto 20 no esta limitado a la estampacion utilizando la plegadora, y pueden seleccionarse diversos metodos dependiendo de la forma del producto 20 y del material de la pieza 10 bruta, etc. Por ejemplo, la region 12 de baja dureza de la pieza 10 bruta puede deformarse mediante un metodo de perfilado por rodillos.
La porcion 26 deformada del producto 20 se obtiene mediante el doblado de la region 12 de baja dureza. A este
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respecto, la resistencia de la porcion 26 deformada se incrementa debido al endurecimiento por deformacion asociado al proceso de doblado. Por ejemplo, cuando la dureza de la region 12 de baja dureza de la pieza 10 bruta utilizada tiene un valor comprendido en el intervalo entre el 30% y el 70% de la dureza de la region 14 de alta dureza de la pieza 10 bruta, la dureza de la porcion 26 deformada del producto 20 puede estar comprendida en el intervalo entre el 40% y el 80% de la dureza de la region 14 de alta dureza (es decir, una porcion diferente de la porcion 26 deformada).
Esta realizacion incluye el proceso de ajuste de dureza para cambiar la dureza de la chapa 11 metalica con el fin de formar la pieza 10 bruta que incluye la region 14 de alta dureza y la region 12 de baja dureza; y el proceso de doblado para doblar la region 12 de baja dureza de la pieza 10 bruta con el fin de fabricar el producto 20. Puesto que la region 12 de baja dureza se deforma en el proceso de doblado, se evita la generacion de una ondulacion o una grieta en la porcion 26 deformada (o en la region 12 de baja dureza) del producto 20, y se evita la ocurrencia de una recuperacion elastica en el producto 20.
Es preferible utilizar una chapa de acero de alta resistencia que tenga una resistencia a la traccion igual o superior a 980 MPa (correspondiente a una dureza Vickers de Hv 310) como chapa metalica. Esto es asf debido a que una chapa de acero tal resulta economica y las regiones predeterminadas de baja y alta dureza pueden formarse de manera sencilla e industrial.
La razon por la que la resistencia a la traccion debe ser igual o superior a 980 MPa radica en que una chapa de acero de baja resistencia que posea una resistencia a la traccion inferior a 980 MPa puede procesarse sin utilizar la presente invencion, y, por lo tanto, la presente invencion presentana pocas ventajas. De hecho, un lfmite superior de la resistencia a la traccion corresponde a una resistencia maxima de una chapa de acero capaz de ser producida de manera industrial, y, por lo tanto, el lfmite superior no se especifica en particular. Por ejemplo, la presente invencion puede aplicarse a una chapa de acero que posea una resistencia a la traccion de 1.700 MPa.
En la realizacion descrita anteriormente, el producto 20, tal como se muestra en la FIGURA 2, es un elemento con forma de canal que posee la seccion transversal genericamente con forma de C, y que incluye una pared 22 inferior, y paredes 24 laterales opuestas que se extienden en direccion vertical desde ambos bordes laterales de la pared 22 inferior. Sin embargo, el producto de la invencion no esta limitado a la forma mostrada en la FIGURA 2, y puede tener cualquier forma siempre que la forma este formada mediante el metodo de doblado de la invencion. En particular, el numero y la forma de la porcion 26 deformada del producto 20 no estan limitadas al ejemplo de la FIGURA 2. Por ejemplo, el producto puede tener una forma de un producto 50 tal como se muestra en la FIGURA 5A.
El producto 50, tal como se muestra en la FIGURA 5A, incluye una pareja de porciones 52 de columna rectangulares conectadas a una pared inferior o porcion 54 de conexion, en la que una porcion 50a de surco que se extiende en la direccion longitudinal esta formada entre las porciones 52 de columna. Al igual que en la pieza 10 bruta mostrada en la FIGURA 1, una pieza 10' bruta para fabricar un producto 50 incluye una region 12' de baja dureza o mas de una (ocho en el ejemplo de la FIGURA 5B) y una pluralidad de regiones 14' de alta dureza (nueve en el ejemplo de la FIGURA 5B), estando formadas las regiones mediante un proceso de ajuste de dureza tal como se describio anteriormente a partir de una chapa metalica de hierro, aleacion de hierro, aluminio o aleacion de aluminio. Aunque la pieza 10' bruta de la FIGURA 5B es un material de chapa rectangular de manera similar a la pieza 10 bruta de la FIGURA 1, la forma y las dimensiones de la pieza 10' bruta pueden determinarse de manera variada dependiendo del uso pretendido, etc., de un producto 50.
De manera similar al producto 20 de la FIGURA 1, el producto 50 de la FIGURA 5A puede fabricarse mediante un cambio en la dureza de la chapa metalica con el fin de formar una pieza 10' bruta que incluye una region 14' de alta dureza y una region 12' de baja dureza (el proceso de ajuste de dureza); y mediante el doblado de la region 12' de baja dureza de la pieza 10' bruta (el proceso de doblado). Adicionalmente, tal como se muestra en la FIGURA 5A, se forman ocho porciones 56 deformadas, que tienen cada una de ellas un radio de doblado predeterminado, en el producto 50. La region 12' de baja dureza de la pieza 10' bruta tiene la forma de ocho bandas que se extienden en la direccion longitudinal de la pieza 10' bruta (o en la direccion perpendicular al papel en la FIGURA 5B) de tal manera que una region que sera deformada esta constituida por las porciones 56 del producto 50 incluidas en la region 12' de baja resistencia.
(Ejemplo de Referencia)
De ahora en adelante, se explicaran ejemplos haciendo referencia a las FIGURAS 6 a 10B.
Mediante el metodo tal como se ha descrito anteriormente, se fabrico un producto 60 tal como se muestra en la FIGURA 9. En la FIGURA 9, la unidad de longitud correspondiente a los numeros mostrados es milfmetros (mm). El producto 60 de la FIGURA 9 es un elemento con forma de canal, que incluye una pared 64 inferior; paredes 64 laterales opuestas que se extienden en direccion vertical desde ambos bordes laterales de la pared 62 inferior; y una pareja de porciones 66 de aleta que se extienden hacia adentro desde las paredes 64 laterales en direccion paralela a la pared 62 inferior, de manera que se forma una abertura 60a entre las porciones 66 de aleta. Tal como se
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muestra en la FIGURA 9, el producto 60 posee cuatro porciones 68a a 68d deformadas, y un radio “R2” de doblado de cada porcion deformada es de 2 mm.
Con el fin de fabricar el producto 60 tal como se muestra en la FIGURA 9, se prepararon chapas SM1 y SM2 metalicas rectangulares de manera que cada una de ellas tema una anchura de 220 mm, una longitud de 1.200 mm, y un grosor de 1,2 mm. Las chapas SM1 y SM2 metalicas son placas de acero de alta resistencia que tienen composiciones como las indicadas en la Tabla 1. A continuacion, despues de que las chapas SM1 y SM2 metalicas fueran calentadas por medio de un horno de calentamiento a 900 grados centfgrados (el proceso de calentamiento), una porcion que se convertina en una region 84 de alta dureza de una pieza 80 bruta (figura 7) fue enfriada utilizando un dispositivo 70 de matriz que posefa una matriz 72 inferior y una matriz 74 superior (mostradas esquematicamente en la FIGURA 6) (el proceso de endurecimiento), por lo cual se formo la pieza 80 bruta. En las FIGURAS 6 y 7, la unidad de longitud correspondiente a los numeros mostrados es milfmetros (mm). Tal como se muestra en la FIGURA 7, la anchura B de una region 82 de baja dureza de la pieza 80 bruta es de 7 mm, y por lo tanto la anchura de cada uno de los surcos 76 y 78 de las matrices 72 y 74 inferior y superior del dispositivo 70 de matriz tambien es de 7 mm.
Tabla 1
C Si Mn P S Cr Al B Ti Ac3 (°C)
SM1
0,16 0,25 0,73 0,020 0,003 1,05 0,025 0,002 0,020 857
SM2
0,22 0,22 1,29 0,020 0,003 0,21 0,040 0,002 0,024 827
En relacion al ejemplo 1 de Referencia (chapa SM1 metalica) y el ejemplo 2 de Referencia (chapa SM2 metalica) obtenidos tal como se describio anteriormente, se midieron una dureza promedio (Hvh) de la region 84 de alta dureza y una dureza promedio (HvI) de la region 82 de baja dureza, y se calculo un ratio (HvI/Hvh x 100%) de la dureza de la region de baja dureza en relacion a la dureza de la region de alta dureza. El resultado se indica en la Tabla 2.
Tabla 2
Chapa metalica Dureza promedio (Hv) Ratio de dureza (%)
Region de alta dureza
Region de baja dureza
Ejemplo 1 de Ref.
SM1 412 276 67
Ejemplo 2 de Ref.
SM2 501 336 67
Ejemplo 1 Comp.
SM1 411 - -
Ejemplo 2 Comp.
SM2 503 - -
Se prepararon las chapas SM1 y SM2 metalicas similares a los ejemplos 1 y 2 de Referencia, y se calentaron por medio de un horno de calentamiento a 900 grados centfgrados (el proceso de calentamiento). Despues de ello, utilizando una matriz (no mostrada), la totalidad de las chapas metalicas fueron enfriadas bajo las mismas condiciones de enfriamiento que la region 84 de alta dureza de la pieza 80 bruta en los ejemplos 1 y 2 de Referencia (el proceso de endurecimiento). Como resultado de ello, se obtuvieron las piezas brutas de los ejemplos 1 y 2 comparativos (chapas SM1 y SM2 metalicas), de manera que la totalidad de las piezas brutas estaban constituidas por la region de alta dureza sin incluir la region de baja dureza. La Tabla 2 indica la dureza promedio (Hvh) de los ejemplos 1 y 2 comparativos.
La resistencia a la traccion de las piezas brutas de (las chapas SM1 y SM2 metalicas) de los ejemplos 1 y 2 comparativos en la Tabla 2 fueron 1.360 MPa y 1.690 MPa, respectivamente. A partir de ello, puede estimarse que la resistencia a la traccion de las regiones de alta dureza de las piezas brutas (chapas SM1 y SM2 metalicas) de los ejemplos 1 y 2 de Referencia, que poseen la misma composicion qmmica y la misma dureza promedio que los ejemplos 1 y 2 comparativos, fueron generalmente iguales a 1.360 MPa y 1.690 MPa, respectivamente.
Tal como se indica en la Tabla 2, la pieza 80 bruta de los ejemplos 1 y 2 de Referencia incluye una region 84 de alta dureza que posee la misma dureza promedio (Hvh) que la pieza bruta de los ejemplos 1 y 2 comparativos, y una region 82 de baja dureza que posee una dureza promedio (HvI) inferior a la de la region 84 de alta dureza.
Tal como se indica en la Tabla 2, el ratio de dureza (HvI/Hvh x 100%) fue del 67% en ambos ejemplos 1 y 2 de Referencia. Ademas, como un resultado de la medida, la resistencia a la traccion de la pieza bruta del ejemplo 1 comparativo fue igual o superior a 1.200 MPa, y la resistencia a la traccion de la pieza bruta del ejemplo 2 comparativo fue igual o superior a 1.500 MPa.
Despues de ello, tal como se muestra en las FIGURAS 8A a 8D, mediante el doblado de cada region 82 de baja dureza de las piezas brutas de los ejemplos 1 y 2 de Referencia por medio de una plegadora, se formaron cuatro porciones 68a, 68b, 68c, y 68d de manera secuencial en el producto 60 con forma de canal, por lo que se obtuvieron los productos P1 y P3 (el proceso de doblado).
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En las FIGURAS 8A a 8D, la plegadora 90 incluye una matriz 92 inferior (o troquel) que posee un surco 92a con forma de V que corresponde a una forma externa de cada porcion 68a, 68b, 68c y 68d deformada del producto 60; y una matriz 94 superior (o punzon) que posee una forma frontal que corresponde al surco 92a de la matriz 92 inferior. Se selecciono una region de baja dureza de entre las cuatro regiones 82 de baja dureza de la pieza 80 bruta, y la region seleccionada fue posicionada entre la matriz 92 inferior y la matriz 94 superior. A continuacion, la matriz 94 superior fue desplazada hacia abajo hacia la matriz 92 inferior con el fin de presionar y doblar la region 82 de baja dureza mediante las matrices 92 y 94 inferior y superior. Tales operaciones se llevaron a cabo de manera secuencial con otras regiones 82 de baja dureza.
Mediante un proceso de doblado en el que las regiones 82 de baja dureza de la pieza 80 bruta de los ejemplos 1 y 2 de Referencia fueron dobladas por medio de una maquina de perfilado por rodillos de 21 etapas, se formaron de manera secuencial las porciones 68a, 68b, 68c y 68d deformadas (figura 9) del producto 60 con forma de canal, por lo que se obtuvieron los productos P2 y P4 (el proceso de doblado).
Mediante un proceso de doblado en el que las piezas brutas de los ejemplos 1 y 2 comparativos fueron dobladas por medio de una plegadora de manera similar a los procesos llevados a cabo para los productos P1 y P3, se fabricaron los productos P5 y P7. Mas aun, utilizando la maquina de perfilado por rodillos de 21 etapas tal como se describio anteriormente, se fabricaron los productos P6 y P8 a partir de las piezas brutas de los ejemplos 1 y 2 comparativos.
En relacion a los productos P1 a P8 obtenidos como resultado de estos procesos, se llevo a cabo un ensayo de doblado, y un resultado del mismo se indica en la Tabla 3.
Tabla 3
Producto fabricado Num.
Pieza bruta Chapa metalica Resultado de la formacion Resultado del ensayo de doblado
Metodo de formado
Grieta de borde Carga pico P (kN) Grieta de borde Energfa de absorcion E (J)
P1
Ejemplo 1 de Ref. SM1 Plegadora Sin grieta 31,5 Sin grieta 1.205
P2
Perfilado por rodillos Sin grieta 31,7 Sin grieta 1.218
P3
Ejemplo 2 de Ref. SM2 Plegadora Sin grieta 37,9 Sin grieta 1.480
P4
Perfilado por rodillos Sin grieta 38,2 Sin grieta 1.485
P5
Ejemplo 1 Comp. SM1 Plegadora Sin grieta 32,2 Grieta 806
P6
Perfilado por rodillos Sin grieta 32,3 Grieta 817
P7
Ejemplo 2 Comp. SM2 Plegadora Sin grieta 39,0 Grieta 859
P8
Perfilado por rodillos Grieta - - -
Una pieza 100 de ensayo tal como se muestra en la FIGURA 10A esta constituida por un elemento hueco que incluye el producto 60 y una placa 102 de acero unida a una abertura 60a del producto 60 mediante soldadura por arco. El ensayo de doblado se llevo a cabo utilizando los productos P1 a P8 como producto 60. Como placa 102 de acero, se preparo una chapa metalica del mismo material que la chapa metalica que se utilizo para fabricar los productos P1 a P7, con una anchura de 60 mm, una longitud de 1.200 mm, y un grosor de 1,2 mm. El proceso de calentamiento y el proceso de endurecimiento descritos anteriormente se llevaron a cabo con la chapa metalica de tal manera que la chapa metalica tema una dureza equivalente a la dureza de la region 84 de alta dureza.
A continuacion, la pieza 100 de ensayo tubular obtenida de la manera descrita se posiciono de tal manera que la placa 102 de acero estaba dirigida hacia abajo, tal como se muestra en la FIGURA 10B, y fue posicionada con el fin de formar una vigueta de pieza 100 de ensayo que tema una envergadura de 1.000 mm entre dos puntos 53, 53 de fulcro, de manera que cada punto de fulcro estaba dotado de un extremo frontal que tema una forma hemiesferica con un radio de 12,5 mm. A continuacion, se llevo a cabo un ensayo de doblado de tres puntos posicionando una horma 54 con forma hemiesferica con un radio de 150 mm en el centro de la vigueta, y se determinaron la carga pico (o carga maxima) de la carga de doblado y la energfa de absorcion para una deflexion de doblado de 50 mm.
Adicionalmente, en relacion a los productos P1 a P8, se comprobo visualmente la existencia de una grieta (o una grieta de borde) en las porciones 68a, 68b, 68c y 68d deformadas en el proceso de doblado y en el ensayo de doblado. El resultado se indica en la Tabla 3.
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Tal como se indica en la Tabla 3, en los productos P1 a P4 utilizando la pieza 80 bruta de los ejemplos 1 y 2 de Referencia, no se produjo ninguna grieta de borde ni en el proceso de doblado ni en el ensayo de doblado.
La carga pico de los productos P1 a P3 fue ligeramente inferior a la de los respectivos productos P5 a P7 fabricados utilizando la chapa metalica que tema la misma composicion mediante el mismo metodo. Por otro lado, la energfa de absorcion de los productos P1 a P3 fue significativamente mayor que la de los productos P5 a P7 respectivos.
En los productos P5 a P7 utilizando la pieza bruta de los ejemplos 1 y 2 comparativos, aunque no se produjo ninguna grieta de borde en el proceso de doblado, la grieta de borde sf se produjo durante el ensayo de doblado.
Mas aun, en el producto P8 utilizando la pieza bruta del ejemplo 2 comparativo con una resistencia a la traccion igual o superior a 1.500 MPa, la grieta de borde se produjo en el proceso de doblado, y no pudo llevarse a cabo el ensayo de doblado.
Adicionalmente, con el fin de fabricar el producto 60 tal como se muestra en la FIGURA 9, se preparo una chapa metalica con una forma rectangular en una vista en planta, una anchura de 220 mm, una longitud de 1.200 mm, y un grosor de 1,2 mm. La chapa metalica tema un lfmite de elasticidad de 742 MPa, una resistencia a la traccion (TS, Tensile Strength) de MPa, y una elongacion (EL) del 2,7%.
A continuacion, mediante el calentamiento de una region de la chapa metalica que se convertina en la region 82 de baja dureza por medio de un laser, la dureza de la chapa metalica fue cambiada de manera que la pieza 80 bruta del ejemplo 3 de Referencia poseyera una region 84 de alta dureza y una region 82 de baja dureza con una dureza inferior a la region 84 de alta dureza tal como se muestra en la FIGURA 7 (el proceso de ajuste de dureza).
La soldadura por laser se llevo a cabo utilizando un laser YAG de 5 kW. Puesto que se calento una region que tema una anchura de aproximadamente 2 mm con una velocidad de soldadura de 15 m/min utilizando el laser YAG de 5 kW, se formo una region 82 de baja dureza de entre 7 mm y 8 mm mediante la irradiacion con un laser en cuatro filas con un paso de 2 mm.
La dureza promedio (Hv) de la pieza bruta del ejemplo 3 de Referencia obtenido del modo descrito fue medida, de manera similar a la dureza promedio de la pieza 80 bruta del ejemplo 1 de Referencia, y un resultado de la misma se indica en la Tabla 4.
Tabla 4
Dureza promedio (Hv) Ratio de dureza (%)
Region de alta dureza
Region de baja dureza
Ejemplo 3 de Ref.
295 145 49
Ejemplo 3 Comp.
297 - -
Mediante el uso de la pieza bruta del ejemplo 3 de Referencia, se fabrico un elemento con forma de canal o producto P9 con la misma forma que el producto 60 de la FIGURA 9, por medio de una plegadora, en un proceso similar al proceso para fabricar el producto P1.
Mediante el uso de la pieza bruta del ejemplo 3 de Referencia, se fabrico un elemento con forma de canal o producto P10 con la misma forma que el producto 60 de la FIGURA 9, por medio de una plegadora, en un proceso similar al proceso para fabricar el producto P2.
Mas aun, se hace referencia a la chapa metalica igual a la chapa metalica utilizada para formar la pieza bruta del ejemplo 3 de Referencia como una pieza bruta del ejemplo 3 comparativo, y se midio la dureza promedio (Hv) de la pieza bruta del ejemplo 3 comparativo, de manera similar a la dureza promedio de la pieza bruta del ejemplo 3 de Referencia, y un resultado de la misma se indica en la Tabla 4.
Mediante el uso de la pieza bruta del ejemplo 3 comparativo, se fabrico un elemento con forma de canal o producto P11 con la misma forma del producto 60 de la FIGURA 9, por medio de una plegadora, en un proceso similar al proceso para fabricar el producto P1.
Mediante el uso de la pieza bruta del ejemplo 3 comparativo, se fabrico un elemento con forma de canal o producto P12 con la misma forma del producto 60 de la FIGURA 9, por medio de una plegadora, en un proceso similar al proceso para fabricar el producto P2.
En relacion a los productos P9 a P12 obtenidos del modo descrito, se llevo a cabo un ensayo de doblado, y un resultado del mismo se indica en la Tabla 5. Adicionalmente, en relacion a los productos P9 a P12, se comprobo visualmente la existencia de una grieta (o de una grieta de borde) en las porciones deformadas en el proceso de doblado y en el ensayo de doblado de manera similar al producto P1. El resultado se indica en la Tabla 3.
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Tabla 5
Producto fabricado Num.
Pieza bruta Resultado de la formacion Resultado del ensayo de doblado
Metodo de formado
Grieta de borde Carga pico P (kN) Grieta de borde Energfa de absorcion E (J)
P9
Ejemplo 3 de Ref. Plegadora Sin grieta 19,1 Sin grieta 755
P10
Perfilado por rodillos Sin grieta 19,3 Sin grieta 762
P11
Ejemplo 3 Comp. Plegadora Sin grieta 19,9 Grieta 401
P12
Perfilado por rodillos Grieta - - -
Tal como se indica en la Tabla 5, en los productos P9 y P10 utilizando la pieza bruta del ejemplo 3 de Referencia, no se produjo ninguna grieta de borde ni en el proceso de doblado ni en el ensayo de doblado. La carga pico para el producto P9 fue ligeramente inferior a la del producto P11 fabricado utilizando la chapa metalica que tema la misma composicion con el mismo metodo. Por otro lado, la energfa de absorcion del producto P9 fue significativamente mas alta que la del producto P11.
Por otro lado, la ene^a de absorcion del producto P10 fue igual o superior a 700 J, valor significativamente mayor que el del producto P11 fabricado utilizando la chapa metalica que tema la misma composicion.
En el producto P11 fabricado a partir de la pieza bruta del ejemplo 3 comparativo por medio de la plegadora, aunque no se produjo ninguna grieta de borde en el proceso de doblado, sf se produjo una grieta de borde en el ensayo de doblado. Ademas, en el producto P12 fabricado a partir de la pieza bruta del ejemplo 3 comparativo con el metodo de perfilado por rodillos, la grieta de borde se produjo en el proceso de doblado, y no pudo llevarse a cabo el ensayo de doblado.
A continuacion, se explicara una segunda realizacion de la presente invencion haciendo referencia a los dibujos adjuntos.
Una pieza 110 bruta ejemplificado en la FIGURA 11, al que se aplica el metodo de doblado para una chapa metalica de la invencion, incluye una region 112 de baja dureza o mas de una (dos en el ejemplo de la FIGURA 11) y una pluralidad de regiones 114 de alta dureza (tres en el ejemplo de la FIGURA 11), de manera que las regiones estan formadas mediante un proceso de ajuste de dureza tal como se describira a continuacion a partir de una chapa metalica de hierro, aleacion de hierro, aluminio o aleacion de aluminio. Aunque la pieza 110 bruta es un material de chapa rectangular en la FIGURA 11, la forma y las dimensiones de la pieza 110 bruta pueden estar determinadas de manera variable dependiendo del uso pretendido, etc., de un producto 120. Ademas, aunque las regiones 112 de la pieza 10 bruta se extienden paralelas a una direccion longitudinal, las regiones 112 de baja dureza pueden extenderse de manera no paralela dependiendo de la forma y del uso pretendido del producto 120. La pieza 110 bruta puede ser una banda continua retirada de un suministro con forma de bobina, por ejemplo, cuando se utiliza un metodo de perfilado por rodillos. Al contrario que en la region 12 de baja dureza de la pieza 10 bruta de la primera realizacion, cada region 112 de baja dureza se extiende desde un lado de la pieza 110 bruta hasta genericamente un centro en la direccion del grosor del mismo, y no alcanza el lado opuesto de la pieza bruta. Como resultado de ello, puede procesarse una region 116 objetivo que posee una region 112 de baja dureza y se forma una region 114 de alta dureza en una parte de la chapa metalica, de manera que los lados frontal y trasero de la region 116 objetivo tienen diferentes durezas. Adicionalmente, en la realizacion de la FIGURA 11, la region 114 de alta dureza incluye tres regiones en un lado que incluyen la region 112 de baja dureza, a la vez que incluye una region en el otro lado.
Las dimensiones de la region 112 de baja dureza de la region 116 objetivo en la direccion del grosor de la chapa metalica pueden determinarse dependiendo de la dureza y/o el grosor de la chapa metalica, la forma y/o el metodo de produccion del producto 120, etc. A este respecto, es preferible que las dimensiones de la region 112 de baja dureza en la direccion del grosor esten comprendidas en un intervalo entre el 35% y el 65% del grosor de la chapa metalica, con el fin de obtener un efecto notable debido a la formacion de la region 116 objetivo que posee diferentes durezas en los lados delantero y trasero. Adicionalmente, aunque las regiones 112 de baja dureza de la pieza 110 bruta se extienden en paralelo a la direccion longitudinal en la realizacion de la FIGURA 11, las regiones 112 de baja dureza pueden extenderse en direccion no paralela dependiendo de la forma y del uso pretendido del producto 120, etc.
Aunque la pieza 110 bruta es un material de chapa rectangular en la FIGURA 11, la forma y las dimensiones de la pieza 110 bruta pueden determinarse de manera variada dependiendo del uso pretendido, etc., de un producto 120. Ademas, la pieza 110 bruta puede ser una banda continua retirada de un suministro con forma de bobina, por ejemplo, cuando se utiliza un metodo de perfilado por rodillos.
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En esta realizacion, la dureza de la region 114 de alta dureza en el lado trasero de la region 116 objetivo es la misma que la dureza de una region diferente de la region 116 objetivo. Sin embargo, la dureza de la region 114 de alta dureza en el lado trasero de la region 116 objetivo puede ser diferente de la dureza de una region diferente de la region 116 objetivo, siempre que la dureza de la region 114 de alta dureza en el lado trasero de la region 116 objetivo sea mayor que la de la region 112 de baja dureza. Ademas, la dureza de una region distinta a la region 116 objetivo puede ser la misma que la dureza del lado frontal o del lado trasero de la region 116 objetivo que, por otro lado, puede ser diferente de ambos lados delantero y trasero.
De manera similar a la primera realizacion, la pieza 110 bruta es doblada a lo largo de la region 116 objetivo, mediante una maquina de perfilado por rodillos o una prensa que funciona utilizando una plegadora, y da lugar a un producto 120 con forma de canal que posee una seccion transversal en forma de C o con forma de copa, tal como se muestra en la FIGURA 12. En la FlGURA 12, el producto 120 es un elemento con forma de canal que posee una seccion transversal generica con forma de C, que incluye una pared 122 inferior, y paredes 124 en lados opuestos que se extienden en direccion vertical desde ambos bordes laterales de la pared 122 inferior. El producto 120 tiene dos porciones deformadas o porciones 126 de borde, que se forman a partir de las regiones 116 objetivo y se extienden en la direccion longitudinal. Cada porcion deformada o porcion 126 de borde posee un radio “R” de doblado. Adicionalmente, en el producto 120, las porciones 126 de borde de la pieza 110 bruta se doblan en la misma direccion con respecto a un lado de la pieza 110 bruta (la direccion hacia arriba en las FIGURAS 11 y 12), de tal manera que toda una region interior de la porcion 126 deformada del producto 120 en la FIGURA 12 forma una superficie de la region 116 objetivo de la FIGURA 11.
Una anchura “B” de la region 112 de baja dureza puede determinarse dependiendo del radio R de doblado de la porcion 126 deformada del producto 120. Por ejemplo, tal como se muestra en la FIGURA 12, cuando la porcion 126 deformada del producto 120 tiene una forma de banda que esta deformada de tal manera que tiene un radio R de doblado constante, es preferible que la anchura B de la region 112 de baja dureza tenga un valor comprendido en el intervalo entre 0,5DR y 1,5HR, tal como se muestra en las FIGURAS 11 y 12. Gracias a que la region 112 de baja dureza tiene una anchura B dentro de este rango, el producto 120 puede tener suficiente resistencia y la manejabilidad de la pieza 110 bruta mejora de manera efectiva en el proceso de doblado.
Con el fin de que la pieza 110 bruta mejore su manejabilidad a la vez que mantiene una resistencia suficiente, es preferible que la dureza de la region 112 de baja dureza este comprendida en el intervalo entre el 30% y el 80% de la dureza de la region 114 de alta dureza. Cuando la dureza de la region 112 de baja dureza es demasiado baja, la resistencia del producto 120 es insuficiente incluso aunque se incremente la dureza de la region 114 de alta dureza. Por otro lado, cuando la dureza de la region 112 de baja dureza es demasiado elevada, la manejabilidad en el proceso de doblado es insuficiente cuando la dureza de la region 114 de alta dureza es elevada.
En la realizacion preferida de la invencion, en el proceso de ajuste de dureza, la pieza 110 bruta se forma mediante (1) un cambio en la dureza de la totalidad de la chapa metalica de tal manera que se forma la region 116 objetiva que va a ser procesada; o bien (2) un cambio en la dureza de una region de parte de la chapa metalica en la direccion del grosor de tal manera que se forme una region 112 de baja dureza o mas de una en la chapa metalica.
Un metodo para formar la pieza 110 bruta mediante el cambio de la dureza de la totalidad de la chapa metalica, por ejemplo, incluye un proceso de calentamiento para calentar la totalidad de la chapa metalica por medio de un horno de calentamiento (no mostrado) u otro dispositivo de calentamiento; y un proceso de endurecimiento para enfriar solamente una region que se convertira en la region 114 de alta dureza de la chapa metalica calentada. El proceso de endurecimiento puede llevarse a cabo, por ejemplo, mediante el enfriamiento de solamente la region que se va a convertir en la region 114 de alta dureza utilizando una matriz.
La FIGURA 13 muestra un dispositivo 130 de matriz como ejemplo de un dispositivo de enfriamiento para llevar a cabo el proceso de endurecimiento de la segunda realizacion. El dispositivo 130 de matriz incluye un lecho 132 fijado a un suelo de una fabrica, etc.; una matriz 134 inferior fijada a una superficie superior del lecho 132; y una matriz 136 superior configurada para ser desplazada en la direccion vertical acercandose o alejandose de la matriz 134 inferior por medio de un piston o una unidad 138 de accionamiento apropiada. La chapa 111 metalica se situa entre la matriz 134 inferior y la matriz 136 superior. Las matrices 134 y 136 inferior y superior tienen superficies 134a y 136a cooperativas opuestas entre sf, respectivamente. En la superficie 134a operativa de la matriz 134 inferior, se forma una porcion 134b de surco, en una posicion que corresponde a la region 112 de baja dureza de la chapa 111 metalica despues del proceso de endurecimiento.
En primer lugar, la chapa 111 metalica es transferida desde el horno de calentamiento o el dispositivo de calentamiento hasta el dispositivo 130 de matriz, despues de ser calentada en el proceso de calentamiento, y es colocada entre las matrices 134 y 136 inferior y superior. A continuacion, la matriz 136 superior se desplaza hacia la matriz 134 inferior por medio de la unidad 138 de accionamiento de tal manera que la superficie 134a y 136a de las matrices 134 y 136 inferior y superior entran en contacto con la chapa 111 metalica. En la chapa 111 metalica, solamente una porcion, que esta en contacto con la superficie 134a y 136a de las matrices 134 y 136 inferior y
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superior, es rapidamente enfriada y endurecida. A este respecto, una porcion de la chapa 111 metalica, que esta enfrentada las porciones 134b de la matriz 134 inferior, no es rapidamente enfriada por la matriz 134 inferior. Como resultado de ello, la porcion de chapa 111 metalica, que esta enfrentada a la porcion 134b de surco de la matriz 134 inferior, es gradualmente enfriada y se convierte en la region 112 de baja dureza. Por otro lado, la porcion que esta en contacto con las superficies 134a y 136a de las matrices 134 y 136 inferior y superior, es rapidamente enfriada y se convierte en la region 114 de alta dureza, mediante lo cual se forma la pieza 110 bruta.
De manera alternativa, el proceso de endurecimiento puede ser un proceso para enfriar por agua de manera selectiva solamente una region que se convertira en la region 114 de alta dureza de la chapa metalica, por ejemplo, tal como se muestra en la FIGURa 14. La FIGURA 14 muestra un dispositivo 140 de enfriamiento por agua como un ejemplo de dispositivo de enfriamiento para llevar a cabo el proceso de endurecimiento de la invencion. El dispositivo 140 de enfriamiento por agua incluye una pluralidad de primeras toberas 182 (o inferiores) que estan situadas de tal manera que quedan enfrentadas a un lado de la chapa metalica (o a una superficie inferior de la chapa 111 metalica en la FIGURA 14); una pluralidad de segundas toberas 144 (o superiores) que estan situados de tal manera que quedan enfrentadas al lado opuesto de la chapa metalica (o a una superficie superior de la chapa 111 metalica en la FIGURA 14), de manera que puede suministrarse agua CW de refrigeracion a los lados de la chapa 111 metalica. Las toberas 142 inferiores y las toberas 144 superiores estan situadas de tal manera que quedan enfrentadas a una porcion de la chapa 111 metalica que se convertira en la region 114 de alta dureza despues del proceso de endurecimiento. En particular, en esta realizacion, las toberas 144 superiores estan situadas de tal manera que suministran agua CW de refrigeracion al lado frontal de la chapa 111 metalica. Con el fin de evitar que una porcion de la chapa 111 metalica, que se convertira en la region 112 de baja dureza despues del proceso de endurecimiento, se moje con agua CW de refrigeracion, el dispositivo 140 enfriamiento por agua puede tener un elemento 146 de enmascaramiento inferior, que esta situado de tal manera que cubre la porcion de la chapa 111 metalica que se convertira en la region 112 de baja dureza despues del proceso de endurecimiento. El elemento 146 de enmascaramiento inferior puede disponer de una unidad de accionamiento tal como un cilindro hidraulico (no mostrado) para desplazar el elemento de enmascaramiento alejandolo o acercandolo de la chapa 111 metalica. Mas aun, el elemento 146 de enmascaramiento inferior puede funcionar como un cepo para posicionar y sujetar correctamente la chapa 111 metalica en relacion a las toberas 142 y 144 inferior y superior. De manera alternativa, el dispositivo 140 de enfriamiento por agua puede tener otro cepo para posicionar y sujetar correctamente la chapa 111 metalica en relacion a las toberas 142 y 144 inferior y superior.
En primer lugar, la chapa 111 metalica es transferida desde el horno de calentamiento o el dispositivo de calentamiento hasta el dispositivo 140 de enfriamiento por agua, despues de ser calentada en el proceso de calentamiento, y es colocada entre las toberas 142 y 144 inferior y superior. A este respecto, el elemento 146 de enmascaramiento puede utilizarse como el cepo para posicionar y sujetar de manera correcta la chapa 111 metalica en relacion a las toberas 142 y 144 inferior y superior. De manera alternativa, tal como se describio anteriormente, puede utilizarse otro cepo (no mostrado) para posicionar y sujetar correctamente la chapa 111 metalica en relacion a las toberas 142 y 144 inferior y superior. A continuacion, se suministra agua CW de refrigeracion desde las toberas 142 y 144 inferior y superior a una porcion de la chapa 111 metalica, que se convertira en la region 114 de alta dureza despues del proceso de endurecimiento, de tal manera que esta porcion es rapidamente enfriada y endurecida. A este respecto, mediante el uso de los elementos 146 y 148 de enmascaramiento inferior y superior, se evita que una porcion de la chapa 111 metalica, que se convertira en la region 112 de baja dureza despues del proceso de endurecimiento, se moje con agua CW de refrigeracion y sea rapidamente enfriada. Como resultado de ello, la porcion de la chapa 111 metalica, que esta enfrentada al elemento 146 de enmascaramiento inferior, es gradualmente enfriada y se convierte en la region 112 de baja dureza, y la otra porcion es rapidamente enfriada y se convierten en la region 114 de alta dureza, mediante lo cual se forma la pieza 110 bruta.
El proceso de ajuste de dureza en esta realizacion puede incluir un proceso de martilleo por impacto en el que las partfculas impactantes colisionan con al menos el lado de la region 116 objetivo opuesto a la region 112 de baja dureza de la chapa 111 metalica. La FIGURA 15 muestra una maquina 150 de chorro para llevar a cabo el martilleo por impacto. La maquina 150 de chorro incluye una pluralidad de primeras toberas 152 (o inferiores) que estan situadas de tal manera que quedan enfrentadas a un lado de la chapa metalica (o a una superficie inferior de la chapa 111 metalica en la FIGURA 15); una pluralidad de segundas toberas 154 (o superiores) que estan dispuestas de tal manera que quedan enfrentadas al lado opuesto de la chapa metalica (o a una superficie superior de la chapa 111 metalica en la FIGURA 15), de manera que las partfculas impactantes (partfculas de acero, vidrio, ceramicas o plasticas) pueden proyectarse sobre los lados de la chapa 111 metalica. Preferiblemente, la maquina 150 de chorro puede tener un elemento 154 de enmascaramiento, que esta posicionado para cubrir la porcion de la chapa 111 metalica que se convertira en la region 112 de baja dureza despues del proceso de martilleo por impacto, de tal manera que las partfculas impactantes pueden proyectarse de manera selectiva solamente sobre una region que se convertira en la region 114 de alta dureza (distinta de la region que se convertira en la region 112 de baja dureza) en la chapa 111 metalica. Gracias a esto, se forma el lado que posee la mayor dureza (o la region 114 de alta dureza) de la region 116 objetivo, sobre la que se proyectan partfculas impactantes, tal como se muestra en la FIGURA 15, y puede obtenerse la pieza 110 bruta en la que la dureza de la region 114 de alta dureza de la region 116 objetivo es la misma que la de la chapa metalica.
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A este respecto, proyectando partfculas impactantes de hierro fundido de calibre entre 170 y 280 (F-S170D280/JIS G5903) contra la chapa 111 metalica por medio de una maquina de chorro de tipo propulsor, la chapa metalica puede experimentar una deformacion plastica suficiente, por lo que puede obtenerse una dureza deseada en la chapa metalica. Con el fin de generar un endurecimiento por deformacion suficiente en la direccion del grosor de la chapa 111 metalica sin generar una grieta en la superficie de la chapa 111 metalica, es deseable utilizar partfculas impactantes de hierro fundido con forma esferica con una dureza Vickers (Hv) igual o superior a 650. Cuando se utilizan partfculas impactantes de hierro fundido con un calibre menor de 170, puede formarse una grieta que tendra una longitud comprendida en el intervalo entre varias micras y varias decenas de micras en la superficie de la chapa metalica, debido a la pequena curvatura de las partfculas impactantes. Por otro lado, como se utilizan partfculas impactantes de hierro fundido con un calibre mayor de 280, la chapa metalica no puede sufrir una deformacion plastica suficiente debido a la gran curvatura de las partfculas impactantes. Por lo tanto, es preferible utilizar partfculas impactantes de hierro fundido con un calibre comprendido en el intervalo entre 170 y 280 y sean proyectadas por medio de una maquina de chorro de tipo propulsion mecanica capaz de aplicar energfa cinetica a las partfculas impactantes.
El proceso de ajuste de dureza puede incluir un proceso para calentar una region que se convertira en la region 112 de baja dureza utilizando un laser, desde el lado de la chapa 111 metalica en la que existe la region 112 de baja dureza. En este caso, la region calentada por el laser se convertira en la region 112 de baja dureza, y la otra region se convertira en la region 114 de alta dureza.
El proceso de ajuste de dureza puede incluir un proceso para carbonizar o nitrurar una parte de la chapa 111 metalica con el fin de formar la region 114 de alta dureza.
A continuacion, mediante el doblado de la pieza 110 bruta de tal manera que la region de baja dureza se posicione dentro de la region 116 objetivo que va a ser procesada, se fabrica el producto 120 tal como se muestra en la FIGURA 12 (proceso de doblado). Por ejemplo, el proceso de doblado puede llevarse a cabo mediante estampacion utilizando una plegadora. Por ejemplo, la plegadora incluye una matriz inferior (o troquel) que posee un surco con forma de V que corresponde a una forma externa de la porcion 126 deformada del producto 120 de la FIGURA 12; y una matriz superior (o punzon) que posee una forma frontal que corresponde al surco de la matriz inferior. La plegadora esta configurada para colocar la region 112 de la pieza 110 bruta entre las matrices inferior y superior, para mover la matriz superior hacia la matriz inferior, y para presionar la region 112 de baja dureza de la pieza 110 bruta contra la matriz inferior con el fin de deformar la pieza 110 bruta. Mediante el uso de la plegadora, puede fabricarse con facilidad el producto 120 con forma de columna que posee una seccion transversal con forma de C tal como se muestra en la FIGURA 12 a partir de la pieza 110 bruta.
Un metodo para deformar la region 112 de baja dureza de la pieza 110 bruta con el fin de fabricar el producto 120 no esta limitado a la estampacion utilizando la plegadora, y pueden seleccionarse diversos metodos dependiendo de la forma del producto 120 y del material de la pieza 110 bruta, etc. Por ejemplo, la region 112 de baja dureza de la pieza 110 bruta puede deformarse mediante una maquina de perfilado por rodillos.
La porcion 126 deformada del producto 120 incluye una region 112 de baja dureza. A este respecto, la resistencia de la region 112 de baja dureza se incrementa debido al endurecimiento por deformacion asociado al proceso de doblado. Por ejemplo, cuando la dureza de la region 112 de baja dureza de la pieza 110 bruta utilizado tiene un valor comprendido en el intervalo entre el 30% y el 70% de la dureza de la region 114 de alta dureza de la pieza 110 bruta, la dureza de la region 112 de baja dureza en la porcion 126 deformada del producto 120 puede estar comprendida en el intervalo entre el 40% y el 80% de la dureza de la region 114 de alta dureza diferente de la porcion 126 deformada.
Esta realizacion incluye el proceso de ajuste de dureza para cambiar la dureza de la chapa 111 metalica en la direccion del grosor de la misma con el fin de formar una pieza 110 bruta que incluya parcialmente la region 116 objetivo que va a ser procesada y que tendra diferentes durezas en los lados frontal y trasero de la misma; y el proceso de doblado para doblar la pieza 110 bruta con el fin de fabricar el producto 120 en el que el lado que posee menor dureza (o region 112 de baja dureza) quede en el interior de la region 116 objetivo. Puesto que la region 116 objetivo que incluye la region 112 de baja dureza se deforma en el proceso de doblado, se evita la generacion de una ondulacion o una grieta en la porcion 126 deformada (o region 112 de baja dureza) del producto 120, y se evita la generacion de una recuperacion elastica en el producto 120. Mas aun, el producto 120 tiene alta resistencia, puesto que es poco probable que se genere una grieta en la porcion 126 deformada cuando se aplica carga al producto 120.
Es preferible utilizar una chapa de acero que tenga una resistencia a la traccion igual o superior a 980 MPa (correspondiente a una dureza Vickers de Hv 310) como chapa metalica. Esto es asf debido a que una chapa de acero tal resulta economica y las regiones predeterminadas de baja y alta dureza pueden formarse de manera sencilla e industrial.
La razon por la que la resistencia a la traccion debe ser igual o superior a 980 MPa radica en que una chapa de
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acero de baja resistencia que posea una resistencia a la traccion inferior a 980 MPa puede procesarse sin utilizar la presente invencion, y, por lo tanto, la presente invencion presentana pocas ventajas. De hecho, un lfmite superior de la resistencia a la traccion corresponde a una resistencia maxima de una chapa de acero capaz de ser producida de manera industrial, y, por lo tanto, el lfmite superior no se especifica en particular. Por ejemplo, la presente invencion puede aplicarse a una chapa de acero que posea una resistencia a la traccion de 1.700 MPa.
En la realizacion descrita anteriormente, el producto 120, tal como se muestra en la FIGURA 12, es un elemento con forma de canal que posee una seccion transversal genericamente con forma de C, y que incluye una pared 122 inferior, y paredes 124 laterales opuestas que se extienden en direccion vertical desde ambos bordes laterales de la pared 122 inferior. Sin embargo, el producto de la invencion no esta limitado a la forma mostrada en la FIGURA 12, y puede tener cualquier forma siempre que la forma se deforme mediante el metodo de doblado de la invencion. En particular, el numero y la forma de la porcion 26 deformada del producto 120 no estan limitadas al ejemplo de la FIGURA 12. Por ejemplo, el producto puede tener una forma de un producto 160 da como se muestra en la FIGURA 16A.
El producto 160, tal como se muestra en la FIGURA 16A, incluye una pareja de porciones 162 de columna rectangulares conectadas a una pared inferior o porcion 164 de conexion, en la que una porcion 160a de surco que se extiende en la direccion longitudinal esta formada entre las porciones 162 de columna. Al igual que en la pieza 110 bruta tal como se muestra en la FIGURA 11, una pieza 110' bruta para fabricar un producto 160 incluye una region 112' de baja dureza o mas de una (ocho en el ejemplo de la FIGURA 16B) y regiones 114' de alta dureza correspondientes a una region diferente de las regiones 112' de baja dureza, estando formadas las regiones mediante un proceso de ajuste de dureza tal como se describio anteriormente a partir de una chapa metalica de hierro, aleacion de hierro, aluminio o aleacion de aluminio. Aunque la pieza 110' bruta de la FIGURA 16B es un material de chapa rectangular de manera similar a la pieza 110 bruta en la FIGURA 11, la forma y las dimensiones de la pieza 110' bruta pueden determinarse de manera variada dependiendo del uso pretendido, etc., de un producto 160. Adicionalmente, en la pieza 110' bruta de la FIGURA 16B, se forman regiones 112' de baja dureza en ambos lados (lados superior e inferior en la FIGURA 16B) de la pieza 110 bruta.
De manera similar al producto 120 de la FIGURA 11, el producto 160 de la FIGURA 16A puede fabricarse mediante un cambio en la dureza de la chapa metalica con el fin de formar una pieza 110' bruta que incluye una region 114' de alta dureza y una region 112' de baja dureza (el proceso de ajuste de dureza); y mediante el doblado de la region 116' objetivo que va a ser procesada incluyendo la region 112' de baja dureza y la region 114' de alta dureza de la pieza 110' bruta (el proceso de doblado). Adicionalmente, tal como se muestra en la FIGURA 16A, se forman ocho porciones 166 deformadas, que tienen cada una de ellas un radio de doblado predeterminado, en el producto 160. La region 112' de baja dureza de la pieza 110' bruta tiene la forma de ocho bandas que se extienden en la direccion longitudinal de la pieza 110' bruta (o en la direccion perpendicular al papel en la FIGURA 16B) de tal manera que una region que sera deformada esta constituida por las porciones 166 del producto 160 incluidas en la region 112' de baja resistencia.
En las FIGURAS 11 y 16A, las piezas brutas 110 y 110' incluyen regiones 116 y 116' objetivo que poseen las diferentes durezas en los lados frontal y trasero de las mismas, respectivamente, de manera que las regiones objetivo estan formadas mediante un cambio en la dureza de las chapas 111 y 111' metalicas en la direccion del grosor de las mismas de tal manera que se forman las regiones 112 y 112' de baja dureza en una parte de las chapas metalicas, respectivamente. Sin embargo, la presente invencion no esta limitada a ello. Por ejemplo, tal como se muestra en la FIGURA 17A, puede formarse una region 116' objetivo que va a ser procesada sobre la totalidad de la pieza 110' bruta.
Con el fin de formar la pieza 110' bruta que posee una region 116' objetivo que se extiende sobre la totalidad de la pieza bruta, el proceso de endurecimiento puede ser un proceso para enfriar la totalidad de un lado de la chapa metalica utilizando una matriz. Concretamente, tal como se ejemplifica en la FIGURA 17B, por ejemplo, puede prepararse un dispositivo 170 de matriz que incluye una matriz 172 superior, en donde la matriz 172 superior tiene una forma plana que corresponde a una forma plana de la chapa 111' metalica. Despues de calentar la chapa 111' metalica por medio de un horno de calentamiento, etc., la matriz 172 superior del dispositivo 170 de matriz entra en contacto con la totalidad de uno de los lados de la chapa metalica que se convertira en la region 114' de alta dureza con el fin de enfriar la region, por lo que el lado que esta en contacto con la matriz 172 superior se convertira en la region 114' de alta dureza y el lado opuesto se convertira en la region 112' de baja dureza.
De manera alternativa, tal como se ejemplifica en la FIGURA 17C, el proceso de endurecimiento puede ser un proceso para enfriar por agua la totalidad de un lado (o una superficie superior en la FIGURA 17C) de la chapa 111' metalica.
Tal como se muestra en la FIGURA 17D, puede llevarse a cabo un proceso para calentar la totalidad de uno de los lados de la chapa 111' metalica para convertirla en la region 112' de baja dureza utilizando un laser. Utilizando el metodo de la FIGURA 17D, se obtiene la pieza 111' bruta, que incluye la region 112' de baja dureza que posee una dureza menor que la de la chapa 111' metalica y la region 114' de alta dureza que posee la misma dureza que la
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chapa 111' metalica.
Los otros metodos para formar la region 116' objetivo que se extiende sobre la totalidad de la pieza 111' bruta pueden incluir: un proceso de martilleo por impacto para proyectar partfculas impactantes sobre un lado de la chapa 111' metalica; un proceso para carbonizar o nitrurar un lado de la chapa 111' metalica; y un proceso para solapar y enrollar una chapa metalica de alta dureza y una chapa metalica de baja dureza con el fin de formar una chapa multi-capa (no mostrado).
(Ejemplo)
De ahora en adelante, se explicaran ejemplos de la presente invencion haciendo referencia a las FIGURAS 18A a 21B.
Mediante el metodo tal como se ha descrito anteriormente, se fabrico un producto 180 tal como se muestra en la FIGURA 20. En la FIGURA 20, la unidad de longitud correspondiente a los numeros mostrados es milfmetros (mm). El producto 180 de la FIGURA 20 es un elemento con forma de canal, que incluye una pared 182 inferior; paredes 184 laterales opuestas que se extiende en direccion vertical desde ambos bordes laterales de la pared 182 inferior; y una pareja de porciones 186 de aleta que se extienden hacia adentro desde las paredes 184 laterales en direccion paralela a la pared 182 inferior, de manera que se forma una abertura 180a entre las porciones 186 de aleta. Tal como se muestra en la FIGURA 20, el producto 180 posee cuatro porciones 188a a 188d deformadas, y un radio “R3” de doblado de cada porcion deformada es de 2 mm.
Con el fin de fabricar el producto 180 tal como se muestra en la FIGURA 20, se preparo una chapa SM2 metalica rectangular que tema una anchura de 220 mm, una longitud de 1.200 mm, y un grosor de 1,2 mm (ver Tabla 1). A continuacion, despues de que la chapa SM2 metalica fuera calentada por medio de un horno de calentamiento a 900 grados centigrados (el proceso de calentamiento), una porcion que se convertina en una region 194 de alta dureza de una pieza 190 bruta (figura 18B) fue enfriada utilizando un dispositivo 200 de matriz que posefa una matriz 202 inferior y una matriz 204 superior (mostradas esquematicamente en la FIGURA 18A) (el proceso de endurecimiento), por lo cual se formo la pieza 190 bruta. Por medio del dispositivo 200 de matriz, en la chapa SM2 metalica, se enfrio gradualmente una porcion enfrentada a la porcion 206 de surco (no enfriada mediante la matriz 204 superior) y se convirtio en la region 192 de baja dureza, y la otra porcion se enfrio rapidamente por medio de las matrices 202 y 204 inferior y superior y se convirtio en la region 194 de alta dureza.
Cuando un tiempo de contacto entre la chapa metalica y las matrices 202, 204 es demasiado corto, la chapa metalica no se endurece. Por otro lado, cuando el tiempo de contacto es demasiado largo, la region que no contacta enfrentada a la porcion 206 de surco de la matriz 204 superior tambien se endurece. Por lo tanto, en el ejemplo 4, se determino que el tiempo de contacto entre la chapa metalica y las matrices 202, 204 fuese de 5 segundos, en vista del grosor de la chapa metalica, la forma plana de la region que se convertina en la region 192 de baja dureza, y las dimensiones de la region 192 de baja dureza en la direccion del grosor de la chapa metalica, etc.
Una unidad de longitud correspondiente a los numeros mostrados en las FIGURAS 18A y 18B es milfmetros (mm). Tal como se muestra en la FIGURA 18B, la anchura B de una region 192 de baja dureza de la pieza 190 bruta es de 7 mm, y, por lo tanto, la anchura de cada uno de los surcos 206 de la matriz 204 superior del dispositivo 200 de matriz tambien es de 7 mm.
En relacion al ejemplo 4 obtenido tal como se describio anteriormente, se midieron una dureza promedio (Hvh) de la region 194 de alta dureza y una dureza promedio (HvI) de la region 192 de baja dureza de la pieza 190 bruta, y se calculo un ratio (HvI/Hvh x 100%) de la dureza de la region de baja dureza en relacion a la dureza de la region de alta dureza. El resultado se indica en la Tabla 6.
Tabla 6
Dureza promedio (Hv) Ratio de dureza (%)
Region de alta dureza
Region de baja dureza
Ejemplo 4 de la Inv.
503 339 67
Ejemplo 5 de la Inv.
501 336 67
Ejemplo 4 Comp.
504 - -
Se preparo una chapa SM2 metalica similar a la del ejemplo 4, y se calento por medio de un horno de calentamiento a 900 grados centfgrados (el proceso de calentamiento). Despues de ello, utilizando una matriz (no mostrada) similar a la matriz 202 inferior del dispositivo 200 de matriz de la FIGURA 18A, un lado de la chapa metalica fue enfriado bajo las mismas condiciones de enfriamiento que la region 194 de alta dureza de la pieza 190 bruta en el ejemplo 4 (el proceso de endurecimiento). Como resultado de ello, se obtuvo una pieza bruta del ejemplo 5, de manera que la totalidad de uno de los lados de la pieza bruta era la region de alta-baja dureza y la totalidad del otro lado de la pieza bruta era la region de baja dureza, y la totalidad de la pieza bruta estaba constituida por la region objetivo que debfa ser procesada. En el ejemplo 5, el tiempo de contacto entre la chapa metalica y la matriz fue de 8 segundos. La
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Tabla 6 indica la dureza promedio (Hvh) de la region de alta dureza y la dureza promedio (HvI) de la region de baja dureza de la pieza bruta del ejemplo 5.
Ademas, se preparo una chapa SM2 metalica similar a la del ejemplo 4, y se calento por medio de un horno de calentamiento a 900 grados centigrados (el proceso de calentamiento). Despues de ello, utilizando una matriz, la totalidad de la chapa metalica fue enfriada bajo las mismas condiciones de enfriamiento que la region 194 de alta dureza de la pieza 190 bruta en el ejemplo 4 (el proceso de endurecimiento). Como resultado de ello, se obtuvo una pieza bruta del ejemplo 4 comparativo, de manera que la totalidad de la pieza bruta estaba constituida por la region de alta dureza sin incluir la region de baja dureza. La Tabla 6 indica los valores de dureza promedio (Hvh) del ejemplo 4 comparativo.
La resistencia a la traccion de la pieza bruta del ejemplo 4 comparativo en la Tabla 6 fue 1.690 MPa. A partir de ello, puede estimarse que la resistencia a la traccion de las regiones de alta dureza de las piezas brutas (chapa SM2 metalica) de los ejemplos 4 y 5 de la invencion, que poseen la misma composicion qmmica y la misma dureza promedio que el ejemplo 4 comparativo, fueron generalmente iguales a 1.690 MPa.
Tal como se indica en la Tabla 6, el ratio (Hvl/Hvh x 100%) de dureza fue del 67% en ambos ejemplos 4 y 5. Mas aun, la resistencia a la traccion de la pieza bruta del ejemplo 4 comparativo fue igual o superior a 1.200 MPa.
Despues de ello, tal como se muestra en las FIGURAS 19A y 19D, mediante el doblado de cada region 196 objetivo a ser procesada de la pieza 190 bruta del ejemplo 4 por medio de una plegadora de tal manera que la region 192 de baja dureza esta en el interior de la region objetivo, se formaron cuatro porciones 188a, 188b, 188c y 188d de manera secuencial (figura 20) en el producto 180 con forma de canal, por lo que se obtuvo un producto PP1 (el proceso de doblado).
En las FIGURAS 19A a 19D, la plegadora 210 incluye una matriz 212 inferior (o troquel) que posee un surco 212a con forma de V que corresponde a una forma externa de cada porcion 188a, 188b, 188c y 188d deformada del producto 180; y una matriz 214 superior (o punzon) que posee una forma frontal que corresponde al surco 212a de la matriz 212 inferior. Una region objetivo a ser procesada se selecciono de entre cuatro regiones 196 objetivo de la pieza 190 bruta, y la region seleccionada se coloco entre la matriz 212 inferior y la matriz 214 superior. A continuacion, la matriz 214 superior fue desplazada hacia abajo hacia la matriz 212 inferior con el fin de presionar y doblar la region 196 objetivo mediante las matrices 212 y 214 inferior y superior. Tales operaciones se llevaron a cabo de manera secuencial con otras regiones 196 objetivo.
Mediante un proceso de doblado en el que las regiones 196 objetivo de la pieza 190 bruta del ejemplo 4 fueron dobladas por medio de una maquina de perfilado por rodillos de 21 etapas de tal manera que la region 192 de baja dureza estaba en el interior de la region objetivo, se formaron de manera secuencial las porciones 188a, 188b, 188c y 188d deformadas (figura 20) del producto 180 con forma de canal, por lo que se obtuvo un producto PP2 (el proceso de doblado).
Mediante un proceso de doblado en el que la pieza bruta del ejemplo 5 fue doblada por medio de una plegadora de manera similar al proceso para el producto PP1, se fabrico un producto PP3 con forma de canal tal como se muestra en la FIGURA 20.
Mediante un proceso de doblado en el que la pieza bruta del ejemplo 5 fue doblada por medio de una maquina de perfilado por rodillos de 21 etapas de manera similar al proceso para el producto PP2, se fabrico un producto PP4 con forma de canal tal como se muestra en la FIGURA 20.
Mediante un proceso de doblado en el que la pieza bruta del ejemplo 4 comparativo fue doblada por medio de una plegadora de manera similar al proceso para el producto PP1, se fabrico un producto PP5 con forma de canal tal como se muestra en la FIGURA 20.
Adicionalmente, mediante un proceso de doblado en el que la pieza bruta del ejemplo 4 comparativo fue doblada por medio de una maquina de perfilado por rodillos de 21 etapas de manera similar al proceso para el producto PP2, se fabrico un producto PP6 forma de canal tal como se muestra en la FIGURA 20.
En relacion a los productos PP1 PP6 obtenidos como resultado de estos procesos, se llevo a cabo un ensayo de doblado, el resultado del mismo se indica en la Tabla 7.
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Tabla 7
Producto fabricado Num.
Pieza bruta Resultado de la formacion Resultado del ensayo de doblado
Metodo de formado
Grieta de borde Carga pico P (kN) Grieta de borde Energfa de absorcion E (J)
PP1
Ejemplo 4 de la Inv. Plegadora Sin grieta 38,6 Sin grieta 1.511
PP2
Perfilado por rodillos Sin grieta 39,1 Sin grieta 1.515
PP3
Ejemplo 5 de la Inv. Plegadora Sin grieta 35,4 Sin grieta 1.265
PP4
Perfilado por rodillos Sin grieta 35,7 Sin grieta 1.277
PP5
Ejemplo 4 Comp. Plegadora Sin grieta 39,0 Grieta 859
PP6
Perfilado por rodillos Grieta - - -
Una pieza 220 de ensayo tal como se muestra en la FIGURA 21A esta constituida por un elemento hueco que incluye el producto 180 y una placa 222 de acero unida a una abertura 180a del producto 180 mediante soldadura por arco. El ensayo de doblado se llevo a cabo utilizando los productos PP1 a PP6 como producto 180. Como placa 222 de acero, se preparo una chapa metalica del mismo material que la chapa metalica que se utilizo para fabricar los productos PP1 a PP6, con una anchura de 60 mm, una longitud de 1.200 mm en un grosor de 1,2 mm. El proceso de calentamiento y el proceso de endurecimiento descritos anteriormente se llevaron a cabo con la chapa metalica de tal manera que la chapa metalica tema una dureza equivalente a la dureza de la region 194 de alta dureza.
A continuacion, la pieza 220 de ensayo tubular obtenida de la manera descrita se posiciono de tal manera que la placa 222 de acero estaba dirigida hacia abajo, tal como se muestra en la FIGURA 21B, y fue posicionada con el fin de formar una vigueta de pieza 220 de ensayo que tema una envergadura de 1.000 mm entre dos puntos 230, 230 de fulcro, de manera que cada punto de fulcro estaba dotado de un extremo frontal que tema forma hemiesferica con un radio de 12,5 mm. A continuacion, se llevo a cabo un ensayo de doblado de tres puntos posicionando una horma 232 con forma hemiesferica con un radio de 150 mm en el centro de la vigueta, y se determinaron la carga pico (o carga maxima) de la carga de doblado y la energfa de absorcion para una deflexion de doblado de 50 mm.
Adicionalmente, en relacion a los productos PP1 a PP6, se comprobo visualmente la existencia de una grieta (o una grieta del borde) en las porciones 188a, 188b, 188c y 188d deformadas en el proceso de doblado y en el ensayo de doblado. El resultado se indica en la Tabla 7.
Tal como se indica en la Tabla 7, en los productos PP1 a PP4 utilizando las piezas brutas de los ejemplos 4 y 5, no se produjo ninguna grieta de borde ni en el proceso de doblado ni en el ensayo de doblado.
La carga pico del producto PP1 fue ligeramente inferior a la del producto PP5 fabricado utilizando la misma chapa metalica que tema la misma composicion mediante el mismo metodo. Por otro lado, la energfa de absorcion del producto PP1 fue significativamente mayor que la del producto PP5.
La energfa de absorcion de los productos PP2 a PP4 fue igual o superior a 1.200 J, valor significativamente mayor que en el caso del producto PP5 fabricado utilizando la misma chapa metalica que tema la misma composicion.
En el producto PP5 fabricado mediante el doblado de la pieza bruta del ejemplo 4 comparativo por medio de la plegadora, aunque no se produjo ninguna grieta de borde en el proceso de doblado, sf se produjo la grieta de borde en el ensayo de doblado.
Ademas, en el producto PP6 fabricado mediante el doblado de la pieza bruta del ejemplo 4 comparativo por medio de la maquina de perfilado por rodillos, la grieta de borde se produjo en el proceso de doblado, y no pudo llevarse a cabo el ensayo de doblado.
A partir de este momento, haciendo referencia a las FIGURAS 22A a 23B, se explicara una tension aplicada a una porcion deformada por el proceso de doblado y la forma de la porcion deformada doblada, en relacion a una chapa “A” metalica en la que la dureza de una region en el interior de la porcion deformada es mas baja que la dureza de una region fuera de la porcion deformada; y a una chapa “B” metalica en la que la dureza de la porcion deformada es constante en la direccion del grosor de la misma. Tal como se muestra en la FIGURA 22A, en la chapa A metalica en la que la dureza de la region 273 en el interior de la porcion deformada es menor que la dureza de la region 274 fuera de la porcion deformada, cuando se aplica tension a la chapa A metalica con el fin de deformar la chapa
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metalica, se aplica una tension de compresion a la region 273 en el interior de la porcion deformada y se aplica una tension de traccion a la region 274 fuera de la porcion deformada. En la chapa A metalica, puesto que la dureza de la region 273 en el interior de la porcion deformada es diferente de la dureza de la region 274 fuera de la porcion deformada, las magnitudes de la tension cuando se inicia la deformacion plastica tambien son diferentes en las regiones 273 y 274.
En concreto, puesto que la dureza de la region 273 en el interior de la porcion deformada de la chapa A metalica es inferior a la dureza de la region 274, la region 273 experimenta una deformacion plastica con facilidad mediante una tension activamente pequena. Por lo tanto, en la chapa A metalica, la region 273 en el interior de la porcion deformada experimenta una deformacion plastica mediante la tension para deformar la chapa A metalica, antes que la region 274 fuera de la porcion deformada. Despues de ello, la region 274 fuera de la porcion deformada experimenta una deformacion plastica igual que lo hace la region 273 y, finalmente, se obtiene la porcion deformada que posee una forma predeterminada tal como se muestra en la FIGURa 23B.
En la porcion deformada de la chapa A metalica deformada como se ha explicado, tal como se muestra en la FIGURA 22A, una deformacion 271a por compresion de la region 273 interior es mayor que una deformacion 271b por compresion en la region 274 exterior. Por lo tanto, en la porcion deformada de la chapa A metalica, tal como se muestra en la FIGURA 22A, un eje 7a neutral, en el que la tension de compresion de la region 273 interior y la tension de traccion de la region 274 exterior se equilibran, se posiciona fuera de una posicion intermedia de la chapa A metalica en la direccion del grosor de la misma.
Ademas, tal como se muestra en la FIGURA 22B, en la chapa B metalica en la que la dureza de la porcion deformada es constante en la direccion del grosor de la misma, cuando se aplica la tension a la chapa B metalica con el fin de deformar la chapa metalica, se aplica una tension de compresion a una region en el interior de la porcion deformada y se aplica una tension de traccion a una region fuera de la porcion deformada. Sin embargo, al contrario que en el caso de la chapa A metalica, puesto que la dureza de la region en el interior de la porcion deformada es la misma que la dureza en la region fuera de la porcion deformada en la chapa B metalica, las magnitudes de la tension cuando se inicia la deformacion plastica son la misma en las regiones.
Por lo tanto, en la chapa B metalica, por la tension para deformar la chapa B metalica, la region en el interior de la porcion deformada experimenta una deformacion plastica de manera simultanea a la region fuera de la porcion deformada y, finalmente, se obtiene la porcion deformada que posee una forma predeterminada tal como se muestra en la FIGURa 23B. En la porcion deformada de la chapa B metalica deformada como se ha explicado, tal como se muestra en la FIGURA 22B, una deformacion 272a por compresion en la region interior es igual a una deformacion 272b por traccion de la region exterior. Por lo tanto, en la porcion deformada de la chapa B metalica, tal como se muestra en la FIGURA 22B, un eje 27a neutral, en el que la tension de compresion de la region interior y la tension de traccion de la region exterior se equilibran, se posiciona fuera de una posicion intermedia de la chapa B metalica en la direccion del grosor de la misma.
Tal como se explico anteriormente, en las chapas A y B metalicas, en relacion a la tension generada por el proceso de doblado, el ratio de deformacion 271a por compresion y deformacion 271b por traccion es diferente al ratio de deformacion 272a por compresion y deformacion 272b por traccion. Ademas, en la porcion deformada de la chapa A metalica, al contrario que en el caso de la chapa B metalica, en relacion a la tension generada por el proceso de doblado, la deformacion 271a por compresion de la region 273 interior es mayor que la deformacion 271b por traccion de la region 274 exterior. A este respecto, puesto que la region 273 interior de la porcion deformada es una region que posee baja dureza en la chapa A metalica, es muy poco probable que se produzca una ondulacion y una grieta en el proceso de doblado, y la region interior se deforma de manera que se engrosa hacia adentro en la porcion deformada, tal como se muestra en la FIGURA 23A.
Adicionalmente, en la porcion deformada de la chapa A metalica, al contrario que en el caso de la chapa B metalica, en relacion a la tension generada por el proceso de doblado, la deformacion 271b por traccion de la region 274 exterior es menor que la deformacion 271a por compresion de la region 273 interior, por lo que se reduce la carga aplicada a la region 274 exterior debida al proceso de doblado. Gracias a ello, aunque la region 274 exterior de la porcion deformada es una region que posee alta dureza en la chapa A metalica en la que es probable que se produzcan una ondulacion y una grieta, pueden evitarse las desventajas debidas al proceso de doblado. Por lo tanto, es poco probable que se generen las desventajas debidas al proceso de doblado en la chapa A metalica, y la chapa A metalica puede ser doblada con facilidad. Ademas, tal como se muestra en la FIGURA 23A, la porcion deformada de la chapa A metalica se deforma de manera que se engrosa hacia adentro, debido a la diferencia entre la deformacion 271a por compresion y la deformacion 271b por traccion generadas por la tension asociada a la deformacion. Gracias a ello, por ejemplo, cuando las chapas A y B metalicas tienen el mismo grosor y las chapas metalicas se deforman mediante el proceso de doblado de manera que tienen la misma forma externa, un grosor d1 maximo de la porcion deformada de la chapa A metalica es mayor que un grosor d2 maximo de la porcion deformada de la chapa B metalica.
Por consiguiente, un producto obtenido mediante el proceso de doblado de la chapa A metalica esta reforzado por el
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grosor d1 maximo de la porcion deformada relativamente mayor. Gracias a ello, el producto obtenido mediante el proceso de doblado de la chapa A metalica tiene alta resistencia, aunque la dureza de la region 273 en el interior de la porcion deformada es menor que la de la region 274 exterior. Ademas, en el producto obtenido mediante el proceso de doblado de la chapa A metalica, una deformacion, que se genera como consecuencia de la carga durante el uso, se hace menor en la region 274 exterior que posee la dureza mayor que la region 273 interior, de manera similar a lo que ocurre durante el proceso de doblado, por lo que la carga aplicada a la region 274 exterior (en la que es probable que se produzca una grieta) puede reducirse durante el uso. Por lo tanto, en comparacion con un producto obtenido mediante el proceso de doblado de la chapa B metalica, que tiene en su totalidad la misma dureza que la region 274 exterior de la porcion deformada, es muy poco probable que se produzca una grieta en el producto obtenido mediante el proceso de doblado de la chapa A metalica debido a la carga durante el uso. Los signos de referencia utilizados en la descripcion y en los dibujos se ofrecen en el listado que sigue.
10 pieza bruta
12 region de baja dureza
14 region de alta dureza
20 producto
22 pared inferior
24 pared lateral
26 porcion deformada
30 dispositivo de matriz
32 lecho
34 matriz inferior
36 matriz superior
38 unidad de accionamiento
40 dispositivo de enfriamiento
42 tobera inferior
44 tobera superior
46 elemento de enmascaramiento inferior
48 elemento de enmascaramiento superior
50 producto
52 porcion de columna rectangular
54 pared inferior o porcion de conexion
60 producto
60a abertura
62 pared inferior
64 pared lateral
66 pareja de porciones de aleta
68 porcion deformada
70 dispositivo de matriz
72 matriz inferior
74 matriz superior
76 surco
78 surco
80 pieza bruta
82 region de baja dureza
84 region de alta dureza
90 plegadora
92 matriz inferior
92a surco con forma de V
94 matriz superior

Claims (8)

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    REIVINDICACIONES
    1. Un metodo para doblar una chapa de acero de alta resistencia que posee una resistencia a la traccion igual o superior a 980 MPa, en donde el metodo comprende:
    un proceso de ajuste de dureza para cambiar la dureza de al menos una parte de la chapa de acero con el fin de formar una pieza bruta (110) que incluye una region (114) de alta dureza y una region (112) de baja dureza que tiene una dureza inferior a la dureza de la region (114) de alta dureza, en donde el proceso de ajuste de dureza incluye un proceso de calentamiento para calentar la totalidad de la chapa (110) de acero y un proceso de endurecimiento para enfriar solamente una region que se convertira en la region (114) de alta dureza evitando que se enfne una region que se convertira en la region (112) de baja dureza, y un proceso de doblado para doblar la region (112) de baja dureza de la pieza bruta con el fin de fabricar un producto,
    en donde la dureza Vickers de una porcion (126) deformada para doblar el producto esta comprendida en un intervalo entre el 30% y el 80% de la dureza Vickers de la region (114) de alta dureza, y en donde el proceso de ajuste de dureza comprende la formacion de un lado de al menos la mencionada parte de la chapa de acero como region (112') de baja dureza y el otro lado de al menos la mencionada parte de la chapa de acero como la region (114') de alta dureza.
  2. 2. El metodo para doblar una chapa de acero segun la reivindicacion 1, en donde el proceso de ajuste de dureza comprende un proceso de endurecimiento para enfriar una superficie que corresponde con el lado de la porcion (126) deformada que posee mayor dureza.
  3. 3. El metodo para doblar una chapa de acero segun la reivindicacion 2, en donde el proceso de endurecimiento es un proceso para enfriar la superficie que corresponde al lado de la porcion (126) deformada que posee mayor dureza.
  4. 4. El metodo para doblar una chapa de acero segun la reivindicacion 2, en donde el proceso de endurecimiento es un proceso para enfriar por agua la superficie que corresponde al lado de la porcion (126) deformada que posee mayor dureza.
  5. 5. El metodo para doblar una chapa de acero segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde la pieza bruta (110) es deformada mediante perfilado por rodillos en el proceso de doblado.
  6. 6. Un producto que comprende:
    una region (114) de alta dureza y una region (112) de baja dureza que tiene una dureza inferior a la dureza de la region (114) de alta dureza,
    en donde una dureza Vickers de la region (112) de baja dureza esta comprendida en un intervalo entre el 30% y el 80% de la dureza Vickers de la region (114) de alta dureza,
    en donde el producto esta fabricado de una chapa de acero de alta resistencia que tiene una resistencia a la traccion igual o superior a 980 MPa,
    en donde un lado de al menos una parte de la chapa de acero contiene la region (112') de baja dureza y el otro lado de al menos dicha parte de la chapa de acero contiene la region (114') de alta dureza, y en donde el producto contiene una porcion (126) deformada que incluye una region (112') interior que tiene una dureza inferior en el mencionado un lado de al menos una parte de la chapa de acero y la region (114') de alta dureza en el mencionado otro lado de al menos la mencionada parte de la chapa de acero.
  7. 7. Un metodo para fabricar una pieza bruta para llevar a cabo el proceso de doblado, en donde el metodo comprende:
    un proceso para cambiar la dureza de una chapa de acero de alta resistencia que tiene una resistencia a la traccion igual o superior a 980 MPa en una direccion del grosor de al menos una parte de la chapa de acero, y formar una pieza bruta (110) que contiene una porcion (126) deformada mediante el doblado de la chapa de acero, en donde la porcion (126) deformada esta formada en la mencionada al menos una parte de la chapa de acero de tal manera que la porcion (126) deformada incluye lados frontal y trasero que tienen durezas diferentes,
    en donde el proceso para cambiar la dureza de la chapa de acero de alta resistencia incluye un proceso de calentamiento para calentar la totalidad de la chapa de acero y un proceso de endurecimiento para enfriar solamente una region que se convertira en la region (114) de alta dureza y evitar que se enfne una region que se convertira en la region (112) de baja dureza, y
    en donde el lado de la porcion (126) deformada que tiene una dureza inferior se forma en una region interior de la porcion (126) deformada que se deforma por el proceso de doblado.
  8. 8. El metodo para fabricar una pieza bruta segun la reivindicacion 7, en donde la dureza Vickers de una region
    diferente de la porcion (126) deformada que se deforma en el proceso de doblado es igual o superior a 310, y la dureza Vickers del interior de la porcion (126) deformada esta comprendida en el intervalo entre el 40% y el 85% de la dureza Vickers de la region diferente de la porcion (126) deformada.
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