JPH11192502A - プレス成形用テーラード鋼帯及びその製造方法 - Google Patents

プレス成形用テーラード鋼帯及びその製造方法

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JPH11192502A
JPH11192502A JP36665897A JP36665897A JPH11192502A JP H11192502 A JPH11192502 A JP H11192502A JP 36665897 A JP36665897 A JP 36665897A JP 36665897 A JP36665897 A JP 36665897A JP H11192502 A JPH11192502 A JP H11192502A
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Hiroshi Murayama
博 村山
Etsuichi Matsumoto
悦一 松本
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は鋼帯の幅方向剪断と鋼帯の長手方向
溶接をせずに、鋼帯の幅方向に板厚の異なる又は板厚と
強度の異なるプレス成形用テーラード鋼帯及びその製造
方法に関するものである。 【解決手段】 連続熱延の仕上圧延において、差厚及び
/又はテーバーを有した圧延ワークロールを用いて、鋼
帯の幅方向に板厚が異なった形状に圧延し、次いで、連
続熱延の仕上圧延後のランナウトテーブルでの水冷にお
いて、鋼帯の幅方向に冷却速度を変化させることによ
り、鋼帯の幅方向に引張強さ、降伏強度、延び、深絞り
性、等の機械的性質が異なった鋼帯とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は鋼帯の幅方向剪断と
鋼帯の長手方向溶接をせずに、鋼帯の幅方向に板厚を異
なるようにしたプレス成形用テーラード鋼帯、或は板厚
と機械的性質とを異なるようにしたテーラード鋼帯及び
その製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、自動車等の車体部品のプレス素材
(ブランク材)として、レーザー溶接やマッシュシーム
溶接の進歩に伴い、異なる強度及び/又は異なる板厚の
鋼帯を溶接して一体化したテーラードブランクのための
鋼帯が製造されている。この鋼帯を車体部品にプレス成
形すると、車体部品の所定の部分の機械的性質及び/又
は板厚を異ならせることが可能となるものである。
【0003】従来のテーラード鋼帯の製造方法および製
品を図に基づいて説明する。
【0004】図1はテーラード鋼帯の製造工程の概要を
示す図である。図1に示すように、テーラード鋼帯の製
造方法は、例えば、所定の幅に剪断された3つの板厚或
は板厚と強度の異なる鋼帯A、B、Cを巻き戻しなが
ら、コイルエッジを溶接トーチ1を備えたレーザー溶接
装置にて、鋼帯長手方向に接合線を持つように溶接して
プレス成形用綱帯とし、これを溶接後巻き取って再度接
合されたプレス用鋼帯2のコイルとするものである。こ
のプロセスをー般的に、テーラードブランク方式又はテ
ーラードブランク溶接と呼んでいる。図2は、このプロ
セスにより幅方向に接合された鋼帯をプレス成形して製
造した自動車のセンターピラーの例を示す図である。図
2に示すように、プレス成形された自動車のセンターピ
ラー3は、鋼帯A、B及びCを接合部4で溶接し、中央
部が肉厚で、かつ、強度が高い状態の形状としてある。
即ち、鋼帯Aと鋼帯Cは、板厚lmmで、300MPa
の降伏強度である。鋼帯Bは板厚2mmで、600MP
aの降伏強度とした例である。
【0005】このようなテーラードブランクに係わる公
知例としては、例えば、特開平8−281306号公
報、特開平7ー290182号公報、特開平8−174
246号公報が提案されている。
【0006】これらの公知例は、何れも異なる板厚の鋼
帯を幅方向に剪断し、その後剪断した所定の板厚の鋼帯
を組み合わせて、幅方向に付き合わせて、レーザー溶接
又はマッシュシーム溶接で接合を行っている。そのため
溶接部欠陥のない健全な溶接であっても、溶接部と母材
部との硬度差及び/又は溶接アンダーカット部が発生す
るため、プレス時に溶接部へプレス加工の応力集中が発
生し、割れることがある。更に、ー部にでも溶接欠陥が
あるとプレス時の割れが発生し、プレス成形ラインを停
止しなければならないという問題がある。また、異なる
板厚で、かつ強度の異なる鋼帯の溶接は、現状の溶接技
術であるレーザー溶接、マッシュシーム溶接、アーク溶
接或は高周波溶接等で、いずれも溶接部の品質の均ー性
や安定性の点で問題が多く、溶接欠陥も発生しやすいと
いう問題がある。
【0007】また、これらの従来方法は、目的のテーラ
ードブランク効果は大きいが、剪断コスト、溶接コスト
がかかるため、トータルとしてテーラードブランク効果
がほぼ半減するという問題があった。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記のよう
な問題をなくすため、自動車等の骨格構造部位などの柱
状に近い部品あるいはフロアなどのように、異なる板
厚、又は異なる板厚と異なる強度とを必要とする部品の
製造に適したプレス成形用テーラード鋼帯を、従来のよ
うに溶接をすることなしにプレス成形用テーラード鋼帯
とすること、および、低コストで、生産性と歩留を飛躍
的に向上させた前記プレス成形用テーラード鋼帯を製造
する方法を提供することを課題とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明では、上記課題を
解決するために、特別の形状の圧延ワークロールを仕上
圧延用ロールとして使用し、幅方向に板厚の異なる鋼帯
を連続熱延により製造できるようにした。更に、連続熱
延の仕上圧延後の冷却工程において、冷却方法を工夫
し、幅方向に機械的性質の異なる鋼帯を製造できるよう
にしたものである。
【0010】本発明の要旨とするところは次のとおりで
ある。
【0011】(1) 鋼帯の幅方向に板厚の異なる二種
以上の鋼帯が圧延により一体成形されていることを特徴
とするプレス成形用テーラード鋼帯。
【0012】(2) 鋼帯の幅方向に板厚及び機械的性
質の異なる二種以上の鋼帯が圧延により一体成形されて
いることを特徴とするプレス成形用テーラード鋼帯。
【0013】(3) 連続熱延の仕上圧延において、差
厚及び/又はテーパーを有した圧延ワークロールを用い
て、鋼帯を圧延し、鋼帯の幅方向に二種以上の板厚の異
なった形状を有する鋼帯とすることを特徴とする前記
(1)記載のプレス成形用テーラード鋼帯の製造方法。
【0014】(4) 連続熱延の仕上圧延において、差
厚及び/又はテーパーを有した圧延ワークロールを用い
て、鋼帯の幅方向に板厚が異なった形状に圧延し、次い
で、連続熱延の仕上圧延後のランナウトテーブルでの水
冷において、鋼帯の幅方向に冷却速度を変化させること
により、鋼帯の幅方向に引張強さ、降伏強度、伸び、深
絞り性、等の機械的性質が異なった鋼帯とすることを特
徴とする前記(2)記載のプレス成形用テーラード鋼帯
の製造方法。
【0015】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図に基づい
て説明する。
【0016】図3は、本発明での連続熱延の仕上圧延の
最終ロールの一例を示す図で、図4は、図3の仕上圧延
最終ロールで圧延した鋼帯を示す図で、図5は、図3の
仕上圧延最終ロールで圧延した図4の鋼帯をプレス成形
した自動車のセンターピラーを示す図である。
【0017】図3に示すロール5は、ロールの中央部が
凹んでおり、このロール5を上ワークロールとして、鋼
板を圧延すると、図4に示すように、鋼帯の幅方向の板
厚D、E、Fが異なり、中央部の板厚Eが側部の板厚
D、Fよりも厚い板厚の鋼帯を製造する事ができる。こ
の最終ロールの形状は凹でも、また、WS(圧延ワーク
サイド)部だけが凸でも凹でも、また、DS(圧延ドラ
イブサイド)部だけが凸でも凹でも良い。また、凸と凹
が組み合わされた形状でも良い。このような圧延ロール
を使用することによって、鋼帯の幅方向に二種類以上の
板厚が異なるテーラード鋼帯を製造することができる。
但し、この圧延後に通常のロールで圧延すると、せっか
く付けた凸や凹がくずれるため、圧延は仕上圧延の最終
ロールで行うことが望ましい。しかし、たとえば、最終
圧延ロールの圧延パワーがないため、その前のロールで
上記に述べたような形状の特殊ロールを適用して圧延
し、最終の通常ロールでは、圧延ではなく、平常修正程
度のレベリングを行ってもよい。
【0018】図4に示す鋼帯6のD部とF部は板厚2m
mであり、E部の板厚は4mmである。この鋼帯の引張
試験を行い降伏強度をD部、E部、F部毎に測定した結
果、D部は305MPaであり、E部は302MPaで
あり、D部は306MPaであった。
【0019】図5に示す自動車のセンターピラー3のd
部とf部との板厚は2mmであるが、e部の板厚は4m
mである。これにより、従来のレーザー溶接などによる
テーラードブランクと同じセンターピラーが製造できる
だけでなく、レーザー溶接がないため、溶接コストが省
略でき、溶接欠陥の検査工程を省略でき、またプレス時
の溶接欠陥が原因となるプレス割れを皆無とすることが
できる。勿論、本発明は、従来のテーラードブランクの
本来の目的である鋼材の歩留向上と生産性とも非常に優
れてる。
【0020】次いで、鋼帯の幅方向の機械的性質を異な
らしめるための冷却方法について説明する。
【0021】図6は、連続熱延の仕上圧延後のランナウ
トテーブルでの上面及び/又は下面からの水冷方法の例
を示す図である。図6に示すこの例は、鋼帯6の幅方向
の中央部(H部)のみ上面と下面からの水冷ノズル7で
急冷し、一方、鋼帯6の幅方向のG部とI部は、上面と
下画からの水冷ノズル7による急冷を行わずに、徐冷す
る。また、徐冷のためにG部とI部とを鋼板等でカバー
して水冷を行っても良い。
【0022】連続熱延の仕上圧延後のランナウトテーブ
ルでの冷却を行った鋼帯6の機械的性質を調査した。即
ち、鋼帯6の幅方向位置の引張試験を行った結果、G部
の降伏強度は306MPaであり、H部の降伏強度は6
10MPaであり、I部の降伏強度は304MPaであ
った。この鋼帯をプレス成形して、自動車のセンタービ
ラーを製造することができる。また、冷却方法を変化さ
せることにより、降伏強度以外の、たとえば、深絞り性
等の加工性、疲労強度等の機械的的性質を鋼帯の幅方向
に制御する事も可能である。更に、連続熱延で製造する
ことに代えて、冷却後の鋼帯の所要部分を耐熱材料等で
被覆した後、加熱して水冷することによっても製造する
ことができる。
【0023】このように、本発明によれば、従来のレー
ザー溶接などによるテーラードブランクと同じセンター
ピラーが製造できるだけでなく、レーザー溶接がないた
め、溶接コストが省略でき、溶接欠陥の検査工程を省略
でき、プレス時の溶接欠陥が原因となるプレス割れを皆
無とすることができる。勿論、本発明は、従来のテーラ
ードブランクの本来の目的である鋼材の歩留向上と生産
性とも非常に優れている。
【0024】
【実施例】以下に本発明の具体的実施例を説明する。
【0025】本発明のテーラード鋼帯の鋼の化学組成、
圧延条件及び得られた鋼帯の形状と引張試験結果(機械
的性質)を併せて表1に示す。
【0026】表1に示すように、この本発明例では12
00mm幅の鋼帯の幅方向をA、B、C部の三つの区分
に等分し、鋼帯の幅中央部(B部)の板厚を3.2m
m、他の部分(AとC部)の板厚を1.6mmとなるよ
うに、ロールの中央部が凹んだロールを上ワークロール
として用いて、連続熱延により仕上圧延、テーラード鋼
帯を製造した。実施例No.1とNo.2とは、鋼帯の
A、B及びC部を仕上圧延後のランナウトテーブルで水
冷する際に、同じ冷却速度で冷却した。実施例No.3
は、仕上圧延後のランナウトテーブルで水冷する際に、
B部の冷却速度を23℃/秒と、他のA、B部の冷却速
度7℃/秒よりも早く冷却した。得られた鋼帯のA、B
及びC部よりそれぞれの試験片を作成し、引張試験を行
った。その結果、実施例No.1とNo.2では、A、
B及びC部の機械的性質(YS、TS及びEl)は、ほ
ぼ同じ値となっていた。
【0027】しかし、冷却速度を変化させたNo.3で
は、幅中央部(B部)が肉厚となっていると共に降伏強
度及び引張り強さが、A及びC部よりも大幅に高くなっ
ていた。その反面、幅中央部(B部)の伸びは、A及び
C部よりも低くなっていた。
【0028】以上の試験結果から明らかなように、本発
明によれば、鋼帯の幅方向に板厚の異なる二種以上の鋼
帯が圧延により一体成形されているプレス成形用テーラ
ード鋼帯、或は、鋼帯の幅方向に板厚及び機械的性質の
異なる二種以上の鋼帯が圧延により一体成形されている
プレス成形用テーラード鋼帯が得られ、この鋼帯は、そ
の形状と機械的性質からしてテーラードブランクに適す
るものであることが確認できた。
【0029】
【表1】
【0030】
【発明の効果】本発明は、従来のテーラードブランク溶
接工程を省略することにより、従来のテーラードブラン
クの目的である鋼材の歩留向上と生産性とも優れたまま
で、溶接コストが省略でき、溶接欠陥の検査工程を省略
でき、またプレス時の溶接欠陥が原因となるプレス割れ
を皆無とすることができるため、自動車、建築機械、産
業機械等のプレス成形加工の生産性と製造コストを飛躍
的に向上させる事ができる効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来のテーラードブランク方式又はテーラード
ブランク溶接の概要を示す図である。
【図2】図1のプロセスにより製造されたテーラードブ
ランク鋼帯をプレス成形して車体部品とした例を示す図
である。
【図3】本発明の仕上最終圧延ロールの例を示す図であ
る。
【図4】図3のロールにより圧延された鋼帯の例を示す
図である。
【図5】図4の鋼帯をプレス成形した車体部品の例を示
す図である。
【図6】ランナウトテーブルでの冷却方法の概要を示す
図である。
【符号の説明】
1 溶接トーチ 2 接合されたプレス用鋼帯 3 センターピラー 4 接合部 5 ロール 6 鋼帯 7 水冷ノズル A 鋼帯 B 鋼帯 C 鋼帯

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鋼帯の幅方向に板厚の異なる二種以上の
    鋼帯が圧延により一体成形されていることを特徴とする
    プレス成形用テーラード鋼帯。
  2. 【請求項2】 鋼帯の幅方向に板厚及び機械的性質の異
    なる二種以上の鋼帯が圧延により一体成形されているこ
    とを特徴とするプレス成形用テーラード鋼帯。
  3. 【請求項3】 連続熱延の仕上圧延において、差厚及び
    /又はテーパーを有した圧延ワークロールを用いて、鋼
    帯を圧延し、鋼帯の幅方向に二種以上の板厚の異なった
    形状を有する鋼帯とすることを特徴とする請求項1記載
    のプレス成形用テーラード鋼帯の製造方法。
  4. 【請求項4】 連続熱延の仕上圧延において、差厚及び
    /又はテーパーを有した圧延ワークロールを用いて、鋼
    帯の幅方向に板厚が異なった形状に圧延し、次いで、連
    続熱延の仕上圧延後のランナウトテーブルでの水冷にお
    いて、鋼帯の幅方向に冷却速度を変化させることによ
    り、鋼帯の幅方向に引張強さ、降伏強度、伸び、深絞り
    性、等の機械的性質が異なった鋼帯とすることを特徴と
    する請求項2記載のプレス成形用テーラード鋼帯の製造
    方法。
JP36665897A 1997-12-26 1997-12-26 プレス成形用テーラード鋼帯及びその製造方法 Withdrawn JPH11192502A (ja)

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