專利名稱：彎曲加工金屬材料及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及彎曲加工金屬材料及其制造方法。具體地講，本發(fā)明涉及通過(guò)對(duì)鍍鋅系金屬材料實(shí)施伴隨著熱處理的彎曲加工而制得的、且因具有高強(qiáng)度及優(yōu)良的涂裝后耐腐蝕性而適合用作例如汽車用構(gòu)件的彎曲加工金屬材料及其制造方法。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，鑒于對(duì)地球環(huán)境的顧慮，汽車構(gòu)造用鋼材尋求輕量且高強(qiáng)度。并且，為了提高車體的沖撞安全性，開發(fā)了用于提高沖撞能量吸收特性的技術(shù)。例如，為了提高對(duì)抗側(cè)面沖撞的安全性，將鋼管等金屬管用作車門加強(qiáng)用橫梁。通過(guò)將金屬管做成彎曲形狀來(lái)提高門加強(qiáng)用橫梁的沖撞能量的吸收性能。并且，通過(guò)使加強(qiáng)材料的形狀、曲率最佳化來(lái)提高中心支柱加強(qiáng)材料的沖擊能量的吸收性能。對(duì)于將鋼管 (在本說(shuō)明書中，不僅包括焊接管等所謂的鋼管，還包括例如將鋼板成型為管狀而成的構(gòu)件)彎曲加工成最適合作為汽車用構(gòu)件的形狀進(jìn)行了研究。為了謀求車體的輕量化，對(duì)于汽車用構(gòu)件強(qiáng)烈要求高張力化。廣泛采用與以往完全不同的強(qiáng)度等級(jí)、例如拉伸強(qiáng)度為780MPa以上、甚至900MPa以上的高強(qiáng)度的鋼材。對(duì)由高張力鋼構(gòu)成的鋼材進(jìn)行冷彎曲加工是非常困難的。并且，對(duì)由高張力鋼構(gòu)成的鋼材進(jìn)行熱彎曲加工會(huì)在鋼材中產(chǎn)生不均勻的應(yīng)變，導(dǎo)致彎曲加工產(chǎn)品的形狀發(fā)生變動(dòng)，形狀冷凍性不足，因此非常困難。并且，強(qiáng)烈地要求開發(fā)一種以高精度制造具有下述彎曲形狀的鋼材的彎曲加工技術(shù)，上述彎曲形狀是指彎曲方向二維地變動(dòng)或三維地變動(dòng)的彎曲形狀這樣的各種彎曲形狀。本申請(qǐng)人之前通過(guò)國(guó)際申請(qǐng)PCT/JP2006/303220號(hào)公開了制造彎曲加工材料的裝置。該裝置(a)在沿被加工材料的軸向分開的兩處位置以被加工材料能沿軸向自由移動(dòng)的方式支承該被加工材料；(b)沿被加工材料的軸向輸送被加工構(gòu)件；(c)利用感應(yīng)加熱線圈，在支承被加工構(gòu)件的兩處位置之間將被加工材料急速地加熱至能夠進(jìn)行塑性加工且晶粒不會(huì)粗大化的溫度；(d)利用冷卻裝置將加熱后的被加工材料冷卻；(e) 二維地改變或者三維地改變?cè)谥С斜患庸げ牧系膬商幬恢弥械目勘患庸げ牧系妮斔头较蛳掠蔚奈恢眠M(jìn)行支承的可動(dòng)輥模，對(duì)被加工材料的高溫部分實(shí)施彎曲力矩，使該部分塑性變形。在大氣環(huán)境中利用該裝置對(duì)被加工材料進(jìn)行感應(yīng)加熱的方式非常經(jīng)濟(jì)。汽車用構(gòu)件所使用的鋼材基本上都施加了化學(xué)轉(zhuǎn)化處理、電沉積涂復(fù)。并且，為了強(qiáng)化耐腐蝕性，汽車用構(gòu)件由鍍鋅系鋼材構(gòu)成。因此，通過(guò)使利用該裝置加工的被加工材料是鍍鋅系鋼材，不僅能夠謀求防止被加工材料的氧化，還能夠制造具有優(yōu)良的耐腐蝕性的彎曲加工構(gòu)件、淬火構(gòu)件，因此，能夠?qū)⒗迷撗b置加工成的被加工材料廣泛地應(yīng)用于汽車用構(gòu)件。但是，鍍鋅系鋼材由于被加熱至A1相變點(diǎn)甚至是A3相變點(diǎn)以上，有可能喪失作為鍍層的功能。其原因在于，Zn的蒸氣壓像例如200mmHg :788°C、400mmHg :844°C那樣在溫度上升的同時(shí)急劇增加，所以Si有可能在加熱過(guò)程中氣化。
在專利文獻(xiàn)1中，作為對(duì)鍍鋅系鋼板進(jìn)行熱處理的技術(shù)公開有采用高頻淬火進(jìn)行熱處理的強(qiáng)化構(gòu)件的制造方法。該方法以Ar3點(diǎn) 1000°C的淬火溫度、且將從開始加熱到冷卻至350°C為止的加熱周期時(shí)間限制在60秒以內(nèi)地對(duì)鍍鋅后的高頻淬火用鋼板進(jìn)行加熱及冷卻。在專利文獻(xiàn)1中記載有這樣的內(nèi)容采用以淬火用鋼板為坯板的熔融鍍鋅鋼板作為高頻淬火強(qiáng)化構(gòu)件，即使對(duì)提高強(qiáng)度的部位進(jìn)行高頻淬火，在淬火部也會(huì)殘留鍍層，并且能夠?qū)㈠儗又械墓窛舛纫种圃?5%以下(本說(shuō)明書中只要沒(méi)有特別的指出，“ ％ ”就是 “質(zhì)量％ ”的意思)，因此能夠得到涂裝性及耐腐蝕性優(yōu)良的汽車用構(gòu)件。在專利文獻(xiàn)2或?qū)＠墨I(xiàn)3中公開了將由鍍鋅系鋼板構(gòu)成的被加工材料例如在幾分鐘內(nèi)加熱到700°C 1000°C來(lái)進(jìn)行熱沖壓的方法。專利文獻(xiàn)1 日本特開2000-248338號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本特開2001-353548號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3 日本特開2002-73774號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問(wèn)題期望存在于熱處理后的鋼材表面的保護(hù)膜根據(jù)鋼材的用途而有所不同。但是，在期待鍍敷保護(hù)膜的犧牲陽(yáng)極防腐性能(sacrificial corrosion protecting properties) 的情況下，具有在電化學(xué)上是低電位的純鋅相(n-ai相)的保護(hù)膜非常有利。在專利文獻(xiàn) 1中并沒(méi)有公開除了熱處理材料的鍍層的狗含量為35%以下之外的內(nèi)容。另一方面，在由專利文獻(xiàn)2、3公開的方法中，若加熱溫度區(qū)域的滯留時(shí)間較長(zhǎng)，則鍍敷保護(hù)膜的成分與基材的鋼相互擴(kuò)散。因此，在加工后的鋼材表面形成有狗濃度較高的金屬間化合物相或者Si固溶于α "Fe而成的相。用于解決問(wèn)題的方案由上述國(guó)際申請(qǐng)PCT/JP2006/303220號(hào)公開的方法是被加工材料不與模具接觸而在加熱過(guò)程中被施加塑性變形、之后被驟冷、然后通過(guò)可動(dòng)輥模這樣的新式工藝。該方法與例如由專利文獻(xiàn)2、3公開的方法(被加工材料在加熱后被夾入模具和沖壓機(jī)而受到塑性變形、然后利用模具冷卻的熱沖壓)、由專利文獻(xiàn)1公開的方法(被加工材料不受到塑性變形而僅被加熱冷卻、淬火處理的所謂的高頻加熱-淬火)有所不同。由國(guó)際申請(qǐng)PCT/JP2006/303220號(hào)公開的方法只要在熱處理后也能夠制造在表面包含具有接近純鋅的n-ai相的保護(hù)膜的熱處理材料，就能夠提供期望的彎曲加工金屬材料及其制造方法。因此，作為熱處理前的原料，一般考慮使用具有純鋅系鍍層的鋼材(具體地講是熔融鍍鋅鋼材、電鍍鋅鋼材)。但是，因?yàn)榧冧\相的熔點(diǎn)較低，因此，表面在加熱過(guò)程中變成液相狀態(tài)，冷卻后的鋼材的外觀容易發(fā)生凝滴這樣的不良。并且，上述鋅難以因蒸發(fā)而消失。另一方面，一般認(rèn)為，即使在具有10%左右的!^e含量的Fe-Si系合金鍍層(具體地說(shuō)是合金化熔融鍍鋅)的鋼材是熱處理前的原料的情況下，若該鋼材被加熱到大于在狀態(tài)圖中相(Fe3Znltl)分解的約660°C的溫度，則也形成有液相。但是，在鋼材急速升溫后立刻急速地冷卻的情況下，加熱溫度區(qū)域的滯留時(shí)間即使包括升溫過(guò)程及冷卻過(guò)程也極短，進(jìn)行擴(kuò)散的時(shí)間很短。因此，一般認(rèn)為，液相以在其凝固過(guò)程中排出高熔點(diǎn)的狗含量較高的金屬間化合物相的方式凝固，結(jié)果凝固為存在狗含量極少的n相。并且，一般認(rèn)為，分解溫度高于純鋅層的熔點(diǎn)，因此，并不是鍍敷保護(hù)膜的全部量都變成Zn，因此難以發(fā)生凝滴、因蒸發(fā)而消失。在由國(guó)際申請(qǐng)PCT/JP2006/303220號(hào)公開的彎曲加工材料的制造方法中，通過(guò)應(yīng)用這樣的急速加熱及急速冷卻條件，也不像熱沖壓那樣使鋼材表面以液相狀態(tài)與模具接觸，能夠連續(xù)地進(jìn)行加工及熱處理。本發(fā)明就是基于這樣的見(jiàn)解而做成的。本發(fā)明是一種彎曲加工金屬材料的制造方法，其特征在于，在沿表面具有滿足下述條件1的鍍Si-Fe合金保護(hù)膜的管狀的金屬材料的軸向分開的兩處位置，以該金屬材料能沿該軸向自由移動(dòng)的方式支承該金屬材料的外表面，沿該金屬材料的軸向輸送該金屬材料，并在兩處位置之間以升溫速度3. OX 102°C/秒以上的加熱速度將該金屬材料加熱到Ac3 點(diǎn)以上的溫度區(qū)域、優(yōu)選為Ac3點(diǎn) 9. 5 X IO2oC /秒的溫度區(qū)域，將該金屬材料的表面處于 8. OX 102°C以上的時(shí)間保持為在兩秒鐘以下，之后進(jìn)行驟冷，并且，通過(guò)二維地改變或者三維地改變兩處位置中的、靠金屬材料的輸送方向下游的位置，能對(duì)金屬材料的進(jìn)行了加熱的部分施加彎曲力矩，由此制造在表面具有滿足下述條件2的包含η相的Si系保護(hù)膜的彎曲加工金屬材料。條件1附著量每面 30g/m2 90g/m2Fe 含量8% 20%日本JIS B 0601所規(guī)定的表面粗糙度為0. 8 μ m以下，條件2附著量每面90g/m2以下Fe 含量8% 日本JIS B 0601所規(guī)定的表面粗糙度為2. 0 μ m以下，從另一個(gè)方面考慮，本發(fā)明是一種彎曲加工金屬材料，其特征在于，該彎曲加工金屬材料包含由管狀的金屬材料構(gòu)成且具有二維彎曲或三維彎曲的形狀的主體，在該主體的表面具有滿足上述條件2的包含η相的Si系保護(hù)膜。能夠例示出該彎曲加工金屬材料具有封閉截面、開放截面或異形截面。發(fā)明的效果采用本發(fā)明，能夠提供由于具有高強(qiáng)度及優(yōu)良的涂裝后耐腐蝕性而適合用于汽車用構(gòu)件等的、對(duì)鍍鋅系金屬材料實(shí)施伴隨著熱處理的彎曲加工而得到的彎曲加工金屬材料及其制造方法。具體地說(shuō)，采用本發(fā)明，即使是在大氣環(huán)境中實(shí)施由國(guó)際申請(qǐng)PCT/JP2006/303220 號(hào)公開的方法也能夠?qū)㈠冧\系鋼材用作被加工材料，由國(guó)際申請(qǐng)PCT/JP2006/303220號(hào)公開的方法是在被加工材料的沿軸向分開的兩處位置以被加工材料能沿其軸向自由移動(dòng)的方式支承該被加工材料，沿軸向輸送被加工材料，并在支承被加工材料的兩處位置之間將被加工材料急速地加熱及冷卻，并且，二維地改變或三維地改變兩處位置中的、靠被加工材料的輸送方向下游的位置，來(lái)對(duì)被加工材料的進(jìn)行了加熱的部分施加彎曲力矩，從而制造彎曲加工材料。


圖1是表示用于實(shí)施彎曲加工金屬材料的制造方法的制造裝置的結(jié)構(gòu)例的說(shuō)明圖。圖2是表示試驗(yàn)材料的加熱曲線的坐標(biāo)圖。圖3是表示試驗(yàn)材料的X射線衍射強(qiáng)度的坐標(biāo)圖。圖4是試驗(yàn)材料的表面和其截面的SEM圖像。附圖標(biāo)記說(shuō)明1、被加工材料；la、鍍鋅系鋼材；lb、鍍鋅系熱處理鋼材；2、支承輥；3、輸送裝置； 4、可動(dòng)輥模；5、感應(yīng)加熱線圈；6、冷卻裝置。
具體實(shí)施例方式下面，參照

用于實(shí)施本發(fā)明的彎曲加工金屬材料及其制造方法的最佳實(shí)施方式。在本發(fā)明中，作為鍍鋅系鋼材，通過(guò)在大致相同時(shí)刻對(duì)由坯料鋼板(以下有時(shí)簡(jiǎn)稱為“坯板”)制成的鋼管等進(jìn)行熱彎曲加工及淬火能夠得到熱處理鋼材，在這一點(diǎn)上，本發(fā)明的實(shí)用性較高。鋼管不僅包含焊接鋼管，也包含通過(guò)輥成型等成型為管狀的鋼管，并且， 鋼管的截面形狀是圓形或方形等即可，不受限制。按照彎曲加工工藝按順序說(shuō)明本發(fā)明( )加熱前的鋼材(坯板)(a)鍍敷保護(hù)膜鍍層附著量、Fe含量作為被加工材料的管狀的金屬材料如后所述那樣被急速地加熱至最高到達(dá)溫度為Ac3點(diǎn)以上(雖然根據(jù)鋼種有所不同，但在實(shí)用上約850°C以上)。一般認(rèn)為一些Si會(huì)在加熱過(guò)程中蒸發(fā)。為了在處理后確保充分的耐腐蝕性，優(yōu)選殘留5g/m2以上的附著量。更優(yōu)選殘留10g/m2以上，進(jìn)一步優(yōu)選殘留20g/m2以上。因此，優(yōu)選坯板具有一定程度的鍍層
附著量。若鍍層附著量過(guò)多，則加熱中的液相量增加。因此，在冷卻后的鋼材上容易發(fā)生所謂的凝滴這樣的外觀不良。并且，優(yōu)選通過(guò)預(yù)先做成鍍合金保護(hù)膜來(lái)提高鍍敷保護(hù)膜的熔
點(diǎn)ο從這些方面考慮，作為被加工材料的管狀的金屬材料的鍍層附著量?jī)?yōu)選為30g/ m2 90g/m2，更優(yōu)選的鍍層附著量為40g/m2 70g/m2。并且，優(yōu)選鍍敷保護(hù)膜與純鋅系鍍層相比是含有8% 20%的!^的鍍Si-Fe合金保護(hù)膜(優(yōu)選為合金化熔融鍍鋅保護(hù)膜)。另外，鍍鋅層也可含有Al。優(yōu)選的Al含量為0.45%以下。其原因在于，若鍍層中的Al含量過(guò)高，則在加熱過(guò)程中Fe-Si合金化反應(yīng)會(huì)不均勻，冷卻后的表面粗糙度易于變大。鍍敷保護(hù)膜的表面粗糙度優(yōu)選彎曲加工金屬材料的表面平滑。表面粗糙度影響脫脂性、化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性。例如，若在熱處理材料上涂抹防銹油，則防銹油會(huì)進(jìn)入到熱處理材料表面的凹凸中。為了確保良好的脫脂性，彎曲加工金屬材料的表面平滑較為有利。彎曲加工金屬材料的表面平滑對(duì)于涂裝后的外觀、涂裝后耐腐蝕性(涂膜鼓起的產(chǎn)生難度等)是有利的。通過(guò)盡量減小加熱前的金屬材料的鍍敷保護(hù)膜的表面粗糙度，加熱后的彎曲加工金屬材料的表面粗糙度容易變小。尤其是在將合金化熔融鍍鋅鋼板作為坯板的情況下，合金化處理時(shí)的 ^-Ζη的合金化的微觀不均勻性會(huì)影響表面的粗糙度，所以期望在加熱前暫且減小表面粗糙度。金屬材料的表面粗糙度的目標(biāo)是日本JIS B 0601所規(guī)定的表面粗糙度Ra為0. 8 μ m以下。為了減小表面粗糙度Ra，能夠例舉出對(duì)合金化熔融鍍鋅鋼板進(jìn)行表皮光軋、通過(guò)后述的制管或輥成型等降低表面粗糙度。本發(fā)明中，通過(guò)做成具有η相的保護(hù)膜，能夠期待顯示有利于耐腐蝕性的效果。 本發(fā)明的經(jīng)過(guò)熱處理工藝制造成的保護(hù)膜如上所述暫且經(jīng)過(guò)液相的形成而形成，所以其表面的凹凸平滑化，涂裝后的外觀、涂裝后的耐腐蝕性(涂膜鼓起的產(chǎn)生難度等)提高。(b)鋼成分本發(fā)明所使用的鍍鋅系鋼材的坯料優(yōu)選具有即使加熱到1050°C以下也能夠淬火的鋼成分。通過(guò)具有該鋼成分，能夠在制管階段中容易以低強(qiáng)度加工，并通過(guò)之后的淬火來(lái)提高強(qiáng)度而得到期望的高強(qiáng)度。作為這種鋼成分，例如能夠列舉出這樣的淬火用鋼的鋼成分，即，包括 C :0. 1 % 0. 3%、Si 0. 01 % 0. 5%、Mn :0. 5% 3. 0%、P 0. 003% 0. 05%,S 0. 05% 以下、Cr :0. 0. 5%,Ti :0. 01% 0. 1%ΛΙ 以下、B 0. 0002% 0. 004%和N :0. 01 %以下，其余由！^和雜質(zhì)構(gòu)成，根據(jù)需要還含有從Cu 1 %以下、Ni 以下、Mo 以下、以下和Nb 以下中選擇的一種或兩種以上。(C)熱處理前的成型在進(jìn)行后述的彎曲加工之前，將這種坯板成型為鋼管等。通過(guò)UO成型并進(jìn)行縫焊而成的UO管是作為成型品的代表，但不限定于UO管。作為成型品，根據(jù)用途、加工形狀等使用具有圓形、矩形或者梯形等形狀的封閉截面材料、利用輥軋成形等制造成的開放截面材料(溝道=Charmel)以及利用擠壓加工制造成的異形截面材料(溝道channel)。并且， 作為成型品，可使用截面積連續(xù)變化的錐形狀的鋼材。(ii)加熱 熱彎曲加工 冷卻在沿這種具有鍍Si-Fe合金保護(hù)膜的管狀的金屬材料的軸向分開的兩處位置，以該管狀的金屬材料能沿該軸向自由移動(dòng)的方式支承該管狀的金屬材料的外表面。該金屬材料被沿其軸向輸送。金屬材料在上述兩處位置之間以300°C /秒以上的升溫速度被加熱到Ac3點(diǎn)以上的溫度區(qū)域，優(yōu)選被加熱到Ac3點(diǎn) 950°C的溫度區(qū)域。金屬材料被保持為其表面處于 800°C以上的時(shí)間為2秒以下。之后，將金屬材料驟冷。通過(guò)二維地改變或三維地改變上述兩處位置中的、靠金屬材料輸送方向下游的位置，能對(duì)金屬材料的高溫部分施加彎曲力矩。(a)力口(heatinR pattern)加熱溫度、冷卻速度、保持時(shí)間金屬材料被加熱到Ac3點(diǎn)以上的溫度區(qū)域，優(yōu)選被加熱到Ac3點(diǎn) 950°C的溫度區(qū)域。加熱的加熱曲線為加熱時(shí)的升溫速度為300°C /秒以上，金屬材料的表面處于800°C 以上的保持時(shí)間為2秒以下，冷卻速度例如為400°C /秒以上。通過(guò)做成這樣的加熱曲線，能抑制鍍敷保護(hù)膜和鋼的合金化反應(yīng)，并且，在加熱時(shí)在表面存在有液相之后驟冷，因此在加熱之后形成有包含η相的保護(hù)膜。最高到汰溫度優(yōu)選加熱時(shí)的最高到達(dá)溫度為1150°C以下。若加熱溫度較高，則冷卻后的保護(hù)膜殘留量有可能變少，即使殘留有保護(hù)膜，保護(hù)膜的表面也會(huì)變粗糙。一般認(rèn)為其原因在于， 通過(guò)加熱溫度較高，以液相存在于表面的量增加，由此，因蒸發(fā)、與冷卻介質(zhì)的接觸而產(chǎn)生的保護(hù)膜的損失量增加。如Fe-Si狀態(tài)圖的液相線所示，Zn-約10 % !^e合金全部的量熔解的溫度約為 930°C，但在本發(fā)明中，在該溫度區(qū)域的加熱及冷卻非常急速，且保持時(shí)間較短，因此即使加熱至比平衡狀態(tài)下的熔解溫度高的溫度，也會(huì)殘留保護(hù)膜。(iii)彎曲加工通過(guò)將金屬材料以這樣的加熱曲線加熱，并且二維地改變或三維地改變以金屬材料能沿其軸向自由移動(dòng)的方式支承金屬材料的外表面的兩處位置中的、靠輸送方向下游的位置，能夠?qū)饘俨牧系奶幱诟邷貭顟B(tài)的部分施加彎曲力矩。圖1是表示用于實(shí)施彎曲加工金屬材料的制造方法的制造裝置0的結(jié)構(gòu)例的說(shuō)明圖。圖1所示的例子是作為被加工材料的金屬材料1具有圓形的封閉截面且是鍍鋅系鋼材的圓管的情況。如圖1所示，在沿金屬材料1的軸向分開的兩處位置A、B以該金屬材料1能沿其軸向自由移動(dòng)的方式支承作為被加工材料的鍍鋅系鋼材Ia的外表面。該金屬材料1被沿其軸向輸送。在兩處位置A、B之間以上述加熱曲線對(duì)金屬材料1進(jìn)行加熱、保持及冷卻，并且，二維地改變或三維地改變位置B。這樣，對(duì)金屬材料1的處于高溫狀態(tài)的部分施加彎曲力矩，該部分塑性變形。因此，制造裝置0朝向鍍鋅系鋼材Ia的輸送方向依次具有金屬材料1的輸送裝置 3、兩組支承輥對(duì)2、2、感應(yīng)加熱線圈5、冷卻裝置6、可動(dòng)輥對(duì)4、4。因此，說(shuō)明該制造裝置0 的這些構(gòu)成要件。支承輥對(duì)2、2與被沿軸向輸送的鍍鋅系鋼材Ia的外表面相抵接地進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。由此，支承輥對(duì)2、2以鍍鋅系鋼材Ia能沿其軸向自由移動(dòng)的方式支承該鍍鋅系鋼材la。在圖示例中，支承輥對(duì)2、2在鍍鋅系鋼材Ia的輸送方向上設(shè)有兩組。輸送裝置3配置在兩組支承輥對(duì)2、2的上游側(cè)。輸送裝置3將鍍鋅系鋼材Ia沿該鍍鋅系鋼材Ia的軸向連續(xù)或間斷地輸送?？蓜?dòng)輥對(duì)4、4配置在兩組支承輥對(duì)2、2的下游側(cè)?？蓜?dòng)輥對(duì)4、4與被沿軸向輸送的鍍鋅系鋼材Ia的外表面相抵接地進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。由此，可動(dòng)輥對(duì)4、4以鍍鋅系鋼材Ia能沿其軸向自由移動(dòng)的方式支承該鍍鋅系鋼材la。并且，可動(dòng)輥對(duì)4、4的位置能二維地自由改變或三維地自由改變。在圖示例中，可動(dòng)輥對(duì)4、4以能自由旋轉(zhuǎn)的方式搭載在未圖示的外 ^zC 上 ο可動(dòng)輥模具有可動(dòng)輥對(duì)4、4?？蓜?dòng)輥模具有沿上下方向移位的移位機(jī)構(gòu)、沿左右方向移位的移位機(jī)構(gòu)、在上下方向上傾斜的傾斜機(jī)構(gòu)及在左右方向上傾斜的傾斜機(jī)構(gòu)。可動(dòng)輥模還具有沿前后方向移動(dòng)的移動(dòng)機(jī)構(gòu)。由此，可動(dòng)輥模一邊三維地對(duì)鍍鋅系鋼材Ia進(jìn)行定位一邊進(jìn)行移動(dòng)。通過(guò)可動(dòng)輥模三維地移動(dòng)，能夠?qū)﹀冧\系鋼材Ia的加熱后的部分施加彎曲力矩。
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感應(yīng)加熱線圈5配置于兩組支承輥對(duì)2、2和可動(dòng)輥對(duì)4、4之間。感應(yīng)加熱線圈5 與鍍鋅系鋼材Ia的外周分開地配置。感應(yīng)加熱線圈5對(duì)輸送來(lái)的鍍鋅系鋼材Ia進(jìn)行加熱。并且，冷卻裝置6配置于感應(yīng)加熱線圈5的附近。冷卻裝置6用于將由感應(yīng)加熱線圈5急速地加熱后的鍍鋅系鋼材Ia驟冷。在使用該制造裝置0制造彎曲加工金屬材料的情況下，既可以在鍍鋅系鋼材Ia的軸向全長(zhǎng)上進(jìn)行彎曲加工(熱處理)，也可以通過(guò)在軸向上局部地進(jìn)行彎曲加工而僅對(duì)需要的部位進(jìn)行彎曲加工(熱處理)。例如，在彎曲加工金屬材料是汽車的保險(xiǎn)杠加強(qiáng)板的情況下，也可以無(wú)需對(duì)其軸向全長(zhǎng)進(jìn)行彎曲加工、淬火，例如軸向的端部既不進(jìn)行彎曲加工也不進(jìn)行淬火。如上所述地制造作為鍍鋅系熱處理鋼材的彎曲加工金屬材料。在彎曲加工金屬材料的表面形成有包含η相的ai系保護(hù)膜。該保護(hù)膜的附著量為每面90g/m2以下、！^含量為8% 及日本JIS B 0601所規(guī)定的表面粗糙度f(wàn)ei為2. Oym以下。通過(guò)自表面的X射線衍射法來(lái)確認(rèn)是否存在η相。具有該保護(hù)膜的熱處理材料的外觀具有泛綠的金屬光澤。該外觀與形成有鋼的氧化皮的熱處理材料的顏色(深棕色 黑色)完全不同。通過(guò)這樣地對(duì)鍍鋅系金屬材料實(shí)施伴隨著熱處理的彎曲加工，能制造彎曲加工金屬材料。由于該彎曲加工金屬材料具有高強(qiáng)度及優(yōu)良的涂裝后耐腐蝕性，所以適合用于汽車用構(gòu)件等。因此，在即使在大氣環(huán)境中實(shí)施由國(guó)際申請(qǐng)PCT/JP2006/303220號(hào)公開的方法的情況下，也能夠采用鍍鋅系鋼材作為被加工材料。實(shí)施例1通過(guò)在將表1所示的鋼成分的合金化熔融鍍鋅鋼板(板厚2. 3mm、鍍層附著量 60g/m2、鍍敷保護(hù)膜中狗含量13% ) UO成形后進(jìn)行激光熔接，準(zhǔn)備了外徑31. 8mm、壁厚 2. 3mm及管長(zhǎng)2000mm的管。此管的表面粗糙度Ra為外表面0.56 μ m、內(nèi)表面1.44μπι。表 權(quán)利要求
1.一種彎曲加工金屬材料的制造方法，其特征在于，在沿表面具有滿足下述條件1的鍍合金保護(hù)膜的管狀的金屬材料的軸向分開的兩處位置，以該金屬材料能沿該軸向自由移動(dòng)的方式支承該金屬材料的外表面； 沿該金屬材料的軸向輸送該金屬材料；在上述兩處位置之間，以升溫速度3. OX 102°C /秒以上的加熱速度將該金屬材料加熱到Ac3點(diǎn)以上的溫度區(qū)域，將該金屬材料的表面處于8. OX 102°C以上的時(shí)間保持在2秒鐘以下，之后進(jìn)行驟冷；通過(guò)二維地改變或者三維地改變上述兩處位置中的、靠上述金屬材料的輸送方向下游的位置，能對(duì)上述金屬材料的進(jìn)行了上述加熱的部分施加彎曲力矩，從而制造出在表面具有滿足下述條件2的包含η相的Si系保護(hù)膜的彎曲加工金屬材料， 備件1附著量每面30g/m2 90g/m2 Fe含量8質(zhì)量％ 20質(zhì)量％日本JIS B 0601所規(guī)定的表面粗糙度Ra為0. 8 μ m以下， 條件2附著量每面90g/m2以下 Fe含量8質(zhì)量％ 35質(zhì)量％日本JIS B 0601所規(guī)定的表面粗糙度Ra為2. 0 μ m以下。
2.一種彎曲加工金屬材料，其特征在于，該彎曲加工金屬材料包含由管狀的金屬材料構(gòu)成且具有二維彎曲或三維彎曲的形狀的主體，在該主體的表面具有滿足下述條件2的包含η相的Si系保護(hù)膜， 條件2附著量每面90g/m2以下 Fe含量8質(zhì)量％ 35質(zhì)量％日本JIS B 0601所規(guī)定的表面粗糙度Ra為2. Oym以下。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的彎曲加工金屬材料，其特征在于， 該彎曲加工金屬材料具有封閉截面、開放截面或異形截面。
全文摘要
本發(fā)明提供彎曲加工金屬材料及其制造方法。該制造方法制造由于具有高強(qiáng)度及優(yōu)良的涂裝后耐腐蝕性而適合用作汽車用構(gòu)件等的、對(duì)鍍鋅系金屬材料實(shí)施伴隨著熱處理的彎曲加工而得到的彎曲加工金屬材料。在沿表面具有下述鍍Zn-Fe合金保護(hù)膜的管狀的金屬材料的軸向分開的兩處位置以該金屬材料能沿軸向自由移動(dòng)的方式支承該金屬材料的外表面，將金屬材料沿軸向輸送，并在兩處位置之間以升溫速度3.0×102℃/秒以上的加熱速度將該金屬材料加熱到Ac3點(diǎn)以上的溫度區(qū)域，將金屬材料的表面處于8.0×102℃以上的時(shí)間保持在兩秒鐘以下，之后驟冷，并且，二維或三維地改變兩處位置中的、靠金屬材料擠出方向的下游位置，對(duì)金屬材料的進(jìn)行了加熱的部分施加彎曲力矩，該鍍Zn-Fe合金保護(hù)膜的附著量為每面30g/m2～90g/m2、Fe含量為8％～20％以下、表面粗糙度Ra為0.8μm以下。能夠制造在表面具有附著量為每面30g/m2～90g/m2、Fe含量為8％～35％以下、表面粗糙度Ra為2.0μm以下且包含η相的Zn系保護(hù)膜的彎曲加工金屬材料。
文檔編號(hào)B21D7/16GK102361706SQ201080012909
公開日2012年2月22日 申請(qǐng)日期2010年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月21日
發(fā)明者中村登代充, 今井和仁, 土岐保, 富澤淳, 小島啟達(dá), 島田直明, 石井一也 申請(qǐng)人:住友金屬工業(yè)株式會(huì)社