Procedimiento de producción de una parte de alta resistencia.

Procedimiento de producción de una parte de alta resistencia, que comprende las etapas de:

usar una lámina de acero que contiene, en % en peso, C: del 0,05 al 0,55% y Mn: del 0,1 al 3%, opcionalmente, uno o más elementos seleccionados de entre Si: el 1,0% o menos, Al: del 0,005 al 0,1%, S: el 0,02% o menos , P: el 0,03% o menos, Cr: del 0,01 al 1,0%, B: del 0,0002% al 0,0050%, N: el 0,01% o menos y O: el 0,015% o menos, además, opcionalmente, uno o más elementos seleccionados de entre Nb, Zr, Mo y V de no más del 1% de cada uno, en su composición química y que tiene un esfuerzo de tracción de 980 MPa o más; caracterizado por calentar la lámina de acero en una atmósfera, en porcentaje en volumen, de hidrógeno en una cantidad del 10% o menos (incluyendo el 0%) y de un punto de rocío de 30ºC o menos a la Ac3 al punto de fusión, a continuación, iniciar la conformación en prensa a una temperatura superior a la temperatura a la que se produce una transformación ferrítica, perlítica, bainítica, martensítica enfriar y endurecer después de la conformación en el molde para producir una parte de alta resistencia, y perforar o cortar la misma usando un punzón o troquel que tiene una punta de cuchilla, una diferencia escalonada y una base de cuchilla, teniendo la diferencia escalonada una altura de 1/2 del espesor de la lámina de acero a 100 mm y una anchura que se reduce, de manera continua, en 0,01 a 3,0 mm de la base de la cuchilla a la punta de la cuchilla, en el que un valor de D/H es igual a 0,5 o menor cuando una altura de dicha diferencia escalonada de H y una diferencia de la anchura de la base de cuchilla y la punta de cuchilla es D, un ángulo (θ) formado por la diferencia escalonada y una parte paralela de la base de la cuchilla es de 95 a 179 grados, y una holgura (C) entre la parte paralela de la base de la cuchilla y el troquel para la perforación o el corte siendo del 4,3 al 25%.

Procedimiento de producción de una parte de alta resistencia La presente invención se refiere a un miembro en el cual se requiere resistencia, tal como el usado para un miembro estructural y un miembro de refuerzo de un automóvil, mas particularmente, se refiere a una parte de resistencia superior despues de una conformación a alta temperatura y a un procedimiento de producción de la misma.

Con el fin de aligerar el peso de los automóviles, una necesidad que tiene como origen los problemas medioambientales globales, es necesario hacer que el acero usado en los automóviles tenga una resistencia tan alta como sea posible, pero, en general, al producir una lamina de acero de alta resistencia, la elongación o valor r se reduce y la conformabilidad se deteriora. Para resolver este problema, una tecnologia de conformación de acero en caliente y el uso del calor en ese momento para elevar la resistencia, se divulgan en el documento jP-A-2000234153. Esta tecnologia esta dirigida a controlar, de manera adecuada, la composición del acero, calentar el acero a una temperatura en la región de ferrita y utilizar el endurecimiento por precipitación en esa región de temperatura para aumentar su resistencia.

Ademas, el documento jP-A-2000-87183 propone una lamina de acero de alta resistencia con una reducción importante en el limite elastico a la temperatura de conformación a un valor muy inferior al limite elastico a temperatura ordinaria, con el fin de mejorar la precisión de la conformación en prensa. Sin embargo, en estas tecnologias, puede haber limites para la resistencia obtenida. Por otro lado, la tecnologia para calentar a la alta temperatura de la región de austenita, de una sola fase, despues de la conformación y, en el subsiguiente procedimiento de enfriamiento, transformar el acero a una fase dura con el propósito de obtener alta resistencia se propone en el documento jP-A-2000-38640.

Sin embargo, si se calienta y se enfria rapidamente despues de la conformación, pueden surgir problemas en la precisión de la forma. En relación a la tecnologia para superar este defecto, una tecnologia para calentar la lamina de acero a la región de austenita, de una sola fase, y, en el subsiguiente procedimiento de conformación en prensa, enfriar el acero, se divulga en los documentos SAE, 20 y jPA-A-2001-181833.

De esta manera, en una lamina de acero de alta resistencia usada para automóviles, etc., cuanto mayor sea la resistencia, mayor sera el problema de conformabilidad indicado anteriormente. En particular, en un miembro de alta resistencia de mas de 1.000 MPa, tal como se conoce en el pasado, hay un problema basico de fragilidad por hidr6geno (tambien llamado corrosión intergranular o fractura retardada) . Cuando se usa como lamina de acero prensada en caliente, mientras hay un pequeno esfuerzo residual debido al prensado a alta temperatura, el hidr6geno entra al acero en el momento del calentamiento antes del prensado. Ademas, el esfuerzo residual del subsiguiente trabajo ocasiona mayor susceptibilidad a la fragilización por hidr6geno. Por lo tanto, sólo prensando a una alta temperatura, no se resuelve el problema inherente. Es necesario optimizar las condiciones del procedimiento en el procedimiento del calentamiento y los procedimientos integrados en el post-procesamiento.

Para reducir el esfuerzo residual en el corte y en los otros procesamientos posteriores, es suficiente que disminuya la resistencia en las partes a procesar posteriormente. Una tecnologia que reduce la tasa de enfriamiento en las partes a ser procesadas posteriormente, de manera que el endurecimiento sea insuficiente y se reduzca, de esta manera, la resistencia en esas partes, se divulga en el documento jP-A-2003-328031. Segun este procedimiento, se considera que la resistencia de parte de la parte se reduce y permite un corte u otro post-procesamiento facil. Sin embargo, cuando se usa este procedimiento, la estructura del molde se vuelve complicada, lo cual es económicamente desventajoso. Ademas, en este procedimiento, no se menciona en absoluto la fragilización por hidr6geno. Mediante este procedimiento, incluso si la resistencia de la lamina de acero se reduce en cierto grado y el esfuerzo residual despues del post-procesamiento se reduce hasta cierto grado, si el hidr6geno permanece en el acero, puede darse, innegablemente, una fragilización por hidr6geno.

El documento jP-A-2004-124221 divulga una lamina de acero con una excelente capacidad de endurecimiento despues de un trabajo en caliente.

El documento jP-A-2002-339054 divulga un procedimiento de fabricación de un miembro de alta resistencia a la presión, en el que puede reducirse el hidr6geno residual.

Los documentos jP-A-7214193 y jP 11333530 divulga diferentes ejemplos de punzonado de metal que mejoran la resistencia a la fatiga.

La presente invención se realizó para resolver este problema y proporciona un procedimiento de producción de una parte de alta resistencia, con una superior resistencia a la fragilización por hidr6geno, capaz de proporcionar una resistencia de 1.200 MPa o mas, despues de una conformación a alta temperatura.

Los presentes inventores realizaron diversos estudios para resolver este problema. Como resultado, descubrieron que para suprimir la fragilización por hidr6geno, es efectivo controlar la atm6sfera en el horno de calentamiento antes de la conformación, para reducir la cantidad de hidr6geno en el acero y, a continuación, reducir o eliminar el esfuerzo residual mediante el procedimiento de post-procesamiento.

El problema anterior puede ser resuelto mediante las caracteristicas especificadas en las reivindicaciones.

La invención se describe, en detalle, en conjunción con los dibujos, en los que:

La Fig. 1 es una vista del concepto de generación de esfuerzo de tracción residual debido a una perforación, La Fig. 2 es una vista del concepto de retirada de una capa de plastico trabajada u otras partes afectadas, La Fig. 3 es una vista del estado cortado por una cuchilla de corte que tiene una forma de la punta de la cuchilla en la que una diferencia escalonada forma la punta de la cuchilla, La Fig. 4 es una vista del estado cortado por una cuchilla de corte que tiene una forma de la punta de la cuchilla que tiene una parte paralela a la punta en la punta de la diferencia escalonada, La Fig. 5 es una vista de un procedimiento de perforación convencional, La Fig. 6 es una vista del estado cortado por un punzón que tiene una estructura de dos etapas, La Fig. 7 es una vista del comportamiento de deformación material en el caso en el que hay una cuchilla de plegado, La Fig. 8 es una vista de la relación del radio de curvatura Rp de la cuchilla de plegado y el esfuerzo residual, La Fig. 9 es una vista de la relación del angulo 8p de la pared vertical de la cuchilla A de plegado y el esfuerzo residual, La Fig. 10 es una vista de la relación de la altura de la cuchilla de plegado y el esfuerzo residual, La Fig. 11 es una vista de la relación entre la holgura y el esfuerzo residual, La Fig. 12 es una vista de una pieza de ensayo de perforación, La Fig. 13 es una vista de una pieza de ensayo de corte, La Fig. 14 es una vista de la forma de la forma de la sección transversal de una herramienta., La Fig. 15 es una vista de una forma de un punzón, La Fig. 16 es una vista de una forma de un troquel, La Fig. 17 es una vista de una forma de un articulo conformado, La Fig. 18 es una vista del estado de una posición de corte, La Fig. 19 es una vista de la forma de la sección transversal de una herramienta de acunación, La Fig. 20 es una vista de la forma de la sección transversal de un molde del Ejemplo 4, La Fig. 21 es una vista de la forma de la sección transversal de una herramienta del Ejemplo 5, La Fig. 22 es una vista de un punzón de conformación del Ejemplo 5, La Fig. 23 es una vista de un troquel de conformación del Ejemplo 5, y La Fig. 24 es una vista de una parte conformada del Ejemplo 5. La Fig. 25 es una vista del estado de una posición de post-procesamiento del Ejemplo 6. La presente invención proporciona una parte de alta resistencia, con una resistencia superior a la fragilización por hidr6geno, mediante el control de la atm6sfera en el horno de calentamiento cuando se calienta la lamina de acero antes de la conformación, para obtener una parte de alta resistencia, para reducir la cantidad de hidr6geno en el acero y mediante la reducción del esfuerzo residual por el procedimiento de post-procesamiento, y un procedimiento para la producción de la misma. 3

Mas adelante, la presente invención se explicara en mayor detalle. Primero, se explicaran... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento de producción de una parte de alta resistencia, que comprende las etapas de:

usar una lamina de acero que contiene, en % en peso, C: del 0, 05 al 0, 55% y Mn: del 0, 1 al 3%, opcionalmente, uno o mas elementos seleccionados de entre Si: el 1, 0% o menos, Al: del 0, 005 al 0, 1%, S: el 0, 02% o menos , P:

el 0, 03% o menos, Cr: del 0, 01 al 1, 0%, B: del 0, 0002% al 0, 0050%, N: el 0, 01% o menos y o: el 0, 015% o menos, ademas, opcionalmente, uno o mas elementos seleccionados de entre Nb, ºr, Mo y V de no mas del 1% de cada uno, en su composición quimica y que tiene un esfuerzo de tracción de 980 MPa o mas; caracterizado por calentar la lamina de acero en una atm6sfera, en porcentaje en volumen, de hidr6geno en una cantidad del 10% o menos (incluyendo el 0%) y de un punto de rocio de 30°C o menos a la Ac3 al punto de fusión, a continuación, iniciar la conformación en prensa a una temperatura superior a la temperatura a la que se produce una transformación ferritica, perlitica, bainitica, martensitica enfriar y endurecer despues de la conformación en el molde para producir una parte de alta resistencia, y perforar o cortar la misma usando un punzón o troquel que tiene una punta de cuchilla, una diferencia escalonada y una base de cuchilla, teniendo la diferencia escalonada una altura de 1/2 del espesor de la lamina de acero a 100

mm y una anchura que se reduce, de manera continua, en 0, 01 a 3, 0 mm de la base de la cuchilla a la punta de la cuchilla, en el que un valor de D/H es igual a 0, 5 o menor cuando una altura de dicha diferencia escalonada de H y una diferencia de la anchura de la base de cuchilla y la punta de cuchilla es D, un angulo (8) formado por la diferencia escalonada y una parte paralela de la base de la cuchilla es de 95 a 179 grados, y una holgura (C) entre la parte paralela de la base de la cuchilla y el troquel para la perforación o el corte siendo del 4, 3 al 25%.

2. Procedimiento de producción de una parte de alta resistencia tal como se expone en la reivindicación 1, caracterizado porque dicha lamina de acero es tratada mediante cualquiera de entre laminado de aluminio, laminado de aluminio y zinc y laminado de zinc.