本發(fā)明涉及用于對(duì)板工件進(jìn)行直接電阻加熱的加熱方法和加熱裝置，以及壓制成型品的制造方法。

背景技術(shù)：

已知一種加熱方法，其中，使一對(duì)電極與板工件產(chǎn)生接觸，并且然后在一對(duì)電極之間施加電流，從而對(duì)板工件進(jìn)行直接電阻加熱。在該加熱方法中，與在整個(gè)板工件容納在爐中的狀態(tài)下進(jìn)行的所謂的爐加熱相比，能夠?qū)崿F(xiàn)加熱裝置的尺寸減小。另一方面，還已知由于板工件的形狀而容易引起加熱溫度的不均勻。

從而，在許多情況下，在要加熱具有諸如帶狀和四邊形形狀這樣的比較簡(jiǎn)單的形狀的板工件的情況下，已經(jīng)采用了直接電阻加熱。然而，近年來，已經(jīng)提出了即使在加熱具有比較復(fù)雜的形狀的板工件的情況下，也采用直接電阻加熱。

例如，jp2011-189402a描述了在汽車的結(jié)構(gòu)部件的熱壓制中，對(duì)通過組合多種形狀而得到的金屬板進(jìn)行直接電阻加熱的加熱方法。根據(jù)該方法，通過將四個(gè)以上的電極裝接于板工件，并且通過將電流施加于電極中的選擇出的兩個(gè)電極，能夠?qū)⒕哂心軌虮徽J(rèn)為是多種形狀的組合的形狀的板工件加熱到均勻溫度。

此外，jp4563469b2描述了將板工件的區(qū)域的一部分淬火，并且然后進(jìn)行壓制加工的方法。在該方法中，使要通過壓制加工而處理的板工件的寬度在工件的縱向上變化，從而設(shè)置當(dāng)將電流施加于一對(duì)電極之間時(shí)電流密度高的部分。然后，將該部分加熱得比淬火溫度高。在其它部分中，電流密度低，并且因此，這些部分維持在淬火溫度以下。

像在jp2011-189402a中一樣，在將多對(duì)電極裝接于板工件的狀態(tài)下進(jìn)行直接電阻加熱的加熱裝置中，為了均勻地加熱板工件，需要很多對(duì)的電極。從而，加熱裝置具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。

另一方面，像在jp4563469b2中一樣，在通過利用板工件的形狀進(jìn)行局部加熱的情況下，能夠簡(jiǎn)化加熱裝置的結(jié)構(gòu)。然而，為了使得可以均勻地加熱板工件的寬區(qū)域，需要預(yù)先將板工件的形狀制成符合熱處理的形狀，并且因此，生產(chǎn)率下降。

當(dāng)對(duì)具有比較復(fù)雜的形狀的板工件進(jìn)行直接電阻加熱時(shí)，可以采用這樣的方法：為了簡(jiǎn)化裝置構(gòu)造的目的，將電流施加到在工件的縱向上的工件的整個(gè)長(zhǎng)度上，從而對(duì)工件進(jìn)行直接電阻加熱。然而，依據(jù)工件的形狀，與工件的縱向垂直的截面的截面面積在工件的縱向上變化，并且因此，電流密度的分布變得極度不均勻。結(jié)果，產(chǎn)生經(jīng)受過度加熱的部分或經(jīng)受不充分加熱的部分，并且因此，已經(jīng)變得難以進(jìn)行整體的均勻加熱。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供具有一種板工件加熱方法和具有簡(jiǎn)單構(gòu)造的加熱裝置，其能夠容易地將具有比較復(fù)雜的形狀的板工件的寬區(qū)域加熱到目標(biāo)溫度范圍，該加熱方法能夠應(yīng)用于壓制成型品的制造方法。

根據(jù)本發(fā)明的方面，提供了一種板工件的加熱方法。板工件具有：主加熱目標(biāo)區(qū)域，在該主加熱目標(biāo)區(qū)域中，與第一方向垂直的截面的截面面積沿著第一方向單調(diào)地變化；和副加熱目標(biāo)區(qū)域，該副加熱目標(biāo)區(qū)域被設(shè)置為與主加熱目標(biāo)區(qū)域的一部分鄰接并且一體化。該方法包括加熱副加熱目標(biāo)區(qū)域，并且在副加熱目標(biāo)區(qū)域的加熱之后，通過直接電阻加熱來加熱主加熱目標(biāo)區(qū)域，從而將主加熱目標(biāo)區(qū)域和副加熱目標(biāo)區(qū)域加熱到處于目標(biāo)溫度范圍。主加熱目標(biāo)區(qū)域的加熱包括：使與板工件接觸的一對(duì)電極中的至少一個(gè)電極在第一方向上移動(dòng)，并且以恒定速度在主加熱目標(biāo)區(qū)域上移動(dòng)，所述一對(duì)電極中的至少一個(gè)電極被布置為在與第一方向交叉的第二方向上跨越主加熱目標(biāo)區(qū)域延伸，并且根據(jù)一對(duì)電極中的正被移動(dòng)的至少一個(gè)電極的位移，調(diào)整在一對(duì)電極之間流動(dòng)的電流。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種構(gòu)造成加熱上述板工件的加熱裝置。該加熱裝置包括被構(gòu)造為加熱主加熱目標(biāo)區(qū)域的第一加熱部和被構(gòu)造為加熱副加熱目標(biāo)區(qū)域的第二加熱部。所述第一加熱部包括：一對(duì)電極，其被布置為接觸所述板工件，所述一對(duì)電極中的至少一個(gè)電極被布置為在與第一方向交叉的第二方向上跨越所述主加熱目標(biāo)區(qū)域延伸；移動(dòng)機(jī)構(gòu)，該移動(dòng)機(jī)構(gòu)被構(gòu)造為使所述一對(duì)電極中的至少一個(gè)電極在第一方向上并且在所述主加熱目標(biāo)區(qū)域上以恒定速度移動(dòng)；和控制器，該控制器被配置為根據(jù)所述一對(duì)電極中的正被移動(dòng)的至少一個(gè)電極的位移，調(diào)整在一對(duì)電極之間流動(dòng)的電流。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種壓制成型品的制造方法。該方法包括通過上述加熱方法而加熱板工件；并且利用沖壓模壓制所述板工件以進(jìn)行熱壓制。

附圖說明

圖1a是圖示出要由根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的加熱方法加熱的板工件的一個(gè)實(shí)例的構(gòu)造的圖。

圖1b是圖示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的板工件和加熱裝置的一部分的圖。

圖1c是圖示出板工件和加熱裝置的其它部分的圖。

圖1d是圖示出板工件和加熱裝置的其它部分的圖。

圖2是圖示出利用圖1a至1d所示的加熱方法將板工件加熱至處于目標(biāo)溫度范圍的電流調(diào)整的概念的圖。

圖3是圖示出根據(jù)圖1a至1d的加熱方法的如下內(nèi)容的實(shí)例的圖：從加熱開始過去的時(shí)間與可移動(dòng)電極的位置之間的關(guān)系，可移動(dòng)電極的移動(dòng)與要供給到一對(duì)電極之間的電流之間的關(guān)系，以及在加熱完成時(shí)的板工件的溫度分布。

圖4a是圖示出圖1a至1d的加熱方法的變形例的圖。

圖4b是圖示出圖1a至1d的加熱方法的變形例的另一個(gè)圖。

圖4c是圖示出圖1a至1d的加熱方法的變形例的另一個(gè)圖。

圖4d是圖示出圖1a至1d的加熱方法的變形例的另一個(gè)圖。

圖5a是圖示出要由根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的加熱方法加熱的板工件的一個(gè)實(shí)例的構(gòu)造的圖。

圖5b是圖示出根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的板工件和加熱裝置的一部分的圖。

圖5c是圖示出板工件和加熱裝置的其它部分的圖。

圖5d是圖示出板工件和加熱裝置的其它部分的圖。

圖6是圖示出根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的壓制成型品的制造方法的一個(gè)實(shí)例的圖。

圖7是圖示出根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的壓制成型品的制造方法的另一個(gè)實(shí)例的圖。

具體實(shí)施方式

在下文中，將參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。

圖1a至1d圖示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的板工件和加熱裝置的一個(gè)實(shí)例的構(gòu)造以及加熱方法。

圖1a至1d中示出的工件w是具有恒定厚度的板部件，并且當(dāng)形成時(shí)，工件w形成為從其得到期望的產(chǎn)品形狀，具體地，車體的立柱的形狀。

工件w具有：主加熱目標(biāo)區(qū)域a，其中與縱向(第一方向)垂直的截面的截面面積沿著縱向單調(diào)遞增或者單調(diào)遞減；副加熱目標(biāo)區(qū)域b，其被設(shè)置為與主加熱目標(biāo)區(qū)域a的一部分鄰接并且一體化。

在圖中所示的實(shí)例中，工件w包括：窄部2，其在工件w的縱向上延伸，并且在與縱向垂直的寬度方向上的尺寸從縱向的一端部朝著另一端部變窄；寬部3a，其被設(shè)置為與窄部2的在縱向上的一端部鄰接并且一體化；以及寬部3b，其被設(shè)置為與窄部2的在縱向上的另一端部鄰接且一體化，并且比寬部3a更寬。

主加熱目標(biāo)區(qū)域a包括窄部2和延長(zhǎng)部4，該延長(zhǎng)部4利用在縱向上從縱向延伸的窄部2的兩側(cè)緣延伸的延長(zhǎng)線x，而被限定在各個(gè)寬部3a、3b中，并且被設(shè)置為從工件w的在縱向上的一端部到另一端部。副加熱目標(biāo)區(qū)域b包括寬部3a、3b的除了延長(zhǎng)部4之外的其余區(qū)域，并且被設(shè)置為與主加熱目標(biāo)區(qū)域a的在縱向上的一端部r和另一端部l的在寬度方向上的兩側(cè)鄰接。

在主加熱目標(biāo)區(qū)域a中，寬度從一端部r朝著另一端部l逐漸變窄，并且因此，與縱向垂直的截面的截面面積從端部r朝著端部l單調(diào)遞減。這里，與縱向垂直的截面的截面面積沿著縱向單調(diào)遞增或遞減的陳述是指截面面積在一個(gè)方向上無拐點(diǎn)地增大或減小。在如下情況下可以認(rèn)定為單調(diào)遞增或單調(diào)遞減：截面面積不急劇變化，而使得當(dāng)在縱向上將電流施加到主加熱目標(biāo)區(qū)域a時(shí)，引起電流密度的在寬度方向上的過度不均勻，從而局部地產(chǎn)生導(dǎo)致實(shí)際問題的低溫部分或高溫部分。

用于加熱工件w的加熱裝置包括：第一加熱部10，其用于加熱主加熱目標(biāo)區(qū)域a；以及第二加熱部11，其用于加熱副加熱目標(biāo)區(qū)域b。

第一加熱部10包括供電單元12、由電極13、14組成的一對(duì)電極15、移動(dòng)機(jī)構(gòu)16、以及控制器17。

供電單元12將電流供給到一對(duì)電極15。利用控制器17調(diào)整從供電單元12供給到一對(duì)電極15的電流。

一對(duì)電極15的電極13、14具有在工件w的寬度方向上跨越工件w延伸的長(zhǎng)度，并且與工件w的表面接觸地在寬度方向上跨越工件w而互相平行地布置。

在圖1a至1d所示的實(shí)例中，一個(gè)電極14的位置是固定的。而另一個(gè)電極13由移動(dòng)機(jī)構(gòu)16支撐，并且能夠在維持與工件w接觸的狀態(tài)下在工件w的縱向上移動(dòng)。在下面的描述中，將電極13稱為可移動(dòng)電極，并且將電極14稱為固定電極?？梢苿?dòng)電極13可以構(gòu)造為能夠滾動(dòng)的滾軸(roller)。

在控制器17的控制之下，移動(dòng)機(jī)構(gòu)16使可移動(dòng)電極13以恒定速度在工件w的縱向上移動(dòng)。

作為第二加熱部11，優(yōu)選能夠在抑制主加熱目標(biāo)區(qū)域a的加熱的狀態(tài)下加熱副加熱目標(biāo)區(qū)域b的裝置。例如，可以采用對(duì)副加熱目標(biāo)區(qū)域b進(jìn)行直接電阻加熱的一對(duì)電極、對(duì)副加熱目標(biāo)區(qū)域b進(jìn)行感應(yīng)加熱的線圈、部分地容納副加熱目標(biāo)區(qū)域b的加熱爐、與副加熱目標(biāo)區(qū)域b接觸的加熱器等。這里，在將一對(duì)電極用作第二加熱部11并且然后對(duì)副加熱目標(biāo)區(qū)域b進(jìn)行直接電阻加熱的情況下，優(yōu)選地供給高頻電流。然后，強(qiáng)烈地加熱副加熱目標(biāo)區(qū)域b的外緣側(cè)，并且因此，容易地單獨(dú)加熱副加熱目標(biāo)區(qū)域b。

通過使用這樣的加熱裝置而加熱工件w的方法如下。

首先，如圖1a所示，在工件w中設(shè)定主加熱目標(biāo)區(qū)域a和副加熱目標(biāo)區(qū)域b?？梢愿鶕?jù)工件w的形狀適當(dāng)?shù)卦O(shè)定主加熱目標(biāo)區(qū)域a和副加熱目標(biāo)區(qū)域b，并且優(yōu)選地，形狀是使得能夠容易地將工件w加熱到目標(biāo)溫度范圍的形狀。這里，如上所述，窄部2與延長(zhǎng)部4形成主加熱目標(biāo)區(qū)域a。此外，寬部3a、3b的除了延長(zhǎng)部4之外的其余區(qū)域形成副加熱目標(biāo)區(qū)域b。

然后，如圖1b所示，將副加熱目標(biāo)區(qū)域b布置在第二加熱部11中，并且然后加熱副加熱目標(biāo)區(qū)域b。此時(shí)，當(dāng)在抑制主加熱目標(biāo)區(qū)域a的加熱的狀態(tài)下，加熱副加熱目標(biāo)區(qū)域b時(shí)，將副加熱目標(biāo)區(qū)域b加熱到高溫，并且主加熱目標(biāo)區(qū)域a維持低溫。因此，副加熱目標(biāo)區(qū)域b的電阻變得比主加熱目標(biāo)區(qū)域a的電阻高，并且因此，形成在接下來的主加熱目標(biāo)區(qū)域a的直接電阻加熱時(shí)所使用的電流路徑。

在副加熱目標(biāo)區(qū)域b的加熱完成的階段，優(yōu)選地，將副加熱目標(biāo)區(qū)域b加熱到比目標(biāo)溫度范圍高的溫度。由此，直到接下來的主加熱目標(biāo)區(qū)域a的直接電阻加熱開始為止，即使溫度由于熱輻射而降低，也能夠?qū)⒏奔訜崮繕?biāo)區(qū)域b的溫度維持在目標(biāo)溫度范圍內(nèi)。

在副加熱目標(biāo)區(qū)域b的加熱之后，如圖1c和圖1d所示，將一對(duì)電極15布置在工件w上，并且然后將電流從供電單元12供給到一對(duì)電極15之間，從而對(duì)主加熱目標(biāo)區(qū)域a進(jìn)行直接電阻加熱。

在圖1a至1d所示的實(shí)例中，可移動(dòng)電極13和固定電極14布置在主加熱目標(biāo)區(qū)域a的比較寬的端部r中。然后，在可移動(dòng)電極13以恒定速度從具有比較大的截面面積的端部r側(cè)朝著具有比較小的截面面積的端部l側(cè)移動(dòng)的狀態(tài)下，將電流供給到一對(duì)電極15之間。與可移動(dòng)電極13的移動(dòng)相關(guān)地，可移動(dòng)電極13與固定電極14之間的間隔逐漸擴(kuò)大，并且電流流經(jīng)工件w中的位于可移動(dòng)電極13與固定電極14之間的區(qū)域。此時(shí)，將副加熱目標(biāo)區(qū)域b加熱到高溫，并且因此，如上所述，形成對(duì)應(yīng)于主加熱目標(biāo)區(qū)域a的電流路徑。因此，更多量的電流流經(jīng)主加熱目標(biāo)區(qū)域a，從而加熱主加熱目標(biāo)區(qū)域a。

這里，在截面面積沿著可移動(dòng)電極13的移動(dòng)方向單調(diào)遞減的主加熱目標(biāo)區(qū)域a的直接電阻加熱中，當(dāng)根據(jù)以恒定速度移動(dòng)的可移動(dòng)電極13的位移，調(diào)整在一對(duì)電極15之間流動(dòng)的電流時(shí)，能夠?qū)⒅骷訜崮繕?biāo)區(qū)域a加熱到能夠被認(rèn)為是大致均勻溫度的目標(biāo)溫度范圍。

圖2示出用于均勻地加熱主加熱目標(biāo)區(qū)域a的電流調(diào)整的概念。

假設(shè)將主加熱目標(biāo)區(qū)域a的整個(gè)長(zhǎng)度分為均具有δl的長(zhǎng)度的n個(gè)區(qū)段a1至an。當(dāng)利用ii表示可移動(dòng)電極經(jīng)過第i個(gè)區(qū)段的δl時(shí)的電流，并且利用ti(秒)表示電流施加時(shí)間時(shí)，因?yàn)樵诳梢苿?dòng)電極13已經(jīng)經(jīng)過該區(qū)段之后產(chǎn)生加熱，所以通過下面的公式給出第i個(gè)區(qū)段的溫度上升θi。

[公式1]

這里，ρe是電阻率(ω·m)，ρ是密度(kg/m³)，c是比熱(j/kg·℃)，ai是第i個(gè)區(qū)段的截面面積(m²)。

為了使各個(gè)區(qū)段的溫度θ1至θn均勻，確定各個(gè)區(qū)段中的電流ii和電流施加時(shí)間ti(電極移動(dòng)速度vi)，使得滿足下面的公式。這里，當(dāng)速度恒定時(shí)，ti是恒定的，從而僅需要確定要施加的電流ii。

[公式2]

在將固定電極14固定在主加熱目標(biāo)區(qū)域a的端部r，并且然后使可移動(dòng)電極13以恒定速度從主加熱目標(biāo)區(qū)域a的端部r朝著端部l移動(dòng)的情況下，主加熱目標(biāo)區(qū)域a中的可移動(dòng)電極13與固定電極14之間的電流施加區(qū)域從具有比較大的截面面積的端部r側(cè)逐漸擴(kuò)大。因此，區(qū)段a1，a2，...，an具有彼此不同的電流施加時(shí)間，而且，位于更靠近端部r側(cè)的區(qū)段具有較長(zhǎng)的電流施加時(shí)間。此外，當(dāng)對(duì)端部r側(cè)的區(qū)段和端部l側(cè)的區(qū)段以相同的時(shí)間供給相等的電流時(shí)，在位于具有比較大的截面面積的端部r側(cè)的區(qū)段中產(chǎn)生較少量的熱。

因此，與各個(gè)區(qū)段中的電流施加時(shí)間相關(guān)地，當(dāng)基于主加熱目標(biāo)區(qū)域a的截面面積的變化調(diào)整在一對(duì)電極15之間流動(dòng)的電流時(shí)，能夠使在各個(gè)區(qū)段中產(chǎn)生的熱量大致相同，并且因此，能夠?qū)⒅骷訜崮繕?biāo)區(qū)域a加熱到能夠被認(rèn)為是大致均勻溫度的溫度范圍內(nèi)。

圖3示出在圖1a至1d的加熱方法中的一個(gè)實(shí)例，示出從加熱開始過去的時(shí)間與可移動(dòng)電極13的位置之間的關(guān)系、可移動(dòng)電極13的移動(dòng)與要供給到一對(duì)電極15之間的電流之間的關(guān)系、以及在加熱結(jié)束時(shí)的主加熱目標(biāo)區(qū)域a的溫度分布。這里，在圖3中，采用在加熱開始時(shí)的可移動(dòng)電極13的初始位置(主加熱目標(biāo)區(qū)域a的端部r)作為原點(diǎn)，并且然后測(cè)量可移動(dòng)電極13的位置作為與原點(diǎn)的距離。

在圖3所示的實(shí)例中，進(jìn)行調(diào)整，使得在可移動(dòng)電極13以恒定速度從主加熱目標(biāo)區(qū)域a的端部r朝著端部l移動(dòng)的過程中，在一對(duì)電極15之間流動(dòng)的電流逐漸變小。為了將主加熱目標(biāo)區(qū)域a的端部l加熱到目標(biāo)溫度范圍，在可移動(dòng)電極13已經(jīng)到達(dá)端部l之后，將可移動(dòng)電極13保持在端部l處固定時(shí)間。在該時(shí)間期間，將與可移動(dòng)電極13到達(dá)端部l處的時(shí)間點(diǎn)的電流相等的電流供給到一對(duì)電極15之間。通過該電流調(diào)整，將主加熱目標(biāo)區(qū)域a加熱到處于能夠被認(rèn)為是大致均勻溫度的目標(biāo)溫度范圍內(nèi)。

然后，當(dāng)調(diào)整副加熱目標(biāo)區(qū)域b的加熱溫度和主加熱目標(biāo)區(qū)域a的加熱時(shí)間時(shí)，能夠?qū)⒅骷訜崮繕?biāo)區(qū)域a和副加熱目標(biāo)區(qū)域b加熱到處于能夠被認(rèn)為是大致均勻溫度的目標(biāo)溫度范圍內(nèi)。這里，根據(jù)副加熱目標(biāo)區(qū)域b的加熱與主加熱目標(biāo)區(qū)域a的直接電阻加熱之間的時(shí)間或者根據(jù)熱傳遞的程度，在一些情況下，副加熱目標(biāo)區(qū)域b的溫度由于熱輻射而下降。然而，在加熱副加熱目標(biāo)區(qū)域b時(shí)，在加熱到比目標(biāo)溫度范圍高的溫度的情況下，能夠使主加熱目標(biāo)區(qū)域a的溫度和熱輻射之后的副加熱目標(biāo)區(qū)域b的溫度大致互相等同，并且因此，能夠使主加熱目標(biāo)區(qū)域a和副加熱目標(biāo)區(qū)域b的溫度處于目標(biāo)溫度范圍。

根據(jù)上述的工件w的加熱方法，能夠通過將工件w分為主加熱目標(biāo)區(qū)域a和副加熱目標(biāo)區(qū)域b而依次加熱工件w。因此，能夠加熱簡(jiǎn)單形狀的主加熱目標(biāo)區(qū)域a和副加熱目標(biāo)區(qū)域b。因此，能夠容易地將作為主加熱目標(biāo)區(qū)域a與副加熱目標(biāo)區(qū)域b的組合的工件w的寬區(qū)域加熱到目標(biāo)溫度范圍。此外，能夠?qū)χ骷訜崮繕?biāo)區(qū)域a進(jìn)行直接電阻加熱，并且然后通過適合副加熱目標(biāo)區(qū)域b的方法來加熱副加熱目標(biāo)區(qū)域b。因此，能夠利用簡(jiǎn)單構(gòu)造加熱作為主加熱目標(biāo)區(qū)域a與副加熱目標(biāo)區(qū)域b的組合的工件w的寬區(qū)域。

此外，主加熱目標(biāo)區(qū)域a具有其中與縱向垂直的截面的截面面積沿著縱向單調(diào)地變化的形狀。這避免了這樣的情況：當(dāng)在縱向上進(jìn)行主加熱目標(biāo)區(qū)域a的直接電阻加熱時(shí)，在主加熱目標(biāo)區(qū)域a中產(chǎn)生電流密度的在寬度方向上的分布過度不均勻的部分。此外，一對(duì)電極15用于在縱向上對(duì)主加熱目標(biāo)區(qū)域a進(jìn)行直接電阻加熱，當(dāng)在該一對(duì)電極15中選擇的一個(gè)可移動(dòng)電極13以恒定速度在縱向上移動(dòng)的狀態(tài)下，根據(jù)可移動(dòng)電極13的位移調(diào)整在一對(duì)電極15之間流動(dòng)的電流時(shí)，能夠容易地將主加熱目標(biāo)區(qū)域a加熱到目標(biāo)溫度范圍內(nèi)的溫度。

此外，副加熱目標(biāo)區(qū)域b被設(shè)置為在寬度方向上與主加熱目標(biāo)區(qū)域a的一部分鄰接并且一體化。因此，在主加熱目標(biāo)區(qū)域a的在縱向上的直接電阻加熱期間，在副加熱目標(biāo)區(qū)域b維持適當(dāng)?shù)募訜釥顟B(tài)的情況下，能夠形成對(duì)應(yīng)于主加熱目標(biāo)區(qū)域a的電流路徑。這減小了副加熱目標(biāo)區(qū)域b對(duì)主加熱目標(biāo)區(qū)域a的直接電阻加熱的影響。從而，能夠容易地將作為主加熱目標(biāo)區(qū)域a與副加熱目標(biāo)區(qū)域b的組合的工件w的寬區(qū)域加熱到目標(biāo)溫度范圍。

圖4a至4d圖示出圖1a至1d的加熱方法的變形例。

在圖4a至圖4d所示的實(shí)例中，工件w中的主加熱目標(biāo)區(qū)域a和副加熱目標(biāo)區(qū)域b的設(shè)定與圖1a至1d所示的實(shí)例不同。

主加熱目標(biāo)區(qū)域a包括窄部2和延長(zhǎng)部4，該延長(zhǎng)部4通過使窄部2的兩側(cè)在各自的縱向上延伸而限定在寬部3a中。副加熱目標(biāo)區(qū)域b包括寬部3a中的除了延長(zhǎng)部4之外的其余區(qū)域和另一寬部3b。在主加熱目標(biāo)區(qū)域a中，寬度從一端部r朝著另一端部l逐漸變窄，并且因此，與縱向垂直的截面的截面面積從端部r朝著端部l單調(diào)遞減。

當(dāng)將要加熱工件w時(shí)，首先，如圖4a中所示，在工件w中設(shè)定主加熱目標(biāo)區(qū)域a和副加熱目標(biāo)區(qū)域b，如上所述。然后，如圖4b所示，將副加熱目標(biāo)區(qū)域b布置在第二加熱部11中，并且然后加熱副加熱目標(biāo)區(qū)域b。

在加熱副加熱目標(biāo)區(qū)域b之后，如圖4c和圖4d所示，將可移動(dòng)電極13和固定電極14布置在主加熱目標(biāo)區(qū)域a的比較寬的端部r中。然后，在可移動(dòng)電極13以恒定速度從具有比較大的截面面積的端部r側(cè)朝著具有比較小的截面面積的端部l側(cè)移動(dòng)的狀態(tài)下，將電流供給到一對(duì)電極15之間。與可移動(dòng)電極13的移動(dòng)相關(guān)地，可移動(dòng)電極13與固定電極14之間的間隔逐漸擴(kuò)大，并且電流流經(jīng)工件w中的位于可移動(dòng)電極13與固定電極14之間的區(qū)域。

同樣在該實(shí)例中，在主加熱目標(biāo)區(qū)域a中，截面面積沿著可移動(dòng)電極13的移動(dòng)方向單調(diào)遞減。因此，當(dāng)根據(jù)可移動(dòng)電極13的位移調(diào)整在一對(duì)電極15之間流動(dòng)的電流時(shí)，能夠?qū)⒅骷訜崮繕?biāo)區(qū)域a加熱到能夠被認(rèn)為是大致均勻溫度的目標(biāo)溫度范圍。然后，當(dāng)調(diào)整副加熱目標(biāo)區(qū)域b的加熱溫度和主加熱目標(biāo)區(qū)域a的加熱時(shí)間時(shí)，能夠?qū)⒅骷訜崮繕?biāo)區(qū)域a和副加熱目標(biāo)區(qū)域b加熱到能夠被認(rèn)為是大致均勻溫度的目標(biāo)溫度范圍。

圖5a至5d圖示出根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的板工件和加熱裝置的另一個(gè)實(shí)例的構(gòu)造以及加熱方法。

在圖5a至圖5d所示的實(shí)例中，將工件w分為包括寬部3a和窄部2的第一部分w1以及包括另一寬部3b的第二部分w2，并且分別將第一部分w1和第二部分w2加熱到不同的目標(biāo)溫度范圍，使得第一部分w1與第二部分w2具有不同的特性。

第一部分w1具有：第一主加熱目標(biāo)區(qū)域a1，其中與縱向(第一方向)垂直的截面的截面面積沿著縱向單調(diào)遞增或遞減；和副加熱目標(biāo)區(qū)域b1，其被設(shè)置為與第一主加熱目標(biāo)區(qū)域a1的一部分鄰接并且一體化。

第一主加熱目標(biāo)區(qū)域a1包括窄部2和延長(zhǎng)部4，該延長(zhǎng)部4由從窄部2的兩側(cè)在各自的縱向上延伸的延長(zhǎng)線x1限定在寬部3a中。寬度從一端部r1朝著另一端部l1逐漸變窄，并且因此，與縱向垂直的截面的截面面積從端部r1朝著端部l1單調(diào)遞減。副加熱目標(biāo)區(qū)域b1是寬部3a的除了延長(zhǎng)部4之外的其余區(qū)域，并且被設(shè)置為與第一主加熱目標(biāo)區(qū)域a1的在縱向上的一端部l1的在寬度方向上的兩側(cè)鄰接。

第二部分w2也具有：第二主加熱目標(biāo)區(qū)域a2，其中與縱向(第一方向)垂直的截面的截面面積沿著縱向單調(diào)遞增或遞減；和副加熱目標(biāo)區(qū)域b2，其被設(shè)置為與第二主加熱目標(biāo)區(qū)域a2的一部分鄰接并且一體化。

第二主加熱目標(biāo)區(qū)域a2在寬部3a中由從窄部2的兩側(cè)在各自的縱向上延伸的延長(zhǎng)線x2限定。寬度從一端部l2朝著另一端部r2逐漸變窄，并且因此，與縱向垂直的截面的截面面積從端部l2朝著端部r2單調(diào)遞減。副加熱目標(biāo)區(qū)域b2是寬部3b的除了第二主加熱目標(biāo)區(qū)域a2之外的其余區(qū)域，并且被設(shè)置為與第二主加熱目標(biāo)區(qū)域a2的在寬度方向上的兩側(cè)鄰接。

除了第一加熱部10的構(gòu)造之外，用于加熱工件w的加熱裝置與圖1a至1d所示的實(shí)例的加熱裝置相似。第一加熱部10包括供電單元12、由電極13、14構(gòu)成的一對(duì)電極15、移動(dòng)機(jī)構(gòu)16a、16b、和控制器17。

供電單元12將電流供給到一對(duì)電極15。通過控制器17調(diào)整從供電單元12供給到一對(duì)電極15的電流。一對(duì)電極15的電極13、14具有在工件w的寬度方向上跨越工件w延伸的長(zhǎng)度，并且被布置成接觸工件w的表面地在寬度方向上互相平行地跨越工件w延伸。然后，在該實(shí)例中，電極13以能夠在維持與工件w接觸的情況下在工件w的縱向上移動(dòng)的方式由移動(dòng)機(jī)構(gòu)16a支撐。此外，電極14也以能夠在維持與工件w接觸的情況下在工件w的縱向上移動(dòng)的方式由移動(dòng)機(jī)構(gòu)16b支撐。

通過使用這樣的加熱裝置加熱工件w的方法如下。

首先，如圖5a所示，在工件w中設(shè)定第一主加熱目標(biāo)區(qū)域a1、第二主加熱目標(biāo)區(qū)域a2以及副加熱目標(biāo)區(qū)域b1、b2。

然后，如圖5b所示，將副加熱目標(biāo)區(qū)域b1、b2布置在第二加熱部11中，并且然后加熱副加熱目標(biāo)區(qū)域b1、b2。此時(shí)，優(yōu)選地在抑制第一主加熱目標(biāo)區(qū)域a1的加熱的狀態(tài)下加熱副加熱目標(biāo)區(qū)域b1，并且此外，在抑制第二主加熱目標(biāo)區(qū)域a2的加熱的狀態(tài)下加熱副加熱目標(biāo)區(qū)域b2。副加熱目標(biāo)區(qū)域b1的電阻變得比相鄰的第一主加熱目標(biāo)區(qū)域a1的電阻高。此外，副加熱目標(biāo)區(qū)域b2的電阻變得比相鄰的第二主加熱目標(biāo)區(qū)域a2的電阻高。從而，能夠形成在接下來的第一主加熱目標(biāo)區(qū)域a1和第二主加熱目標(biāo)區(qū)域a2的直接電阻加熱時(shí)使用的電流路徑。

在副加熱目標(biāo)區(qū)域b1、b2的加熱完成的階段，優(yōu)選地將副加熱目標(biāo)區(qū)域b1加熱到比第一部分w1的目標(biāo)溫度范圍高的溫度，并且此外，將副加熱目標(biāo)區(qū)域b2加熱到比第二部分w2的目標(biāo)溫度范圍高的溫度。由此，直到接下來的第一主加熱目標(biāo)區(qū)域a1和第二主加熱目標(biāo)區(qū)域a2的直接電阻加熱開始為止，即使當(dāng)溫度由于熱輻射而下降時(shí)，也能夠使副加熱目標(biāo)區(qū)域b1、b2的溫度處于各自的目標(biāo)溫度范圍內(nèi)。

在副加熱目標(biāo)區(qū)域b1、b2的加熱之后，如圖5c和5d所示，將一對(duì)電極15布置在工件w上，并且然后將電流從供電單元12供給到一對(duì)電極15之間，從而對(duì)第一主加熱目標(biāo)區(qū)域a1和第二主加熱目標(biāo)區(qū)域a2進(jìn)行直接電阻加熱。

一個(gè)可移動(dòng)電極13布置在位于第一主加熱目標(biāo)區(qū)域a1與第二主加熱目標(biāo)區(qū)域a2的邊界附近的比較寬的端部r1中，并且然后以恒定速度從具有比較大的截面面積的端部r1側(cè)朝著具有比較小的截面面積的端部l1側(cè)移動(dòng)。另一個(gè)可移動(dòng)電極14布置在位于第二主加熱目標(biāo)區(qū)域a2與第一主加熱目標(biāo)區(qū)域a1的邊界附近的比較寬的端部l2中，并且然后以恒定速度從具有比較大的截面面積的端部l2側(cè)朝著具有比較小的截面面積的端部r2側(cè)移動(dòng)。然后，在可移動(dòng)電極13、14以恒定速度獨(dú)立移動(dòng)的狀態(tài)下，將電流供給到一對(duì)電極15之間。與可移動(dòng)電極13、14的移動(dòng)相關(guān)地，可移動(dòng)電極13、14之間的間隔逐漸擴(kuò)大，并且電流流經(jīng)工件w中的位于可移動(dòng)電極13、14之的區(qū)域。此時(shí)，將副加熱目標(biāo)區(qū)域b1、b2加熱到高溫，并且因此，如上所述，形成與第一主加熱目標(biāo)區(qū)域a1和第二主加熱目標(biāo)區(qū)域a2分別對(duì)應(yīng)的電流路徑。因此，更多量的電流流經(jīng)第一主加熱目標(biāo)區(qū)域a1和第二主加熱目標(biāo)區(qū)域a2，從而加熱第一主加熱目標(biāo)區(qū)域a1和第二主加熱目標(biāo)區(qū)域a2。

同樣在該實(shí)例中，在第一主加熱目標(biāo)區(qū)域a1中，截面面積沿著可移動(dòng)電極13的移動(dòng)方向單調(diào)遞減。因此，當(dāng)根據(jù)可移動(dòng)電極13的位移調(diào)整在一對(duì)電極15之間流動(dòng)的電流時(shí)，能夠?qū)⒌谝恢骷訜崮繕?biāo)區(qū)域a1加熱到能夠被認(rèn)為是大致均勻溫度的目標(biāo)溫度范圍。同樣在第二主加熱目標(biāo)區(qū)域a2中，截面面積沿著可移動(dòng)電極14的移動(dòng)方向單調(diào)遞減。因此，當(dāng)根據(jù)可移動(dòng)電極14的位移調(diào)整在一對(duì)電極15之間流動(dòng)的電流時(shí)，能夠?qū)⒌诙骷訜崮繕?biāo)區(qū)域a2加熱到能夠被認(rèn)為是大致均勻溫度的目標(biāo)溫度范圍。此外，當(dāng)調(diào)整副加熱目標(biāo)區(qū)域b1、b2的獨(dú)立加熱溫度以及第一主加熱目標(biāo)區(qū)域a1和第二主加熱目標(biāo)區(qū)域a2的獨(dú)立加熱溫度時(shí)，在第一部分w1中，能夠?qū)⒌谝恢骷訜崮繕?biāo)區(qū)域a1和副目標(biāo)加熱區(qū)域b1加熱到能夠被認(rèn)為是大致均勻溫度的目標(biāo)溫度范圍。此外，第二部分w2中，同樣能夠?qū)⒌诙骷訜崮繕?biāo)區(qū)域a2和副加熱目標(biāo)區(qū)域b2加熱到能夠被認(rèn)為是大致均勻溫度的目標(biāo)溫度范圍。另外，能夠?qū)⒌谝徊糠謜1和第二部分w2加熱到互相不同的溫度范圍。

當(dāng)如上所述地加熱工件w時(shí)，能夠得到與圖1a至1d中所示的加熱方法的作用效果相似的作用效果。特別地，在該實(shí)例中，由于已經(jīng)將本發(fā)明分別應(yīng)用于第一部分w1和第二部分w2，所以能夠?qū)⒌谝徊糠謜1和第二部分w2加熱到互相不同的溫度范圍。

這里，在上述實(shí)例中，整個(gè)工件w具有均勻的厚度。然而，可以采用厚度在縱向上變化的拼板。然后，例如，可以相似地加熱其中寬部3b與其余部分具有互相不同的厚度的板工件。在這種情況下，能夠?qū)挷?b和其余部分加熱到相同的溫度范圍。

例如，在其中加熱之后迅速冷卻材料的淬火處理中可以采用上述加熱方法。此外，可以在壓制成型品的制造方法中采用該加熱方法，其中，在加熱之后在高溫條件下利用沖壓模進(jìn)行壓制從而進(jìn)行熱壓制。

圖6示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的壓制成型品的制造方法的一個(gè)實(shí)例。

如圖6所示，首先，通過使用加熱裝置20利用圖1a至1d或圖5a至5d所示的加熱方法加熱形成為預(yù)定形狀的工件w。其后，通過壓制裝置的沖壓模21立即壓制處于高溫條件的工件w，從而將工件w形成為預(yù)定形狀。

根據(jù)該制造方法，具有簡(jiǎn)單構(gòu)造的加熱裝置20是足夠的，如上所述。從而，加熱裝置20可以靠近壓制裝置布置，或者可以一體地并入到壓制裝置內(nèi)。因此，能夠在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行加熱之后的工件w的壓制成型，并且因此，能夠抑制加熱后的工件w中的溫度下降，從而能夠降低能量損耗。此外，能夠避免板工件的表面的氧化，使得能夠制造高質(zhì)量的壓制成型品。

另外，副加熱目標(biāo)區(qū)域被設(shè)置為與主加熱目標(biāo)區(qū)域鄰接并且一體化，能夠?qū)⒆鳛橹骷訜崮繕?biāo)區(qū)域與副加熱目標(biāo)區(qū)域的組合的工件w的寬區(qū)域加熱到目標(biāo)溫度范圍內(nèi)的溫度。因此，在利用沖壓模21壓制工件w時(shí)，能夠抑制要變形的區(qū)域的溫度的變化，使得能夠降低工件w的強(qiáng)度的變化。結(jié)果，能夠容易地進(jìn)行成型，并且因此，能夠降低成型品p的質(zhì)量的變化。

例如，可以將上述壓制成型品的制造方法應(yīng)用于形成為中空形狀的工件w，如圖7所示。在這種情況下，可以使一對(duì)電極與形成為預(yù)定形狀的中空的工件w產(chǎn)生接觸，并且然后，可以在施加電流的情況下使電極與各個(gè)壁的截面面積的在縱向上的變化對(duì)應(yīng)地移動(dòng)，從而可以進(jìn)行直接電阻加熱。其后，可以利用壓制裝置的沖壓模21立即壓制處于高溫條件的工件w，使得可以形成具有預(yù)定形狀的成型品p。同樣在該壓制成型品的制造方法中，能夠得到與上述作用效果相似的作用效果。

能夠在本發(fā)明的范圍內(nèi)對(duì)上述實(shí)例進(jìn)行各種修改。例如，本發(fā)明可以應(yīng)用于其中獨(dú)立的部分具有互相不同的厚度的板工件。此外，已經(jīng)描述了這樣的實(shí)例：在主加熱目標(biāo)區(qū)域a的直接電阻加熱時(shí)，使從電極13、14中選擇的一個(gè)電極移動(dòng)。代替地，兩個(gè)電極13、14可以根據(jù)主加熱目標(biāo)區(qū)域a的形狀而移動(dòng)。

本申請(qǐng)基于2014年11月20日提交的日本專利申請(qǐng)no.2014-235365，該專利申請(qǐng)的內(nèi)容通過引用并入本文。