KR100535144B1 - Method for hemming Al-Mg-Si aluminum alloy sheet - Google Patents
Method for hemming Al-Mg-Si aluminum alloy sheet Download PDFInfo
- Publication number
- KR100535144B1 KR100535144B1 KR10-2003-0041397A KR20030041397A KR100535144B1 KR 100535144 B1 KR100535144 B1 KR 100535144B1 KR 20030041397 A KR20030041397 A KR 20030041397A KR 100535144 B1 KR100535144 B1 KR 100535144B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- hemming
- plate
- aluminum
- outer plate
- magnesium
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D39/00—Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders
- B21D39/02—Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders of sheet metal by folding, e.g. connecting edges of a sheet to form a cylinder
- B21D39/021—Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders of sheet metal by folding, e.g. connecting edges of a sheet to form a cylinder for panels, e.g. vehicle doors
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D37/00—Tools as parts of machines covered by this subclass
- B21D37/16—Heating or cooling
Abstract
본 발명은 알루미늄-마그네슘-실리콘 합금판재의 헤밍방법에 관한 것으로서, 외판 내측에 내판을 고정한 후 외판 외곽의 플랜지를 굽히고 접어 내판과 외판을 기계적으로 결합하는 헤밍 작업시에 헤밍부만을 국부적으로 급속 가열하여 적정 온도 및 시간으로 유지한 다음 급냉한 후 헤밍을 실시함으로써, 극심한 변형을 가하는 헤밍시 판재의 연성을 제어하여 표면외관의 품질을 저하시키는 표면굴곡 발생을 현격히 억제할 수 있고, 또한 강도 및 내부식능 저하를 일으키는 크랙 발생을 방지할 수 있는 알루미늄-마그네슘-실리콘 합금판재의 헤밍방법에 관한 것이다.The present invention relates to a hemming method of an aluminum-magnesium-silicon alloy plate material, wherein the inner plate is fixed to the inner plate, and then the hemming portion is locally heated rapidly only during the hemming operation in which the flange of the outer plate is bent and folded to mechanically couple the inner plate to the outer plate. By maintaining the proper temperature and time, and then quenching and then hemming, it is possible to control the ductility of the sheet when hemming severely, thereby significantly suppressing the occurrence of surface bending, which deteriorates the quality of the surface appearance. The present invention relates to a hemming method of an aluminum-magnesium-silicon alloy sheet material which can prevent cracking from causing food loss.
Description
본 발명은 알루미늄-마그네슘-실리콘 합금판재의 헤밍방법에 관한 것으로서, 외판 내측에 내판을 고정한 후 외판 외곽의 플랜지를 굽히고 접어 내판과 외판을 기계적으로 결합하는 헤밍 작업시에 헤밍부만을 국부적으로 급속 가열하여 적정 온도 및 시간으로 유지한 다음 급냉한 후 헤밍을 실시함으로써, 극심한 변형을 가하는 헤밍시 판재의 연성을 제어하여 표면외관의 품질을 저하시키는 표면굴곡 발생을 현격히 억제할 수 있고, 또한 강도 및 내부식능 저하를 일으키는 크랙 발생을 방지할 수 있는 알루미늄-마그네슘-실리콘 합금판재의 헤밍방법에 관한 것이다.The present invention relates to a hemming method of an aluminum-magnesium-silicon alloy plate material, wherein the inner plate is fixed to the inner plate, and then the hemming portion is locally heated rapidly only during the hemming operation in which the flange of the outer plate is bent and folded to mechanically couple the inner plate to the outer plate. By maintaining the proper temperature and time, and then quenching and then hemming, it is possible to control the ductility of the sheet when hemming severely, thereby significantly suppressing the occurrence of surface bending, which deteriorates the quality of the surface appearance. The present invention relates to a hemming method of an aluminum-magnesium-silicon alloy sheet material which can prevent cracking from causing food loss.
일반적으로 알루미늄 합금판재는 연비향상을 위한 자동차 경량화의 목적으로 자동차 차체 혹은 부품에 널리 사용된다. 자동차 차체에 사용하는 부품으로는 후드(hood), 도어, 트렁크 리드(deck lid) 등으로, 적절한 알루미늄 합금판재를 사용하여 스탬핑 및 기타 후공정을 통해 성형하게 된다. 차체 외판(outer panel)은 표면이 미려해야 할 뿐만 아니라, 내덴트(dent)성 등의 기능적인 면이 추가되어야 한다. 이에 비해 차체 내판(inner panel)은 외판만으로 부족한 강성의 보강(reinforce)이 주된 기능이다. In general, aluminum alloy sheet is widely used in automobile bodies or parts for the purpose of lightening the automobile for fuel efficiency improvement. Parts used in automobile bodies are hoods, doors, trunk lids, and the like, and are formed through stamping and other post processing using appropriate aluminum alloy plates. The outer panel of the vehicle body should not only have a beautiful surface, but also add a functional aspect such as dent resistance. In contrast, the inner panel is the main function of the rigid reinforce lacking only the outer panel.
후드 등의 차체 부품은 외판과 내판의 기계적 결합으로 이루어진다. 차체 외판 끝단부에 적절한 길이의 플랜지(flange)를 만들어 성형을 하고, 이 외판의 내측에 내판을 고정시킨 후, 외판의 플랜지를 굽히고 접음으로써 내판과의 기계적인 결합을 하게 된다. 이러한 과정을 헤밍(hemming)이라고 한다.Body parts, such as a hood, consist of a mechanical coupling of an outer plate and an inner plate. A flange having an appropriate length is formed at the end portion of the outer shell of the vehicle body, and the inner plate is fixed to the inner side of the outer plate. Then, the flange of the outer plate is bent and folded to form a mechanical coupling with the inner plate. This process is called heming.
차체에 적용하기 위해 수많은 알루미늄 합금이 발명되었으며, 주로 사용하는 외판용 판재로 AA2XXX, AA6XXX 및 AA7XXX계열의 합금이 있다. 이러한 알루미늄 합금 중에서도 최근 AA6XXX계열의 합금 사용량이 점차 증가하고 있다. 상기 AA6XXX계열의 알루미늄 합금은 알루미늄-마그네슘-실리콘이 주 원소로 구성되며, 통상적으로 주조한 빌렛으로부터 적절한 열연, 냉연과정을 통해 생산한 판재형태로 공급된다. 생산의 최종 단계에서는 다양한 열처리를 통해 합금판재에 기계적 물성을 부가한다. 이 합금의 기계적 성질은 주로 전이상(transition phase)인 Mg2Si에 의해 판가름된다. Mg2Si가 기지에 고용되는 정도 혹은 기지에 석출되는 정도에 의해 연화가 되기도 하고 강화가 되기도 한다. 자동차용 판재 성형시에는 연화된 판재가 성형이 쉬우며 부가적인 문제가 발생하지 않으므로 대부분의 Mg2Si가 기지에 고용된 상태가 되도록 하며, 성형후 도장 등의 과정에 Mg2Si가 재석출하여 강도가 증가하도록 열처리법을 조절하고 있다.Numerous aluminum alloys have been invented for application to the vehicle body, and the main plate for the outer shell is AA2XXX, AA6XXX and AA7XXX. Among such aluminum alloys, the amount of alloys used in the AA6XXX series is gradually increasing. The aluminum alloy of the AA6XXX series is composed of aluminum-magnesium-silicon as a main element, and is typically supplied from a cast billet in the form of a plate produced by appropriate hot and cold rolling processes. In the final stage of production, various heat treatments add mechanical properties to the alloy sheet. The mechanical properties of this alloy are mainly determined by the transition phase of Mg 2 Si. Mg 2 Si is softened or strengthened by the degree of solid solution at the base or the degree of precipitation at the base. In molding car plate material for there and so that most of the Mg 2 Si is softened sheet material does not have the additional problem occurs said molding is easy is employed in the base state, the Mg 2 Si is re-precipitated in the course of coating, etc. after molding The heat treatment method is adjusted to increase the strength.
이를 위해 압연한 판재를 열처리하여 Mg2Si가 기지에 충분히 고용되도록 한다. 장시간의 열처리를 통해 Mg 및 Si가 충분히 기지에 고용된 후 급냉하여 기지에 비평형상이 존재하도록 한다. 이를 통해 AA6XXX 합금판재에서 Mg2Si가 불안정하게 존재하게 되며, 상온에서 시간이 경과함에 따라 고용된 전이상이 서서히 석출하게 된다. Mg2Si가 기지에 석출함에 따라 항복강도가 증가하고 연성이 감소하는 시효경화(age hardening)성이 나타나게 된다. AA6XXX 합금의 시효경화성으로 인해 이 합금은 성형시에는 낮은 항복강도를, 성형후 후공정을 지난 판재는 20% 이상 강도가 증가하게 된다.To this end, the rolled sheet is heat-treated to allow Mg 2 Si to be sufficiently dissolved in the matrix. After a long heat treatment, Mg and Si are sufficiently dissolved in the matrix and then quenched so that non-equilibrium exists in the matrix. As a result, Mg 2 Si is unstable in the AA6XXX alloy plate material, and as the time passes at room temperature, the anomalous solid solution gradually precipitates. As Mg 2 Si precipitates on the matrix, the age hardening property appears to increase yield strength and decrease ductility. Because of the age hardenability of the AA6XXX alloy, the alloy has a low yield strength when formed and a 20% or more increase in strength after the post-molding plate.
시효경화성 알루미늄 합금의 열처리법으로 두 가지 방법이 제안되었으며, 상온에서 시효경화가 일어나도록 열처리하는 것을 T4 열처리라고 명하고, 급냉 후 재가열하여 인공시효를 일으키는 경우를 T6 열처리라고 한다. 인공시효가 일어난 T6 합금의 경우 T4에 비해 항복강도가 높은 것은 당연한 사실이다. 실제 알루미늄 합금을 차체에 적용하기 위해서는 가공성 및 스프링 백의 문제로 인해 항복강도가 낮은 경우가 유리하므로 T4열처리 합금을 주로 사용한다. Two methods have been proposed for the heat-treatment of aging hardenable aluminum alloys. The heat treatment for aging hardening at room temperature is called T4 heat treatment, and the case of artificial aging by reheating after quenching is called T6 heat treatment. It is a matter of course that the yield strength of T6 alloy with artificial aging is higher than that of T4. In order to apply the actual aluminum alloy to the car body, due to problems of workability and spring back, it is advantageous to have a low yield strength, so T4 heat treatment alloy is mainly used.
차체용 알루미늄 합금판재는 AA6XXX계열인 경우 상기한 바와 같은 시효경화성이 있다. 적절한 스탬핑 및 딥드로잉 작업 등에서 낮은 항복강도로 인해 형상 안정성을 확보할 수 있으며, 형상가공 후 시간이 지남에 따라 적절한 강도와 경도를 가질 수 있게 되는 것이다. 또한, 차체 도장시 도장 오븐의 온도로 인해 기지에 고용되었던 Mg 및 Si가 석출되어 성형 후 판재의 강도가 향상되는 부가적인 장점이 있게 된다.The aluminum alloy sheet material for a vehicle body has age hardenability as described above in the case of the AA6XXX series. It is possible to secure shape stability due to low yield strength in proper stamping and deep drawing operations, and to have appropriate strength and hardness over time after shape processing. In addition, due to the temperature of the coating oven when painting the bodywork, Mg and Si, which have been dissolved in the base, are precipitated, thereby increasing the strength of the plate after molding.
여기서, AA6XXX 합금판재를 사용하여 자동차 차체용 부품을 생산하는 과정을 트렁크 리드의 예를 들어 설명하면 다음과 같다.Here, the process of producing the parts for the vehicle body using the AA6XXX alloy plate will be described as an example of the trunk lid as follows.
먼저, 냉간압연한 AA6XXX 합금판재를 스탬핑공정에서 블랭크로 만들고, 기계식 혹은 유압식 프레스를 이용하여 미리 설계된 다이의 형상에 맞게 성형하는 공정을 통해 내/외판을 만든다. 일반적으로 내판은 외판에 비해 작은 치수로 성형하게 된다. 성형공정을 거친 내/외판은 트리밍(trimming)공정에서 미리 설계된 형상 이외의 불필요한 부분을 잘라내게 된다.First, the cold rolled AA6XXX alloy sheet material is made into a blank in a stamping process, and the inner / outer shell is made through a process of molding to a shape of a die designed beforehand using a mechanical or hydraulic press. In general, the inner plate is molded to a smaller dimension than the outer plate. The inner / outer plate that has undergone the molding process cuts out unnecessary parts other than the predesigned shape in the trimming process.
이후, 헤밍공정에서 외판의 플랜지를 성형다이를 이용하여 굽히고 접음으로써 내판과 기계적 결합을 하게 된다. 여기서, 실러 등의 결합재를 외판 및 내판 표면에 도포한 후 헤밍하여 두 성형판재의 결합강성을 올리기도 한다.Subsequently, in the hemming process, the flange of the outer plate is bent and folded using a molding die to mechanically bond with the inner plate. In this case, a bonding material such as a sealer may be applied to the outer and inner plate surfaces and then hemmed to increase the bonding rigidity of the two molded sheets.
여기서, 헤밍공정을 도 1을 참조하여 간략히 살펴보면 다음과 같다. 도 1은 트렁크 리드의 외곽(edge) 단면을 나타낸 그림이다. 도면부호 11은 트렁크 리드의 내판을, 도면부호 12는 트렁크 리드의 외판을, 도면부호 12a는 트렁크 리드 외판의 플랜지를 나타낸다. 플랜지(12a)는 별도의 다이(도시하지 않음)에 의해 트렁크 리드 외판(12)의 외곽 일부가 후공정에서의 결합을 위해 굽혀진 부위를 말한다. 내판(11)을 외판(12) 위의 플랜지(12a) 안쪽으로 장착하고, 이를 하형(2) 위에 안착시킨다. 이후 상형(1)이 하강하여 플랜지(12a)가 접혀짐으로써 내/외판(11,12)이 기계적으로 결합되어진다. Here, the hemming process will be briefly described with reference to FIG. 1. 1 is a view showing an edge cross section of the trunk lid. Reference numeral 11 denotes an inner plate of the trunk lid, reference numeral 12 denotes an outer plate of the trunk lid, and reference numeral 12a denotes a flange of the trunk lid outer plate. The flange 12a refers to a portion where an outer portion of the trunk lid shell 12 is bent for joining in a later process by a separate die (not shown). The inner plate 11 is mounted inside the flange 12a on the outer plate 12 and seated on the lower mold 2. Since the upper die 1 is lowered and the flange 12a is folded, the inner and outer plates 11 and 12 are mechanically coupled.
AA6XXX 합금판재 등을 성형할 때의 문제점은 기존의 철강 판재에 비해 연성이 부족하여 모든 원하는 형상을 구현하기가 쉽지 않으며, 상기에 제시한 헤밍공정을 포함한 후공정에 제한이 있다는 것이다. 합금판재를 판재 끝단부를 구부리고 접는 헤밍과 같은 극심한 가공을 하는 경우, 표면 굴곡이 생기면서 외관 품질이 저하될 뿐만 아니라, 심한 경우에는 크랙 등의 결함이 발생하게 된다. 이는 강도와 내부식능을 감소시키게 된다.The problem with molding AA6XXX alloy sheet is that it is not easy to implement all the desired shapes due to lack of ductility compared to the existing steel sheet, there is a limit to the post-process including the hemming process presented above. When the alloy plate is subjected to extreme processing such as bending and folding of the plate end, the surface quality is not only degraded due to surface curvature, but also a crack or the like occurs in severe cases. This will reduce strength and corrosion resistance.
첨부한 도 2는 도 1의 과정을 거쳐 가공된 트렁크 리드의 헤밍부 단면을 나타낸 사진이다. 전형적인 플랫헤밍으로 내/외판이 결합된 것을 보여주고 있다. 이 경우 도면부호 13으로 나타낸 플랜지 등의 헤밍부에 표면굴곡이 생기게 되고, 심한 경우에는 크랙이 발생하게 된다. 기존의 방법으로 헤밍한 경우 헤밍부의 표면굴곡과 단면에서 확인한 크랙을 첨부한 도 3a 및 도 3b의 사진으로 나타내었다. 이러한 크랙은 트렁크 리드의 강도와 내부식능을 크게 감소시킨다.2 is a photograph showing a cross section of the hemming portion of the trunk lid processed through the process of FIG. 1. Typical flat hemming shows a combination of inner and outer shells. In this case, surface bending occurs in a hemming part such as a flange indicated by reference numeral 13, and in a severe case, a crack occurs. When hemming by the conventional method is shown in the photographs of Figures 3a and 3b with the cracks confirmed in the surface bending and cross-section of the hemming portion. These cracks greatly reduce the trunk lid's strength and corrosion resistance.
그러므로, AA6XXX 합금판재를 차체에 적용하기 위해 극심한 변형이 가해지는 굽힘, 접힘 등의 공정이 포함되는 헤밍 등의 후공정에서 크랙 등의 결함이 생기지 않도록 하는 적절한 조업조건이 도출될 필요가 있다. Therefore, in order to apply the AA6XXX alloy sheet to the vehicle body, it is necessary to derive suitable operating conditions to prevent cracking or the like from occurring in a later process such as hemming, which includes a process such as bending and folding, in which extreme deformation is applied.
이에, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 외판 내측에 내판을 고정한 후 외판 외곽의 플랜지를 굽히고 접어 내판과 외판을 기계적으로 결합하는 헤밍 작업시에 플랜지 등의 헤밍부만을 국부적으로 급속 가열하여 적정 온도 및 시간으로 유지한 다음 급냉한 후 헤밍을 실시함으로써, 극심한 변형을 가하는 헤밍시 판재의 연성을 제어하여 표면외관의 품질을 저하시키는 표면굴곡 발생을 현격히 억제할 수 있고, 또한 강도 및 내부식능 저하를 일으키는 크랙 발생을 방지할 수 있는 알루미늄-마그네슘-실리콘 합금판재의 헤밍방법을 제공하는데 그 목적이 있다. Therefore, the present invention was invented to solve the above problems, and only the hemming part such as the flange during the hemming operation of mechanically joining the inner plate and the outer plate by bending and folding the flange of the outer plate after fixing the inner plate inside the outer plate. By rapidly heating to maintain the proper temperature and time, and then quenching and then hemming, it is possible to control the ductility of the plate during extreme deformation, thereby significantly suppressing the occurrence of surface bending, which lowers the quality of the surface appearance. It is an object of the present invention to provide a hemming method of an aluminum-magnesium-silicon alloy sheet material which can prevent cracking from causing strength and corrosion resistance.
이하, 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.
본 발명은 외판 내측에 내판을 고정한 후 외판 외곽의 플랜지를 굽히고 접음으로써 내판과 외판을 기계적으로 결합하는 알루미늄-마그네슘-실리콘 합금판재의 헤밍방법에 있어서,The present invention provides a hemming method of an aluminum-magnesium-silicon alloy sheet which mechanically couples an inner plate and an outer plate by fixing the inner plate inside the outer plate and bending and folding the flange of the outer plate.
헤밍시에 상기 플랜지의 극심한 변형이 가해지는 부위를 포함한 헤밍부만을 국부적으로 가열하여 200 ∼ 500℃의 온도에서 5 ∼ 15초의 시간동안 유지시킨 다음 급냉한 후 헤밍하는 것을 특징으로 한다.Only a hemming part including a part to which the extreme deformation of the flange is applied at the time of hemming is locally heated and maintained at a temperature of 200 to 500 ° C. for 5 to 15 seconds, followed by quenching and then hemming.
이러한 본 발명의 헤밍방법을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.Referring to the hemming method of the present invention in more detail as follows.
본 발명은 알루미늄-마그네슘-실리콘 합금판재에 적용되는 헤밍방법으로, 외판(12) 내측에 내판(11)을 고정한 후 외판 외곽의 플랜지(12a)를 굽히고 접음으로써 내판(11)과 외판(12)을 기계적으로 결합하는 헤밍작업시에 헤밍부(13)만을 국부적으로 급속 가열하여 적정 온도 및 시간으로 유지한 후 급냉하는 열처리를 실시함으로써, 판재의 연성을 제어하여 헤밍시 표면굴곡 발생을 현격히 억제하고, 크랙 발생을 방지할 수 있는 알루미늄-마그네슘-실리콘 합금판재의 헤밍방법에 관한 것이다.The present invention is a hemming method applied to an aluminum-magnesium-silicon alloy plate material, and after fixing the inner plate 11 inside the outer plate 12, the inner plate 11 and the outer plate 12 by bending and folding the flange (12a) of the outer plate. During the hemming operation of mechanically coupling the hemming part 13 only locally, rapidly heating to maintain the proper temperature and time, and then performing a heat treatment to quench, thereby controlling the ductility of the plate to significantly suppress the occurrence of surface bending during hemming. The present invention relates to a hemming method of an aluminum-magnesium-silicon alloy sheet which can prevent cracks from occurring.
본 발명의 헤밍방법에서는 외판(12) 중에서도 플랜지(12a)의 극심한 변형이 가해지는 부위를 포함한 헤밍부(13)만을 국부적으로 가열하여 헤밍한다(도 4b 참조). 이 헤밍부(13)를 가열하는 방법에는 염욕, 다이 가열 등 여러가지 방법이 있을 수 있으나, 작업환경의 개선 및 효율적인 조업을 위해 레이저 가열이 바람직하다. 이 레이저 가열을 적용하는 경우 원하는 부위를 국부적으로 가열하여 열영향부를 최소화 할 수 있는 장점이 있게 된다. 물론, 헤밍부를 가열하는 방법에는 이후 설명되는 본 발명의 열처리 조건을 만족시킬 수 있는 기타 공지된 여러 가열방법이 이용될 수 있으며, 상기한 레이저 가열로 한정되지는 않는다.In the hemming method of this invention, only the hemming part 13 including the site | part to which the extreme deformation of the flange 12a is applied among the outer plates 12 is locally heated and hemmed (refer FIG. 4B). There may be various methods for heating the hemming portion 13, such as salt bath and die heating, but laser heating is preferable for improving the working environment and efficient operation. When applying this laser heating there is an advantage to minimize the heat affected by locally heating the desired area. Of course, a variety of other well-known heating methods that can satisfy the heat treatment conditions of the present invention, which will be described later, may be used for the method of heating the hemming portion, but are not limited to the above-described laser heating.
본 발명의 헤밍방법에서 외판(12)의 헤밍부만을 국부적으로 가열하는 것이 바람직한데, 이는 전체 외판(12)을 가열하는 것이 경제적으로 문제가 있을 뿐만 아니라 강도를 향상시키는 인자인 Mg2Si 석출물이 조대화 되어 합금판재의 물성을 변화시킬 수 있기 때문이다. 또한 전체적으로 가열하면 열변형으로 인하여 외판(12)의 형상이 변할 수 있으므로 바람직하지 않다.In the hemming method of the present invention, it is preferable to locally heat only the hemming portion of the outer plate 12, which is not only economically problematic in heating the entire outer plate 12, but also the Mg 2 Si precipitate, which is a factor for improving the strength. This is because the coarsening can change the physical properties of the alloy sheet. In addition, since the shape of the outer plate 12 may change due to heat deformation when heated as a whole, it is not preferable.
한편, 본 발명의 헤밍시 열처리는 헤밍부(13)를 가열하여 200 ∼ 500℃의 온도에서 5 ∼ 15초동안 유지한 후 급냉하는 것으로 실시된다. 이와 같이 헤밍부(13)를 가열하여 수초의 짧은 시간동안 유지한 후 급냉할 경우, 알루미늄-마그네슘-실리콘 합금판재 내부에 존재하는 Mg2Si 석출물을 기지에 고용시켜 연성을 회복시킬 수 있다. 이 Mg2Si 석출물은 강도를 증가시키지만 연성을 감소시키기 때문에 헤밍과 같은 심한 변형이 발생시 외판이 변형을 이기지 못해 표면굴곡이 생기거나 심한 경우 크랙을 발생시킨다. 따라서, 본 발명에서는 판재의 국부적인 가열을 통해 헤밍부에 있는 석출물을 기지에 고용시켜 국부적인 강도저하 및 연성확보를 유도하고, 이를 통해 헤밍성을 향상시키는 것이다.On the other hand, the heat treatment at the time of hemming of the present invention is carried out by heating the hemming part 13 and holding it at a temperature of 200 to 500 ° C. for 5 to 15 seconds and then quenching it. As such, when the hemming part 13 is heated to maintain a short time of several seconds and then quenched, Mg 2 Si precipitates present in the aluminum-magnesium-silicon alloy sheet may be dissolved in a matrix to recover ductility. This Mg 2 Si precipitate increases strength but decreases ductility, so when severe deformation such as hemming occurs, the outer plate does not overcome the deformation, causing surface curvature or severe cracking. Therefore, in the present invention, by locally heating the plate, the precipitate in the hemming portion is dissolved in the base to induce local strength reduction and ductility, thereby improving the hemmability.
본 발명의 열처리시 상기 온도에서 유지시간을 5 ∼ 15초 이하로 한 후 바로 급냉하여야 한다. 그렇지 않으면 기지에 고용된 Mg2Si가 재석출하여 원하는 연성을 갖지 못하기 때문이다. 또한, 장시간으로 열처리를 하게 되면 열전달로 원하는 헤밍부 이외 그 주위로 열이 가해지게 되어 전체적인 강성저하가 일어나므로 바람직하지 않다. 가열 후 급냉하게 되면 시효가 일어나기 전(보통 수 주)까지 기존에 비해 높은 연성을 확보할 수 있다.In the heat treatment of the present invention, the holding time should be quenched immediately after the holding time is 5 to 15 seconds or less. Otherwise, Mg 2 Si dissolved in the base is reprecipitated and does not have the desired ductility. In addition, the heat treatment for a long time is not preferable because heat is applied to the surroundings other than the desired hemming portion by the heat transfer to reduce the overall stiffness. When quenched after heating, it is possible to secure higher ductility than before until aging occurs (usually weeks).
이와 같이 하여, 헤밍작업시 헤밍부를 급속 가열하여 적정 온도 및 시간으로 유지한 후 급냉하는 본 발명에 따르면, 첨부한 도 4a 및 도 4b에서 알 수 있는 바와 같이, 판재의 연성을 제어하여 헤밍시 표면굴곡 발생을 현격히 억제할 수 있고, 이를 통해 크랙 발생을 방지할 수 있게 된다. 이러한 본 발명의 효과는 후술되는 실시예와 비교예의 비교를 통해 확인할 수 있었다.In this way, according to the present invention, which rapidly heats the hemming unit during the hemming operation, maintains it at an appropriate temperature and time, and rapidly cools the surface during hemming by controlling the ductility of the plate as shown in FIGS. 4A and 4B. It is possible to significantly suppress the occurrence of bending, through which it is possible to prevent the occurrence of cracks. This effect of the present invention was confirmed through a comparison of Examples and Comparative Examples to be described later.
이하, 본 발명을 실시예에 의거 더욱 상세하게 설명하는 바, 본 발명이 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited by Examples.
실시예 1 ∼ 4 및 비교예 1 ∼ 4Examples 1-4 and Comparative Examples 1-4
본 발명에 따른 국부가열의 효과를 알아보기 위하여, 먼저 실시예 1 ∼ 4 및 비교예 1 ∼ 4로서, 알루미늄-마그네슘-실리콘 합금판재를 제조한 다음, 이를 내판 및 외판으로 가공하고, 이후 내판 및 외판을 열처리 후 헤밍을 실시하되 열처리 온도를 달리하여 헤밍을 실시하였다. In order to examine the effect of localized heating according to the present invention, as Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 4, an aluminum-magnesium-silicon alloy sheet material was prepared, and then processed into an inner plate and an outer plate, and then an inner plate and Hemming was performed after heat treatment of the outer plate, but hemming was performed by varying the heat treatment temperature.
이를 좀 더 구체적으로 설명하면, 통상의 DC 주조법을 이용하여 마그네슘 1.0중량%와 실리콘 0.65중량%를 함유한 알루미늄 합금을 두께 150mm로 주조한 후, 이를 480℃에서 48시간동안 균질화 처리하고, 이후 5mm의 두께까지 열간압연하였다. 이때, 열간압연 시작온도는 450℃였고, 최종 권취온도는 310℃였다. 이후 소재를 내판 및 외판으로 가공한 다음, 열처리 후 헤밍작업을 실시하였다. 특히, 실시예 1 ∼ 4 및 비교예 2 ∼ 4의 경우, 열처리시 헤밍부만을 국부적으로 가열하여 하기 표 1에 나타낸 바와 같은 다양한 온도에서 10초간 유지 후 급냉하였다. 단, 비교예 1은 기존의 헤밍방법에 따른 것으로, 어떠한 열처리도 실시하지 않은 상태로 상온 플랫헤밍한 것이다.In more detail, by casting a aluminum alloy containing 1.0% by weight of magnesium and 0.65% by weight of silicon using a conventional DC casting method to a thickness of 150mm, it was homogenized at 480 ℃ for 48 hours, and then 5mm Hot rolling was carried out to the thickness of. At this time, the hot rolling start temperature was 450 ℃, the final winding temperature was 310 ℃. After processing the material into the inner and outer plates, and then subjected to hemming after heat treatment. In particular, in the case of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 2 to 4, only the hemming portion was locally heated during the heat treatment, followed by quenching for 10 seconds at various temperatures as shown in Table 1 below. However, Comparative Example 1 is according to the existing hemming method, and is flat-hemmed at room temperature without any heat treatment.
이후 헤밍부위의 표면검사를 통해 표면굴곡 발생 유무를 확인하였고, 단면관찰을 통해 크랙 발생 유무를 확인하였으며, 이러한 결과를 하기 표 1에 나타내었다. 하기 표 1에 나타낸 결과로서, 표면굴곡의 정도는 표면굴곡이 없는 경우 10, 미세한 굴곡이 있는 경우 8, 리징형태의 깊은 굴곡이 있는 경우 6, 작은 크랙이 있는 경우 4, 크랙이 전파된 경우 2, 파단인 경우를 0으로 나타내어, 상대적인 비교가 가능하게 하였다.After the surface inspection of the hemming site was confirmed whether the surface bend generation, and the presence of cracks through the cross-sectional observation was confirmed, these results are shown in Table 1 below. As a result shown in Table 1, the degree of surface curvature is 10 in the absence of surface curvature, 8 in the case of fine bends, 6 in the case of deep bends of the ridging form 6, 4 in the case of small cracks 2 The case of break was represented by 0 to allow relative comparison.
상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 10초로 가열시간을 고정시킨 후 급냉한 경우, 본 발명에 해당하는 열처리 온도인 200℃ 이상 500℃ 이하의 범위에서 원하는 헤밍품질을 얻을 수 있었다(실시예 1 ∼ 4). 그러나, 기존 방법과 같이 열처리를 하지 않았을 때(비교예 1)에는 헤밍 후 파단 및 크랙이 관찰되었고, 200℃ 미만의 경우(비교예 2 및 3) 헤밍 후 미세한 크랙이 발생하였다. 또한, 500℃를 초과한 경우(비교예 4)에서도 헤밍 후 미세한 크랙이 발생하였다. As shown in Table 1 above, in the case of quenching after fixing the heating time to 10 seconds, the desired hemming quality was obtained in the range of 200 ° C to 500 ° C, which is the heat treatment temperature corresponding to the present invention (Examples 1 to 4). ). However, when the heat treatment was not performed as in the conventional method (Comparative Example 1), fractures and cracks were observed after hemming, and in the case of less than 200 ° C. (Comparative Examples 2 and 3), minute cracks occurred after hemming. In addition, even when exceeding 500 degreeC (comparative example 4), the minute crack generate | occur | produced after hemming.
실시예 5 ∼ 8 및 비교예 5 ∼ 8Examples 5-8 and Comparative Examples 5-8
가열 후 등온 유지시간에 따른 효과를 알아보기 위하여, 실시예 5 ∼ 8 및 비교예 5 ∼ 8로서, 실시예 1 ∼ 4 및 비교예 1 ∼ 4와 동일한 방법으로 알루미늄-마그네슘-실리콘 합금판재를 제조한 후 내판 및 외판으로 가공하고, 이후 내판 및 외판을 열처리 후 헤밍을 실시하되, 이때 열처리는 온도 및 유지시간을 달리하여 실시하였다. 특히, 본 예에서는 열처리시 본 발명의 열처리 온도에 해당하는 200℃ 및 500℃의 온도로 헤밍부만을 국부적으로 가열한 상태에서 하기 표 2에 나타낸 바와 같은 다양한 시간동안 유지 후 급냉하였다. In order to examine the effect according to the isothermal holding time after heating, an aluminum-magnesium-silicon alloy sheet material was produced in the same manner as in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 4 as Examples 5 to 8 and Comparative Examples 5 to 8. Afterwards, the inner plate and the outer plate were processed, and then the inner plate and the outer plate were heat treated after hemming, wherein the heat treatment was performed by varying the temperature and the holding time. Particularly, in the present example, the heat treatment was quenched after various periods of time as shown in Table 2 in the state in which only the hemming part was locally heated to a temperature of 200 ° C. and 500 ° C. corresponding to the heat treatment temperature of the present invention.
이후 헤밍부위의 표면검사를 통해 표면굴곡 발생 유무를 확인하였고, 단면관찰을 통해 크랙 발생 유무를 확인하였으며, 이러한 결과를 실시예 1 ∼ 4 및 비교예 1 ∼ 4와 동일한 방법으로 하기 표 2에 나타내었다. Thereafter, the surface bending of the hemming site was confirmed by the presence of surface bending, and the presence of cracks was confirmed by cross-sectional observation. These results are shown in Table 2 in the same manner as in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 4. It was.
상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 해당하는 가열 유지시간(5 ∼ 15초) 미만으로 단시간 열처리를 실시한 경우(비교예 5와 비교예 7), Mg2Si의 기지로의 고용이 일어나지 않아 연성을 확보할 수 없으므로 크랙이 발생함을 알 수 있었다. 또한, 20초 이상의 열처리를 해서는 원하는 헤밍성을 얻을 수 없었다(비교예 6과 비교예 8). 즉, 열처리 시간이 길어질 경우, 원하는 헤밍부만 국부적으로 가열되는 것이 아니라 그 주위까지 가열이 이루어지면서 전체적인 조직연화로 인해 헤밍응력 외에 외판의 변형으로 인한 응력이 부가되어 표면품질 저하 및 크랙이 발생하게 되는 것이다.As shown in Table 2 above, when a short-term heat treatment was performed for less than the heat holding time (5 to 15 seconds) corresponding to the present invention (Comparative Example 5 and Comparative Example 7), solid solution of Mg 2 Si did not occur. It could be seen that cracks occurred because ductility could not be secured. In addition, the desired hemmability was not obtained by heat treatment for 20 seconds or more (Comparative Example 6 and Comparative Example 8). That is, when the heat treatment time is long, not only the desired hemming part is heated locally but also heats up to the surrounding area, and the stress due to the deformation of the outer plate is added due to the deformation of the outer plate due to the overall softening of the tissue, resulting in surface quality degradation and cracking. Will be.
이와 같이 하여, 알루미늄-마그네슘-실리콘 합금판재의 우수한 헤밍품질을 얻기 위한 열처리 조건으로 200 ∼ 500℃의 온도에서 5 ∼ 15초동안 유지한 후 급냉하는 것이 가장 바람직한 조건임을 확인할 수 있었다.In this way, it was confirmed that the most preferable condition was that after maintaining for 5 to 15 seconds at a temperature of 200 to 500 ° C. as heat treatment conditions for obtaining an excellent hemming quality of the aluminum-magnesium-silicon alloy plate.
이상의 실시예를 들어 본 발명을 구체화 하였듯이, 본 발명에 따른 알루미늄-마그네슘-실리콘 합금판재의 헤밍방법에 의하면, 기존 방법으로 헤밍했을 경우에 생기는 표면굴곡을 현저히 감소시킬 수 있고, 또한 크랙 발생을 억제할 수 있으며, 우수한 헤밍성을 확보할 수 있게 된다. 이러한 본 발명의 헤밍방법은 알루미늄-마그네슘-실리콘 합금판재를 소재로 하는 후드, 도어, 트렁크 리드 등 자동차 차체부품의 제조에 널리 적용될 수 있다. As the embodiment of the present invention is embodied by the above examples, according to the hemming method of the aluminum-magnesium-silicon alloy sheet according to the present invention, surface curvature generated when hemming by the conventional method can be significantly reduced, and further, crack generation is suppressed. It is possible to secure excellent hemming properties. The hemming method of the present invention can be widely applied to the manufacture of automotive body parts such as hoods, doors and trunk lids made of aluminum-magnesium-silicon alloy plates.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 알루미늄-마그네슘-실리콘 합금판재의 헤밍방법에 의하면, 헤밍부만을 국부적으로 가열하여 적정 온도 및 시간으로 유지한 다음 급냉한 후 헤밍을 실시함으로써, 석출물을 기지에 고용시켜 국부적인 연성을 확보하고, 이를 통해 헤밍성을 확보하여 헤밍 후 표면굴곡 발생을 현저히 줄일 수 있으며, 또한 크랙 발생을 억제할 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the hemming method of the aluminum-magnesium-silicon alloy sheet according to the present invention, only the hemming portion is locally heated to be maintained at an appropriate temperature and time, followed by quenching, and then hemming, thereby precipitating the precipitate to the base. By solid solution to secure a local ductility, through this secures the hemming properties can significantly reduce the occurrence of surface bending after hemming, and also has the effect of suppressing the occurrence of cracks.
결국, 헤밍성 확보로 우수한 품질의 제품을 생산할 수 있고, 더 나아가 표면굴곡의 제거를 위한 연마공정이 생략될 수 있으므로 제조원가 절감을 도모할 수 있으며, 불량률 감소의 효과를 기대할 수 있다.As a result, it is possible to produce a product of excellent quality by securing the hemming property, and furthermore, the polishing process for removing the surface bend can be omitted, thereby reducing the manufacturing cost, and can be expected to reduce the defect rate.
도 1은 통상의 헤밍공정을 도시한 개략도이고,1 is a schematic diagram showing a conventional hemming process,
도 2는 통상의 헤밍부 단면을 촬영한 사진이며,2 is a photograph of a cross section of a normal hemming portion;
도 3a와 도 3b는 종래기술에 따른 헤밍부의 표면굴곡과 단면에서 확인한 크랙을 보여주는 사진이고,3a and 3b is a photograph showing the cracks confirmed in the surface bending and cross-section of the hemming portion according to the prior art,
도 4a와 도 4b는 본 발명이 적용된 헤밍부의 표면 및 단면을 보여주는 사진이다. 4A and 4B are photographs showing the surface and cross section of the hemming part to which the present invention is applied.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for main parts of the drawings>
1 : 상형 2 : 하형1: upper type 2: lower type
11 : 내판 12 : 외판11: inner plate 12: outer plate
12a : 플랜지 13 : 헤밍부12a: flange 13: hemming part
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR10-2003-0041397A KR100535144B1 (en) | 2003-06-25 | 2003-06-25 | Method for hemming Al-Mg-Si aluminum alloy sheet |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR10-2003-0041397A KR100535144B1 (en) | 2003-06-25 | 2003-06-25 | Method for hemming Al-Mg-Si aluminum alloy sheet |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20050000841A KR20050000841A (en) | 2005-01-06 |
| KR100535144B1 true KR100535144B1 (en) | 2005-12-07 |
Family
ID=37216722
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR10-2003-0041397A KR100535144B1 (en) | 2003-06-25 | 2003-06-25 | Method for hemming Al-Mg-Si aluminum alloy sheet |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR100535144B1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101371311B1 (en) * | 2012-02-02 | 2014-03-11 | 자동차부품연구원 | Roller hemming method adopting partial heating |
| KR101422102B1 (en) | 2012-08-23 | 2014-07-23 | 에스아이에스 주식회사 | laser control of laser assist roller hemming apparatus |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100722060B1 (en) * | 2005-08-24 | 2007-05-25 | 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 | Method for molding aluminum alloy material |
| US20160244367A1 (en) * | 2013-04-26 | 2016-08-25 | Sika Technology Ag | Cement-free or cement-reduced low dust hybrid flooring compositions |
| CN105328035A (en) * | 2015-11-17 | 2016-02-17 | 江苏强盛汽配制造有限公司 | Edge covering die for engine heat shields and edge covering process |
| CN105478554A (en) * | 2015-11-30 | 2016-04-13 | 石家庄飞机工业有限责任公司 | Anti-cracking process during forming and high flanging of 5A06 material plate part |
-
2003
- 2003-06-25 KR KR10-2003-0041397A patent/KR100535144B1/en active IP Right Grant
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101371311B1 (en) * | 2012-02-02 | 2014-03-11 | 자동차부품연구원 | Roller hemming method adopting partial heating |
| KR101422102B1 (en) | 2012-08-23 | 2014-07-23 | 에스아이에스 주식회사 | laser control of laser assist roller hemming apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20050000841A (en) | 2005-01-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3431924B2 (en) | Method for improving the hem formability of age-curable aluminum sheets | |
| US10501829B2 (en) | Method for producing a structural sheet metal component, and a structural sheet metal component | |
| EP0245464B2 (en) | Aluminum alloy vehicular member | |
| JP4939093B2 (en) | Method for producing 6000 series aluminum alloy plate for automobile panel having excellent hem bendability and bake hardness | |
| JP2018513916A (en) | High strength 6XXX aluminum alloy and manufacturing method thereof | |
| JP2010159488A (en) | Method for molding 2,000 series aluminum alloy material, and formed product molded by the same | |
| WO2009130175A1 (en) | Method of manufacturing a structural aluminium alloy part | |
| JP2011111657A (en) | Method for producing aluminum alloy sheet blank for cold press forming having coating/baking hardenability, cold press forming method using the blank, and formed part | |
| KR102329710B1 (en) | A process for warm forming an age hardenable aluminum alloy in t4 temper | |
| JP2010227954A (en) | Method of press-forming aluminum alloy sheet | |
| JP5379471B2 (en) | Method for producing aluminum alloy plate for cold press forming and cold press forming method | |
| KR100535144B1 (en) | Method for hemming Al-Mg-Si aluminum alloy sheet | |
| EP1190109B1 (en) | Heat treatment of formed aluminum alloy products | |
| US6406571B1 (en) | Heat treatment of formed aluminum alloy products | |
| US20020174920A1 (en) | Heat treatment of formed aluminum alloy products | |
| JPS62278256A (en) | Manufacture of aluminum-alloy rolled sheet | |
| JP2009242907A (en) | Method for producing aluminum alloy blank for press forming | |
| JP2012152780A (en) | Molding working method for aluminum alloy plate | |
| JP2008246508A (en) | Bending method of aluminum alloy material | |
| JP4253140B2 (en) | Hemming method of aluminum alloy panel material and aluminum alloy panel material | |
| JP5839588B2 (en) | Press forming method for automotive panel material | |
| KR100600194B1 (en) | Manufacturing method of Al-Mg-Si alloy sheet having improved hemmability | |
| JP2008254000A (en) | Hemming method | |
| JP2001205365A (en) | Hemming method of aluminum alloy plate | |
| JP2004076065A (en) | Automobile aluminum alloy panel |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20121130 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20131129 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20141128 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20171129 Year of fee payment: 13 |