KR100780841B1 - 프레스타입의 국부 열처리용 지그장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고주파 유도가열에 의한 국부 열처리 작업시 열처리 대상물의 플랜지부 견고하게 고정하여 대상물의 열변형이 최소화될 수 있도록 한 프레스 타입의 지그장치를 제공함을 목적으로 한다.

이를 위한 본 발명에 따른 지그장치는, 고주파 유도가열에 의한 국부 열처리 작업시 열처리 대상물(1)의 둘레를 따라 마련된 플랜지부(2) 전체를 고정할 수 있도록 구성된 프레스 타입의 지그장치로서, 열처리 대상물(1)의 둘레를 따라 마련된 플랜지부(2) 전체를 상하에서 가압하여 고정할 수 있도록 마련된 상형(20)과 하형(30); 열처리 대상물(1)의 모서리 부위를 외측에서 가열할 수 있도록 상형(20)에 설치된 고주파 유도코일(22); 고주파 유도코일(22)에 의해 가열된 부위를 내측에서 냉각할 수 있도록 하형(30)에 설치된 냉각노즐(32); 및 냉각노즐(32)로부터 분사된 냉각수가 배출될 수 있도록 하형(30)을 관통하여 형성된 배출홀(33);을 포함하는 것을 특징으로 한다.

열처리, 국부강화, 지그, 고주파 유도가열

Description

프레스타입의 국부 열처리용 지그장치 {A press-type jig device for local heat treatment}

도1은 종래 국부 열처리용 지그장치의 일례를 도시한 개략도,

도2는 종래 국부 열처리용 지그장치의 또 다른예를 도시한 개략도,

도3은 본 발명의 제1실시예에 따른 국부 열처리용 지그장치의 개념도이다.

도4는 본 발명의 제2실시예에 따른 국부 열처리용 지그장치의 개념도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1: 열처리 대상물 2: 플랜지부

20: 상형 22: 고주파 유도코일

23: 세라믹 30: 하형

32: 냉각노즐 33: 배출홀

본 발명은 국부 열처리용 지그장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고주파 유도가열에 의한 국부 열처리 작업시 열처리 대상물의 플랜지부 전체를 견고하게 고정하여 대상물의 열변형이 최소화될 수 있도록 한 프레스 타입의 지그장치에 관 한 것이다.

일반적으로 차량패널 및 기타 부품은 안전성을 위해 고강도의 강판으로 제조될 필요가 있다. 그러나, 강판 자체가 고강도일 경우, 성형성이 떨어져 문제가 된다.

따라서 이러한 문제를 해결하기 위하여, 강도가 필요한 부분 만을 고주파 유도가열에 의해 국부적으로 열처리함으로써 강도와 성형성을 동시에 만족시킬 수 있는 기술이 개발되었다.

현재 사용되고 있는 국부 열처리 방법으로는, 강도가 필요한 부분을 1차 성형하여 국부 열처리한 후 나머지 부분에 대하여 2차 성형을 하거나, 완제품으로 성형완료 후 강도가 필요한 부위만 국부 열처리하는 방법이 있다. 이 중, 후자 방법의 경우, 완제품의 열처리 과정 중 제품의 플랜지 부위가 열변형되기 때문에, 플랜지 부위를 고정하기 위한 지그장치를 필요로 한다.

종래 지그장치의 예로서, 도1에는 한국 특허등록번호 제422769호에 소개된 지그장치가 도시되어 있다.

도1에서 볼 수 있는 바와 같이, 지그장치(10)는, 열처리 대상물(1)의 플랜지부(2) 하면을 지지하기 위한 하부지그(14)와 플랜지부(2)의 상면을 지지하기 위한 수평바(13)를 갖는 상부지그(12)가, 베이스(11) 상에 다수 설치된 구조로 이루어져 있다.

그러나, 도1에 도시된 바와 같은 종래 지그장치는, 고주파 유도가열을 이용하여 수초 안에 900℃ 이상으로 가열한 후 급냉함으로써 열처리 대상물(1)의 상변 태를 유도하는 과정에서, 플랜지부(2)가 열변형되는 것을 방지하기에는 충분하지 못한 점이 있었다. 즉, 실제 조업과정에서, 도1에 도시된 바와 같은 지그장치를 사용하여 열처리 대상물(1)의 플랜지부(2)를 고정하더라도, 열처리 후 플랜지부(2)에는 최대 ±10mm 정도의 변형이 발생되는 문제점이 있었다.

한편, 도2에는 도1에 도시된 지그장치와 유사한 형태로서 본 출원인이 개발하여 사용 중에 있는 지그장치가 도시되어 있으나, 도2에 도시된 바와 같은 지그장치에 의하여도 플랜지부에서의 열변형량을 ±5mm 이내로 최소화하기는 어려운 것이었다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 국부 열처리 작업시 열처리 대상물의 플랜지부를 견고하게 고정하여 대상물의 열변형이 최소화될 수 있도록 한 지그장치를 제공함을 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 국부 열처리용 지그장치는, 절곡되어 각이 진 모서리부를 가지며 둘레에는 플랜지부가 형성된 열처리 대상물의 국부 열처리용 지그장치이다. 그 지그장치는, 상기 열처리 대상물의 플랜지부 전체를 상하에서 가압할 수 있는 상형 및 하형으로 구성된 지그; 및 이 지그 내부에 설치되되, 열처리 대상물의 모서리부를 선택적으로 가열할 수 있도록 모서리부에 근접되게 상형 또는 하형에 설치된 고주파 유도코일;을 포함한다. 그리고, 고주파 유도코일과 지그 사이에는 세라믹이 개재된다. 또한, 본 발명에 따른 국부 열처리용 지그장치는 고주파 유도코일에 의해 가열된 모서리부의 냉각을 위해 지그 내부에 설치되며, 열처리 대상물을 기준으로 고주파 유도코일이 설치된 위치의 반대편 측 위치에 배치된 냉각노즐; 및 이 냉각노즐에서 분사된 냉각수가 지그 외부로 배출될 수 있도록 지그에 형성된 배출홀;을 포함한다.

본 발명에 따르면, 고주파 유도코일과 냉각노즐의 설치위치는 서로 반대위치로 변경될 수 있다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 프레스타입의 국부 열처리용 지그장치에 대하여 살펴본다.

제1실시예로서, 도3에 도시된 바와 같이, 지그장치의 지그는 열처리 대상물(1)의 플랜지부(2) 하면을 지지하는 하형(30)과 플랜지부(2)의 상면을 가압하는 상형(20)으로 구성되어 있다.

본 발명에 따른 열처리 대상물(1)은 차체에의 조립이 가능하도록 성형이 완료된 차체패널과 같은 부품으로서, 어느 일측으로 볼록한 부위를 가지며 그 볼록한 부위에는 성형에 의해 절곡되어 모서리가 형성되며 둘레에는 플랜지부를 갖는 부품이 주대상이다. 이러한 열처리 대상물(1)은 볼록부위의 외측면이 상형을 향하도록 하형(30) 위에 엎어진 상태로 얹혀진다.

상형(20)은, 열처리 대상물(1)의 볼록한 부위에 대응하는 요부(20a)가 마련되며, 이 요부(20a)에는 열처리 대상물(1)의 모서리 부위의 외면을 가열하기 위한 고주파 유도코일(22)이 설치된다. 여기서, 열처리 대상물(1)의 모서리 부위를 열처리하고자 하는 것은, 모서리 부위의 강도를 증가시키는 것이 열처리 대상물(1) 전체의 강도를 증가시키는 효과적인 수단이 되기 때문이다. 실제로, 차체패널이나 기타 벌크 부품에 모서리가 마련하는 것은, 디자인상의 고려도 있겠으나 강도의 증가를 얻기 위함도 있는 것이다.

그리고, 요부(20a)에 설치된 고주파 유도코일(22)은, 상형(20)에 전자유도현상의 영향이 미치는 것을 방지하기 위하여, 고주파 유도코일(22)은 세라믹(23)으로 커버링된 상형(20)에 설치하는 것이 바람직하다. 일례로, 고주파 유도코일(22)이 설치될 위치의 상형(20)에 세라믹(23)을 설치하고, 그 위에 고주파 유도코일(22)을 설치할 수 있다.

하형(30)은, 열처리 대상물(1)의 볼록한 부위에 대응하여 상방향으로 돌출된 철부(30a)가 마련되며, 이 철부(30a)에는 고주파 유도코일(22)에 의해 가열된 모서리 부위의 내측면을 냉각할 수 있도록 냉각노즐(32)이 설치된다. 하형(30)의 철부(30a)로 인하여 냉각노즐(32)과 열처리 대상물(1) 간의 이격거리가 짧아지며, 따라서 냉각노즐(32)로부터 분사된 냉각수는 급격히 가열된 열처리 부위를 효과적으로 냉각시킬 수 있게 된다.

그리고, 하형(30)에는 냉각노즐(32)로부터 분사된 냉각수를 외부로 배출하기위한 배출홀(33)이 형성된다. 배출홀(33)은 하형(30)과 열처리 대상물(1) 사이의 공간에 배치되도록 하는 것이 좋으며, 이러한 배출홀(33)은 수냉각 초기 급격하게 기화된 증기가 외부로 발산될 수 있도록 하는 통로 기능을 한다. 물론, 상형(20) 및/또는 하형(30)에는 별도의 증기 배출용 배출홀(33)이 마련될 수 있다.

제2실시예로서, 도4에 도시된 바와 같이, 지그장치의 고주파 유도코일(22)은 철부(30a)를 갖는 하형(30)에 설치되며, 냉각노즐(32)은 요부(20a)를 갖는 상형(20)에 설치되도록 할 수 있다. 다만, 이 경우에도 제1실시예에서와 같이, 국부열처리의 대상은 주요하게는 열처리 대상물의 모서리 부분이며, 고주파 유도코일(22)과 지그 사이에는 세라믹(23)이 개재된다.

한편, 냉각수의 배출을 위한 배출홀(33a)은 상형(20)을 관통하여 형성된다. 물론, 제1실시예에서와 같이 하형을 관통하는 배출홀(33) 또한 마련될 수 있을 것이다.

이상 설명된 바와 같은 프레스 타입의 지그장치에 있어, 상형(20)과 하형(30)은 그 자체가 플랜지부(2) 전체를 균일하게 가압하여 고정할 수 있도록 열처리 대상물(1)의 플랜지부(2)의 형상에 대응하는 형상을 가질 수 있으며, 혹은 열처리 대상물(1)의 플랜지부(2)의 형상에 대응하는 형상을 갖는 별도의 부재를 마련하여 상형(20)과 하형(30)에 결합, 분리시킬 수 있도록 할 수 있다.

그리고, 지그는 SKD6, SKD61 등과 같은 열간금형강을 이용하여 제작되는 것이 바람직하다.

상술한 바와 같은 구조로 이루어진 프레스타입의 국부 열처리용 지그장치에 따르면, 국부 열처리 작업시 열처리 대상물의 플랜지부 전체를 견고하게 고정할 수 있으므로 플랜지부에서의 열변형량은 ±1mm 이내로 최소화될 수 있다.

Claims (4)

1. 절곡되어 각이 진 모서리부를 가지며 둘레에는 플랜지부(2)가 형성된 열처리 대상물(1)의 국부 열처리용 지그장치로서,

   상기 열처리 대상물(1)의 플랜지부(2) 전체를 상하에서 가압할 수 있는 상형(20) 및 하형(30)으로 구성된 지그;

   상기 지그 내부에 설치되되, 열처리 대상물(1)의 모서리부를 선택적으로 가열할 수 있도록 모서리부에 근접되게 상형(20) 또는 하형(30)에 설치된 고주파 유도코일(22);

   상기 고주파 유도코일(22)과 지그 사이에 개재된 세라믹(23);

   상기 고주파 유도코일(22)에 의해 가열된 모서리부의 냉각을 위해 지그 내부에 설치되며, 열처리 대상물(1)을 기준으로 고주파 유도코일(22)이 설치된 위치의 반대편 측 위치에 배치된 냉각노즐(32); 및

   상기 냉각노즐(32)에서 분사된 냉각수가 지그 외부로 배출될 수 있도록 지그에 형성된 배출홀(33,33a);을 포함하는 것을 특징으로 하는 프레스타입의 국부 열처리용 지그장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 지그의 재질은 열간 금형강인 것을 특징으로 하는 프레스타입의 국부 열처리용 지그장치.
3. 삭제
4. 삭제

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