KR100842710B1 - 열변형 방지 기능을 갖는 오일냉각 금형 및 이를 이용한기계 부품의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 오일냉각 금형은, 상부 금형 및 하부금형을 포함하여 이루어지고 냉각수단으로 오일을 사용하는 오일 냉각 금형으로서, 상기 하부금형은 그 측부에 적어도 하나의 오일 공급홀이 형성되고, 그 중앙 상부에 상기 오일 공급홀과 연통하는 오일 토출홀이 형성되며, 상기 상부 금형 및 상기 하부 금형의 제품 접촉면은 다수의 볼록부를 형성하고 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 오일냉각 금형을 이용한 기계 부품의 제조 방법은, (a) 강판을 준비하는 단계; (b) 상기 강판을 블랭킹 및 피어싱을 포함하는 공정을 거쳐 중앙에 홀이 형성되는 기계 부품의 형상으로 형성하는 단계; (c) 상기 강판을 오스테나이트 영역에 해당하는 온도로 가열하는 단계; (d) 상기 강판을 프레스금형으로 급속 이송하는 단계; 및 (e) 상기 강판을 전술한 오일 냉각 금형에서 상부금형 및 하부금형의 볼록부가 강판과 접촉되어 가압하는 상태로 강판의 열변형을 방지하면서 급속 냉각시키는 단계;를 포함하여 수행된다.

이러한 본 발명에 의하여, 공정을 단순화하여 부품의 제조 비용을 절감시키고 생산성을 향상시킬 수 있으며, 열처리에 따른 열변형을 억제하여 우수한 형상과 높은 경도를 갖는 기계 부품을 제공할 수 있다.

강판, 고온 성형, 프레스, 템퍼링

Description

열변형 방지 기능을 갖는 오일냉각 금형 및 이를 이용한 기계 부품의 제조 방법{Oil cooling die which has function of preventing heat deformation and manufacturing method for machine parts using the same}

도 1a는 중앙부에 홀이 있는 평판모양의 자동차부품 예를 도시한 도면이며, 도 1b는 중앙부에 홀이 있는 접시모양의 자동차부품 예를 도시한 도면이다.

도 2는 종래 기술에 따른 평판이나 접시 모양의 자동차 부품 제조 방법을 나타내는 흐름도이다.

도 3a는 본 발명의 일실시예에 따른 기계 부품 제조를 위한 오일냉각 금형을 도시한 도면이고, 도 3b는 본 발명의 일실시예에 따른 오일냉각 금형에 있어서 표면에 볼록부를 가지는 하부금형의 예를 도시한 도면이다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 기계 부품 제조 공정을 나타내는 흐름도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 하부금형 20 : 상부금형

30 : 볼록부 40 : 오일 공급홀

50 : 오일 토출홀 90 : 오일 탱크

본 발명은 오일냉각 금형, 이를 이용한 기계 부품의 제조 방법에 관한 것으로서, 상세하게는 기계 부품을 프레스 경화 방법으로 제조하는 공정에서 열변형이 없고 경도가 높은 부품을 제조할 수 있도록 설계된 오일냉각 금형 및 이를 이용한 기계 부품 제조 방법에 관한 것이다.

기계 부품은 평면도 또는 평행도 같은 형상 특성, 치수 정밀도, 경도, 내피로성, 인성 등의 여러 가지 특성이 우수할 것이 요구된다. 특히, 자동차 부품의 경우 자동차 성능의 향상을 위하여 보다 우수한 특성이 요구되는 것이 최근의 경향이다. 이를 만족하기 위하여 자동차 부품은 매우 정밀하게 성형되어야 하며 열처리 공정에서 원하는 경도를 부여함은 물론 열처리 시 열변형은 억제되어야 한다.

일반적으로 높은 경도와 우수한 형상을 요구하는 자동차 부품은 원하는 모양으로 성형한 후

칭(Quenching) 혹은 오스템퍼링(Austempering)하여 제조한다. 그러나 종래기술에서는

칭이나 오스템퍼링 시 열변형이 수반되므로 지그 템퍼링이나 프레스 템퍼링을 통해 열변형이 일어난 형상을 보정해 주어야 하였다.

종래 기술에 따른 중앙부에 홀이 있는 접시 모양의 자동차 부품(도 1b)의 제조방법을 도 2를 참조하여 설명한다. 도 2는 종래 기술에 따른 자동차 부품 제조 방법을 나타내는 흐름도이다.

먼저, 두께 3mm 이상의 열연강판을 준비하고 이를 블랭킹, 굽힘 가공을 포함 하는 드로잉 가공 및 피어싱을 수행하여 도 1b와 같은 접시모양의 자동차 부품으로 성형한다.

이어서, 접시모양으로 성형된 강판에

칭이나 오스템퍼링을 수행한다.

칭은 오스테나이트 영역까지 가열한 후 냉각시켜 마르텐사이트를 만드는 열처리이고, 오스템퍼링은 오스테나이트 영역까지 가열한 후 250~450℃ 정도로 유지된 염욕로로 급냉시켜 베이나이트로 등온 변태시킨 후 공냉하는 열처리를 말한다.

이어서 강판에 지그 템퍼링 또는 프레스 템퍼링을 수행한다.

칭이나 오스템퍼링을 수행할 때 강판에 극심한 열변형이 발생되는데, 지그 템퍼링과 프레스 템퍼링은 이 열변형을 보정하기 위하여 수행되는 것으로 강판을 보정하여 형상을 확보하는 공정이다. 그러나 지그 템퍼링과 프레스 템퍼링 후에도 형상 보정이 잘 되지 않는 문제가 있다. 또한

칭이나 오스템퍼링 시 발생된 열변형의 방지를 위해 지그 템퍼링 또는 프레스 템퍼링 등의 가압이 필요한 템퍼링을 더 수행하여야 하므로 제조 비용이 증가하고 생산성이 저하되는 문제가 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 제품 중앙에 홀이 존재하는 형상의 자동차 부품을 프레스 경화 방법으로 제조하는 공정에서 열변형이 없고 경도가 높은 부품을 제조할 수 있도록 설계된 오일냉각 금형 및 이를 이용한 기계 부품의 제조 방법에 관한 것이다.

전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 오일 냉각 금형은, 상부 금형 및 하부금형을 포함하여 이루어지고 냉각수단으로 오일을 사용하는 오일 냉각 금형으로서, 하부금형은 그 측부에 적어도 하나의 오일 공급홀이 형성되고, 그 중앙 상부에 오일 공급홀과 연통하는 오일 토출홀이 형성되며, 상부 금형 및 하부 금형의 제품 접촉면은 다수의 볼록부를 형성하고 있는 것을 특징으로 한다.

이러한 본 발명의 오일 냉각 금형은 상부금형 및 하부금형에 형성된 다수의 볼록부가 기계 부품의 표면과 접촉되어 가압하는 상태에서 냉각 오일이 하부금형의 오일 토출홀로 배출되어 기계 부품을

칭함으로써, 열변형을 효과적으로 방지할 수 있다.

본 발명의 오일냉각 금형은 상부금형에 형성된 다수의 볼록부와 하부금형에 형성된 다수의 볼록부가 상호 일대일로 대향하는 위치에 형성되는 것이 바람직하다. 이렇게 상호 대향하는 상부금형과 하부금형의 볼록부가 상호 맞물려서 기계 부품을 가압함으로써, 기계 부품의 열변형을 보다 효율적으로 방지할 수 있다.

또한, 상부금형 및 하부금형에 형성된 다수의 볼록부는 일정 간격으로 형성되어 기계 부품에 균일한 압력을 가하는 것이 바람직하다.

상부금형 및 하부금형에 형성된 볼록부는 그 횡단면이 다양한 형상을 가질 수 있으나, 타원 형상을 갖는 것이 보다 바람직하다. 그 이유는 타원형에 가까울수록 오일의 흐름이 원활하여 볼록부 뒷쪽 제품면을 빠르게 냉각할 수 있기 때문이 다.

본 발명의 오일 냉각 금형은, 오일냉각 금형을 둘러싸며 설치되고 오일 배출구가 형성된 오일 탱크, 오일 탱크의 오일 배출구 및 하부금형의 오일 공급홀과 연결되는 오일 공급 장치 및 오일 공급 장치에 부착된 냉각 장치를 더 포함할 수 있다. 따라서, 금형 내에서 기계 부품을 냉각한 오일이 배출되어 냉각 장치를 통해 원하는 온도로 냉각된 후 다시 순환되게 된다.

전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 오일 냉각 금형을 이용한 기계 부품 제조 방법은, (a) 강판을 준비하는 단계; (b) 강판을 블랭킹 및 피어싱을 포함하는 공정을 거쳐 중앙에 홀이 형성되는 기계 부품의 형상으로 형성하는 단계; (c) 강판을 오스테나이트 영역에 해당하는 온도로 가열하는 단계; (d) 강판을 프레스금형으로 급속 이송하는 단계; 및 (e) 강판을 전술한 특징 중 적어도 하나의 특징을 갖는 오일 냉각 금형에서 상부금형 및 하부금형의 볼록부가 강판과 접촉되어 가압하는 상태로 강판의 열변형을 방지하면서 급속 냉각시키는 단계;를 포함하여 수행된다.

이러한 본 발명의 제조 방법에 의하여, 지그 템퍼링 또는 프레스 템퍼링 공정을 수행하지 않고서도, 열변형을 보다 효율적으로 방지하면서 경도가 높은 기계 부품을 제조할 수 있게 된다.

본 발명의 제조 방법에 사용되는 강판은 그 두께가 3mm 이상인 것이 적합하다. 두께가 3mm 이하인 강판은 오일에 의한 직접 냉각 방식보다는 금형 내부에 물을 순환시키면서 금형을 냉각시키고, 냉각된 금형에 의해 프레스 경화하는 방법을 적용하는 것이 바람직하다.

상기 (b) 단계에서는 기계 부품이 평판 형상이 아닌 일부가 굽은 형상(도 1b)인 경우 강판을 드로잉하여 성형하는 공정을 더 포함할 수 있으며, 상기 (c) 단계에서는 강판을 800℃ 내지 1000℃의 온도로 가열하는 것이 바람직하다.

본 발명의 제조 방법은, 상기 (e) 단계 이후에, (f) 강판을 300℃ 내지 500℃로 템퍼링하는 단계를 더 포함하여, 제품의 인성을 향상시키고 적절한 경도를 부여할 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 오일냉각 금형 및 이를 이용한 기계 부품의 제조 방법에 대하여 상세하게 설명한다.

도 3a는 본 발명의 일실시예에 따른 접시모양의 자동차부품을 프레스 경화 방법으로 제조하기 위한 오일냉각 금형을 개략적으로 도시한 구성도이다.

도 3a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 오일 냉각 금형은 하부금형(10)과 상부금형(20)으로 구성된다. 하부금형(10)과 상부금형(20)의 제품 접촉면에는 다수의 볼록부(30)가 형성되어 이 볼록부가 기계 부품의 표면과 접촉되어 가압하는 상태에서

칭이 이루어지게 된다. 따라서, 상부금형 및 하부금형의 볼록부가 제품을 가압 고정하는 역할을 하게 되어

칭시 열변형을 효과적으로 방지할 수 있다.

도 3b에 제품 접촉면에 다수의 볼록부(30)를 가지는 하부금형(10)의 제작 예를 도시하였다. 정확한 형상이 요구되는 기계 부품일수록 볼록부의 수를 늘리고 볼 록부 표면의 면적을 증가시키는게 바람직하지만 접촉부가 많으면 오일의 흐름을 방해하여 경도가 낮아지는 문제가 있다. 볼록부의 형상은 원형, 타원형, 다각형 등 여러 가지 형태를 가질 수 있으나, 타원형에 가까울수록 오일의 흐름이 원활하여 볼록부 뒷쪽 제품면을 빠르게 냉각할 수 있어 바람직하다.

하부금형(10)에는 그 측부에 오일 공급홀(40)이 형성되고, 그 중앙 상부에 오일 공급홀(40)과 연통하는 오일 토출홀(50)이 형성된다. 오일 공급홀(40)은 적어도 하나 이상 형성될 수 있으며, 복수의 오일 공급홀이 형성되는 경우에는 오일의 원활한 흐름을 위하여 일정한 간격을 갖고 대칭으로 형성되는 것이 바람직하다.

하부금형(10)의 오일 공급홀(40)을 통해 공급된 오일은 하부금형의 오일 토출홀(50)을 통해 토출되고, 토출된 고압의 오일은 상부금형(20)과 기계 부품 윗면 사이 공간(60) 및 하부금형(10)과 기계부품 아랫면 사이 공간(70)을 따라 빠르게 흘러 가면서 제품을 냉각하게 된다.

본 발명의 오일 냉각 금형은, 오일 탱크(90), 오일공급장치(미도시) 및 오일공급장치에 부착된 냉각장치(미도시)를 더 구비할 수 있다. 오일탱크(90)는 금형(10, 20)을 둘러싸며 설치되고 오일 배출구(100)가 형성되며, 오일공급장치는 오일 탱크(90)의 오일 배출구(100) 및 하부금형(10)의 오일 공급홀(40)과 연결된다.

제품 냉각에 사용되어 뜨거워진 오일은 제품과 오일커버 사이 공간(80)을 따라 배출되며, 배출된 오일은 오일탱크(90)로 모아진 후 오일 배출구(100)를 통해 오일공급장치로 되돌아간다. 오일공급장치에는 냉각장치가 부착되어 되돌아 온 오일을 원하는 온도로 냉각시켜 다시 제품 냉각에 사용하게 된다. 오일의 온도는 20^oC~100^oC로 변화시킬 수 있으나 사용되는 제품의 강종이나 두께, 크기, 요구되는 제품 경도, 형상 등을 고려하여 선택할 수 있다. 공급되는 오일의 양이 많을수록 냉각효과가 증가하므로 오일공급장치에서 공급되는 오일의 압력 조절을 통해 원하는 냉각속도를 얻을 수 있게 된다.

본 발명의 오일냉각 금형은 두께가 3mm 이상으로 두껍고 제품 중앙에 오일이 올라올 수 있는 홀이 형성되어 있는 평판이나 접시모양의 기계부품을 급속 냉각하는데 효과적으로 적용될 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명의 오일냉각 금형을 사용하여 기계부품을 제조하게 되는 경우,

칭 시 열변형을 효과적으로 방지하게 되어 결과적으로 높은 경도와 우수한 형상을 갖는 기계 부품을 제조할 수 있다.

이하에서는 전술한 본 발명의 오일냉각 금형을 이용한 기계 부품의 제조 방법에 대해 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 기계 부품의 제조 방법을 도시한 흐름도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 기계 부품의 제조 방법은 강판 준비 단계(ST10), 블랭킹, 드로잉, 피어싱 단계(ST20), 가열 단계(ST30), 이송 단계(ST40), 프레스 경화 단계(ST50) 및 템퍼링 단계(ST45)를 포함하여 수행된다.

상기 각 단계를 좀더 상세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저, 강판 준비 단계(ST10)에서는 두께가 3mm 이상의 강판을 준비한다. 강 판의 두께가 3mm 이상으로 두꺼운 경우 오일 냉각시 두께방향으로 냉각속도 차이가 있으므로 경화능이 높은 소재를 사용할수록 유리하나 소재가격 상승의 요인이 될 수 있다. 두께가 3mm 이하인 강판은 오일에 의한 직접 냉각방식보다는 금형내부에 물을 순환시키면서 금형을 냉각하고 냉각된 금형에 의해 프레스 경화시키는 공정을 적용하는 게 바람직하다.

이어서, 블랭킹, 드로잉, 피어싱 단계(ST20)에서 강판을 원하는 부품의 형상으로 성형한다. 굽힘 가공이 필요한 부품(예를 들어, 도 1b)과 달리, 평판 형태의 부품(예를 들어, 도 1a)인 경우에는 드로잉 가공 단계가 생략될 수 있다.

도 1b에 도시된 자동차 부품의 제조 단계를 예로 들어 설명하면, 먼저 블랭킹 가공을 통하여 강판을 절단한다. 이어서, 드로잉 가공 단계에서 강판에 굽힘 가공을 포함하는 드로잉 가공을 수행한 다음 피어싱 단계를 차례로 수행하여 강판을 원하는 형상의 자동차 부품으로 성형한다. 본 발명의 오일 냉각 금형을 이용하여 제조될 수 있는 기계 부품은 오일이 유입될 수 있도록 중앙부위에 홀을 갖는 부품이어야 한다.(도 1a, 도 1b 참고)

블랭킹 공정, 드로잉 공정 및 피어싱 공정은 공정 순서를 달리하거나, 이 중 적어도 두개 이상의 공정이 동시에 수행될 수도 있다. 또한, 블랭킹, 피어싱 및 드로잉과 동일한 기능을 수행하는 공정이라면, 용어에 한정되지 않고 이러한 공정을 나타내는 것으로 해석할 수 있음을 물론이다.

이어서, 가열 단계(ST30)에서는 기계 부품 형상으로 성형된 강판을 가열로에 넣고 오스테나이트 영역에 해당하는 온도로 가열한다. 이때, 이송 단계(ST35)에서 의 온도 저하 및 탄소 함량 등을 고려하여 800℃ 내지 1000℃ 온도까지 가열하는 것이 바람직하다.

본 실시예에서 가열로로는 메쉬 벨트형 연속로, 전기나 가스를 열원으로 하는 배취로 또는 회전로를 이용할 수 있다. 그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 가열로를 이용할 수 있음은 물론이다.

이어서, 이송 단계(ST40)에서 가열된 부품을 프레스 경화 설비로 이송한다. 부품의 이송 시간이 길어지면 부품의 온도가 낮아져 프레스 경화 이후에 부품 내부에 페라이트, 펄라이트, 베이나이트 등이 생성되어 강도를 저하시킬 수 있다. 따라서, 부품의 성분을 고려하여, 상기의 강도 저하를 방지할 수 있도록 급속히 이송하는 것이 바람직하다. 즉, 가열된 부품을 펄라이트 또는 페라이트 상이 생기지 않는 한도 내에서의 속도로 이송하는 것이 바람직하며, 가능한 한 가장 빠른 속도로 이송하는 것이 더욱 바람직하다.

오스테나이트에서 펄라이트로의 변태 시작 온도는 대략 700℃ 이하에서 이루어지므로 최소한 부품의 공기 중 냉각이 700℃ 이상에서 이송이 마무리되어야 한다. 일반적으로 가열된 금속소재의 온도가 900℃일 때, 상온에서 냉각되는 속도가 초당 20℃ 정도이므로 대략 10초 이내로 부품의 이송이 완료되는 것이 바람직하다.

여기서, 부품은 자동이송하거나 수작업으로 이송할 수 있다. 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 방법으로 부품을 이송할 수 있다.

이어서, 프레스 경화 단계(ST50)에서는 프레스금형에서 급속 냉각을 통하여 프레스 경화를 수행한다. 여기서, 프레스 경화라 함은 오스테나이트 영역으로 가열 된 강판을 프레스 금형을 이용하여

칭하는 것을 말하며, 당업계에서는 프레스 담금질, 프레스

칭, 다이

칭, 열간 프레스 성형, 핫 프레스 포밍 등으로 불리우기도 한다.

본 발명에 적용된 프레스 경화는 다음과 같은 특징을 가진다. 상부 금형과 하부 금형은 제품 접촉면에 일정 간격으로 다수의 볼록부가 형성되어 이 볼록부가 강판의 표면과 접촉되어 가압하는 상태에서

칭이 이루어지므로 열변형을 효과적으로 방지할 수 있다. 또한 하부금형의 측면에서 공급된 오일은 하부금형의 중앙부 홀을 통해 토출되고, 토출된 고압의 오일은 상부금형과 기계 부품 윗면 사이 공간 및 하부금형과 자동차부품 아랫면 사이 공간을 따라 빠르게 흘러 가면서 제품을 냉각하게 된다. 이 방법은 전술한 바와 같이, 두께가 3mm 이상으로 두껍고 중앙에 오일이 올라올 수 있도록 중앙부에 홀이 있는 제품에 효과적으로 적용될 수 있다.

본 발명의 프레스 경화 단계에서는, 제품 접촉면에 볼록부를 갖는 오일냉각 금형에서 프레스경화를 수행하여 제품에 높은 경도를 부여하면서도 열변형을 효과적으로 방지하게 되어 결과적으로 높은 경도와 우수한 형상을 갖는 기계 부품을 생산할 수 있게 된다.

한편, 프레스 경화방법으로 금형 내부에 냉각 물질(냉각수 또는 냉각오일 등)을 순환시켜 얻은 차가운 금형에 의해 강판을 급냉시키는 방법이 있으나, 냉각효과가 약해 두께가 3mm 이상인 강판에는 적용할 수 없다. 또한, 금형 내부에 냉각물질을 순환시키면서 금형 표면의 작은 노즐을 통해 냉각 물질을 분사하면서 강판 을 급냉할 수 있으나, 많은 노즐이 필요하고 냉각능이 떨어지는 문제가 있다.

본 발명의 제조 방법에서는 경화능이 우수한 성형된 부품을

칭하여, 성형된 부품의 주조직이 높은 강도의 마르텐사이트가 되도록 한다. 이에 따라 제조된 기계 부품이 높은 강도를 가질 수 있도록 한다.

본 발명의 제조 방법에서, 강판은 강판 준비 단계(ST10)와 가열 단계(ST30) 사이의 드로잉 가공 단계(ST20)에서 원하는 부품형상으로 성형되므로, 프레스 경화 단계(ST50)에서는 별도의 성형이 이루어지지 않는다. 즉, 본 실시예에서 프레스 경화는

칭을 통한 경도 확보 및

칭 시 발생될 수 있는 열변형을 억제하여 우수한 형상을 확보하기 위한 것으로 강판의 성형은 수행되지 않는다.

프레스 경화가 완료되면 프레스 경화 설비의 금형에서 부품을 취출한다. 부품이 상온에 도달한 후에 금형에서 취출하는 것이 바람직하지만, 생산성 향상을 위해 오스테나이트에서 마르텐사이트로의 변태가 완료된 온도 직하에서 부품을 취출하는 것도 무방하다.

이어서, 템퍼링 단계(ST45)가 더 포함될 수 있다. 프레스 경화 직후의 경도가 너무 높고 취성이 있으므로 비교적 저온에서 템퍼링하여 인성을 향상시킴과 동시에 적절한 경도를 부여한다. 템퍼링 온도는 강도 저하가 크지 않으면서 인성을 증가시킬 수 있도록 300℃ 내지 600℃인 것이 바람직하다. 그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것이 아니며 강판의 성분에 따라 템퍼링 온도를 적절히 조절할 수 있다.

본 발명의 기계 부품 제조 방법에 의하면,

칭 및 오스템퍼링 시 발생된 열변형 방지를 위해 수행되는 가압 템퍼링을 생략할 수 있어 공정을 단순화할 수 있게 되어, 부품의 제조 비용을 절감시키고 생산성을 향상시킬 수 있다. 또한 금형 표면에서 미세한 노즐을 통해 고압으로 분사되는 냉각 방식에 비해 냉각능이 높고, 형상이 우수한 제품을 제조할 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 한정하여 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 따라서 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 응용할 수 있고, 이러한 응용도 하기 특허청구범위에 기재된 기술적 사상을 바탕으로 하는 한 본 발명의 권리범위에 속하게 됨은 당연하다 할 것이다.

이상에서 설명한 본 발명에 의하여, 프레스 경화 시 제품에 높은 경도를 부여하면서 열변형을 효과적으로 방지할 수 있는 새로운 구조의 오일냉각 금형을 제공할 수 있다.

또한, 이를 이용한 기계 부품의 제조 방법에 의하여

칭 및 오스템퍼링 시 발생된 열변형 방지를 위해 수행되는 가압 템퍼링 단계를 생략할 수 있어 공정을 단순화하여 부품의 제조 비용을 절감시키고 생산성을 향상시킬 수 있으며, 열처리에 따른 열변형을 억제하여 우수한 형상과 높은 경도를 갖는 기계 부품을 제공할 수 있다.

Claims (10)

1. 상부 금형 및 하부금형을 포함하여 이루어지고 냉각수단으로 오일을 사용하는 오일 냉각 금형으로서,

   상기 하부금형은 그 측부에 적어도 하나의 오일 공급홀이 형성되고, 그 중앙 상부에 상기 오일 공급홀과 연통하는 오일 토출홀이 형성되며,

   상기 상부 금형 및 상기 하부 금형의 제품 접촉면은 다수의 볼록부를 형성하고 있는 오일 냉각 금형.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 상부금형에 형성된 다수의 볼록부와 상기 하부금형에 형성된 다수의 볼록부는 상호 일대일로 대향하는 위치에 형성되어 있는 오일 냉각 금형.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 상부금형 및 상기 하부금형에 형성된 다수의 볼록부는 일정 간격으로 형성되는 오일 냉각 금형.
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 상부금형 및 상기 하부금형에 형성된 다수의 볼록부는 그 횡단면이 타원 형상인 오일 냉각 금형.
5. 청구항 1에 있어서,

   상기 오일냉각 금형을 둘러싸며 설치되고 오일 배출구가 형성된 오일 탱크;

   상기 오일 탱크의 오일 배출구 및 상기 하부금형의 오일 공급홀과 연결되는 오일 공급 장치; 및

   상기 오일 공급 장치에 부착된 냉각 장치;

   를 더 포함하는 오일 냉각 금형.
6. (a) 강판을 준비하는 단계;

   (b) 상기 강판을 블랭킹 및 피어싱을 포함하는 공정을 거쳐 중앙에 홀이 형성되는 기계 부품의 형상으로 형성하는 단계;

   (c) 상기 강판을 오스테나이트 영역에 해당하는 온도로 가열하는 단계;

   (d) 상기 강판을 프레스금형으로 급속 이송하는 단계; 및

   (e) 상기 강판을 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항의 오일 냉각 금형에서 상부금형 및 하부금형의 볼록부가 강판과 접촉되어 가압하는 상태로 강판의 열변형을 방지하면서 급속 냉각시키는 단계;

   를 포함하는 오일냉각 금형을 이용한 기계 부품의 제조 방법.
7. 청구항 6에 있어서, 상기 (a) 단계에서,

   상기 강판은 두께가 3mm 이상인 오일냉각 금형을 이용한 기계 부품의 제조 방법.
8. 청구항 6에 있어서, 상기 (b) 단계에서,

   상기 강판을 드로잉하여 성형하는 공정을 더 포함하는 오일냉각 금형을 이용한 기계 부품의 제조 방법.
9. 청구항 6에 있어서, 상기 (c) 단계에서,

   상기 강판을 800℃ 내지 1000℃의 온도로 가열하는 오일냉각 금형을 이용한 기계 부품의 제조 방법.
10. 청구항 6에 있어서, 상기 (e) 단계 이후에,

    (f) 상기 강판을 300℃ 내지 600℃로 템퍼링하는 단계를 더 포함하는 오일냉각 금형을 이용한 기계 부품의 제조 방법.

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