KR100987901B1 - 초고강도 강관을 이용한 향상된 성능의 범퍼 하부 보강재 및 그 제조방법 - Google Patents

초고강도 강관을 이용한 향상된 성능의 범퍼 하부 보강재 및 그 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100987901B1
KR100987901B1 KR1020100015552A KR20100015552A KR100987901B1 KR 100987901 B1 KR100987901 B1 KR 100987901B1 KR 1020100015552 A KR1020100015552 A KR 1020100015552A KR 20100015552 A KR20100015552 A KR 20100015552A KR 100987901 B1 KR100987901 B1 KR 100987901B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
horizontal member
bumper
steel pipe
lower reinforcement
bumper lower
Prior art date
Application number
KR1020100015552A
Other languages
English (en)
Inventor
김효섭
성경진
김광순
김윤규
Original Assignee
현대하이스코 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대하이스코 주식회사 filed Critical 현대하이스코 주식회사
Priority to KR1020100015552A priority Critical patent/KR100987901B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100987901B1 publication Critical patent/KR100987901B1/ko
Priority to EP11744843.1A priority patent/EP2540576B1/en
Priority to PCT/KR2011/000058 priority patent/WO2011102601A2/ko
Priority to CN2011800081643A priority patent/CN102939221A/zh

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R19/00—Wheel guards; Radiator guards, e.g. grilles; Obstruction removers; Fittings damping bouncing force in collisions
    • B60R19/02—Bumpers, i.e. impact receiving or absorbing members for protecting vehicles or fending off blows from other vehicles or objects
    • B60R19/18—Bumpers, i.e. impact receiving or absorbing members for protecting vehicles or fending off blows from other vehicles or objects characterised by the cross-section; Means within the bumper to absorb impact
    • 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
    • B21D22/00—Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
    • B21D22/02—Stamping using rigid devices or tools
    • B21D22/022—Stamping using rigid devices or tools by heating the blank or stamping associated with heat treatment
    • 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
    • B21D53/00—Making other particular articles
    • B21D53/88—Making other particular articles other parts for vehicles, e.g. cowlings, mudguards
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R19/00—Wheel guards; Radiator guards, e.g. grilles; Obstruction removers; Fittings damping bouncing force in collisions
    • B60R19/02—Bumpers, i.e. impact receiving or absorbing members for protecting vehicles or fending off blows from other vehicles or objects
    • B60R19/04—Bumpers, i.e. impact receiving or absorbing members for protecting vehicles or fending off blows from other vehicles or objects formed from more than one section in a side-by-side arrangement
    • B60R19/12—Bumpers, i.e. impact receiving or absorbing members for protecting vehicles or fending off blows from other vehicles or objects formed from more than one section in a side-by-side arrangement vertically spaced
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R19/00—Wheel guards; Radiator guards, e.g. grilles; Obstruction removers; Fittings damping bouncing force in collisions
    • B60R19/02—Bumpers, i.e. impact receiving or absorbing members for protecting vehicles or fending off blows from other vehicles or objects
    • B60R19/18—Bumpers, i.e. impact receiving or absorbing members for protecting vehicles or fending off blows from other vehicles or objects characterised by the cross-section; Means within the bumper to absorb impact
    • B60R2019/1806—Structural beams therefor, e.g. shock-absorbing
    • B60R2019/1813—Structural beams therefor, e.g. shock-absorbing made of metal
    • B60R2019/1826—Structural beams therefor, e.g. shock-absorbing made of metal of high-tension steel

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
  • Body Structure For Vehicles (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)

Abstract

차량 전방 범퍼 하부에 형성되는 범퍼 하부 보강재(bumper Lower stiffener) 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 열간 성형된 강관을 이용하여 제조되는 범퍼 하부 보강재 및 그 제조방법에 관하여 개시한다.
본 발명은 이러한 범퍼 하부 보강재의 수평부재를 제조하기 위한 방법으로, 소입성 원소 첨가 강관을 일정 길이로 절단하는 컷팅 단계; 컷팅된 강관을 성형온도로 가열하는 열처리 단계; 상기 가열된 강관을 프레스 금형으로 열간 성형하여 양측에 평면부를 구비하는 수평부재의 형상으로 성형하는 열간 성형 단계; 및 상기 프레스 금형이 닫힌 상태에서 성형된 수평부재를 급냉시키는 냉각 단계;를 포함하는 범퍼 하부 보강재 제조방법을 제공한다.

Description

초고강도 강관을 이용한 향상된 성능의 범퍼 하부 보강재 및 그 제조방법{Use of UHSS Pipe Bumper Lower Stiffener Reinf and it's manufacturing method}
본 발명은 차량 전방 범퍼 하부에 구성되는 범퍼 하부 보강재(bumper Lower stiffener) 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 열간 성형된 초고강도 강관을 이용하여 제조되는 하부 보강재 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 자동차의 전방에는 헤드라이트, 그릴, 후드의 고정을 위한 후드래치 및 냉각을 위한 쿨링모듈 부품 등 이 배치되며, 이들은 캐리어에 고정된다. 캐리어는 강성은 높이고 무게는 줄이기 위해서, 하중을 많이 받는 부분은 금속재질로 구성하고, 하중을 적게 받는 부분은 플라스틱 복합재료로 구성한다. 이러한 캐리어는 금속판과 플라스틱 재료를 인서트 사출함으로써 제작된다.
캐리어의 프론트 사이드멤버에는 프런트 범퍼가 장착되기 위한 백빔이 결합된다. 그리고 보행자의 무릎 상해를 저감시키며, 보행자의 신체가 자동차 밑으로 들어가는 것을 방지하기 위한 구조물인 범퍼 하부 보강재가 캐리어(Carrier)의 로우멤버(Lower Member)에 장착된다. 이 때, 하부 보강재는 최근 강화되고 있는 보행자 보호를 위한 유럽 법규에 따라 관련된 평가 기준의 충돌 시험 조건을 만족해야 한다.
도 1은 종래의 하부 보강재 장착구조를 나타낸 사시도이다.
도시된 바와 같이, 캐리어(10)의 중앙부에는 프런트 범퍼가 장착되는 프런트 범퍼 백빔(20)이 캐리어(10)의 사이드 멤버(12)에 결합된다.
그리고, 프런트 범퍼 백빔(20)의 하부에는 플라스틱 재질로 이루어진 하부 보강재(30)가 캐리어(10)의 로우멤버(15)로 결합되어 있는데, 하부 보강재(30)는 패널형태로서 캐리어(10)의 전방으로 돌출된 형태를 이루어 캐리어(10)의 하부를 가로지르는 형태로 차단하는 구조를 가진다.
여기서, 범퍼 하부 보강재(30)는 사출성형된 플라스틱 패널형태로 형성되어 있으며, 면적이 좁은 부분이 캐리어(10)의 로우멤버(15)에 결합되어 있었다. 이때, 캐리어(10)의 로우멤버(15)는 플라스틱 소재가 적용되어 구성되어 있으므로, 하부 보강재(30)가 충격을 받게 되면 하부 보강재(30)로 전달된 충격에 의한 모멘트에 의해 캐리어(10)의 로우멤버(15)에 크랙이 발생됨과 동시에 캐리어(10)에서 하부 보강재(30)가 쉽게 파손된다. 이에 따라 보행자의 무릎 부위가 직접적으로 범퍼 백빔에 의해 치명적인 손상을 입게 될 뿐만 아니라, 충돌의 충격이 캐리어(10)를 통해 전이되어 차량의 전면에 위치한 헤드램프, 쿨링모듈 등의 파손으로 연장되는 결과를 발생시켜, 가벼운 충돌에 의해서도 차량의 여러부분이 파손되어 수리비가 증가되는 문제점이 있었다.
범퍼 하부 보강재(30)는 차량전면 주요 부품의 보호 및 보행자 안전과 관련이 있으며, 저속충돌시 주변부품의 파손에 따른 수리비 증가로 인해 시험평가 기준 및 상품성 평가에서도 중요한 역할을 수행한다. 저속 충돌시의 상품성 평가 기준으로 RCAR(Research Council for Automobile Repairs: 세계 자동차 수리 기술위원회) 테스트가 있다.
RCAR 테스트는 9 mile/hr 의 속도로 차량을 충돌시킨 후, 그 때 발생한 차량의 손상을 원상복원 하는데 소요되는 비용으로 평가한다.
RCAR 테스트에서 낮은 비용으로 원상복원 할 수 있기 위해서는 차체의 손상이 최소화 되어야 하며, 이를 위해서는 범퍼 하부 보강재 자체의 강도가 우수해야 하며, 캐리어의 손상도 최소화 되어야 한다.
본 발명의 목적은 차량의 경량화에 도움을 주며 저속충돌 성능을 만족시킬 수 있는 범퍼 하부 보강재를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 저속충돌시에 쿨링모듈 부품을 보호할 수 있으며, 보행자를 보호할 수 있는 범퍼 하부 보강재를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기와 같은 성능을 가지는 범퍼 하부 보강재를 제조하기 위한 방법을 제공함에 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 튜브 형상을 가지며 양측에 조립을 위한 평면부를 구비하는 수평부재; 및 상기 수평부재와 프런트 범퍼 백빔을 연결하는 한 쌍의 브래킷을 포함하는 범퍼 하부 보강재를 제공한다.
상기 수평부재는 차량의 전면 또는 범퍼 디자인에 대응되도록 성형되는 것이 바람직하다.
이 때, 상기 수평부재의 평면부는 상기 브래킷과 용접, 리베팅 또는 볼팅으로 결합되면 더욱 바람직하다.
또한, 상기 브래킷은 상단에 상기 프런트 범퍼 백빔과 중첩되도록 돌출 형성된 부착좌면을 구비하고, 상기 브래킷의 부착좌면은 상기 프런트 범퍼 백빔과 용접, 리베팅 또는 볼팅으로 결합되는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 수평부재는 소입성 원소 첨가 강관으로 형성할 수 있으며, 냉연강관 또는 열연강관으로 형성할 수 있다.
특히, 상기 수평부재는 보론 첨가 강관인 것이 바람직하고, 상기 수평부재는 Al-Si 코팅층 또는 아연도금층을 구비할 수 있다.
그리고 본 발명은 상기와 같은 범퍼 하부 보강재를 제조하기 위한 방법으로, 소입성 원소 첨가 강관을 일정 길이로 절단하는 컷팅 단계; 컷팅된 강관을 성형온도로 가열하는 열처리 단계; 상기 가열된 강관을 프레스 금형으로 열간 성형하여 양측에 평면부를 구비하는 수평부재의 형상으로 성형하는 열간 성형 단계; 및 상기 프레스 금형이 닫힌 상태에서 성형된 수평부재를 급냉시키는 냉각 단계;를 포함하는 범퍼 하부 보강재 제조방법을 제공한다.
상기 열처리 단계는 고주파 유도 가열방식 또는 분위기 가열로 방식으로 실시될 수 있으며, 상기 열처리 단계의 성형온도는 768~1000℃ 인 것이 바람직하다.
그리고, 상기 냉각단계는 상기 금형을 냉각함과 동시에 상기 수평부재의 내부로 냉매를 공급하여 이루어질 수 있으며, 상기 냉각 단계의 냉각 속도는 -20℃/sec ~ -100℃/sec 인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 범퍼 하부 보강재는 소입성 소재가 첨가된 강관을 사용하여 하부 보강재를 제조함으로써, 차량 경량화에 도움이 되며 저속충돌시 주변 부품 보호와 보행자 보호 성능을 향상시키는 효과를 가져온다.
본 발명에 따른 범퍼 하부 보강재는 차량의 한정된 공간에서 범퍼 하부 보강재가 차지하는 부피를 감소시켜 차량 내부 공간 효율성을 향상시켜 주는 효과도 있다.
그리고, 본 발명에 따른 범퍼 하부 보강재는 금속 재질의 프런트 범퍼 백빔에 결합되므로 캐리어의 손상을 최소화할 수 있어 RCAR 테스트에서도 우수한 평가를 얻을 수 있는 효과를 가져온다.
도 1은 종래의 하부 보강재 장착구조를 나타낸 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 범퍼 하부 보강재가 캐리어에 조립된 상태를 나타낸 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 범퍼 하부 보강재와 캐리어가 분리된 상태를 나타낸 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 범퍼 하부 보강재의 제조방법을 나타낸 순서도,
도 5는 본 발명에 따른 범퍼 하부 보강재의 제조방법을 나타낸 공정도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 초고강도 강관을 이용한 향상된 성능의 범퍼 하부 보강재 및 그 제조방법에 대하여 설명하기로 한다.
본 발명의 장점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
또한, 도면에서 발명을 구성하는 구성요소들의 크기는 명세서의 명확성을 위하여 과장되어 기술된 것이며, 어떤 구성요소가 다른 구성요소의 "내부에 존재하거나, 연결되어 설치된다"고 기재된 경우, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소와 접하여 설치될 수 있고, 소정의 이격거리를 두고 설치될 수도 있으며, 이격거리를 두고 설치되는 경우엔 상기 어떤 구성요소를 상기 다른 구성요소에 고정 내지 연결시키기 위한 제3의 수단에 대한 설명이 생략될 수도 있다.
도 2는 본 발명에 따른 범퍼 하부 보강재가 캐리어에 조립된 상태를 나타낸 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 범퍼 하부 보강재와 캐리어가 분리된 상태를 나타낸 사시도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 범퍼 하부 보강재(100)는 전체적으로 튜브 형상을 지니는 수평부재(120)와, 상기 수평부재(120)와 프런트 범퍼 백빔(20)을 연결하는 한쌍의 브래킷(140)을 포함한다.
수평부재(120)와 브래킷(140)은 금속재질로 형성되며, 수평부재(120)와 브래킷(140)은 리베팅, 볼팅 또는 용접으로 결합될 수 있으며, 브래킷(140)과 프런트 범퍼 백빔(20)도 리베팅, 볼팅 또는 용접으로 결합될 수 있다.
용접으로 결합하는 경우 작업공수를 감소시키고 자동화가 가능한 장점을 가지며, 볼팅으로 결합하는 경우 정비성이 우수한 장점을 가진다.
종래의 플라스틱 재질 범퍼 하부 보강재의 경우 플라스틱 사출방식으로 상단의 캐리어(도 1의 10) 및 로우멤버(도 1의 15)가 일체형 타입이었으나, 본 발명은 범버 하부 보강재(100)를 강재로 형성하여 강재인 프런트 범퍼 백빔(20)에 볼팅, 리베팅 또는 용접에 의해 결합하도록 함으로써 작업성, A/S 수리성과 강도를 향상시키는 효과를 가져오게 된다.
수평부재(120)는 강관을 열간성형하여 제조되는 것으로 브래킷(140)과 연결되는 부분에 조립성을 위한 평면부(122)를 구비한다. 평면부(122)는 브래킷(140)과 볼팅, 리베팅 또는 용접으로 연결되는 부분인데, 관형상을 용접으로 연결하는 것보다 브래킷(140)의 면에 대응하는 평면부(122)를 형성하여 이 부분을 결합하게 되면 작업성을 향상시킬 수 있으며 무엇보다도 A/S 수리작업시 최소의 비용 및 최적의 작업성을 제공할 수 있어 이에 따른 상품성을 더욱 향상시킬 수 있다.
수평부재(120)는 소입성 원소 첨가 강관인 것이 바람직하며, 열연강관 및 냉연강관을 사용할 수 있고, 특히 보론 첨가 강재인 것이 바람직하다. 수평부재(120)는 Al-Si 코팅층을 구비하거나 아연도금층을 구비할 수도 있다. 보론 첨가 강재는 열처리에 의하여 강도 향상을 얻을 수 있어 차량 경량화와 고강도화에 도움을 주게 된다. 보론 이외의 소입성 원소로는 Mo, Cr, V 등이 있다.
브래킷(140)은 프런트 범퍼 백빔(20)과 수평부재(120)를 연결하는 역할을 수행하는 것으로, 강판을 프레스 성형하는 방법으로 제조할 수 있다.
브래킷(140)은 대략 ㄷ자 형상의 단면을 가지도록 형성하여, 전방 충격에 대하여 강한 저항력을 가질 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 또한, 브래킷(140)의 상부에는 프런트 범퍼 백빔(20)과 볼팅, 리베팅 또는 볼팅에 의해 연결되는 부착좌면(144)이 형성되어 있다. 상기 부착좌면(144)은 ㄷ자 형상 단면의 중앙부분에서 상부를 향해 연장 형성되어 프런트 범퍼 백빔의 표면과 중첩될 수 있도록 형성된다.
그리고, 브래킷(140)의 하부에는 수평부재(120)의 평면부(122)와 볼팅, 리베팅 또는 용접으로 결합되는 결합면(142)이 구비된다. 결합면(142)과 평면부(122)는 서로 대응하는 형상을 가지고 있어 상호 조립시 면과 면이 중첩되어 그 결합 강성을 높일 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 범퍼 하부 보강재의 제조방법을 나타낸 순서도이고, 도 5는 본 발명에 따른 범퍼 하부 보강재의 제조방법을 나타낸 공정도이다.
본 발명에 따른 범퍼 하부 보강재는 강관을 열간 성형하여 수평부재를 마련하고, 강판을 이용하여 브래킷을 마련한 후, 이들을 프런트 범퍼 백빔과 연결하여 완성된다.
강판을 이용하여 브래킷을 제조하는 것은 통상의 블랭킹과 프레스 성형을 통하여 이루어질 수 있으므로 이 부분에 관한 설명은 생략한다.
수평부재의 제조방법에 관하여 살펴보면, 소입성 원소 첨가 강관을 일정 길이로 절단하는 컷팅 단계(S-41)와, 컷팅된 강관을 성형온도로 가열하는 열처리 단계(S-42)와, 상기 가열된 강관을 프레스 금형으로 열간 성형하여 범퍼형상에 대응하는 형상으로 성형함과 동시에 양측에 평면부를 구비하는 수평부재의 형상으로 성형하는 열간 성형 단계(S-43)와, 상기 프레스 금형이 닫힌 상태에서 성형된 수평부재를 급냉시키는 냉각 단계(S-44)를 포함한다.
수평부재를 제조하기 위한 강관은 저항용접(ERW, Electric Resistance Welding) 파이프를 사용하며, 재질은 보론이 첨가된 보론강 소재를 사용하는 것이 바람직하다. 보론 첨가강은 열처리후 급냉하면 강도가 향상되기 때문에 차량 부품의 경량화와 고강도화에 도움을 준다. 그리고 강관을 Al-Si 코팅층이 형성된 소재관 및 아연도금강관, 열연재 강관, 냉연재 강관 등을 그대로 사용할 수도 있다.
열처리 단계(S-42)는 열간 성형을 위한 준비단계로, 고강도의 강관 소재를 성형이 가능한 온도까지 가열하는 것인데, 절단된 강관 전체를 동시에 가열 한다. 구체적인 가열방식으로는 강관 주변에 고주파 전류를 인가하여 강관을 유도 전류에 의하여 가열하는 고주파 유도 가열방식을 사용할 수 있고, 고온의 가열로(Furnace)에 강관을 로딩하여 가열하는 분위기 가열로 방식을 사용할 수도 있다.
열처리 단계(S-42)의 성형온도는 768~1000℃ 인 것이 바람직하다.
그 이유는 통상 강재가 오스테나이트 안정화 온도로 가열되어야 급랭 후 부품이 요구하는 강도를 확보할 수 있는 조직상태가 얻어지게 되기 때문이다. 다만 Al-SI 코팅재 강관을 적용하는 경우에는 성형온도가 1000℃ 초과될 경우 또한 아연도금재 강관을 적용하는 경우에는 800℃가 초과될 경우 소재의 표면에 형성된 코팅층이 증발할 수 있으므로, 성형온도는 각각 코팅물질의 특성에 따라 1000℃ 또는 800℃ 이하로 제한하는 것이 바람직하다.
열간 성형 단계(S-43)는 성형 온도로 가열된 강관을 금형으로 가압하여 양측에 평면부를 구비하는 수평부재 형상으로 성형하는 것인데, 열간 성형 단계(S-43) 이후 냉각 단계(S-44)도 금형이 닫힌 상태에서 이루어진다.
고강도의 강관을 정확하게 성형하기 위하여 강관을 성형온도까지 가열한 후 프레스 금형으로 형상을 제어함으로써 보다 정확한 성형이 가능하다.
열간 성형 단계(S-43)에서 사용되는 프레스 금형은 급속 냉각이 가능한 금형으로 내부에 냉각매체 통로가 형성되어 있으며, 프레스 금형을 닫은 상태에서 수평부재의 내부로 냉매를 주입할 수 있는 구조를 가지도록 마련된다.
냉각 단계(S-44)는 프레스 금형을 닫은 상태에서 금형 자체를 냉각함과 동시에 성형된 수평 부재의 내부로 냉매를 공급하여 이루어진다. 금형 자체를 냉각시키는 간접 냉각 방식과, 소재의 내부로 직접 냉매를 주입하는 직접 냉각 방식을 동시에 적용하면 냉각 속도가 향상되므로, 더 많은 강도 향상 효과를 얻을 수 있다. 이때의 냉매의 온도는 특성에 따라 통상 5℃ ~ 30℃ 정도를 인가한다.
냉각 단계(S-44)의 냉각 속도는 -20℃/sec ~ -100℃/sec 인 것이 바람직하다. 냉매로는 냉각수가 사용될 수 있으며, 냉각유 또는 저온의 기체가 사용될 수도 있다.
그 이유는 마르텐사이트(martensite) 조직으로의 상변태가 용이하게 이루어지도록 하기 위함이다. 즉, 고온으로 가열된 상태에서 성형된 성형체가 -20℃/sec 미만의 냉각속도로 냉각되면 그 조직이, 펄라이트(pearlite) 또는 베이나이트(bainite) 조직을 가지게 되어 충분한 강도를 가질 수 없게 될 수 있다. 따라서, 급랭속도를 유지하여 성형체의 소지철 부분을 완전 마르텐사이트 구조로 상변태가 이루어 질 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
열간 성형 후 급냉 과정을 거치게 되면, 표면에 Al-Si 또는 아연 코팅층을 구비하지 않는 소재의 경우에는 표면에 일부 산화스케일층이 발생할 수도 있는데, 이때 상태에 따라 산화스케일층은 제품의 표면 품질을 저하시키므로, 산화스케일층의 제거가 필요할 시에는, 냉각 단계(S-44) 이후에 산화스케일층 제거를 위한 숏 블라스팅(Shot blasting) 또는 와이어 브러싱(Wire brushing) 등의 산화막 제거단계를 더 포함할 수도 있다.
상술한 바와 같은 방법으로 범퍼 하부 보강재를 제조하면, 종래의 프레스 성형 및 용접을 이용한 범퍼 하부 보강재에 비하여 15% 이상의 중량 절감 효과를 얻음과 동시에 강도 향상의 효과를 수 있다. 또한 플라스틱 재질의 하부 보강재에 비하여 주변부품에 대한 보호 성능이 향상되어 저속 충돌시 더 낮은 수리비가 산정됨으로써 RCAR 테스트에서도 보다 우수한 평가를 받을 수 있는 효과를 가져온다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10 : 캐리어
12 : 사이드 멤버 패널
15 : 로우 멤버
20 : 프런트 범퍼 백빔
100 : 범퍼 하부 보강재
120 : 수평부재
122 : 평면부
140 : 브래킷
142 : 결합면
144 : 부착좌면

Claims (15)

  1. 내부가 비어있는 튜브 형상을 가지며 양측에 조립을 위한 평면부를 구비하는 수평부재; 및
    상기 수평부재와 프런트 범퍼 백빔을 연결하며, 상단에 상기 프런트 범퍼 백빔과 중첩되도록 돌출 형성된 부착좌면을 구비하고, 상기 평면부에 대응하는 결합면을 구비하며, 개구부가 후방을 향하는 ㄷ자 형상의 단면을 가지는 한 쌍의 브래킷을 포함하는 범퍼 하부 보강재.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 수평부재는 차량의 전면 또는 범퍼 디자인에 대응되도록 성형되는 것을 특징으로 하는 범퍼 하부 보강재.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 수평부재는 소입성 원소 첨가 강관인 것을 특징으로 하는 범퍼 하부 보강재.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 수평부재는 냉연강관 또는 열연강관인 것을 특징으로 하는 범퍼 하부 보강재.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 수평부재는 보론 첨가 강관인 것을 특징으로 하는 범퍼 하부 보강재.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 수평부재는 Al-Si 코팅층 또는 아연도금층을 구비하는 것을 특징으로 하는 범퍼 하부 보강재.
  10. 삭제
  11. 소입성 원소 첨가 강관을 일정 길이로 절단하는 컷팅 단계;
    컷팅된 강관을 성형온도로 가열하는 열처리 단계;
    상기 가열된 강관을 프레스 금형으로 열간 성형하여 양측에 평면부를 구비하는 수평부재의 형상으로 성형하는 열간 성형 단계; 및
    상기 프레스 금형이 닫힌 상태에서 성형된 수평부재를 급냉시키는 냉각 단계;를 포함하는 범퍼 하부 보강재 제조방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 열처리 단계는 고주파 유도 가열방식 또는 분위기 가열로 방식으로 실시되는 것을 특징으로 하는 범퍼 하부 보강재 제조방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 열처리 단계의 성형온도는 768~1000℃ 인 것을 특징으로 하는 범퍼 하부 보강재 제조방법.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 냉각단계는 상기 금형을 냉각함과 동시에 상기 수평부재의 내부로 냉매를 공급하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 범퍼 하부 보강재 제조방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 냉각 단계의 냉각 속도는 -20℃/sec ~ -100℃/sec 인 것을 특징으로 하는 범퍼 하부 보강재 제조방법.
KR1020100015552A 2010-02-22 2010-02-22 초고강도 강관을 이용한 향상된 성능의 범퍼 하부 보강재 및 그 제조방법 KR100987901B1 (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100015552A KR100987901B1 (ko) 2010-02-22 2010-02-22 초고강도 강관을 이용한 향상된 성능의 범퍼 하부 보강재 및 그 제조방법
EP11744843.1A EP2540576B1 (en) 2010-02-22 2011-01-06 Bumper lower stiffener with improved performance using ultra high strength steel pipe and manufacturing method thereof
PCT/KR2011/000058 WO2011102601A2 (ko) 2010-02-22 2011-01-06 초고강도 강관을 이용한 향상된 성능의 범퍼 하부 보강재 및 그 제조방법
CN2011800081643A CN102939221A (zh) 2010-02-22 2011-01-06 利用超高强度钢管的保险杠下部增强材料及其制造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100015552A KR100987901B1 (ko) 2010-02-22 2010-02-22 초고강도 강관을 이용한 향상된 성능의 범퍼 하부 보강재 및 그 제조방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR100987901B1 true KR100987901B1 (ko) 2010-10-13

Family

ID=43135458

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100015552A KR100987901B1 (ko) 2010-02-22 2010-02-22 초고강도 강관을 이용한 향상된 성능의 범퍼 하부 보강재 및 그 제조방법

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP2540576B1 (ko)
KR (1) KR100987901B1 (ko)
CN (1) CN102939221A (ko)
WO (1) WO2011102601A2 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021101284A1 (ko) * 2019-11-21 2021-05-27 롯데케미칼 주식회사 차량용 로워 스티프너 장치

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103350148B (zh) * 2013-07-24 2015-10-07 陈扬 基于硼钢钢管的热成形模具的冷却液直冷工艺及装置
CN103386444B (zh) * 2013-07-24 2016-03-02 陈扬 基于硼钢钢板的热成形模具的冷却液直冷工艺及装置
US9783865B2 (en) 2014-04-18 2017-10-10 GM Global Technology Operations LLC Thermal-assisted roll forming of high strength material
US10166593B2 (en) * 2015-09-07 2019-01-01 Hyundai Motor Company Manufacturing method for bumper beam of vehicle

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010103288A (ko) * 2000-05-09 2001-11-23 이계안 차량의 범퍼 하단 보강재
KR20060099823A (ko) * 2005-03-15 2006-09-20 한라공조주식회사 자동차용 충격흡수 프로텍터
KR20070047129A (ko) * 2005-11-01 2007-05-04 현대모비스 주식회사 캐리어의 스티프너 장착구조

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5669992A (en) * 1996-01-30 1997-09-23 Bronsema; Brand Bumper beam making process
CN2404763Y (zh) * 1999-10-25 2000-11-08 王文贵 汽车防震保险杠
KR100946066B1 (ko) * 2002-12-26 2010-03-10 주식회사 포스코 자동차 범퍼 보강재용 초고강도 냉연강판 제조방법
CN100411774C (zh) * 2003-10-20 2008-08-20 麦格纳国际公司 混合部件及其制造方法、包括该混合部件的机动车辆部件
CN2685161Y (zh) * 2004-03-12 2005-03-16 田友平 汽车正面碰撞缓冲保护装置
US7108303B2 (en) * 2004-04-07 2006-09-19 Pullman Industries, Inc. Crushed profile bumper and method for producing
CN2830166Y (zh) * 2005-08-03 2006-10-25 力帆实业(集团)有限公司 沙滩车保险杠
JP2008132935A (ja) * 2006-11-29 2008-06-12 Mitsubishi Motors Corp 車両の前部構造
BRPI0807565B1 (pt) * 2007-02-23 2017-06-13 Corus Staal Bv Method of termomechanical formating of a final product with very high resistance and a product produced through the same
JP5160930B2 (ja) * 2008-03-25 2013-03-13 株式会社神戸製鋼所 曲げ圧壊性と耐食性に優れたアルミニウム合金押出材およびその製造方法
JP4639248B2 (ja) * 2008-07-24 2011-02-23 本田技研工業株式会社 車体前部構造

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010103288A (ko) * 2000-05-09 2001-11-23 이계안 차량의 범퍼 하단 보강재
KR20060099823A (ko) * 2005-03-15 2006-09-20 한라공조주식회사 자동차용 충격흡수 프로텍터
KR20070047129A (ko) * 2005-11-01 2007-05-04 현대모비스 주식회사 캐리어의 스티프너 장착구조

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021101284A1 (ko) * 2019-11-21 2021-05-27 롯데케미칼 주식회사 차량용 로워 스티프너 장치

Also Published As

Publication number Publication date
EP2540576A2 (en) 2013-01-02
WO2011102601A2 (ko) 2011-08-25
EP2540576A4 (en) 2013-07-17
CN102939221A (zh) 2013-02-20
WO2011102601A3 (ko) 2011-11-03
EP2540576B1 (en) 2014-11-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4833323B2 (ja) 車両用メンバー製作方法及びこれを利用したサイドメンバー
KR100987901B1 (ko) 초고강도 강관을 이용한 향상된 성능의 범퍼 하부 보강재 및 그 제조방법
US8292354B2 (en) B-pillar for a vehicle
RU2573117C2 (ru) Система управления столкновением с препятствием и способ ее изготовления (варианты)
KR101190396B1 (ko) 테일러 웰디드 핫 스탬핑 제조방법 및 이를 이용한 국부적으로 이종강도를 지니는 성형체
KR101035753B1 (ko) Ｔｗｂ 공법을 이용한 핫 스탬핑 성형체 및 그 제조 방법
KR20100096832A (ko) 프레스 경화용 금형의 냉각장치 및 이를 이용한 자동차 부품의 제조방법
KR20210024592A (ko) 차량의 본체 측면 구조 프레임
US10272948B2 (en) Front rail for vehicle underbody assembly with varied strength zones
CN109318841B (zh) 一种车用防撞梁及其制造方法
KR101159897B1 (ko) 프레스 경화용 금형의 냉각장치 및 이를 이용한 자동차 부품의 제조방법
CN104590385A (zh) 用于车辆的b柱及制造方法
KR101258766B1 (ko) 1800㎫ 인장강도를 갖는 고강도 열간 성형 도어 빔 제조 방법
CN104494704A (zh) 一种车辆的b柱及制造方法
KR20120132836A (ko) 핫 스탬핑 성형체 및 그 제조 방법
KR20160085979A (ko) 자동차용 범퍼 백빔 및 이의 제조방법
KR20180044621A (ko) 핫 스탬핑 방법
US10399519B2 (en) Vehicle bumper beam with varied strength zones
KR101231947B1 (ko) 2000㎫ 인장강도를 갖는 고강도 열간 성형 도어 빔 및 그 제조 방법
KR20110011085A (ko) 차량용 멤버 제작방법 및 이를 이용한 사이드 멤버
CN112059548B (zh) 一种超高强度商用车前下防护的制造工艺
KR101159895B1 (ko) 프레스 경화용 금형의 냉각장치 및 이에 의한 자동차 부품의 제조방법
KR101205334B1 (ko) 자동차 구조용 섀시의 제조방법
KR101251163B1 (ko) 1400㎫ 인장강도를 갖는 고강도 열간 성형 도어 빔 제조 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20131001

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141001

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150924

Year of fee payment: 6

LAPS Lapse due to unpaid annual fee