KR100993988B1 - Indirect hot stamping - Google Patents

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KR100993988B1
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김효섭
김광순
김동학
김윤규
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현대하이스코 주식회사
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Abstract

PURPOSE: An indirect hot stamping molding method is provided to stabilize molding quality and to reduce the amount of hot-working by previously performing cold-working. CONSTITUTION: An indirect hot stamping molding method is as follows. A material is cut(S-31). The cut material is cold-worked(S-32). The edge of the cold-worked material is trimmed(S-33). The trimmed material is put into a furnace and is heated with 768~1000°C(S-34). A residual mold of the heated material is hot-pressed and is quickly cooled with -20~-100°C/sec(S-35).

Description

간접 핫 스탬핑 성형방법{INDIRECT HOT STAMPING}Indirect Hot Stamping Forming Method {INDIRECT HOT STAMPING}

본 발명은 성형과 동시에 열처리를 수행함으로써, 형상이 복잡한 고강도 부품을 성형할 수 있도록 하는 핫 스탬핑 성형방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 형상 성형의 대부분이 냉간 성형 과정에서 이루어지도록 하는 간접 핫 스탬핑 성형방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a hot stamping molding method for forming a high-strength component having a complex shape by performing heat treatment simultaneously with molding, and more particularly, indirect hot stamping molding in which a majority of the shape molding is performed in a cold forming process. It is about a method.

종래에는 일반적으로 프레스 방식을 이용하여 자동차 부품을 제조하였다.Conventionally, automobile parts were manufactured by using a press method.

프레스 방식을 이용한 자동차 부품의 제조방법은 일반적으로 냉연 또는 열연 코일의 원소재를 절단한 후 그 소재를 이송하여 프레스 금형에 넣고 압착하여 성형을 완료한 다음 필요없는 부분을 절단하고 구멍을 형성하는 등의 마무리 작업을 거쳐 제품을 완성하는 방법이다.In general, the manufacturing method of automobile parts using the press method is to cut the raw material of the cold or hot rolled coil, transfer the material into the press mold, press it to complete the molding, and then cut the unnecessary parts and form holes, etc. How to finish the product after finishing the work.

이와 같은 종래의 프레스 방식을 이용한 철판 가공 방법은 철강사에서 제조한 철판의 강도와 물성을 단지 가공하여 부품 형상을 구현하는 것에 지나지 않는다. 따라서 원소재의 성질이 곧 가공 후 부품의 성질이 되는 것이므로 원소재의 강도가 올라갈수록 프레스 성형은 어려워지게 되어 제품의 정밀한 형상 구현이 어려워지게 된다.Such a steel plate processing method using a conventional press method is merely to implement the shape of the part by simply processing the strength and physical properties of the steel sheet manufactured by steel company. Therefore, since the raw material is the property of the component after processing, as the strength of the raw material increases, it becomes more difficult to form a press, so that the precise shape of the product becomes difficult.

한편, 철판의 특성 중에는 스프링 백(spring back)이란 현상이 있다. 이는 상온에서 철판을 굽힐 때 항복강도 이상의 외압을 가하여도 철판이 원래의 형상으로 되돌아 가려는 성질을 말한다. 즉, 원소재 강도가 강하면 강할수록 원상태로 되돌아 가려는 성질은 더욱 커지게 된다.On the other hand, among the characteristics of the iron plate is a phenomenon called spring back (spring back). This is the property that the iron plate is returned to its original shape even if an external pressure of yield strength or more is applied when the iron plate is bent at room temperature. That is, the stronger the raw material strength, the greater the property of returning to its original state.

최근의 자동차 산업은 필수적으로 고강도 고성형성을 요구하는 부품을 필요로 하기 때문에 상기와 같은 성형상의 문제점은 강도가 강한 원소재의 적용에 제약을 줄 수밖에 없다.
Recently, the automotive industry needs a component that requires high strength and high formability, and thus the molding problem as described above is limited to the application of a strong raw material.

본 발명의 목적은 열간성형을 통해 제품의 형상을 모두 성형하는 방식인 종래의 핫 스탬핑 방식에서 탈피하여 대부분의 형상 성형은 냉간 성형과정을 통해서 이루어지고, 열간성형과정에서는 최소한의 성형과 치수정밀도 향상을 위한 교정 작업이 이루어지도록 하는 간접 핫 스탬핑 성형 방법을 제공하기 위한 것이다.The object of the present invention is to break away from the conventional hot stamping method of forming all the shape of the product through the hot forming, most of the shape forming is made through the cold forming process, the minimum forming and dimensional precision improvement in the hot forming process It is to provide an indirect hot stamping molding method to make a correction for the work.

본 발명의 다른 목적은 제품의 트림 또는 홀가공에 있어 적용되는 레이저 장비의 사용을 최소화 하거나 또는 전혀 사용하지 않고 트림 및 피어싱 공정을 수행할 수 있는 간접 핫 스탬핑 성형 방법을 제공하기 위한 것이다.
Another object of the present invention is to provide an indirect hot stamping molding method capable of performing the trim and piercing process with minimal or no use of laser equipment applied in trim or hole machining of a product.

본 발명은 소재를 절단하는 블랭킹(blanking)공정; 절단된 소재를 완제품에 대응하는 형상의 프레스 금형으로 냉간 성형하는 냉간성형공정; 냉간성형된 소재의 가장자리를 트리밍(trimming)하는 트리밍공정; 트링밍된 소재를 가열로에 넣어 768~1000℃의 온도 범위로 가열하는 열처리공정; 및 가열된 소재를 완제품에 대응하는 형상의 프레스 금형에서 최종형상으로 교정함과 동시에 급냉시키는 마무리열간성형공정;을 포함하는 간접 핫 스탬핑 성형방법을 제공한다.The present invention provides a blanking process for cutting a material; A cold forming process of cold forming the cut material into a press mold having a shape corresponding to the finished product; Trimming process for trimming the edge of the cold-formed material (trimming); A heat treatment step of heating the trimmed material in a heating furnace to a temperature range of 768 to 1000 ° C; And a finishing hot forming process of correcting the heated material to a final shape in a press mold having a shape corresponding to the finished product and simultaneously quenching the heated material.

완제품이 통공을 구비하는 경우 상기 트리밍공정에서 트리밍과 피어싱(piercing)을 수행하는 것이 바람직하다.When the finished product has a through hole, it is preferable to perform trimming and piercing in the trimming process.

상기 트리밍공정은 프레스 금형에 의하여 수행되는 것이 바람직하고,The trimming process is preferably performed by a press die,

상기 마무리열간성형공정의 급냉 속도는 -20℃/sec ~ -100℃/sec 인 것이 바람직하다.The quenching speed of the finishing hot forming process is preferably -20 ° C / sec to -100 ° C / sec.

여기서, 상기 냉간성형공정과 상기 마무리열간성형공정은 동일한 프레스 금형을 사용할 수도 있고, 서로 다른 프레스 금형을 사용할 수도 있다.Here, the cold forming process and the finishing hot forming process may use the same press mold or may use different press molds.

또한, 본 발명은 소재를 절단하는 블랭킹(blanking)공정; 절단된 소재를 완제품 형상대비 성형량 60~95% 범위로 냉간 성형하는 냉간성형공정; 냉간성형된 소재의 가장자리를 트리밍(trimming)하는 트리밍공정; 트링밍된 소재를 가열로에 넣어 768~1000℃의 온도 범위로 가열하는 열처리공정; 및 가열된 소재의 잔여 성형량 5~40%를 열간프레스 성형함과 동시에 급랭시키는 마무리열간성형공정;을 포함하는 간접 핫 스탬핑 성형방법을 제공한다.
The present invention also provides a blanking process for cutting a material; Cold forming process for cold forming the cut material to 60 ~ 95% of the amount compared to the shape of the finished product; Trimming process for trimming the edge of the cold-formed material (trimming); A heat treatment step of heating the trimmed material in a heating furnace to a temperature range of 768 to 1000 ° C; And a final hot forming step of quenching and simultaneously quenching the residual molding amount of 5 to 40% of the heated material.

본 발명에 따른 간접 핫 스탬핑 성형방법은 레이저 장비의 사용을 최소화하거나 또는 경우에 따라 전혀 사용하지 않고 프레스 금형을 사용하여 트림 및 피어싱 작업을 수행할 수 있어서, 레이저 장비에 수반되는 가공비용을 절감할 수 있는 효과를 가져온다. 이러한 가공비용의 절감은 종래 레이저 장비를 사용할 경우보다 약 30%~50% 이상 정도의 비용절감 효과를 가져온다.Indirect hot stamping molding method according to the present invention can minimize the use of the laser equipment or in some cases can be used to trim and piercing using the press mold without using at all, thereby reducing the processing costs associated with the laser equipment It can bring an effect. This reduction in processing cost results in a cost savings of about 30% to 50% or more compared to conventional laser equipment.

또한, 프레스 금형을 이용하는 트림과 피어싱 작업은 레이저를 이용하는 가공에 비하여 짧은 공정시간을 가지고 있어서, 가공에 소요되는 싸이클 타임을 단축하게 된다. 따라서 단위 시간당 생산량이 증가하는 효과를 가져온다.In addition, trimming and piercing operations using a press die have a shorter process time than processing using a laser, thereby reducing cycle time required for processing. This results in an increase in output per unit time.

그리고, 본 발명은 사전에 냉간 성형을 한 후 열간 성형을 통해 형상을 교정하도록 함으로써 열간 성형양을 감소시킴으로써, 열간 성형 공정에 따른 성형 품질 산포 안정화를 가져온다.
In addition, the present invention reduces the amount of hot forming by performing a cold forming in advance and then correcting the shape through hot forming, thereby bringing about a stabilization of molding quality distribution according to the hot forming process.

도 1은 일반적인 핫 스탬핑 성형방법을 나타낸 공정 순서도,
도 2는 일반적인 핫 스탬핑 성형방법을 나타낸 공정개략도,
도 3은 본 발명에 따른 간접 핫 스탬핑 성형방법을 나타낸 공정 순서도
도 4는 본 발명에 따른 간접 핫 스탬핑 성형방법을 나타낸 공정개략도임.
1 is a process flowchart showing a general hot stamping molding method,
Figure 2 is a process schematic showing a general hot stamping forming method,
3 is a process flow chart showing an indirect hot stamping forming method according to the present invention.
Figure 4 is a process schematic showing the indirect hot stamping forming method according to the present invention.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 강철 성형체 제조방법의 실시예를 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described an embodiment of a method for manufacturing a steel molded body according to the present invention.

이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.In this process, the thickness of the lines or the size of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of description.

또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다.In addition, terms to be described later are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to the intention or custom of a user or an operator.

그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
Therefore, definitions of these terms should be made based on the contents throughout the specification.

핫 스탬핑(Hot Stamping) 성형방법은 절단된 원소재(철판)를 고온으로 달군 후에 금형으로 성형함과 동시에 그 금형에 냉각(cooling) 효과를 주어 원소재의 온도를 급격하게 낮추는 퀀칭(quenching) 효과를 통해 원소재의 강도를 원래보다 2~3배 이상으로 향상시키는 방식이다.Hot stamping molding method is the quenching effect of cutting the raw material (iron plate) to a high temperature and then forming it into a mold and simultaneously cooling the die to give a cooling effect. Through the method of improving the strength of the raw material to two to three times or more than the original.

또한, 핫 스탬핑 가공시 고온으로 철판을 가열하므로 철판의 성질이 매우 부드러워지고 늘어나는 성질이 탁월해져서 성형성이 우수해지게 된다. 이와 같이 핫스탬핑을 이용하여 철판의 초고강도를 확보함과 동시에 우수한 성형성으로 원하는 부품을 제조할 수 있다.In addition, since the iron plate is heated to a high temperature during the hot stamping process, the properties of the iron plate are very soft and the stretching property is excellent, and the formability is excellent. Thus, by using hot stamping to secure the ultra-high strength of the iron plate and at the same time can produce the desired parts with excellent moldability.

먼저, 일반적인 핫 스탬핑 성형방법에 관하여 살펴본다.First, a general hot stamping molding method will be described.

도 1은 일반적인 핫 스탬핑 성형방법을 나타낸 공정 순서도이고, 도 2는 일반적인 핫 스탬핑 성형방법을 나타낸 공정개략도이다.FIG. 1 is a process flowchart showing a general hot stamping molding method, and FIG. 2 is a process schematic diagram showing a general hot stamping molding method.

도 1 및 도 2를 참조하면, 일반적인 핫 스탬핑 성형방법은 코일 소재를 절단하는 블랭킹공정(S-11)과, 블랭킹된 소재를 일정온도 범위로 가열하는 열처리공정(S-12)과, 가열된 소재를 성형함과 동시에 급냉하는 열간성형및급냉공정(S-13)과, 경화된 소재를 레이저 장비를 사용하여 정밀하게 재단하는 레이저트리밍공정(S-14)을 포함한다.1 and 2, the general hot stamping molding method is a blanking step (S-11) for cutting the coil material, a heat treatment step (S-12) for heating the blanked material to a predetermined temperature range, and Hot forming and quenching process (S-13) for forming a material and quenching at the same time, and a laser trimming process (S-14) for precisely cutting the cured material using a laser equipment.

일반적인 핫 스탬핑 성형방법의 경우 열간성형에서 모든 성형이 이루어지고 있어서, 열간성형 이전에는 제품의 외곽선을 정밀하게 절단하는 트리밍 공정을 수행할 수 없었다. 프레스 성형을 하기 위해서는 홀더에 고정되는 부분이 필요하기 때문에 성형전 블랭킹 단계에서 이 부분까지 절단할 수는 없으므로, 성형이 완료되고 소재가 경화된 후에 트리밍 작업을 수행할 수 밖에 없었다.In the case of a general hot stamping molding method, all the molding is performed in hot forming, and thus, a trimming process for precisely cutting the outline of the product cannot be performed before hot forming. Since press-molding requires a part to be fixed to the holder, it cannot be cut to this part in the blanking step before molding, so that the trimming operation is inevitably performed after the molding is completed and the material is cured.

그런데, 경화된 소재는 강도가 높아 일반적은 프레스 금형으로는 트리밍을 수행할 수 없어서, 레이저 장비를 사용하고 있었다. 그런데 레이저 장비는 프레스 금형에 비하여 장비의 가격이 높고, 절단 부위를 따라 레이저 빔을 이동시키며 작업이 이루어지는 특성상 공정시간이 많이 소요되는 단점을 가지고 있었다.By the way, hardened | cured material was high in intensity | strength, and trimming cannot be performed by a general press die, and laser equipment was used. However, the laser equipment has a disadvantage that the cost of the equipment is higher than the press mold, and the process time takes a lot due to the nature of the operation is performed by moving the laser beam along the cut portion.

또한, 모든 성형이 열간성형에 의하여 이루어지기 때문에 성형품질 산포의 분포가 넓은 단점도 가지고 있었다.
In addition, since all the molding is made by hot forming, the distribution of molding quality distribution has a disadvantage.

다음으로, 본 발명에 따른 간접 핫 스탬핑(Indirect hot stamping) 성형방법에 관하여 살펴본다.Next, an indirect hot stamping molding method according to the present invention will be described.

도 3은 본 발명에 따른 간접 핫 스탬핑 성형방법을 나타낸 공정 순서도이고, 도 4는 본 발명에 따른 간접 핫 스탬핑 성형방법을 나타낸 공정개략도이다.3 is a process flowchart showing an indirect hot stamping molding method according to the present invention, Figure 4 is a process schematic diagram showing an indirect hot stamping molding method according to the present invention.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 간접 핫 스탬핑 성형방법은 소재를 절단하는 블랭킹(blanking)공정(S-31)과, 절단된 소재를 프레스 금형으로 냉간 성형하는 냉간성형공정(S-32)와, 냉간성형된 소재의 가장자리를 트리밍(trimming)하는 트리밍공정(S-33)과, 트링밍된 소재를 가열로에 넣어 768~1000℃의 온도 범위로 가열하는 열처리공정(S-34)과, 가열된 소재를 최종형상으로 교정함과 동시에 급냉시키는 마무리열간성형공정(S-35)을 포함한다.3 and 4, the indirect hot stamping molding method according to the present invention is a blanking step (S-31) for cutting the material, and cold forming step (S) for cold forming the cut material into a press mold (S) -32), a trimming process (S-33) for trimming the edges of the cold-formed material, and a heat treatment process for heating the trimmed material in a heating furnace in a temperature range of 768 to 1000 ° C. 34) and a finishing hot forming process (S-35) for quenching the heated material to the final shape and quenching the same.

본 발명에 따른 간접 핫 스탬핑 성형방법은 냉간성형으로 가능한 최대의 형상을 성형하고, 그 후 트리밍을 실시하는 것을 특징으로 한다. 앞서 도 1 및 도 2에서 살펴본 바와 같이, 일반적인 핫 스탬핑 성형방법의 경우 열간성형및급냉공정(S-13) 이후에 트리밍을 수행하는 방식이었는데, 이 경우 소재의 강도가 높아 프레스 금형으로는 트리밍을 수행할 수 없기 때문에 레이저 장비를 필요로 하는 문제점이 있었다. 반면에 본원발명에 따른 간접 핫 스탬핑 성형방법은 소재가 경화되기 이전에 트리밍공정(S-33)을 수행하도록 함으로써 프레스 금형으로 트리밍공정을 수행할 수 있어, 레이저 설비에 소요되는 비용과 시간을 절감할 수 있다.The indirect hot stamping molding method according to the present invention is characterized by forming the largest possible shape by cold forming, and then performing trimming. As described above with reference to FIGS. 1 and 2, in the case of a general hot stamping molding method, trimming is performed after the hot forming and quenching process (S-13). There was a problem requiring laser equipment because it could not be performed. On the other hand, the indirect hot stamping molding method according to the present invention can perform the trimming process with the press mold by performing the trimming process (S-33) before the material is cured, thereby reducing the cost and time required for laser equipment can do.

공정단계 상으로 냉간성형공정이 추가되어 공정시간이 더 많이 소요될 것처럼 보일수도 있으나, 실제로 프레스 금형을 이용한 냉간성형공정은 그 공정에 소용되는 시간이 매우 짧아서 공정시간이 크게 늘어나지 않는다. 반면에 종래의 레이저 트리밍 공정(S-14)을 프레스 금형을 이용한 트리밍 공정(S-33)으로 대체함으로써 많은 공정시간을 단축할 수 있게 되어 전체적인 공정 싸이클 시간이 단축되는 효과를 가져온다.
Although it may seem that the process will take more time due to the addition of a cold forming process to the process step, in fact, the cold forming process using the press die is very short and the process time does not increase significantly. On the other hand, by replacing the conventional laser trimming process (S-14) with a trimming process (S-33) using a press mold, it is possible to shorten a lot of processing time, thereby reducing the overall process cycle time.

본 발명에 따른 간접 핫 스탬힝 성형방법은 크게 2가지 실시예를 가진다.Indirect hot stamping molding method according to the present invention has two embodiments.

제1실시예는 냉간성형공정(S-32)과 마무리열간성형공정(S-35)에 사용되는 금형이 모두 완제품 형상에 대응하는 형태이고,In the first embodiment, all of the molds used in the cold forming process (S-32) and the finish hot forming process (S-35) correspond to the finished product shape.

제2실시예는 냉간성형공정(S-32)에서 전체 성형의 60~95%를 수행하고, 마무리열간성형공정(S-35)에서 잔여분을 성형함으로써 완제품 형상을 성형하는 형태이다.
In the second embodiment, 60-95% of the total molding is performed in the cold forming process (S-32), and the finished product is formed by molding the remaining portion in the finishing hot forming process (S-35).

이하에서 각각의 공정에 관하여 상세하게 설명한다.Each process is explained in full detail below.

블랭킹공정(S-31)은 코일 형태의 소재를 프레스 성형이 가능하도록 절단하는 공정이다. 사용될 수 있는 소재로는 냉연 강판, 열연 강판, 아연 도금 냉연 강판, Al-Si Boron 첨가 코팅 강판 등이 있다. 판재의 형상으로 절단하는 것으로 최종부품 순(NET) 중량이 100 이라면 블랭킹된 소재의 중량은 120~150 정도가 된다.The blanking step S-31 is a step of cutting the coil-shaped material to enable press molding. Materials that can be used include cold rolled steel sheet, hot rolled steel sheet, galvanized cold rolled steel sheet, Al-Si Boron coated steel sheet. If the net weight of the final part is 100 by cutting into the shape of the plate, the weight of the blanked material is about 120 to 150.

상기 범위 이하의 소재로 블랭킹 하게 되면, 프레스 장치에서 블랭킹된 소재를 성형할 때 블랭킹 홀더에 의해 고정되는 부분이 부족하여 완전히 성형이 이루어지지 않을 수 있으며, 상기 범위를 넘어서게 되면 소재의 낭비가 심하여 원가 상승요인으로 작용하게 된다.If the blanking is less than the above range, when forming the blanked material in the press device may be insufficient due to the part fixed by the blanking holder may not be completely formed, if exceeding the above range, the waste of the material is severe and cost It acts as a synergistic factor.

블랭킹공정(S-31)은 제1실시예와 제2실시예에서 차이를 나타내지 않고 동일하다.
The blanking step (S-31) is the same without showing any difference in the first embodiment and the second embodiment.

냉간성형공정(S-32)은 블랭킹된 소재를 냉간성형을 통하여 형상을 가공하는 공정이다. 제1실시예의 경우 완제품의 형상에 대응하는 프레스금형을 이용하여 냉간성형하게 되며, 제2실시예의 경우 완제품의 형상에 근접하는 형상을 가지는 프레스금형을 이용하여 냉간성형하게 된다.Cold forming process (S-32) is a process for processing the shape of the blanked material through cold molding. In the first embodiment, the cold molding is performed using a press mold corresponding to the shape of the finished product, and in the second embodiment, the cold molding is performed using a press mold having a shape close to the shape of the finished product.

제2실시예는 형상이 복잡하거나 성형깊이가 깊은 경우에 적용되는 것으로, 냉간성형에서 완제품 형상 대비 성형량 60~95% 수준으로 성형하게 된다. 제품의 성형은 3차원적인 것으로 수치로 산정하기가 곤란하여, 본 발명에서의 성형량은 완제품의 높이에 대한 성형품의 높이의 비율을 의미한다. 즉 판재를 가공하여 완성되는 완제품중 성형이 가장 많이 된 부분의 높이가 완제품의 높이가 되며, 중간 과정인 성형품에서도 성형이 가장 많이 된 부분의 높이가 성형품의 높이가 된다.The second embodiment is applied to a case where the shape is complicated or the molding depth is deep, and the cold forming is performed at a level of 60 to 95% of the molding amount compared to the finished product shape. Since the molding of the product is three-dimensional and difficult to calculate numerically, the molding amount in the present invention means the ratio of the height of the molded article to the height of the finished product. In other words, the height of the finished part is the height of the finished product of the finished product finished by processing the plate material, the height of the molded part is the height of the molded part in the middle part of the molded product.

예를 들어, 완제품의 성형 깊이가 5cm 이고, 냉간성형된 성형품의 성형 깊이가 4.7cm 라면, 성형량은 94%가 되는 것이다.
For example, if the molding depth of the finished product is 5cm and the molding depth of the cold-formed molded article is 4.7cm, the molding amount is 94%.

트리밍공정(S-33)은 냉간성형된 소재의 테두리를 정밀하게 재단하는 공정이다. 완제품 형상에 통공이 필요한 경우 피어싱도 트리밍공정(S-33)에서 이루어진다. 일반적인 핫 스탬핑의 경우 소재의 성형과 경화가 완료된 후 레이저를 이용하여 트링밍을 수행하였기 때문에 프레스 금형을 사용할 수 없어, 레이저를 이용하거나 워터젯을 사용하였는데, 레이저나 워터젯을 사용하는 경우 설비에 많은 비용이 소모되며, 그 공정시간이 길어 생산성이 저하되는 문제점을 가지고 있었다.Trimming process (S-33) is a process to precisely cut the edge of the cold-formed material. Piercing is also made in the trimming process (S-33) if a hole is required for the finished product shape. In the case of general hot stamping, the press mold cannot be used because the trimming is performed using a laser after the molding and curing of the material are completed. Therefore, the laser or waterjet is used. Was consumed, and the process time was long, resulting in a decrease in productivity.

본 발명은 이러한 문제점을 개선하기 위하여, 냉간성형공정(S-32)을 통해 성형된 소재를 프레스 금형을 사용하여 트리밍을 수행하도록 함으로써 공정시간을 단축하고 설비 비용을 절감할 수 있는 효과를 가져온다.The present invention, in order to improve this problem, by trimming the material formed through the cold forming process (S-32) using a press die brings the effect of reducing the process time and equipment costs.

트리밍공정(S-33)에서 트림 라인의 공차는 ±0.75 인 것이 바람직하다.In the trimming process (S-33), the tolerance of the trim line is preferably ± 0.75.

이는 냉간성형시 제품을 이미 트림하거나 홀가공을 하기 때문에 열처리시 제품은 전방위로 팽창하게 되며 또한 금형으로 이송되는중 및 금형에 의해 성형이 되는 중에는 수축이 일어나기 때문에 이에 대한 고정밀의 트림 라인을 예측 설계하여 제품을 제작하기란 쉽지가 않다. 때문에 기존의 일반 프레스 냉간성형 공차 대비 약간의 공차여유를 더 고려하는 것이 타당하다.
Since the product is already trimmed or holed during cold forming, the product expands in all directions during heat treatment and shrinkage occurs during transfer to the mold and during molding by the mold. It is not easy to manufacture a product. Therefore, it is reasonable to consider the margin of tolerance more than the conventional press cold forming tolerance.

열처리공정(S-34)은 트링밍된 소재를 가열로에 넣어 768~1000℃의 온도 범위로 가열하는 공정이다.Heat treatment step (S-34) is a process of heating the temperature range of 768 ~ 1000 ℃ by inserting the trimmed material in the heating furnace.

여기서, 열처리 로(furnace) 내에서 소재의 최종 가열온도는 오스테나이트 안정화 온도 이상 1000℃ 이하로 하고, 그 유지 시간은 4~6분으로 한다. 그 이유는 통상 강재가 오스테나이트 안정화 온도로 가열되어야 급냉 후 부품이 요구하는 강도를 확보할 수 있는 조직상태가 얻어지게 되기 때문이고, 그 반면 1000℃ 초과일 때는 코팅층이 증발을 하기 시작하는 온도이기 때문이다.Here, the final heating temperature of the material in the heat treatment furnace (furnace) is more than the austenite stabilization temperature 1000 ℃ or less, the holding time is 4 to 6 minutes. The reason is that the steel is usually heated to the austenite stabilization temperature to obtain a structural state that can secure the strength required by the component after quenching, while the temperature above 1000 ℃ is the temperature at which the coating layer starts to evaporate. Because.

소재의 응력제거에 의한 균일한 조직을 얻고 가열 후공정에서 균일한 가공성을 확보하기 위한 열처리 로에서 소재의 유지 시간은 다수 회의 실험결과 4분 미만인 경우 잔류 오스테나이트 생성 정도가 충분하지 않게 되고, 6분을 초과하더라도 더 이상의 오스테나이트 조직상의 효과는 포화되므로 그 유지 시간을 4~6분으로 하는 것이 바람직하다. 일반적으로 마르텐사이트 조직을 얻기 위해서는 마르텐사이트 변태 개시 온도와 냉각 속도와의 관계가 매우 중요하다. 즉, 마르텐사이트 변태 개시 이상의 온도에서 성형이 시작되어야 하고, 또 마르텐사이트 변태 종료 온도 이하에서 금형으로부터 부품이 취출되어야 한다.
In the heat treatment furnace to obtain a uniform structure by stress relief of the material and to ensure uniform processability in the post-heating process, if the retention time of the material is less than 4 minutes in a number of experiments, the amount of residual austenite is insufficient. Even if it exceeds minutes, since the effect of further austenite structure is saturated, it is preferable to set the holding time as 4-6 minutes. In general, the relationship between the martensite transformation start temperature and the cooling rate is very important for obtaining martensite structure. That is, molding should start at a temperature above the martensite transformation start, and parts should be taken out of the mold below the martensite transformation end temperature.

마무리열간압연공정(S-35)은 열처리공정(S-34)에서 가열된 소재를 프레스 금형에서 마무리성형함 동시에 급냉시키는 공정이다.Finishing hot rolling process (S-35) is a process of quenching and simultaneously molding the material heated in the heat treatment process (S-34) in a press die.

제1실시예의 경우 완제품 형상에 대응하는 금형을 사용하여 냉간성형을 실시한 경우라고 하더라도, 스프링 백 형상에 의하여 원하는 최종제품의 형상을 가지지는 못하므로, 가열된 소재를 금형으로 구속한 상태에서 급냉시킴으로써 최종제품의 형상으로 교정하고 소재를 경화시키게 된다.In the case of the first embodiment, even if cold forming is performed using a mold corresponding to the shape of the finished product, the spring back shape does not have a desired final product shape. The shape of the product is corrected and the material is hardened.

제2실시예의 경우 잔여 성형량이 추가로 성형됨과 동시에 급냉시킴으로써 최종제품의 형상으로 성형하고 경화시키게 된다.In the second embodiment, the remaining molding amount is further molded and simultaneously quenched to form and harden the final product.

제1실시예의 경우 냉간성형에서 사용되는 금형과 열간성형에서 사용되는 금형이 모두 완제품 형상에 대응하는 것으로 동일한 금형을 사용하여 냉간성형공정(S-32)과 마무리열간성형공정(S-35)을 수행할 수 있다. 물론, 별도의 금형을 마련하여 사용할 수도 있다.In the first embodiment, both the mold used in cold forming and the mold used in hot forming correspond to the finished product shape. The cold forming process (S-32) and the finish hot forming process (S-35) are performed using the same mold. Can be done. Of course, you can also provide and use a separate metal mold | die.

급냉시의 냉각속도는 -20℃/sec ~ -100℃/sec 인 것이 바람직하다. It is preferable that the cooling rate at the time of quench is -20 degreeC / sec--100 degreeC / sec.

냉각속도는 -20℃/sec 이상으로 유지하는 이유는 마르텐사이트(martensite) 조직으로의 상변태가 용이하게 이루어지도록 하기 위함이다.The reason why the cooling rate is maintained at −20 ° C./sec or more is to facilitate phase transformation into martensite tissue.

즉, 고온으로 가열된 소재가 -20℃/sec 이하의 냉각속도로 냉각되면 그 조직이, 펄라이트(pearlite) 또는 베이나이트(bainite) 조직을 가지게 되어 충분한 강도를 가질 수 없게 될 수 있다. 따라서, 급랭속도를 유지하여 소지철 부분이 완전 마르텐사이트 구조로 상변태가 이루어 질 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
That is, when the material heated to a high temperature is cooled at a cooling rate of -20 ° C / sec or less, the structure may have pearlite or bainite structure, and thus may not have sufficient strength. Therefore, it is desirable to maintain the quenching speed so that the base iron portion can undergo phase transformation into a fully martensite structure.

이상 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 간접 핫 스탬핑 성형방법은 열간성형 이전에 냉간성형을 수행하고, 냉간성형 후 트리밍공정을 수행하도록 함으로써, 레이저나 워터젯과 같은 고가의 장비의 사용을 최소화 하거나 또는 전혀 사용없이 프레스 금형을 사용하여 트리밍공정을 수행할 수 있고, 이로 인해 트리밍공정에 소요되는 공정시간을 대폭 단축하고 생산성을 향상시키는 효과를 가져온다.
As described above, the indirect hot stamping molding method according to the present invention performs cold forming before hot forming and performs a trimming process after cold forming, thereby minimizing the use of expensive equipment such as a laser or a water jet, or not at all. The trimming process can be carried out using a press mold without use, which greatly reduces the process time required for the trimming process and improves productivity.

첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 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.
Although embodiments of the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, the present invention is not limited to the above embodiments and can be modified in various forms, and a person of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. It will be appreciated that the present invention may be embodied in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive.

S-31 : 블랭킹공정
S-32 : 냉간성형공정
S-33 : 트리밍공정
S-34 : 열처리공정
S-35 : 마무리열간성형공정
S-31: Blanking Process
S-32: Cold Forming Process
S-33: Trimming Process
S-34: Heat Treatment Process
S-35: Finishing Hot Forming Process

Claims (14)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 소재를 절단하는 블랭킹(blanking)공정;
절단된 소재를 완제품 형상대비 성형량 60~95% 범위로 냉간 성형하는 냉간성형공정;
냉간성형된 소재의 가장자리를 트리밍(trimming)하는 트리밍공정;
트링밍된 소재를 가열로에 넣어 768~1000℃의 온도 범위로 가열하는 열처리공정; 및
가열된 소재의 잔여 성형량을 열간프레스 성형함과 동시에 -20℃/sec ~ -100℃/sec 의 냉각속도로 급냉시키는 마무리열간성형공정;을 포함하고,
상기 트리밍공정은 완제품의 외곽선에 대하여 ±0.75mm 의 공차 범위에서 수행하되, 완제품이 통공을 구비하는 경우, 상기 트리밍공정에서 트리밍과 피어싱(piercing)을 수행하고,
상기 트리밍공정은 프레스 금형에 의하여 수행되는 것을 특징으로 하는 핫 스탬핑 성형방법.
A blanking process of cutting the material;
Cold forming process for cold forming the cut material to 60 ~ 95% of the amount compared to the shape of the finished product;
Trimming process for trimming the edge of the cold-formed material (trimming);
A heat treatment step of heating the trimmed material in a heating furnace to a temperature range of 768 to 1000 ° C; And
And hot-press molding the remaining molding amount of the heated material and at the same time, finishing hot forming step of rapidly cooling at a cooling rate of -20 ° C / sec to -100 ° C / sec.
The trimming process is performed in a tolerance range of ± 0.75mm with respect to the outline of the finished product, when the finished product has a through hole, trimming and piercing is performed in the trimming process,
The trimming process is hot stamping molding method, characterized in that performed by a press die.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 9 항에 있어서,
상기 블랭킹공정에서 사용되는 소재는 냉연 강판, 열연 강판, 아연 도금 냉연 강판 및 Al-Si Boron 첨가 코팅 강판 중 하나인 것을 특징으로 하는 간접 핫 스탬핑 성형방법.
The method of claim 9,
Indirect hot stamping molding method characterized in that the material used in the blanking process is one of a cold rolled steel sheet, hot rolled steel sheet, galvanized cold rolled steel sheet and Al-Si Boron-coated steel sheet.
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