KR101269718B1 - High strength steel parts using hydroforming - Google Patents

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Abstract

복잡한 형상 및 고강도를 요구하는 강 부품을 제조할 수 있는 하이드로포밍을 이용한 고강도 강 부품 제조 방법에 대하여 개시한다.
본 발명에 따른 고강도 강 부품 제조 방법은 (a) 강관 소재를 가열하는 단계; (b) 금형에 상기 가열된 강관 소재를 투입하고, 상기 금형을 폐쇄하는 단계; 및 (c) 상기 강관 소재 내부에 유체를 공급하여 상기 강관 소재를 성형하는 단계;를 포함하고, 상기 (c) 단계에서, 상기 강관 소재가 상기 유체의 압력에 의해 성형되면서, 상기 유체와 접촉하면서 퀀칭(quenching)되도록 하는 것을 특징으로 한다. Disclosed is a method for manufacturing high strength steel parts using hydroforming, which can produce steel parts requiring complex shapes and high strength.
The high strength steel component manufacturing method according to the present invention comprises the steps of (a) heating the steel pipe material; (b) injecting the heated steel pipe material into a mold and closing the mold; And (c) supplying a fluid to the inside of the steel pipe material to form the steel pipe material. In the step (c), the steel pipe material is molded by the pressure of the fluid, while contacting the fluid. It is characterized in that the quenching (quenching).

Description

하이드로포밍을 이용한 고강도 강 부품 제조 방법 {HIGH STRENGTH STEEL PARTS USING HYDROFORMING}High strength steel parts manufacturing method using hydroforming {HIGH STRENGTH STEEL PARTS USING HYDROFORMING}

본 발명은 고강도 강 부품 제조 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복잡한 형상 및 고강도를 요구하는 강 부품을 쉽게 제조할 수 있는 하이드로포밍을 이용한 고강도 강 부품 제조 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a technology for manufacturing high strength steel parts, and more particularly, to a method for manufacturing high strength steel parts using hydroforming, which can easily produce steel parts requiring complex shapes and high strength.

일반적으로 하이드로포밍을 이용한 강 부품 제조 방법은 340~980MPa의 인장강도를 갖는 강관 소재를 상온 상태에서 프리벤딩 및 프리포밍을 통해 제조하고자 하는 강 부품의 가형상을 만든 후에, 금형에 안착시켜 금형을 가압한 상태에서 강관 소재의 양쪽 끝단에 고압의 유체를 공급하여 유압을 통해 원하는 부품의 형상으로 가공을 하는 방법이다. In general, a steel part manufacturing method using hydroforming is made of a steel pipe to be manufactured by pre-bending and preforming a steel pipe material having a tensile strength of 340 ~ 980 MPa at room temperature, and then seated on a mold to form a mold. The high pressure fluid is supplied to both ends of the steel pipe material in the pressurized state to process the desired parts through hydraulic pressure.

이러한 하이드로포밍을 이용한 강 부품 제조 방법은 소재의 수율이 일반 판재 성형보다 높아 소재비가 절감되고, 부품의 전부위에 걸쳐 고른 압력으로 성형할 수 있는 특징이 있다. The steel part manufacturing method using the hydroforming is characterized in that the yield of the material is higher than that of the general sheet molding, and the material cost is reduced, and the mold can be molded at an even pressure over the entire part.

그러나, 하이드로포밍의 경우, 인장강도 780~980MPa 정도, 혹은 그 이상의 고강도 강관 소재에 대해서는 적용되고 있지 않다. 그 이유는 780~980MPa의 인장강도를 갖는 강관 소재의 경우, 대체로 낮은 연신율과 고항복강도로 인한 프리벤딩 및 프리포밍의 어려움이 있으며, 낮은 확관율로 인하여 강 부품 형상을 정밀하게 하기 어렵기 때문이다.
However, in the case of hydroforming, it is not applied to high strength steel pipe material of tensile strength of about 780 to 980 MPa or more. The reason is that in case of steel pipe material with tensile strength of 780 ~ 980MPa, there is a difficulty of pre-bending and preforming due to low elongation and high yield strength, and it is difficult to precisely shape the steel part due to low expansion rate. to be.

최근에는, 핫 스탬핑을 이용한 고강도 강 부품 제조 기술이 개발되었다. 핫 스탬핑을 이용한 고강도 강 부품 제조 기술의 경우, 인장강도 500MPa 정도의 소재를 900℃ 정도의 고온으로 가열한 상태에서 원하는 형상으로 성형함과 동시에 퀀칭(quenching)하여 1000MPa 이상의 인장강도를 갖는 고강도 강 부품까지 제조할 수 있다. Recently, a technology for manufacturing high strength steel parts using hot stamping has been developed. In the case of high-strength steel parts manufacturing technology using hot stamping, high strength steel parts having a tensile strength of 1000 MPa or more by simultaneously quenching and forming a desired shape while heating a material having a tensile strength of about 500 MPa to a high temperature of about 900 ° C. It can be manufactured up to.

그러나, 핫 스탬핑을 이용한 고강도 강 부품 제조 기술을 강관 소재에 적용할 경우, 강관 소재 전부위에 걸쳐 고른 성형이 어렵고, 단순히 강관 소재를 누르는 방식이므로 하이드로포밍에 비하여 단순한 형상의 부품만 성형이 가능하다. 이에 따라, 가공 가능한 부품 형상의 제약이 심하고 원하는 치수 정밀도를 얻을 수 없는 단점이 있다.
However, when the high-strength steel component manufacturing technology using hot stamping is applied to the steel pipe material, it is difficult to form evenly over the entire steel pipe material, and simply presses the steel pipe material so that only a simple-shaped part may be formed as compared to hydroforming. Accordingly, there are disadvantages in that the shape of the workable part is severely limited and a desired dimensional accuracy cannot be obtained.

본 발명의 목적은 강관 소재를 이용하여 고강도 강 부품을 제조함에 있어, 강관 소재 전부위에 걸친 고른 성형성 및 고강도를 함께 확보할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method capable of simultaneously securing high formability and high strength over all steel pipe materials in manufacturing high strength steel components using steel pipe materials.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 하이드로포밍을 이용한 고강도 강 부품 제조 방법은 (a) 강관 소재를 가열하는 단계; (b) 금형에 상기 가열된 강관 소재를 투입하고, 상기 금형을 폐쇄하는 단계; 및 (c) 상기 강관 소재 내부에 유체를 공급하여 상기 강관 소재를 성형하는 단계;를 포함하고, 상기 (c) 단계에서, 상기 강관 소재가 상기 유체의 압력에 의해 성형되면서, 상기 유체와 접촉하면서 퀀칭(quenching)되도록 하는 것을 특징으로 한다. High-strength steel component manufacturing method using hydroforming according to an embodiment of the present invention for achieving the above object comprises the steps of (a) heating a steel pipe material; (b) injecting the heated steel pipe material into a mold and closing the mold; And (c) supplying a fluid to the inside of the steel pipe material to form the steel pipe material. In the step (c), the steel pipe material is molded by the pressure of the fluid, while contacting the fluid. It is characterized in that the quenching (quenching).

상기 유체 공급 단계에서는 상기 강관 소재와 접촉 후 초임계 유체(supercritical fluid) 상태로 변하도록, 초임계 압력 이상의 압력을 갖는 유체를 상기 강관 소재 내부에 공급할 수 있다. 또한, 상기 유체 공급 단계에서는 초임계 유체 상태의 유체를 상기 강관 소재 내부에 공급할 수 있다. In the fluid supplying step, a fluid having a pressure equal to or greater than the supercritical pressure may be supplied into the steel pipe material so as to change into a supercritical fluid state after contact with the steel pipe material. In the fluid supplying step, the fluid in a supercritical fluid state may be supplied into the steel pipe material.

또한, 퀀칭 효율 향상을 위하여, 상기 금형에는 냉각 유로가 형성되어 있는 것이 바람직하다.
In addition, in order to improve the quenching efficiency, it is preferable that a cooling passage is formed in the mold.

본 발명에 따른 강 부품 제조 방법은 하이드로포밍시 이용되는 유체를 성형 및 퀀칭 모두에 이용함으로써 기존의 하이드로포밍 공법 및 핫 스탬핑 공법 각각의 장점을 모두 얻을 수 있는 효과가 있다. The steel component manufacturing method according to the present invention has the effect of obtaining both the advantages of the conventional hydroforming method and the hot stamping method by using the fluid used during hydroforming for both molding and quenching.

따라서, 본 발명에 따른 강 부품 제조 방법은 고강도와 함께 복잡한 형상 및 높은 치수정밀도를 요구하는 부품, 특히 인장강도 1400MPa 이상의 고강도와 함께 폐단면의 프로파일을 갖는 강 부품 제조에 유용하게 활용될 수 있다.
Therefore, the steel part manufacturing method according to the present invention can be usefully used for the production of parts requiring complex shapes and high dimensional accuracy, in particular high strength, in particular steel parts having a profile of the closed section with a high strength of 1400 MPa or more tensile strength.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 하이드로포밍을 이용한 강 부품 제조 방법을 개략적으로 나타내는 순서도이다.
1 is a flow chart schematically showing a method for manufacturing steel parts using hydroforming according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 상세하게 후술되어 있는 실시예들 및 도면을 참조하면 명확해질 것이다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention, and how to accomplish them, will become apparent with reference to the embodiments and drawings described in detail below.

그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.However, it is to be understood that the present invention is not limited to the disclosed embodiments, but may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. It is intended that the disclosure of the present invention be limited only by the terms of the appended claims.

이하, 본 발명에 따른 하이드로포밍을 이용한 강 부품 제조 방법에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
Hereinafter, a method for manufacturing steel parts using hydroforming according to the present invention will be described in detail.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 하이드로포밍을 이용한 강 부품 제조 방법을 개략적으로 나타내는 순서도이다. 1 is a flow chart schematically showing a method for manufacturing steel parts using hydroforming according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 도시된 강 부품 제조 방법은 강관 소재 가열 단계(S110), 금형 투입 단계(S120) 및 유체 공급 단계(S130)를 포함한다. Referring to FIG. 1, the illustrated steel component manufacturing method includes a steel pipe material heating step S110, a mold injection step S120, and a fluid supply step S130.

강관 소재 가열 단계(S110)에서는 강관 소재를 정해진 온도로 가열한다.In the steel pipe material heating step (S110), the steel pipe material is heated to a predetermined temperature.

가열은 가열로 내에서의 가열 방식, 전자기 유도 가열 방식 등 다양한 방식이 적용될 수 있다. The heating may be applied in various ways such as heating in the furnace, electromagnetic induction heating.

이때, 가열 단계(S110)에서는 강관 소재를 오스테나이트 형성 영역까지 가열하는 것이 바람직하다. 이는 후술하는 유체 공급 단계(S130)에서 퀀칭을 통하여 최종 미세조직을 마르텐사이트화하여 고강도를 확보하기 위함이다. At this time, in the heating step (S110) it is preferable to heat the steel pipe material to the austenite forming region. This is to ensure high strength by martensifying the final microstructure through quenching in the fluid supply step (S130) to be described later.

보다 구체적으로, 가열 단계(S110)에서는 강관 소재를 850~1000℃로 가열하는 것이 바람직하다. 강관 소재의 가열 온도가 850℃ 미만일 경우 오스테나이트 형성이 불충분하여 후술하는 유체 공급 단계(S130)에서의 퀀칭시 충분한 강도를 확보하기 어렵다. 반대로, 강관 소재의 가열 온도가 1000℃를 초과하는 경우에는 후술하는 유체 공급 단계(S130)에서 마르텐사이트 온도 영역까지 퀀칭이 이루어지기 어렵다. 물론, 유체의 유압을 증가시켜 마르텐사이트 온도 영역까지 퀀칭이 이루어지도록 할 수 있으나, 이 경우, 유압의 과도한 상승으로 인하여 제조 설비의 안정성 문제가 발생할 수 있다. More specifically, in the heating step (S110) it is preferable to heat the steel pipe material to 850 ~ 1000 ℃. When the heating temperature of the steel pipe material is less than 850 ℃ austenite formation is insufficient to secure sufficient strength during quenching in the fluid supply step (S130) described later. On the contrary, when the heating temperature of the steel pipe material exceeds 1000 ° C., it is difficult to quench the martensite temperature region in the fluid supply step S130 described later. Of course, the hydraulic pressure of the fluid may be increased to quench the martensite temperature region, but in this case, an excessive increase in the hydraulic pressure may cause stability of the manufacturing facility.

한편, 하이드로포밍 공정의 효율을 높이고, 강 부품의 정교한 형상 확보 등을 위하여, 강관 소재의 가열 이전에, 강관소재를 벤딩 가공이나 프레스 가공 등으로 프리포밍(preforming)할 수 있다.
On the other hand, in order to increase the efficiency of the hydroforming process and to secure the elaborate shape of steel parts, the steel pipe material may be preformed by bending or pressing before heating the steel pipe material.

다음으로, 금형 투입 단계(S120)에서는 금형에 가열된 강관 소재를 투입하고, 금형을 폐쇄한다.Next, in the mold input step (S120), the heated steel pipe material is put into the mold, and the mold is closed.

유체의 압력을 이용하여 강관 소재를 관의 외부 방향으로 확관하는 형태로 성형하는 하이드로포밍의 특성을 고려할 때, 금형의 내부면의 형상은 제조하고자 하는 강 부품의 형상에 반대된다. Considering the characteristics of the hydroforming which forms a steel pipe material into a shape in which the steel pipe material is expanded outwardly of the pipe by using the pressure of the fluid, the shape of the inner surface of the mold is opposite to the shape of the steel part to be manufactured.

또한, 이때, 금형에는 열선과 같은 가열 수단이 구비될 수 있다. 이 경우, 가열 수단에 의하여 금형에 투입된 강관 소재의 온도가 유지될 수 있다. 또한 가열 단계(S110)에서 강관 소재를 상대적으로 낮은 온도로 가열한 경우, 금형 내부에서 가열 수단에 의하여 추가적인 가열이 이루어질 수 있다.
In this case, the mold may be provided with a heating means such as a heating wire. In this case, the temperature of the steel pipe material introduced into the mold by the heating means can be maintained. In addition, when the steel pipe material is heated to a relatively low temperature in the heating step (S110), additional heating may be made by a heating means inside the mold.

다음으로, 유체 공급 단계(S130)에서는 강관 소재의 양측을 밀폐하고 그 내부로 고압의 유체를 공급하여 강관 소재를 확관하는 방식으로 성형한다. Next, in the fluid supply step (S130) is sealed in a manner of sealing the both sides of the steel pipe material and supplying a high pressure fluid therein to expand the steel pipe material.

이때, 강관 소재는 유체의 압력에 의해 성형된다. 또한 고온으로 가열된 강관 소재는 상대적으로 저온의 유체와 접촉하면서, 유체와의 온도차이에 의하여 급냉되면서 퀀칭(quenching)이 이루어진다. At this time, the steel pipe material is molded by the pressure of the fluid. In addition, the steel pipe material heated to a high temperature is quenched while being quenched by the temperature difference with the fluid while in contact with the relatively low temperature fluid.

고온으로 가열된 강관 소재는 고강도화가 진행되지 않아 하이드로포밍에 의하여 정밀한 성형이 가능하고, 또한, 유체와의 접촉에 의한 퀀칭의 경우 고강도화를 가능하게 한다. 따라서, 본 발명에 따른 강 부품 제조 방법은 하이드로포밍 공법 및 핫 스탬핑 공법의 장점을 모두 발휘할 수 있다.
The steel pipe material heated to a high temperature does not proceed with high strength, so that precise molding is possible by hydroforming, and in the case of quenching by contact with a fluid, high strength can be achieved. Therefore, the steel component manufacturing method according to the present invention can exhibit all the advantages of the hydroforming method and the hot stamping method.

한편, 유체 공급 단계(S130)에서 가열된 강관과 유체가 접촉할 때, 유체의 급격한 기화에 따른 큰 폭의 압력변화가 발생할 수 있다. 이와 같이 큰 폭의 압력변화는 강관 소재의 터짐, 나아가 금형의 폭발 위험 등 여러가지 위험의 요인이 될 수 있다. On the other hand, when the heated steel pipe and the fluid in contact with the fluid supply step (S130), a large pressure change may occur due to the rapid vaporization of the fluid. Such a large pressure change may cause various risk factors such as bursting of the steel pipe material and further risk of explosion of the mold.

따라서, 공급되는 유체는 강관 소재의 온도를 고려하여 유체가 가열된 강관 소재에 접촉하더라도 급격히 기화하지 않아야 한다. 금형에서 유체에 전달되는 열량을 고려하여 공급되는 유체의 압력과 유량이 결정되어야 한다. 즉 내부로 공급되는 유체의 온도와 압력이 일정 수준 이하로 유지될 수 있도록 하여야, 상술한 바와 같은 강관의 터짐이나 금형의 파손을 방지할 수 있다. Therefore, the fluid to be supplied should not evaporate rapidly even if the fluid contacts the heated steel pipe material in consideration of the temperature of the steel pipe material. Considering the amount of heat transferred from the mold to the fluid, the pressure and flow rate of the supplied fluid must be determined. That is, the temperature and pressure of the fluid supplied to the inside must be maintained at a predetermined level or less, so that the bursting of the steel pipe as described above and the breakage of the mold can be prevented.

이를 위하여, 금형 내부로 공급된 유체가 강관 소재와 접촉하게 되면, 강관으로 부터 열을 전달받아 유체의 온도와 압력이 증가하게 되는데, 이 때 유체는 초임계 유체(supercritical fluid) 상태로 변하도록 할 수 있다. To this end, when the fluid supplied into the mold comes into contact with the steel pipe material, heat is transferred from the steel pipe to increase the temperature and pressure of the fluid, which causes the fluid to change into a supercritical fluid. Can be.

일반적으로, 초임계 유체는 보통의 온도 및 압력에서는 기체와 액체가 되는 물질이 일정한 온도 및 압력을 넘어선 경우 기화 과정이 일어나지 않아 기체와 액체의 구별을 할 수 없는 상태의 유체를 의미한다.In general, supercritical fluid refers to a fluid in a state in which gas and liquid cannot be distinguished because a gasification process does not occur when a substance that becomes a gas and a liquid exceeds a certain temperature and pressure at a normal temperature and pressure.

강관 소재는 상술한 바와 같이 850~1000℃ 의 고온 상태에서 공급되는 유체와 접촉하게 되므로, 공급된 유체가 초임계 유체 상태를 유지하도록 하는 것이다. The steel pipe material is in contact with the fluid supplied in the high temperature state of 850 ~ 1000 ℃ as described above, so that the supplied fluid to maintain the supercritical fluid state.

강관 소재의 성형과 급냉 모두를 고려할 때, 유체의 압력이 고압인 상태에서 강관 소재와 접촉 후 초임계 상태로 변하도록 하는 것이 바람직하다. 이를 위하여, 초임계 압력 이상의 압력을 갖는 유체를 강관 소재 내부에 공급할 수 있다. 이 경우, 초임계 압력 상태의 유체가 고온의 강관 소재와 접할 경우, 유체는 순간적으로 초임계 유체 상태가 될 수 있다. In consideration of both forming and quenching of the steel pipe material, it is desirable to change the fluid pressure to a supercritical state after contact with the steel pipe material in a state of high pressure. To this end, a fluid having a pressure above the supercritical pressure may be supplied into the steel pipe material. In this case, when the supercritical pressure fluid comes into contact with the hot steel pipe material, the fluid may instantly become a supercritical fluid state.

예를 들어, 유체로 물을 이용할 경우, 물의 초임계점은 22.12MPa, 374.3℃인데, 물의 압력을 22.12MPa 이상을 유지할 경우, 강관과 접촉시 온도 상승에 따라 순간적으로, 기화가 아닌 초임계 유체 상태가 될 수 있다. For example, when water is used as a fluid, the supercritical point of water is 22.12 MPa and 374.3 ° C. When the water pressure is maintained to be 22.12 MPa or more, the supercritical fluid state, not vaporization, is instantaneously due to the temperature increase when contacted with the steel pipe. Can be

물론, 유체에 따라서는 초임계 유체 상태의 유체 자체를 강관 소재 내부에 공급할 수도 있다. Of course, depending on the fluid, the fluid itself in the supercritical fluid state may be supplied into the steel pipe material.

또한, 퀀칭에 의해 형성되는 성형체의 미세조직이 마르텐사이트를 포함하도록 유체의 온도, 압력 또는 유량을 조절할 수 있다. 즉, 유체의 온도가 낮고 및 공급 유량이 클수록 퀀칭 효과는 더 향상될 수 있는 점, 유체의 압력이 높을수록 안정성이 높아지며 성형력이 향상될 수 있는 점 등을 고려하여 유체의 공급을 조절할 수 있다.
In addition, the temperature, pressure or flow rate of the fluid can be adjusted so that the microstructure of the formed body formed by quenching contains martensite. That is, the lower the temperature of the fluid and the larger the flow rate, the more the quenching effect can be improved, the higher the pressure of the fluid, the higher the stability and the molding force can be adjusted in consideration of the point that can be adjusted. .

한편, 퀀칭 효율 향상을 위하여, 금형에는 별도의 냉각수 유로와 같은 냉각 유로가 더 형성되어 있을 수 있다.On the other hand, in order to improve the quenching efficiency, a cooling channel, such as a separate cooling water channel, may be further formed in the mold.

강관 소재의 내부로 유체를 공급하여 강관의 내부면과 유체를 접촉시켜 강관의 내면으로부터 냉각을 진행함과 동시에, 강관 소재의 외부면에 접촉하는 금형을 냉각하여 강관 소재의 외면으로부터도 냉각을 진행하기 위한 것이다.The fluid is supplied to the inside of the steel pipe material and the fluid is brought into contact with the inner surface of the steel pipe to cool it from the inner surface of the steel pipe, and at the same time, the mold contacting the outer surface of the steel pipe material is cooled to cool the outer surface of the steel pipe material. It is to.

이 때, 냉각수는 금형 내부에 형성된 유로를 따라서 순환하며 금형 자체만을 냉각하는 방식일 수도 있으며, 냉각수가 금형의 내면으로 유출되어 강관 소재의 외부면에 접촉하도록 할 수도 있다.In this case, the cooling water may be circulated along the flow path formed inside the mold and may cool only the mold itself. The cooling water may flow out to the inner surface of the mold to contact the outer surface of the steel pipe material.

금형에서 유출된 냉각수가 강관 소재의 외부면에 접촉하게 되는 경우에는 초임계 유체등을 고려할 필요는 없다. 금형에 접촉한 유체가 기화하더라도 이는 강관 내부에서 기화하는 것이 아니므로 자연적으로 금형 외부로 배출될 수 있기 때문이다.When the coolant flowing out of the mold comes into contact with the outer surface of the steel pipe material, it is not necessary to consider a supercritical fluid. This is because even if the fluid in contact with the mold vaporizes, it is not vaporized inside the steel pipe, so that it can be naturally discharged out of the mold.

본 발명에 따른 하이드로포밍을 이용한 강 부품 제조 방법은 강관 소재의 가열 온도, 유체의 종류, 유체의 공급 제어 등을 통하여 다양한 강도를 갖는 강 부품을 제조할 수 있다. Steel component manufacturing method using the hydroforming according to the present invention can produce a steel component having a variety of strength through the heating temperature of the steel pipe material, the type of fluid, the supply control of the fluid.

예를 들어, 강관 소재는 490~590MPa의 인장강도를 가질 수 있고, 이 경우 900℃ 정도로 가열하면 강도가 200~300MPa 정도로 강도가 낮아지면서 성형에 용이한 상태 및 오스테나이트 조직이 형성된다. 이를 금형 내에 투입하고, 22.12MPa 이상의 초임계 압력 상태의 물을 공급하면 강관 소재의 성형과 함께 급냉이 이루어져, 최종 제조된 강 제품은 마르텐사이트 조직을 가지며, 인장강도 1400MPa 이상의 초고강도를 가질 수 있다.
For example, the steel pipe material may have a tensile strength of 490 ~ 590MPa, and in this case, when heated to about 900 ℃, the strength is reduced to about 200 ~ 300MPa while forming a state easy to form and austenite structure. When it is injected into the mold and supplied with water having a supercritical pressure of 22.12 MPa or more, quenching is performed together with the molding of the steel pipe material. The final manufactured steel product has martensitic structure and may have an ultra high strength of 1400 MPa or more. .

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 강 부품 제조 방법은 하이드로포밍시 이용되는 유체를 이용하여, 유체의 압력으로 강관 소재를 성형하고, 유체와 가열된 강관 소재의 온도 차이로 강관 소재의 퀀칭이 가능하여, 기존의 강 부품 제조에 이용되는 하이드로포밍 공법 및 핫 스탬핑 공법 각각의 장점을 모두 이용할 수 있다. As described above, the steel component manufacturing method according to the present invention, by using a fluid used during hydroforming, to form a steel pipe material at the pressure of the fluid, it is possible to quench the steel pipe material by the temperature difference between the fluid and the heated steel pipe material Thus, the advantages of each of the hydroforming method and the hot stamping method used in manufacturing existing steel parts can be used.

따라서, 본 발명에 따른 강 부품 제조 방법은 고강도와 함께 복잡한 형상 및 높은 치수정밀도를 요구하는 부품, 특히 인장강도 1400MPa 이상의 고강도와 함께 폐단면의 프로파일을 갖는 강 부품 제조에 유용하게 활용될 수 있다.
Therefore, the steel part manufacturing method according to the present invention can be usefully used for the production of parts requiring complex shapes and high dimensional accuracy, in particular high strength, in particular steel parts having a profile of the closed section with a high strength of 1400 MPa or more tensile strength.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. I will understand.

따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
Accordingly, the true scope of protection of the present invention should be defined by the following claims.

S110 : 강관 소재 가열 단계
S120 : 금형 투입 단계
S130 : 유체 공급 단계S110: Steel Pipe Material Heating Steps
S120: Mold Feeding Step
S130: fluid supply stage

Claims (9)

(a) 강관 소재를 가열하는 단계;
(b) 금형에 상기 가열된 강관 소재를 투입하고, 상기 금형을 폐쇄하는 단계; 및
(c) 상기 강관 소재 내부에 유체를 공급하여 상기 강관 소재를 성형하는 단계;를 포함하고,
상기 (c) 단계에서, 상기 강관 소재와 접촉 후 초임계 유체(supercritical fluid) 상태로 변하도록 초임계 압력 이상의 압력을 갖는 유체를 상기 강관 소재 내부에 공급하거나, 초임계 유체 상태의 유체를 상기 강관 소재 내부에 공급하며,
상기 (c) 단계에서, 상기 강관 소재가 상기 유체의 압력에 의해 성형되면서, 상기 유체와 접촉하면서 상기 유체에 의해 퀀칭(quenching)되도록 하는 것을 특징으로 하는 하이드로포밍을 이용한 고강도 강 부품 제조 방법.
(a) heating the steel pipe material;
(b) injecting the heated steel pipe material into a mold and closing the mold; And
(c) supplying a fluid into the steel pipe material to form the steel pipe material;
In the step (c), supplying a fluid having a pressure above the supercritical pressure to the inside of the steel pipe material to change to a supercritical fluid state after contact with the steel pipe material, or the fluid of the supercritical fluid state to the steel pipe Supplies inside the material,
In the step (c), the steel pipe material is molded by the pressure of the fluid, while being in contact with the fluid to be quenched by the fluid, characterized in that for producing high strength steel parts using hydroforming.
제1항에 있어서,
상기 (a) 단계는
상기 강관 소재를 오스테나이트 형성 영역까지 가열하는 것을 특징으로 하는 하이드로포밍을 이용한 고강도 강 부품 제조 방법.
The method of claim 1,
The step (a)
The method of manufacturing a high strength steel component using hydroforming, characterized in that for heating the steel pipe material to the austenite forming region.
제2항에 있어서,
상기 (a) 단계는
상기 강관 소재를 850~1000℃로 가열하는 것을 특징으로 하는 하이드로포밍을 이용한 고강도 강 부품 제조 방법.
The method of claim 2,
The step (a)
High strength steel parts manufacturing method using hydroforming, characterized in that for heating the steel pipe material to 850 ~ 1000 ℃.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 (c) 단계에서,
상기 퀀칭에 의해 형성되는 성형체의 미세조직이 마르텐사이트를 포함하도록 상기 유체의 온도, 압력 또는 유량을 조절하는 것을 특징으로 하는 하이드로포밍을 이용한 고강도 강 부품 제조 방법.
The method of claim 1,
In the step (c)
Method for producing a high strength steel component using a hydroforming, characterized in that for controlling the temperature, pressure or flow rate of the fluid so that the microstructure of the formed body formed by the quenching contains martensite.
제1항에 있어서,
퀀칭 효율 향상을 위하여, 상기 금형에는 냉각 유로가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 하이드로포밍을 이용한 고강도 강 부품 제조 방법.
The method of claim 1,
In order to improve the quenching efficiency, a method for manufacturing a high strength steel component using hydroforming, characterized in that a cooling passage is formed in the mold.
제1항에 있어서,
상기 (a) 단계 이전에, 상기 강관소재를 프리포밍(preforming)하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하이드로포밍을 이용한 고강도 강 부품 제조 방법.
The method of claim 1,
Before the step (a), the method of manufacturing a high-strength steel component using hydroforming, further comprising the step of preforming the steel pipe material.
제1항에 있어서,
상기 강관 소재는 490~590MPa의 인장강도를 갖고,
상기 성형 및 퀀칭에 의해 형성된 강 부품은 1400MPa 이상의 인장강도를 갖는 것을 특징으로 하는 하이드로포밍을 이용한 고강도 강 부품 제조 방법.The method of claim 1,
The steel pipe material has a tensile strength of 490 ~ 590MPa,
The steel part formed by the forming and quenching is a high strength steel part manufacturing method using hydroforming, characterized in that it has a tensile strength of 1400MPa or more.
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