KR101277874B1 - Hot forming parts having strength distribution and method for manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 열간 성형 전에 블랭크를 가열하는 과정에서 일부 냉각을 통해 온도 차이를 부여함으로서, 열간 성형품에 영역별도 다른 강도 및 물성을 얻을 수 있는 열간 성형품 및 이를 제조하는 방법에 관한 것으로서,
열간 성형용 블랭크 전체를 Ac3 변태점 이상으로 가열하는 1차 열처리 단계;
상기 1차 열처리된 블랭크에서 1 또는 2 이상의 부분을 Ar3 변태점 미만으로 냉각하는 국부냉각 단계;
상기 국부냉각된 블랭크를 열간 성형하여 성형품을 제조하는 단계; 및
상기 성형품을 마르텐사이트 변태 개시 온도(Ms) 이하로 냉각하는 단계를 포함하는 이종 강도 영역을 갖는 열간 프레스 성형품의 제조방법과 이종 강도 영역을 갖는 열간 성형품을 제공한다.
The present invention relates to a hot formed article and a method of manufacturing the same by imparting a temperature difference through partial cooling in the process of heating the blank before hot forming, thereby obtaining different strength and physical properties of the hot formed article.
A first heat treatment step of heating the entire hot forming blank above the Ac3 transformation point;
A local cooling step of cooling one or more portions of the first heat-treated blank below an Ar3 transformation point;
Hot forming the locally cooled blank to produce a molded article; And
It provides a method for producing a hot press molded article having a heterogeneous strength region and a hot molded article having a heterogeneous strength region, the step of cooling the molded article to a martensite transformation start temperature (Ms) or less.

Description

이종 강도 영역을 갖는 열간 성형품 및 그 제조방법{HOT FORMING PARTS HAVING STRENGTH DISTRIBUTION AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}Hot-formed product having heterogeneous strength region and manufacturing method therefor {HOT FORMING PARTS HAVING STRENGTH DISTRIBUTION AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 자동차 부품 등에 사용되는 열간 성형품의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 열간 성형전에 블랭크에 온도 차이를 부여하여 제조된 이종 강도 영역을 갖는 열간 성형품 및 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a hot molded article used in automobile parts and the like, and more particularly, to a hot molded article having a heterogeneous strength region produced by applying a temperature difference to a blank before hot forming, and a method of manufacturing the same.

최근, 각 자동차 제조사들은 자동차에 부품을 적용함에 있어서 환경친화적인 연비절감 및 경량화를 위한 사회적 요구에 대응하기 위하여 고강도 소재의 이용을 늘려가고 있다. 하지만 고강도 소재의 성형은 스프링백 및 치수동결성 등의 문제점을 안고 있으며 이러한 성형의 난해성으로 인하여 그 사용이 제한적일 수 밖에 없는 것이 현실이다.
Recently, each automobile manufacturer has been increasing the use of high-strength materials in order to respond to the social demands for eco-friendly fuel economy and lightweight in applying parts to automobiles. However, the molding of high-strength material has problems such as spring back and dimensional freezing, and the reality is that its use is limited due to the difficulty of molding.

이러한 성형상 문제점은 소재를 성형성이 좋은 고온에서 성형하고, 성형과 동시에 금형 내에서 급냉하여 고강도 부품을 제조하는 방식으로 해결 할 수 있다. 이러한 방식을 열간 프레스 성형 공정이라고 한다. 이와 같은 공정에 의하면 통상 1500MPa의 강도를 갖는 부품을 성형할 수 있다.
This molding problem can be solved by molding a material at a high temperature with good moldability and simultaneously quenching it in a mold to manufacture a high strength component. This method is called a hot press molding process. According to such a process, the component which has the intensity | strength of 1500 MPa can be formed normally.

그러나 열간 프레스 성형 공정을 통하여 단일 강도만을 갖는 부품은 충돌 성능 등의 요구 성능을 만족시키기 위한 설계 측면에서 자유도가 떨어지게 되고, 이를 해결하기 위하여 상온성형에서 많이 사용되고 있는 맞춤재단용접(Tailor Welded Blanks, TWB) 기술을 접목한 열간 프레스 성형 기술이 개발되기도 하였다. 그러나 이러한 TWB 방식은 블랭크를 용접하는 공정이 추가되는 단점이 있으며, 용접부의 건전성이 부품 성능에 영향을 미칠 수 있기 때문에 공정 관리 측면에서 많은 어려움을 안고 있다.
However, through the hot press molding process, parts having only a single strength have a low degree of freedom in terms of design to satisfy the required performance such as crash performance, and to solve this problem, welded blanks (TWB) are frequently used in room temperature molding. Hot press molding technology incorporating) technology has been developed. However, this TWB method has a disadvantage in that a blank welding process is added, and since the integrity of the weld can affect the performance of the part, there are many difficulties in process management.

따라서, 현실적으로 적용가능하고, 복잡한 형상에서 영역별로 원하는 강도를 얻을 수 있는 열간 성형품을 제조하는 방법이 요구되고 있는 실정이다.Therefore, there is a need for a method of manufacturing a hot-formed product that is practically applicable and obtains a desired strength for each region in a complicated shape.

본 발명의 일측면은 열간 성형 전에 블랭크를 가열하는 과정에서 국부냉각을 통해 온도 차이를 부여함으로서, 열간 성형품에 영역별도 다른 강도 및 물성을 얻을 수 있는 열간 성형품과 이를 제조하는 방법을 제공하고자 하는 것이다.One aspect of the present invention is to provide a hot molded article and a method of manufacturing the same by imparting a temperature difference through local cooling in the process of heating the blank before hot forming, to obtain different strength and physical properties of the hot molded article for each region. .

본 발명은 열간 성형용 블랭크 전체를 Ac3 변태점 이상으로 가열하는 1차 열처리 단계;The present invention comprises a primary heat treatment step of heating the entire hot forming blanks above the Ac3 transformation point;

상기 1차 열처리된 블랭크에서 1 또는 2 이상의 부분을 Ar3 변태점 미만으로 냉각하는 국부냉각 단계;A local cooling step of cooling one or more portions of the first heat-treated blank below an Ar3 transformation point;

상기 국부냉각된 블랭크를 열간 성형하여 성형품을 제조하는 단계; 및Hot forming the locally cooled blank to produce a molded article; And

상기 성형품을 마르텐사이트 변태 개시 온도(Ms) 이하로 냉각하는 단계를 포함하는 이종 강도 영역을 갖는 열간 성형품의 제조방법을 제공한다.
It provides a method for producing a hot molded article having a heterogeneous strength region comprising the step of cooling the molded article below the martensite transformation start temperature (Ms).

또한 본 발명은 가열, 성형 및 급냉을 통해 제조되는 열간 성형품으로서,In addition, the present invention is a hot-formed product manufactured by heating, molding and quenching,

상기 열간 프레스 성형품의 1 또는 2 이상의 부분의 강도가 다른 부분과 상이한 이종 강도 영역을 갖는 열간 성형품을 제공한다.Provided are hot formed articles having heterogeneous strength regions in which the strength of one or more portions of the hot press formed article is different from the other portions.

본 발명에 의하면, 열간 성형품을 제조하기 위한 블랭크의 가열시, 블랭크 전체를 가열한 후 일부를 냉각하는 열처리를 통해, 블랭크에 온도 차이를 부여함으로서, 서로 다른 강도 및 물성을 갖는 영역이 하나의 부품에 존재하도록 할 수 있고, 이로 인해 차량의 경량화 및 충돌 성능 최적화에 적용이 가능하다. 또한, 종래 TWB를 적용한 열간 성형 공정의 경우에 용접하는 공정이 추가되는 공정상의 복잡함 및 용접부의 건전성이 부품 성능에 영향을 미칠 수 있기 때문에 공정 관리 측면에서 많은 어려움의 문제점을 해결할 수 있고, 냉각 속도를 제어할 필요 없이 복잡한 형상의 부품을 원하는 강도를 갖도록 제조할 수 있으므로 공정 설계가 용이한 효과가 있다.According to the present invention, during heating of a blank for producing a hot-formed product, by applying a temperature difference to the blank through a heat treatment of heating the entire blank and then cooling a part, a region having different strengths and physical properties is one part It can be applied to light weight of vehicle and optimization of crash performance. In addition, in the case of the hot forming process to which the conventional TWB is applied, the complexity of the process to which the welding process is added and the integrity of the welding part may affect the performance of the part, thereby solving the problems of many difficulties in terms of process management, and the cooling rate. Since it is possible to manufacture a part having a complex shape without the need to control the desired strength has the effect of easy process design.

도 1은 본 발명 방법의 개념을 나타낸 그래프임.
도 2는 본 발명의 방법에 의해 제조된 부위별 다른 강도 분포를 갖는 열간 성형품의 일예임.
도 3은 상기 도 2의 열간 성형품의 변형량에 대한 응력 변화를 나타낸 그래프임.
도 4는 다양한 국부냉각의 온도에 따른 물성변화를 나타낸 그래프임.
1 is a graph showing the concept of the method of the present invention.
Figure 2 is an example of a hot molded article having a different intensity distribution for each part produced by the method of the present invention.
3 is a graph showing a change in stress with respect to the amount of deformation of the hot molded article of FIG.
Figure 4 is a graph showing the change in physical properties with the temperature of various local cooling.

열간 성형 소재는 오스테나이트화 된 후 성형하고 냉각을 통해 상이한 물성을 얻게 된다. 임계냉각속도 이상의 충분한 냉각속도로 냉각되면 마르텐사이트 조직이 형성되어 충분한 강도를 얻을 수 있고, 느린 냉각속도 하에서는 페라이트, 펄라이트, 베이나이트 등이 형성되어 강도는 상대적으로 낮지만, 연성은 향상된 물성을 얻을 수 있다.
Hot forming material is austenitized, then molded and cooled to obtain different physical properties. When cooled at a sufficient cooling rate above the critical cooling rate, martensitic structures are formed to obtain sufficient strength. Under slow cooling rates, ferrite, pearlite, and bainite are formed, so that the strength is relatively low, but the ductility is improved. Can be.

이와 같은 성질을 이용할 경우, 하나의 부품에서 상이한 강도 등을 확보하기 위해서, 같은 온도로 가열하고 나서 상이한 냉각속도를 적용하는 것은 구현이 용이하지 않으므로, 본 발명자들은 열간 성형전 블랭크를 가열하는 단계에서 블랭크에 온도구배를 설정하고, 동시에 냉각하더라도 상이한 냉각속도를 가질 수 있음을 인지하고 본 발명에 이르게 되었다.
In the case of using such a property, it is not easy to implement different cooling rates after heating to the same temperature in order to secure different strengths and the like in one part, and therefore, the present inventors have a step in heating the blank before hot forming. The present invention has been realized by setting a temperature gradient on the blank and recognizing that it can have a different cooling rate even when cooling at the same time.

먼저, 본 발명의 제조방법에 대하여 상세히 설명한다.First, the manufacturing method of this invention is demonstrated in detail.

본 발명에서는 먼저, 열간 성형용 블랭크를 준비하여, 열간 성형용 블랭크 전체를 가열하는 1차 열처리를 행한다. 상기 1차 열처리는 강소재인 블랭크의 온도를 Ac3 변태점 이상으로 가열하는 것이 바람직하다. In the present invention, first, a hot forming blank is prepared, and a first heat treatment for heating the whole hot forming blank is performed. In the primary heat treatment, it is preferable to heat the temperature of the blank, which is a steel material, above the Ac3 transformation point.

상기 Ac3 변태점 이상으로 가열하는 것은 후속 열간성형 및 금형냉각에서 오스테나이트로부터 마르텐사이트 변태를 충분히 활용하여 고강도 성형품을 얻기 위함이다. 이후, 후술하는 바와 같이, 국부냉각된 부분은 저강도를 얻을 수 있다. 보다 상세히 설명하면, Ac3 변태점 이상으로 가열된 블랭크에서 고온이 유지된 후 열간성형된 부분은 마르텐사이트 변태로 강화가 되며, 국부로 냉각된 부분은 Ar3 이하의 임의 온도에 의존하여 페라이트 및 펄라이트, 또는 페라이트 및 펄라이트 및 베이나이트, 또는 페라이트 및 마르텐사이트가 혼재된 복합조직이 형성되어, 마르텐사이트 조직이 형성된 영역과 비교하여 상대적으로 낮은 강도 또는 원하는 강도 형성이 가능하다.
The heating above the Ac3 transformation point is to obtain a high strength molded article by fully utilizing the martensite transformation from austenite in subsequent hot forming and mold cooling. Thereafter, as described later, the locally cooled portion can obtain low strength. In more detail, the hot-formed portion is strengthened by martensite transformation after the high temperature is maintained in the blank heated above the Ac3 transformation point, and the locally cooled portion is ferrite and perlite, depending on any temperature below Ar3, or A composite structure containing ferrite and pearlite and bainite, or a mixture of ferrite and martensite is formed, so that relatively low strength or desired strength can be formed as compared with the region where martensite tissue is formed.

상기 1차 가열 방법을 특별히 한정하는 것은 아니며, 가열로에 의한 가열, 유도가열 등 다양한 방법이 적용가능하다. 예를 들면, 가열로에 의한 가열은 Ac3 변태점 이상으로 가열된 가열로 내에 블랭크를 장입하여 가열한다. 이때에는 경제성을 고려하여, 180초 이내로 가열하는 것이 바람직하며, 이때의 평균 가열속도는 5℃/s 이상이 것이 바람직하다.
The primary heating method is not particularly limited, and various methods such as heating by an induction furnace and induction heating may be applied. For example, heating by a heating furnace loads and heats a blank in the heating furnace heated more than Ac3 transformation point. At this time, in consideration of economical efficiency, it is preferable to heat within 180 seconds, and the average heating rate at this time is preferably 5 ° C / s or more.

상기 가열된 블랭크를 일정시간 유지하는 것이 보다 바람직하다. 그 이유는 블랭크내 온도의 균일성을 확보하고, 블랭크 소재내 탄소(C)의 확산을 촉진하여 일부냉각 후 성형 및 냉각하는 경우에 강도의 상승 및 균일성을 확보하기 위한 것이다. 상기 유지시간은 블랭크 소재의 강종 및 블랭크의 크기 등에 따라 상이하다. 상기 유지시간의 바람직한 일예는 30초 이상으로 하고, 상기 유지시간이 10분을 초과하는 경우에는 오스테나이트 결정립의 성장으로 인한 성능 저하, 공정의 설비와 에너지의 효율적인 측면에서 바람직하지 않으므로, 10분은 초과하지 않는다.
It is more preferable to maintain the heated blank for a certain time. The reason is to ensure uniformity of the temperature in the blank, to promote the diffusion of carbon (C) in the blank material, and to secure the increase in strength and uniformity when forming and cooling after some cooling. The holding time varies depending on the steel grade of the blank material and the size of the blank. A preferred example of the holding time is 30 seconds or more, and when the holding time is more than 10 minutes, it is not preferable in terms of performance deterioration due to growth of austenite grains and in terms of efficiency of equipment and energy of the process. Do not exceed

상기 1차 가열된 블랭크의 1 또는 2이상의 부분을 Ar3 변태점 미만으로 냉각하는 국부냉각을 행한다. 상기 1차 가열된 블랭크는 요구되는 물성에 따라 복수의 부분으로 구획되고, 그 중 1 또는 2이상의 부분에 대해 국부냉각이 이루어진다. 상기 구획은 최종 성형품의 설계에 따라 달라지며, 1차 가열 이전 및 이후의 어느 경우라도 무방하다. 이렇게 냉각된 부분은 충분한 변태가 이루어지게 되고, 이후 열간 성형 후 냉각되어 마르텐사이트 조직보다 연한 조직, 예를 들면, 페라이트, 펄라이트, 베이나이트 또는 이들의 혼합조직을 포함하게 되어, 상대적으로 낮은 인장강도를 가지게 되나. 연성은 향상되는 특성을 갖는다.
Local cooling is performed to cool one or two or more portions of the primary heated blank below the Ar3 transformation point. The primary heated blank is divided into a plurality of parts according to the required physical properties, and local cooling is performed on one or two or more of them. The compartment depends on the design of the final molded article, which may be before or after the primary heating. This cooled portion is sufficiently transformed and then cooled after hot forming to include a softer structure than the martensite structure, for example, ferrite, pearlite, bainite or a mixture thereof, so that relatively low tensile strength Will have. Ductility has the property of improving.

상기 국부냉각의 방법을 특별히 한정하는 것은 아니며, 상기 냉각속도는 40~100℃/s의 냉각속도로 행하는 것이 바람직하다. 상기 냉각속도가 40℃/s 미만의 냉각속도로 냉각하게 되면, 냉각되는 부분과 고온이 유지된 부분 사이에 온도 천이 영역이 너무 넓어지게 되어, 고온이 유지된 부분에 불필요한 과냉을 초래할 가능성이 높아지기 때문이며, 100℃/s를 초과하여 냉각하게 되면, 냉각온도 제어가 불안정해지고 경우에 따라 과냉영역이 넓어지기 때문에, 그 온도범위를 40~100℃/s로 하는 것이 바람직하다.
It does not specifically limit the said method of local cooling, It is preferable to perform the said cooling rate at the cooling rate of 40-100 degreeC / s. When the cooling rate is cooled at a cooling rate of less than 40 ℃ / s, the temperature transition region is too wide between the portion to be cooled and the portion where the high temperature is maintained, thereby increasing the possibility of causing unnecessary supercooling at the portion where the high temperature is maintained. This is because if the cooling exceeds 100 ° C / s, the cooling temperature control becomes unstable and the subcooling area is widened in some cases, so the temperature range is preferably 40 to 100 ° C / s.

상기 국부냉각은 Ar3 변태점 미만, 마르텐사이트 변태개시 온도(Ms) 이상의 온도범위로 냉각하는 것이 바람직하다. Ar3 미만으로 냉각하는 이유는 Ar3 이상의 온도를 냉각하게 되면, 오스테나이트 조직이 유지되어 후속하는 열간 성형 및 금형내각 동안 마르텐사이트 변태가 진행되어 다른 강도분포를 갖는 제품을 형성할 수 없으며, Ms 미만으로 냉각하게 되면, 열간 성형 전에 마르텐사이트 조직을 형성하여, 연성이 저하되어 성형성에 악영향을 줄 수 있으며, 최종 제품에서 상이한 강도분포를 형성할 수 없다.
The local cooling is preferably cooled to a temperature range below the Ar3 transformation point and above the martensite transformation start temperature (Ms). The reason for cooling below Ar3 is that if the temperature above Ar3 is cooled, the austenite structure is maintained so that martensite transformation can proceed during subsequent hot forming and mold cabinets, and it is impossible to form products with different strength distributions. When cooled, the martensite structure is formed prior to hot forming, thereby reducing the ductility and adversely affecting the formability, and cannot form different strength distributions in the final product.

한편, 상기 국부냉각한 블랭크를 25초 이상 유지하는 것이 바람직하다. 이때의 블랭크는 Ar3 이상을 갖는 부분과 국부 냉각량에 의존하여 Ar3미만~Ms 범위의 임의 온도를 갖는 부분을 모두 포함하고 있다. 상기 25초 이상 유지하는 이유는 냉각된 부분에서 충분한 변태가 일어나기 위해서 25초 이상 충분하고 이를 초과하지 않으면 변태가 완료되지 않은 상태에서 후속 열간 성형이 되어 저강도 조직을 얻을 수 없기 때문에 바람직하지 않다.
On the other hand, it is preferable to hold the locally cooled blank for 25 seconds or longer. The blank at this time includes both the portion having Ar 3 or more and the portion having an arbitrary temperature in the range of less than Ar 3 to Ms depending on the local cooling amount. The reason for maintaining the above 25 seconds is not preferable because it is sufficient for more than 25 seconds to cause a sufficient transformation in the cooled portion, and if it does not exceed this, subsequent hot forming is not performed to obtain a low strength structure.

상기 국부냉각을 위한 열처리는 별도의 장치를 이용할 수 있다. 상기 장치는 1차 열처리된 블랭크의 일부는 1차 열처리 온도를 유지하는 즉, 보온을 위한 열처리수단과 냉각이 필요한 부분의 온도를 냉각할 수 있는 냉각수단을 구비하는 것이 바람직하다.
The heat treatment for the local cooling may use a separate device. The apparatus preferably includes a portion of the first heat-treated blank that maintains the first heat treatment temperature, that is, cooling means capable of cooling the temperature of the portion to be cooled and the temperature of the portion to be cooled.

상기 국부냉각한 블랭크 전체를 열간 성형하고 냉각한다. 열간 성형을 통해 원하는 부품의 형상을 확보할 수 있고, 상기 블랭크에서 Ar3 이상의 온도가 유지된 부분은 열간 성형 후 냉각을 통해 마르텐사이트 조직을 가져 높은 강도를 확보할 수 있고, 국부냉각된 부분은 페라이트, 펄라이트, 베이나이트 또는 이들의 혼합조직을 포함하여 강도는 상대적으로 낮지만, 높은 연성을 확보할 수 있다.
The whole of the locally cooled blank is hot formed and cooled. Through the hot forming it is possible to secure the shape of the desired part, the portion at which the temperature of more than Ar3 is maintained in the blank has a martensite structure through the cooling after hot forming to secure a high strength, the locally cooled portion is ferrite The strength is relatively low, including pearlite, bainite or mixed structure thereof, but high ductility can be ensured.

도 1은 본 발명에서 제안하는 방법의 일예를 온도와 시간의 그래프로 나타낸 개념도이다. 즉, 블랭크 전체를 Ac3 이상으로 가열하고, 일정시간 유지한 다음, 일부분(B)을 Ar3 미만에서 Ms 온도 사이의 임의 온도로 국부냉각하고, 이렇게 열처리된 블랭크를 열간성형하고, 동시에 금형냉각을 실시한다. 이에 따라 제조된 부품의 일예를 도 2에 나타내면, Ar3 이상의 온도로 유지된 부분(A)은 높은 인장강도(TS)를 보유하고, 일부 냉각된 부분(B)은 인장강도는 다소 낮지만, 높은 연신율(EL)을 보유한다.
1 is a conceptual diagram showing an example of the method proposed by the present invention as a graph of temperature and time. That is, the entire blank is heated to Ac3 or more, maintained for a predetermined time, and then partially cooled B below Ar3 to an arbitrary temperature between Ms temperatures, hot forming the blank thus heat-treated, and simultaneously performing mold cooling. do. An example of a part manufactured accordingly is shown in FIG. 2, where part A maintained at a temperature above Ar3 has a high tensile strength TS, and some cooled parts B have a slightly lower tensile strength, but a higher It has an elongation (EL).

이하, 본 발명의 열간 성형품에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the hot-molded article of the present invention will be described in detail.

본 발명의 열간 성형품은 가열, 성형 및 급냉을 거쳐 제조되는 열간 성형품으로서, 상기 열간 성형품의 1 또는 2 이상의 부분이 다른 부분과 상이한 강도를 갖는 열간 성형품이다. 성형품 제조에는 열연 산세강판, 냉연강판, Al 또는 Al합금도금강판, Zn 또는 Zn합금도금강판 등이 사용될 수 있다.
The hot formed article of the present invention is a hot formed article produced through heating, molding, and quenching, and is a hot formed article in which one or two or more portions of the hot formed article have different strengths from other portions. Hot-rolled pickled steel sheet, cold-rolled steel sheet, Al or Al alloy plated steel sheet, Zn or Zn alloy plated steel sheet, etc. may be used to manufacture the molded article.

상기 열간 성형품에서 상기 1 또는 2 이상의 부분은 1500MPa 미만의 인장강도를 갖는 것이 바람직하고, 상기 다른 부분은 1500MPa 이상인 것이 바람직하다. 즉, 저온강도 영역인 상기 상기 1 또는 2 이상의 부분은 전술한 제조방법을 통해 형성되어, 페라이트, 펄라이트, 베이나이트 또는 이들의 혼합조직을 포함하게 되어, 고온강도 영역인 다른 부분에 비해 다소 낮은 강도를 가지게 된다. 상기 고온강도 영역은 Ar3 이상의 고온에서 성형 후 급냉을 통해 마르텐사이트 조직으로 변태된다. 한편, 본 발명 열간 성형품에서는 1500MPa 미만에서 다양한 강도 영역을 갖는 부분의 형성이 가능하다.
It is preferred that the one or two or more portions of the hot formed article have a tensile strength of less than 1500 MPa, and the other portion is preferably at least 1500 MPa. That is, the one or more portions of the low-temperature strength region are formed by the above-described manufacturing method, and include ferrite, pearlite, bainite, or a mixed structure thereof, and thus have a somewhat lower strength than other portions of the high-temperature intensity region. Will have The high temperature strength region is transformed into martensite structure through quenching after molding at a high temperature of Ar3 or higher. On the other hand, in the hot-molded article of the present invention, it is possible to form portions having various strength regions at less than 1500 MPa.

결국 열간성형에서의 냉각온도에 따라서 상기 1 또는 2 이상의 부분은 500~1500MPa 이하의 인장강도를 갖는 것이 바람직하다.
After all, depending on the cooling temperature in hot forming, the one or two or more portions preferably have a tensile strength of 500 ~ 1500MPa or less.

이하, 본 발명의 실시예에 대해서 상세히 설명한다. 하기 실시예는 본 발명의 이해를 위한 것으로, 이에 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the Example of this invention is described in detail. The following examples are for the understanding of the present invention, and the present invention is not limited thereto.

(실시예 1)(Example 1)

가로 1mm, 세로 4mm 및 높이 10mm인 보론이 첨가된 냉연 열간성형용 시편을 마련한 후, 상기 시편을 Ac3 이상인 900℃까지 초당 10℃의 승온속도로 가열하여 1차 가열처리 하고 60초간 유지한 후, 상기 시편의 일부에 대해서는 Ar3미만, Ms 이상인 600℃까지 영역에서 국부냉각을 통한 변태유도를 실시하였다.
After preparing cold-rolled hot forming specimens to which boron with 1 mm width, 4 mm length and 10 mm height was added, the specimens were heated to a temperature of 10 ° C. per second to 900 ° C. or higher at Ac 3 and maintained at a primary heat treatment for 60 seconds. Some of the specimens were subjected to transformation induction through local cooling in a region of less than Ar 3 and up to 600 ° C., which is Ms or more.

상기 방법으로 900℃와 600℃로 부분 열처리된 시편을 30초간 유지하고, 금형으로 이송하여 열간 성형 및 냉각을 행하여 부품을 제조하였다.
In the above method, the specimens partially heat-treated at 900 ° C. and 600 ° C. were maintained for 30 seconds, and transferred to a mold to perform hot forming and cooling to manufacture parts.

상기 부품에 대한 물성을 측정하여, 그 결과를 도 3에 나타내었다. 즉, 하나의 부품에서, 900℃의 온도로 유지된 부분은 변형율에 대한 높은 응력을 가지는 것을 확인할 수 있어, 높은 강도를 가지며, 600℃로 유지된 부분은 강도는 낮아도 우수한 변형율을 확보할 수 있어, 우수한 연성을 확보할 수 있음을 확인할 수 있다.
Physical properties of the parts were measured, and the results are shown in FIG. 3. That is, in one part, it can be seen that the portion maintained at a temperature of 900 ℃ has a high stress against the strain, has a high strength, the portion maintained at 600 ℃ can secure excellent strain even if the strength is low It can be seen that excellent ductility can be obtained.

따라서, 본 발명의 방법을 통해, 열간 성형전 열처리를 통해 이종의 물성을 갖는 하나의 부품을 제조할 수 있었다.
Therefore, through the method of the present invention, it was possible to produce one component having heterogeneous physical properties through heat treatment before hot forming.

(실시예 2)(Example 2)

상기 실시예 1과 동일한 시편에 대해, Ac3 이상인 900℃까지 초당 10℃의 승온속도로 가열하여 1차 가열처리를 하고, 60초간 유지한 후, 상기 시편의 일부에 대해서 Ar3 미만의 다양한 온도(700, 650, 600, 550, 500, 450℃)로 국부냉각을 통한 변태유도를 실시하였다.
For the same specimen as in Example 1, the first heating treatment by heating to 900 ℃ (Ac3 or more) at a temperature increase rate of 10 ℃ per second, and maintained for 60 seconds, after a variety of temperatures less than Ar3 (700) , 650, 600, 550, 500, 450 ℃) was subjected to transformation induction through local cooling.

상기 방법으로 900℃와 여러가지 온도로 국부냉각된 시편을 30초간 유지하고, 금형으로 이송하여 열간 성형 및 냉각을 행하여 성형품을 제조하였다. 제조된 성형품에 대핸 각 부분의 변형률-응력을 측정하여 도 4에 나타내었다. 도 4에 나타난 바와 같이, 국부냉각의 온도조건에 따라 다양한 물리적 특성의 조합을 얻을 수 있음을 알 수 있다.In the above method, the locally cooled specimen was maintained at 900 ° C. and various temperatures for 30 seconds, transferred to a mold, and hot formed and cooled to prepare a molded article. The strain-stress of each part was measured in the manufactured molded article and shown in FIG. 4. As shown in Figure 4, it can be seen that a combination of various physical properties can be obtained according to the temperature conditions of the local cooling.

예를 들면, 국부냉각을 550℃ 온도영역에서 수행한 부분은 600℃ 온도 영역에 비해 약각 높은 강도를 얻을 수 있지만, 확보 가능한 변형율은 약간 낮아지게 된다.
For example, the portion where the local cooling is performed in the 550 ° C. temperature range can obtain a slightly higher strength than the 600 ° C. temperature range, but the strain that can be secured is slightly lowered.

상기 실시예 2의 결과를 통해 설계 요구조건에 맞는 물성에 맞추어 공정조건 즉, 국부냉각의 온도조건 범위를 변경함으로서, 유연한 제품의 설계가 가능하다.Through the results of Example 2, by changing the process conditions, that is, the local temperature range of the local cooling according to the physical properties that meet the design requirements, it is possible to design a flexible product.

Claims (10)

열간 성형용 블랭크 전체를 Ac3 변태점 이상으로 가열하는 1차 열처리 단계;
상기 1차 열처리된 블랭크에서 1 또는 2 이상의 부분을 Ar3 변태점 미만으로 냉각하는 국부냉각 단계;
상기 국부냉각된 블랭크를 열간 성형하여 성형품을 제조하는 단계; 및
상기 성형품을 마르텐사이트 변태 개시 온도(Ms) 이하로 냉각하는 단계
를 포함하는 이종 강도 영역을 갖는 열간 성형품의 제조방법.
A first heat treatment step of heating the entire hot forming blank above the Ac3 transformation point;
A local cooling step of cooling one or more portions of the first heat-treated blank below an Ar3 transformation point;
Hot forming the locally cooled blank to produce a molded article; And
Cooling the molded product to a martensite transformation start temperature (Ms) or less;
Method for producing a hot molded article having a heterogeneous strength region comprising a.
청구항 1에 있어서,
상기 국부냉각하는 단계는 Ar3 변태점 미만에서 마르텐사이트 변태 개시 온도 (Ms)이상의 온도범위로 냉각하는 이종 강도 영역을 갖는 열간 성형품의 제조방법.
The method according to claim 1,
The step of local cooling is a method for producing a hot molded article having a heterogeneous strength region that is cooled to a temperature range above the martensite transformation start temperature (Ms) below the Ar3 transformation point.
청구항 1에 있어서,
상기 1차 열처리시 평균 가열속도는 5℃/s 이상으로 행하는 이종 강도 영역을 갖는 열간 성형품의 제조방법.
The method according to claim 1,
The method for producing a hot molded article having a heterogeneous strength region in which the average heating rate is 5 ° C./s or more during the first heat treatment.
청구항 1에 있어서,
상기 1차 열처리 후, 상기 블랭크 온도를 30초이상, 10분 미만의 시간동안 유지하는 단계를 더 포함하는 이종 강도 영역을 갖는 열간 성형품의 제조방법
The method according to claim 1,
After the first heat treatment, the method of manufacturing a hot molded article having a heterogeneous strength region further comprising the step of maintaining the blank temperature for more than 30 seconds, less than 10 minutes
청구항 1에 있어서,
상기 국부냉각은 40~100℃/s의 냉각속도로 행하는 이종 강도 영역을 갖는 열간 성형품의 제조방법.
The method according to claim 1,
The method for producing a hot molded article having a heterogeneous strength region wherein the local cooling is performed at a cooling rate of 40 to 100 ° C./s.
청구항 1에 있어서,
상기 국부냉각한 후, 상기 블랭크 온도를 25초 이상 유지하는 단계를 더 포함하는 이종 강도 영역을 갖는 열간 성형품의 제조방법
The method according to claim 1,
After the local cooling, the method of manufacturing a hot molded article having a heterogeneous strength region further comprising maintaining the blank temperature for 25 seconds or more.
가열, 성형 및 급냉을 통해 제조되는 열간 성형품으로서,
상기 열간 프레스 성형품의 1 또는 2 이상의 부분의 강도가 다른 부분과 상이한 이종 강도 영역을 갖는 열간 성형품.
A hot formed article manufactured by heating, forming and quenching,
A hot formed article having a heterogeneous strength region in which the strength of one or two or more portions of the hot press formed article is different from the other portions.
청구항 7에 있어서,
상기 열간 성형품은 청구항 1 내지 6에 의한 방법 중 어느 하나의 방법에 의해 제조된 이종 강도 영역을 갖는 열간 성형품
The method of claim 7,
The hot formed article is a hot molded article having a heterogeneous strength region produced by any one of the methods according to claims 1 to 6.
청구항 6에 있어서,
상기 1 또는 2 이상의 부분은 페라이트, 펄라이트, 베이나이트 또는 이들의 혼합조직을 포함하는 이종 강도 영역을 갖는 열간 성형품.
The method of claim 6,
Wherein at least one portion has a heterogeneous strength region comprising ferrite, pearlite, bainite or a mixed structure thereof.
청구항 6에 있어서,
상기 1 또는 2 이상의 부분은 500~1500MPa의 인장강도를 갖는 이종 강도 영역을 갖는 열간 성형품.
The method of claim 6,
The one or two or more portions of the hot molded article having a heterogeneous strength region having a tensile strength of 500 ~ 1500MPa.
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