KR101324391B1

KR101324391B1 - Seperated cooling hot press device and hot stamping method using the same

Info

Publication number: KR101324391B1
Application number: KR1020110107342A
Authority: KR
Inventors: 윤승채; 현주식; 김도형; 이보룡; 김영진; 문만빈
Original assignee: 현대하이스코 주식회사
Priority date: 2011-10-20
Filing date: 2011-10-20
Publication date: 2013-11-01
Also published as: KR20130043310A

Abstract

가열된 블랭크 소재를 프레스 금형 장치를 이용하여 성형함과 동시에 냉각하여 고강도의 부품을 제조하는 핫스탬핑 성형 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 플랜지부의 냉각속도를 제어할 수 있는 분할 급속 냉각 금형 장치와, 이를 이용한 핫스탬핑 성형 방법에 관하여 개시한다.
본 발명은 요입된 성형 공간을 형성하는 하부 다이 금형; 상기 성형 공간에 삽입되며 블랭크를 성형하는 상부 펀치 금형; 상기 하부 다이 금형과 상기 상부 펀치 금형을 급속냉각시키는 급속냉각수단; 상기 상부 펀치 금형의 둘레에 형성되어 상기 하부 다이 금형과의 사이에 블랭크를 고정하는 블랭크 홀더; 및 상기 블랭크 홀더가 일정한 온도 범위를 유지할 수 있도록 열을 공급하는 열공급수단;을 포함하는 분할 급속 냉각 금형 장치를 제공한다.The present invention relates to a hot stamping molding method of forming a high-strength part by simultaneously molding a heated blank material by using a press die device, and more particularly, a split rapid cooling mold device capable of controlling a cooling rate of a flange part. And a hot stamping molding method using the same.
The present invention provides an apparatus for manufacturing a mold comprising: a lower die mold for forming a recessed molding space; An upper punch mold inserted into the molding space and forming a blank; Rapid cooling means for rapidly cooling the lower die mold and the upper punch mold; A blank holder formed around the upper punch mold to fix the blank with the lower die mold; And a heat supply means for supplying heat so that the blank holder maintains a constant temperature range.

Description

Separation Rapid Cooling Mold Apparatus and Hot Stamping Forming Method Using Them {SEPERATED COOLING HOT PRESS DEVICE AND HOT STAMPING METHOD USING THE SAME}

본 발명은 가열된 블랭크 소재를 프레스 금형 장치를 이용하여 성형함과 동시에 냉각하여 고강도의 부품을 제조하는 핫스탬핑 성형 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 플랜지부의 냉각속도를 제어할 수 있는 분할 급속 냉각 금형 장치와, 이를 이용한 핫스탬핑 성형 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a hot stamping molding method for forming a high-strength part by simultaneously molding a heated blank material using a press die device, and more particularly, a split rapid which can control the cooling rate of the flange portion. The present invention relates to a cooling die apparatus and a hot stamping molding method using the same.

차량의 고연비화와 경량화가 추구됨에 따라, 차량 부품들은 지속적으로 고강도화가 이루어지고 있다.As high fuel efficiency and light weight of vehicles are pursued, vehicle parts are continuously made of high strength.

핫스탬핑 성형 방법은 경화능을 가지는 강판을 가열한 상태에서 열간 프레스 성형하고, 급속 냉각함으로써 고강도의 부품을 제조하는 방법이다.The hot stamping molding method is a method of producing a high-strength component by hot press molding in a state where a steel sheet having hardenability is heated and rapidly cooling.

그런데, 급속 냉각을 거친 부품은 강도가 높아 프레스 절단이 어려워 레이저를 이용하여 트리밍 작업을 수행하고 있었다.However, the parts that undergo rapid cooling had a high strength, which made it difficult to cut the press, and thus trimming was performed using a laser.

레이저를 이용한 트리밍 작업은 공정시간이 길어 생산성이 낮은 문제점을 가지고 있었다.The trimming operation using a laser had a problem of low productivity due to a long process time.

또한, 급속 냉각을 거친 부품은 마르텐사이트 조직을 가지는데, 마르텐사이트 조직은 용접특성이 좋지 않은 문제점을 가지고 있었다.In addition, the rapid cooling components have a martensite structure, the martensite structure had a problem of poor welding properties.

관련선행기술로는 대한민국 등록특허 제10-076152호(공고일자 2007년 9월 18일)가 있다.Related prior art is Korea Patent Registration No. 10-076152 (announcement date September 18, 2007).

본 발명의 목적은 국부적으로 냉각속도를 달리함으로써 트리밍이 수행될 부분이나, 용접될 부분이 마르텐사이트와 베이나이트 혼합조직을 가지게 하는 핫스탬핑 성형 방법을 제공함에 있다.It is an object of the present invention to provide a hot stamping molding method in which a part to be trimmed or a part to be welded has a mixed martensite and bainite structure by locally varying the cooling rate.

본 발명의 목적은 커팅이 이루어지는 플랜지부의 냉각속도를 제어하여 플랜지부의 미세조직이 베이나이트 조직을 포함한 혼합 조직이 될 수 있도록 하는 분합 급속 냉각 금형 장치를 제공함에 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a fast-mixing die apparatus for controlling rapid cooling of a flange portion in which cutting is performed so that the microstructure of the flange portion can be a mixed structure including bainite structure.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 요입된 성형 공간을 형성하는 하부 다이 금형; 상기 성형 공간에 삽입되며 블랭크를 성형하는 상부 펀치 금형; 상기 하부 다이 금형과 상기 상부 펀치 금형을 급속냉각시키는 급속냉각수단; 상기 상부 펀치 금형의 둘레에 형성되어 상기 하부 다이 금형과의 사이에 블랭크를 고정하는 블랭크 홀더; 및 상기 블랭크 홀더가 일정한 온도 범위를 유지할 수 있도록 열을 공급하는 열공급수단;을 포함하는 분할 급속 냉각 금형 장치를 제공한다.The present invention for achieving this object, the lower die mold for forming a recessed molding space; An upper punch mold inserted into the molding space and forming a blank; Rapid cooling means for rapidly cooling the lower die mold and the upper punch mold; A blank holder formed around the upper punch mold to fix the blank with the lower die mold; And a heat supply means for supplying heat so that the blank holder maintains a constant temperature range.

이 때, 상기 열공급수단은, 상기 블랭크 홀더의 온도를 300~400℃ 범위로 유지시키는 것이 바람직하다.At this time, the heat supply means, it is preferable to maintain the temperature of the blank holder in the range 300 ~ 400 ℃.

상기 열공급수단은 전열히터를 포함하거나, 스팀 또는 오일을 열매체로 사용할 수 있다.The heat supply means may include an electric heater, or use steam or oil as a heat medium.

아울러, 상기 열공급수단은 상기 블랭크 홀더와 대면하는 상기 하부 다이 금형에 열을 공급하도록 할 수도 있다.In addition, the heat supply means may be to supply heat to the lower die mold facing the blank holder.

한편, 상기 급속냉각수단은 상기 하부 다이 금형과, 상기 상부 펀치 금형의 온도를 100℃ 이하로 유지시키는 것이 바람직하다.On the other hand, it is preferable that the rapid cooling means maintain the temperature of the lower die mold and the upper punch mold at 100 ° C or lower.

이를 위하여, 상기 급속냉각수단은 상기 하부 다이 금형의 성형 공간 주변에 배치되는 다이 냉각 유로; 상기 상부 펀치 금형의 내부에 배치되는 펀치 냉각 유로; 상기 냉각 유로들에 냉각매체를 공급하여 순환시키는 냉매순환부;를 포함할 수 있다.
To this end, the rapid cooling means is a die cooling passage disposed around the molding space of the lower die mold; A punch cooling passage disposed inside the upper punch mold; And a refrigerant circulation unit configured to supply and circulate a cooling medium to the cooling passages.

그리고, 본 발명은 블랭크를 성형온도까지 가열하는 블랭크 가열 단계; 가열된 블랭크 소재를 상부 펀치 금형과 하부 다이 금형으로 가압하여 성형하고, 성형부는 급냉하고 플랜지부는 서냉하여 플랜지부의 미세조직이 마르텐사이트와 베이나이트 혼합조직이 되도록 하는 성형 및 냉각 단계; 상기 성형 및 냉각 단계를 거친 부품을 플랜지부의 냉각속도를 제어하며 이송하는 온도 제어 이송 단계: 및 상기 온도 제어 이송 단계를 거친 부품의 플랜지부를 절단하는 트리밍 단계;를 포함하는 핫스탬핑 성형 방법을 제공한다.And, the present invention is a blank heating step of heating the blank to a molding temperature; Forming and cooling the heated blank material by pressing the upper punch mold and the lower die mold, quenching the molding portion and slow cooling the flange portion so that the microstructure of the flange portion becomes a martensite and bainite mixed structure; A temperature controlled transfer step of controlling and cooling the flange parts of the parts that have undergone the forming and cooling steps while controlling the cooling rate of the flange parts; to provide.

이 때, 상기 온도 제어 이송 단계는 부품의 플랜지가 이송플레이트에 접촉한 상태로 이루어지며, 상기 이송플레이트의 온도는 100~200℃ 로 유지되는 것이 바람직하다.At this time, the temperature controlled transfer step is made in a state in which the flange of the part in contact with the transfer plate, the temperature of the transfer plate is preferably maintained at 100 ~ 200 ℃.

아울러, 상기 트리밍 단계는 프레스 커팅 방법을 사용하면 더욱 바람직하다.
In addition, the trimming step is more preferably using a press cutting method.

본 발명에 따른 분할 급속 냉각 금형 장치 및 이를 이용한 핫스탬핑 성형방법은 레이저 장비의 사용을 최소화하거나 또는 경우에 따라 전혀 사용하지 않고 프레스 금형을 사용하여 트림 작업을 수행할 수 있어서, 레이저 장비에 수반되는 가공비용을 절감할 수 있는 효과를 가져온다.The split rapid cooling mold apparatus and the hot stamping molding method using the same according to the present invention can minimize the use of the laser equipment or in some cases, can perform the trim operation using the press mold without using at all, which is accompanied by the laser equipment It has the effect of reducing the processing cost.

또한, 프레스 금형을 이용하는 트림 작업은 레이저를 이용하는 가공에 비하여 짧은 공정시간을 가지고 있어서, 가공에 소요되는 싸이클 타임을 단축하게 된다. 따라서 단위 시간당 생산량이 증가하는 효과를 가져온다.Further, the trim operation using the press mold has a shorter processing time than the laser processing, which shortens the cycle time required for processing. Therefore, the production amount per unit time is increased.

아울러, 플랜지부가 마르텐사이트와 베이나이트 혼합조직을 가짐으로써 플랜지부의 용접특성을 향상시키는 효과도 있다.
In addition, since the flange portion has a martensite and bainite mixed structure, there is an effect of improving the welding characteristics of the flange portion.

도 1은 본 발명에 따른 분할 급속 냉각 금형 장치의 구조를 나타낸 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 분할 급속 냉각 금형 장치에 블랭크가 로딩된 상태를 나타낸 도면,
도 3은 본 발명에 따른 분할 급속 냉각 금형 장치의 블랭크 홀더가 블랭크를 고정한 상태를 나타낸 도면,
도 4는 본 발명에 따른 분할 급속 냉각 금형 장치의 상부 펀치 금형이 완전히 하강한 상태를 나타낸 도면,
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 분할 급속 냉각 금형 장치의 구조를 나타낸 구성도,
도 6은 본 발명에 따른 핫스탬핑 성형 방법을 나타낸 공정순서도,
도 7은 본 발명에 따른 핫스탬핑 성형 방법의 온도 제어 이송 단계를 나타낸 도면임.1 is a block diagram showing a structure of a split rapid cooling mold apparatus according to the present invention,
2 is a view showing a state in which a blank is loaded in the split rapid cooling mold apparatus according to the present invention,
3 is a view showing a state in which the blank holder of the divided rapid cooling mold apparatus according to the present invention fixed the blank,
4 is a view showing a state in which the upper punch mold of the divided rapid cooling mold apparatus according to the present invention is completely lowered,
5 is a configuration diagram showing the structure of a split rapid cooling mold apparatus according to another embodiment of the present invention;
6 is a process flowchart showing a hot stamping molding method according to the present invention;
7 is a view showing a temperature controlled transfer step of the hot stamping molding method according to the present invention.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 분할 급속 냉각 금형 장치 및 이를 이용한 핫스탬핑 성형 방법의 실시예를 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described an embodiment of a split rapid cooling mold apparatus and a hot stamping molding method using the same.

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

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

도 1은 본 발명에 따른 분할 급속 냉각 금형 장치의 구조를 나타낸 구성도이다.1 is a block diagram showing the structure of a split rapid cooling die apparatus according to the present invention.

본 발명에 따른 분할 급속 냉각 금형 장치는 경화능을 가지는 블랭크를 성형함과 동시에 냉각하여 고강도의 부품을 제조하기 위한 것으로,Partial rapid cooling mold apparatus according to the present invention is for producing a high-strength component by cooling while forming a blank having a hardenability,

요입된 성형공간(112)을 형성하는 하부 다이 금형(120)과, 상기 성형 공간(112)에 삽입되며 블랭크(10)를 성형하는 상부 펀치 금형(130)과, 상기 상부 펀치 금형(130)의 둘레에 형성되어 상기 하부 다이 금형(120)과의 사이에 블랭크(10)를 고정하는 블랭크 홀더(160)와, 상기 하부 다이 금형(120)과 상기 상부 펀치 금형(130)을 급속냉각시키는 급속냉각수단(140)과, 상기 블랭크 홀더(160)가 일정한 온도 범위를 유지할 수 있도록 상기 블랭크 홀더(160)에 열을 공급하는 열공급수단(170)을 포함한다.A lower die mold 120 forming the concave molding space 112, an upper punch mold 130 inserted into the molding space 112 to mold the blank 10, and an upper punch mold 130. A blank holder 160 formed around the fastener to fix the blank 10 between the lower die mold 120 and a rapid cooling to rapidly cool the lower die mold 120 and the upper punch mold 130. Means 140 and the heat supply means 170 for supplying heat to the blank holder 160 so that the blank holder 160 can maintain a constant temperature range.

블랭크(10)는 경화능을 가지는 소재로 마련되며, 성형온도 이상으로 가열된 상태로 공급된다.The blank 10 is provided of a material having a hardenability and is supplied in a state of being heated above the molding temperature.

급속냉각수단(140)은 하부 다이 금형(120)의 성형 공간 주변에 배치되는 다이 냉각 유로(142)와, 상기 상부 펀치 금형(130)의 내부에 배치되는 펀치 냉각 유로(144)와, 상기 다이 냉각 유로(142)와 상기 펀치 냉각 유로(144)에 냉각매체를 공급하여 성형된 제품을 급속냉각시킬 수 있도록 하는 냉매순환부(146)를 포함한다. 이때, 급속냉각수단(140)은 냉각매체로 냉수(Cool water) 또는 냉매(Refrigerant)가 사용될 수 있으며, 상기 냉매순환부(146)는 냉각매체를 냉각하기 위한 냉각탑(Chiller), 냉매를 압송하기 위한 펌프 등을 더 포함할 수 있다.The rapid cooling means 140 may include a die cooling passage 142 disposed around the molding space of the lower die mold 120, a punch cooling passage 144 disposed inside the upper punch mold 130, and the die. And a refrigerant circulation part 146 for supplying a cooling medium to the cooling channel 142 and the punch cooling channel 144 to rapidly cool the molded product. At this time, the rapid cooling means 140 may be used as a cooling medium (Cool water) or a refrigerant (Refrigerant), the refrigerant circulation unit 146 is a cooling tower for cooling the cooling medium (Chiller), the pressure to the refrigerant It may further include a pump for.

급속냉각수단(140)은 하부 다이 금형(120)과 상부 펀치 금형(130)이 100℃ 이하의 온도를 유지할 수 있도록 해준다. 따라서 하부 다이 금형(120)과 상부 펀치 금형(130)에 접촉하는 부분들은 급속냉각되어 풀 마르텐사이트 미세조직을 가질 수 있다.
The rapid cooling means 140 allows the lower die mold 120 and the upper punch mold 130 to maintain a temperature of 100 ° C. or less. Therefore, the portions contacting the lower die mold 120 and the upper punch mold 130 may be rapidly cooled to have a full martensite microstructure.

본 발명에 따른 블랭크 홀더는 300~400℃ 범위에서 온도가 유지되는 것이 바람직한데, 이는 블랭크 홀더에 의하여 고정되는 성형품의 플랜지부가 급속 냉각되지 않도록 하기 위한 것이다. 여기서 급속냉각이라 함은 미세조직이 풀 마르텐사이트 조직을 가지도록 하는 냉각속도를 의미한다.The blank holder according to the present invention is preferably maintained at a temperature in the range of 300 ~ 400 ℃, which is to prevent the cooling of the flange portion of the molded article is fixed by the blank holder. In this case, the rapid cooling refers to a cooling rate at which the microstructure has a full martensite structure.

블랭크 홀더(160)가 상기와 같은 온도 범위를 유지하게 되면, 성형품의 플랜지부는 상대적으로 느린 냉각속도를 가지게 되며, 이로 인하여 플랜지부의 미세조직은 풀 마르텐사이트 조직이 아닌, 마르텐사이트와 베이나이트 혼합 조직을 가지게 된다. 따라서 플랜지부는 다른 부분들에 비하여 상대적으로 낮은 강도를 유지할 수 있게 되며, 이로 인해 플랜지부 트리밍(Trimming) 가공에 레이저를 사용하지 않고 프레스를 사용할 수도 있게 된다.When the blank holder 160 maintains the above temperature range, the flange portion of the molded article has a relatively slow cooling rate, so that the microstructure of the flange portion is not full martensite but mixed with martensite and bainite. You have an organization. Therefore, the flange portion can maintain a relatively low strength compared to the other parts, thereby allowing the use of a press without using a laser for trimming the flange portion (Trimming) processing.

열공급수단(170)은 블랭크 홀더(160)가 상기 온도 범위를 유지할 수 있도록 하는 것으로, 전열히터를 포함하여 구성될 수 있다. 다른 형태로는 스팀 또는 오일을 열매체로 사용하여 블랭크 홀더(160)를 가열하도록 할 수도 있다.
The heat supply means 170 is to allow the blank holder 160 to maintain the temperature range, it may be configured to include a heat transfer heater. Alternatively, steam or oil may be used as the heat medium to heat the blank holder 160.

도 2는 본 발명에 따른 분할 급속 냉각 금형 장치에 블랭크가 로딩된 상태를 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명에 따른 분할 급속 냉각 금형 장치의 블랭크 홀더가 블랭크를 고정한 상태를 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 분할 급속 냉각 금형 장치의 상부 펀치 금형이 완전히 하강한 상태를 나타낸 도면이다. 2 is a view showing a state in which a blank is loaded in the divided rapid cooling mold apparatus according to the present invention, Figure 3 is a view showing a state in which the blank holder of the divided rapid cooling mold apparatus according to the invention fixed the blank, Figure 4 Is a view showing a state in which the upper punch mold of the divided rapid cooling mold apparatus according to the present invention is completely lowered.

도 2를 참조하면, 로딩된 블랭크(10)는 하부 다이 금형(120) 상에 안착된 상태가 된다. 이 때 하부 다이 금형(120)과 상부 펀치 금형(130)의 온도는 100℃ 이하로 유지되며, 블랭크 홀더(160)는 300~400℃ 범위의 온도로 유지된다. 블랭크(10)는 성형온도 이상으로 가열된 상태에서 로딩된다. 블랭크 홀더(160)의 온도가 상기 온도 범위를 초과하게 되면 열공급수단(170)의 에너지 소비가 지나치게 많아 원가상승의 요인으로 작용하고, 블랭크 홀더(160)의 온도가 상기 범위보다 낮으면 플랜지부의 냉각속도가 빨라져 원하는 혼합조직을 얻을 수 없다.Referring to FIG. 2, the loaded blank 10 is placed on the lower die mold 120. At this time, the temperature of the lower die mold 120 and the upper punch mold 130 is maintained at 100 ℃ or less, the blank holder 160 is maintained at a temperature of 300 ~ 400 ℃ range. The blank 10 is loaded while heated above the forming temperature. When the temperature of the blank holder 160 exceeds the above temperature range, the energy consumption of the heat supply means 170 is excessively high, which acts as a factor of cost increase, and when the temperature of the blank holder 160 is lower than the above range, the flange portion The cooling rate is so high that the desired mixed structure cannot be obtained.

성형이 시작되면, 먼저 블랭크 홀더(160)가 하강하게 된다. 블랭크 홀더(160)는 블랭크(10)의 표면에 밀착할 때까지 하강하여 도 3과 같은 상태가 된다. 블랭크(10)는 블랭크 홀더(160)와 하부 다이 금형(120)의 안착면(124) 사이에 끼워져 고정된 상태가 된다.When molding begins, the blank holder 160 is first lowered. The blank holder 160 is lowered until it comes into close contact with the surface of the blank 10 and is in a state as shown in FIG. 3. The blank 10 is sandwiched between the blank holder 160 and the seating surface 124 of the lower die mold 120 to be fixed.

이렇게 블랭크(10)가 고정되면, 상부 펀치 금형(130)이 하강하여 블랭크(10)를 성형하게 된다. 도 4에 도시한 바와 같이, 상부 펀치 금형(130)이 완전히 하강하게 되면, 블랭크(10)의 표면은 하부 다이 금형(120), 상부 펀치 금형(130) 및 블랭크 홀더(160)에 접촉하여 이들과 열교환이 이루어지게 된다.
When the blank 10 is fixed in this way, the upper punch die 130 is lowered to form the blank 10. As shown in FIG. 4, when the upper punch mold 130 is completely lowered, the surface of the blank 10 contacts the lower die mold 120, the upper punch mold 130, and the blank holder 160 so that these surfaces are lowered. Heat exchange is achieved.

그런데, 하부 다이 금형(120)과 상부 펀치 금형(130)은 급속냉각수단(140)에 의하여 100℃ 이하의 온도로 유지되고, 블랭크 홀더(160)는 열공급수단(170)에 의하여 300~400℃ 의 온도를 유지하게 되므로, 블랭크 홀더(160)와 접촉하는 성형품의 플랜지부는 서냉되고, 상기 금형들(120, 130)과 접촉하는 부분은 급속냉각된다.However, the lower die mold 120 and the upper punch mold 130 are maintained at a temperature of 100 ° C. or less by the rapid cooling means 140, and the blank holder 160 is 300 to 400 ° C. by the heat supply means 170. Since the temperature is maintained, the flange portion of the molded article in contact with the blank holder 160 is slowly cooled, and the portions in contact with the molds 120 and 130 are rapidly cooled.

따라서, 급속냉각되는 부분들의 미세조직은 풀 마르텐사이트 조직이되어 고강도를 가지게되고, 서냉되는 플랜지부의 미세은 마르텐사이트와 베이나이트 혼합조직이 되어 상대적으로 낮은 강도를 가지게 된다.
Therefore, the microstructure of the parts that are rapidly cooled becomes full martensite structure and has high strength, and the microstructure of the flange portion that is slowly cooled becomes a mixed structure of martensite and bainite and has a relatively low strength.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 분할 급속 냉각 금형 장치의 구조를 나타낸 구성도이다.5 is a configuration diagram showing the structure of a split rapid cooling mold apparatus according to another embodiment of the present invention.

본 실시예는 열공급수단(170)이 블랭크 홀더(160)와 대면하며 블랭크(10)를 고정하는 하부 다이 금형(120) 상단의 안착면(124)에도 열을 공급할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.The present embodiment is characterized in that the heat supply means 170 to face the blank holder 160 and to supply heat to the seating surface 124 of the upper upper die mold 120 for fixing the blank 10.

도시한 바와 같이, 열공급수단(170)을 하부 다이 금형(120)의 안착면(124)에 구비하게 되면, 성형품의 플랜지부의 냉각속도를 보다 확실하게 제어할 수 있는 효과를 가져온다.
As shown in the drawing, when the heat supply means 170 is provided on the seating surface 124 of the lower die mold 120, the cooling rate of the flange portion of the molded article can be more reliably controlled.

도 6은 본 발명에 따른 핫스탬핑 성형 방법을 나타낸 공정순서도이다.6 is a process flowchart showing a hot stamping molding method according to the present invention.

상술한 바와 같은 분할 급속 냉각 금형 장치를 이용한 핫스탬핑 성형 방법은, 블랭크를 성형온도까지 가열하는 블랭크 가열 단계(S-61)와, 가열된 블랭크 소재를 상부 펀치 금형과 하부 다이 금형으로 가압하여 성형하고, 성형부는 급냉하고 플랜지부는 서냉하여 플랜지부의 미세조직이 마르텐사이트와 베이나이트 혼합조직이 되도록 하는 성형 및 냉각 단계(S-62)와, 상기 성형 및 냉각 단계를 거친 부품을 플랜지부의 냉각속도를 제어하며 이송하는 온도 제어 이송 단계(S-63)와, 상기 온도 제어 이송 단계를 거친 부품의 플랜지부를 절단하는 트리밍 단계(S-64)를 포함한다.In the hot stamping molding method using the divided rapid cooling mold apparatus as described above, the blank heating step (S-61) for heating the blank to a molding temperature, and pressing the heated blank material by the upper punch mold and the lower die mold, The molding part is quenched and the flange part is quenched so that the microstructure of the flange part becomes a martensite and bainite mixed structure (S-62), and the parts that have undergone the molding and cooling step are cooled to the flange part. And a temperature controlled transfer step (S-63) for controlling and transferring the speed, and a trimming step (S-64) for cutting the flange portion of the component which has been subjected to the temperature controlled transfer step.

여기서 성형부라 함은 하부 다이 금형과 상부 펀치 금형에 의하여 형상이 변화되는 부분을 의미하며, 플랜지부는 블랭크 상태일 때와 동일하게 평판 형상을 가지는 테두리부분을 의미한다.
Herein, the molded part means a portion whose shape is changed by the lower die mold and the upper punch mold, and the flange portion means an edge portion having a flat plate shape as in the blank state.

상기와 같은 핫스탬핑 성형방법을 사용하게 되면, 플랜지부와 풀마르텐사이트 조직이 아닌, 마르텐사이트와 베이나이트 혼합조직을 가지게 됨으로써, 트리밍 단계(S-64)에서 레이저 커팅을 사용하지 않고, 프레스 커팅 방법을 사용할 수 있게 된다.When using the hot stamping forming method as described above, the martensite and bainite mixed structure, not the flange portion and the full martensite structure, and thus, do not use laser cutting in the trimming step (S-64), and press cutting. The method will be available.

프레스 커팅 방법은 레이저 커팅 방법에 비하여 공정싸이클이 짧아 생산성이 우수하며, 설비 비용이 저렴한 장점을 가진다.
The press cutting method has a short process cycle compared to the laser cutting method and thus has high productivity and low facility cost.

도 7은 본 발명에 따른 핫스탬핑 성형 방법의 온도 제어 이송 단계를 나타낸 도면이다.7 is a view showing a temperature controlled transfer step of the hot stamping molding method according to the present invention.

온도 제어 이송 단계(S-63)는 금형 장치에서 추출된 성형품을 트리밍 장치까지 이송하는 공정이다. 성형품(20)은 금형 장치에 구속된 상태로 냉각되는데 이 때 성형품(20)이 상온이 될때 까지 냉각하면 공정시간이 길어져 생산성이 저하되므로 냉각이 완료되기 이전에 금형장치에서 추출하여 트리밍 장치로 이송하게 된다.The temperature controlled transfer step (S-63) is a step of transferring the molded article extracted from the mold apparatus to the trimming apparatus. The molded product 20 is cooled in a state of being constrained to the mold apparatus, and when the molded product 20 is cooled to room temperature, the process time is long and productivity is lowered. Done.

이러한 이송 과정에서 성형품은 공기와 접촉하여 냉각되는데, 본 발명은 이 때 플랜지부가 급속냉각되는 것을 방지하기 위해 플랜지부의 냉각 속도를 제어한다. 구체적으로 살펴보면 온도 제어 이송 단계(S-63)는, 도시한 바와 같이 성형품(20)의 플랜지부(22)가 이송플레이트(60)에 접촉한 상태로 이루어지는데, 이 때 이송플레이트(60)의 온도를 100~200℃ 로 유지하면, 플랜지부(22)가 공기와 접촉하여 급속냉각되는 것을 방지할 수 있다.In this conveying process, the molded article is cooled in contact with air, and the present invention controls the cooling rate of the flange portion in order to prevent the flange portion from being rapidly cooled at this time. Specifically, the temperature-controlled feeding step (S-63), as shown in the flange portion 22 of the molded article 20 is made in contact with the feed plate 60, at this time the When the temperature is maintained at 100 to 200 ° C., the flange portion 22 can be prevented from being rapidly cooled in contact with the air.

이송플레이트(60)를 100~200℃ 유지하기 위해서, 전열히터 등의 가열수단을 사용할 수 있다.
In order to maintain the transfer plate 60 at 100 to 200 ° C., heating means such as an electric heater may be used.

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.
While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. It will be understood that the invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive.

120 : 하부 다이 금형
130 : 상부 펀치 금형
140 : 급속냉각수단
160 : 블랭크 홀더
170 : 열공급수단
S-61 : 블랭크 가열 단계
S-62 : 성형 및 냉각 단계
S-63 : 온도 제어 이송 단계
S-64 : 트리밍 단계120: lower die mold
130: upper punch mold
140: rapid cooling means
160: blank holder
170: heat supply means
S-61: Blank Heating Step
S-62: Forming and Cooling Steps
S-63: Temperature Controlled Transfer Steps
S-64: Trimming Step

Claims

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A blank heating step of heating the blank to a molding temperature;
Forming and cooling the heated blank material by pressing the upper punch mold and the lower die mold, quenching the molding portion and slow cooling the flange portion so that the microstructure of the flange portion is a martensite and bainite mixed structure;
The parts passed through the forming and cooling steps are transferred using a transfer plate maintained at 100 to 200 ° C., but the flange parts of the parts are kept in contact with the transfer plates to prevent the flange parts from being rapidly cooled by contact with air. Thereby controlling and conveying the cooling rate of the flange portion such that the flange portion has a martensite and bainite mixed structure.
And a trimming step of cutting the flange portion of the part that has undergone the temperature controlled transfer step by using a press cutting method.

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