KR101461742B1 - Hot press forming method for welded steel sheet having different thickness - Google Patents

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Abstract

본 발명은 다른 두께를 갖는 접합강판을 위한 핫 프레스 포밍 장치 및 이를 이용한 핫 프레스 포밍 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시형태는 두께가 다른 두 개 이상의 강판이 용접되어 용접부가 형성된 접합강판을 준비하는 단계; 상기 접합강판을, 하나 이상의 고정 하부 금형과 하나 이상의 가변 하부 금형을 포함하는 하부 금형 상에 위치시키는 단계; 및 상기 접합강판 상부에 위치하는 상부 금형을 이용하여 상기 접합강판을 프레싱하는 단계를 포함하며, 상기 가변 하부 금형은 그 하부에 가동수단이 구비되어 상기 가변 하부 금형 상에 위치하는 강판이 상하로 이동가능하도록 하여, 상기 프레싱시 상기 접합강판이 상기 하부 금형에 접하도록 하는 것을 특징으로 하는, 다른 두께를 갖는 접합강판의 핫 프레스 포밍 방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 다른 두께를 갖는 두 개 이상의 강판이 용접된 접합강판의 핫 프레스 포밍시 상기 접합강판과 금형간에 클리어런스가 없이 접촉되도록 하여 균일한 냉각능을 확보할 수 있는 핫 프레스 포밍 방법을 제공하고자 하는 것이다.The present invention relates to a hot press forming apparatus for a bonded steel plate having a different thickness and a hot press forming method using the same. According to an embodiment of the present invention, there is provided a method of manufacturing a bonded steel sheet, comprising: preparing a bonded steel sheet in which two or more steel sheets having different thicknesses are welded to form a welded portion; Placing the bonded steel sheet on a lower mold comprising at least one fixed lower mold and at least one variable lower mold; And pressing the bonded steel plate using an upper metal mold positioned on the upper part of the bonded steel plate, wherein the variable lower metal mold is provided with movable means at a lower portion thereof, and the steel plate positioned on the variable lower metal mold moves up and down Wherein the bonding steel sheet is brought into contact with the lower mold at the time of pressing the hot press forming method.
According to the present invention, there is provided a hot press forming method capable of securing a uniform cooling performance by making a clearance between the bonded steel sheet and a metal mold in hot press forming of two or more steel sheets having different thicknesses I would like to.

Description

다른 두께를 갖는 접합강판을 위한 핫 프레스 포밍 방법{HOT PRESS FORMING METHOD FOR WELDED STEEL SHEET HAVING DIFFERENT THICKNESS}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a hot press forming method for a bonded steel plate having a different thickness,

본 발명은 다른 두께를 갖는 접합강판을 위한 핫 프레스 포밍 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a hot press forming method for a bonded steel plate having a different thickness.

최근 자동차의 연비 저감 및 경량화를 위해 자동차 부품의 고강도화가 요구되고 있다. 소재의 고강도화에 따른 성형성 문제를 극복하기 위해, 고온에서의 낮은 기계적 물성을 이용하여 성형하고, 이에 순차적으로 일어나는 금형 내에서의 열처리를 통해 고강도 물성을 확보하는 핫 프레스 포밍(hot press forming) 공법이 지속적으로 확대되고 있다. 핫 프레스 포밍의 고강도화는 부품의 차량 장착 상태에서, 외부 충격에 대한 변형 흡수능의 관점보다는 구조적으로 변형의 지지에 초점이 이동하고 있다. 따라서, 동일 부품 내에 강도 구배를 부여함으로써, 기능적으로 충격을 흡수하는 역할과 변형 지지의 복합적인 기능을 가지는 부품의 개발이 필요하다. 이를 위해서, 소재에 대하여 동일한 핫 프레스 포밍 조건을 유지한 상태에서 모재의 경화능이 다른 예비 접합 소재를 이용하여 성형 및 냉각을 하게 되면, 동일한 부품 내에서 강도의 구배가 나타나는 제품을 제조할 수 있으며, 동시에 두께의 편차를 부여함으로써 차량의 경량화 목적에도 기여하게 될 수 있다.
Recently, it is required to increase the strength of automobile parts in order to reduce fuel consumption and lighten weight of automobiles. In order to overcome the problem of moldability due to high strength of a material, a hot press forming method is used in which a low mechanical property at a high temperature is used to form a mold, and a high strength property is secured through heat treatment in a mold, Is continuously expanding. The increase in the strength of hot press forming has shifted the focus on the structural support of deformation in view of the ability to absorb deformation due to external impacts in the vehicle mounted state of parts. Therefore, it is necessary to develop a component having a function of functionally absorbing impact and a composite function of deformation support by imparting a strength gradient to the same component. For this purpose, when a pre-bonding material having different hardenability of the base material is used for molding and cooling while maintaining the same hot press forming conditions for the material, a product exhibiting a gradient of strength in the same part can be manufactured, At the same time, it is possible to contribute to the purpose of lighter weight of the vehicle by giving a variation in thickness.

이에, 특허문헌 1에서는 재질, 인장강도 및 판두께 중 적어도 하나가 다른 제1의 금속 블랭크와 제2의 금속 블랭크를 용접하는 것에 의해, 양 금속 블랭크가 일체화된 연결 기판을 얻는 용접공정과, 상기 연결 기판을 담금질 가능한 온도 영역까지 가열하는 가열공정과 상기 담금질 가능한 온도 상태에 있는 연결 기판에 대해, 상대적으로 저온의 프레스 형을 이용하여 프레스 가공하는 것에 의해, 원하는 형상의 부여 및 담금질을 일시에 행하는 프레스 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 테일러드 블랭크 프레스 성형품의 제조방법에 대하여 개시하고 있다. 이 기술은 상기 제1 및 제2의 금속 블랭크 중 판두께가 큰 쪽의 금속 블랭크의 양면이 해당 프레스형의 성형면에 각각 접촉할 때, 판두께가 작은 쪽의 금속 블랭크의 적어도 한 면과 그 면에 대향하는 프레스형의 성형면과의 사이에 소정의 클리어런스가 확보되는 상태에서 프레스 가공을 하는 것을 특징으로 하고 있다.
Patent Document 1 discloses a welding process for welding a first metal blank and a second metal blank different in at least one of a material, a tensile strength and a plate thickness to obtain a connecting substrate in which both metal blanks are integrated, A heating step of heating the connecting substrate to a temperature range in which the connecting substrate can be quenched and a connecting substrate in the quenchable temperature state by press working using a relatively low-temperature press mold, And a pressing step is carried out on the surface of the tailored blank press molded article. This technique is applicable to at least one surface of a metal blank having a smaller sheet thickness and a surface of the metal blank having a larger sheet thickness when the both surfaces of the metal blank having the larger sheet thickness of the first and second metal blank contact the forming surface of the press- And a press-forming process is performed in a state in which a predetermined clearance is secured between the press-forming surface and the press-forming surface opposite to the surface.

그러나, 통상의 테일러드 블랭크가 냉간 성형될 경우에는 상기 제2의 금속 블랭크와 금형간의 클리어런스가 성형성 및 주름 문제를 야기할 수 있으며, 핫 프레스 포밍과 같이 성형 및 냉각공정이 수반되는 경우에 있어서는 금형과 소재와의 접촉 불량에 의해 모재 및 용접부의 경화능에 심각한 영향을 야기할 소지가 충분하다는 단점이 있다.
However, when the ordinary tailored blank is cold-formed, the clearance between the second metal blank and the mold may cause moldability and wrinkle problems. In the case where a molding and cooling process such as hot press forming is involved, There is a disadvantage in that it is sufficient to cause a serious influence on the hardenability of the base material and the welded portion due to the poor contact between the base material and the material.

일본 공개특허공보 특개2004-058082호Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-058082

본 발명은 다른 두께를 갖는 두 개 이상의 강판이 용접된 접합강판의 핫 프레스 포밍 시 상기 접합강판의 균일한 냉각능을 확보할 수 있는 핫 프레스 포밍 방법을 제공하고자 하는 것이다.
The present invention is to provide a hot press forming method capable of ensuring uniform cooling of the bonded steel sheet when hot press forming of two or more steel sheets having different thicknesses are welded.

본 발명의 일 실시형태는 두께가 다른 두 개 이상의 강판이 용접되어 용접부가 형성된 접합강판을 준비하는 단계; 상기 접합강판을, 하나 이상의 고정 하부 금형과 하나 이상의 가변 하부 금형을 포함하는 하부 금형 상에 위치시키는 단계; 및 상기 접합강판 상부에 위치하는 상부 금형을 이용하여 상기 접합강판을 프레싱하는 단계를 포함하며, 상기 가변 하부 금형은 그 하부에 가동수단이 구비되어 상기 가변 하부 금형 상에 위치하는 강판이 상하로 이동가능하도록 하여, 상기 프레싱시 상기 접합강판이 상기 하부 금형에 접하도록 하는 것을 특징으로 하는, 다른 두께를 갖는 접합강판의 핫 프레스 포밍 방법을 제공한다.
According to an embodiment of the present invention, there is provided a method of manufacturing a bonded steel sheet, comprising: preparing a bonded steel sheet in which two or more steel sheets having different thicknesses are welded to form a welded portion; Placing the bonded steel sheet on a lower mold comprising at least one fixed lower mold and at least one variable lower mold; And pressing the bonded steel plate using an upper metal mold positioned on the upper part of the bonded steel plate, wherein the variable lower metal mold is provided with movable means at a lower portion thereof, and the steel plate positioned on the variable lower metal mold moves up and down Wherein the bonding steel sheet is brought into contact with the lower mold at the time of pressing the hot press forming method.

본 발명에 따르면, 다른 두께를 갖는 두 개 이상의 강판이 용접된 접합강판의 핫 프레스 포밍시 상기 접합강판과 금형간에 클리어런스가 없이 접촉되도록 하여 균일한 냉각능을 확보할 수 있는 핫 프레스 포밍 방법을 제공하고자 하는 것이다.
According to the present invention, there is provided a hot press forming method capable of securing a uniform cooling performance by making a clearance between the bonded steel sheet and a metal mold in hot press forming of two or more steel sheets having different thicknesses I would like to.

도 1은 두께가 다른 강판이 용접되기 전의 상태를 나타내는 모식도이다.
도 2는 두께가 다른 강판이 용접된 접합강판의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 3은 두께가 다른 강판이 용접된 접합강판의 용접부를 관찰한 사진이다.
도 4는 경화능이 상이한 두 강판을 용접한 접합강판의 경도 분포와 상기 접합강판을 핫 프레스 포밍(열처리)한 뒤의 경도 분포의 일례를 나타낸 것이다.
도 5는 경화능이 상이한 두 강판을 용접한 접합강판을 핫 프레스 포밍(열처리)한 뒤의 인장강도×두께 값을 나타낸 결과이다.
도 6은 기존의 핫 프레스 포밍 장치의 일례를 모식적으로 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 핫 프레스 포밍 장치의 일례를 모식적으로 나타낸 것이다.
도 8은 본 발명의 핫 프레스 포밍 장치를 이용하여 핫 프레싱 포밍할 때의 모습을 모식적으로 나타낸 것이다.
도 9는 경화능이 상이한 두 강판을 용접한 접합강판을 본 발명의 핫 프레스 포밍 방법을 적용한 뒤의 인장강도×두께 값을 나타낸 결과이다.1 is a schematic view showing a state before a steel sheet having a different thickness is welded.
Fig. 2 is a schematic view showing an example of a welded steel sheet to which a steel sheet having a different thickness is welded.
Fig. 3 is a photograph of a welded portion of a welded steel sheet welded with a steel sheet having a different thickness.
Fig. 4 shows an example of the hardness distribution of the welded steel sheet welded with two steel sheets having different hardenability and the hardness distribution after the hot press forming (heat treatment) of the welded steel sheet.
Fig. 5 shows results of tensile strength x thickness values after hot press forming (heat treatment) of a bonded steel sheet obtained by welding two steel sheets having different hardenability.
Fig. 6 schematically shows an example of a conventional hot press forming apparatus.
7 schematically shows an example of the hot press forming apparatus of the present invention.
Fig. 8 schematically shows a state in which hot-pressing forming is performed using the hot-press forming apparatus of the present invention.
Fig. 9 shows results of tensile strength x thickness value after applying the hot press forming method of the present invention to a bonded steel sheet obtained by welding two steel sheets having different hardenability.

이하, 본 발명을 설명한다.
Hereinafter, the present invention will be described.

도 1은 두께가 다른 강판이 용접되기 전의 상태를 나타내는 모식도이고, 도 2는 두께가 다른 강판이 용접된 접합강판의 일례를 나타내는 모식도이며, 도 3은 두께가 다른 강판이 용접된 접합강판의 용접부를 관찰한 사진이다. 통상적으로 테일러드 블랭크(이하, '접합강판'이라고도 함)는 도 1과 같이 준비되는 서로 다른 강도를 갖는 두께가 얇은 강판(1)과 두께가 두꺼운 강판(2)을 용접하여 제조된다. 상기 접합강판(4)은 도 2 및 도 3과 같이 비드가 형성된 용접부(3)를 갖도록 제조되며, 이후 프레싱 공정을 거쳐 다양한 제품에 적용된다. 상기 테일러드 블랭크를 이용하여 제조된 제품은 하나의 부품임에도 불구하고, 두께에 있어 차이가 있게 되며, 이러한 특성에 의해 자동차 등 다양한 제품에 적용된다.
FIG. 1 is a schematic view showing a state before a steel sheet having a different thickness is welded, FIG. 2 is a schematic view showing an example of a welded steel sheet welded with a steel sheet having a different thickness, and FIG. 3 is a schematic view showing a welded steel sheet . Generally, a tailored blank (hereinafter also referred to as a 'bonded steel plate') is manufactured by welding a steel sheet 1 having a different thickness and a steel sheet 2 having a different strength prepared as shown in FIG. The bonded steel strip 4 is manufactured to have a welded portion 3 having a bead as shown in FIGS. 2 and 3, and is then applied to various products through a pressing process. Although the products manufactured using the tailored blanks are one component, there is a difference in thickness, and these properties are applied to various products such as automobiles.

상기 접합강판을 제조하기 위해서는 다양한 용접 방법이 적용될 수 있으나, 생산성 및 제품 특성을 위해서 레이저 용접을 이용하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 레이저 용접을 이용할 경우에는 용접되는 두 강판의 용접성을 위해, 두께가 두꺼운 강판 측으로 레이저의 포커스를 이동시켜 상기 용접을 행하는 것이 바람직하다.
Various welding methods can be applied to manufacture the bonded steel sheet, but it is preferable to use laser welding for productivity and product characteristics. Further, in the case of using the laser welding, it is preferable to carry out the welding by moving the focus of the laser to the steel plate having a large thickness for the weldability of the two steel plates to be welded.

상기와 같이 두께가 두꺼운 강판 측으로 포커스가 이동된 레이저에 의해 상기 두께가 두꺼운 강판은 두께가 얇은 강판에 비해 모재의 용융량이 많아지게 된다. 이로 인해, 두께가 두꺼운 강판의 용융 금속이 용접부 흘러들어가면서 용접이 행하여지게 되고, 상기 용접부는 양 강판의 두께 차이에 의해 도 3과 같이 경사를 가지게 된다. 또한, 상기 용접부는 두 강판이 용융 및 혼합되어 형성되므로, 상기 두 강판의 기계적 물성이 상이한 경우에는 상기 용접부가 상기 두 강판과는 상이한 냉각 특성을 가지게 되며, 특히 두 강판 중 용융량이 많은 두꺼운 강판의 영향이 크게 작용하게 된다.
As described above, the thickness of the steel sheet is increased by the laser beam whose focus is shifted to the thicker steel sheet side, and the melting amount of the base material is larger than that of the thin steel sheet. As a result, the molten metal of the thick steel plate is welded while flowing through the welded portion, and the welded portion is inclined as shown in Fig. 3 due to the difference in thickness of both steel plates. In addition, since the welded portion is formed by melting and mixing the two steel sheets, when the mechanical properties of the two steel sheets are different, the welded portion has different cooling characteristics from those of the two steel sheets. In particular, The effect is greatly affected.

상기와 같이 제조되는 접합강판은 이후 핫 프레스 포밍 공정을 거쳐 제품으로 제조되는데 이를 위하여 가열공정이 행하여지게 되고, 핫 프레스 포밍 시 금형과의 접촉으로 인해 성형과 동시에 냉각이 진행된다. 상기 접합강판으로는 경화능이 같은 강재를 사용할 수도 있으나, 강도의 구배가 발생하도록, 경화능이 상이한 강판을 이용할 수도 있으며, 이를 통해 다양한 제품에 바람직하게 적용할 수 있다. 상기 프레스 포밍에 따른 열처리에 의해 두 강판과 용접부는 기계적 물성에 있어 그 거동이 달라지게 된다. 도 4는 경화능이 상이한 두 강판을 용접한 접합강판의 경도 분포와 상기 접합강판을 핫 프레스 포밍(열처리)한 뒤의 경도 분포의 일례를 나타낸 것이다. 좌측은 경화능이 큰 강판이며, 우측은 경화능이 작은 강판이고, 중심 부근은 용접부를 나타낸다. 도 4에서 알 수 있듯이, 상기 접합강판이 핫 프레스 포밍에 따른 열처리가 행해진 결과, 경화능이 큰 좌측의 강판은 열처리에 의해 경도가 급격히 상승하였고, 경화능이 작은 우측의 강판은 경도가 소폭으로 상승하였음을 알 수 있다. 또한, 용접부는 두 강판이 영향을 미쳐 상기 두 강판 사이의 경도값을 갖는 것을 알 수 있다.
The bonded steel sheet to be manufactured as described above is manufactured as a product through a hot press forming process. For this purpose, a heating process is performed, and cooling is progressed simultaneously with molding due to contact with the metal mold during hot press forming. As the bonded steel sheet, a steel sheet having the same hardenability may be used, but a steel sheet having different hardenability may be used so that a gradient of strength may be generated. The behavior of the two steel sheets and the welded part in the mechanical properties is changed by the heat treatment according to the press forming. Fig. 4 shows an example of the hardness distribution of the welded steel sheet welded with two steel sheets having different hardenability and the hardness distribution after the hot press forming (heat treatment) of the welded steel sheet. The left side is a steel sheet with high hardenability, the right side is a steel sheet with small hardenability, and the vicinity of the center is a weld. As can be seen from FIG. 4, the bonded steel sheet was subjected to the heat treatment in accordance with the hot press forming. As a result, the hardness of the left side steel sheet having a large hardening ability was drastically increased by the heat treatment, and the hardness of the right side steel sheet having a small hardening ability was slightly increased . Also, it can be seen that the welds have a hardness value between the two steel plates due to the influence of the two steel plates.

도 5는 경화능이 상이한 두 강판을 용접한 접합강판을 핫 프레스 포밍(열처리)한 뒤의 경도로부터 환산된 인장강도와 두께의 곱을 나타낸 결과이다. 도 5에 나타난 바와 같이, 용접부는 그 내부에서 경도가 저하되는 지점과 두께가 얇아지는 효과가 중첩되어 용접부 내에서 최고로 낮은 값을 보이게 된다. 이러한 조건의 제품은 필연적으로 용접부에서 파단이 최우선적으로 발생한다.
FIG. 5 is a graph showing the product of the tensile strength and the thickness calculated from the hardness after hot press forming (heat treatment) of a bonded steel sheet obtained by welding two steel sheets having different hardenability. As shown in FIG. 5, the welded portion shows the lowest value in the welded portion because the effect of thinning the thickness and the point where the hardness is decreased inside the welded portion overlap each other. Products with these conditions inevitably break down first in the welds.

이러한 문제점은 도 6에 나타난 기존의 핫 프레스 포밍 장치를 이용하여 접합강판을 핫 프레스 포밍하기 때문에 나타나는 현상이다. 기존의 핫 프레스 포밍 장치는 규격화된 종래의 상부금형(5)과 하부금형(6)을 사용하기 때문에 두께가 다른 강판을 용접하여 제조된 접합강판(4)을 성형할 경우 상기 상부금형(5)이 두께가 두꺼운 강판에만 접촉하게 되고, 이로 인해 균일한 냉각능을 확보하기 어렵다. 이에 따라, 접합강판을 프레스 포밍하여 얻어지는 제품은 단면 두께 감소와 냉각능 저하로 인하여 용접부의 인장강도×두께 값이 저하되게 된다.
This problem is caused by the hot press forming of the bonded steel sheet using the conventional hot press forming apparatus shown in FIG. The conventional hot press forming apparatus uses the standardized upper mold 5 and the lower mold 6 so that it is difficult to form the upper mold 5 when the welded steel plate 4 is manufactured by welding steel plates having different thicknesses. It is only in contact with the steel sheet having a large thickness, and it is difficult to ensure a uniform cooling performance. As a result, a product obtained by press-forming a bonded steel sheet will have a reduced tensile strength x thickness value of the weld due to a reduction in cross-sectional thickness and a decrease in cooling capability.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 핫 프레스 포밍 방법에 바람직하게 적용될 수 있는 핫 프레스 포밍 장치의 일 실시형태로서, 하부 금형; 및 상기 하부 금형 상부에 위치하여 하부 금형과 함께 가열된 강판을 프레싱하는 상부 금형을 포함하는 핫 프레스 포밍장치로서, 상기 하부 금형은 하나 이상의 고정 하부 금형과 하나 이상의 가변 하부 금형을 포함하며, 상기 가변 하부 금형은 이 가변 하부 금형 상에 위치하는 강판의 두께에 따라 상하로 이동가능하도록 그 하부에 가동수단을 구비하는 다른 두께를 갖는 접합강판을 위한 핫 프레스 포밍 장치를 제공한다.
In order to solve the above problems, the present invention provides a hot press forming apparatus which can be suitably applied to the hot press forming method of the present invention, comprising: a lower mold; And an upper mold positioned at the upper portion of the lower mold and pressing a heated steel plate together with the lower mold, wherein the lower mold includes at least one fixed lower mold and at least one variable lower mold, And the lower mold is provided with a movable means at a lower portion thereof so as to be movable up and down according to the thickness of the steel sheet positioned on the variable lower metal mold.

도 7은 본 발명의 핫 프레스 포밍 장치의 일례를 모식적으로 나타낸 것이다. 이하, 도 7을 참조하여 본 발명의 핫 프레스 포밍 장치의 일 실시형태를 상세히 설명한다. 도 7에 나타난 바와 같이, 본 발명이 제공하는 핫 프레스 포밍 장치는 하부 금형(7) 및 상기 하부 금형(7) 상부에 위치하여 하부 금형(7)과 함께 가열된 강판(8)을 프레싱하는 상부 금형(9)을 포함한다. 이 때, 상기 하부 금형(7)은 하나 이상의 고정 하부 금형(10)과 하나 이상의 가변 하부 금형(11)을 포함하며, 상기 가변 하부 금형(11)의 하부에는 가동수단(12)이 구비되는 것을 특징으로 한다.
7 schematically shows an example of the hot press forming apparatus of the present invention. Hereinafter, one embodiment of the hot press forming apparatus of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 7, the hot press forming apparatus according to the present invention includes a lower mold 7 and a lower mold 7, which is located above the lower mold 7 and presses the heated steel plate 8 together with the lower mold 7, And includes a mold 9. In this case, the lower mold 7 includes at least one stationary lower mold 10 and at least one variable lower mold 11, and the movable unit 12 is provided at a lower portion of the variable lower mold 11 .

본 발명의 핫 프레스 포밍 장치는 기존과는 달리 분리된 하부금형을 구비함으로써, 강판이 금형과 충분히 접촉되도록 하여 균일한 냉각능을 확보할 수 있다. 보다 상세하게는, 본 발명의 핫 프레스 포밍 장치에 구비되는 가변 하부 금형(11)은 그 하부에 구비되는 가동수단(12)에 의해 상하로 이동가능하며, 이 때, 상기 가변 하부 금형(11)은 그 위에 놓이는 강판의 두께에 따라 그 이동 높이가 달리지게 된다. 도 8은 도 7의 핫 프레스 포밍 장치를 이용하여 핫 프레싱 포밍할 때의 모습을 모식적으로 나타낸 것인데, 도 8에 나타난 바와 같이, 핫 프레스 포밍시 상기 가변 하부 금형(11)의 이동에 의해 강판 전체가 금형에 접촉 가능하도록 하여 균일한 냉각능을 확보함으로써, 프레스 포밍 제품에 우수한 기계적 물성을 부여할 수 있다.
The hot press forming apparatus according to the present invention is provided with a separate lower mold, unlike the conventional one, so that the steel plate is sufficiently brought into contact with the mold to ensure a uniform cooling capability. More specifically, the variable lower mold 11 provided in the hot press forming apparatus of the present invention is vertically movable by the movable means 12 provided at the lower portion thereof. At this time, the variable lower mold 11, The moving height of the steel plate is varied depending on the thickness of the steel plate placed thereon. 8 is a schematic view showing a state in which hot press forming is performed using the hot press forming apparatus shown in Fig. 7. As shown in Fig. 8, in the hot press forming, by the movement of the variable lower mold 11, The whole can be brought into contact with the metal mold to secure a uniform cooling ability, whereby excellent mechanical properties can be imparted to the press-forming product.

한편, 본 발명에 적용되는 접합강판은 두께가 다른 강판의 용접에 의해 제조되고 이로 인해 경사를 갖는 용접 비드가 형성된 용접부를 갖게 된다. 따라서, 본 발명의 하부 금형은 상기 용접부의 경사를 고려하여, 이 용접부와 접촉하는 면이 경사를 갖는 것이 바람직하며, 이를 통해 용접부와 모재가 보다 균일하게 냉각되도록 할 수 있다. 이 때, 하부 금형은 고정 하부 금형이나 가변 하부 금형의 종류에 국한되지 않고, 용접부와 접촉하는 면이 경사를 갖는 것이 바람직하다.
On the other hand, the welded steel sheet according to the present invention has a welded portion formed by welding a steel sheet having a different thickness and formed with a weld bead having an inclination. Therefore, in the lower mold of the present invention, it is preferable that the surface contacting the welded portion has an inclination in consideration of the inclination of the welded portion, whereby the welded portion and the base material can be cooled more uniformly. At this time, the lower mold is not limited to the type of the fixed lower mold or the variable lower mold, and preferably has a slope in contact with the welded portion.

상기 가동수단은 강판을 두께에 따라 용이하게 이동가능한 것이라면 그 종류에 국한되지 않고 사용하며, 예를 들면 스프링과 같은 탄성체를 이용하거나, 유압 프레스와 같은 장치를 이용할 수도 있다.
The movable means is not limited to the type as long as the steel sheet can be easily moved according to the thickness. For example, an elastic body such as a spring or an apparatus such as a hydraulic press may be used.

이하, 본 발명의 핫 프레스 포밍 방법에 대해 설명한다. 본 발명은 일 실시형태로서, 두께가 다른 두 개 이상의 강판이 용접되어 용접부가 형성된 접합강판을 준비하는 단계; 상기 접합강판을, 하나 이상의 고정 하부 금형과 하나 이상의 가변 하부 금형을 포함하는 하부 금형 상에 위치시키는 단계; 및 상기 접합강판 상부에 위치하는 상부 금형을 이용하여 상기 접합강판을 프레싱하는 단계를 포함하며, 상기 가변 하부 금형은 그 하부에 가동수단이 구비되어 상기 가변 하부 금형 상에 위치하는 강판이 상하로 이동가능하도록 하여, 상기 프레싱시 상기 접합강판이 상기 하부 금형에 접하도록 하는 다른 두께를 갖는 접합강판의 핫 프레스 포밍 방법을 제공한다.
Hereinafter, the hot press forming method of the present invention will be described. According to an embodiment of the present invention, there is provided a method of manufacturing a welded joint, comprising the steps of: preparing a welded steel sheet in which two or more steel plates having different thicknesses are welded to form a welded portion; Placing the bonded steel sheet on a lower mold comprising at least one fixed lower mold and at least one variable lower mold; And pressing the bonded steel plate using an upper metal mold positioned on the upper part of the bonded steel plate, wherein the variable lower metal mold is provided with movable means at a lower portion thereof, and the steel plate positioned on the variable lower metal mold moves up and down The present invention also provides a hot press forming method for a bonded steel sheet having different thicknesses such that the bonded steel sheet contacts the lower metal mold at the time of pressing.

우선, 앞서 설명된 바와 같이, 두께가 다른 두 개 이상의 강판을 용접하여 용접부가 형성된 접합강판을 준비한다. 본 발명에서는 당해 기술분야에서 통상적으로 사용되는 핫 프레스 포밍용 강판이라면 특별히 한정하지 않고 모두 사용가능하다. 또한, 상기 강판은 두께의 차이가 있는 것이라면 본 발명에 바람직하게 사용될 수 있다. 상기 강판은 강도 또는 경화능이 동일한 것을 사용할 수도 있으나, 한 부품 내에서 강도의 구배가 발생하도록 경화능이 상이한 강판을 이용할 수도 있다. 또한, 본 발명은 하나의 강판이 다른 하나의 강판에 비하여 경화능이 작거나 큰 경우를 모두 포함한다. 또한, 본 발명의 핫 프레스 포밍 방법에는 도금층을 갖는 강판에도 바람직하게 적용될 수 있다. 상기 도금층의 종류에 대해서는 특별히 한정하지 않으며, 예를 들면 알루미늄도금층, 용융아연도금층, 합금화 용융아연도금층 등이 있을 수 있다.
First, as described above, two or more steel plates having different thicknesses are welded to prepare a welded steel plate having welded portions. In the present invention, any hot-press forming steel sheet commonly used in the art can be used without any particular limitation. The steel sheet may be preferably used in the present invention as long as it has a difference in thickness. The steel sheet having the same strength or hardenability may be used, but a steel sheet having different hardenability such that a gradient of strength is generated in one part may be used. Further, the present invention encompasses both cases in which one steel sheet has a smaller or larger hardenability than the other steel sheet. Also, the hot press forming method of the present invention can be preferably applied to a steel sheet having a plated layer. The kind of the plating layer is not particularly limited, and for example, there may be an aluminum plating layer, a hot-dip galvanized layer, a galvannealed hot-dip galvanized layer, and the like.

상기와 같이 준비된 접합강판을, 하나 이상의 고정 하부 금형과 하나 이상의 가변 하부 금형을 포함하는 하부 금형 상에 위치시킨다. 이 때, 상기 접합강판은 열간 성형을 위하여, 가열된 상태인 것이 바람직하다.
The bonded steel sheet prepared as described above is placed on a lower mold including at least one fixed lower mold and at least one variable lower mold. At this time, it is preferable that the bonded steel sheet is in a heated state for hot forming.

이후, 접합강판 상부에 위치하는 상부 금형을 하부로 이동시켜 상기 상부 금형과 하부 금형의 압착을 통해 상기 접합강판을 프레싱한다. 이 때, 상기 가변 하부 금형은 그 상하 이동에 의해 그 위에 위치하는 강판 또한 상하 이동하게 되고, 결국에는 프레싱시 도 8에 나타난 바와 같이, 상기 접합강판이 하부 금형과 상부 금형 모두에 접합하게 된다. 이와 같이, 접합 강판의 전 영역이 금형과 접촉하도록 한 뒤, 프레싱하여 성형과 동시에 냉각이 이루어지도록 함으로써, 상기 접합 강판이 균일하게 냉각되도록 할 수 있다.
Thereafter, the upper metal mold positioned on the upper part of the bonded steel plate is moved downward, and the bonded steel plate is pressed through the upper metal mold and the lower metal mold. At this time, the steel sheet positioned above the variable lower metal mold also moves upward and downward by the upward and downward movement of the variable lower metal mold. Eventually, when the pressing is performed, the joined steel sheet is bonded to both the lower mold and the upper mold as shown in FIG. In this way, the whole area of the bonded steel sheet is brought into contact with the metal mold, followed by pressing so as to be cooled simultaneously with the forming, so that the bonded steel sheet can be uniformly cooled.

본 발명에서는 상기 접합강판의 위치 즉, 두께가 얇은 강판과 두꺼운 강판이 상기 하부 금형에 놓이는 위치에 대해서 특별히 한정하지 않는다. 이는 가동수단에 의해 가변 하부 금형이 고정 하부 금형보다 높거나 낮은 위치로 이동할 수 있기 때문이다. 다만, 상기 가동수단이 스프링과 같은 탄성체일 경우에는 상기 가변 하부 금형 상에 두께가 두꺼운 강판이 위치하는 것이 바람직하다.
In the present invention, the position of the joined steel sheet, that is, the position where the thin steel sheet and the thick steel sheet are placed on the lower mold is not particularly limited. This is because the movable lower mold can move to a position higher or lower than the fixed lower mold by the movable means. However, when the movable unit is an elastic body such as a spring, it is preferable that a thick steel plate is positioned on the variable lower mold.

상기와 같은 가동수단을 구비하는 가변 하부 금형에 의해, 프레스 포밍 공정마다 두께가 얇은 강판과 두꺼운 강판 사이에 두께 차이가 달라지더라도 이를 교정하기 위한 기타 공정 없이 균일한 냉각능을 확보하면서 프레싱을 행할 수 있다.
Even if the thickness difference between the thin steel plate and the thick steel plate is changed for each press forming step by the variable lower metal mold having the above-described movable means, pressing is performed while securing a uniform cooling ability without any other process for calibrating it .

도 9는 경화능이 상이한 두 강판을 용접한 접합강판을 본 발명의 핫 프레스 포밍 방법을 적용한 뒤의 인장강도×두께 값을 나타낸 결과이다. 좌측은 경화능이 작은 강판이며, 우측은 경화능이 큰 강판이고, 중심 부근은 용접부를 나타낸다. 도 9에 나타난 바와 같이, 본 발명의 핫 프레스 포밍 방법을 적용한 결과, 접합강판이 전체적으로 균일하게 냉각되어 용접부의 인장강도×두께 값이 두 강판의 사이값을 갖는 것을 알 수 있다. 이는, 기존의 핫 프레스 포밍 방법에 따른 용접부가 두 강판보다 낮은 인장강도×두께 값을 갖는 것과는 대비되는 결과이며, 본 발명에서는 상기와 같이, 용접부의 인장강도×두께 값이 경화능이 작은 강판보다 높은 값을 가져 외부 충격이 가해질 경우 파단이 모재에서 일어나도록 할 수 있다.
Fig. 9 shows results of tensile strength x thickness value after applying the hot press forming method of the present invention to a bonded steel sheet obtained by welding two steel sheets having different hardenability. The left side is a steel plate with a small hardenability, the right side is a steel plate with a high hardenability, and the vicinity of the center is a weld. As shown in FIG. 9, as a result of applying the hot press forming method of the present invention, it can be seen that the bonded steel sheet is uniformly cooled as a whole, and the tensile strength x thickness value of the welded portion has a value between the two steel sheets. This is in contrast to the fact that the welded portion according to the conventional hot press forming method has lower tensile strength x thickness than the two steel sheets. In the present invention, as described above, the tensile strength x thickness value of the welded portion is higher Value so that breakage can occur in the parent material when an external impact is applied.

1 : 두께가 얇은 강판
2 : 두께가 두꺼운 강판
3 : 용접부
4 : 접합강판
5 : 종래의 상부금형
6 : 종래의 하부금형
7 : 하부 금형
8 : 강판
9 : 상부 금형
10 : 고정 하부 금형
11 : 가변 하부 금형
12 : 가동수단1: Thin sheet steel
2: Thick thick steel plate
3:
4: Laminated steel plate
5: Conventional upper mold
6: Conventional lower mold
7: Lower mold
8: Steel plate
9: Upper mold
10: Fixed lower mold
11: Variable lower mold
12:

Claims (4)

경화능에 차이가 있고 두께가 다른 두 개 이상의 강판이 용접되어 용접부가 형성된 접합강판을 준비하는 단계;
상기 접합강판을, 하나 이상의 고정 하부 금형과 하나 이상의 가변 하부 금형을 포함하는 하부 금형 상에 위치시키는 단계; 및
상기 접합강판 상부에 위치하는 상부 금형을 이용하여 상기 접합강판을 핫 프레스 포밍하는 단계를 포함하며,
상기 가변 하부 금형은 그 하부에 가동수단이 구비되어 상기 가변 하부 금형 상에 위치하는 강판이 상하로 이동가능하도록 하여, 상기 핫 프레스 포밍의 성형 및 냉각 시 상기 접합강판이 상기 하부 금형에 접하도록 하고, 상기 핫 프레스 포밍된 용접부의 인장강도×두께의 값은 상기 용접부가 접합하고 있는 두 개의 강판의 중간 값을 갖는 다른 두께를 갖는 접합강판의 핫 프레스 포밍 방법.
Preparing a welded steel sheet having welded portions by welding two or more steel plates having different hardenability and different thicknesses;
Placing the bonded steel sheet on a lower mold comprising at least one fixed lower mold and at least one variable lower mold; And
And hot-press forming the joined steel sheet by using an upper metal mold positioned on the upper side of the joined steel sheet,
The variable lower metal mold is provided with movable means at a lower portion thereof so that the steel sheet positioned on the variable lower metal mold can move up and down so that the joined steel sheet contacts the lower metal mold during the molding and cooling of the hot press forming , And a value of a tensile strength x thickness of the hot press-formed welded portion has a different thickness having an intermediate value of the two steel plates to which the welded portion is bonded.
삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 강판은 도금층을 갖는, 다른 두께를 갖는 접합강판의 핫 프레스 포밍 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the steel sheet has a plated layer, the hot-press forming method of a bonded steel sheet having a different thickness.
청구항 1에 있어서,
상기 용접부는 경사를 가지며, 상기 하부 금형은 상기 용접부와의 접촉면이 경사를 갖는, 다른 두께를 갖는 접합강판의 핫 프레스 포밍 방법.The method according to claim 1,
Wherein the welded portion has an inclination and the contact surface of the lower mold with the welded portion has an inclination.
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