KR101482395B1

KR101482395B1 - Hot-press forming apparatus of coated steel and hot-press forming process using the same

Info

Publication number: KR101482395B1
Application number: KR20130043485A
Authority: KR
Inventors: 김홍기; 최종원; 오경석; 김동진
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2013-04-19
Filing date: 2013-04-19
Publication date: 2015-01-13
Also published as: US20160082496A1; WO2014171610A1; JP2016518256A; EP2987568B1; CN105307793A; JP6106804B2; KR20140125562A; EP2987568A1; EP2987568A4

Abstract

본 발명은 도금 강재의 열간 프레스 성형 장치 및 이를 이용한 열간 프레스 성형 방법에 관한 것으로서, 성형품의 미세 크랙 발생을 저감하고, 균일한 물성을 확보할 수 있는 열간 프레스 성형 장치 및 이를 이용한 열간 프레스 성형 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a hot press forming apparatus for a plated steel material and a hot press forming method using the hot press forming apparatus, and more particularly, to a hot press forming apparatus capable of reducing micro cracks in a molded product and ensuring uniform physical properties and a hot press forming method using the same .

Description

BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hot press forming apparatus for a plated steel material and a molding method using the hot press forming apparatus.

본 발명은 열간 프레스 성형 장치 및 이를 이용한 열간 프레스 성형 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 도금 강재의 열간 프레스 성형 장치와 방법에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hot press forming apparatus and a hot press forming method using the hot press forming apparatus and, more particularly, to an apparatus and method for hot press forming a plated steel.

최근, 각 자동차 제조사들은 자동차에 부품을 적용함에 있어서, 환경 친화적인 연비절감 및 경량화를 위한 사회적 요구에 대응하기 위하여, 고강도 소재의 이용을 늘려가고 있다. 그러나, 고강도 소재의 성형은 스프링백 및 치수동결성 등의 문제점을 안고 있으며, 이러한 성형의 난해성으로 인하여 그 사용이 제한적일 수 밖에 없다.
Recently, automobile manufacturers are increasing the use of high-strength materials in order to meet the social demands for environmentally friendly fuel economy and light weight in applying parts to automobiles. However, the molding of a high strength material has problems such as spring back and dimensionality, and its use is limited due to the difficulty of such molding.

이러한 성형상 문제점은 소재를 성형성이 좋은 고온에서 성형하고, 성형과 동시에 금형 내에서 급냉하여 고강도 부품을 제조하는 방식으로 해결할 수 있다. 이러한 방식을 열간 프레스 성형(Hot Press Forming, HPF)이라고 한다. 이와 같은 공정에 의하면 1500MPa 이상의 강도를 갖는 부품을 제조할 수 있다.
Such a molding problem can be solved by a method in which a material is molded at a high temperature with good moldability, and at the same time, the material is rapidly cooled in a mold to produce a high-strength part. This method is called Hot Press Forming (HPF). According to such a process, a component having a strength of 1500 MPa or more can be produced.

상기 열간 프레스 성형은 통상 900℃ 이상으로 블랭크를 가열한 상태에서 프레스 가공을 거치게 되는데, 상기 가열시 강 소재의 블랭크 표면이 산화되어 스케일이 생성되게 된다. 따라서, 제품 성형 후, 스케일을 제거하기 위한 쇼트 블라스트와 같은 별도의 공정이 필요하게 되며, 제품의 내식성 또한 도금재에 비하여 열위하게 된다.
In the hot press forming, the blank is subjected to a pressing process in a state where the blank is heated to 900 ° C or higher. During the heating, the blank surface of the steel material is oxidized to generate scale. Therefore, after the product is formed, a separate step such as shot blast is required to remove the scale, and the corrosion resistance of the product is also lower than that of the plating material.

이러한 문제를 해결하기 위해서, 특허문헌 1에서와 같이 강판 표면에 Al계 도금을 실시하여 가열로에서 도금층이 유지되면서 강판 표면의 산화반응을 억제하여 Al의 부동태 피막 형성을 이용하여 내식성을 증대시키는 방안이 개발되었다.
In order to solve such a problem, as shown in Patent Document 1, the Al-based plating is applied to the surface of the steel sheet to suppress the oxidation reaction on the surface of the steel sheet while the plating layer is retained in the heating furnace to improve the corrosion resistance using the formation of the passive film of Al Was developed.

그러나, 상기 Al 도금을 이용한 경우, 고온에서의 내열성은 우수하지만 희생 양극 방식의 Zn 도금에 비하여 내식성이 열위하며, 제조 단가가 증가하게 되는 단점이 있다. 이에 따라, Zn 도금을 실시한 Zn 도금재를 이용하는 방안에 대해 관심이 높아지고 있는 실정이다.
However, in the case of using the above-mentioned Al plating, the heat resistance at high temperature is excellent, but the corrosion resistance is lower than that of the Zn plating of the sacrificial anode type, and the manufacturing cost is increased. As a result, there is a growing interest in a method of using a Zn-plated Zn-plated material.

그러나, Zn 도금재를 고온으로 가열한 후 성형하는 경우에 성형된 부품의 벽면에 약 10~30㎛ 정도의 미세한 크랙이 발생되어, 이로 인해 벤딩성이 저하되는 등 제품 성능을 저하는 문제가 있어, 그 적용이 제한적인 상황이다.
However, when the Zn plating material is heated after being heated to a high temperature, fine cracks of about 10 to 30 占 퐉 are generated on the wall surface of the molded part, thereby lowering the bending property. , And its application is limited.

특허문헌 1: 미국등록특허 US6,296,805호Patent Document 1: United States Patent No. 6,296,805

본 발명의 일측면은 도금 강재, 특히 Zn계 도금강재를 이용하여 열간 프레스 성형하는 경우에, 마이크로 크랙의 발생을 저감할 수 있고, 성형품의 균일한 물리적 특성을 확보할 수 있는 도금 강재의 열간 프레스 성형 장치와 이를 이용한 열간 프레스 성형 방법을 제공하고자 하는 것이다.
An aspect of the present invention is to provide a hot press of a plated steel material capable of reducing the occurrence of micro cracks and securing uniform physical properties of a molded product when hot pressing is performed using a plated steel material, And a hot press forming method using the same.

본 발명의 일태양은 상부 금형 및 하부 금형을 포함하는 열간 프레스 성형장치에 있어서,One aspect of the present invention is a hot press forming apparatus including an upper mold and a lower mold,

상기 상부 금형 및 하부 금형은 블랭크의 일부를 구속하고, 상기 블랭크의 구속되지 않은 부분을 성형하여 가공부를 형성하는 캠을 포함하는 도금 강재의 열간 프레스 장치를 제공한다.
The upper and lower molds provide a hot press apparatus of a plated steel material that includes a cam that restrains a portion of the blank and forms an unrestrained portion of the blank to form a processed portion.

본 발명의 또다른 일태양은 블랭크를 가열하는 단계;Another aspect of the present invention provides a method of manufacturing a blanket comprising heating a blank;

상기 가열된 블랭크를 열간 프레스 성형장치에서 성형하는 단계; 및Molding the heated blank in a hot press forming apparatus; And

상기 성형된 블랭크를 냉각하는 단계를 포함하고,And cooling the formed blank,

상기 성형은 열간 프레스 성형장치의 상부 금형 및 하부 금형에 의해 상기 블랭크의 일부가 구속되고, 상기 블랭크의 구속되지 않은 부분은 캠에 의해 성형되어 가공부를 형성하는 도금 강재의 열간 프레스 성형 방법을 제공한다..
The forming is a hot press forming method of a plated steel material in which a part of the blank is confined by an upper mold and a lower mold of a hot press forming apparatus and an unrestrained portion of the blank is formed by a cam to form a processed portion ..

본 발명에 의하면, 도금 강재 특히, Zn계 도금 강재를 열간 프레스 성형하는 경우, 성형된 부품에서 미세한 크랙의 발생을 저감하여 성형품의 벤딩성 등 가공성을 향상시킬 수 있다. 또한, 제조된 성형품의 품질을 향상시킬 수 있으며, 특히 가공부에 균일한 물리적 특성을 확보할 수 있는 장점이 있다.
According to the present invention, when hot-pressing a plated steel material, particularly a Zn-based plated steel material, the occurrence of fine cracks in a molded part is reduced, and the workability such as bending property of the molded article can be improved. Further, the quality of the produced molded article can be improved, and particularly, it is possible to secure uniform physical properties in the processed portion.

도 1은 통상의 열간 프레스 성형 장치와 방법의 모식도임.
도 2는 통상의 열간 프레스 성형 방법에 의해 제조된 성형품의 가공부를 관찰한 것임.
도 3은 통상의 열간 프레스 성형 방법에 의해 제조된 성형품의 소성 변형률을 관찰한 모식도임.
도 4는 본 발명의 일예에 따른 열간 프레스 성형 장치 및 방법을 나타낸 모식도임.
도 5는 본 발명의 일예에 따라 제조된 성형품의 소성 변형률을 관찰한 모식도임.
도 6은 본 발명의 또다른 일예에 따른 열간 프레스 성형 장치 및 방법을 나타낸 모식도임.
도 7은 (a)는 통상의 방벙에 따라 제조된 성형품의 소성 변형률을, (b)는 본 발명의 또다른 일예에 따라 제조된 성형품의 소성 변형률을 관찰한 모식도임.
도 8(a)는 통상의 방법에 의해 제조된 성형품의 가공부를 관찰한 사진이고, 도 8(b)는 본 발명의 또다른 일예에 따라 제조된 성형품의 가공부를 관찰한 사진임.1 is a schematic view of a conventional hot press forming apparatus and method.
Fig. 2 is a view of a processed part of a molded article produced by a conventional hot press forming method.
Fig. 3 is a schematic view showing the plastic strain of a molded article produced by a conventional hot press forming method. Fig.
4 is a schematic view showing an apparatus and a method for hot press forming according to an embodiment of the present invention.
Fig. 5 is a schematic view showing the plastic strain of a molded article manufactured according to an embodiment of the present invention. Fig.
6 is a schematic view showing a hot press forming apparatus and a method according to another embodiment of the present invention.
Fig. 7 (a) is a graph showing the plastic strain of a molded article produced according to a conventional method, and Fig. 7 (b) is a schematic diagram showing the plastic strain of a molded article produced according to another embodiment of the present invention.
Fig. 8 (a) is a photograph of a processed part of a molded article produced by a conventional method, and Fig. 8 (b) is a photograph of a processed part of a molded article produced according to another embodiment of the present invention.

본 발명의 발명자들은 도금 강재, 특히 Zn계 도금 강재를 이용하여 열간 프레스 성형하는 경우, 성형된 부품(성형품)에서 미세한 크랙(미소크랙 또는 마이크로 크랙 이라고 함)이 발생하는 문제, 성형품의 가공부에서 균일한 냉각이 이루어지지 않아 성형품의 균일한 물성이 나오지 않는 문제를 발견하고 이를 해결하기 위한 연구를 진행하였습니다. The inventors of the present invention have found that there is a problem that a fine crack (micro crack or micro crack) is generated in a molded part (molded product) when a hot press forming is performed using a plated steel material, particularly a Zn based plated steel material, We have found out that the homogeneous cooling is not achieved and the homogeneous physical properties of the molded products do not come out.

이하에서는 도면을 참고하여, 본 발명에 대해 상세히 설명하나, 상기 도면은 본 발명의 이해를 위한 것일 뿐, 도면에 의해 본 발명의 기술사상이 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings, but the drawings are only for the understanding of the present invention, and the technical idea of the present invention is not limited by the drawings.

도 1은 통상적인 열간 프레스 성형에 대한 모식도이다. 도 1에 나타난 바와 같이, 열간 프레스 성형은 가열된 블랭크를 상부 금형(상형이라 칭하기도 함)과 하부 금형(하형이라 칭하기도 함) 사이에 위치시킨 후, 상기 상부 금형과 하부 금형으로 블랭크에 프레싱하여 성형품을 제조한다. 1 is a schematic view of a conventional hot press forming. As shown in FIG. 1, the hot press forming is performed by placing the heated blank between an upper mold (also referred to as an upper mold) and a lower mold (also referred to as a lower mold) and then pressing the upper mold and the lower mold into a blank Thereby producing a molded article.

도금 강재를 상기 도 1과 같은 통상의 열간 프레스 성형 방법에 의해 성형한 경우, 가공부의 표면부를 관찰하여, 이를 도 2에 나타내었다. 도 2에 나타난 바와 같이, 통상의 방법에 의해 도금 강재를 열간 프레스 성형하는 경우, 성형품의 가공부 표면에 미세한 크랙이 형성되는 것을 확인할 수 있었다.
When the plated steel material is formed by the ordinary hot press forming method as shown in Fig. 1, the surface portion of the processed portion is observed and is shown in Fig. As shown in Fig. 2, it was confirmed that fine cracks were formed on the surface of the processed portion of the molded product when the plated steel material was hot-pressed by a conventional method.

이에 대한 원인을 분석하기 위해서, 도 2와 같은 성형품의 소성 변형률을 분석하여 이를 도 3에 나타내었다. 도 3에 나타난 바와 같이, 통상의 열간 프레스 성형 장치를 이용하여 성형하는 경우에, 성형품의 가공부에서 과도한 소성 변형을 받게 되고, 이렇게 과도한 소형 변형을 받게 되는 부분에서 미세한 크랙이 발생하는 것을 알게 되었다.In order to analyze the cause, the plastic strain of the molded article as shown in FIG. 2 was analyzed and shown in FIG. As shown in Fig. 3, when molding is performed using a conventional hot press forming apparatus, excessive plastic deformation is caused in the processed portion of the molded product, and it is found that fine cracks are generated in the portion subjected to the excessively small deformation .

즉, 미세한 크랙이 가공부의 벽부에서도 변형량 집중부인 벽부 하단부에 발생함을 알게 되었다. 이러한 변형량을 줄이기 위해서는 부품의 형상 변경을 통해서도 가능하나 설계 변경의 제약으로 적용이 쉽지 않다. 따라서 변형량을 줄이게 되면 미세한 크랙이 감소함을 생각할 수 있으며 이를 위한 방법으로 캠을 적용하는 방법을 발명하게 되었다. In other words, it has been found that a fine crack is generated at the lower end of the wall portion, which is the deformation concentrated portion, also in the wall portion of the processed portion. In order to reduce the amount of deformation, it is possible to change the shape of the part but it is not easy to apply due to restriction of the design change. Therefore, it can be considered that when the deformation amount is reduced, the minute cracks are reduced.

또한, 상기 가공부는 상부 금형과 하부 금형에 의한 가공되면서, 그 두께가 얇아지게 되고, 이는 블랭크 소재와 금형사이에 미세한 틈이 형성되게 된다. 그 결과, 성형 후 금형냉각과정에서 균일한 냉각이 이루어지지 않아, 가공부의 물성이 저하되는 문제가 발생하는 것을 인지하게 되었다.
Further, as the processing part is processed by the upper mold and the lower mold, its thickness becomes thinner, and a minute gap is formed between the blank material and the mold. As a result, it has been found that the uniform cooling is not performed during the mold cooling process after molding, and the physical properties of the processed portion are lowered.

이에 본 발명자들은 상기와 같은 미세한 크랙이 발생하지 않고, 성형품의 균일한 물성을 확보할 수 있는 열간 프레스 성형 장치와 이를 이용한 열간 프레스 성형 방법을 발명하게 되었다.
Therefore, the present inventors have invented a hot press forming apparatus capable of securing uniform physical properties of a molded article without generating such fine cracks, and a hot press forming method using the same.

먼저, 본 발명의 열간 프레스 성형 장치에 대해 상세히 설명한다. First, the hot press forming apparatus of the present invention will be described in detail.

본 발명의 열간 프레스 성형 장치는 블랭크의 일부를 구속하는 상부 금형 및 하부 금형을 포함하고, 상기 블랭크의 구속되지 않은 부분을 성형하여 가공부를 형성하는 캠을 포함한다.
The hot press forming apparatus of the present invention includes an upper mold and a lower mold for restricting a part of a blank, and a cam for forming an unconstrained portion of the blank to form a processed portion.

상기 캠은 상부 금형 및 하부 금형과 다른 운동 방향을 통해, 가공부를 형성한다.
The cam forms a machined portion through a different direction of motion from the upper mold and the lower mold.

도 4는 본 발명의 열간 프레스 성형 장치의 일예를 나타낸 모식도이다. 도 4에 나타난 바와 같이 본 발명의 열간 프레스 성형 장치는 상부 금형과 하부 금형을 포함하고, 상부 금형과 하부 금형 사이에 캠을 더 포함한다. 도 1과 같은 통상적인 열간 프레스 성형 장치는 상기 캠을 포함하지 않으며, 프레스시에 상부 금형과 하부 금형이 블랭크를 전체를 구속하면서 성형이 이루어지게 된다. 4 is a schematic view showing an example of the hot press forming apparatus of the present invention. As shown in FIG. 4, the hot press forming apparatus of the present invention includes an upper mold and a lower mold, and further includes a cam between the upper mold and the lower mold. The conventional hot press forming apparatus as shown in Fig. 1 does not include the cam, and the upper mold and the lower mold are formed while restraining the entire blank at the time of pressing.

그러나, 본 발명에서의 열간 프레스 성형 장치는 프레스 성형시에 상부 금형과 하부 금형이 블랭크의 일부를 구속하게 되고, 구속되지 않은 부분은 캠에 의해 성형이 완료되면서 가공부를 형성하게 된다. 도 4의 열간 프레스 성형 장치는 수직 방향으로 운동하는 상부 금형 및 하부 금형과 별개로, 캠은 수평방향으로 운동하면서, 가공부를 형성한다.
However, in the hot press forming apparatus of the present invention, the upper mold and the lower mold confine a part of the blank at the time of press forming, and the unconstrained part forms the processed part while the molding is completed by the cam. In the hot press forming apparatus shown in Fig. 4, the cam moves in the horizontal direction separately from the upper mold and the lower mold which move in the vertical direction, and forms the processed portion.

상기 캠은 가공부를 형성하면서, 가공부에서 받게 되는 소성 변형량을 분산시키는 역할을 하게 된다. 즉, 도 4에 나타난 바와 같이, 상부 금형과 하부 금형에 의해 본 발명의 열간 프레스 성형 장치는 성형시, 상부 금형과 하부 금형이 블랭크의 일부를 구속하면서 성형되고, 구속되지 않은 부분에 대해서는 캠의 이동에 의해 성형이 완료된다. The cam serves to disperse the amount of plastic deformation received in the machining portion while forming the machining portion. That is, as shown in FIG. 4, in the hot press forming apparatus of the present invention, the upper mold and the lower mold are molded while restraining a part of the blank, The molding is completed by the movement.

도 4의 열간 프레스 성형 장치는 상부 금형 및 하부 금형과 구별되는 별도의 캠이 형성되어 있는 구조이다.
The hot press forming apparatus shown in FIG. 4 has a structure in which a separate cam is formed to separate the upper mold and the lower mold.

도 5는 상기 도 4의 열간 프레스 성형 장치로 성형한 성형품에 대한 성형 해석에 의한 소성 변형률을 측정한 결과이다. 이 결과를 도 3과 비교할 때, 본 발명의 열간 프레스 성형 장치에 의해 성형된 성형품에 비해, 가공부에 받은 소성 변형량이 현저히 감소한 것을 알 수 있다. 이를 통해, 본 발명의 열간 프레스 성형 장치에 의해 제조된 부품에서는 미세한 크랙의 발생이 저감될 수 있는 효과가 있다.
Fig. 5 shows the result of measuring the plastic strain of the molded article molded by the hot press forming apparatus shown in Fig. 4 by the molding analysis. Comparing this result with FIG. 3, it can be seen that the amount of plastic deformation received by the machined portion is significantly reduced as compared with the molded article formed by the hot press forming apparatus of the present invention. This makes it possible to reduce the occurrence of fine cracks in the component manufactured by the hot press forming apparatus of the present invention.

본 발명 열간 프레스 성형 장치의 또다른 일예를 도 6에 나타내었다. 도 6에서의 캠은 상부 금형 또는 하부 금형에서 분리되는 형태의 구조를 나타낸다. Another example of the hot press forming apparatus of the present invention is shown in Fig. The cam in Fig. 6 shows a structure in which it is separated from the upper mold or the lower mold.

상기 도 6의 열간 프레스 성형 장치는 상부 금형과 하부 금형은 블랭크를 구속하나, 이는 블랭크를 고정하는 역할을 수행하고, 실질적으로 모든 성형은 캠에 의해서 이루어지게 된다. 즉, 상기 상부 금형과 하부 금형이 블랭크를 고정하게 되고, 캠이 일정한 각도를 가지면서, 이동하여 블랭크의 성형을 완성하게 된다.
In the hot press forming apparatus of FIG. 6, the upper mold and the lower mold constrain the blank, which serves to fix the blank, and substantially all of the molding is performed by the cam. That is, the upper mold and the lower mold fix the blank, and the cam moves with a certain angle to complete the blank.

한편, 상기 도 6의 열간 프레스 성형 장치에 의해 제조된 성형품의 성형 해석에 의한 소성 변형률을 측정하여, 이를 도 7의 (b)에 나타내었다. 한편, 도 7의 (a)는 통상의 방법으로 제조한 성형품에 관한 것이다. 도 7의 (a)와 (b)를 비교하면, 통상의 방법으로 제조된 성형품(도 7(a))에 비해, 본 발명의 일예로 제조된 성형품(도 7(b))는 소성변형량이 현저히 줄여든 것을 확인할 수 있다.
On the other hand, the plastic strain by the molding analysis of the molded article produced by the hot press forming apparatus shown in Fig. 6 was measured and is shown in Fig. 7 (b). On the other hand, Fig. 7 (a) relates to a molded article produced by a conventional method. 7A and 7B, the molded product manufactured in the example of the present invention (Fig. 7 (b)) has a plastic deformation amount smaller than that of the molded product manufactured by a conventional method It can be confirmed that it is remarkably reduced.

또한, 상기 도 6에 의해 성형된 성형품의 성형부의 표면을 관찰하여 그 결과를 도 8(a)에 나타내었고, 통상의 열간 프레스 성형 장치에 의해 형성된 성형품의 가공부 표면으로 도 8(b)에 나타내었다. 도 8(a)를 보게 되면, 본 발명의 열간 프레스 성형 장치에 의해 성형된 성형품의 표면은 소지까지 큰 크랙이 발달하지 않는 것을 확인할 수 있으나, 도 8(b)에서는 소지에 깊은 크랙을 형성하는 것을 알 수 있다.
The surface of the molded part of the molded article molded by the above-described Fig. 6 is observed, and the result is shown in Fig. 8 (a). The surface of the processed part of the molded article formed by the ordinary hot press- Respectively. 8 (a), it can be confirmed that the surface of the molded article formed by the hot press forming apparatus according to the present invention does not develop a large crack to the substrate. In FIG. 8 (b), however, .

한편, 본 발명에서는 도금강재의 열간 프레스 성형 방법을 제공한다. 이하에서는 열간 프레스 성형 방법에 대해 상세히 설명한다.
On the other hand, the present invention provides a hot press forming method of a plated steel material. Hereinafter, the hot press forming method will be described in detail.

본 발명의 열간 프레스 성형 방법은 블랭크를 준비한 후, 상기 블랭크를 가열하여 열간 프레스 성형 장치에서 성형한다. In the hot press forming method of the present invention, after the blank is prepared, the blank is heated and molded in a hot press forming apparatus.

상기 도 4 및 도 6을 참고하여 성형 과정을 설명하면, 열간 프레스 성형 장치의 상부 금형과 하부 금형이 상기 블랭크의 일부를 구속하며, 열간 프레스 성형 장치의 캠이 상기 블랭크의 구속되지 않은 부분을 성형하여 가공부를 형성함으로써 이루어진다.
4 and 6, the upper mold and the lower mold of the hot press forming apparatus constrain a part of the blank, and the cam of the hot press forming apparatus forms the unconstrained portion of the blank Thereby forming a processed portion.

상기 도 4는 상부 금형과 하부 금형에 의해 블랭크의 일부가 구속되는 동시에 일부에 대한 성형이 이루어지고, 구속되지 않은 부분에 대해 캠이 이동하면서, 최종적으로 성형부를 형성하게 된다. 이와 달리, 도 6은 상부 금형이 하부 금형을 구속하나, 상기 상부 금형과 하부 금형에 의해서는 성형이 이루어지지 않고, 캠이 이동하면서 가공부를 형성하면서 성형부를 형성한다.
4, the upper mold and the lower mold restrains a part of the blank, and a part of the blank is formed, and the cam is moved with respect to the unconstrained part, thereby finally forming the molded part. 6, the upper mold restrains the lower mold, but the molding is not performed by the upper mold and the lower mold, but the forming part is formed while the processed part is formed while the cam moves.

도 1과 같이 통상적인 열간 프레스 성형 방법의 경우에는 블랭크의 가공부에서 마찰 접촉이 일어나게 되고, 이 부분에 계속적인 소성 변형량이 가해지게 된다. 따라서, 가공부에서 높은 소성 변형이 이루어지게 되고, 결국은 미세한 크랙이 발생하게 되는 문제가 있으며, 그 결과로 성형품의 벤딩성과 가공성이 열위하게 된다. 또한, 상기 가공부에만 계속적인 변형이 가해지게 되면 그 부위가 얇아지는 문제가 있다. 이는 이후 금형 냉각을 진행할 때, 상기 가공부가 금형과 균일한 접촉이 이루어지는 것을 방해하여, 균일한 냉각을 통한 물성확보를 방해하게 된다.
As shown in Fig. 1, in the case of the conventional hot press forming method, frictional contact occurs in the machined portion of the blank, and the plastic deformation amount is continuously applied to this portion. Therefore, there is a problem that a high plastic deformation is caused in the machining portion, resulting in a fine crack, and as a result, the bending and workability of the molded product are poor. Further, if a continuous deformation is applied only to the machining portion, there is a problem that the portion becomes thin. This hinders uniform contact of the machining portion with the metal mold when the metal mold is subsequently cooled, thereby hindering the physical properties through uniform cooling.

그러나, 상기 도 4 및 도 6과 같은 본 발명의 열간 프레스 성형에 의하면, 가공부에 계속적인 소성 변형량이 부여되는 것을 방지하여, 가공부에서 미세한 크랙이 발생하는 것을 방지할 수 있고, 마찬가지로 가공부의 두께가 통상의 방법에 비해 얇아지는 것을 방지할 수 있다. 또한, 캠 동작에 의한 가압을 통해 가공부가 금형과의 접촉이 향상되고 , 결국 금형 냉각에 의해 가공부의 물성이 균일하게 확보할 수 있는 기술적 장점이 있다.
However, according to the hot press forming method of the present invention as shown in Figs. 4 and 6, it is possible to prevent the continuous plastic deformation amount from being given to the machined portion, to prevent the occurrence of fine cracks in the machined portion, It is possible to prevent the thickness from becoming thinner than the conventional method. In addition, there is a technical advantage that contact between the machined portion and the mold is improved by pressing by the cam action, and consequently , the physical properties of the machined portion can be uniformly secured by cooling the mold.

한편, 상기 블랭크를 가열하는 과정은 블랭크 전체를 모두 동일한 온도 가열할 수도 있으며, 성형품에 대해 다른 강도(multi-strength)를 확보할 목적으로 블랭크의 일부는 고온으로 가열하고, 다른 부분은 보다 낮은 온도로 가열하는 방법을 채택할 수 있다. On the other hand, in the process of heating the blank, all of the blanks may be heated at the same temperature, and a part of the blank is heated to a high temperature in order to secure a multi-strength to the molded product, A method of heating to a predetermined temperature can be adopted.

구체적으로 설명하면, 상기 가열은 블랭크 전체를 A3 이상의 온도로 가열하는 경우 또는 상기 블랭크의 일부는 A3 이상의 온도로 가열하고, 다른 부분은 A1 이하의 온도로 가열하는 경우가 있다. More specifically, the heating may be performed when the whole blank is heated to a temperature of A3 or higher, or a part of the blank is heated to a temperature of A3 or higher and the other part is heated to a temperature of A1 or lower.

전자의 경우에는 열간 프레스 성형 후 성형품 전체에 높은 강도를 확보할 수 있으며, 후자의 경우에는 성형품에서 고온으로 가열된 부분은 높은 강도를 확보하는 한편, 저온으로 가열된 부분에서는 보다 낮은 강도를 확보하여, 하나의 성형품에서 다른 강도를 갖도록 할 수 있다.In the case of the former, a high strength can be ensured throughout the entire molded product after the hot press molding. In the latter case, the portion heated at a high temperature in the molded product secures a high strength, while securing a lower strength in a portion heated at a low temperature , It is possible to have different strengths in one molded article.

한편, 상기 가열 방식은 그 종류를 특별히 한정하는 것은 아니며, 본 발명의 기술분야에서 강재를 가열할 수 있는 방식이면 어느 것이든 적용이 가능하다. 일예로는 가열로 내에서의 분위기 가열이 적용될 수 있고, 유도 가열 방식도 사용될 수 있다.
On the other hand, the type of the heating method is not particularly limited, and any method that can heat a steel material in the technical field of the present invention is applicable. For example, an atmosphere heating in a heating furnace can be applied, and an induction heating method can also be used.

한편, 성형이 완료된 후 냉각한다. 상기 냉각은 열간 프레스 성형 장치에 의한 금형 냉각에 의해 행해지는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 한편, 상기 냉각 조건은 통상의 열간 프레스 성형 방법에 의한 냉각 방법이 사용될 수 있다. On the other hand, cooling is performed after the molding is completed. The cooling is preferably performed by cooling the mold by a hot press forming apparatus, but is not limited thereto. On the other hand, as the cooling condition, a cooling method by a conventional hot press forming method can be used.

Claims

1. A hot press forming apparatus comprising an upper mold and a lower mold,
Wherein the upper and lower molds include a cam that restrains a portion of the blank and forms an unconstrained portion of the blank to form a processed portion,
Wherein the cam has a different direction of motion from the upper mold and the lower mold.

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The method according to claim 1,
And the cam is positioned between the upper mold and the lower mold.

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Heating the blank;
Molding the heated blank in a hot press forming apparatus; And
And cooling the formed blank,
Wherein the forming is performed by a part of the blank by the upper mold and the lower mold of the hot press forming apparatus, the unconstrained part of the blank being formed by the cam to form the processed part,
Wherein the cam is formed while moving in a direction of motion different from a movement direction of the upper mold and the lower mold.

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The method of claim 5,
Wherein the cam is positioned between the upper mold and the lower mold.

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The method of claim 5,
The heating may be done by heating the entire blank to a temperature above A3 or
Wherein a part of the blank is heated by A3 or more and the other part is heated by less than A1.