KR101611011B1 - 도어힌지 브라켓 제조방법 - Google Patents
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Abstract
C 0.23~0.33wt%, Si 0.15~0.35wt%, Mn 0.9~1.3wt%, P 0.03wt%이하, S 0.02wt%이하, Cr 0.5~0.7wt%, Ti 0.005~0.02wt%, V 0.05~0.1wt%, B 0.001~0.004wt% 및 잔부 Fe로 구성된 도어힌지 브라켓 제조방법이 소개된다.
Description
본 발명은 강도와 인성이 우수한 재질을 사용하여 힌지 브라켓 강성을 향상시켜서 도어 힌지의 내구성 향상 및 경량화가 가능하게 하였으며, 소재 제작 공정을 최소화하여 제조원가를 절감할 수 있는 도어힌지 브라켓 제조방법에 관한 것이다.
최근 편의사양 등의 추가로 인해 차량 중량이 증가함에 따라 샤시부품이 받는 하중은 더욱 증가할 수밖에 없는 실정이다. 역설적으로 전 세계는 지구온난화 방지를 위해 온실가스 배출량을 감축하기 위해 자동차의 연비 향상을 요구하고 있으며, 이에 자동차 부품의 경량화 필요성이 크게 부각되고 있는 추세이다.
도어 힌지는 차체측 브라켓과 도어측 브라켓을 고정핀으로 결합하여 도어의 회전이 가능하게 하는 부품으로 중대형 차종의 경우 도어 무게의 증가로 인해 고강도 소재 및 강성확보가 필요하다. 따라서 본 발명에서는 강도와 인성이 우수한 재질을 사용하여 힌지 브라켓 강성을 향상시켜서 도어 힌지의 내구성 향상 및 경량화가 가능하게 하였으며, 소재 제작 공정을 최소화하여 제조원가를 절감하고자 하였다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
본 발명은 강도와 인성이 우수한 재질을 사용하여 힌지 브라켓 강성을 향상시켜서 도어 힌지의 내구성 향상 및 경량화가 가능하게 하였으며, 소재 제작 공정을 최소화하여 제조원가를 절감할 수 있는 도어힌지 브라켓 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 도어힌지 브라켓은 C 0.23~0.33wt%, Si 0.15~0.35wt%, Mn 0.9~1.3wt%, P 0.03wt%이하, S 0.02wt%이하, Cr 0.5~0.7wt%, Ti 0.005~0.02wt%, V 0.05~0.1wt%, B 0.001~0.004wt% 및 잔부 Fe로 구성된다.
상기 도어힌지 브라켓을 제조하는 방법으로서, 상기 조성의 원소재를 가열하는 가열단계; 가열된 원소재를 압연하는 압연단계; 압연 후 1.0~2.5℃/min의 속도로 냉각하는 제어냉각단계; 및 냉각된 소재를 절단하는 절단단계;를 포함한다.
압연단계는 복수회 수행할 수 있다.
압연단계는 복수회 수행하되, 매 단계시마다 두께변화율이 50%를 넘지 않도록 할 수 있다.
압연단계는 복수회 수행하되, 매 단계시마다 각도변화가 30°를 넘지 않도록 할 수 있다.
압연단계는 하나의 원소재에서 좌우 대칭으로 한 쌍의 도어힌지 브라켓이 제조되도록 압연할 수 있다.
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 도어힌지 브라켓 및 그 제조방법에 따르면, 강도와 인성이 우수한 재질을 사용하여 힌지 브라켓 강성을 향상시켜서 도어 힌지의 내구성 향상 및 경량화가 가능하게 하였으며, 소재 제작 공정을 최소화하여 제조원가를 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 도어힌지 브라켓 제조방법.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 한쌍의 도어힌지 브라켓.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 한쌍의 도어힌지 브라켓.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 살펴본다.
본 발명에 따른 도어힌지 브라켓은 C 0.23~0.33wt%, Si 0.15~0.35wt%, Mn 0.9~1.3wt%, P 0.03wt%이하, S 0.02wt%이하, Cr 0.5~0.7wt%, Ti 0.005~0.02wt%, V 0.05~0.1wt%, B 0.001~0.004wt% 및 잔부 Fe로 구성된다.
본 발명과 종래의 종래재 및 비교재의 각 성분을 기재하면 아래와 같다.
상기 본 발명의 조성의 경우 범위에 대한 설명은 아래와 같다.
C : 강도 향상, 증가할수록 강도 상승시키나 충격치는 저하되므로 0.33wt% 이하로 설정이 바람직하다.
Mn, Cr : 강도 향상, 함량이 증가할수록 강도 상승하나 과다시 인성 및 피삭성 감소하므로 최적량 설정이 바람직하다.
Ti : 고온 결정립 미세화 영향 탁월함, 강도 및 인성 향상되나, 조대 석출물 생성시 내구성 저하되므로 0.02wt% 이하로 설정함이 바람직하다.
V : 결정립 미세화 영향 우수함, 강도 및 인성 향상되는 효과가 있으나, 고가의 합금원소로서 0.05wt% 미만에서는 효과가 미비하고, 소재비 상승을 막기 위해 0.1wt%이하 설정이 바람직하다.
B : 소입성 향상, 0.004wt% 초과 시 편석에 의한 내구성 저하되는바, 그 이하로 제한함이 바람직하다.
상기 도어힌지 브라켓을 제조하는 방법은, 상기 조성의 원소재를 가열하는 가열단계; 가열된 원소재를 압연하는 압연단계; 압연 후 1.0~2.5℃/min의 속도로 냉각하는 제어냉각단계; 및 냉각된 소재를 절단하는 절단단계;를 포함한다. 도 1에는 이러한 과정이 도시되어 있다.
즉, 빌렛 형상의 원소재를 1차,2차,3차 열간압연하고 제어냉각을 수행한다. 그 후 소재를 제품으로 절단하고 후가공을 수행한다.
여기서, 압연단계는 복수회 수행할 수 있다. 그리고 압연단계는 복수회 수행하되, 매 단계시마다 두께변화율이 50%를 넘지 않도록 할 수 있다. 또한, 압연단계는 복수회 수행하되, 매 단계시마다 각도변화가 30°를 넘지 않도록 할 수 있다.
한편, 압연단계는 도 2와 같이 하나의 원소재에서 좌우 대칭으로 한 쌍의 도어힌지 브라켓이 제조되도록 압연할 수 있다.
구체적인 제조공정은 아래의 표와 같다.
기존재+열간단조의 경우, 요구물성의 확보를 위해 열처리가 필요하였고, 이에 따라 낮은 생산성 및 큰 공차에 의한 가공량이 많아 생산원가가 높은 문제가 있었다.
개발재+열간제어압연의 경우 압연 시 두께 변화율 50%, 앵글변화 30도 미만으로 관리하고 대칭형상으로 압연하여 직진도 보정 및 유지가 가능하며 제어냉각시 1.0도/분 미만으로 느리게 냉각되면 요구강도(700MPa)을 미달하게 되고, 2.5도/분 초과로 빠르게 냉각되면 요구 충격치(60J)를 미달하게 된다.
따라서, 냉각속도 제어에 의한 열변형 최소화가 가능하고, 개발재 진행시 요구물성 만족이 가능해진다.
비교로서, 일반 열간압연의 경우 공냉으로 인해 계절별 냉각속도 차이 및 빠른 생산속도로 압연 형상 관리에 불리하고 치수 산포가 커서 불량률이 높다.
본 발명에 대한 시험결과는 아래와 같다.
상기와 같이, 종래재의 경우 종래예1, 종래예2와 같이 인장강도와 분리강도가 모두 불만족스럽다.
본 발명의 경우 실시예1, 실시예2와 같이 모두 인장강도와 분리강도가 만족되나, 제조원가 상 단조보다는 열간압연이 유리하다.
한편, 비교재의 경우 비교예에서 구현되었는데, 실시예에 비해 물성이 떨어진다.
그리고 그 외의 범위에서 다양한 테스트 1~4를 수행하였는데, 이들 모두 물성이 부족한 문제가 있었다.
본 발명의 물성을 정리하면 아래와 같다.
상기 표와 같이, 본 발명은 종래의 기술대비 인장강도 30% 향상으로 15% 중량절감 효과가 발생한다. 그리고 기존 대비 생산성 향상으로 8% 원가절감 효과가 있다.
또한, 단품요구특성인 분리강도가 기존 대비 16% 향상되었다.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
Claims (6)
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- 도어힌지 브라켓을 제조하는 방법으로서,
C 0.23~0.33wt%, Si 0.15~0.35wt%, Mn 0.9~1.3wt%, P 0.03wt%이하, S 0.02wt%이하, Cr 0.5~0.7wt%, Ti 0.005~0.02wt%, V 0.05~0.1wt%, B 0.001~0.004wt% 및 잔부 Fe인 조성의 원소재를 가열하는 가열단계;
가열된 원소재를 압연하는 압연단계;
압연 후 1.0~2.5℃/min의 속도로 냉각하는 제어냉각단계; 및
냉각된 소재를 절단하는 절단단계;를 포함하며,
압연단계는 하나의 원소재에서 좌우 대칭으로 한 쌍의 도어힌지 브라켓이 성형되도록 복수회 수행하되, 매 단계시마다 두께변화율이 50%를 넘지 않도록 하며, 좌우 대칭된 한쌍의 도어힌지 브라켓이 이루는 사잇각의 각도변화가 30°를 넘지 않도록 하는 도어힌지 브라켓 제조방법.
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