KR101950563B1 - 굽힘 부재의 제조 방법과 강재의 열간 굽힘 가공 장치 - Google Patents

굽힘 부재의 제조 방법과 강재의 열간 굽힘 가공 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101950563B1
KR101950563B1 KR1020167032528A KR20167032528A KR101950563B1 KR 101950563 B1 KR101950563 B1 KR 101950563B1 KR 1020167032528 A KR1020167032528 A KR 1020167032528A KR 20167032528 A KR20167032528 A KR 20167032528A KR 101950563 B1 KR101950563 B1 KR 101950563B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
heating
steel pipe
induction heating
end portion
steel material
Prior art date
Application number
KR1020167032528A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20160146903A (ko
Inventor
노부히로 오카다
히로아키 구보타
아츠시 도미자와
Original Assignee
신닛테츠스미킨 카부시키카이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤 filed Critical 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤
Publication of KR20160146903A publication Critical patent/KR20160146903A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101950563B1 publication Critical patent/KR101950563B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D7/00—Bending rods, profiles, or tubes
    • B21D7/12—Bending rods, profiles, or tubes with programme control
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D7/00—Bending rods, profiles, or tubes
    • B21D7/16—Auxiliary equipment, e.g. for heating or cooling of bends
    • B21D7/162—Heating equipment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D9/00—Bending tubes using mandrels or the like
    • B21D9/04—Bending tubes using mandrels or the like the mandrel being rigid
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D37/00—Tools as parts of machines covered by this subclass
    • B21D37/16—Heating or cooling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D7/00—Bending rods, profiles, or tubes
    • B21D7/08—Bending rods, profiles, or tubes by passing between rollers or through a curved die
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D7/00—Bending rods, profiles, or tubes
    • B21D7/16—Auxiliary equipment, e.g. for heating or cooling of bends

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Bending Of Plates, Rods, And Pipes (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)
  • Mounting, Exchange, And Manufacturing Of Dies (AREA)
  • General Induction Heating (AREA)

Abstract

본 발명의 굽힘 부재의 제조 방법은, 개구단부를 갖는 긴 강재의 길이 방향의 일단부를 척에 의해 파지하는 파지 공정과, 상기 파지 공정 후의 상기 강재를, 상기 일단부를 선두로 해서 상기 길이 방향을 따라서 이송하는 이송 공정과, 상기 강재의 상기 길이 방향의 일부분을 고주파 유도 가열해서 가열부를 형성하는 가열 공정과 ; 상기 척을 삼차원 방향으로 이동시킴으로써 상기 가열부에 굽힘 모멘트를 부여하는 굽힘 공정과, 상기 굽힘 공정 후의 상기 가열부에 냉각 매체를 분사해서 냉각하는 냉각 공정을 갖는다. 상기 가열 공정의 개시 시에, 상기 일단부에 상기 가열부를 형성할 때에 가하는 가열량을, 상기 강재의 이송 방향을 따라 본 경우에 상기 일단부의 상류측에 인접하는 상류측 인접 부위보다도 크게 함과 함께, 상기 척을 상기 냉각 매체에 의해 냉각한다.

Description

굽힘 부재의 제조 방법과 강재의 열간 굽힘 가공 장치{MANUFACTURING METHOD FOR BENT MEMBER AND HOT-BENDING PROCESSING APPARATUS FOR STEEL MATERIAL}
본 발명은, 굽힘 부재의 제조 방법과 강재의 열간 굽힘 가공 장치에 관한 것이다.
본 출원은, 2014년 5월 27일에 일본에 출원된 일본 특허 출원 제2014-109361호, 2014년 10월 10일에 일본에 출원된 일본 특허 출원 제2014-209052호 및 2014년 12월 4일에 일본에 출원된 일본 특허 출원 제2014-245639호에 기초해 우선권을 주장하고, 이들의 내용을 여기에 원용한다.
굴곡된 형상을 갖는 금속제의 강도 부재, 보강 부재 또는 구조 부재(이하, 굽힘 부재라 호칭함)가 자동차 및 각종 기계 등에 사용된다. 고강도, 경량이면서 또한 소형인 것이 굽힘 부재에는 요구된다. 종래, 굽힘 부재의 제조에는, 예를 들어 프레스 가공품의 용접, 두꺼운 판의 펀칭 및 단조 등의 방법이 사용되어 왔다. 그러나 굽힘 부재의 새로운 고강도화, 경량화 및 소형화가 요구되고 있다.
비특허문헌 1에는, 강관의 내측에 수압을 가함으로써 강관을 가공하는 튜브 하이드로 포밍법에 의한 굽힘 부재의 제조 방법이 개시되어 있다. 튜브 하이드로 포밍법에 의하면, 제조되는 굽힘 부재의 판 두께의 박육화, 형상 동결성의 향상 및 굽힘 부재의 제조에 관한 경제성의 향상이 가능하다. 그러나 튜브 하이드로 포밍법에 사용할 수 있는 재료가 한정되어 있는 것 및 튜브 하이드로 포밍법을 사용한 굽힘 가공에서는 형상 자유도가 부족한 것 등의 과제가 있다.
본 발명자들은, 상술한 사정을 근거로 하여, 굽힘 부재의 제조 방법 및 강재의 열간 굽힘 가공 장치를 개발하였다(특허문헌 1 참조). 도 12는, 특허문헌 1에 개시되어 있는 강재의 열간 굽힘 가공 장치(0)의 개략을 도시하는 설명도이다.
도 12에 도시한 바와 같이, 강재의 열간 굽힘 가공 장치(0)는 지지 장치(2)에 의해 길이 방향으로 이동 가능하게 지지된 강관(1)을 상류측에서 하류측을 향해, 예를 들어 볼 나사를 사용한 이송 장치(3)에 의해 이송하면서, 지지 장치(2)의 하류에서 굽힘 가공을 행함으로써 굽힘 부재(8)를 제조한다.
즉, 지지 장치(2)의 하류에서 유도 가열 장치(5)에 의해 강관(1)의 일부를 ?칭(담금질) 가능한 온도 영역으로 급속하게 가열함으로써, 강관(1)의 길이 방향 일부에 가열부(1a)를 형성한다. 가열 후, 유도 가열 장치(5)의 하류에 배치되는 냉각 장치(6)에 의해 강관(1)을 급속하게 냉각한다. 가열 및 냉각 사이에, 강관(1)을 길이 방향으로 이송하면서, 강관(1)의 단부를 삼차원 방향으로 이동시킴으로써 가열부(1a)에 굽힘 모멘트를 부여한다.
강관(1)의 가열 온도 및 냉각 속도를 제어함으로써, 강관(1)을 ?칭할 수 있다. 이로 인해, 강재의 열간 굽힘 가공 장치(0)를 사용해서 굽힘 부재(8)를 제조하는 방법에 의하면, 굽힘 부재(8)의 고강도화, 경량화 및 소형화가 가능하다. 본 명세서에서는, 강재의 열간 굽힘 가공 장치(0)를 사용한 굽힘 부재(8)의 제조 방법을, 3DQ("3 Dimensional Hot Bending and Quench"의 약칭)라고 호칭한다.
3DQ에 의해 굽힘 부재(8)를 제조할 경우에는, 강관(1)의 이송 방향의 선단부 및 후단부를 적절하게 파지할 필요가 있다. 본 발명자들은, 강관(1)을 파지하기 위한 척을 개발했다(특허문헌 2 참조).
도 13a는, 구동 기구(9)에 의해 지지된 짧은 척(10)에 의해 강관(1)을 내측에서 파지하는 경우를 설명하는 모식도이다. 또한, 도 13a에서는 냉각 장치(6)를 생략한다. 또한, 이후의 설명은, 강관(1)의 내부를 파지하는 척을 사용하는 경우를 예로 들어 설명하지만, 강관(1)을 외측에서 파지하는 척에 있어서도 마찬가지이다.
척(10)은 대경부(10a)와 소경부(10b)를 갖는 단차 형상의 통형상체로 이루어진다. 본 명세서에서는, 소경부(10b)를 갈고리(10b)라고도 표기한다.
대경부(10a)는 강관(1)의 외경과 같은 외경을 갖는다. 한편, 소경부(10b)는 축 방향으로 소정의 길이를 갖고 있으며, 강관(1)의 선단부(1b) 또는 후단부(1d)의 내부에 끼워 넣기 된다. 소경부(10b)는 직경 확장 및 직경 축소 가능하게 구성된다. 소경부(10b)가 직경 확장됨으로써, 소경부(10b)의 외면이 강관(1)의 선단부(1b) 또는 후단부(1d)의 내면에 맞닿고, 이에 의해, 강관(1)의 선단부(1b) 또는 후단부(1d)를 파지한다.
도 13b는, 구동 기구(9)에 의해 지지된 긴 척(11)에 의해 강관(1)의 선단부(1b) 또는 후단부(1d)를 내측에서 파지하는 경우를 설명하는 모식도이다. 척(11)은 대직경의 본체부(11a)와 소직경의 끼워 넣기부(11b)를 갖는 단차 형상의 통형상체로 이루어진다. 강관(1)에 대하여 굽힘 가공을 행하는 방법은, 짧은 척(10)을 사용한 경우와 긴 척(11)을 사용한 경우가 마찬가지이다.
또한, 강관(1)의 선단부(1b)를 파지하는 경우와 후단부(1d)를 파지하는 경우, 척(10 및 11)에 의한 파지의 방법은 마찬가지이다.
국제 공개 제2006-093006호 팸플릿 국제 공개 제2010-134495호 팸플릿
자동차 기술 Vol.57, No.6, 2003 23 내지 28 페이지
본 발명자들이, 척(10 또는 11)을 사용한 3DQ에 의한 굽힘 부재(8)의 생산성 및 경제성의 향상을 위하여 가일층 검토를 거듭한 결과, 이하의 과제를 알아내었다. 또한, 이후의 설명에서는 짧은 척(10)을 사용해서 굽힘 부재를 제조하는 경우를 예로 들어 설명하지만, 긴 척(11)을 사용해서 굽힘 부재를 제조하는 경우라도 마찬가지이다.
척(10)에 의해 강관(1)의 선단부(1b)를 파지한 상태에서, 강관(1)의 선단부(1b) 근방에 굽힘 가공을 행하는 경우에는, 유도 가열 장치(5)에 의해 강관(1)을 가열할 때에 강관(1)의 선단부(1b)를 파지하는 척(10)의 소경부(10b)가 예를 들어 500℃ 넘게 가열되는 것을 방지할 필요가 있다. 이것은, 강관(1)의 선단부(1b)를 파지하는 척(10)의 소경부(10b)가 500℃ 넘게 가열됨으로써, 강관(1)의 선단부(1b)를 파지하는 척(10)의 소경부(10b)가 피로 파괴되는 경우가 있기 때문이다.
강관(1)의 선단부(1b)를 파지하는 척(10)의 소경부(10b)가 500℃ 넘게 가열되는 것을 방지하기 위해서는, 강관(1)의 선단부(1b)로부터 이격된 부위에서 유도 가열 장치(5)에 의한 유도 가열을 개시하는 방법이 생각된다. 그러나 강관(1)의 선단부(1b)로부터 이격된 부위에서 유도 가열 장치(5)에 의한 유도 가열을 개시한 경우에는, 선단부(1b)의 근방이 ?칭 가능한 온도 이상으로 가열되지 않으므로, 선단부(1b) 근방에 ?칭이 행하여지지 않는 부위(이하, 미?칭부라 호칭함)가 많이 발생한다.
미?칭부는 강도가 낮기 때문에, 강도가 필요해지는 부품에서는 불필요한 부위가 되어, 절단되는 경우가 있다. 미?칭부를 절단할 경우에는, 절단 공정이 증가하기 때문에, 굽힘 부재의 생산성이 저하된다. 또한, 제조된 굽힘 부재에 대하여 불필요 부위의 절단을 행함으로써, 재료인 강관 중 제품화되지 않는 부위가 발생해 버리므로, 경제성이 저하된다.
따라서, 강관(1)의 선단부(1b)를 파지하는 척(10)의 소경부(10b)가 500℃ 넘게 가열되는 것을 방지하기 위해, 강관(1)의 선단부(1b)로부터 이격된 부위에서 유도 가열 장치(5)에 의한 유도 가열을 개시하는 것은, 생산성 및 경제성의 관점에서 바람직하지 않다.
도 14a 내지 도 14d는, 종래의 방법을 사용하여, 척(10)에 의해 강관(1)의 선단부(1b)를 파지한 상태에서, 굽힘 부재의 제조를 개시하는 경우를 경시적으로 설명하는 모식도이다. 또한, 도 14a 내지 도 14d에서는, 지지 수단(2)은 1세트만 나타낸다.
도 14a는, 유도 가열 장치(5)에 의한 강관(1)의 유도 가열 및 이송 장치(3)에 의한 강관(1)의 이송이 개시되고 있지 않은 시각 t0에 있어서의 상태를 나타낸다.
시각 t0에서는, 강관(1)의 선단부(1b)는 유도 가열 장치(5)에 의해 가열될 수 있는 위치에 위치하고 있다. 시각 t0에서 t1로 진행되면, 이송 장치(3)에 의한 강관(1)의 이송, 유도 가열 장치(5)에 의한 강관(1)의 가열 및 냉각 장치(6)로부터 냉각 매체를 분사하는 것에 의한 강관(1)의 냉각을 개시한다(도 14b 참조).
이송 장치(3)에 의한 강관(1)의 이송, 유도 가열 장치(5)에 의한 강관(1)의 가열 및 냉각 장치(6)로부터 냉각 매체를 분사하는 것에 의한 강관(1)의 냉각을 계속한 상태에서, 강관(1)의 선단부(1b)와 가열부(1a)의 길이 방향 중심부와의 거리가 소정의 거리 L2에 달한 시각 t2에 있어서, 구동 기구(9)에 의해 척(10)을 삼차원 방향으로 이동시킴으로써, 가열부(1a)에 굽힘 모멘트를 부여한다(도 14c 참조).
가열부(1a)에의 굽힘 모멘트의 부여에 의해, 시각 t3에 강관(1)에 구부러짐부(1c)가 형성된다(도 14d 참조).
그러나 본 발명자들은, 도 14a 내지 도 14d에 나타내는 방법에 의해 강관(1)의 선단부(1b)에 굽힘 가공을 행하는 경우, 강관(1)의 선단부(1b)의 근방에 형성된 가열부(1a)가 원하는 온도로 가열되고 있지 않아, 굽힘 가공을 적절하게 행할 수 없는 것을 알아내었다.
강관(1)의 선단부(1b)의 근방에 형성된 가열부(1a)의 가열 온도가 900℃ 미만인 경우에는, 구동 기구(9)에 의해 굽힘 가공을 행했을 때에, 구동 기구(9)에 과잉 부하가 작용하여, 구동 기구(9)의 손상을 발생할 가능성이 있다.
굽힘 가공을 적절하게 행하기 위한 가열부(1a)의 온도로서는, 900 내지 1000℃를 예로 들 수 있다. 가열부(1a)의 온도가 900 내지 1000℃이면, 가열부(1a)에 대하여 굽힘 가공을 적절하게 행할 수 있음과 함께, 냉각 장치(6)로부터 냉각 매체를 분사함으로써 가열부(1a)가 냉각되고, 가열부(1a)에 대하여 ?칭을 행할 수 있다.
상술한 이유에서, 강관(1)의 선단부(1b)에 형성되는 미?칭부를 가능한 한 작게 함과 함께, 강관(1)의 선단부(1b)를 파지하는 척(10)의 소경부(10b)가 500℃ 넘게 가열되지 않는 굽힘 부재의 제조 방법이 요구되고 있다.
본 발명은 상기 과제를 해결하고, 이러한 목적을 달성하기 위해 이하의 수단을 채용한다.
(1) 본 발명의 일 형태에 관한 굽힘 부재의 제조 방법은, 개구단부를 갖는 긴 강재의 길이 방향의 일단부를 척에 의해 파지하는 파지 공정과, 상기 파지 공정 후의 상기 강재를, 상기 일단부를 선두로 해서 상기 길이 방향을 따라서 이송하는 이송 공정과, 상기 강재의 상기 길이 방향의 일부분을 고주파 유도 가열해서 가열부를 형성하는 가열 공정과, 상기 척을 삼차원 방향으로 이동시킴으로써 상기 가열부에 굽힘 모멘트를 부여하는 굽힘 공정과, 상기 굽힘 공정 후의 상기 가열부에 냉각 매체를 분사해서 냉각하는 냉각 공정을 갖는다. 상기 가열 공정의 개시 시에, 상기 일단부에 상기 가열부를 형성할 때에 가하는 가열량을, 상기 강재의 이송 방향을 따라 본 경우에 상기 일단부의 상류측에 인접하는 상류측 인접 부위보다도 크게 함과 함께, 상기 척을 상기 냉각 매체에 의해 냉각한다.
(2) 상기 (1)에 기재된 굽힘 부재의 제조 방법에 있어서, 상기 가열 공정의 상기 개시 시에, 상기 이송 공정에서의 상기 강재의 상기 길이 방향으로의 이송 속도와, 상기 가열 공정에서 상기 일부분에 부여하는 가열량 중 적어도 한쪽을 변경함으로써, 상기 일단부에 상기 가열부를 형성할 때에 더하는 상기 가열량을, 상기 상류측 인접 부위보다도 크게 하는 구성을 채용해도 된다.
(3) 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 굽힘 부재의 제조 방법에 있어서, 상기 가열 공정의 상기 개시 시로부터 소정 시간 후에 상기 이송 공정을 개시함으로써, 상기 일단부에 상기 가열부를 형성할 때에 더하는 상기 가열량을, 상기 상류측 인접 부위보다도 크게 하는 구성을 채용해도 된다.
(4) 상기 (1) 내지 (3) 중 어느 일 형태에 기재된 굽힘 부재의 제조 방법에 있어서, 상기 강재의 상기 길이 방향에 있어서의 복수 개소에서 온도를 측정하는 온도 측정 공정을 더 갖고, 상기 이송 공정에 있어서, 상기 온도 측정 공정에서 얻어진 온도 측정 결과에 기초하여, 상기 강재의 상기 길이 방향으로의 이송 속도를 결정하는 구성을 채용해도 된다.
(5) 상기 (1) 내지 (4) 중 어느 일 형태에 기재된 굽힘 부재의 제조 방법에 있어서, 상기 강재에 있어서의 상기 길이 방향의 타단부에 상기 가열부를 형성할 때에 가하는 가열량을, 상기 강재의 상기 이송 방향을 따라 본 경우에 상기 타단부의 하류측에 인접하는 하류측 인접 부위보다도 크게 하는 구성을 채용해도 된다.
(6) 상기 (5)에 기재된 굽힘 부재의 제조 방법에 있어서, 상기 가열 공정의 상기 고주파 유도 가열을 정지하기 전에, 상기 이송 공정에서의 상기 강재의 상기 길이 방향으로의 이송 속도와 상기 가열 공정에서의 가열량 중 적어도 한쪽을 변경함으로써, 상기 타단부에 상기 가열부를 형성할 때에 더하는 상기 가열량을, 상기 하류측 인접 부위보다도 크게 하는 구성을 채용해도 된다.
(7) 상기 (6)에 기재된 굽힘 부재의 제조 방법에 있어서, 상기 가열 공정의 상기 고주파 유도 가열을 정지하기 전에, 상기 이송 공정에서의 상기 강재의 이송을 정지함으로써, 상기 타단부에 상기 가열부를 형성할 때에 더하는 상기 가열량을, 상기 하류측 인접 부위보다도 크게 하는 구성을 채용해도 된다.
(8) 상기 (1) 내지 (7) 중 어느 일 형태에 기재된 굽힘 부재의 제조 방법에 있어서, 상기 척 갈고리의 가열 온도가 500℃ 이하가 되는 제1 조건과, 상기 굽힘 공정에서 상기 굽힘 모멘트를 부여할 때의 상기 가열부의 가열 온도가 Ac3점 초과가 되는 제2 조건과, 상기 강재의 최고 도달 온도가 상기 강재의 입자 조대화가 진행되는 온도 이하 또는 인성이 저하되는 온도 이하가 되는 제3 조건 모두를 만족하도록, 상기 가열 공정에서의 가열량을 제어하는 구성을 채용해도 된다.
(9) 상기 (1) 내지 (8) 중 어느 일 형태에 기재된 굽힘 부재의 제조 방법에 있어서, 상기 가열 공정이, 상기 강재의 상기 일단부 및 타단부 사이의 위치에 제1 가열부를 형성하는 제1 가열 공정과, 상기 강재 상의 상기 제1 가열부보다도 상류측의 위치에 제2 가열부를 형성하는 제2 가열 공정과, 상기 제1 가열 공정과 상기 제2 가열 공정 사이에, 상기 고주파 유도 가열을 정지함으로써, 상기 제1 가열부와 상기 제2 가열부 사이의 위치에 미?칭부를 형성하는 가열 정지 공정을 갖고, 상기 제2 가열 공정의 개시 시에, 상기 제1 가열부에 부여하는 가열량보다도 큰 가열량을 상기 제2 가열부에 부여하는 구성을 채용해도 된다.
(10) 상기 (9)에 기재된 굽힘 부재의 제조 방법에 있어서, 상기 길이 방향을 따라서 본 경우에, 상기 미?칭부의 폭 치수를, 상기 고주파 유도 가열에 의한 가열 폭의 0.15배 이상 1.40배 이하로 하는 구성을 채용해도 된다.
(11) 본 발명의 일 형태에 관한 강재의 열간 굽힘 가공 장치는, 개구단부를 갖는 긴 강재의 길이 방향 일단부를 파지하는 척과, 상기 척을 3차원 방향으로 이동시키는 구동 기구와, 상기 강재를, 상기 일단부를 선두로 해서 상기 길이 방향을 따라서 이송하는 이송 기구와, 상기 강재의 상기 길이 방향의 일부분을 고주파 유도 가열해서 가열부를 형성하는 유도 가열 기구와, 상기 가열부에 냉각 매체를 분사해서 냉각하는 냉각 기구와, 상기 척, 상기 구동 기구, 상기 이송 기구, 상기 유도 가열 기구 및 상기 냉각 기구를 제어하는 제어부를 구비한다. 상기 제어부가, 상기 유도 가열 기구에 의해 상기 일단부에 상기 가열부를 형성할 때의 가열량을, 상기 강재의 이송 방향을 따라 본 경우에 상기 일단부의 상류측에 인접하는 상류측 인접 부위보다도 크게 함과 함께, 상기 냉각 기구에 의해 상기 척을 상기 냉각 매체에 의해 냉각하도록 제어한다.
(12) 상기 (11)에 기재된 강재의 열간 굽힘 가공 장치에 있어서, 상기 제어부가, 상기 유도 가열 기구에 의해 상기 강재에 있어서의 상기 길이 방향의 타단부에 상기 가열부를 형성할 때에 가하는 가열량을, 상기 이송 방향을 따라 본 경우에 상기 타단부의 하류측에 인접하는 하류측 인접 부위보다도 크게 하도록 제어하는 구성을 채용해도 된다.
(13) 상기 (11) 또는 (12)에 기재된 강재의 열간 굽힘 가공 장치에 있어서, 상기 제어부가, 상기 유도 가열 기구에 의해 상기 강재의 상기 일단부 및 타단부 사이의 위치에 제1 가열부가 형성되고, 상기 강재 상의 상기 제1 가열부보다도 상류측의 위치에 제2 가열부가 형성되고, 상기 제1 가열부와 상기 제2 가열부 사이의 위치에 미?칭부가 형성되도록 제어하는 구성을 채용해도 된다.
(14) 상기 (11) 내지 (13) 중 어느 일 형태에 기재된 강재의 열간 굽힘 가공 장치에 있어서, 상기 일단부의 온도를 측정하는 제1 온도 측정 기구와, 상기 가열부의 온도를 측정하는 제2 온도 측정 기구와, 상기 일단부의 외형 변형량을 측정하는 형상 측정 기구 중 적어도 1개를 더 구비하고, 상기 일단부의 상기 온도와 상기 가열부의 상기 온도와 상기 일단부의 상기 외경 변형량 중 적어도 1개가 미리 정한 범위 내가 되도록, 상기 제어부가 상기 이송 기구 및 상기 유도 가열 기구 중 적어도 한쪽을 제어하는 구성을 채용해도 된다.
상기 각 형태에 의하면, 강재의 선단부를 파지하는 척의 피로 파괴를 방지할 수 있음과 함께 생산성 및 경제성이 우수한 굽힘 부재의 제조 방법 및 강재의 열간 굽힘 가공 장치를 제공할 수 있다.
도 1a는, 본 발명에 의해 강관의 선단부 근방에 굽힘 가공을 행하는 경우의 강관 및 강관의 열간 굽힘 가공 장치의 상태를 도시하는 모식도이다.
도 1b는, 본 발명에 의해 강관의 선단부 근방에 굽힘 가공을 행하는 경우의 강관 및 강관의 열간 굽힘 가공 장치의 상태를 도시하는 모식도이다.
도 1c는, 본 발명에 의해 강관의 선단부 근방에 굽힘 가공을 행하는 경우의 강관 및 강관의 열간 굽힘 가공 장치의 상태를 도시하는 모식도이다.
도 1d는, 본 발명에 의해 강관의 선단부 근방에 굽힘 가공을 행하는 경우의 강관 및 강관의 열간 굽힘 가공 장치의 상태를 도시하는 모식도이다.
도 1e는, 본 발명에 의해 강관의 선단부 근방에 굽힘 가공을 행하는 경우의 강관 및 강관의 열간 굽힘 가공 장치의 상태를 도시하는 모식도이다.
도 2의 (a)는 유도 가열 장치에 의해 강관에 부여되는 가열량을 강관 상의 위치에 대하여 나타낸 그래프이다. 도 2의 (b)는 유도 가열 장치가 A점에 위치하고 있을 때의 강관 표면의 온도를 강관 상의 위치에 대하여 나타낸 그래프이다. 도 2의 (c)는 최고 도달 온도를 강관 상의 위치에 대하여 나타낸 그래프이다. 도 2의 (d)는, 경도를 강관 상의 위치에 대하여 나타낸 그래프이다.
도 3의 (a)는 형태예 1-1의 유도 가열 장치에 공급되는 고주파 전력량을 시간에 대하여 나타낸 그래프이다. 도 3의 (b)는 형태예 1-1에 있어서의 강관의 이송 속도를 시간에 대하여 나타낸 그래프이다.
도 4a는, 형태예 1-1에 있어서의 강관, 유도 가열 장치 및 냉각 장치의 위치 관계를 도시하는 모식도이다.
도 4b는, 형태예 1-1에 있어서 강관에 부여되는 가열량을 강관 상의 위치에 대하여 나타낸 그래프이다.
도 5의 (a)는 형태예 1-2의 유도 가열 장치에 공급되는 고주파 전력량을 시간에 대하여 나타낸 그래프이다. 도 5의 (b)는 형태예 1-2에 있어서의 강관의 이송 속도를 시간에 대하여 나타낸 그래프이다.
도 6의 (a)는 형태예 1-3의 유도 가열 장치에 공급되는 고주파 전력량을 시간에 대하여 나타낸 그래프이다. 도 6의 (b)는 형태예 1-3에 있어서의 강관의 이송 속도를 시간에 대하여 나타낸 그래프이다.
도 7은, 본 발명에 관한 강재의 열간 굽힘 가공 장치의 구성예를 도시하는 설명도이다.
도 8의 (a)는 실시예 1에 있어서의 강관, 유도 가열 장치 및 냉각 장치의 위치 관계를 도시하는 모식도이다. 도 8의 (b)는 실시예 1에 있어서의 강관의 경도를 강관 상의 위치에 대하여 나타낸 그래프이다.
도 9의 (a)는 위치 A 및 B를 설명하기 위한 강관 측면도이다. 도 9의 (b)는 위치 A 및 B에 있어서의 최고 도달 온도를 강관 상의 위치에 대하여 나타낸 그래프이다. 도 9의 (c)는 위치 A 및 B에 있어서의 강관의 경도를 강관 상의 위치에 대하여 나타낸 그래프이다.
도 10의 (a)는 실시예 1-1의 유도 가열 장치에 공급되는 고주파 전력량을 시간에 대하여 나타낸 그래프이다. 도 10의 (b)는 실시예 1-1에 있어서의 강관의 이송 속도를 시간에 대하여 나타낸 그래프이다. 도 10의 (c)는 실시예 1-2의 유도 가열 장치에 공급되는 고주파 전력량을 시간에 대하여 나타낸 그래프이다. 도 10의 (d)는, 실시예 1-2에 있어서의 강관의 이송 속도를 시간에 대하여 나타낸 그래프이다. 도 10의 (e)는 실시예 1-3의 유도 가열 장치에 공급되는 고주파 전력량을 시간에 대하여 나타낸 그래프이다. 도 10의 (f)는 실시예 1-3에 있어서의 강관의 이송 속도를 시간에 대하여 나타낸 그래프이다.
도 11의 (a)는 비교예 1-1의 유도 가열 장치에 공급되는 고주파 전력량을 시간에 대하여 나타낸 그래프이다. 도 11의 (b)는 비교예 1-1에 있어서의 강관의 이송 속도를 시간에 대하여 나타낸 그래프이다.
도 12는, 특허문헌 1에 개시되어 있는 강재의 열간 굽힘 가공 장치를 도시하는 개략도이다.
도 13a는, 짧은 척에 의해 강관의 내부를 파지하는 경우의 개략도이다.
도 13b는, 긴 척에 의해 강관의 내부를 파지하는 경우의 개략도이다.
도 14a는, 종래 기술에 의해 강관의 선단부 근방에 굽힘 가공을 행하는 경우의 강재 및 강재의 열간 굽힘 가공 장치를 도시하는 모식도이다.
도 14b는, 종래 기술에 의해 강관의 선단부 근방에 굽힘 가공을 행하는 경우의 강재 및 강재의 열간 굽힘 가공 장치를 도시하는 모식도이다.
도 14c는, 종래 기술에 의해 강관의 선단부 근방에 굽힘 가공을 행하는 경우의 강재 및 강재의 열간 굽힘 가공 장치를 도시하는 모식도이다.
도 14d는, 종래 기술에 의해 강관의 선단부 근방에 굽힘 가공을 행하는 경우의 강재 및 강재의 열간 굽힘 가공 장치를 도시하는 모식도이다.
도 15는, 3DQ에 의해 강관의 후단부 근방에 대하여 굽힘 가공을 행할 때의, 강관 및 강관의 열간 굽힘 가공 장치를 도시하는 모식도이다.
도 16의 (a)는 강관의 후단부 근방에 있어서의 강관과 열간 굽힘 가공 장치와의 위치 관계를 도시하는 모식도이다. 도 16의 (b)는 강관의 후단부 근방에 있어서의 경도와 강관 상의 위치와의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 17의 (a)는 강관의 후단부 근방에 굽힘 가공을 행할 때, 도 9의 (a)에 나타낸 위치 A에 부여되는 가열량이 위치 B에 부여되는 가열량보다도 10% 많다고 상정했을 경우의 최고 도달 온도와 강관 상의 위치와의 관계를 나타낸 시뮬레이션 결과이다. 도 17의 (b)는 강관의 후단부 근방에 굽힘 가공을 행할 때, 도 9의 (a)에 나타낸 위치 A에 부여되는 가열량이 위치 B에 부여되는 가열량보다도 10% 많다고 상정했을 경우의 경도와 강관 상의 위치와의 관계를 나타낸 시뮬레이션 결과이다.
도 18의 (a) 내지 도 18의 (d)는, 종래 기술을 사용해서 강관의 후단부 근방에 굽힘 가공을 행한 경우의 최고 도달 온도 및 현 시각에 있어서의 온도 분포를 강관 상의 위치에 대하여 나타낸 그래프이다. 도 18의 (e)는, 도 18의 (a) 내지 도 18의 (d)에 나타내는 굽힘 가공을 행한 후에 있어서의 강관의 경도와 강관 상의 위치와의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 19의 (a) 내지 도 19의 (d)는, 본 발명을 사용해서 강관의 후단부에 대하여 굽힘 가공을 행한 경우의 최고 도달 온도 및 현 시각에 있어서의 온도 분포를 강관 상의 위치에 대하여 나타낸 그래프이다. 도 19의 (e)는, 도 19의 (a) 내지 도 19의 (d)에 나타내는 굽힘 가공을 행한 후에 있어서의 강관의 경도와 강관 상의 위치와의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 20의 (a)는 비교예 2-1의 유도 가열 장치에 공급되는 고주파 전력량을 시간에 대하여 나타낸 그래프이다. 도 20의 (b)는 비교예 2-1에 있어서의 강관의 이송 속도를 시간에 대하여 나타낸 그래프이다. 도 20의 (c)는 비교예 2-2의 유도 가열 장치에 공급되는 고주파 전력량을 시간에 대하여 나타낸 그래프이다. 도 20의 (d)는, 비교예 2-2에 있어서의 강관의 이송 속도를 시간에 대하여 나타낸 그래프이다. 도 20의 (e)는 비교예 2-3의 유도 가열 장치에 공급되는 고주파 전력량을 시간에 대하여 나타낸 그래프이다. 도 20의 (f)는 비교예 2-3에 있어서의 강관의 이송 속도를 시간에 대하여 나타낸 그래프이다.
도 21의 (a)는 비교예 2-1의 유도 가열 장치에 공급되는 고주파 전력량을 시간에 대하여 나타낸 그래프이다. 도 21의 (b)는 비교예 2-1에 있어서의 강관의 이송 속도를 시간에 대하여 나타낸 그래프이다.
도 22a는, 종래 기술을 사용해서 강관의 후단부 근방에 굽힘 가공을 행하는 상태를 도시하는 모식도이다.
도 22b는, 종래 기술을 사용해서 강관의 후단부 근방에 굽힘 가공을 행하는 상태를 도시하는 모식도이다.
도 22c는, 종래 기술을 사용해서 강관의 후단부 근방에 굽힘 가공을 행하는 상태를 도시하는 모식도이다.
도 22d는, 종래 기술을 사용해서 강관의 후단부 근방에 굽힘 가공을 행하는 상태를 도시하는 모식도이다.
도 23의 (a) 내지 도 23의 (e)는 본 발명을 사용해서 강관의 선단부 및 후단부 이외의 부위에 대하여 굽힘 가공을 행한 경우의 최고 도달 온도 및 현 시각에 있어서의 온도 분포를 강관 상의 위치에 대하여 나타낸 그래프이다.
도 24는, 비교예 3-1 내지 3-4에 있어서의 강관의 경도와 강관 상의 위치와의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 25는, 미?칭부와 모재 경도부를 설명하기 위한 개념도이다.
도 26의 (a)는 실시예 3-1의 유도 가열 장치에 공급되는 고주파 전력량을 시간에 대하여 나타낸 그래프이다. 도 26의 (b)는 실시예 3-1에 있어서의 강관의 이송 위치를 시간에 대하여 나타낸 그래프이다.
도 27의 (a)는 실시예 3-2의 유도 가열 장치에 공급되는 고주파 전력량을 시간에 대하여 나타낸 그래프이다. 도 27의 (b)는 실시예 3-2에 있어서의 강관의 이송 위치를 시간에 대하여 나타낸 그래프이다.
도 28의 (a)는 실시예 3-3의 유도 가열 장치에 공급되는 고주파 전력량을 시간에 대하여 나타낸 그래프이다. 도 28의 (b)는 실시예 3-3에 있어서의 강관의 이송 위치를 시간에 대하여 나타낸 그래프이다.
도 29의 (a) 내지 도 29의 (e)는, 종래 기술을 사용해서 강관의 선단부 및 후단부 이외의 부위에 대하여 굽힘 가공을 행한 경우의 최고 도달 온도 및 현 시각에 있어서의 온도 분포를 강관 상의 위치에 대하여 나타낸 그래프이다.
[굽힘 부재의 제조 방법]
이하, 본 발명을 실시하기 위한 형태를, 첨부 도면을 참조하면서 설명한다. 이후의 설명에서는, 단면 형상이 원형인 강관에 대하여 굽힘 가공을 행하는 경우를 예로 들어 설명하지만, 개구단부를 갖는 긴 강관이면, 단면 형상이 직사각형인 강관에 대해서도 본 발명을 적용할 수 있다. 또한, 동일한 부재에는 동일한 부호를 부여함으로써, 중복되는 설명을 적절히 생략한다.
[제1 실시 형태]
제1 실시 형태에 관한 굽힘 부재의 제조 방법은, 강관의 선단부에 굽힘 가공을 행할 때에, 강관의 선단부에 형성되는 미?칭부를 가능한 한 작게 함과 함께, 강관의 선단부를 파지하는 척의 소경부가 500℃ 넘게 가열되지 않도록 함으로써, 굽힘 부재 제조의 생산성 및 경제성을 향상시킴과 함께, 강관의 선단부를 파지하는 척의 소경부의 피로 파괴를 방지하는 것이다.
도 1a 내지 도 1e는, 본 발명에 의해 강관(1)의 선단부(1b) 근방에 굽힘 가공을 행하는 경우의 강관(1) 및 강관의 열간 굽힘 가공 장치(0)의 상태를 도시하는 모식도이다. 도 1a 내지 도 1e는, 각각 시각 t0, t1, t2, t3, t4에 있어서의 강관(1) 및 강관의 열간 굽힘 가공 장치(0)의 상태를 나타내고 있다. 또한, 시각 t1은 시각 t0에서 Δt초 경과한 시각이다.
도 1a에 도시한 바와 같이, 시각 t0에 있어서, 강관(1)은 선단부(1b)를 기점으로 해서 길이 방향(도 1a의 우측 방향)을 따라 유도 가열될 수 있도록, 유도 가열 장치(5)에 의해 가열될 수 있는 위치에 배치된다.
이어서, 이송 장치(3)에 의한 선단부(1b)를 선두로 하는 강관(1)의 길이 방향으로의 이송 및 유도 가열 장치(5)에 의한 강관(1)의 유도 가열(고주파 유도 가열)을 개시한다. 강관(1)의 이송 방향에 관해서 유도 가열 장치(5)의 하류에 유도 가열 장치(5)로부터 이격해서 배치된 냉각 장치(6)로부터 냉각 매체(냉각수)를 분사하여, 유도 가열 장치(5)에 의해 가열된 강관(1)을 냉각한다.
유도 가열 장치(5)에 의해 가열됨으로써, 강관(1)에는 가열부(1a)가 형성된다. 강관(1)에 형성되는 가열부(1a)의 위치는, 도 1b 내지 도 1e에 도시된 바와 같이, 유도 가열 장치(5)의 위치를 기준으로 하면 대부분 이동하지 않는다. 한편, 선단부(1b)를 기준으로 한 경우에는, 가열부(1a)의 위치는, 강관(1)이 이송되는 방향과 반대 방향으로 이동한다. 즉, 강관(1)이 길이 방향으로 이송됨에 따라, 가열부(1a)와 선단부(1b)의 거리는 커진다.
이어서, 강관(1)의 선단부(1b)를 파지하는 척(10)을 구동 기구(9)에 의해 삼차원 방향으로 이동함으로써, 강관(1)의 가열부(1a)에 굽힘 모멘트를 부여한다. 이에 의해, 강관(1)에 대하여 굽힘 가공을 행한다.
또한, 구동 기구(9)로서는 로봇 아암 등을 사용할 수 있다.
본 실시 형태에서는, 선단부(1b)에 가열부(1a)를 형성할 때에 부여하는 가열량을, 선단부(1b)의 상류측에 인접하는 부위(이하, 상류측 인접 부위라 호칭함)에 가열부(1a)를 형성할 때에 부여하는 가열량보다도 크게 한다.
선단부(1b)에 가열부(1a)를 형성할 때에 부여하는 가열량을, 선단부(1b)의 상류측 인접 부위에 가열부(1a)를 형성할 때에 부여하는 가열량보다도 크게 하는 방법으로서는, 강관(1)을 길이 방향으로 이송할 때의 이송 속도와 유도 가열 장치(5)로부터 가열부(1a)에 부여되는 가열량 중 적어도 한쪽을 변화시키는 방법 및 유도 가열 장치(5)로 고주파 전력을 공급하기 시작한 후 소정의 시간 경과 후에 강관(1)의 이송을 개시하는 방법을 들 수 있다.
또한, 유도 가열 장치(5)에 공급하는 고주파 전력량을 변화시킴으로써, 강관(1)에 가열부(1a)를 형성할 때에 부여하는 가열량을 변화시킬 수 있다.
[형태예 1-1]
형태예 1-1에서는, 유도 가열 장치(5)로 고주파 전력을 공급하기 시작한 후 소정의 시간 경과 후에 강관(1)의 이송을 개시한다.
형태예 1-1에서는, 도 1a에 나타내는 시각 t0에서 도 1b에 나타내는 시각 t1 사이, 강관(1)의 이송을 정지한 상태에서, 유도 가열 장치(5)로 고주파 전력을 공급함으로써, 강관(1)에 대한 유도 가열을 행한다. 그 후, 시각 t0에서 Δt초 경과한 시각 t1에 있어서, 강관(1)의 길이 방향으로의 이송을 개시한다.
이어서, 도 1b의 상태로부터, 이송 장치(3)를 기동하고, 강관(1)의 길이 방향으로의 이송을 개시한다. 강관(1)의 길이 방향으로의 이송 속도로서는, 예를 들어 10 내지 200㎜/초를 들 수 있다.
도 1c에 나타내는 시각 t2에 있어서, 강관(1)의 선단부(1b)로부터 길이 방향으로 거리 L1의 위치에 가열부(1a)가 형성된다. 즉, 척(10)의 갈고리(10b)는 시각 t0에서 시각 t2까지 사이의 가열부(1a)와 접촉하고 있지만, 시각 t2보다 다음 시각에서는 가열부(1a)와 접촉하지 않는다. 그로 인해, 시각 t0에서 시각 t2까지 사이의 시간을 적절한 범위로 설정함으로써, 척(10)의 갈고리(10b)의 온도가 과잉으로 높아지는 것을 방지할 수 있다.
이어서, 도 1d에 나타내는 시각 t3에 있어서, 강관(1)의 선단부(1b)로부터 강관(1)의 길이 방향으로 거리 L2의 위치에, 가열부(1a)가 형성된다. 시각 t3에 있어서, 가열부(1a)는 Ac3점 초과의 소정 온도(예를 들어 800℃ 이상)로 가열되고 있다. 이에 의해, 강관(1)의 선단부(1b)로부터 길이 방향으로 거리 L2의 위치에 형성된 가열부(1a)는 구동 기구(9)에 의해 굽힘 가공을 행할 수 있는 경도로 변화되고 있음과 함께, 냉각 장치(6)로부터 냉각 매체를 분사함으로써 ?칭을 행할 수 있게 되어 있다.
도 1d에 나타내는 시각 t3에서 도 1e에 나타내는 시각 t4까지의 사이, 가열부(1a)에 굽힘 모멘트를 부여하고, 강관(1)에 대한 굽힘 가공을 행한다.
강관(1)에 대한 유도 가열을 개시하고 나서 강관(1)의 이송을 개시할 때까지의 시간 Δt는, 시뮬레이션 또는 예비 실험의 결과에 기초하여 설정할 수 있다. 예비 실험으로서는, 예를 들어 복수의 열전대를 강관(1)의 길이 방향의 복수 개소에 부착하고, 복수 개소의 온도를 측정할 수 있는 상태에서 굽힘 가공을 행하고, 온도 측정 결과를 얻는(온도 측정 공정) 방법을 들 수 있다. 또한, 예비 실험에 있어서의 온도 측정 결과로부터, 강관(1)의 이송 속도를 결정해도 된다.
강관(1)에 대한 유도 가열을 개시하고 나서 강관(1)의 이송을 개시할 때까지의 시간 Δt는, 2초 이하인 것이 바람직하다. 강관(1)에 대한 유도 가열을 개시하고 나서 강관(1)의 이송을 개시할 때까지의 시간 Δt가 2초 이하인 것에 의해, 강관(1)의 가열부(1a)가 강재의 입자 조대화가 진행되는 온도 또는 강재의 인성이 저하되는 온도(예를 들어 1100℃) 초과로 가열되는 것을 방지할 수 있다.
강관(1)에 대한 유도 가열을 개시하고 나서 강관(1)의 이송을 개시할 때까지의 시간 Δt는, 0.3초 이하인 것이 더욱 바람직한다. 강관(1)에 대한 유도 가열을 개시하고 나서 강관(1)의 이송을 개시할 때까지의 시간 Δt가 0.3초 이하인 것에 의해, 부재 단부의 용접이나 펀칭 가공에 필요한 미?칭부를 30㎜ 이하의 범위로 확보할 수 있다.
강관(1)에 대한 유도 가열을 개시하고 나서 강관(1)의 이송을 개시할 때까지의 시간 Δt는, 0.04초 이하인 것이 특히 바람직하다. 강관(1)에 대한 유도 가열을 개시하고 나서 강관(1)의 이송을 개시할 때까지의 시간 Δt가 0.04초 이하인 것에 의해, 부재 단부(3㎜ 이하의 범위)까지 ?칭 영역을 확보할 수 있다.
여기서, 형태예 1-1에 있어서의 ?칭 상황을, 도 2 내지 도 4b를 참조하면서 설명한다. 3DQ는, 실제로는 유도 가열 장치(5)와 냉각 장치(6)를 고정한 상태로 배치하고, 이송 장치(3)에 의해 강관(1)이 이송되지만, 이후의 설명에서는, 이해를 쉽게 하기 위해, 각 장치의 위치를 강관(1)에 대한 상대적인 위치에 따라 설명한다.
도 2의 (a)는 유도 가열 장치에 의해 강관에 부여되는 가열량(종축)을 강관 상의 위치(횡축)에 대하여 나타낸 그래프이다. 도 2의 (b)는 유도 가열 장치가 A점에 위치하고 있을 때의 강관 표면의 온도(종축)를 강관 상의 위치(횡축)에 대하여 나타낸 그래프이다. 도 2의 (c)는 최고 도달 온도(종축)를 강관 상의 위치(횡축)에 대하여 나타낸 그래프이다. 도 2의 (d)는, 경도(종축)를 강관 상의 위치(횡축)에 대하여 나타낸 그래프이다.
또한, 도 2의 (a) 내지 도 2의 (d)의 횡축의 원점은, 강관(1)의 선단부(1b)이다.
도 2의 (a)에 도시한 바와 같이, 강관(1)에 부여되는 가열량은, 유도 가열 장치(5)를 중심으로 조종 형상으로 분포한다. 강관(1)의 이송에 수반하여, 유도 가열 장치(5)도 상대적으로 이동한다.
도 2의 (b)에 도시한 바와 같이, 유도 가열 장치(5)에 의한 강관(1)의 가열 온도는, 냉각 장치(6)에 의해 분사된 냉각 매체[도 2의 (b)의 화살표]에 의해 냉각되는 부위(이하, 냉각부라 호칭함)의 근방에서 최대가 되고, 냉각부에서는 분사되는 냉각 매체에 의해 급속하게 냉각된다.
3DQ에서는, 강관(1)은 급속하게 냉각되기 때문에, 냉각에 의해, 거의 모든 강 조직은 오스테나이트로부터 마르텐사이트로 변태한다. 이로 인해, 강관(1)의 경도는, 도 2의 (c)에 나타내는 최고 도달 온도에 따라 변화된다.
구체적으로는, 도 2의 (d)에 나타내는 경도는, 강관(1) 중, 최고 도달 온도가 Ac1점 이하의 부위에서는 모재와 동등한 경도이며, 최고 도달 온도가 Ac3점 이상의 부위에서는 풀 마르텐사이트의 경도이며, 최고 도달 온도가 Ac1점 초과 Ac3점 미만의 부위에서는 모재와 풀 마르텐사이트 사이의 경도이다.
도 3의 (a)는, 형태예 1-1의 유도 가열 장치(5)에 공급되는 고주파 전력량(종축)을 시간(횡축)에 대하여 나타낸 그래프이다. 도 3의 (b)는, 형태예 1-1에 있어서의 강관의 이송 속도(종축)를 시간(횡축)에 대하여 나타낸 그래프이다.
강관(1)의 이송 및 유도 가열을 개시하기 전에, 척(10)의 갈고리(10b)에 대하여 냉각 장치(6)로부터 냉각 매체를 분사함으로써, 갈고리(10b)를 냉각한다. 또한, 냉각 매체는, 갈고리(10b)의 전체에 분사되어도 되고, 일부에 분사되어도 된다.
후술하는 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 강관(1)의 선단부(1b)에 가열부(1a)를 형성할 때에 부여되는 가열량을, 상류측 인접 부위에 가열부(1a)를 형성할 때에 부여되는 가열량보다도 크게 하지만, 강관(1)의 이송 및 유도 가열을 개시하기 전에, 척(10)의 갈고리(10b)를 냉각함으로써, 강관(1)의 선단부(1b)에 가열부(1a)를 형성할 때도, 척(10)의 갈고리(10b)가 500℃ 넘게 가열되는 것을 방지할 수 있다.
이어서, 냉각 장치(6)로부터 분사되는 냉각 매체를 갈고리(10b)에 분사한 상태에서, 유도 가열 장치(5)로 고주파 전력을 공급하고, 강판(1)의 유도 가열을 개시한다(시각 t0). 시각 t0에서 Δt초 동안[도 3의 (b)에서는 0.15초간]은 강관(1)의 이송을 행하지 않고, 유도 가열 및 냉각만을 행한다.
시각 t0에서 Δt초 후의 시각 t1에, 강관(1)의 이송을 개시한다. 이에 의해, 강관(1)의 선단부(1b)에 가열부(1a)를 형성할 때에 부여되는 가열량을, 상류측 인접 부위에 가열부(1a)를 형성할 때에 부여되는 가열량보다도 크게 한다. 강관(1)의 선단부(1b)에 가열부(1a)를 형성할 때에 부여되는 가열량을, 상류측 인접 부위에 가열부(1a)를 형성할 때에 부여되는 가열량보다도 크게 함으로써, 선단부(1b)에는 미?칭부를 형성하는 한편, 선단부(1b)의 가능한 한 근방에 대하여 굽힘 가공을 행할 수 있다.
본 실시 형태에 의해 제조된 굽힘 부재가 자동차 부품 등으로서 사용되는 경우에는, 다른 부재와 용접에 의해 접합되는 경우가 많다. 본 실시 형태에 의해 제조된 굽힘 부재와 다른 부재를 용접할 경우에는, 본 실시 형태에 의해 제조된 굽힘 부재의 단부[선단부(1b) 및 후단부(1d)]는 ?칭되어 있지 않은 것이 바람직하다. 형태예 1-1의 굽힘 가공이 실시된 강관(1)의 선단부(1b)에는 미?칭부가 형성되어 있으므로, 다른 부재와 용접할 때에 적합하다.
또한, 형태예 1-1의 굽힘 부재의 제조 방법에 의하면, 선단부(1b)에 형성되는 미?칭부를 작게 할 수 있으므로, 굽힘 부재를 제조할 때에, 선단부(1b)의 불필요 부위를 절단하는 공정이 불필요하다. 그로 인해, 굽힘 부재의 제조에 관한 생산성 및 경제성을 향상할 수 있다.
[형태예 1-2]
형태예 1-2에서는, 선단부(1b)에 가열부(1a)를 형성할 때에 부여하는 가열량을, 상류측 인접 부위에 가열부(1a)를 형성할 때에 부여하는 가열량보다도 크게 하기 위해서, 강관(1)의 이송 속도를 변화시킨다.
도 5의 (a)는, 형태예 1-2의 유도 가열 장치(5)에 공급되는 고주파 전력량(종축)을 시간(횡축)에 대하여 나타낸 그래프이다. 도 5의 (b)는, 형태예 1-2에 있어서의 강관(1)의 이송 속도(종축)를 시간(횡축)에 대하여 나타낸 그래프이다.
형태예 1-2에서는, 도 5의 (a) 및 도 5의 (b)에 도시한 바와 같이, 유도 가열 장치(5)에 의한 강관(1)의 유도 가열 및 이송 장치(3)에 의한 강관(1)의 이송을 동시에 개시한다. 도 5의 (a)에 도시한 바와 같이, 유도 가열 장치(5)에는, 고주파 전력의 공급 개시로부터 일정한 고주파 전력량을 공급한다. 한편, 도 5의 (b)에 도시한 바와 같이, 이송 장치(3)에 의한 강관(1)의 이송은, 개시 시로부터 서서히 이송 속도를 가속하고, 소정의 이송 속도에 달한 후는 일정한 이송 속도로 한다.
또한, 이송 개시 시의 이송 속도, 가속 후의 이송 속도 및 이송 속도의 가속율은, 강관(1)의 가열 온도가 너무 높아지지 않도록[예를 들어, 강관(1)이 1100℃ 넘게 가열되지 않도록] 결정하는 것이 바람직하다. 또한, 이송 및 유도 가열의 개시 전에 척(10)의 갈고리(10b)를 냉각 매체에 의해 냉각하는 것이 바람직한 점에 대해서는, 형태예 1-1과 마찬가지이다.
[형태예 1-3]
형태예 1-3에서는, 강관(1)의 이송 속도를 일정하게 하는 한편, 유도 가열 장치(5)에 공급하는 고주파 전력량을 변화시킴으로써, 강관(1)의 선단부(1b)에 가열부(1a)를 형성할 때에 부여하는 가열량을, 상류측 인접 부위에 가열부(1a)를 형성할 때에 부여하는 가열량보다도 크게 한다.
도 6의 (a)는, 형태예 1-3의 유도 가열 장치에 공급되는 고주파 전력량(종축)을 시간(횡축)에 대하여 나타낸 그래프이다. 도 6의 (b)는, 형태예 1-3에 있어서의 강관의 이송 속도(종축)를 시간(횡축)에 대하여 나타낸 그래프이다.
형태예 1-3에서는, 도 6의 (a) 및 도 6의 (b)에 도시한 바와 같이, 유도 가열 장치(5)에 의한 강관(1)의 유도 가열과, 이송 장치(3)에 의한 강관(1)의 이송을 동시에 개시한다. 도 6의 (a)에 도시한 바와 같이, 유도 가열의 개시로부터 소정 시간에 있어서의 유도 가열 장치(5)에 공급되는 고주파 전력량은 일정하지만, 소정 시간이 경과된 후, 유도 가열 장치(5)에 공급되는 고주파 전력량을 저감시킨다. 한편, 도 6의 (b)에 도시한 바와 같이, 이송을 개시한 후의 강관(1)의 이송 속도는 일정하다.
또한, 이송 및 유도 가열의 개시 전에 척(10)의 갈고리(10b)를 냉각 매체에 의해 냉각하는 것이 바람직한 점에 대해서는, 형태예 1-1과 마찬가지이다.
이상의 설명에서는, 형태예 1-1 내지 1-3을 독립하여 실시하는 경우를 예로 들었지만, 형태예 1-1 내지 1-3을 2종 이상 조합해도 된다.
본 발명자들은, 종래 기술을 사용한 경우에는, 강관(1)의 주위 방향의 위치에 의해, 유도 가열 시에 부여되는 가열량에 10%의 차이가 있는 것을 사전 검토에 의해 알아내었다. 사전 검토에 의해 얻은 지견에 기초하여, 도 9의 (b)에서는, 위치 A 및 B에 있어서, 유도 가열 시에 부여되는 가열량이 10% 상이하다고 상정하고, 최고 도달 온도(종축)와 강관 상의 위치(횡축)의 관계를 나타내고 있다.
최고 도달 온도(종축)와 강관(1) 상의 위치(횡축)의 관계가 도 9의 (b)에서 나타내는 경우에 있어서의, 경도(종축)와 강관(1) 상의 위치(횡축)의 관계를 도 9의 (c)에 나타낸다. 도 9의 (c)에 도시한 바와 같이, 유도 가열에 의해 부여되는 가열량이 강관(1)의 주위 방향으로 상이한 경우에는, 주위 방향의 위치에 의해 경도 상승 위치가 상이하다.
상술한 바와 같이, 강관(1)의 주위 방향의 위치에 의해 경도 상승 위치가 상이함으로써, 제조된 굽힘 부재의 품질이 균일하지 않게 되므로, 바람직하지 않다.
본 실시 형태의 굽힘 부재의 제조 방법에 의하면, 강관(1)의 주위 방향의 경도를 종래 기술에 비하여 보다 균일하게 할 수 있다.
[제2 실시 형태]
제2 실시 형태에 관한 굽힘 부재의 제조 방법은, 강관의 후단부에 굽힘 가공을 행할 때에, 강관의 후단부에 형성되는 미?칭부를 가능한 한 작게 함과 함께, 강관의 후단부를 파지하는 척의 소경부가 500℃ 넘게 가열되지 않도록 함으로써, 굽힘 부재의 제조의 생산성 및 경제성을 향상시킴과 함께, 강관의 후단부를 파지하는 척의 소경부의 피로 파괴를 방지하는 것이다.
도 22a 내지 도 22d는, 종래 기술을 사용하여, 강관(1)의 후단부(1d) 근방에 굽힘 가공을 행하는 상태를 도시하는 모식도이다.
도 22a는, 유도 가열 장치(5)에 의한 유도 가열 및 이송 장치(3)에 의한 강관(1)의 이송이 행하여지고 있는 시각 t4에 있어서의 상태를 나타낸다. 시각 t4에서는, 강관(1)의 후단부(1d)는 유도 가열 장치(5) 및 냉각 장치(6)로부터 이격한 위치에 위치하고 있다.
도 22a에 나타내고 있는 시각 t4에서 도 22b에 나타내고 있는 시각 t5로 진행됨에 따라, 강관(1)의 후단부(1d)가 서서히 유도 가열 장치(5) 및 냉각 장치(6)에 근접한다. 시각 t5에서는, 강관(1)에 대한 유도 가열이 행하여지고 있으므로, 강관(1)에 가열부(1a)가 형성되어 있다.
도 22c에 나타내는 시각 t6에서 도 22d에 나타내는 t7에 이르기 직전에, 강관(1)에 대한 유도 가열을 정지한다.
그 후, 강관(1)의 이송 및 냉각을 행하고, 도 22d에 나타내는 시각 t7에 있어서, 강관(1)에 대한 굽힘 가공을 종료한다.
그러나 본 발명자들은, 도 22a 내지 도 22d에 나타내는 방법에 의해 강관(1)의 후단부(1d) 근방에 굽힘 가공을 행하면, 강관(1)의 후단부(1d)가 1100℃ 넘게 가열되는 것을 알아내었다.
강관(1)의 후단부(1d)가 1100℃ 넘게 가열되었을 경우에는, 가열부(1a)에 있어서 금속 조직의 입자 조대화가 발생하고, 가공성이 저하되기 때문에, 바람직하지 않다.
또한, 강관(1)의 후단부(1d)가 1100℃ 넘게 가열되었을 경우에는, 강관(1)의 후단부(1d)를 파지하는 척(10)의 갈고리(10b)가 500℃ 넘게 가열될 가능성이 높아진다. 척(10)의 갈고리(10b)가 500℃ 넘게 가열되면, 척(10)이 피로 파괴될 가능성이 높아지기 때문에, 바람직하지 않다.
또한, 강관(1)의 후단부(1d)가 1100℃ 넘게 가열되었을 경우에는, 강관(1)의 후단부(1d)가 연화되고, 척(10)의 파지력에 의해 강관(1)의 후단부(1d)가 변형될 가능성이 있으므로, 바람직하지 않다.
강관(1)의 후단부(1d)가 1100℃ 넘게 가열되지 않도록, 강관(1)에 대하여 굽힘 가공을 행할 때에, 강관(1)의 후단부(1d)로부터 이격한 위치에서 유도 가열 장치(5)에 의한 유도 가열을 정지하는 방법이 생각된다. 그러나 강관(1)에 대하여 굽힘 가공을 행할 때에, 강관(1)의 후단부(1d)로부터 이격한 위치에서 유도 가열 장치(5)에 의한 유도 가열을 정지한 경우에는, 강관(1)의 후단부(1d)에 형성되는 미?칭부가 커져 버려, 생산성 및 경제성이 관점에서 바람직하지 않다.
따라서, 강관(1)의 후단부(1d)에 형성되는 미?칭부를 가능한 한 작게 함과 함께, 강관(1)의 후단부(1d)가 1100℃ 넘게 가열되지 않는 굽힘 부재의 제조 방법이 요구되고 있었다.
도 15는, 3DQ에 의해 강관(1)의 후단부(1d) 근방에 대하여 굽힘 가공을 행할 때의, 강관(1) 및 강관의 열간 굽힘 가공 장치(0)를 도시하는 모식도이다. 도 15의 거리 E는, 강관(1)에 있어서 굽힘 가공을 행한 부위의 하류단부(이하, 굽힘 종료 위치라 호칭함)로부터 강관(1)의 후단부(1d)까지의 거리이다.
도 16의 (a)는, 강관(1)의 후단부(1d) 근방에 있어서의 강관(1)과 강관의 열간 굽힘 가공 장치(0)와의 위치 관계를 도시하는 모식도이다. 도 16의 (a) 중 거리 F는, 척(10)의 갈고리(10b)가 강관(1)의 후단부(1d)의 내면에 접촉하고 있는 거리이다. 도 16의 (a) 중 거리 G는, 강관(1)에 대한 유도 가열을 종료된 시점에 있어서의 가열부(1a)의 길이 방향 중심부(이하, 가열 종료 위치라 호칭함)로부터 강관(1)의 후단부(1d)까지의 거리이다.
도 16의 (b)는, 강관(1)의 후단부(1d) 근방에 있어서의 경도(종축)와 강관(1) 상의 위치(횡축)와의 관계를 나타낸 그래프이다. 도 16의 (b) 중 거리 H는, 강관(1)에 있어서 경도가 500Hv인 부위의 하류단부(이하, 경도 저하 위치라 호칭함)로부터 강관(1)의 후단부(1d)까지의 거리이다.
거리 H가 긴 경우에는, 강관(1)의 후단부(1d)에 형성되는 미?칭부가 커진다. 미?칭부가 큰 경우에는, 굽힘 가공을 행한 후, 미?칭부의 절단 공정이 필요하게 될 경우가 있으므로, 굽힘 부재의 제조에 관한 생산성 및 경제성이 저하된다.
거리 H를 짧게 하기 위해서는, 거리 G를 짧게 하는 방법이 생각할 수 있지만, 거리 G를 짧게 함으로써, 강관(1)의 후단부(1d)가 1100℃ 넘게 가열되는 경우가 있다. 강관(1)의 후단부(1d)가 1100℃ 넘게 가열되었을 경우에는, 가열부(1a)에 있어서 금속 조직의 입자 조대화가 발생하여, 가공성이 저하되기 때문에, 바람직하지 않다.
또한, 강관(1)의 후단부(1d)가 1100℃ 넘게 가열되었을 경우에는, 강관(1)의 후단부(1d)를 파지하는 척(10)의 갈고리(10b)가 500℃ 넘게 가열될 가능성이 높아진다. 척(10)의 갈고리(10b)가 500℃ 넘게 가열되면, 척(10)이 피로 파괴될 가능성이 높아지기 때문에, 바람직하지 않다.
또한, 강관(1)의 후단부(1d)가 1100℃ 넘게 가열되었을 경우에는, 강관(1)의 후단부(1d)가 연화되고, 척(10)의 파지력에 의해 강관(1)의 후단부(1d)가 변형될 가능성이 있으므로, 바람직하지 않다.
도 17의 (a)는, 강관(1)의 후단부(1d) 근방에 굽힘 가공을 행할 때, 도 9의 (a)에 나타낸 위치 A에 부여되는 가열량이 위치 B에 부여되는 가열량보다도 10% 많다고 상정했을 경우의 최고 도달 온도(종축)와 강관(1) 상의 위치(횡축)와의 관계를 나타낸 시뮬레이션 결과이다. 도 17의 (b)는, 강관(1)의 후단부(1d) 근방에 굽힘 가공을 행할 때, 도 9의 (a)에 나타낸 위치 A에 부여되는 가열량이 위치 B에 부여되는 가열량보다도 10% 많다고 상정했을 경우의 경도(종축)와 강관(1) 상의 위치(횡축)와의 관계를 나타낸 시뮬레이션 결과이다.
도 17의 (b)에 도시한 바와 같이, 도 9의 (a)에 나타낸 위치 A에 부여되는 가열량이 위치 B에 부여되는 가열량보다도 10% 많다고 상정했을 경우에는, 위치 A의 경도 저하 위치와 위치 B의 경도 저하 위치는 강관(1)의 길이 방향으로 거리 I만큼 이격되어 있다. 굽힘 부재의 제조에 관한 생산성 및 경제성을 향상하기 위해서는, 거리 I를 가능한 한 짧게 하는 것이 바람직하다. 거리 I를 짧게 하기 위해서는, 강관(1)에 부여되는 가열량을 주위 방향에서 균일하게 할 필요가 있다.
도 18의 (a) 내지 도 18의 (d)는, 종래 기술을 사용해서 강관(1)의 후단부(1d) 근방에 굽힘 가공을 행한 경우의 최고 도달 온도 및 현 시각에 있어서의 온도 분포(종축)를 강관 상의 위치(횡축)에 대하여 나타낸 그래프이다. 또한, 도 18의 (a) 내지 도 18의 (d)에 있어서의 횡축의 원점은, 강관(1) 상의 임의의 위치이다.
또한, 도 18의 (a) 내지 도 18의 (d)에서는, 유도 가열 장치(5)에 의해 유도 가열되고 있는 강관(1)의 부위를 가열부로 나타내고, 냉각 장치(6)로부터 냉각 매체가 분사됨으로써 냉각되고 있는 강관(1)의 부위를 냉각부로 나타낸다.
도 18의 (a)에 나타내는 시점에서는, 유도 가열 장치(5)에 의한 강관(1)의 유도 가열, 냉각 장치(6)로부터 냉각 매체를 분사하는 것에 의한 강관(1)의 냉각 및 이송 장치(3)에 의한 강관(1)의 이송을 행하고 있다.
도 18의 (a)에 나타내는 상태로부터, 유도 가열 장치(5)에 의한 강관(1)의 유도 가열, 냉각 장치(6)로부터 냉각 매체를 분사하는 것에 의한 강관(1)의 냉각 및 이송 장치(3)에 의한 강관(1)의 이송을 계속해서 행한 상태를 도 18의 (b)에 나타낸다. 도 18의 (b)에 나타내는 시점에 있어서, 유도 가열 장치(5)에 의한 강관(1)의 유도 가열을 정지한다.
도 18의 (b)에 나타내는 상태로부터, 유도 가열 장치(5)에 의한 강관(1)의 유도 가열을 정지하고, 강관(1)의 냉각 및 이송을 행한 상태를 도 18의 (c)에 나타낸다. 도 18의 (c)에 나타내는 시점에서는, Ac1점 초과의 온도를 갖는 부위는 존재하지 않는다.
도 18의 (c)에 나타내는 상태로부터, 냉각 장치(6)로부터 냉각 매체를 분사하는 것에 의한 강관(1)의 냉각 및 이송 장치(3)에 의한 강관(1)의 이송을 행한 상태를 도 18의 (d)에 나타낸다. 도 18의 (d)에 나타내는 시점에서, 강관(1)에 대한 굽힘 가공을 종료한다.
도 18의 (e)는, 도 18의 (a) 내지 도 18의 (d)에 나타내는 굽힘 가공을 행한 후에 있어서의 강관(1)의 경도(종축)와 강관(1) 상의 위치(횡축)와의 관계를 나타낸 그래프이다. 또한, 도 18의 (e)에 있어서의 횡축의 원점은, 강관(1) 상의 임의의 위치이다.
도 18의 (e)에 나타내는 거리 J는, 강관(1)의 후단부(1d) 근방에 있어서의, 경도 저하 위치로부터 최고 도달 온도가 500℃인 위치까지의 거리를 나타내고 있다. 강관(1)의 후단부(1d)를 파지하는 척(10)의 갈고리(10b)의 가열 온도를 500℃ 이하로 하기 위해서는, 척(10)의 갈고리(10b)에 의해 파지되고 있는 강관(1)의 후단부(1d)의 가열 온도가 500℃ 이하이면 된다. 또한, 굽힘 부재의 제조에 관한 생산성 및 경제성을 향상하기 위해서는, 경도 저하 위치가 강관(1)의 후단부(1d)에 가까운 것이 바람직하다.
상술한 이유로부터, 강관(1)의 후단부(1d)를 파지하는 척(10)의 피로 파괴를 방지함과 함께, 굽힘 부재의 제조에 관한 생산성 및 경제성을 향상하기 위해서는, 거리 J를 짧게 하는 것이 바람직하다.
본 실시 형태에서는, 후단부(1d)에 가열부(1a)를 형성할 때에 부여하는 가열량을, 후단부(1d)의 하류측에 인접하는 부위(이하, 하류측 인접 부위라 호칭함)에 가열부(1a)를 형성할 때에 부여하는 가열량보다도 크게 한다.
후단부(1d)에 가열부(1a)를 형성할 때에 부여하는 가열량을, 후단부(1d)의 하류측 인접 부위에 가열부(1a)를 형성할 때에 부여하는 가열량보다도 크게 하는 방법으로서는, 강관(1)의 후단부(1d)에 있어서 유도 가열, 냉각 및 이송을 행하고 있는 상태로부터, 이송만을 정지하고, 소정 시간 경과 후에 유도 가열 장치(5)로의 고주파 전력의 공급을 정지함으로써, 강관(1)의 유도 가열을 정지하는 방법을 들 수 있다.
또한, 다른 방법으로서는, 강관(1)의 후단부(1d)에 있어서 유도 가열, 냉각 및 이송을 행하고 있는 상태로부터, 강관(1)의 이송 속도를 감속하고, 소정 시간 경과 후에 유도 가열 장치(5)로의 고주파 전력의 공급을 정지함으로써, 강관(1)의 유도 가열을 정지하는 방법을 들 수 있다.
또한, 다른 방법으로서는, 강관(1)의 후단부(1d)에 있어서 유도 가열, 냉각 및 이송을 행하고 있는 상태로부터, 유도 가열 장치(5)에 공급하는 고주파 전력량을 증가하고, 소정 시간 경과 후에 유도 가열 장치(5)로의 고주파 전력의 공급을 정지함으로써, 강관(1)의 유도 가열을 정지하는 방법을 들 수 있다.
도 19의 (a) 내지 도 19의 (d)는, 본 실시 형태에 의해 강관(1)의 후단부(1d)에 대하여 굽힘 가공을 행한 경우의 최고 도달 온도 및 현 시각에 있어서의 온도 분포(종축)를 강관(1) 상의 위치(횡축)에 대하여 나타낸 그래프이다. 또한, 도 19의 (a) 내지 도 19의 (d)에 있어서의 횡축의 원점은, 강관(1) 상의 임의의 위치이다.
도 19의 (a)에 나타내는 시점에서는, 유도 가열 장치(5)에 의한 강관(1)의 유도 가열, 냉각 장치(6)로부터 냉각 매체를 분사하는 것에 의한 강관(1)의 냉각 및 이송 장치(3)에 의한 강관(1)의 이송을 행하고 있다.
도 19의 (a)에 나타내는 상태로부터, 유도 가열 장치(5)에 의한 강관(1)의 유도 가열, 냉각 장치(6)로부터 냉각 매체를 분사하는 것에 의한 강관(1)의 냉각 및 이송 장치(3)에 의한 강관(1)의 이송을 계속해서 행한 상태를 도 19의 (b)에 나타낸다. 도 19의 (b)에 나타내는 시점에 있어서, 이송 장치(3)에 의한 강관(1)의 이송을 정지하고, 유도 가열 장치(5)에 의한 강관(1)의 유도 가열 및 냉각 장치(6)로부터 냉각 매체를 분사하는 것에 의한 강관(1)의 냉각은 계속해서 행한다.
도 19의 (b)에 나타내는 상태로부터, 유도 가열 장치(5)에 의한 강관(1)의 유도 가열 및 냉각 장치(6)로부터 냉각 매체를 분사하는 것에 의한 강관(1)의 냉각을 계속해서 행한 상태를 도 19의 (c)에 나타낸다. 도 19의 (c)에 나타내는 시점에 있어서, 정지하고 있던 이송 장치(3)에 의한 강관(1)의 이송을 재개함과 함께, 유도 가열 장치(5)에 의한 강관(1)의 유도 가열을 정지한다. 또한, 냉각 장치(6)로부터 냉각 매체를 분사하는 것에 의한 강관(1)의 냉각은 계속해서 행한다.
도 19의 (c)에 나타내는 상태로부터, 이송 장치(3)에 의한 강관(1)의 이송 및 냉각 장치(6)로부터 냉각 매체를 분사하는 것에 의한 강관(1)의 냉각을 행한 상태를 도 19의 (d)에 나타낸다. 도 19의 (d)에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에 의해 강관(1)의 후단부(1d)에 대하여 굽힘 가공을 행한 경우에는, 다른 부위보다도 최고 도달 온도가 높은 부위(최고 도달 온도가 T1인 부위)가 발생한다.
도 19의 (e)는, 도 19의 (a) 내지 도 19의 (d)에 나타내는 굽힘 가공을 행한 후에 있어서의 강관(1)의 경도(종축)와 강관(1) 상의 위치(횡축)의 관계를 나타낸 그래프이다. 또한, 도 19의 (e)에 있어서의 횡축의 원점은, 강관(1) 상의 임의의 위치이다. 종래 기술에 의해 강관(1)의 후단부(1d)에 굽힘 가공을 행한 경우의, 경도 저하 위치에서 최고 도달 온도가 500℃인 위치까지의 거리 J[도 18의 (e) 참조]와, 본 실시 형태의 굽힘 부재의 제조 방법에 의해 강관(1)의 후단부(1d)에 굽힘 가공을 행한 경우의 거리 J[도 19의 (e) 참조]를 비교하면, 본 실시 형태의 굽힘 부재의 제조 방법에 의해 강관(1)의 후단부(1d)에 굽힘 가공을 행한 경우의 거리 J 쪽이 짧은 것을 알 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 실시 형태의 굽힘 부재의 제조 방법에 의해 강관(1)의 후단부(1d)에 굽힘 가공을 행한 경우에는, 종래 기술에 비하여 거리 J를 짧게 할 수 있으므로, 강관(1)의 후단부(1d)를 파지하는 척(10)의 피로 파괴를 방지함과 함께, 굽힘 부재의 제조에 관한 생산성 및 경제성을 향상할 수 있다.
[제3 실시 형태]
제3 실시 형태에 관한 굽힘 부재의 제조 방법은, 강관의 선단부 및 후단부 이외의 부분에 제1 가열부를 형성하고, 제1 가열부보다도 상류측의 위치에 제2 가열부를 형성하고, 제1 가열부와 제2 가열부 사이에 미?칭부를 형성하는 방법이다.
제3 실시 형태에 관한 굽힘 부재의 제조 방법에 의하면, 제조된 굽힘 부재의 미?칭부를 길이 방향으로 절단해서 복수의 굽힘 부재를 얻는 경우에, 절단 부위인 미?칭부의 경도가 낮기 때문에, 굽힘 부재를 쉽게 절단할 수 있다. 또한, 절단 부위를 보다 쉽게 절단하기 위해서는, 절단 부위의 경도는 모재와 동등한 경도인 것이 바람직하다.
또한, 제3 실시 형태에 관한 굽힘 부재의 제조 방법에 의하면, 절단 부위인 미?칭부의 근방까지 굽힘 가공을 행할 수 있으므로, 불필요한 부위가 발생하지 않아, 경제성을 향상할 수 있다.
굽힘 부재를 절단해서 복수의 굽힘 부재를 얻은 경우에, 절단 후의 굽힘 부재의 단부를 자동차 부품 등으로서 사용할 수 있는 경우에는, 다른 부재와 용접 등에 의해 접합되는 경우가 많다. 절단 후의 굽힘 부재와 다른 부재를 용접할 경우에는, 절단 후의 굽힘 부재의 단부는 ?칭되어 있지 않은 것이 바람직하다. 제3 실시 형태에 의해 제조된 굽힘 부재의 절단부에는 미?칭부가 형성되어 있으므로, 다른 부재와 용접할 때에 적합하다.
제1 가열부와 제2 가열부 사이에, 모재와 동등한 경도를 갖고, 가능한 한 폭 치수가 짧은 미?칭부를 형성하기 위해서는, 강관(1)의 이송 및 유도 가열을 행하고 있는 상태로부터, 강관(1)의 유도 가열을 일단 정지하기 위해서, 유도 가열 장치(5)로의 고주파 전력의 공급을 일단 정지하고, 그 후 다시 유도 가열 장치(5)로의 고주파 전력의 공급을 개시하면 된다고 사료된다.
그러나 본 발명자들은, 상술한 방법에서는 모재와 동등한 경도를 갖고, 가능한 한 폭 치수가 짧은 미?칭부를 형성하는 것이 곤란한 것을 알아내었다.
도 29의 (a) 내지 도 29의 (e)는, 종래 기술을 사용해서 강관(1)의 선단부(1b) 및 후단부(1d) 이외의 부위에 대하여 굽힘 가공을 행한 경우의 최고 도달 온도 및 현 시각에 있어서의 온도 분포(종축)를 강관(1) 상의 위치(횡축)에 대하여 나타낸 그래프이다.
도 29의 (a)는 강관(1)을 길이 방향으로 이송하면서 유도 가열 장치(5)로 고주파 전력을 공급함으로써, 강관(1)의 선단부(1b)와 후단부(1d)와는 다른 위치에 제1 가열부를 형성한 상태를 나타내고 있다. 또한, 제1 가열부를 형성하는 공정을, 제1 가열 공정이라 호칭한다.
도 29의 (b)는, 도 29의 (a)에 나타내는 상태로부터, 강관(1)의 유도 가열, 냉각 및 이송을 행한 상태를 나타낸다. 도 29의 (b)에 나타내는 시점에서, 강관(1)의 냉각 및 이송은 행한 채, 강관(1)의 유도 가열만을 정지한다. 이에 의해, 제1 가열부와 제2 가열부 사이에 미?칭부를 형성한다. 또한, 제1 가열부와 제2 가열부 사이에 미?칭부를 형성하는 공정을, 가열 정지 공정이라 호칭한다.
도 29의 (c)는, 도 29의 (b)에 나타내는 상태로부터, 강관(1)의 냉각 및 이송을 행한 상태를 나타낸다. 도 29의 (c)에 나타내는 시점에서, 강관(1)의 유도 가열을 재개하고, 제1 가열부보다도 상류측의 위치에 제2 가열부를 형성한다. 또한, 제2 가열부를 형성하는 공정을, 제2 가열 공정이라 호칭한다. 도 29의 (c)에 도시한 바와 같이, 제1 가열 공정 및 제2 가열 공정의 양쪽에서 가열되는 부위가 발생한다.
도 29의 (d)는, 도 29의 (c)에 나타내는 상태로부터, 강관(1)의 유도 가열, 냉각 및 이송을 행한 상태를 나타낸다.
도 29의 (e)는, 도 29의 (d)에 나타내는 상태로부터, 강관(1)의 유도 가열, 냉각 및 이송을 행한 상태를 나타낸다.
도 29의 (e)에 도시한 바와 같이, 종래 기술을 사용한 경우에는, 제1 가열 공정, 가열 정지 공정 및 제2 가열 공정의 종료 후에, 최고 도달 온도가 Ac1점 이하인 부위는 존재하지 않는다. 그로 인해, 모재와 동등한 경도를 갖는 부위(이하, 모재 경도부라 호칭함)는 형성되지 않는다.
또한, 상술한 바와 같이, 종래 기술을 사용한 경우에는 모재 경도부가 형성되지 않지만, 최고 도달 온도가 Ac1점 초과 Ac3점 미만인 부위는 냉각을 행해도 ?칭이 행해지지 않으므로, 미?칭부가 형성된다.
상술한 방법과는 달리, 제1 가열부와 제2 가열부 사이에 모재 경도부를 형성하기 위해서는, 가열 정지 공정을 길게 하는 방법이 고려된다. 그러나 가열 정지 공정을 길게 했을 경우에는, 미?칭부의 폭 치수가 커지기 때문에, 불필요한 부위가 발생하는 경우가 있어, 굽힘 부재의 경제성이 저하된다.
또한, 본 발명자들은, 종래 기술을 사용한 경우에는, 제1 가열부와 제2 가열부 사이에, 유도 가열 장치(5)에 의한 가열 폭의 1.40배 이하의 모재 경도부를 형성할 수 없는 것을 알아내었다.
본 발명자들은, 제2 가열 공정의 개시 시에, 제1 가열부에 부여하는 가열량보다도 큰 가열량을 제2 가열부에 부여함으로써, 제1 가열부와 제2 가열부 사이에 형성되는 미?칭부의 폭 치수를 작게 할 수 있음과 함께, 제1 가열부와 제2 가열부 사이에 형성되는 미?칭부의 경도를 모재의 경도와 동등하게 할 수 있는 것을 알아내었다.
도 23의 (a) 내지 도 23의 (e)는, 본 실시 형태에 의해 강관(1)의 선단부(1b) 및 후단부(1d) 이외의 부위에 대하여 굽힘 가공을 행한 경우의 최고 도달 온도 및 현 시각에 있어서의 온도 분포(종축)를 강관(1) 상의 위치(횡축)에 대하여 나타낸 그래프이다.
도 23의 (a)는, 강관(1)을 길이 방향으로 이송하면서 유도 가열 장치(5)로 고주파 전력을 공급함으로써, 강관(1)의 선단부(1b)와 후단부(1d)와는 다른 위치에 제1 가열부를 형성한 상태를 나타내고 있다(제1 가열 공정).
도 23의 (b)는, 도 23의 (a)에 나타내는 상태로부터, 강관(1)의 유도 가열, 냉각 및 이송을 행한 상태를 나타낸다. 도 23의 (b)에 나타내는 시점에서, 강관(1)의 냉각 및 이송은 행한 채, 강관(1)의 유도 가열만을 정지한다. 이에 의해, 제1 가열부와 제2 가열부 사이에 미?칭부를 형성한다(가열 정지 공정).
도 23의 (c)는, 도 23의 (b)에 나타내는 상태로부터, 강관(1)의 냉각 및 이송을 행한 상태를 나타낸다. 도 23의 (c)에 나타내는 시점에서, 강관(1)의 유도 가열을 재개하고, 제2 가열부를 형성함(제2 가열 공정)과 함께, 강관(1)의 이송을 정지한다.
도 23의 (d)는, 도 23의 (c)에 나타내는 상태로부터, 강관(1)의 유도 가열 및 냉각을 행한 상태를 나타낸다. 도 23의 (d)에 나타내는 시점에서, 강관(1)의 이송을 재개한다.
도 23의 (e)는, 도 23의 (d)에 나타내는 상태로부터, 강관(1)의 유도 가열, 냉각 및 이송을 행한 상태를 나타낸다.
본 실시 형태에서는, 상술한 바와 같이 제2 가열 공정의 개시 시에 강관(1)의 이송을 정지한 상태에서 유도 가열을 행하므로, 제2 가열부를 형성할 때에 부여되는 가열량을 제1 가열부를 형성할 때에 부여되는 가열량보다도 크게 한다. 이에 의해, 도 23의 (e)에 도시한 바와 같이, 최고 도달 온도가 Ac1점 이하인 부위가 발생한다. 그로 인해, 본 실시 형태의 굽힘 부재의 제조 방법에 의하면, 제1 가열부와 제2 가열부 사이에 모재 경도부를 형성할 수 있다.
또한, 제2 가열 공정의 개시 시에, 제2 가열부를 형성할 때에 부여되는 가열량을 제1 가열부를 형성할 때에 부여되는 가열량보다도 크게 하는 방법으로서는, 제2 가열 공정의 개시 시에, 강관(1)의 이송을 정지하지 않고, 이송 속도를 감속시킨 상태에서 유도 가열을 행하는 방법을 들 수 있다. 또한, 제2 가열 공정의 개시 시에, 제2 가열부를 형성할 때에 부여되는 가열량을 제1 가열부를 형성할 때에 부여되는 가열량보다도 크게 하는 방법으로서는, 제2 가열 공정의 개시 시에, 강관(1)의 이송 속도를 변화시키지 않고, 유도 가열 장치(5)에 공급하는 고주파 전력량을 증가시키는 방법도 들 수 있다.
상술한 바와 같이, 제2 가열 공정의 개시 시에, 제2 가열부를 형성할 때에 부여되는 가열량을 제1 가열부를 형성할 때에 부여되는 가열량보다도 크게 함으로써, 제1 가열부와 제2 가열부 사이에 모재 경도부를 형성할 수 있다. 이에 의해, 굽힘 부재를 쉽게 절단할 수 있다.
또한, 제2 가열 공정의 개시 시에, 제2 가열부를 형성할 때에 부여되는 가열량을 제1 가열부를 형성할 때에 부여되는 가열량보다도 크게 함으로써, 제1 가열부와 제2 가열부 사이에 형성되는 미?칭부의 폭 치수를 작게 할 수 있다. 구체적으로는, 제1 가열부와 제2 가열부 사이에 형성되는 미?칭부의 폭 치수를, 유도 가열 장치(5)에 의한 가열 폭의 0.15배 이상 1.40배 이하로 할 수 있다. 이에 의해, 굽힘 부재를 절단할 때에 불필요한 부위가 발생하지 않으므로, 굽힘 부재의 제조에 관한 경제성을 향상할 수 있다.
[강재의 열간 굽힘 가공 장치]
이어서, 본 실시 형태에 관한 강재의 열간 굽힘 가공 장치에 대해서 설명한다.
도 7은, 본 실시 형태에 관한 강재의 열간 굽힘 가공 장치의 구성예를 도시하는 설명도이다.
도 7에 도시한 바와 같이, 열간 굽힘 가공 장치(0)는 지지 장치(지지 기구)(2)와, 이송 장치(이송 기구)(3)와, 유도 가열 장치(유도 가열 기구)(5)와, 냉각 장치(냉각 기구)(6)와, 구동 장치(구동 기구)(9)와, 척(10)과, 제1 온도 측정 장치(제1 온도 측정 기구)(26)와, 형상 측정 장치(형상 측정 기구)(27)와, 제2 온도 측정 장치(제2 온도 측정 기구)(28)와, 제어부(29)를 구비한다.
이송 장치(3)는 강관(1)을 길이 방향으로 이송한다. 이송 장치(3)에 의한 강관(1)의 이송에 있어서, 이송 속도는 일정해도 되고, 변화시켜도 된다. 또한, 이송 장치(3)에 의한 강관(1)의 이송은, 연속적이어도 되고, 단속적이어도 된다.
지지 장치(22)는 이송 장치(3)에 의해 이송된 강관(1)을 지지한다.
유도 가열 장치(5)는 강관(1)을 부분적으로 유도 가열한다. 유도 가열 장치(5)에 의한 강관(1)의 유도 가열에 있어서, 유도 가열 장치(5)에 공급되는 고주파 전력량은 일정해도 되고, 변화시켜도 된다. 또한, 유도 가열 장치(5)에 의한 강관(1)의 유도 가열은, 연속적이어도 되고, 단속적이어도 된다.
냉각 장치(6)는 냉각 매체를 분사함으로써, 강관(1)을 부분적으로 냉각한다. 냉각 매체의 예로서는, 물을 들 수 있다.
구동 장치(9)는 강관(1)의 선단부(1b)를 파지하는 척(10)을 삼차원으로 이동시킴으로써, 강관(1)의 가열부(1a)에 대하여 굽힘 모멘트를 부여한다.
척(10)은 강관(1)의 선단부(1b) 및 후단부(1d)를 파지한다.
이송 장치(3), 지지 장치(22), 유도 가열 장치(5), 냉각 장치(6) 및 척(10)은 강관(1)의 길이 방향을 따라서 배치된다.
제어부(29)는 이송 장치(3), 유도 가열 기구(5), 냉각 기구(6), 구동 장치(9) 및 척(10)을 제어한다.
제어부(29)는 유도 가열 장치(5)에 의해 강관(1)의 선단부(1b)에 가열부(1a)를 형성할 때의 가열량을, 상류측 인접 부위에 가열부(1a)를 형성할 때의 가열량보다도 크게 하도록 제어한다. 또한, 제어부(29)는 유도 가열 장치(5)에 의해 강관(1)의 선단부(1b)에 가열부(1a)를 형성할 때에, 냉각 장치(6)에 의해 척(10)을 냉각 매체에 의해 냉각하도록 제어한다.
제어부(29)는 유도 가열 장치(5)에 의해 강관(1)의 후단부(1d)에 가열부(1a)를 형성할 때에 가하는 가열량을, 하류측 인접 부위에 가열부(1a)를 형성할 때에 가하는 가열량보다도 크게 하도록 제어해도 된다.
제어부(29)는 유도 가열 장치(5)에 의해 강관(1)의 선단부(1b)와 후단부(1d) 사이에 제1 가열부가 형성되고, 제1 가열부보다도 상류측의 위치에 제2 가열부가 형성되고, 제1 가열부와 제2 가열부 사이의 위치에 미?칭부가 형성되도록 제어해도 된다.
제1 온도 측정 장치(26)는 강관(1)의 선단부(1b)의 온도를 측정한다. 제1 온도 측정 장치(26)의 예로서는, 척(10)의 갈고리(10b)에 매립한 열전대, 척(10)과 강관(1) 사이의 열기전력을 측정하는 열전대 또는 접촉식 또는 비접촉식의 온도계 등을 사용할 수 있다.
형상 측정 장치(27)는 강관(1)의 선단부(1b)의 외형 변형량을 측정한다. 형상 측정 장치(27)로서는, 접촉식 또는 비접촉식의 변위계 또는 척(10)의 갈고리(10b)의 이동량의 검출 장치 등을 사용할 수 있다.
제2 온도 측정 장치(28)는 강관(1)에 형성된 가열부(1a)의 온도를 측정한다. 제2 온도 측정 장치(28)로서는, 유도 가열 장치(5)에 내장한 비접촉식의 온도계 등을 사용할 수 있다.
제어부(29)는 제1 온도 측정 장치(26)에 의해 측정되는 강관(1)의 선단부(1b)의 온도, 형상 측정 장치(27)에 의해 측정되는 강관(1)의 선단부(1b)의 외형 변형량 및 제2 온도 측정 장치(28)에 의해 측정되는 강관(1)의 가열부(1a)의 온도 중 적어도 1개가 미리 정한 범위 내가 되도록, 이송 장치(3)와 유도 가열 장치(5) 중 적어도 한쪽을 제어해도 된다.
제어부(29)는 제1 온도 측정 장치(26)에 의해 측정되는 강관(1)의 선단부(1b)의 온도, 형상 측정 장치(27)에 의해 측정되는 강관(1)의 선단부(1b)의 외형 변형량 및 제2 온도 측정 장치(28)에 의해 측정되는 강관(1)의 가열부(1a)의 온도 중 적어도 1개가 미리 정한 범위 내가 되도록, 이송 장치(3)에 의한 강관(1)의 이송과 유도 가열 장치(5)에 의한 강관(1)의 유도 가열을 개시한 후에, 이송 장치(3)에 의한 강관(1)의 이송 속도와 유도 가열 장치(5)에 공급되는 고주파 전력 중 적어도 1개를 변경해도 된다.
또한, 제어부(29)는 제1 온도 측정 장치(26)에 의해 측정되는 강관(1)의 선단부(1b)의 온도, 형상 측정 장치(27)에 의해 측정되는 강관(1)의 선단부(1b)의 외형 변형량 및 제2 온도 측정 장치(28)에 의해 측정되는 강관(1)의 가열부(1a)의 온도 중 적어도 1개가 미리 정한 범위 내가 되도록, 이송 장치(3)에 의한 강관(1)의 이송과 유도 가열 장치(5)에 의한 강관(1)의 유도 가열 중, 유도 가열 장치(5)에 의한 강관(1)의 유도 가열을 먼저 개시하고, 소정 시간 경과 후에, 이송 장치(3)에 의한 강관(1)의 이송을 개시해도 된다.
본 발명을, 실시예 및 비교예를 참조하면서, 보다 구체적으로 설명한다.
[실시예 1]
외경 31.8㎜, 두께 2.0㎜의 개구단부를 갖는 강관에 대하여 3DQ에 의한 굽힘 가공을 행하고, 강관의 길이 방향 중앙부에 S자 형상의 굴곡부를 형성하였다. 굽힘 가공을 행한 후의 강관의 길이 방향 중앙부의 경도는, 520Hv였다. 강관의 대표적인 화학 조성으로서는, C의 함유량이 0.22 질량%, Mn의 함유량이 1.25 질량%였다. 또한, 실시예 1은, 제1 실시 형태에 대응하는 실시예이다.
도 8의 (a)는, 실시예 1에 있어서의 강관, 유도 가열 장치 및 냉각 장치의 위치 관계를 도시하는 모식도이다. 도 8의 (b)는, 실시예 1에 있어서의 강관의 경도(종축)를 강관 상의 위치(횡축)에 대하여 나타낸 그래프이다.
유도 가열 장치로서는, 2턴 코일을 사용하였다. 강관의 이송 속도는 일정 속도로 하고, 80㎜/초로 하였다. 강관의 최고 도달 온도가 1000℃가 넘도록, 유도 가열 장치에는 일정한 고주파 전력량(142kW)을 공급하였다.
도 8의 (a) 및 도 8의 (b)에 있어서, 도 8의 (a)에 나타내는 β는, 척(10)의 갈고리(10b)가 강관의 내면에 접촉하고 있는 거리이며, 20㎜로 하였다. 도 8의 (a)에 나타내는 γ는, 강관의 선단부로부터 유도 가열 개시 시에 있어서의 가열부의 길이 방향 중심부(이하, 가열 개시 위치라 호칭함)까지의 거리이다. 도 8의 (a)에 나타내는 δ은, 가열 개시 위치에서 냉각부의 상류 단까지의 거리이며, 27㎜로 하였다. 도 8의 (b)에 나타내는 α는, 선단부로부터 경도가 500Hv인 위치(이하, 경도 상승 위치라 호칭함)까지의 거리이다.
도 9의 (a)는, 위치 A 및 B를 설명하기 위한 강관 측면도이다. 도 9의 (b)는, 위치 A 및 B에 있어서의 최고 도달 온도(종축)를 강관 상의 위치(횡축)에 대하여 나타낸 그래프이다. 도 9의 (c)는, 위치 A 및 B에 있어서의 강관의 경도(종축)를 강관 상의 위치(횡축)에 대하여 나타낸 그래프이다.
(실시예 1-1)
실시예 1-1은, 형태예 1-1에 상당하는 실시예이며, 유도 가열 장치로의 고주파 전력의 공급 개시로부터 0.15초 후에 강관의 이송을 개시하였다. 실시예 1-1에 있어서의 유도 가열 장치에 공급되는 고주파 전력량(종축)과 시간(횡축)과의 관계를 도 10의 (a)에, 실시예 1-1에 있어서의 이송 속도(종축)와 시간(횡축)과의 관계를 도 10의 (b)에 나타냈다.
(실시예 1-2)
실시예 1-2는, 형태예 1-2에 상당하는 실시예이며, 유도 가열 장치로의 고주파 전력의 공급 개시와 동시에 26.7㎜/초의 이송 속도로 강관의 이송을 개시하고, 0.06초 후에 강관의 이송 속도를 80㎜/초로 변화시켰다. 실시예 1-2에 있어서의 유도 가열 장치에 공급되는 고주파 전력량(종축)과 시간(횡축)과의 관계를 도 10의 (c)에, 실시예 1-2에 있어서의 이송 속도(종축)와 시간(횡축)과의 관계를 도 10의 (d)에 나타냈다.
(실시예 1-3)
실시예 1-3은, 형태예 1-3에 상당하는 실시예이며, 유도 가열 장치로의 고주파 전력의 공급 개시와 동시에 강관의 이송을 개시하였다. 유도 가열 장치로의 고주파 전력의 공급 개시 시에 있어서의 유도 가열 장치로의 고주파 전력의 공급량은, 실시예 1-1 및 실시예 1-2에 있어서의 유도 가열 장치로의 고주파 전력의 공급량의 2배로 하였다. 이어서, 유도 가열 장치로의 고주파 전력의 공급 개시 및 강관의 이송 개시로부터 0.1초 후에 유도 가열 장치에 공급하는 고주파 전력량을 0.5배로 변화시켰다. 실시예 1-3에 있어서의 유도 가열 장치에 공급되는 고주파 전력량(종축)과 시간(횡축)과의 관계를 도 10의 (e)에, 실시예 1-3에 있어서의 이송 속도(종축)와 시간(횡축)과의 관계를 도 10의 (f)에 나타냈다.
(비교예 1-1)
비교예 1-1은, 강관의 이송을 개시하고 나서 소정 시간 경과 후에 유도 가열 장치로의 고주파 전력의 공급을 개시하는 것으로, 유도 가열 장치에 공급하는 고주파 전력량 및 강관의 이송 속도는, 각각의 개시 시로부터 일정한 값으로 하였다. 비교예 1-1에 있어서의 유도 가열 장치에 공급되는 고주파 전력량(종축)과 시간(횡축)과의 관계를 도 11의 (a)에, 비교예 1-1에 있어서의 이송 속도(종축)와 시간(횡축)과의 관계를 도 11의 (b)에 나타냈다.
실시예 1-1 내지 1-3 및 비교예 1-1에서의 척 갈고리의 최고 온도, 강관의 최고 도달 온도, 강관의 선단부로부터 가열 개시 위치까지의 거리, 강관의 선단부로부터 경도 상승 위치까지의 거리, 강관의 선단부로부터 굽힘 개시 위치까지의 거리 및 위치 A에 있어서의 경도 상승 위치와 위치 B에 있어서의 경도 상승 위치와의 거리를 표 1에 나타낸다.
Figure 112016113981307-pct00001
비교예 1-1에서는, 강관의 선단부로부터 21㎜의 위치에서 가열을 개시하였음에도, 선단부로부터 경도 상승 위치까지의 거리는 35㎜이며, 선단부로부터 굽힘 개시 위치까지의 거리는 54㎜였다.
이에 반해, 실시예 1-1 내지 1-3에서는, 척의 갈고리 및 강관의 최고 도달 온도를 소정의 온도 이하로 억제하고, 강관의 선단부로부터 경도 상승 위치까지의 거리 및 강관의 선단부로부터 굽힘 개시 위치까지의 거리를 비교예 1-1보다도 짧게 할 수 있었다. 한편, 실시예 1-1 내지 1-3에서는, 강관의 선단부로부터 가열 개시 위치까지의 거리를 비교예 1-1보다도 길게 할 수 있었다.
또한, 실시예 1-1 내지 1-3에서는, 위치 A에 있어서의 경도 상승 위치와 위치 B에 있어서의 경도 상승 위치의 거리를, 비교예 1-1보다도 짧게 할 수 있었다.
[실시예 2]
외경 31.8㎜, 두께 2.0㎜의 개구단부를 갖는 강관에 대하여 3DQ에 의한 굽힘 가공을 행하고, 강관의 길이 방향 중앙부에 S자 형상의 굴곡부를 형성하였다. 굽힘 가공을 행한 후의 강관의 길이 방향 중앙부의 경도는, 520Hv였다. 강관의 대표적인 화학 조성으로서는, C의 함유량이 0.22 질량%, Mn의 함유량이 1.25 질량%였다. 또한, 실시예 2는 제2 실시 형태에 대응하는 실시예이다.
유도 가열 장치로서는, 2턴 코일을 사용하였다. 강관의 이송 속도는 일정 속도로 하고, 80㎜/초로 하였다. 강관의 최고 도달 온도가 1000℃가 되도록, 유도 가열 장치에는 일정한 고주파 전력량(142kW)을 공급하였다.
상술한 조건 하에서, 강관의 후단부 근방에 대하여 굽힘 가공을 행할 때에, 강관의 후단부를 파지하는 척의 갈고리가 500℃ 넘게 가열되지 않고, 강관이 1100℃ 넘게 가열되지 않고, 또한 강관의 후단부에 형성되는 미?칭부의 폭 치수를 가능한 한 작게 하기 위한 조건을 조사하였다.
구체적으로는, 실시예 및 비교예에 있어서, 강관의 후단부를 파지하는 척 갈고리의 최고 도달 온도, 강관의 최고 도달 온도, 강관의 가열 종료 위치에서 후단부까지의 거리(거리 G), 강관의 경도 저하 위치에서 후단부까지의 거리(거리 H), 강관의 굽힘 종료 위치에서 후단부까지의 거리 및 위치 A에 있어서의 경도 저하 위치와 위치 B에 있어서의 경도 저하 위치와의 거리를 구하였다.
(실시예 2-1)
실시예 2-1에서는, 강관의 유도 가열, 냉각 및 이송을 행하고 있는 상태로부터 이송만을 정지하고, 이송 정지로부터 0.15초 후에 유도 가열 장치로의 고주파 전력의 공급을 정지하였다.
도 20의 (a)에, 실시예 2-1의 유도 가열 장치에 공급되는 고주파 전력량(종축)을 시간(횡축)에 대하여 나타냈다. 도 20의 (b)에, 실시예 2-1에 있어서의 강관의 이송 속도(종축)를 시간(횡축)에 대하여 나타냈다.
(실시예 2-2)
실시예 2-2에서는, 강관의 유도 가열, 냉각 및 이송을 행하고 있는 상태로부터, 이송 속도를 3분의 1로 감속하고, 이송 속도의 감속으로부터 0.06초 후에 유도 가열 장치로의 고주파 전력의 공급을 정지하였다.
도 20의 (c)에, 실시예 2-2의 유도 가열 장치에 공급되는 고주파 전력량(종축)을 시간(횡축)에 대하여 나타냈다. 도 20의 (d)에, 실시예 2-2에 있어서의 강관의 이송 속도(종축)를 시간(횡축)에 대하여 나타냈다.
(실시예 2-3)
실시예 2-3에서는, 강관의 유도 가열, 냉각 및 이송을 행하고 있는 상태로부터, 유도 가열 장치에 공급되는 고주파 전력을 2배로 증가시키고, 유도 가열 장치로의 고주파 전력의 공급 증가로부터 0.1초 후에 유도 가열 장치로의 고주파 전력의 공급을 정지하였다. 또한, 실시예 2-3에서는, 강관의 이송은 일정한 이송 속도로 행하였다.
도 20의 (e)에, 실시예 2-3의 유도 가열 장치에 공급되는 고주파 전력량(종축)을 시간(횡축)에 대하여 나타냈다. 도 20의 (f)에, 실시예 2-3에 있어서의 강관의 이송 속도(종축)를 시간(횡축)에 대하여 나타냈다.
(비교예 2-1)
비교예 2-1에서는, 강관의 유도 가열, 냉각 및 이송을 행하고 있는 상태로부터, 유도 가열 장치로의 고주파 전력의 공급을 정지하였다. 또한, 비교예 2-1에서는, 강관의 이송은 일정한 이송 속도로 행하였다.
도 21의 (a)에, 비교예 2-1의 유도 가열 장치에 공급되는 고주파 전력량(종축)을 시간(횡축)에 대하여 나타냈다. 도 21의 (b)에, 비교예 2-1에 있어서의 강관의 이송 속도(종축)를 시간(횡축)에 대하여 나타냈다.
실시예 2-1 내지 2-3 및 비교예 2-1의 결과를 표 2에 나타낸다.
Figure 112016113981307-pct00002
표 2에 나타낸 바와 같이, 실시예 2-1 내지 2-3에서는, 척 갈고리의 최고 도달 온도가 500℃ 이하이고, 강관의 최고 도달 온도가 1100℃ 이하였다. 또한, 실시예 2-1 내지 2-3에서는, 비교예 2-1에 비하여, 강관의 경도 저하 위치에서 후단부까지의 거리(거리 H) 및 강관의 굽힘 종료 위치에서 후단부까지의 거리가 짧아지고 있으며, 굽힘 부재의 제조에 있어서의 생산성 및 경제성이 향상되고 있었다. 또한, 실시예 2-1 내지 2-3에서는, 비교예 2-1에 비하여, 강관의 가열 종료 위치에서 후단부까지의 거리(거리 G)를 길게 할 수 있었다.
또한, 실시예 2-1 내지 2-3에서는, 비교예 2-1에 비하여, 위치 A에 있어서의 경도 저하 위치와 위치 B에 있어서의 경도 저하 위치와의 거리가 짧게 되어 있고, 강관의 굽힘 가공을 실시할 때에, 강관의 주위 방향으로 균일하게 ?칭되어 있는 것을 알 수 있었다.
[실시예 3]
외경 31.8㎜, 두께 2.6㎜의 개구단부를 갖는 강관에 대하여 3DQ에 의한 굽힘 가공을 행하였다. 유도 가열 장치로서는, 2턴 코일을 사용하였다. 또한, 실시예 3은 제3 실시 형태에 대응하는 실시예이다.
상술한 조건 하에서, 실시예 및 비교예에 있어서, 강관의 선단부 및 후단부 이외의 위치에 제1 가열부를 형성하고, 제1 가열부보다도 상류측의 위치에 제2 가열부를 형성하고, 제1 가열부와 제2 가열부 사이에 미?칭부를 형성하고, 미?칭부의 폭 치수 및 모재 경도부의 형성 상황을 조사하였다.
(실시예 3-1)
실시예 3-1에서는, 강관에 대하여 유도 가열, 냉각 및 이송을 행하고 있는 상태로부터, 유도 가열만을 정지했다[도 26의 (b)의 (1)]. 또한, 실시예 3-1 내지 3-3에서는, 유도 가열 장치에 공급되는 고주파 전력량을 154kW로 하였다. 또한, 실시예 3-1에 있어서 강관을 보낼 때의 이송 속도는 80㎜/초로 하였다.
강관에 대한 유도 가열을 정지하고 나서 강관이 15㎜ 하류로 이송된 시점에서 강관에 대한 유도 가열을 재개함과 함께, 강관의 이송을 정지했다[도 26의 (b)의 (3)]. 강관의 이송을 정지하고 나서 0.15초 후에, 강관의 이송을 재개했다[도 26의 (b)의 (4)].
(실시예 3-2)
실시예 3-2에서는, 강관에 대하여 유도 가열, 냉각 및 이송을 행하고 있는 상태로부터, 유도 가열만을 정지했다[도 27의 (b)의 (1)]. 이 시점에서의 강관의 이송 속도는 80㎜/초로 하였다.
강관에 대한 유도 가열을 정지하고 나서 강관이 13㎜ 하류로 이송된 시점에서 강관에 대한 유도 가열을 재개함과 함께, 강관의 이송 속도를 80㎜/초에서 10㎜/초로 감속시켰다[도 27의 (b)의 (3)]. 강관의 이송 속도의 감속으로부터 0.15초 후에, 강관의 이송 속도를 10㎜/초에서 80㎜/초로 가속시켰다[도 27의 (b)의 (5)].
(실시예 3-3)
실시예 3-3에서는, 강관에 대하여 유도 가열(유도 가열 장치에 공급되는 고주파 전력량은 154kW), 냉각 및 이송을 행하고 있는 상태로부터, 유도 가열만을 정지했다[도 28의 (b)의 (1)]. 또한, 실시예 3-3에서의 강관의 이송 속도는, 항상 80㎜/초로 하였다.
강관에 대한 유도 가열을 정지하고 나서 강관이 13㎜ 하류로 이송된 시점에서, 유도 가열 장치에 공급되는 고주파 전력량을 308kW로 하는 유도 가열을 개시했다[도 28의 (b)의 (3)]. 유도 가열 장치에 공급되는 고주파 전력량을 308kW로 하는 유도 가열을 개시하고 나서 0.15초 후에, 유도 가열 장치에 공급되는 고주파 전력량을 154kW로 내렸다[도 28의 (b)의 (4)].
(비교예 3-1 내지 3-4)
비교예 3-1 내지 3-4에서는, 강관에 대하여 유도 가열(유도 가열 장치에 공급되는 고주파 전력량은 200kW), 냉각 및 이송을 행하고 있는 상태로부터, 유도 가열만을 정지하였다. 강관에 대한 유도 가열을 정지하고 나서 강관이 하류 방향으로 소정 거리 이송된 시점에서, 강관에 대한 유도 가열을 재개하였다. 유도 가열을 정지하고 나서 재개할 때까지의 동안에, 강관이 하류 방향으로 이송되는 거리를 가열 정지 구간이라 호칭한다.
비교예 3-1 내지 3-4에서는, 가열 정지 구간의 거리가 상이하다. 각 비교예에 있어서의 가열 정지 구간의 거리는, 비교예 3-1 : 25㎜, 비교예 3-2 : 10㎜, 비교예 3-3 : 5㎜, 비교예 3-4 : 2㎜였다. 비교예 3-1 내지 3-4에 있어서의 경도 분포를 도 24에 나타냈다.
또한, 비교예 3-1 내지 3-4에 있어서의 강관의 이송 속도는, 항상 70㎜/초로 하였다.
실시예 3-1 내지 3-3 및 비교예 3-1 내지 3-4의 굽힘 부재의 제조 방법에 의해 형성된 미?칭부의 폭과 모재 경도부의 형성 상황을 표 3에 나타냈다.
Figure 112016113981307-pct00003
표 3에 나타낸 바와 같이, 실시예 3-1 내지 3-3에서는 비교예 3-1 내지 3-4에 비하여, 형성되는 미?칭부의 폭을 작게 할 수 있었다. 또한, 실시예 3-1 내지 3-3에서는 모재 경도부를 형성할 수 있었지만, 비교예 3-2 내지 3-4에서는 모재 경도부를 형성할 수 없었다.
[산업상 이용 가능성]
상기 각 실시 형태에 의하면, 강재의 선단부를 파지하는 척의 피로 파괴를 방지할 수 있음과 함께 생산성 및 경제성이 우수한 굽힘 부재의 제조 방법 및 강재의 열간 굽힘 가공 장치를 제공할 수 있다.
0 : 열간 굽힘 가공 장치
1 : 강관
1a : 가열부
1b : 선단부
1c : 구부러짐부
1d : 후단부
2 : 지지 장치(지지 기구)
3 : 이송 장치(이송 기구)
4 : 가동 롤러 다이스
4a : 롤 쌍
5 : 유도 가열 장치(유도 가열 기구)
6 : 냉각 장치(냉각 기구)
9 : 구동 장치(구동 기구)
10 : 척
10a : 대경부
10b : 소경부(갈고리)
11 : 척
11a : 대경부
11b : 소경부(갈고리)
26 : 제1 온도 측정 기구
27 : 형상 측정 기구
28 : 제2 온도 측정 기구
29 : 제어부

Claims (14)

  1. 개구단부를 갖는 긴 강재의 길이 방향의 일단부를 척에 의해 파지하는 파지 공정과;
    상기 파지 공정 후의 상기 강재를, 상기 일단부를 선두로 해서 상기 길이 방향을 따라서 이송하는 이송 공정과;
    상기 강재의 상기 길이 방향의 일부분을 고주파 유도 가열해서 가열부를 형성하는 가열 공정과;
    상기 척을 삼차원 방향으로 이동시킴으로써 상기 가열부에 굽힘 모멘트를 부여하는 굽힘 공정과;
    상기 굽힘 공정 후의 상기 가열부에 냉각 매체를 분사해서 냉각하는 냉각 공정을 갖고,
    상기 척 갈고리의 가열 온도가 500℃ 이하가 되는 제1 조건과,
    상기 굽힘 공정에서 상기 굽힘 모멘트를 부여할 때의 상기 가열부의 가열 온도가 Ac3점 초과가 되는 제2 조건과,
    상기 강재의 최고 도달 온도가 상기 강재의 입자 조대화가 진행되는 온도 이하 또는 인성이 저하되는 온도 이하가 되는 제3 조건, 모두를 만족하도록, 상기 가열 공정에서의 가열량을 제어하고,
    상기 가열 공정의 개시 시에,
    상기 일단부에 상기 가열부를 형성할 때에 가하는 가열량을, 상기 강재의 이송 방향을 따라 본 경우에 상기 일단부의 상류측에 인접하는 상류측 인접 부위보다도 크게 함과 함께,
    상기 척을 상기 냉각 매체에 의해 냉각하는 것을 특징으로 하는, 굽힘 부재의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 가열 공정의 상기 개시 시에, 상기 이송 공정에서의 상기 강재의 상기 길이 방향으로의 이송 속도와, 상기 가열 공정에서 상기 일부분에 부여하는 가열량 중 적어도 한쪽을 변경함으로써,
    상기 일단부에 상기 가열부를 형성할 때에 가하는 상기 가열량을, 상기 상류측 인접 부위보다도 크게 하는 것을 특징으로 하는, 굽힘 부재의 제조 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 가열 공정의 상기 개시 시로부터 소정 시간 후에 상기 이송 공정을 개시함으로써,
    상기 일단부에 상기 가열부를 형성할 때에 가하는 상기 가열량을, 상기 상류측 인접 부위보다도 크게 하는 것을 특징으로 하는, 굽힘 부재의 제조 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 강재의 상기 길이 방향에 있어서의 복수 개소에서 온도를 측정하는 온도 측정 공정을 더 갖고 ;
    상기 이송 공정에 있어서, 상기 온도 측정 공정에서 얻어진 온도 측정 결과에 기초하여, 상기 강재의 상기 길이 방향으로의 이송 속도를 결정하는 것을 특징으로 하는, 굽힘 부재의 제조 방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 강재에 있어서의 상기 길이 방향의 타단부에 상기 가열부를 형성할 때에 가하는 가열량을, 상기 강재의 상기 이송 방향을 따라 본 경우에 상기 타단부의 하류측에 인접하는 하류측 인접 부위보다도 크게 하는 것을 특징으로 하는, 굽힘 부재의 제조 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 가열 공정의 상기 고주파 유도 가열을 정지하기 전에, 상기 이송 공정에서의 상기 강재의 상기 길이 방향으로의 이송 속도와 상기 가열 공정에서의 가열량 중 적어도 한쪽을 변경함으로써,
    상기 타단부에 상기 가열부를 형성할 때에 가하는 상기 가열량을, 상기 하류측 인접 부위보다도 크게 하는 것을 특징으로 하는, 굽힘 부재의 제조 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 가열 공정의 상기 고주파 유도 가열을 정지하기 전에, 상기 이송 공정에서의 상기 강재의 이송을 정지함으로써,
    상기 타단부에 상기 가열부를 형성할 때에 가하는 상기 가열량을, 상기 하류측 인접 부위보다도 크게 하는 것을 특징으로 하는, 굽힘 부재의 제조 방법.
  8. 삭제
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 가열 공정이,
    상기 강재의 상기 일단부 및 타단부 사이의 위치에 제1 가열부를 형성하는 제1 가열 공정과 ;
    상기 강재 상의 상기 제1 가열부보다도 상류측의 위치에 제2 가열부를 형성하는 제2 가열 공정과 ;
    상기 제1 가열 공정과 상기 제2 가열 공정 사이에, 상기 고주파 유도 가열을 정지함으로써, 상기 제1 가열부와 상기 제2 가열부 사이의 위치에 미?칭부를 형성하는 가열 정지 공정을 갖고,
    상기 제2 가열 공정의 개시 시에, 상기 제1 가열부에 부여하는 가열량보다도 큰 가열량을 상기 제2 가열부에 부여하는 것을 특징으로 하는, 굽힘 부재의 제조 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 길이 방향을 따라서 본 경우에, 상기 미?칭부의 폭 치수를, 상기 고주파 유도 가열에 의한 가열 폭의 0.15배 이상 1.40배 이하로 하는 것을 특징으로 하는, 굽힘 부재의 제조 방법.
  11. 개구단부를 갖는 긴 강재의 길이 방향 일단부를 파지하는 척과;
    상기 척을 3차원 방향으로 이동시키는 구동 기구와;
    상기 강재를, 상기 일단부를 선두로 해서 상기 길이 방향을 따라서 이송하는 이송 기구와;
    상기 강재의 상기 길이 방향의 일부분을 고주파 유도 가열해서 가열부를 형성하는 유도 가열 기구와;
    상기 가열부에 냉각 매체를 분사해서 냉각하는 냉각 기구와;
    상기 척, 상기 구동 기구, 상기 이송 기구, 상기 유도 가열 기구 및 상기 냉각 기구를 제어하는 제어부를 구비하고,
    상기 제어부가,
    상기 유도 가열 기구에 의해 상기 일단부에 상기 가열부를 형성할 때의 가열량을, 상기 강재의 이송 방향을 따라 본 경우에 상기 일단부의 상류측에 인접하는 상류측 인접 부위보다도 크게 함과 함께,
    상기 냉각 기구에 의해 상기 척을 상기 냉각 매체에 의해 냉각하도록 제어하고, 또한, 상기 유도 가열 기구에 의해 상기 강재의 상기 일단부 및 타단부 사이의 위치에 제1 가열부가 형성되고, 상기 강재 상의 상기 제1 가열부보다도 상류측의 위치에 제2 가열부가 형성되고, 상기 제1 가열부와 상기 제2 가열부 사이의 위치에 미?칭부가 형성되도록 제어하는 것을 특징으로 하는, 강재의 열간 굽힘 가공 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 제어부가,
    상기 유도 가열 기구에 의해 상기 강재에 있어서의 상기 길이 방향의 타단부에 상기 가열부를 형성할 때에 가하는 가열량을, 상기 이송 방향을 따라 본 경우에 상기 타단부의 하류측에 인접하는 하류측 인접 부위보다도 크게 하도록 제어하는 것을 특징으로 하는, 강재의 열간 굽힘 가공 장치.
  13. 삭제
  14. 제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 일단부의 온도를 측정하는 제1 온도 측정 기구와, 상기 가열부의 온도를 측정하는 제2 온도 측정 기구와, 상기 일단부의 외형 변형량을 측정하는 형상 측정 기구 중 적어도 1개를 더 구비하고,
    상기 일단부의 상기 온도와 상기 가열부의 상기 온도와 상기 일단부의 상기 외형 변형량 중 적어도 1개가 미리 정한 범위 내가 되도록,
    상기 제어부가 상기 이송 기구 및 상기 유도 가열 기구 중 적어도 한쪽을 제어하는 것을 특징으로 하는, 강재의 열간 굽힘 가공 장치.
KR1020167032528A 2014-05-27 2015-05-27 굽힘 부재의 제조 방법과 강재의 열간 굽힘 가공 장치 KR101950563B1 (ko)

Applications Claiming Priority (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2014-109361 2014-05-27
JP2014109361 2014-05-27
JPJP-P-2014-209052 2014-10-10
JP2014209052 2014-10-10
JPJP-P-2014-245639 2014-12-04
JP2014245639 2014-12-04
PCT/JP2015/065277 WO2015182666A1 (ja) 2014-05-27 2015-05-27 曲げ部材の製造方法と鋼材の熱間曲げ加工装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160146903A KR20160146903A (ko) 2016-12-21
KR101950563B1 true KR101950563B1 (ko) 2019-02-20

Family

ID=54698989

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020167032528A KR101950563B1 (ko) 2014-05-27 2015-05-27 굽힘 부재의 제조 방법과 강재의 열간 굽힘 가공 장치

Country Status (7)

Country Link
US (1) US10543519B2 (ko)
EP (1) EP3150296A4 (ko)
JP (1) JP6245358B2 (ko)
KR (1) KR101950563B1 (ko)
CN (1) CN106413934B (ko)
RU (1) RU2661978C2 (ko)
WO (1) WO2015182666A1 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3677489A4 (en) * 2017-09-01 2021-04-07 Nippon Steel Corporation HOLLOW ELEMENT
CN108273889B (zh) * 2018-01-22 2023-06-23 南昌航空大学 一种小弯曲半径管差温推弯成形的方法及装置
CN114346021A (zh) * 2021-12-16 2022-04-15 南京航空航天大学 一种难变形材料管材的差温自由弯曲成形装置和方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008023573A (ja) * 2006-07-24 2008-02-07 Sumitomo Metal Ind Ltd 金属材の熱間曲げ加工装置の制御方法及び制御装置、並びにこれらを用いた熱間曲げ加工製品の製造方法、熱間曲げ加工製品

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU119774A1 (ru) 1957-07-01 1958-11-30 И.Ф. Богачев Способ гибки труб и устройство дл осуществлени этого способа
JPS52141408A (en) 1976-05-21 1977-11-25 Daiichi Koshuha Kogyo Kk Method of determining time for starting motion in induction heating of travelling ferromagnetic metallic material
JPS5645220A (en) * 1979-09-21 1981-04-24 Dai Ichi High Frequency Co Ltd Bending method for metallic pipe
JPS56134022A (en) * 1980-03-24 1981-10-20 Hitachi Ltd Pipe bending method
EP0045470B1 (fr) * 1980-08-05 1986-01-29 STEIN INDUSTRIE Société anonyme dite: Procédé et dispositif de cintrage d'un élément métallique allongé
JPS6044054B2 (ja) 1982-09-03 1985-10-01 第一高周波工業株式会社 金属曲管の製造方法
JPS6218245A (ja) 1985-07-18 1987-01-27 Japan Steel Works Ltd:The 真空プレス方法
JPH01249224A (ja) * 1988-03-29 1989-10-04 Komatsu Ltd 湾曲した鋳鉄管の製造方法
JPH06277764A (ja) 1993-03-30 1994-10-04 Mazda Motor Corp 金属部材の曲げ加工装置
EP1857195B8 (en) 2005-03-03 2014-07-30 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation Method for bending metal material and bent product
US8919171B2 (en) * 2005-03-03 2014-12-30 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation Method for three-dimensionally bending workpiece and bent product
CA2750206C (en) 2009-01-21 2013-10-15 Sumitomo Metal Industries, Ltd. Bent metal member and a method for its manufacture
ES2517315T3 (es) * 2009-05-19 2014-11-03 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation Dispositivo de curvado
ES2560443T3 (es) * 2009-05-19 2016-02-19 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation Aparato de curvado

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008023573A (ja) * 2006-07-24 2008-02-07 Sumitomo Metal Ind Ltd 金属材の熱間曲げ加工装置の制御方法及び制御装置、並びにこれらを用いた熱間曲げ加工製品の製造方法、熱間曲げ加工製品

Also Published As

Publication number Publication date
KR20160146903A (ko) 2016-12-21
JPWO2015182666A1 (ja) 2017-04-20
RU2016146105A (ru) 2018-06-27
US20170197237A1 (en) 2017-07-13
RU2016146105A3 (ko) 2018-06-27
JP6245358B2 (ja) 2017-12-13
EP3150296A1 (en) 2017-04-05
CN106413934A (zh) 2017-02-15
WO2015182666A1 (ja) 2015-12-03
EP3150296A4 (en) 2018-02-07
CN106413934B (zh) 2018-10-12
US10543519B2 (en) 2020-01-28
RU2661978C2 (ru) 2018-07-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4825019B2 (ja) 金属材の曲げ加工方法、曲げ加工装置および曲げ加工設備列、並びにそれらを用いた曲げ加工製品
EP2433722B1 (en) Bending device
KR101950563B1 (ko) 굽힘 부재의 제조 방법과 강재의 열간 굽힘 가공 장치
JP2012197488A (ja) 熱処理鋼材又は曲げ部材の製造装置及び製造方法
JP5822285B2 (ja) 熱間三次元曲げ加工装置
WO2016079998A1 (en) Heating method, heating apparatus, and fabrication method for press-molded article
WO2016031970A1 (ja) 曲げ部材の製造方法及び鋼材の熱間曲げ加工装置
JP6032607B2 (ja) 鋼管の熱間加工装置
JP6992680B2 (ja) ３次元熱間曲げ焼入れ装置および焼入れ方法
CN112496072A (zh) 一种钛合金u形薄壁型材及其制备方法
JP6750226B2 (ja) ３次元熱間曲げ焼入れ装置、３次元熱間曲げ焼入れ加工部材の製造方法、および自動車用構造部材の製造方法
JP6655879B2 (ja) 管体を内面から把持可能なチャック、これを備える曲げ加工装置、および、このチャックによる管体の把持方法
JPS6297718A (ja) 二相ステンレス鋼管の熱間マンドレル曲げ加工法
JP2011200928A (ja) 加工製品の製造装置
JP2011230150A (ja) 加工製品の製造方法及び製造装置
AU2013216653A1 (en) Bending apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
AMND Amendment
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant