KR102312107B1

KR102312107B1 - 성형체 제조 방법

Info

Publication number: KR102312107B1
Application number: KR1020187036171A
Authority: KR
Inventors: 토마스 그로쎄뤼쉬캄프; 미햐엘 괴버트; 토마스 플뢰트
Original assignee: 티센크루프 스틸 유럽 악티엔게젤샤프트; 티센크룹 악티엔게젤샤프트
Priority date: 2016-05-18
Filing date: 2017-05-11
Publication date: 2021-10-15
Also published as: CN109475914A; US20190151923A1; DE102016208462A1; CA3021235C; KR20190008886A; CA3021235A1; MX2018014092A; DE102016208462B4; JP2019514699A; WO2017198544A1; EP3458207A1

Abstract

본 발명은 성형체(15, 15') 제조 방법에 관한 것으로서, 하기 단계: 예비성형되거나 원형 블랭크 형태인 강재 소재의 반제품(1)을 제공하는 단계; 상기 반제품(1)의 적어도 특정 영역을 제1 온도로 가열하는 단계; 제1 작업 단계 및/또는 공구(7)에서 롤러 스피닝을 이용하여 상부 기하구조 요소를 갖는 예비성형체(3)를 생성하기 위해 적어도 특정 영역에서 온간 상태인 반제품(1) 상에 허브(8)를 성형하는 단계; 상부 기하구조 요소를 갖는 예비성형체(3)의 적어도 특정 영역을 제2 온도로 가열 또는 재가열하는 단계; 제2 작업 단계 및/또는 공구(12)에서 롤러 스피닝을 이용하여 상부 기하구조 요소 및 하나 이상의 하부 기하구조 요소를 갖는 예비성형체(11)를 생성하기 위해, 적어도 특정 영역에서 온간 상태인 상부 기하구조 요소를 갖는 예비성형체(3) 상에 종형 부재(14)를 성형하는 단계; 상기 예비성형체(11)를 적어도 특정 영역에서 제3 온도로 가열 또는 재가열하는 단계; 제3 작업 단계 및/또는 공구(16, 20)에서 성형체(15, 15')를 생성하기 위해 적어도 특정 영역에서 온간 상태인 예비성형체(11)를 프로파일링하는 단계;를 포함한다.

Description

성형체 제조 방법

본 발명은 성형체(formed body) 제조 방법에 관한 것이다.

특히 롤러 스피닝을 이용하여 성형체를 제조하는 방법은 종래 기술에 속한다. 예를 들어 문헌 US 2001/0035036 A1호에는, 허브를 갖는 부품이 롤러 스피닝을 이용하여 원형 블랭크로부터 제조되는, 회전 대칭 부품을 제조하는 방법이 기술되어 있다. 또 다른 문헌 DE 10 2013 101 555 B3호 및 DE 10 2013 106 268 A1호로부터 예를 들어 롤러 스피닝을 이용하여 조인트 저널 또는 차축 저널을 제조하는 방법이 공지되어 있으며, 여기서는 다단 롤러 스피닝 공정에 의해 실질적으로 편평한 강재 블랭크로부터 상응하는 성형체가 제조된다. 상기 방법들의 공통점은, 대량 성형을 위해 높은 성형력이 요구되고 그에 상응하게 치수 설계된 롤러 스피닝 시스템이 필요하다는 것이다.

종래 기술에서 비롯하여, 본 발명의 과제는 종래의 롤러 스피닝에 비해서 감소된 성형력을 사용하는 방법을 제공하는 것이다.

상기 과제는 하기 단계를 포함하는 방법에 의해 해결된다:

- 원형 블랭크 형태의 또는 예비성형된, 강재 소재의 반제품을 제공하는 단계;

- 상기 반제품의 적어도 특정 영역을 제1 온도로 가열하는 단계;

- 제1 작업 단계 및/또는 공구에서 롤러 스피닝을 이용하여 상부 기하구조 요소를 갖는 예비성형체(preform)를 생성하기 위해, 적어도 특정 영역에서 온간 상태인 반제품 상에 허브를 성형하는 단계;

- 상부 기하구조 요소를 갖는 예비성형체를 적어도 특정 영역에서 제2 온도로 가열 또는 재가열하는 단계;

- 제2 작업 단계 및/또는 공구에서 롤러 스피닝을 이용하여 하나의 상부 기하구조 요소 및 하나 이상의 하부 기하구조 요소를 갖는 예비성형체를 생성하기 위해, 상부 기하구조 요소를 가지며 적어도 특정 영역에서 온간 상태인 예비성형체 상에 종형(bell-shaped) 부재를 성형하는 단계;

- 상기 예비성형체를 적어도 특정 영역에서 제3 온도로 가열 또는 재가열하는 단계;

- 제3 작업 단계 및/또는 공구에서 성형체를 생성하기 위해 적어도 특정 영역에서 온간 상태인 예비성형체를 프로파일링하는 단계.

특히 성형 및/또는 프로파일링 이전에 피가공물이 특정 온도로 가열될 때, 종래의 롤러 스피닝에 비해 성형력이 감소할 수 있는 것으로 판명되었다. 본 발명에 따른 방법의 제1 실시예에 따르면, 제1 온도 및/또는 제2 온도는 200℃ 내지 700℃, 특히 250℃ 내지 580℃이다. 따라서, 특히 200℃ 이상, 바람직하게 250℃ 이상의 온도에서는 특히 반제품 상에 허브를 성형하거나, 그리고/또는 예비성형체 상에 종형 부재를 성형할 때 종래의 롤러 스피닝에 비해서 더 작은 성형력이 요구되는데, 그 이유는 온도가 상승할수록 재료가 더 연화됨에 따라 더 쉽게 성형될 수 있기 때문이다. 경화 가능한 강재의 바람직한 사용 시, 재료 내의 예를 들어 (부분) 오스테나이트에서의 조직 변화를 실질적으로 억제하기 위해, 온도가 합금 원소에 따라 최대 700℃, 특히 최대 580℃로 제한된다. 제1 온도와 제2 온도는 동일하거나 상이할 수 있으며, 바람직하게는 재료 및 사용 공구 및/또는 성형 정도에 따라, 상기 온도 범위 내에서 선택될 수 있다.

본 발명에 따른 방법의 추가 실시예에 따르면, 제3 온도는 400℃ 내지 1000℃, 특히 480℃ 내지 950℃이다. 생성될 성형체를 프로파일링하기 위한 성형력이 종래의 롤러 스피닝에 비해서 작은 것 외에도, 본 발명에 따른 방법의 한 바람직한 실시예에 따라 성형체는 프로파일링 도중에 또는 그 이후에 적어도 특정 영역에서 경화될 수 있다. 프로파일링 도중의 경화에 대한 전제로서, 제3 온도는 부분 오스테나이트화를 위해 Ac1 이상이고, 바람직하게는 완전한 오스테나이트화를 위해 Ac3 이상이어야 한다. 대안적으로, 경화가 시간상 프로파일링 이후에 수행될 수 있으며, 이 경우 제3 온도는 최대 700℃, 특히 최대 580℃로 제한된다. 그로 인해 본 발명에 따른 방법의 한 대안적 실시예에 따라, 성형체 상에 적어도 특정 영역에서, 특히 종형 부재의 내부 영역에서 경계층 경화가 수행될 수 있다. 특히 바람직하게는, 템퍼링된 상태에서 50HRC 이상의 경도를 갖는 경화 가능한 강재가 사용된다. 강재는 하기 합금 성분비(중량%)로 구성되는 것이 바람직하다:

0.15 <= C <= 0.8,

0.1 <= Si <= 1.2,

0.3 <= Mn <= 1.8,

0.1 <= Cr <= 1.8,

0.05 <= Mo <= 0.6,

0.05 <= Ni <= 3.0,

0.0005 <= B <= 0.01,

Al <= 0.15,

Ti <= 0.04,

P <= 0.04,

S <= 0.03,

N <= 0.03,

철 잔류물 및 불가피한 오염물. HRC는 록웰 경도이며, 경도 시험은 DIN EN ISO 6508-1에 규정되어 있다.

본 발명에 따른 방법의 추가 실시예에 따르면, 성형 중에 제1 작업 단계 및/또는 공구에서의 반제품; 및/또는 제2 작업 단계 및/또는 공구에서의 상부 기하구조 요소를 갖는 예비성형체;가 능동적으로 온도 제어된다. 그로 인해, 온간 상태의 피가공물의 삽입 또는 배치 이후에도, 저온 공구에 비해 피가공물의 급속 냉각이 회피될 수 있도록 적절하게 배치되고 그리고/또는 통합된 수단에 의해, 상기 피가공물이 공구 내에서 미리 결정된 온도로 유지되는 점이 보장될 수 있다.

본 발명에 따른 방법의 추가 실시예에 따르면, 성형 및/또는 프로파일링은 각각 단일의 또는 복수의 작업 단계로 수행될 수 있다. 생성될 성형체의 복잡성에 따라, 단일의 또는 복수의 공구 내에서 희망하는 (예비) 모울드의 생성이 수행될 수 있다.

본 발명에 따른 방법의 한 바람직한 실시예에 따르면, 조인트 저널 또는 차축 저널 형태의 성형체가 제조되고, 제3 공구에서의 프로파일링은 온간 예비성형체의 하부 기하구조 요소 또는 종형 부재의 적어도 특정 영역에서 수행되며, 적어도 궤도 및/또는 볼 레이스(ball race)의 형성 단계를 포함한다. 제3 공구에서의 프로파일링은 롤러 스피닝을 이용하여 수행될 수 있으며, 이 경우 프로파일링은 예를 들어 하나 이상의 레스트 바(rest bar) 및/또는 하나 이상의 프로파일링 롤러에 의해 수행되거나, 추가적으로 또는 대안적으로 예를 들어 하나 이상의 성형 슬라이드 요소를 갖는 프로파일링 공구에서 수행된다.

본 발명에 따른 방법의 추가 실시예에 따르면, 가열은 유도식으로 이루어진다. 유도식 열원은 간단하게 경제적으로 작동될 수 있고, 피가공물을 적어도 특정 영역에서 가열할 수 있으며, 특히 열처리 깊이가 목표한 대로 비교적 간단하게 제어될 수 있다. 각각의 피가공물의 가열은 각각의 공구에 배치되거나 삽입되기 전에, 그리고/또는 각각의 작업 단계를 수행하기 전에 수행되는 것이 바람직하다. 대안적으로, 예를 들어 노 내에서 피가공물을 가열하는 경우와 같이, 다른 열원도 고려될 수 있다. 공구 외부에서의 가열이 특히 바람직하며, 그로 인해 주기율(cycle rate)이 증가할 수 있다.

이하에서 본 발명은 몇 가지 실시예에 기초하여 도시된 도면을 토대로 더 상세하게 설명될 것이다. 동일한 부재들에는 동일한 참조 부호가 부여된다.
도 1은 반제품을 가열하는 시점에서의 실시예의 개략도이다.
도 2는 상부 기하구조 요소를 갖는 예비성형체를 생성하는 시점에서의 실시예의 개략도이다.
도 3은 상부 기하구조 요소를 갖는 예비성형체를 가열하는 시점에서의 실시예의 개략도이다.
도 4는 상부 기하구조 요소 및 하나 이상의 하부 기하구조 요소를 갖는 예비성형체를 생성하는 시점에서의 실시예의 개략도이다.
도 5는 상부 기하구조 요소 및 하나 이상의 하부 기하구조 요소를 갖는 예비성형체를 가열하는 시점에서의 실시예의 개략도이다.
도 6은 성형체를 생성하는 시점에서의 제1 실시예의 개략도이다.
도 7은 성형체를 생성하는 시점에서의 제2 실시예의 개략도이다.

본 발명에 따른 방법의 제1 단계에서는, 강재, 예를 들어 열간압연된 붕소 합금 강재의 원형 반제품(1)이 제공된다. 종래의 롤러 스피닝에 비해서 성형력을 감소시키기 위해, 피가공물/반제품(1)은, 특히 반제품(1)이 제1 작업 단계에서 처리되고 그리고/또는 제1 공구(7)에 삽입되거나 배치되기 전에, 적어도 특정 영역에서 200℃ 내지 700℃의 제1 온도로 가열된다. 적어도 특정 영역에서의 가열은 인덕터(2)에 의해 유도식으로 이루어지는 것이 바람직하다. 반제품(1)은 예를 들어,그에 상응하게 하나 이상의 인덕터(2)를 구비한 장치에 공급되거나(도 1), 제1 공구(7)에 반제품(1)을 공급하는 (도 1에는 도시되지 않은) 급송 장치 상에 인덕터가 배치될 수 있다.

온간 반제품(1)은 제1 공구(7) 내에 배치되며, 특히 상응하게 형성된 다이(4) 내에 배치된다. 다이(4)는 제1 공구(7) 내에서 능동적으로 회전 가능하도록 배치된다. 온간 반제품(1)이 삽입된 후에, 핀형 블랭크 홀더(5)가 중앙에서 반제품(1)이 장착된 다이(4) 상으로 하강하여, 반제품(1)을 다이(4) 내에서 회전하지 못하도록 고정한다. 하나 이상의 가압 롤러(6, 6')가 회전하는 온간 반제품(1) 상으로 하강되어, 재료를 반경 방향으로 외측으로부터 내측으로 가압하고, 이때 가압된 재료는 먼저 핀형 블랭크 홀더(5) 상에 축적되며, 가압 롤러(6, 6')는 축적된 재료가 추가 공정에서 허브/저널(8)을 생성하기 위해 핀형 블랭크 홀더(5)를 따라서 상향 가압되도록 제어된다. 예를 들어 다이(4)와 연결되며, (회전 화살표로 도시된) 회전 구동을 위한, 여기에는 도시되지 않은 주축 상에 작용하는 측방향 힘이 실질적으로 보상될 수 있도록, 정반대로 배치된 2개의 가압 롤러(6, 6')가 제공되는 것이 바람직하다. 따라서, 상부 기하구조 요소(허브/저널)를 갖는 예비성형체(3)가 롤러 스피닝을 이용하여 제1 작업 단계 및/또는 공구(7)에서 생성된다(도 2). 생성될 예비성형체(3)의 이른 냉각을 방지하기 위해, 다이(4)에 온도 제어 수단이 장착될 수 있다. 예비성형체(3)의 생성 도중에 또는 생성 이후에, 상부 기하구조 요소의 영역에서, (여기에 도시되지 않은) 추가 기능 요소들이 바람직하게 제1 작업 단계에서 또는 하위의 별도의 방법 단계에서, 예를 들어 톱니들에, 특히 허브(8), 홈, 나사산 등의 영역에서 내부 및/또는 외부에, 롤러 스피닝을 이용하여 성형될 수 있다. 또한 다이(4)는, 특히 추가 부품의 수명에 부정적인 영향을 미칠 수 있는, 공구(7)의 추가 부품의 가열을 실질적으로 회피하기 위해, (도시되지 않은) 추가 부품으로부터, 예를 들어 다이(4)에 연결된 제1 공구(7)의 주축으로부터 열적으로 분리될 수 있다.

본 발명에 따른 방법의 추가 단계에서, 상부 기하구조 요소 또는 허브/저널(8)을 갖는 예비성형체(3)는, 특히 상부 기하구조 요소를 갖는 예비성형체(3)가 제2 작업 단계에서 가공되고 그리고/또는 제2 공구(12) 내에 배치되거나 삽입되기 전에, 적어도 특정 영역에서 200℃ 내지 700℃의 제2 온도로 가열된다. 적어도 특정 영역에서의 가열은 인덕터에 의해 유도식으로 수행되는 것이 바람직하다. 상부 기하구조 요소를 갖는 예비성형체(3)가 예를 들어 상응하게 하나 이상의 인덕터(2)를 구비한 장치에 공급되거나(도 3), 제2 공구(12)에 예비성형체(3)를 장착하는 급송 장치(도시되지 않음) 상에 인덕터가 배치될 수 있다.

상부 기하구조 요소를 갖는 온간 예비성형체(3)는 제2 공구(12)로 이송되어, 예를 들어 공구 코어(13)와 블랭크 홀더(9) 사이에 회전하지 않도록 클램핑된다. 공구 코어(13) 및 블랭크 홀더(9)는 제2 공구(12) 내에서 능동적으로 회전 가능하도록 배치되며, 이는 회전 화살표로 표시된다. 상부 기하구조 요소를 구비한, 회전하는 온간 예비성형체(3) 상으로 하나 이상의 가압 롤러(6, 6')가 하강되어, 예비성형체(3)의 허브/저널(8)로부터 나오는 재료를 반경 방향으로 내측으로부터 외측으로 가압하며, 이때 재료는 화살표로 도시된 것처럼 공구 코어(13)를 따라 변위되고, 가압 롤러(6, 6')는 종형 부재(14)가 생성되도록 제어된다. 따라서 상부 기하구조 요소 또는 허브/저널(8)과, 하나 이상의 하부 기하구조 요소 또는 종형 부재(14)를 각각 갖는 예비성형체(11)가 제2 작업 단계 및/또는 제2 공구(12) 내에서 롤러 스피닝을 이용하여 생성된다(도 4). 생성될 예비성형체(11)의 이른 냉각을 방지하기 위해, 공구 코어(13)에 온도 제어 수단이 장착될 수 있다. 또한, 공구 코어(13)는, 특히 추가 부품의 수명에 부정적인 영향을 미칠 수 있는, 공구(12)의 추가 부품의 가열을 실질적으로 회피하기 위해, (도시되지 않은) 추가 부품으로부터, 예를 들어 공구 코어(13)과 연결된 제2 공구(12)의 주축으로부터 열적으로 분리될 수 있다.

본 발명에 따른 방법의 추가 단계에서, 상부 기하구조 요소 또는 허브/저널(8)과, 하나 이상의 하부 기하구조 요소 또는 종형 부재(14)를 각각 갖는 예비성형체(11)는, 특히 상기 예비성형체(11)가 제3 작업 단계에서 가공되고 그리고/또는 제3 공구(16, 20)에 배치되거나 삽입되기 전에, 적어도 특정 영역에서 400℃ 내지 1000℃의 제3 온도로 가열된다. 적어도 특정 영역에서의 가열은 인덕터에 의해, 바람직하게는 도 5에 도시된 바와 같이 외부로부터 특히 예비성형체(11)의 종형 부재(14) 위에 배치되어 종형 부재(14)를 적어도 특정 영역에서 가열하는 환형 인덕터(2')에 의해 유도식으로 수행되는 것이 바람직하다. 대안적으로, 종형 부재를 내부로부터 가열하기 위해, 환형 인덕터가 예비성형체의 종형 부재 내부에 삽입될 수도 있다. 내부로부터 또는 외부로부터 종형 부재의 영역에 선형 인덕터가 배치되어, 적어도 예비성형체의 종형 부재의 영역을 가열할 수도 있다. 상부 기하구조 요소 및 하나 이상의 하부 기하구조 요소를 갖는 예비성형체(11)가 예를 들어 상응하게 하나 이상의 인덕터(2')를 구비한 장치에 공급되거나(도 5), 제3 공구(16, 20)에 상부 기하구조 요소 및 하나 이상의 하부 기하구조 요소를 갖는 예비성형체(11)를 장착하는 (도시되지 않은) 급송 장치 상에 인덕터가 배치될 수 있다.

제1 실시예에 따르면, 상부 기하구조 요소 및 하나 이상의 하부 기하구조 요소를 갖는 온간 예비성형체(11)가 제3 공구(16)로 이송되어, 예를 들어 공구 코어(22) 상에 회전하지 못하게 클램핑된다. 공구 코어(22)는 회전 화살표로 도시된 것처럼 제3 공구(16) 내에서 능동적으로 회전 가능하게 배치된다. 각각 생성될 성형체(15)의 종형 부재(14)의 영역에 외부 윤곽을 갖는 하나 이상의 레스트 바(23) 및/또는 하나 이상의 프로파일링 롤러(17)와; 생성될 성형체(15)의 종형 부재(14)의 영역에 내부 윤곽을 갖는 공구 코어(22);에 의해, 하나 이상의 레스트 바(23) 및/또는 하나 이상의 프로파일링 롤러(17)와 공구 코어(22) 상호간의 작용을 통해, 롤러 스피닝을 이용하여 볼 레이스(24) 및/또는 궤도(25)가 종형 부재(14) 내에 프로파일링된다. 여기에 도시되지 않은 대안으로서, 한편으로 상호 90°만큼 오프셋된 (도시되지 않은) 2개의 지지 롤러를 갖거나 갖지 않는 2개의 레스트 바가 프로파일링을 위해 사용될 수 있거나, 다른 한편으로 상호 90°만큼 오프셋된 2개의 (도시되지 않은) 지지 롤러를 갖거나 갖지 않는 2개 내지 4개의 프로파일링 롤러가 프로파일링을 위해 사용될 수 있다. 프로파일링 도중에 경화가 수행되어야 하는 경우, 예비성형체(11)를 적어도 특정 영역에서 부분 오스테나이트화를 위해 Ac1 이상의 제3 온도로, 바람직하게는 완전한 오스테나이트화를 위해 Ac3 이상으로 가열할 필요가 있다. 프로파일링은, 성형체(15)가 마르텐사이트 변태 개시 온도(Ms)에 도달하여 오스테나이트 조직의 경화 또는 마르텐사이트 조직으로의 변태가 수행되기 전에 실질적으로 완료되어야 한다. 공구(16)의 설계에 따라, 마르텐사이트 변태에 필요한 냉각 속도를 제공할 수 있도록, 적어도 공구 코어(22)에 능동 냉각 수단이 구비될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 온도 제어 수단이 제공될 수도 있다. 대안적으로, 경화가 시간상 프로파일링 이후에 실시될 수 있으며, 이 경우 제3 온도는 최대 700℃, 특히 최대 580℃로 제한된다. 또한, 공구 코어(22)는, 특히 추가 부품의 수명에 부정적인 영향을 미칠 수 있는, 공구(16)의 추가 부품의 가열을 실질적으로 회피하기 위해, (도시되지 않은) 상기 추가 부품으로부터, 예를 들어 공구 코어(22)와 연결된 제3 공구(16)의 주축으로부터 열적으로 분리될 수 있다. 경화는 이후 추가 방법 단계에서 예를 들어 노 내에서의 성형체(15)의 오스테나이트화 및 예를 들어 수조 또는 유조에서의 급냉(quenching)을 통해 실시될 수 있다. 또 다른 대안적 실시예에 따르면, 성형체 상의 적어도 특정 영역에서, 특히 프로파일링된 종형 부재(10)의 내부 영역에서, 바람직하게는 적어도 볼 레이스(24)의 영역에서 경계층 경화가 수행될 수도 있다. 성형체(15)는 하나 이상의 프로파일링된 종형 부재(10)를 갖는 추가 기능 요소를 포함할 수 있는 하나 이상의 허브/저널(8)을 갖는다.

상부 기하구조 요소 및 하나 이상의 하부 기하구조 요소를 갖는 온간 예비성형체(11)는 대안적인 제2 실시예에 따라 제3 공구(20)로 이송되어, 예를 들어 공구 코어(21) 상에 회전하지 못하게 클램핑된다. 공구 코어(21)는 제3 공구(20)에서 회전할 수 없도록 배치된다. 화살표로 도시된 것처럼, 반경 방향으로 변위 가능하고 다이 요소들(19) 사이에 배치되어, 생성될 성형체(15')의 종형 부재(14)의 영역에 외부 윤곽을 갖는 하나 이상의, 바람직하게는 복수의 성형 슬라이드 요소(18)와; 생성될 성형체(15')의 종형 부재(14)의 영역에 내부 윤곽을 갖는 공구 코어(21);에 의해, 하나 이상의 성형 슬라이드 요소(18) 및/또는 하나 이상의 다이 요소(19)와 공구 코어(21) 상호간의 작용을 통해, 종형 부재(14)에 볼 레이스(24') 및/또는 궤도(25')가 프로파일링된다. 하나 이상의 성형 슬라이드 요소(18)의 구동은 예를 들어 기계적으로 상응하게 구성된 슬라이드를 통해 그리고/또는 유압에 의해 실시된다. 경화가 프로파일링 중에 수행되어야 하는 경우에는, 예비성형체(11)를 적어도 특정 영역에서 부분 오스테나이트화를 위해 Ac1 이상의 제3 온도로, 바람직하게는 완전한 오스테나이트화를 위해 Ac3 이상으로 가열할 필요가 있다. 프로파일링은, 오스테나이트 조직의 경화 또는 마르텐사이트 조직으로의 변태가 실시되기 전에, 실질적으로 성형체(15')에서 마르텐사이트 변태 개시 온도(Ms)에 도달하기 전에 완료되어야 한다. 공구(20)의 설계에 따라, 적어도 공구 코어(21)에 마르텐사이트 변태에 필요한 냉각 속도를 제공할 수 있도록 능동 냉각 수단이 구비될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 온도 제어 수단이 제공될 수도 있다. 대안적으로, 경화가 시간상 프로파일링 이후에 실시될 수 있으며, 이 경우 제3 온도는 최대 700℃, 특히 최대 580℃로 제한된다. 또한, 공구 코어(21)는, 특히 추가 부품의 수명에 부정적인 영향을 미칠 수 있는, 공구(20)의 추가 부품의 가열을 실질적으로 회피하기 위해, 상기 (도시되지 않은) 추가 부품으로부터 열적으로 분리될 수 있다. 경화는 이후 추가적인 별도의 방법 단계에서, 예를 들어 노 내에서의 성형체(15')의 오스테나이트화 및 예를 들어 수조 또는 유조에서의 급냉에 의해 수행될 수 있다. 추가의 대안적 실시예에 따르면, 성형체 상의 적어도 특정 영역에서, 특히 프로파일링된 종형 부재(10')의 내부 영역에서, 바람직하게는 적어도 볼 레이스(24')의 영역에서 경계층 경화가 수행될 수도 있다. 성형체(15')는 하나 이상의 프로파일링된 종형 부재(10')를 갖는 추가 기능 요소를 포함할 수 있는 하나 이상의 허브/저널(8)을 갖는다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예에 한정되지 않으며, 오히려 다른, 특히 회전 대칭인, 성형체도 본 발명에 따른 방법에 의해 제조될 수 있다.

1: 반제품
2, 2': 인덕터
3: 상부 기하구조 요소를 갖는 예비성형체
4: 다이
5: 핀형 블랭크 홀더
6, 6': 가압 롤러
7: 제1 공구
8: 상부 기하구조 요소, 허브, 저널
9: 블랭크 홀더
10, 10': 프로파일링된 종형 부재, 하부 프로파일 기하구조 요소
11: 상부 및 하부 기하구조 요소를 갖는 예비성형체
12: 제2 공구
13, 21, 22: 공구 코어
14: 하부 기하구조 요소, 종형 부재
15, 15': 성형체
16, 20: 제3 공구
17: 프로파일링 롤러
18: 성형 슬라이드 요소
19: 다이 요소
23: 레스트 바
24, 24': 볼 레이스
25, 25': 궤도

Claims

성형체(15, 15') 제조 방법이며,
- 원형 블랭크 형태의 또는 예비성형된 강재 소재의 반제품(1)을 제공하는 단계;
- 상기 반제품(1)의 적어도 특정 영역을 제1 온도로 가열하는 단계;
- 롤러 스피닝을 이용하여 상부 기하구조 요소를 갖는 제1 예비성형체(3)를 생성하기 위해, 온간 상태인 반제품(1) 상에 허브(8)를 성형하는 제1 작업 단계;
- 상부 기하구조 요소를 갖는 상기 제1 예비성형체(3)를 적어도 특정 영역에서 제2 온도로 가열 또는 재가열하는 단계;
- 롤러 스피닝을 이용하여 상기 상부 기하구조 요소 및 하나 이상의 하부 기하구조 요소를 갖는 제2 예비성형체(11)를 생성하기 위해, 온간 상태인 제1 예비성형체(3) 상에 종형 부재(14)를 성형하는 제2 작업 단계;
- 상기 제2 예비성형체(11)를 적어도 특정 영역에서 제3 온도로 가열 또는 재가열하는 단계;
- 성형체(15, 15')를 생성하기 위해 온간 상태인 제2 예비성형체(11)를 프로파일링하는 제3 작업 단계;를 포함하고,
성형체(15, 15')는 프로파일링 중에 또는 그 이후에 적어도 특정 영역에서 경화되는 것을 특징으로 하는, 성형체 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 제1 온도 또는 제2 온도는 200℃ 내지 700℃인 것을 특징으로 하는, 성형체 제조 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제3 온도는 400℃ 내지 1000℃인 것을 특징으로 하는, 성형체 제조 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 성형 중에 제1 작업 단계에서의 반제품; 또는 제2 작업 단계에서의 상부 기하구조 요소를 갖는 제1 예비성형체(3);가 능동적으로 온도 제어되는 것을 특징으로 하는, 성형체 제조 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 성형 또는 프로파일링은 각각 단일의 또는 복수의 작업 단계로 수행될 수 있는 것을 특징으로 하는, 성형체 제조 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 조인트 저널 또는 차축 저널 형태의 성형체(15, 15')가 제조되고, 프로파일링은 온간 상태인 제2 예비성형체(11)의 하부 기하구조 요소 또는 종형 부재(14)의 적어도 특정 영역에서 수행되며, 제3 작업 단계에서 적어도 궤도(25, 25') 또는 볼 레이스(24, 24')의 형성 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 성형체 제조 방법.
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제1항 또는 제2항에 있어서, 가열은 유도식으로 실시되는 것을 특징으로 하는, 성형체 제조 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 템퍼링된 상태에서 50HRC 이상의 경도를 갖는 경화 가능한 강재가 사용되는 것을 특징으로 하는, 성형체 제조 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 성형체(15, 15')의 적어도 특정 영역에서 경계층 경화가 수행되는 것을 특징으로 하는, 성형체 제조 방법.