KR102386137B1 - 예비성형된 윤곽을 더 성형하여 부품을 제조하는 방법 - Google Patents

예비성형된 윤곽을 더 성형하여 부품을 제조하는 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102386137B1
KR102386137B1 KR1020197024438A KR20197024438A KR102386137B1 KR 102386137 B1 KR102386137 B1 KR 102386137B1 KR 1020197024438 A KR1020197024438 A KR 1020197024438A KR 20197024438 A KR20197024438 A KR 20197024438A KR 102386137 B1 KR102386137 B1 KR 102386137B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
temperature
edge region
blank
forming
subjected
Prior art date
Application number
KR1020197024438A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20190120205A (ko
Inventor
스테판 뮤체
마티아스 슈나이더
세바스티안 베스트호이저
잉버 아스머스 덴크스
Original Assignee
잘쯔기터 플래시슈탈 게엠베하
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 잘쯔기터 플래시슈탈 게엠베하 filed Critical 잘쯔기터 플래시슈탈 게엠베하
Publication of KR20190120205A publication Critical patent/KR20190120205A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102386137B1 publication Critical patent/KR102386137B1/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
    • B21D19/00—Flanging or other edge treatment, e.g. of tubes
    • B21D19/08—Flanging or other edge treatment, e.g. of tubes by single or successive action of pressing tools, e.g. vice jaws
    • 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
    • B21D19/00—Flanging or other edge treatment, e.g. of tubes
    • B21D19/08—Flanging or other edge treatment, e.g. of tubes by single or successive action of pressing tools, e.g. vice jaws
    • B21D19/088—Flanging or other edge treatment, e.g. of tubes by single or successive action of pressing tools, e.g. vice jaws for flanging holes
    • 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
    • B21D22/00—Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
    • B21D22/02—Stamping using rigid devices or tools
    • B21D22/022—Stamping using rigid devices or tools by heating the blank or stamping associated with heat treatment
    • 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
    • B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26D—CUTTING; DETAILS COMMON TO MACHINES FOR PERFORATING, PUNCHING, CUTTING-OUT, STAMPING-OUT OR SEVERING
    • B26D7/00—Details of apparatus for cutting, cutting-out, stamping-out, punching, perforating, or severing by means other than cutting
    • B26D7/08—Means for treating work or cutting member to facilitate cutting
    • B26D7/10—Means for treating work or cutting member to facilitate cutting by heating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0278—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips involving a particular surface treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D2261/00—Machining or cutting being involved

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Forests & Forestry (AREA)
  • Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
  • Ceramic Capacitors (AREA)
  • Soft Magnetic Materials (AREA)
  • Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)

Abstract

본 발명은 블랭크의 예비성형된 윤곽의 추가의 성형에 의해 부품을 제조하기 위한 방법에 관한 것으로, 스트립 또는 시트로부터 실온에서 사전에 절단된 블랭크는, 예를 들면, 간격 또는 개구부를 얻기 위한 스탬핑 또는 절단 작업과 같은 주위 온도에서 실시되는 임의선택적인 추가의 제조 단계 후에, 예비성형된 윤곽을 얻기 위한 스탬핑 작업 또는 절단 작업에 의해 냉각 경화된 선택된 연부 영역에서 주위 온도에서 제 1 성형 작업을 받는다. 이것에 의해, 임의선택적으로, 이미 성형이 의도된 연부 영역, 그러나 적어도 제 1 성형을 이미 받은 연부 영역은 10 초의 최대 시간 동안 600 ℃ 이상의 온도로 가열되고, 이 열처리 후의 임의의 원하는 시간에 이 연부 영역은 각각의 경우에 이전의 열처리와 함께 주위 온도에서 제 2 성형 작업 또는 추가의 성형 작업을 받는다.

Description

예비성형된 윤곽을 더 성형하여 부품을 제조하는 방법
본 발명은 청구항 1의 전제부에 따라 블랭크의 예비성형된 윤곽을 더 성형함으로써 부품을 제조하는 방법에 관한 것이다. 본 발명의 방법은, 부품을 제조하는 공지된 방법에 비해, 블랭크의 특히 전단 절단된 연부 영역에서의 성형 공정 중에 특히 설계의 자유도가 증가하는 것을 특징으로 한다.
이하에서, 블랭크 또는 시트 금속 블랭크는 시트 금속, 특히 시트 강의 절단물에 관련되는 것으로서 이해되어야 한다. 시트 금속 블랭크는 코팅되지 않거나, 금속 및/또는 유기 부식 방지 코팅을 구비할 수 있다.
이하에서, 부품은 주위 온도에서 성형 공구를 사용하여 형성됨으로써 시트 금속 블랭크로부터 제조되는 부품에 관련되는 것으로 이해되어야 한다. 그러나, 시트 금속 재료는 임의의 성형가능한 재료, 특히 강을 포함한다.
이러한 부품은 주로 자동차의 제작에 사용되지만, 또한 가전 산업, 기계 공학 또는 토목 공학 또는 그 분야에서의 적용도 가능하다.
치열하게 경쟁하는 자동차 시장으로 인해 제조업체들은 최상의 편안함과 탑승자 보호를 유지하면서 신속한 소모를 저감시키기 위한 해결책을 지속적으로 모색해야 한다. 그 결과 모든 차량 부품의 중량 절감 뿐만 아니라 운전 중 및 충돌 시에 높은 정적 및 동적 응력에서 개별 부품의 가장 유익한 거동이 중요한 역할을 한다.
원재료 공급자는 고강도 및 초고강도 강의 벽 두께를 감소시킴과 동시에 제조 및 운전 중에 부품의 거동을 향상시킴으로써 요구되는 재료의 수요를 충족시키려 한다.
따라서 이들 강은 강도, 변형성, 인성, 에너지 흡수 능력 및 내식성 뿐만 아니라, 예를 들면, 냉간 성형 중에 피로 거동에 대해 그리고 용접 중에 그 가공성에 측면에서 비교적 엄격한 요구사항을 충족해야 한다.
전술한 양태들 중에서, 400 MPa 초과, 유리하게는 600 MPa 초과 또는 800 MPa 초과 내지 약 1800 MPa 또는 그 이상의 항복 강도를 갖는 고강도 강의 부품을 제조하는 것이 점점 더 중요해지고 있다.
부품의 제조에서 최초에 핫 스트립 또는 콜드 스트립의 시트 금속 블랭크를 실온에서 절단하는 것이 알려져 있다. 절단 공정은, 예를 들면, 전단 또는 펀칭과 같은 기계적인 분리 공정 뿐만 아니라, 예를 들면, 별로 일반적이지 않은 레이저 절단과 같은 열 분리 공정도 포함한다. 열 분리 공정은 기계적 분리 공정에 비해 훨씬 더 비용이 많이 들기 때문에 예외적인 경우에만 사용이 고려된다.
절단 후에, 절단된 블랭크는 성형 공구 내에 설치되고, 단일 단계 또는 다중 단계의 성형 단계로, 예를 들면, 섀시 캐리어와 같은 완성된 부품이 제조된다.
성형 작업 중에, 특히 상승되거나 상부에의 설치될 때의 절단 연부, 예를 들면, 천공된 블랭크에서의 칼라 작업은 특히 응력에 도출된다.
성형 작업 전, 예를 들면, 펀칭 및 절단 작업과 같은 다양한 다른 임의선택적인 제조 단계가 블랭크 상에서 실행된다.
절단 연부에는 다양한 예비적 손상이 있을 수 있다. 이들은 한편으로 기계적 분리의 결과로 재료의 변형 경화에 의해 초래되고, 이것은 재료 분리까지의 전체 변형을 나타낸다. 다른 한편, 노치 효과가 발생될 수 있으며, 이것은 절단면의 토포그래피(topography)로 인한 것이다.
따라서, 특히 여기서 고려되는 강에서, 후속 성형 공정 중에 이들 절단 연부의 연부 영역에서 균열의 확률이 증가한다.
시트 연부의 전술한 예비적 손상은 후속 성형 작업 중에 또는 부품의 작동 중에 조기 파괴를 초래할 수 있다.
연부 균열 민감도에 관한 절단된 시트 금속 연부의 성형 거동의 시험은 ISO 16630에 따른 구멍 확장 시험으로 실시된다. 구멍 확장 시험은 전단 절단에 의해 금속 시트에 원형 구멍을 도입하고, 다음에 이 원형 구멍을 원추형 펀치로 확장시키는 것을 수반하다. 측정된 변수는 초기 직경에 대한 구멍 직경의 변화이고, 절단 연부에서 구멍의 연부에서 최초 균열의 발생에 상응한다.
전단 절단되거나 펀칭된 시트 연부의 냉간 성형 중에 전술한 연부 균열의 민감도를 최소화하기 위해, 예를 들면, 합금 조성 및 재료 처리의 변경(예, 최적화된 미세구조의 표적화 조정)을 포함하는 접근 방법이나 블랭크의 냉간 트리밍(trimming) 중에 (예, 절단 간극, 속도, 다중 트리밍 등의 의 수정을 통한) 공정 엔지니어링에 관련된 접근방법이 알려져 있다.
이들 조치는 고비용이고 복잡하고(예, 다단 절단 작업, 3차원 절단 공구의 유지보수, 등), 또는 최적의 결과를 산출하지 못한다.
또한, 공개 공보 DE 10 2009 049 155 A1로부터, 적어도 절단 연부의 영역을 규정 온도까지 가열하고, 이 온도에서 절단 공정을 실행하여 절단 연부의 성형성을 개선하고, 이로써 절단 연부의 영역에서의 변형 경화를 감소시키거나 회피하는 것이 알려져 있다. 여기서 단점은 한편으로는 금속 시트를 가열하는데 필요한 고도의 기술적 및 경제적 복잡성과, 다른 한편으로는 블랭크의 가열을 즉각적인 후속 절단 공정과 강제적으로 결합함으로써 제조가 유연하지 않게 되는 것이다.
또한 DE 10 2011 121 904 A1에는 전단 절단된 시트를 냉간 성형한 후에 추가로 성형 프로시저를 수행하고, 변형 경화된 영역을 부분 연화시킬 목적으로 레이저에 의해 국부적으로 가열하는 것이 개시되어 있다. 여기서의 단점은 특히 국부적 연화로서, 이것은 특히 응력 상황에서 그리고 진동 응력 하에서 종종 사용되는 고강도 및 초고강도 재료에서 불연속성을 나타낸다. 또한, 가열해야 할 정확한 위치 및 온도 및 시간 순서로 실제로 국부적 가열을 행해야 하는 방법이 불분명하다. 또한, 부분 연화가 어떻게 그리고 어느 정도까지 냉간 성형된 금속 시트의 성형성을 개선할 수 있는지가 불분명하다.
DE 10 2014 016 614 A1은 강 블랭크를 성형함으로써 부품을 제조하는 방법을 기술하고 있으며, 여기서 절단된 블랭크는 전단 절단된 연부의 영역에서 임의선택적인 펀칭 및/또는 절단 작업 후에 600 °C 이상의 짧은 온도 처리(최대 10초)를 받는다. 다음에 열처리된 연부는 가열된 후에 임의의 시간에 냉간 성형된다. 본 방법은 다른 이전에 공지된 방법에 비교하면 기본적으로 변형 경화된 기계적으로 분리된 시트 연부의 성형성을 증가시킬 수 있으나, 여전히 전술한 이유로 전단 절단된 연부의 더 높은 성형성을 실현하는 것이 바람직하다.
따라서 본 발명의 목적은 실온에서 전단 절단된 시트 금속 블랭크로부터 냉간 성형된 부품을 제조하기 위한 대안적 방법을 제공하는 것으로, 이 부품은 종래의 방법과 비교했을 때, 후속 냉간 성형 공정 중에 절단 작업 또는 펀칭 작업에 의해 강한 응력 하에 있는 바람직하게는 블랭크의 연부 영역의 증가된 성형성 및 감소된 균열 민감도를 특징으로 한다.
도 1 은 본 발명에 따른 방법의 개개의 단계의 개략도를 도시한다.
본 발명은 이 문제를 청구항의 특징에 의해 그리고 특히 블랭크의 예비성형된 윤곽을 더 성형함으로써 부품을 제조하는 방법에 의해 해결하며, 스트립 또는 금속 시트로부터 주위 온도에서 사전에 절단된 블랭크는, 예를 들면, 리세스 또는 개구부를 실현하기 위한 펀칭 작업 또는 절단 작업과 같은 주위 온도에서 실시되는 임의선택적인 추가의 제조 단계 후에, 예비성형된 윤곽을 얻기 위한 펀칭 작업 또는 절단 작업에 의해 변형 경화된 선택된 연부 영역에서, 주위 온도에서 제 1 성형 작업을 받고, 이 방법은 임의선택적으로 이미 성형 작업을 받도록 의도된 연부 영역, 그러나 제 1 성형 작업을 이미 받은 적어도 연부 영역이 최대 10 초의 기간 동안 600 ℃ 이상의 온도로 가열되고, 이 연부 영역은 각각의 선행하는 열처리 후에 이 열처리 후의 임의의 시간에 주위 온도에서 제 2 성형 작업 또는 추가의 성형 작업을 받는 것을 특징으로 한다.
주위 온도로는, 실온(예를 들면, 20 ℃) 및 성형 공구의 온도의 둘 모두가 고려된다. 성형 공구의 온도는 실온보다 훨씬 높을 수 있다.
시험은 기계적으로 절단된 연부의 바람직하지 않지만 불가피한 변형 경화는 연부 영역의 후속 성형 공정에서 훨씬 더 현저하지만, 600 ℃ 이상으로 응력이 존재하는 연부 영역만의 온도 처리에 의해 상당히 저감되거나 심지어 제거될 수 있음을 보여주었다.이를 위해, 최대 10초, 특히 0.02 내지 10 초 또는 심지어 0.1 내지 2 초의 매우 짧은 온도 처리로 충분하다.
연부 영역의 전단 절단 및 성형에 의해 소진되거나 적어도 제한된 재료의 성형성은 언급된 온도 처리에 의해 완전히, 크게, 또는 적어도 비례적으로 재생된다는 것이 밝혀졌다. 그 결과, 예비성형된 윤곽은 연부 영역에서 균열 형성의 위험을 증가시키지 않고 600 ℃ 이상의 짧은 온도 처리 후에 재성형되거나 추가 성형될 수 있다. 예비성형된 윤곽의 연부 영역의 온도 처리로 인해, 원하지 않는 변형 경화가 제거될 뿐만 아니라 재료 내의 미세구조의 손상 뿐만 아니라 미세균열과 같은 불리한 윤곽 변화가 제거되고, 따라서 이전에 성형성이 거의 소진된 재료는 어떤 염려로 없이 온도 처리 후에 추가로 성형될 수 있다. 따라서 본 발명에 따른 제 1 성형 작업, 온도 처리, 및 제 2 성형 작업의 시퀀스는 종래의 방법이 제공할 수 있는 것보다 현저히 큰 성형 가능성을 가능하게 한다.
제 2 성형 작업의 결과로서, 본 발명에 따른 방법의 가능한 실시형태는 원하는 부품을 이미 실현할 수 있다.
대안으로서, 본 방법의 다른 실시형태에 따르면, 제 2 성형 작업 후에 실온에서 임의의 수, 특히 2, 3 또는 4 회의 연부 영역의 추가 성형 단계가 실시될 수 있고, 또한 각각의 추가 성형 단계 이전에 최대 10 초, 특히 0.02 내지 10 초 또는 0.1 내지 2 초의 기간 동안 600 ℃ 이상으로 연부 영역의 추가 온도 처리가 실시될 수 있다. 이러한 방식으로, 부품이 다단 공정으로 제조될 수 있고, 변형 경화로 인한 원하지 않는 재료 특성, 특히 균열에 대해 증가된 감수성이 각각의 성형 단계에서 재료 내에서 발견되지만 후속 온도 처리에 의해 다시 제거되거나 적어도 상당히 감소된다.
따라서, 본 발명의 이 실시형태에 따르면, 제 2 성형 작업 후에 임의의 수의 성형 단계와 열처리 단계가 교대로 실시될 수 있고, 그 결과 궁극적으로는 바람직한 부품이 얻어진다.
본 발명에 따른 방법의 개개의 성형 단계 및 온도 처리 단계는 임의의 시간에 실행될 수 있으며, 즉 시간적으로 서로 분리될 수 있다.
본 발명에 따른 방법은 특히 임의의 전단 절단 재료 연부, 특히 펀칭된 구멍 및 임의의 윤곽을 갖는 연부에 적용가능하다. 본 발명에 따라 성형성이 증가된 결과, 예를 들면, 여러 성형 단계를 필요로 하는 복잡한 기하학적 형상을 생성하는 것도 가능해진다. 복잡한 부품도 일체로 제조될 수 있으므로 추가의 접합 작업의 필요성이 제거된다.
본 발명에 따른 방법에서, 열처리는 바람직하게는 블랭크의 전체 두께에 걸쳐 그리고 블랭크의 두께 이하에 대응하는 영역에서 블랭크의 평면 방향으로 실시된다. 열 충격의 지속시간은 열처리 공정의 유형에 의존한다.
가열 자체는 임의의 원하는 방식으로, 예를 들면, 전도 가열, 복사 가열을 통한 유도 가열, 또는 레이저 처리에 의해 실행될 수 있다. 온도 처리에 특히 적합한 것은 스폿 용접의 예에 의해 입증된 바와 같이 많은 경우에, 예를 들면, 자동차 산업에서 사용되는 전도성 가열이다.
유리하게는, 예를 들면, 블랭크의 펀칭된 구멍을 처리하기 위해 처리 시간이 상당히 짧은 스폿 용접 기계를 사용하는 것이 적합하지만, 반면에 처리될 더 긴 연부 영역에서는 처리 시간이 더 긴 유도 방법, 복사 가열 또는 레이저 처리가 고려된다.
따라서, 열의 투입은 전단의 영향을 받은 절단 연부 영역에 매우 집중되고, 따라서 특히 전체 블랭크가 가열되는 공정 또는 수십배 더 많은 시간이 걸리는 응력 완화 열처리에 적용되는 공정에 관하여 비교적 적은 에너지 소모를 수반한다.
더욱이 절단 연부 영역에서 도달되어야 할 온도의 프로세스 윈도우가 매우 크고, 600℃ 초과 내지 약 1500℃의 고상선 온도에 이르는 온도 범위를 포함한다.
시험은 또한 변형 경화의 제거가 구멍 확장 능력의 현저한 개선에 중요함을 보여주었다. 또한, 열처리는, 예를 들면, 기공과 같은 불연속부를 폐쇄하여 절단 연부의 토포그래피에 긍정적인 영향을 준다.
이는 열처리가 변태 온도 Ac1 미만의 온도에서 실시되었는지 또는 초과하는 온도에서 실시되었는지의 여부에 무관하다.
열처리가 Ac1을 초과하여 실시된 경우, 이 열처리 후에 주위의 냉재로 인해 급속한 냉각이 진행되고, 그 사이에 소위 준안정상으로의 변태가 변태가능한 강에서 발생된다. 얻어진 미세구조는 열처리되지 않은 영역에 비해 적어도 동일하거나 증가된 경도를 갖는다. 예를 들면, 비커스 경도는 최대 1000 HV 만큼 증가한다.
통상적으로 경도 증가를 수반하는 미세구조 변태는, 초기 미세구조에 비해 경도가 더 큰, 따라서 인성이 더 작은 미세구조가 실현되었는지의 여부에 무관하게, 놀랍게도 구멍 확장 능력에 부정적인 영향을 주지않으므로 고상선 한계에 이르는 절단 연부의 처리 온도가 또한 가능하다.
어쨋든, 절단 작업에 의해 도입된 변형 경화가 많이 제거되는 것은 중요하다.
가열된 절단 연부 영역을 산화로부터 보호하기 위해, 본 발명의 유리한 개량은 이들 영역을 불활성 가스, 예를 들면, 아르곤 또는 질소로 플러싱(flushing)하는 것을 제공한다. 불활성 가스 플러싱은 열처리의 지속시간 중에 행해지지만, 필요에 따라 열처리의 개시 직전 및/또는 열처리 실행 후 한정된 시간 내에 실시될 수도 있다.
본 발명에 따른 방법의 성형 단계는 유리하게는 성형 공구, 예를 들면, 제조에 이미 존재하는 원통형 또는 원추형 펀치를 이용하여 실시될 수 있다.
본 발명에 따른 방법의 개개의 성형 단계 및 온도 처리 단계의 시간적 분리에 의해, 산업적 적용에서 제조 순서의 유연성이 매우 높아질 수 있다. 제조의 관점에서 유리한 경우, 절단 연부의 가열은 제 1 성형 단계의 직후 또는 임의선택적인 추가 성형 단계 후에 실시될 수도 있다. 이를 위해, 열처리 장치는 블랭크의 냉간 성형을 위한 성형 장치의 직하류에 설치될 수 있다.
블랭크 자체는, 예를 들면, 상이한 두께로 유연하게 압연되거나, 동일하거나 상이한 두께 및 품질의 콜드 스트립 또는 핫 스트립으로부터 접합될 수 있다. 본 발명은 열연된 또는 냉연된 연강 내지 고강도 강의 강 스트립에 적용가능하며, 이것에는 금속 및/또는 유기 코팅으로의 방식층이 구비될 수 있다. 금속 코팅은, 예를 들면, 아연, 마그네슘, 알루미늄 및/또는 규소를 포함하거나, 이들로 제조될 수 있다.
코팅된 강 스트립의 적합성은 연부 영역의 처리를 블랭크 두께의 획분에 대응하는 연부로부터의 일정 거리로 제한하는 가능성에 의해 설명될 수 있으며, 이는 이 영역에서 손상되는 변형 경화의 대부분이 전단 절단 시에 발생하기 때문이다. 따라서, 수 밀리미터 두께인 금속 시트 두께의 경우, 연부까지의 수십 마이크로미터의 거리의 범위는 이미 충분할 수 있고, 따라서, 예를 들면, 금속의 방식층의 방식 효과가 전혀 영향을 받지 않거나, 약간만 받는다.
고강도 강으로서, 모든 단상 및 다상 강 등급이 적용된다. 이들은 마이크로 합금 등급, 더 고강도의 강 등급 뿐만 아니라 베이나이트 등급, 페라이트 등급 또는 마르텐사이트 등급 뿐만 아니라 2상 강, 복합상 강 및 TRIP 강을 포함한다. 예를 들면, 중량%로 다음의 합금 조성을 갖는 강이 사용된다:
C 0.01 - 0.2%,
Si 0.2 - 4.0%,
Mn 0.5 - 4.0%,
AI 0.02 - 0.1,
Ti 0.0 - 0.2,
V 0.0 - 0.3,
Nb 0.0 - 0.1, 및
임의선택적으로 첨가된 Cr, Ni, Mo, B, 잔부의 철, 및 정련의 결과로 생긴 불순물.
본 발명에 따른 방법은 열처리가 전단의 영향을 받는 연부 영역의 미세구조만을 변경시키고, 강도는 통상 감소되지 않고 증가된다는 연부 균열 민감도를 감소시키는 것에서 공지된 수단에 비해 이점을 갖는다. 구멍 확장 능력이 더 크다는 의미에서의 연부 균열의 무반응성은 3 배 또는 심지어 4 배를 초과하는 만큼 향상될 수 있다.
본 발명에 따른 방법의 산업적 적용에서, 블랭크의 임계 전단의 영향을 받는 연부 영역의 현저히 증가된 성형성은 한편으로는 성형된 부품의 불량률을 저감시킬 수 있고, 다른 한편으로는 이전에 필요했던 접합 작업이, 예를 들면, 베어링 포인트의 실현을 위한 실현가능한 칼라 작업에 의해 불필요해질 수 있다.
본 발명에 따른 방법은 또한 절단 연부 영역의 향상된 성형성으로 인해 보다 복잡한 부품 형상의 실현 및 이에 따라 동일한 재료를 사용하는 경우에 더 큰 설계 자유도를 가능하게 한다. 또한, 냉간 성형 부품의 피로 강도는, 예상되는 바와 같이, 초기 상태에 비해 더 경질이고 보다 균질일 수 있는 실현된 미세구조의 결과 감소되지 않고, 특히 이중상 미세구조와 같은 현저한 2상 미세구조에서 증가된다.
최대 10 초의 짧은 온도 처리 기간을 고려하여, 본 발명에 따른 방법은 0.1 내지 10 초 범위의 클럭 속도를 특정하는 연속 생산의 중간 제조 단계로서 통합될 수 있다. 특히, 따라서 자동차 부문의 수개의 연속 단계에서 시트 금속 부품의 제조는 본 발명에 따른 방법의 예정된 적용 분야를 나타낸다.
본 발명은 또한 부품을 제조하기 위한 강 블랭크의 용도에 관한 것으로서, 스트립 또는 금속 시트로부터 실온에서 사전에 절단된 블랭크는, 예를 들면, 리세스 또는 개구부를 실현하기 위한 펀칭 작업 또는 절단 작업과 같은 실온에서 실시되는 임의선택적인 추가 제조 단계 후에, 예비성형된 윤곽을 얻기 위한 펀칭 작업 또는 절단 작업에 의해 변형 경화된 선택된 연부 영역에서, 실온에서 제 1 성형 작업을 받고, 상기 제 1 성형 작업을 받은 연부 영역은 최대 10 초, 바람직하게는 0.02 내지 10 초, 또는 0.1 내지 2 초의 기간 동안 600 ℃ 이상의 온도로 가열되고, 연부 영역은 열처리 후에 임의의 시간에 실온에서 제 2 성형 작업을 받는다.
임의선택적으로, 부품 제조용으로 사용될 블랭크가 절단되는 스트립 또는 금속 시트는 전처리 단계에서 예비성형될 수 있고, 다음에 블랭크는, 적절한 경우에, 이미 예비성형된 스트립 또는 금속 시트로부터 절단될 수 있다. 대안으로서, 이미 절단된 블랭크가 예비성형될 수 있다.
바람직한 실시형태에 따르면, 블랭크는 전단에 의해 절단되고, 전단 절단이라는 용어는 개방된 절단부 및 폐쇄된 절단부의 둘 모두, 즉 절단 작업 및 펀칭 작업을 포함한다.
본 발명의 추가의 특징, 장점 및 세부내용은 본 발명에 따른 방법의 개개의 단계의 개략도를 도시한 다음의 도 1의 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1의 왼쪽 도면은 전단 절단에 의해 이미 절단된 블랭크의 임의선택적인 예비성형을 도시한다. 도 1의 왼쪽으로부터 두번째 도면은 블랭크에 구멍을 펀칭하는 것을 도시한다(단계 1). 이 구멍의 절단 연부는 임의선택적으로 본 발명에 따른 가열을 받는다(단계 1a). 본 발명에 따른 방법은 또한 블랭크의 연부 영역을 예비성형된 윤곽, 예를 들면, 불완전한 칼라로 후속 성형하는 단계를 포함한다(단계 2).
이렇게 얻어진 예비성형된 윤곽은 전단의 영향을 받는 연부 영역에 추가의 성형 작업 중에 재료의 결함으로 이어질 수 있는 높은 변형 경화를 가지므로, 이 연부 영역은 본 발명에 따라 변형 경화를 제거하거나 저감시키기 위해 10 초 이하의 기간 동안 600 ℃ 이상의 온도 처리를 받는다(단계 3).
이 온도 처리의 결과, 부품은 응력을 갖는 연부 영역에서 그 성형성을 현저한 정도로 회복하므로, 다음 단계에서 새로운 추가 성형 작업을 실시할 수 있다(단계 4).
제 2 성형 작업에 의해 원하는 부품이 아직 얻어지지 않는 실시형태에서, 제 2 성형 작업에 의해 생성된 재료의 응력은 최대 10 초의 기간 동안 600 ℃ 이상의 후속 온도 처리에 의해 적어도 부분적으로 제거될 수 있고, 그러면 제 3 성형 단계를 실시할 수 있다. 제 3 성형 단계의 결과로서 원하는 결과가 달성되지 않으면, 최대 10 초의 기간 동안 600 ℃ 이상의 온도 처리와 그 후의 실온에서 후속 성형 단계를 원하는 횟수만큼 반복할 수 있다.
전술한 상세한 설명, 도 1 및 청구범위에 개시된 본 발명의 특징은 본 발명의 다양한 실시형태에서 본 발명의 실현을 위해 개별적으로 뿐만 아니라 임의의 조합으로 본질을 이룰 수 있다.

Claims (18)

  1. 스트립 또는 금속 시트를 주위 온도에서 블랭크로 절단하는 단계;
    상기 블랭크를 리세스 또는 개구부를 제조하기 위해 주위 온도에서 예비성형하는 단계;
    변형 경화되도록 선택된 연부 영역을 주위 온도에서 상기 블랭크의 윤곽으로 성형하는 제 1 성형 단계;
    적어도 상기 연부 영역을 최대 10 초의 기간 동안 600 ℃ 이상의 온도로 열처리하는 단계; 및
    상기 연부 영역은 상기 열처리하는 단계 후의 임의의 시간에 제 2 성형 작업을 받거나 또는 각각 선행하는 열처리 후에 주위 온도에서 추가의 성형 작업들을 받는 단계를 포함하고,
    상기 열처리하는 단계는 상기 리세스 또는 개구부의 연부 영역 또는 상기 제 1 성형 단계에서 형성된 적어도 상기 연부 영역을 가열하는 단계인, 부품 제조 방법.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 예비성형하는 단계는 펀칭 작업 또는 절단 작업을 포함하는, 부품 제조 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 부품은 상기 제 2 성형 작업에 의해 얻어지는, 부품 제조 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 성형 작업 후에 상기 연부 영역에 1 회 이상의 추가 성형 단계가 주위 온도에서 실시되고, 상기 각각의 추가 성형 단계 이전에 최대 10 초의 기간 동안 600 ℃ 이상으로 상기 연부 영역의 추가의 온도 처리가 실시되는, 부품 제조 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 성형 단계에서 성형을 받는 상기 연부 영역은 0.02 내지 10 초의 기간 동안 600 ℃ 이상의 온도로 가열되는, 부품 제조 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 성형 단계에서 성형을 받는 상기 연부 영역은 0.1 내지 2 초의 기간 동안 600 ℃ 이상의 온도로 가열되는, 부품 제조 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 성형 단계에서 성형을 받는 상기 연부 영역은 600 ℃의 온도 내지 고상선 온도로 가열되는, 부품 제조 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 성형 단계에서 성형을 받는 상기 연부 영역은 변태 온도 Ac1 내지 고상선 온도의 온도로 가열되는, 부품 제조 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 600 ℃ 이상의 온도까지 가열하는 단계는 유도 가열, 전도 가열, 복사 가열 또는 레이저 복사에 의해 실행되는, 부품 제조 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 블랭크는 유기 및/또는 금속 코팅을 갖는, 부품 제조 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 금속 코팅은 Zn, Mg, Al 및/또는 Si를 함유하는, 부품 제조 방법.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 연부로부터 시작하는 상기 블랭크의 열처리는 최대로 상기 블랭크의 두께에 대응하는 영역에서 행해지는, 부품 제조 방법.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 온도 처리 위치의 주위의 영역은 산화로부터의 보호를 위해 불활성 가스로 상기 열처리 중에 그리고 임의선택적으로는 상기 열처리 전 및/또는 후에 플러싱(flushing)되는, 부품 제조 방법.
  15. 제 1 항에 있어서,
    중량%로,
    C 0.01 - 0.2%,
    Si 0.2 - 4.0%,
    Mn 0.5 - 4.0%,
    AI 0.02 - 0.1,
    Ti 0.0 - 0.2,
    V 0.0 - 0.3,
    Nb 0.0 - 0.1,
    임의선택적으로 첨가된 Cr, Ni, Mo, B, 잔부의 철, 및 정련의 결과로 생긴 불순물을 포함하는 합금 조성을 갖는 강이 사용되는, 부품 제조 방법.
  16. 제 1 항에 기재된 방법으로 제조된 부품.
  17. 제 6 항에 기재된 방법으로 제조된 부품.
  18. 제 7 항에 기재된 방법으로 제조된 부품.
KR1020197024438A 2017-02-23 2018-01-26 예비성형된 윤곽을 더 성형하여 부품을 제조하는 방법 KR102386137B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017103729.2A DE102017103729A1 (de) 2017-02-23 2017-02-23 Verfahren zur Herstellung eines Bauteils durch Weiterformen einer vorgeformten Kontur
DE102017103729.2 2017-02-23
PCT/EP2018/051978 WO2018153615A1 (de) 2017-02-23 2018-01-26 Verfahren zur herstellung eines bauteils durch weiterformen einer vorgeformten kontur

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190120205A KR20190120205A (ko) 2019-10-23
KR102386137B1 true KR102386137B1 (ko) 2022-04-12

Family

ID=61094510

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020197024438A KR102386137B1 (ko) 2017-02-23 2018-01-26 예비성형된 윤곽을 더 성형하여 부품을 제조하는 방법

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20200038933A1 (ko)
EP (1) EP3585531B1 (ko)
KR (1) KR102386137B1 (ko)
DE (1) DE102017103729A1 (ko)
ES (1) ES2930811T3 (ko)
RU (1) RU2743046C1 (ko)
WO (1) WO2018153615A1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220049324A1 (en) * 2019-02-27 2022-02-17 Jfe Steel Corporation Method for manufacturing steel sheet for cold press and method for manufacturing press component
EP4201578A1 (en) * 2021-12-24 2023-06-28 Fundación Azterlan Apparatus and method of forming countersinks and/or mouse holes in a stamped high strength aluminium sheet

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014016614A1 (de) * 2014-10-31 2016-05-04 Salzgitter Flachstahl Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Bauteils durch Umformen einer Platine aus Stahl

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2859510A (en) * 1955-01-13 1958-11-11 Wheeling Steel Corp Method of forming a boiler head or the like
SU795631A2 (ru) * 1978-11-24 1981-01-15 Предприятие П/Я Р-6543 Способ отбортовки
RU2105626C1 (ru) * 1993-06-15 1998-02-27 Комсомольское-на-Амуре авиационное производственное объединение Способ отбортовки отверстий
DE102009016027A1 (de) * 2009-04-02 2010-10-07 Volkswagen Ag Verfahren zur Herstellung eines Bauteils, insbesondere eines Karosserieteiles, sowie Fertigungsstraße zur Durchführung des Verfahrens
DE102009049155B4 (de) 2009-10-12 2017-01-05 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zur Ermittlung der Kantenrissempfindlichkeit eines Blechmaterials und Vorrichtung zum Herstellen eines Prüflings aus diesem Blechmaterial
DE102011121904A1 (de) 2011-12-21 2013-06-27 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zur scherenden Bearbeitung von Blechen mit einer anschließenden Umformung sowie ein hierzu bestimmtes Schneidwerkzeug
EP2679692A1 (de) * 2012-06-29 2014-01-01 GEDIA Gebrüder Dingerkus GmbH Verfahren zur Herstellung eines pressgehärteten Formbauteils aus Stahlblech
DE102012014258A1 (de) * 2012-07-12 2014-01-16 Salzgitter Flachstahl Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Bauteils aus Stahl mit verminderter Kantenrissempfindlichkeit
KR101477375B1 (ko) * 2013-02-27 2014-12-30 현대제철 주식회사 강판 및 그 제조 방법
US20140261919A1 (en) 2013-03-14 2014-09-18 Thyssenkrupp Steel Usa, Llc Low carbon-high manganese steel and manufacturing process thereof
DE102014116017A1 (de) * 2014-11-04 2016-05-04 Lissmac Maschinenbau Gmbh Vorrichtung mit einer Wendeeinheit zum Wenden eines Werkstücks und Bearbeitungsvorrichtung

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014016614A1 (de) * 2014-10-31 2016-05-04 Salzgitter Flachstahl Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Bauteils durch Umformen einer Platine aus Stahl

Also Published As

Publication number Publication date
EP3585531A1 (de) 2020-01-01
WO2018153615A1 (de) 2018-08-30
RU2743046C1 (ru) 2021-02-12
KR20190120205A (ko) 2019-10-23
EP3585531B1 (de) 2022-10-05
ES2930811T3 (es) 2022-12-22
DE102017103729A1 (de) 2018-08-23
US20200038933A1 (en) 2020-02-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102469605B1 (ko) 강 시트 바에 성형 공정을 가함으로써 부품을 제조하는 방법
KR101921441B1 (ko) 프레스 경화용 강 및 그 강으로부터 제조된 프레스 경화 부품
EP2338618B1 (en) Method for manufacturing super strong steel body for manufacture of products with complicated shape
WO2017219427A1 (zh) 用于获得梯度化性能的处理工艺及其构件
US10619223B2 (en) Zinc-coated hot formed steel component with tailored property
CN103562417A (zh) 制造极高强度马氏体钢的方法及如此获得的板材或部件
US20180216205A1 (en) Two-step hot forming of steels
MX2015006016A (es) Miembro de absorcion de energia de colision para un vehiculo y metodo para la fabricacion del mismo.
RU2725268C1 (ru) Способ производства деталей шасси из микролегированной стали, характеризующейся улучшенной деформируемостью в холодном состоянии
EP3473735B1 (en) Treatment process for obtaining graded performance and member thereof
KR102386137B1 (ko) 예비성형된 윤곽을 더 성형하여 부품을 제조하는 방법
KR20140147107A (ko) 열간 성형에 의해 강으로부터 부품을 생산하기 위한 방법
CA2999634C (en) Method for producing a zinc-coated steel component for a vehicle
US20230140215A1 (en) Methods to improve the toughness of press hardening steel
KR102276701B1 (ko) 적어도 하나의 보조 성형 요소를 갖는 부품의 최적화된 제조 방법
CN113474100B (zh) 冷压用的钢板的制造方法及冲压部件的制造方法
KR20230134125A (ko) 강 블랭크로부터 성형된 부품을 제조하는 방법, 이러한부품의 용도 및 대응하는 블랭크 및 부품
WO2024023553A1 (en) Method for manufacturing a coated press hardened steel part having an improved appearance and corresponding steel part

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
X091 Application refused [patent]
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant