KR102608377B1 - Hot stamping component and method of manufacturing the same - Google Patents
Hot stamping component and method of manufacturing the same Download PDFInfo
- Publication number
- KR102608377B1 KR102608377B1 KR1020210147071A KR20210147071A KR102608377B1 KR 102608377 B1 KR102608377 B1 KR 102608377B1 KR 1020210147071 A KR1020210147071 A KR 1020210147071A KR 20210147071 A KR20210147071 A KR 20210147071A KR 102608377 B1 KR102608377 B1 KR 102608377B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- heating
- temperature increase
- increase rate
- average temperature
- change rate
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 32
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 326
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 50
- 238000007747 plating Methods 0.000 claims abstract description 33
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims abstract description 15
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 claims abstract description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 147
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 46
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 22
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims description 17
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 4
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 53
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 53
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 41
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 21
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 21
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- 230000008569 process Effects 0.000 description 15
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 11
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 11
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 description 10
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 9
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 9
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 8
- 238000005098 hot rolling Methods 0.000 description 8
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 8
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 8
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 8
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 7
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 6
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000005097 cold rolling Methods 0.000 description 5
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 5
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 5
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 5
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 5
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 5
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000037303 wrinkles Effects 0.000 description 5
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 4
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 4
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 3
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 3
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 3
- 229910000734 martensite Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 3
- 239000013077 target material Substances 0.000 description 3
- 229910018191 Al—Fe—Si Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 229910001562 pearlite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 2
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 2
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 2
- 238000009628 steelmaking Methods 0.000 description 2
- 229910018084 Al-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018192 Al—Fe Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000219307 Atriplex rosea Species 0.000 description 1
- 229910000797 Ultra-high-strength steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 1
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 description 1
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- VAKIVKMUBMZANL-UHFFFAOYSA-N iron phosphide Chemical class P.[Fe].[Fe].[Fe] VAKIVKMUBMZANL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 238000009966 trimming Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
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
- 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
-
- 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
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/46—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for sheet metals
-
- 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
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/52—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length
- C21D9/54—Furnaces for treating strips or wire
- C21D9/56—Continuous furnaces for strip or wire
- C21D9/573—Continuous furnaces for strip or wire with cooling
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
- Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
Abstract
본 발명은 서로 다른 승온 속도 범위를 가지는 복수의 구간을 구비한 가열로 내로 모재의 적어도 일면에 도금층이 형성된 블랭크를 투입하는 단계; 및 상기 블랭크를 가열하는 단계;를 포함하고, 상기 블랭크를 가열하는 단계에서의 상기 블랭크의 가열 시간은 하기 수학식을 만족하는, 핫 스탬핑 부품의 제조 방법이 제공된다.
<수학식>
(이때, 수학식에서 λn은 가열 시간(s), an은 가열로 열손실 보정계수, Tn은 가열 온도(℃), bn은 Ac3 온도 보정계수, t는 소재 두께(mm), cn은 고온 소재 두께 민감도 보정계수)The present invention includes the steps of introducing a blank on which a plating layer is formed on at least one surface of a base material into a heating furnace having a plurality of sections having different temperature increase rate ranges; and a step of heating the blank, wherein the heating time of the blank in the step of heating the blank satisfies the following equation.
<Equation>
(At this time, in the equation, λ n is the heating time (s), a n is the heat loss correction coefficient by heating, T n is the heating temperature (℃), b n is the Ac3 temperature correction coefficient, t is the material thickness (mm), c n is the high temperature material thickness sensitivity correction coefficient)
Description
본 발명은 핫 스탬핑 부품 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to hot stamping parts and methods for manufacturing the same.
세계적으로 환경 규제, 및 연비 규제가 강화되면서 보다 가벼운 차량 소재에 대한 필요성이 증가하고 있다. 이에 따라, 초고강력강과 핫 스탬핑 강에 대한 연구개발이 활발하게 이루어지고 있다.As environmental and fuel efficiency regulations are strengthened worldwide, the need for lighter vehicle materials is increasing. Accordingly, research and development on ultra-high strength steel and hot stamping steel is being actively conducted.
핫 스탬핑 공정은 일반적으로 가열/성형/냉각/트림으로 이루어지며 공정 중 소재의 상변태 및 미세조직의 변화를 이용할 수 있다. 핫 스탬핑 공정 중 가열 공정은 가열로 내에서 블랭크를 가열시키는 공정이며, 핫 스탬핑 공정 중 냉각 공정은 금형 내에서 핫 스탬핑된 성형체가 냉각되는 공정이다. 또한, 가열 공정을 통해 가열된 블랭크는 가열로로부터 금형으로 유입되는 사이에 상온에 노출되어 공랭될 수 있다.The hot stamping process generally consists of heating/forming/cooling/trimming, and can take advantage of the phase transformation and microstructure of the material during the process. The heating process in the hot stamping process is a process in which the blank is heated in a heating furnace, and the cooling process in the hot stamping process is a process in which the hot stamped molded body is cooled in the mold. Additionally, the blank heated through the heating process may be exposed to room temperature and air-cooled while being introduced from the heating furnace into the mold.
이와 관련된 기술로서, 대한민국 특허등록공보 제10-2070579호(발명의 명칭: 핫 스탬핑 방법) 등이 있다.As a related technology, there is Korean Patent Registration No. 10-2070579 (title of invention: hot stamping method).
본 발명의 실시예들은 블랭크의 소재, 블랭크의 두께, 가열 온도 등 다양한 파라미터를 고려하여 블랭크의 가열 시간을 제어함으로써, 제조된 핫 스탬핑 부품의 품질을 향상시킬 수 있다.Embodiments of the present invention can improve the quality of manufactured hot stamping parts by controlling the heating time of the blank in consideration of various parameters such as blank material, blank thickness, and heating temperature.
본 발명의 일 실시예는, 서로 다른 승온 속도 범위를 가지는 복수의 구간을 구비한 가열로 내로 모재의 적어도 일면에 도금층이 형성된 블랭크를 투입하는 단계; 및 상기 블랭크를 가열하는 단계;를 포함하고, 상기 블랭크를 가열하는 단계에서의 상기 블랭크의 가열 시간은 하기 수학식을 만족하는, 핫 스탬핑 부품의 제조 방법이 제공된다.One embodiment of the present invention includes the steps of introducing a blank on which a plating layer is formed on at least one surface of a base material into a heating furnace having a plurality of sections having different temperature increase rate ranges; and a step of heating the blank, wherein the heating time of the blank in the step of heating the blank satisfies the following equation.
<수학식><Equation>
(이때, λn은 가열 시간(s), an은 가열로 열손실 보정계수, Tn은 가열 온도(℃), bn은 Ac3 온도 보정계수, t는 소재 두께(mm), cn은 고온 소재 두께 민감도 보정계수)(At this time, λ n is the heating time (s), a n is the heat loss correction coefficient by heating, T n is the heating temperature (℃), b n is the Ac3 temperature correction coefficient, t is the material thickness (mm), and c n is the High temperature material thickness sensitivity correction coefficient)
본 실시예에 있어서, 상기 수학식에서, 상기 an은 -0.60 이상 -0.55 이하이고, Tn은 Ac3 이상 1000℃ 이하이며, bn은 700 이상 900 이하이고, t는 1mm 이상 2.6mm 이하이며, cn은 0.7 이상 0.9 이하일 수 있다.In this embodiment, in the above equation, a n is -0.60 or more and -0.55 or less, T n is Ac3 or more and 1000°C or less, b n is 700 or more and 900 or less, and t is 1 mm or more and 2.6 mm or less, c n may be 0.7 or more and 0.9 or less.
본 실시예에 있어서, 상기 가열 시간은 100s 이상 900s 이하일 수 있다.In this embodiment, the heating time may be 100 s or more and 900 s or less.
본 실시예에 있어서, 상기 블랭크를 가열하는 단계는, 상기 블랭크를 단계적으로 가열하는 다단 가열 단계; 및 상기 블랭크를 Ac3 내지 1000℃의 온도로 가열하는 균열 가열 단계;를 포함할 수 있다.In this embodiment, the step of heating the blank includes a multi-stage heating step of heating the blank in stages; and a crack heating step of heating the blank to a temperature of Ac3 to 1000°C.
본 실시예에 있어서, 상기 복수의 구간은, 제1 평균 승온속도 변화율을 가지는 제1 가열 구간; 상기 제1 가열 구간 이후에, 상기 제1 평균 승온속도 변화율과 상이한 제2 평균 승온속도 변화율을 가지는 제2 가열 구간; 및 상기 제2 가열 구간 이후에, 상기 제1 평균 승온속도 변화율 및 상기 제2 평균 승온속도 변화율과 상이한 제3 평균 승온속도 변화율을 가지는 제3 가열 구간;을 포함하고, 상기 제3 평균 승온속도 변화율은 양의 값에서 음의 값으로 변화하는 구간을 포함할 수 있다.In this embodiment, the plurality of sections include: a first heating section having a first average temperature increase rate change rate; After the first heating section, a second heating section having a second average temperature increase rate change rate that is different from the first average temperature increase rate change rate; And after the second heating section, a third heating section having a third average temperature increase rate change rate that is different from the first average temperature increase rate change rate and the second average temperature increase rate change rate, and the third average temperature increase rate change rate. may include a section that changes from a positive value to a negative value.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 가열 구간과 상기 제2 가열 구간 사이에서, 상기 제1 평균 승온속도 변화율을 정의하는 최종 승온속도와 상기 제2 평균 승온속도 변화율을 정의하는 최초 승온속도는 다른 값을 가질 수 있다.In this embodiment, between the first heating section and the second heating section, the final temperature increase rate defining the first average temperature increase rate change rate and the initial temperature increase rate defining the second average temperature increase rate change rate are different values. You can have
본 실시예에 있어서, 상기 제3 가열 구간은 제3-1 평균 승온속도 변화율을 가지는 제3-1 가열 구간 및 제3-2 평균 승온속도 변화율을 가지는 제3-2 가열 구간을 포함하되, 상기 제3-1 평균 승온속도 변화율은 양의 값을 가지며, 상기 제3-2 평균 승온속도 변화율은 음의 값을 가지고, 상기 제3-1 평균 승온속도 변화율의 절대값은 상기 제3-2 평균 승온속도 변화율의 절대값보다 작을 수 있다.In this embodiment, the third heating section includes a 3-1 heating section having a 3-1 average temperature increase rate change rate and a 3-2 heating section having a 3-2 average temperature increase rate change rate, The 3-1 average temperature increase rate change rate has a positive value, the 3-2 average temperature increase rate change rate has a negative value, and the absolute value of the 3-1 average temperature increase rate change rate is the 3-2 average temperature increase rate change rate. It may be smaller than the absolute value of the temperature increase rate change rate.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 평균 승온속도 변화율 및 상기 제2 평균 승온속도 변화율은 각각 음의 값을 가지고, 상기 제1 평균 승온속도 변화율의 절대값은 상기 제2 평균 승온속도 변화율의 절대값보다 클 수 있다.In this embodiment, the first average temperature increase rate change rate and the second average temperature increase rate change rate each have a negative value, and the absolute value of the first average temperature increase rate change rate is the absolute value of the second average temperature increase rate change rate. It can be bigger than
본 실시예에 있어서, 상기 복수의 구간은, 제3 가열 구간 이후에, 상기 제1 평균 승온속도 변화율, 상기 제2 평균 승온속도 변화율 및 상기 제3 평균 승온속도 변화율과 상이한 제4 평균 승온속도 변화율을 가지는 제4 가열 구간을 더 포함하고, 상기 제4 평균 승온속도 변화율의 절대값은 상기 제1 평균 승온속도 변화율, 상기 제2 평균 승온속도 변화율 및 상기 제3 평균 승온속도 변화율 각각의 절대값보다 작을 수 있다.In this embodiment, the plurality of sections are, after the third heating section, the first average temperature increase rate change rate, the second average temperature increase rate change rate, and the fourth average temperature increase rate change rate different from the third average temperature increase rate change rate. It further includes a fourth heating section having, wherein the absolute value of the fourth average temperature increase rate change rate is greater than the absolute value of each of the first average temperature increase rate change rate, the second average temperature increase rate change rate, and the third average temperature increase rate change rate. It can be small.
본 실시예에 있어서, 상기 제2 가열 구간에서 상기 도금층이 합금화되고,상기 제3 가열 구간에서 상기 모재가 상변태할 수 있다.In this embodiment, the plating layer may be alloyed in the second heating section, and the base material may undergo a phase transformation in the third heating section.
본 실시예에 있어서, 상기 블랭크를 가열하는 단계 이후에, 상기 가열된 블랭크를 상기 가열로로부터 금형으로 이송하는 단계; 상기 이송된 블랭크를 상기 금형으로 가압하여 성형체를 성형하는 단계; 및 상기 형성된 성형체를 냉각하는 단계;를 더 포함할 수 있다.In this embodiment, after heating the blank, transferring the heated blank from the heating furnace to the mold; Forming a molded body by pressing the transferred blank into the mold; and cooling the formed molded body.
본 실시예에 있어서, 상기 블랭크를 이송하는 단계에서 상기 블랭크의 공랭 시간은 5s 이상 20s 이하일 수 있다.In this embodiment, the air cooling time of the blank in the step of transferring the blank may be 5 s or more and 20 s or less.
본 실시예에 있어서, 상기 성형된 성형체를 냉각하는 단계는, 상기 금형 내에서 이루어질 수 있다.In this embodiment, the step of cooling the molded body may be performed within the mold.
본 실시예에 있어서, 상기 금형 내에서 상기 성형체를 냉각하는 금형 냉각 시간은 6s 이상 40s 이하일 수 있다.In this embodiment, the mold cooling time for cooling the molded body within the mold may be 6 s or more and 40 s or less.
본 발명의 다른 실시예는, 1350 MPa 이상 2300 MPa 미만의 인장강도를 갖는 핫 스탬핑 부품이 제공된다.In another embodiment of the present invention, a hot stamping part having a tensile strength of 1350 MPa or more and less than 2300 MPa is provided.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점은 이하의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용, 청구범위 및 도면으로부터 명확해질 것이다.Other aspects, features and advantages other than those described above will become apparent from the detailed description, claims and drawings for carrying out the invention below.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 블랭크의 소재, 블랭크의 두께, 가열 온도 등 다양한 파라미터를 고려하여 가열 시간을 제어함으로써, 제조된 핫 스탬핑 부품의 품질을 향상시킬 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정된 것은 아니다.According to an embodiment of the present invention as described above, the quality of manufactured hot stamping parts can be improved by controlling the heating time in consideration of various parameters such as blank material, blank thickness, and heating temperature. Of course, the scope of the present invention is not limited by this effect.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 핫 스탬핑 부품의 제조 방법을 개략적으로 도시한 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 핫 스탬핑 부품의 제조 방법의 가열 단계를 구체적으로 도시한 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 핫 스탬핑 부품의 제조 방법의 가열 단계에 있어서, 복수의 구간을 구비한 가열로를 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 핫 스탬핑 부품의 제조 방법에 있어서 가열 시간에 따른 복수의 구간의 승온속도 변화율을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 핫 스탬핑 부품을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 6은 비교 실시예에 따른 핫 스탬핑 부품을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 7은 소재 두께에 따른 가열 시간 및 가열 온도에 따른 가열 시간을 도시한 도면이다.1 is a flowchart schematically showing a method of manufacturing a hot stamping part according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a flowchart specifically showing the heating step of the method for manufacturing hot stamping parts according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a diagram illustrating a heating furnace having a plurality of sections in the heating step of the method for manufacturing hot stamping parts according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a diagram showing the temperature increase rate change rate of a plurality of sections according to heating time in the method of manufacturing hot stamping parts according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a cross-sectional view schematically showing a hot stamping part according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is a cross-sectional view schematically showing a hot stamping part according to a comparative example.
Figure 7 is a diagram showing heating time according to material thickness and heating time according to heating temperature.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.Since the present invention can be modified in various ways and can have various embodiments, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. The effects and features of the present invention and methods for achieving them will become clear by referring to the embodiments described in detail below along with the drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below and may be implemented in various forms.
이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.In the following embodiments, terms such as first and second are used not in a limiting sense but for the purpose of distinguishing one component from another component.
이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.In the following examples, singular terms include plural terms unless the context clearly dictates otherwise.
이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.In the following embodiments, terms such as include or have mean the presence of features or components described in the specification, and do not exclude in advance the possibility of adding one or more other features or components.
이하의 실시예에서, 막, 영역, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 위에 또는 상에 있다고 할 때, 다른 부분의 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다.In the following embodiments, when a part of a film, region, component, etc. is said to be on or on another part, it is not only the case where it is directly on top of the other part, but also when another film, region, component, etc. is interposed between them. Also includes cases where there are.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예를 들어, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.In the drawings, the sizes of components may be exaggerated or reduced for convenience of explanation. For example, the size and thickness of each component shown in the drawings are arbitrarily shown for convenience of explanation, so the present invention is not necessarily limited to what is shown.
본 명세서에서 "A 및/또는 B"는 A이거나, B이거나, A와 B인 경우를 나타낸다. 또한, 본 명세서에서 "A 및 B 중 적어도 어느 하나"는 A이거나, B이거나, A와 B인 경우를 나타낸다.In this specification, “A and/or B” refers to A, B, or A and B. Additionally, in this specification, “at least one of A and B” refers to the case of A, B, or A and B.
이하의 실시예에서, 배선이 "제1 방향 또는 제2 방향으로 연장된다"는 의미는 직선 형상으로 연장되는 것뿐 아니라, 제1 방향 또는 제2 방향을 따라 지그재그 또는 곡선으로 연장되는 것도 포함한다.In the following embodiments, the meaning of "extending in the first direction or the second direction" includes not only extending in a straight line, but also extending in a zigzag or curved line along the first or second direction. .
이하의 실시예들에서, "평면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 위에서 보았을 때를 의미하며, "단면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 수직으로 자른 단면을 옆에서 보았을 때를 의미한다. 이하의 실시예들에서, "중첩"이라 할 때, 이는 "평면상" 및 "단면상" 중첩을 포함한다. In the following embodiments, “on a plane” means when the target part is viewed from above, and “on a cross-section” means when a cross section of the target part is cut vertically and viewed from the side. In the following embodiments, when referring to “overlapping”, this includes “in-plane” and “in-cross-section” overlapping.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, and when described with reference to the drawings, identical or corresponding components will be assigned the same reference numerals.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 핫 스탬핑 부품의 제조 방법을 개략적으로 도시한 순서도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 핫 스탬핑 부품의 제조 방법의 가열 단계를 구체적으로 도시한 순서도이다. 이하에서는, 도 1 및 도 2를 참조하여 핫 스탬핑 부품의 제조 방법을 설명한다.1 is a flowchart schematically showing a method of manufacturing a hot stamping part according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a detailed diagram showing the heating step of the method of manufacturing a hot stamping part according to an embodiment of the present invention. This is a flowchart. Hereinafter, a method of manufacturing hot stamping parts will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
도 1을 참조하면, 일 실시예에서, 핫 스탬핑 부품의 제조 방법은 블랭크 투입 단계(S100), 가열 단계(S200), 이송 단계(S300), 성형 단계(S400), 및 냉각 단계(S500)를 포함할 수 있다.Referring to Figure 1, in one embodiment, the method of manufacturing a hot stamping part includes a blank input step (S100), a heating step (S200), a transfer step (S300), a forming step (S400), and a cooling step (S500). It can be included.
먼저, 블랭크 투입 단계(S100)는 서로 다른 승온 속도 범위를 가지는 복수의 구간을 구비한 가열로 내로 블랭크를 투입하는 단계일 수 있다. 블랭크는 모재의 적어도 일면에 도금층이 형성된 형태로 구비될 수 있다. 모재는 소지 강판으로서 소정의 합금 원소를 소정 함량 포함하도록 주조된 강 슬라브에 대해 열연 공정 및/또는 냉연 공정을 진행하여 제조된 강판일 수 있다.First, the blank input step (S100) may be a step of inputting a blank into a heating furnace having a plurality of sections with different temperature increase rate ranges. The blank may be provided with a plating layer formed on at least one side of the base material. The base material may be a steel sheet manufactured by performing a hot rolling process and/or a cold rolling process on a steel slab cast to contain a predetermined content of a predetermined alloy element.
일 실시예에서, 블랭크 투입 단계(S100)에서는 가열로 내로 투입된 블랭크가 롤러에 실장된 후 이송 방향을 따라 이송될 수 있다.In one embodiment, in the blank input step (S100), the blank input into the heating furnace may be mounted on a roller and then transported along the transport direction.
도 1 및 도 2를 참조하면, 블랭크 투입 단계(S100) 이후에, 가열 단계(S200)가 수행될 수 있다. 일 실시예에서, 가열 단계(S200)는 다단 가열 단계(S210) 및 균열 가열 단계(S220)를 포함할 수 있다. 따라서, 블랭크 투입 단계(S100) 이후에, 다단 가열 단계(S210)와 균열 가열 단계(S220)가 이루어질 수 있다. 다단 가열 단계(S210) 및 균열 가열 단계(S220)는 블랭크가 가열로 내에 구비된 복수의 구간을 통과하며 가열되는 단계일 수 있다.Referring to Figures 1 and 2, after the blank input step (S100), a heating step (S200) may be performed. In one embodiment, the heating step (S200) may include a multi-stage heating step (S210) and a crack heating step (S220). Therefore, after the blank input step (S100), the multi-stage heating step (S210) and the crack heating step (S220) may be performed. The multi-stage heating step (S210) and the crack heating step (S220) may be steps in which the blank is heated while passing through a plurality of sections provided in the heating furnace.
일 실시예에서, 가열로 전체 온도는 680℃ 내지 1000℃ 일 수 있다. 구체적으로, 다단 가열 단계(S210) 및 균열 가열 단계(S220)가 수행되는 가열로 전체 온도는 680℃ 내지 1000℃ 일 수 있다. 이때, 다단 가열 단계(S210)가 수행되는 가열로의 온도는 680℃ 내지 Ac3 일 수 있고, 균열 가열 단계(S220)가 수행되는 가열로의 온도는 Ac3 내지 1000℃일 수 있다.In one embodiment, the overall temperature of the furnace may be 680°C to 1000°C. Specifically, the overall temperature of the heating furnace where the multi-stage heating step (S210) and the crack heating step (S220) are performed may be 680°C to 1000°C. At this time, the temperature of the heating furnace where the multi-stage heating step (S210) is performed may be from 680°C to Ac3, and the temperature of the heating furnace where the crack heating step (S220) is performed may be from Ac3 to 1000°C.
구체적으로, 다단 가열 단계(S210)에서는 블랭크가 가열로 내에 구비된 복수의 구간을 통과하며 단계적으로 승온될 수 있다. 가열로 내에 구비된 복수의 구간 중 다단 가열 단계(S210)가 수행되는 구간은 복수 개 존재할 수 있고, 블랭크가 투입되는 가열로의 입구로부터 블랭크가 취출되는 가열로의 출구 방향으로 높아지도록 각 구간별로 온도가 설정되어 블랭크가 단계적으로 승온될 수 있다.Specifically, in the multi-stage heating step (S210), the temperature of the blank may be increased step by step as it passes through a plurality of sections provided in the heating furnace. Among the plurality of sections provided in the heating furnace, there may be a plurality of sections in which the multi-stage heating step (S210) is performed, and each section may be raised in the direction from the entrance of the heating furnace where the blank is input to the exit of the heating furnace from which the blank is taken out. The temperature is set so that the blank can be heated in stages.
다단 가열 단계(S210) 이후에 균열 가열 단계(S220)가 이루어질 수 있다. 균열 가열 단계(S220)에서는 다단 가열된 블랭크가 Ac3 내지 1000℃의 온도로 설정된 가열로의 구간을 통과하며 열처리될 수 있다. 바람직하게는, 균열 가열 단계(S220)에서는 다단 가열된 블랭크를 830℃ 내지 1000℃의 온도에서 균열 가열할 수 있다. 또한, 가열로 내에 구비된 복수의 구간 중 균열 가열 단계(S220)가 수행되는 구간은 적어도 하나 이상일 수 있다.A crack heating step (S220) may be performed after the multi-stage heating step (S210). In the crack heating step (S220), the multi-stage heated blank may be heat treated while passing through a section of the heating furnace set to a temperature of Ac3 to 1000°C. Preferably, in the crack heating step (S220), the multi-stage heated blank may be crack heated at a temperature of 830°C to 1000°C. Additionally, among a plurality of sections provided in the heating furnace, there may be at least one section where the crack heating step (S220) is performed.
도 3은 일 실시예에 따른 핫 스탬핑 부품의 제조 방법의 가열 단계에 있어서, 복수의 구간을 구비한 가열로를 설명하기 위해 도시한 도면이다.FIG. 3 is a diagram illustrating a heating furnace having a plurality of sections in the heating step of a method of manufacturing a hot stamping part according to an embodiment.
도 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 가열로는 서로 다른 온도 범위를 가지는 복수의 구간(P1, P2, P3, P4)을 구비할 수 있다. 보다 구체적으로, 가열로는 제1 온도 범위(T1)를 가지는 제1 가열 구간(P1), 제2 온도 범위(T2)를 가지는 제2 가열 구간(P2), 제3 온도 범위(T3)를 가지는 제3 가열 구간(P3) 및 제4 온도 범위(T4)를 가지는 제4 가열 구간(P4)을 구비할 수 있다. 이때, 제3 가열 구간(P3)은 서로 다른 온도 범위를 가지는 두 개의 구간을 구비할 수 있다. 제3 가열 구간(P3)은 제3-1 온도 범위(T3-1)를 가지는 제3-1 가열 구간(P3-1) 및 제3-2 온도 범위(T3-2)를 가지는 제3-2 가열 구간(P3-2)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3, the heating furnace according to one embodiment may include a plurality of sections (P1, P2, P3, and P4) having different temperature ranges. More specifically, the heating furnace has a first heating section (P1) having a first temperature range (T1), a second heating section (P2) having a second temperature range (T2), and a third temperature range (T3). It may be provided with a third heating section (P3) and a fourth heating section (P4) having a fourth temperature range (T4). At this time, the third heating section P3 may include two sections having different temperature ranges. The third heating section (P3) is a 3-1 heating section (P3-1) having a 3-1 temperature range (T3-1) and a 3-2 having a 3-2 temperature range (T3-2). It may include a heating section (P3-2).
일 실시예에서, 제2 가열 구간(P2)은 서로 다른 온도 범위를 가지는 복수 개의 구간을 구비할 수 있다. 예컨대, 제2 가열 구간(P2)은 제2-1 온도 범위(T2-1)를 가지는 제2-1 가열 구간(P2-1) 및 제2-2 온도 범위(T2-2)를 가지는 제2-2 가열 구간(P2-2)을 포함할 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 제2 가열 구간(P2)은 제2-1 온도 범위(T2-1)를 가지는 제2-1 가열 구간(P2-1) 내지 제2-n 온도 범위(T2-n)를 가지는 제2-n 가열 구간(P2-n)을 포함할 수 있다. 이때, n은 2 이상의 자연수일 수 있다.In one embodiment, the second heating section P2 may include a plurality of sections having different temperature ranges. For example, the second heating section (P2) is a 2-1 heating section (P2-1) having a 2-1 temperature range (T2-1) and a second heating section (P2-1) having a 2-2 temperature range (T2-2). -2 may include a heating section (P2-2). However, the present invention is not limited to this. The second heating section (P2) is a 2-1 heating section (P2-1) having a 2-1 temperature range (T2-1) to a 2-n having a 2-n temperature range (T2-n). It may include a heating section (P2-n). At this time, n may be a natural number of 2 or more.
일 실시예에서, 제1 가열 구간(P1)도 서로 다른 온도 범위를 가지는 복수 개의 구간을 구비할 수 있다. 예컨대, 제1 가열 구간(P1)은 제1-1 온도 범위(T1-1)를 가지는 제1-1 가열 구간(P1-1) 및 제1-2 온도 범위(T1-2)를 가지는 제1-2 가열 구간(P1-2)을 포함할 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 가열 구간(P1)은 제1-1 온도 범위(T1-1)를 가지는 제1-1 가열 구간(P1-1) 내지 제1-n 온도 범위(T1-n)를 가지는 제1-n 가열 구간(P1-n)을 포함할 수 있다. 이때, n은 2 이상의 자연수일 수 있다.In one embodiment, the first heating section P1 may also include a plurality of sections having different temperature ranges. For example, the first heating section (P1) is a 1-1 heating section (P1-1) having a 1-1 temperature range (T1-1) and a 1-1 heating section (P1-1) having a 1-2 temperature range (T1-2). -2 It may include a heating section (P1-2). However, the present invention is not limited to this. The first heating section (P1) is a 1-1 heating section (P1-1) having a 1-1 temperature range (T1-1) to a 1-n heating section (P1-1) having a 1-n temperature range (T1-n). It may include a heating section (P1-n). At this time, n may be a natural number of 2 or more.
일 실시예에서, 도 2 및 도 3을 참조하면, 다단 가열 단계(S210)에서는 블랭크가 가열로 내에 정의된 제1 가열 구간(P1), 제2 가열 구간(P2), 및 제3-1 가열 구간(P3-1)을 통과하며 단계적으로 가열(또는, 다단 가열)될 수 있다. 또한, 균열 가열 단계(S220)에서는 다단 가열된 블랭크가 제3-2 가열 구간(P3-2) 및 제4 가열 구간(P4)을 통과하며 균열 가열될 수 있다. 즉, 제1 가열 구간(P1), 제2 가열 구간(P2), 및 제3-1 가열 구간(P3-1)은 블랭크가 다단 가열되는 구간에 해당하고, 제3-2 가열 구간(P3-2) 및 제4 가열 구간(P4)은 블랭크가 균열 가열되는 구간에 해당한다.In one embodiment, referring to FIGS. 2 and 3, in the multi-stage heating step (S210), the blank is heated in the first heating section (P1), the second heating section (P2), and the 3-1 heating defined in the heating furnace. It may be heated in stages (or multi-stage heated) while passing through the section (P3-1). Additionally, in the crack heating step (S220), the multi-stage heated blank may be crack heated while passing through the 3-2 heating section (P3-2) and the fourth heating section (P4). That is, the first heating section (P1), the second heating section (P2), and the 3-1 heating section (P3-1) correspond to sections in which the blank is heated in multiple stages, and the 3-2 heating section (P3- 2) and the fourth heating section (P4) correspond to a section in which the blank is cracked and heated.
일 실시예에서, 제4 가열 구간(P4)은 복수 개의 구간을 구비할 수 있다. 예컨대, 제4 가열 구간(P4)은 2개의 구간으로 구비되거나, 3개의 구간으로 구비되는 등 복수 개의 구간으로 구비될 수 있다. 이때, 제4 가열 구간(P4)에 구비된 복수 개의 구간들의 온도 범위(또는, 온도)는 동일할 수 있다.In one embodiment, the fourth heating section P4 may include a plurality of sections. For example, the fourth heating section P4 may be provided as a plurality of sections, such as two sections or three sections. At this time, the temperature range (or temperature) of the plurality of sections provided in the fourth heating section P4 may be the same.
제1 가열 구간(P1) 내지 제4 가열 구간(P4)은 차례대로 가열로 내에 배치될 수 있다. 제1 가열 구간(P1)은 블랭크가 투입되는 가열로의 입구와 인접하고, 제4 가열 구간(P4)은 블랭크가 배출되는 가열로의 출구와 인접할 수 있다. 따라서, 제1 온도 범위(T1)를 가지는 제1 가열 구간(P1)이 가열로의 첫 번째 구간일 수 있고, 제4 온도 범위(T4)를 가지는 제4 가열 구간(P4)이 가열로의 마지막 구간일 수 있다. 후술할 바와 같이, 가열로의 복수의 구간들 중 제3-2 가열 구간(P3-2) 및 제4 가열 구간(P4)은 다단 가열이 수행되는 구간이 아닌 균열 가열이 수행되는 구간일 수 있다.The first heating section (P1) to the fourth heating section (P4) may be sequentially disposed in the heating furnace. The first heating section P1 may be adjacent to the entrance of the heating furnace into which the blank is input, and the fourth heating section P4 may be adjacent to the outlet of the heating furnace into which the blank is discharged. Therefore, the first heating section (P1) having the first temperature range (T1) may be the first section of the heating furnace, and the fourth heating section (P4) having the fourth temperature range (T4) may be the last section of the heating furnace. It may be a section. As will be described later, among the plurality of sections of the heating furnace, the 3-2 heating section (P3-2) and the fourth heating section (P4) may be a section in which crack heating is performed rather than a section in which multi-stage heating is performed. .
가열로 내에 구비된 복수의 구간의 온도, 예컨대 제1 가열 구간(P1) 내지 제4 가열 구간(P4)의 온도는 블랭크가 투입되는 가열로의 입구로부터 블랭크가 취출되는 가열로의 출구 방향으로 증가할 수 있다. 또한, 가열로 내에 구비된 복수의 구간 중 서로 인접한 두 개의 구간들 간의 온도 차는 0℃ 보다 크고 100℃ 이하일 수 있다. 예를 들어, 제1 가열 구간(P1)과 제2 가열 구간(P2)의 온도 차는 0℃ 보다 크고 100℃ 이하일 수 있다.The temperature of a plurality of sections provided in the heating furnace, for example, the temperature of the first heating section (P1) to the fourth heating section (P4), increases in the direction from the entrance of the heating furnace where the blank is input to the outlet of the heating furnace where the blank is taken out. can do. Additionally, the temperature difference between two adjacent sections among the plurality of sections provided in the heating furnace may be greater than 0°C and less than or equal to 100°C. For example, the temperature difference between the first heating section (P1) and the second heating section (P2) may be greater than 0°C and less than or equal to 100°C.
일 실시예로, 제1 가열 구간(P1)의 제1 온도 범위(T1)는 680℃ 내지 870℃일 수 있다. 제2 가열 구간(P2)의 제2 온도 범위(T2)는 700℃ 내지 930℃일 수 있다. 제3-1 구간(P3-1)의 제3-1 온도 범위(T3-1)는 800℃ 내지 950℃일 수 있다. 제3-2 구간(P3-2)의 제3-2 온도 범위(T3-2)는 AC3 내지 1000℃일 수 있다. 제4 가열 구간(P4)의 제4 온도 범위(T4)는 Ac3 내지 1,000℃일 수 있다. 바람직하게는, 제4 가열 구간(P4)의 제4 온도 범위(T4)는 830℃ 이상 1,000℃이하일 수 있다. 제3-2 가열 구간(P3-2)의 제3-2 온도 범위(T3-2)와 제4 가열 구간(P4)의 제4 온도 범위(T4)는 동일할 수 있다.In one embodiment, the first temperature range T1 of the first heating section P1 may be 680°C to 870°C. The second temperature range (T2) of the second heating section (P2) may be 700°C to 930°C. The 3-1 temperature range (T3-1) of the 3-1 section (P3-1) may be 800°C to 950°C. The 3-2 temperature range (T3-2) of the 3-2 section (P3-2) may be AC3 to 1000°C. The fourth temperature range (T4) of the fourth heating section (P4) may be Ac3 to 1,000°C. Preferably, the fourth temperature range (T4) of the fourth heating section (P4) may be 830°C or more and 1,000°C or less. The 3-2 temperature range (T3-2) of the 3-2 heating section (P3-2) and the fourth temperature range (T4) of the fourth heating section (P4) may be the same.
일 실시예에서, 제2 가열 구간(P2)이 전술한 서로 다른 온도 범위를 가지는 제2-1 가열 구간(P2-1) 및 제2-2 가열 구간(P2-2)을 포함하는 경우, 제2-1 온도 범위(T2-1)는 700℃ 내지 900℃일 수 있고, 제2-2 가열 구간(P2-2)의 제2-2 온도 범위(T2-2)는 750℃ 내지 930℃일 수 있다.In one embodiment, when the second heating section (P2) includes the 2-1 heating section (P2-1) and the 2-2 heating section (P2-2) having different temperature ranges described above, The 2-1 temperature range (T2-1) may be 700°C to 900°C, and the 2-2 temperature range (T2-2) of the 2-2 heating section (P2-2) may be 750°C to 930°C. You can.
전술한 복수의 구간을 정의하는 경계값들에 관하여 설명한다. 경계값들은 그래프의 가로축으로서 가열 시간(s)을 나타낸다. 먼저, 제1 가열 구간(P1) 및 제2 가열 구간(P2)의 사이에 위치하는 제1 경계값(e1)은 약 30s 내지 약 50s일 수 있고, 약 40s일 수 있다. 제2 가열 구간(P2) 및 제3 가열 구간(P3)의 사이에 위치하는 제2 경계값(e2)은 약 80s 내지 약 130s일 수 있고, 약 85s일 수 있다. 제3-1 가열 구간(P3-1) 및 제3-2 가열 구간(P3-2)의 사이에 위치하는 제3 경계값(e3)은 약 110s 내지 약 180s일 수 있고, 약 120s일 수 있다. 제3-2 가열 구간(P3-2) 및 제4 가열 구간(P4)의 사이에 위치하는 제4 경계값(e4)은 약 140s 내지 약 230s일 수 있고, 약 150s일 수 있다.Boundary values defining the plurality of sections described above will be described. The boundary values represent the heating time (s) as the horizontal axis of the graph. First, the first boundary value e1 located between the first heating section P1 and the second heating section P2 may be about 30 s to about 50 s, or about 40 s. The second boundary value e2 located between the second heating section P2 and the third heating section P3 may be about 80 s to about 130 s, and may be about 85 s. The third boundary value (e3) located between the 3-1st heating section (P3-1) and the 3-2nd heating section (P3-2) may be about 110s to about 180s, and may be about 120s. . The fourth boundary value e4 located between the 3-2 heating section P3-2 and the fourth heating section P4 may be about 140 s to about 230 s, and may be about 150 s.
일 실시예에서, 제2 가열 구간(P2)이 전술한 서로 다른 온도 범위를 가지는 제2-1 가열 구간(P2-1) 및 제2-2 가열 구간(P2-2)을 포함하는 경우, 제2-1 가열 구간(P2-1) 및 제2-2 가열 구간(P2-2)의 사이에 위치하는 제2-1 경계값(e2')은 약 50s 내지 약 110s일 수 있고, 약 60s일 수 있다.In one embodiment, when the second heating section (P2) includes the 2-1 heating section (P2-1) and the 2-2 heating section (P2-2) having different temperature ranges described above, The 2-1 boundary value (e2') located between the 2-1 heating section (P2-1) and the 2-2 heating section (P2-2) may be about 50 s to about 110 s, and may be about 60 s. You can.
도 3에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 가열로가 대표적으로 서로 다른 온도 범위를 가지는 다섯 개의 구간(P1, P2, P3-1, P3-2, P4)을 구비한 것으로 도시되어 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 가열로 내에는 서로 다른 온도 범위를 가지는 여섯 개, 일곱 개, 또는 여덟 개 등의 구간이 구비될 수도 있다.In Figure 3, the heating furnace according to an embodiment of the present invention is shown as typically having five sections (P1, P2, P3-1, P3-2, P4) having different temperature ranges, but the present invention This is not limited to this. There may be six, seven, or eight sections within the furnace having different temperature ranges.
일 실시예에서, 가열로는 블랭크의 이송 경로를 따라 20m 내지 40m의 길이를 가질 수 있다. 가열로는 서로 다른 온도 범위를 가지는 복수의 구간을 구비할 수 있고 복수의 구간 중 블랭크가 다단 가열되는 구간의 길이와 복수의 구간 중 블랭크가 균열 가열되는 구간의 길이의 비는 1:1 내지 4:1을 만족할 수 있다. 가열로 내에서 블랭크가 균열 가열되는 구간의 길이가 증가하여 블랭크가 다단 가열되는 구간의 길이와 블랭크가 균열 가열되는 구간의 길이의 비가 1:1을 초과할 경우, 균열 가열 구간에서 블랭크 내로 수소 침투량이 증가하여 지연파단이 증가할 수 있다. 반면에, 블랭크가 균열 가열되는 구간의 길이가 감소하여 블랭크가 다단 가열되는 구간의 길이와 블랭크가 균열 가열되는 구간의 길이의 비가 4:1 미만인 경우, 균열 가열 구간(시간)이 충분히 확보되지 않아 핫 스탬핑 부품의 제조 공정에 의해 제조된 핫 스탬핑 부품의 강도가 불균일할 수 있다.In one embodiment, the furnace may have a length of 20 m to 40 m along the transport path of the blank. The heating furnace may be provided with a plurality of sections having different temperature ranges, and the ratio of the length of the section in which the blank is heated in multiple stages among the plurality of sections and the length of the section in which the blank is crack-heated among the plurality of sections is 1:1 to 4. :1 can be satisfied. When the length of the section where the blank is crack-heated increases within the heating furnace and the ratio of the length of the section where the blank is multi-stage heated and the length of the section where the blank is crack-heated exceeds 1:1, the amount of hydrogen infiltration into the blank from the crack-heated section As this increases, delayed rupture may increase. On the other hand, if the length of the section where the blank is crack-heated is reduced and the ratio of the length of the section where the blank is multi-stage heated to the length of the section where the blank is crack-heated is less than 4:1, the crack heating section (time) is not sufficiently secured. The strength of hot stamping parts manufactured by the hot stamping part manufacturing process may be uneven.
일 실시예에서, 가열로 내에 구비된 복수의 구간 중 균일 가열 구간의 길이는 가열로의 총 길이의 20% 내지 50%일 수 있다.In one embodiment, the length of the uniform heating section among the plurality of sections provided in the heating furnace may be 20% to 50% of the total length of the heating furnace.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 핫 스탬핑 부품의 제조 방법에 있어서 가열 시간에 따른 복수의 구간의 승온속도 변화율을 나타내는 도면이다. 이때, 도 4는 가열 시간(s)에 따른 블랭크의 승온 속도(℃/s) 그래프를 나타낸다. 도 4에 도시된 복수의 구간 및 경계값들은 도 3에서 전술한 내용과 동일한 내용으로 설명을 간략히 하거나 생략할 수 있다.Figure 4 is a diagram showing the temperature increase rate change rate of a plurality of sections according to heating time in the method of manufacturing hot stamping parts according to an embodiment of the present invention. At this time, Figure 4 shows a graph of the temperature increase rate (°C/s) of the blank according to the heating time (s). The plurality of sections and boundary values shown in FIG. 4 are the same as those described above in FIG. 3 and the description may be simplified or omitted.
도 4를 참조하면, 블랭크의 다단 가열이 수행되는 복수의 구간의 승온속도(℃/s) 또는 승온속도 변화율(℃/s2)의 분포는 후술하는 바와 같다. 이하, "승온속도 변화율"이라 함은 도 4에 도시된 그래프의 각 구간의 평균 기울기로서, 이하에서는 '평균 승온속도 변화율'로 설명할 수 있다. 도 4에는 본 발명의 일 실시예에 따른 승온속도 제1 제어 곡선(410) 및 비교 실시예에 따른 승온속도 제2 제어 곡선(420)이 도시되어 있다.Referring to FIG. 4, the distribution of the temperature increase rate (°C/s) or temperature increase rate change rate (°C/s 2 ) in a plurality of sections where multi-stage heating of the blank is performed is as described later. Hereinafter, the “temperature increase rate change rate” refers to the average slope of each section of the graph shown in FIG. 4, and can hereinafter be explained as the “average temperature increase rate change rate.” Figure 4 shows a first temperature increase rate control curve 410 according to an embodiment of the present invention and a second temperature increase rate control curve 420 according to a comparative example.
먼저 본 발명의 일 실시예에 따른 승온속도 제1 제어 곡선(410)에 대하여 설명한다.First, the temperature increase rate first control curve 410 according to an embodiment of the present invention will be described.
제1 가열 구간(P1)은 제1 평균 승온속도 변화율(r1)을 가질 수 있다. 제1 가열 구간(P1) 이후에 위치하는 제2 가열 구간(P2)은 제1 평균 승온속도 변화율(r1)과 상이한 제2 평균 승온속도 변화율(r2)을 가질 수 있다. 제2 가열 구간(P2) 이후에 위치하는 제3 가열 구간(P3)은 제1 평균 승온속도 변화율(r1) 및 제2 평균 승온속도 변화율(r2)과 상이한 제3 평균 승온속도 변화율(r3)을 가질 수 있다. 이때, 제3 평균 승온속도 변화율(r3)은 양의 값에서 음의 값으로 변화하는 구간을 포함할 수 있다. 제3 가열 구간(P3) 이후에 위치하는 제4 가열 구간(P4)은 제1 평균 승온속도 변화율(r1), 제2 평균 승온속도 변화율(r2), 및 제3 평균 승온속도 변화율(r3)과 상이한 제4 평균 승온속도 변화율(r4)을 가질 수 있다.The first heating section (P1) may have a first average temperature increase rate change rate (r1). The second heating section (P2) located after the first heating section (P1) may have a second average temperature increase rate change rate (r2) that is different from the first average temperature increase rate change rate (r1). The third heating section (P3) located after the second heating section (P2) has a third average temperature increase rate change rate (r3) that is different from the first average temperature increase rate change rate (r1) and the second average temperature increase rate change rate (r2). You can have it. At this time, the third average temperature increase rate change rate (r3) may include a section that changes from a positive value to a negative value. The fourth heating section (P4) located after the third heating section (P3) includes the first average temperature increase rate change rate (r1), the second average temperature increase rate change rate (r2), and the third average temperature increase rate change rate (r3) It may have a different fourth average temperature increase rate change rate (r4).
제1 가열 구간(P1)은 일반 승온 구간일 수 있고, 제2 가열 구간(P2)에서는 승온속도가 제1 가열 구간(P1) 대비 완만하게 감소하여() 도금층의 합금화가 수행될 수 있다. 제3 가열 구간(P3)은 블랭크의 모재가 상변태하는 상변태 구간으로서, 제3-1 가열 구간(P3-1)은 양(+)의 승온속도 변화율을 가지고, 제3-2 가열 구간(P3-2)은 음(-)의 승온속도 변화율을 가질 수 있다. 제4 가열 구간(P4)은 블랭크가 균일한 온도로 균열 가열되는 안정화 구간일 수 있다.The first heating section (P1) may be a general temperature increase section, and in the second heating section (P2), the temperature increase rate decreases gently compared to the first heating section (P1) ( ) Alloying of the plating layer can be performed. The third heating section (P3) is a phase transformation section in which the base material of the blank undergoes a phase transformation. The 3-1 heating section (P3-1) has a positive temperature increase rate change rate, and the 3-2 heating section (P3-1) has a positive temperature increase rate change rate. 2) may have a negative (-) temperature increase rate change rate. The fourth heating section P4 may be a stabilization section in which the blank is cracked and heated to a uniform temperature.
제1 제어 곡선(410)을 참조하면, 제1 평균 승온속도 변화율(r1) 및 제2 평균 승온속도 변화율(r2)은 각각 음의 값을 가지고, 제1 평균 승온속도 변화율(r1)의 절대값은 제2 평균 승온속도 변화율(r2)의 절대값보다 클 수 있다 (). 일 실시예에서, 제1 평균 승온속도 변화율(r1)은 약 -0.5 ℃/s2 이상 0 이하일 수 있다. 예컨대, 제1 평균 승온속도 변화율(r1)은 약 -0.3 ℃/s2 일 수 있다. 일 실시예에서, 제2 평균 승온속도 변화율(r2)은 약 -0.25 ℃/s2 이상 0 이하일 수 있다. 예컨대, 제2 평균 승온속도 변화율(r2)은 약 -0.07 ℃/s2 일 수 있다.Referring to the first control curve 410, the first average temperature increase rate change rate (r1) and the second average temperature increase rate change rate (r2) each have negative values, and the absolute value of the first average temperature increase rate change rate (r1) may be greater than the absolute value of the second average temperature increase rate change rate (r2) ( ). In one embodiment, the first average temperature increase rate change rate (r1) may be about -0.5 °C/s 2 or more and 0 or less. For example, the first average temperature increase rate change rate (r1) may be about -0.3 °C/s 2 . In one embodiment, the second average temperature increase rate change rate (r2) may be about -0.25 °C/s 2 or more and 0 or less. For example, the second average temperature increase rate change rate (r2) may be about -0.07°C/ s2 .
일 실시예에서, 제1 가열 구간(P1)과 제2 가열 구간(P2) 사이에서, 즉 제1 경계값(e1) 부근에서 제1 평균 승온속도 변화율(r1)로부터 제2 평균 승온속도 변화율(r2)로의 변화는 불연속적일 수 있다. 구체적으로, 제1 가열 구간(P1)에서 제1 평균 승온속도 변화율(r1)을 정의하는 제1 경계값(e1)에서의 승온속도(v1)와, 제2 가열 구간(P2)에서 제2 평균 승온속도 변화율(r2)을 정의하는 제1 경계값(e1)에서의 승온속도(v2)는 다른 값을 가질 수 있다. 다시 말해, 제1 평균 승온속도 변화율(r1)의 최종 승온속도(v1)와 제2 평균 승온속도 변화율(r2)의 최초 승온속도(v2)는 다른 값일 수 있다. 제1 경계값(e1) 부근에서 승온속도 변화율이 불연속적으로 변화할 때(r1 → r2)(410), 연속적으로 변화하는 경우(420)와 비교할 때 핫 스탬핑 부품의 용접성을 향상시킬 수 있다.In one embodiment, between the first heating section (P1) and the second heating section (P2), that is, the second average temperature increasing rate change rate ( The change to r2) may be discontinuous. Specifically, the temperature increase rate (v1) at the first boundary value (e1) defining the first average temperature increase rate change rate (r1) in the first heating section (P1), and the second average temperature increase rate in the second heating section (P2) The temperature increase rate (v2) at the first boundary value (e1) defining the temperature increase rate change rate (r2) may have a different value. In other words, the final temperature increase rate (v1) of the first average temperature increase rate change rate (r1) and the initial temperature increase rate (v2) of the second average temperature increase rate change rate (r2) may be different values. When the temperature increase rate change rate changes discontinuously (r1 → r2) (410) around the first boundary value (e1), the weldability of hot stamping parts can be improved compared to the case where it changes continuously (420).
도금층 변화에 많은 에너지가 요구되기 때문에 제1 가열 구간(P1) 및 제2 가열 구간(P2) 사이에서 평균 승온속도 변화율이 불연속적으로 변화될 수 있다. 모재의 Fe가 Al 도금층으로 확산이 이루어지고, 도금층 내에 Al-Fe 상이 초기 생성되고 성장하기 위해서는 이에 필요한 에너지가 공급되어야 한다. 또한, 모재로 확산된 Fe는 시간이 경과함에 따라 Al-Fe-Si 합금층을 생성하는데, 제1 경계값(e1) 부근에서 승온속도 변화율의 변화가 불연속적일수록 표면까지의 확산이 균일하게 이루어지고 이에 따라 양호한 용접성을 얻을 수 있다. 반면, 변화가 연속적인 경우에는 Al-Fe-Si의 확산이 표면까지 빠르고 불균일하게 이루어지기 때문에 표면에 용접 저항이 높은 상들이 존재하여 용접성이 떨어지는 현상이 발생할 수 있다.Because a lot of energy is required to change the plating layer, the average temperature increase rate change rate may change discontinuously between the first heating section (P1) and the second heating section (P2). In order for Fe from the base material to diffuse into the Al plating layer and for the Al-Fe phase to initially be created and grow within the plating layer, the necessary energy must be supplied. In addition, Fe diffused into the base material creates an Al-Fe-Si alloy layer over time. The more discontinuous the change in temperature increase rate around the first boundary value (e1) is, the more uniform the diffusion to the surface becomes. Therefore, good weldability can be obtained. On the other hand, when the change is continuous, diffusion of Al-Fe-Si occurs quickly and unevenly to the surface, so phases with high welding resistance exist on the surface, which may result in poor weldability.
일 실시예에서, 제3 가열 구간(P3)은 제3-1 승온속도 변화율(r3-1)을 가지는 제3-1 가열 구간(P3-1) 및 제3-2 승온속도 변화율(r3-2)을 가지는 제3-2 가열 구간(P3-2)을 포함할 수 있다. 제3-1 평균 승온속도 변화율(r3-1)은 양의 값을 가지고, 제3-2 평균 승온속도 변화율(r3-2)은 음의 값을 가져, 제3 평균 승온속도 변화율(r3)은 양에서 음의 값으로 변화하는 구간을 가질 수 있다. 이때, 제3-1 평균 승온속도 변화율(r3-1)의 절대값은 제3-2 평균 승온속도 변화율(r3-2)의 절대값보다 작을 수 있다 (). 일 실시예에서, 제3-1 평균 승온속도 변화율(r3-1)은 0 이상 약 0.25 ℃/s2 이하일 수 있다. 예컨대, 제3-1 평균 승온속도 변화율(r3-1)은 약 0.07 ℃/s2 일 수 있다. 일 실시예에서, 제3-2 평균 승온속도 변화율(r3-2)은 약 -0.3 ℃/s2 이상 0 이하일 수 있다. 예컨대, 제3-2 평균 승온속도 변화율(r3-2)은 약 -0.08 ℃/s2 일 수 있다.In one embodiment, the third heating section (P3) includes a 3-1 heating section (P3-1) having a 3-1 temperature increase rate change rate (r3-1) and a 3-2 temperature increase rate change rate (r3-2). ) may include a 3-2 heating section (P3-2). The 3-1 average temperature increase rate change rate (r3-1) has a positive value, the 3-2 average temperature increase rate change rate (r3-2) has a negative value, and the 3rd average temperature increase rate change rate (r3) is It can have sections that change from positive to negative values. At this time, the absolute value of the 3-1 average temperature increase rate change rate (r3-1) may be smaller than the absolute value of the 3-2 average temperature increase rate change rate (r3-2) ( ). In one embodiment, the 3-1 average temperature increase rate change rate (r3-1) may be 0 or more and about 0.25° C./s 2 or less. For example, the 3-1 average temperature increase rate change rate (r3-1) may be about 0.07°C/s 2 . In one embodiment, the 3-2 average temperature increase rate change rate (r3-2) may be about -0.3°C/s 2 or more and 0 or less. For example, the 3-2 average temperature increase rate change rate (r3-2) may be about -0.08°C/s 2 .
제3-1 가열 구간(P3-1)에서 제3 평균 승온속도 변화율(r3-1)이 작을수록 제1 제어 곡선(410)의 기울기가 완만할 수 있고, 제1 제어 곡선(410)의 기울기가 완만할수록 혼입 수소량은 감소하고 이에 따라 수소취성은 개선될 수 있다. 이와 대비하여 제2 제어 곡선(420)은 제3-1 가열 구간(P3-1)에서 승온속도 변화율이 급격히 증가하거나 불연속으로 증가하는 형태를 가지는데, 이런 경우 혼입 수소량은 증가하고 이에 따라 수소취성은 열위해질 수 있다. 이와 같이, 제3 가열 구간(P3)에서는 제1 가열 구간(P1) 및 제2 가열 구간(P2) 사이에서와 달리, 모재의 상변태가 수행되는 구간으로서 급격한 온도 변화가 있을 경우 이로 인한 수소취성, 지연 파단 등의 문제가 있을 수 있으므로, 승온속도 변화율이 낮을수록 유리하다.The smaller the third average temperature increase rate change rate (r3-1) in the 3-1 heating section (P3-1), the gentler the slope of the first control curve 410 may be, and the slope of the first control curve 410 may be more gradual. As the is gentler, the amount of mixed hydrogen decreases, and hydrogen embrittlement can be improved accordingly. In contrast, the second control curve 420 has a form in which the temperature increase rate change rate increases rapidly or increases discontinuously in the 3-1 heating section (P3-1). In this case, the amount of mixed hydrogen increases and thus the hydrogen Brittleness can become inferior. As such, in the third heating section (P3), unlike between the first heating section (P1) and the second heating section (P2), in the section where the phase transformation of the base material is performed, if there is a sudden temperature change, hydrogen embrittlement, Since there may be problems such as delayed rupture, the lower the rate of change in temperature increase, the more advantageous it is.
제2 가열 구간(P2)과 제3-1 가열 구간(P3-1) 사이에서, 즉 제2 경계값(e2) 부근에서 제2 평균 승온속도 변화율(r2)로부터 제3-1 평균 승온속도 변화율(r3-1)로의 변화는 음의 값으로부터 양의 값으로 변화할 수 있다. 즉, 승온속도가 감소하다가 증가하면서 모재의 상변태가 일어날 수 있다. 예컨대, 모재의 상변태 중 해당 구간에서 오스테나이트로 변태 시 흡열 반응이 일어나며 이를 위한 에너지 공급이 필요하므로 승온속도는 제3-1 가열 구간(P3-1)에서 다시 증가해야 오스테나이트로의 합리적인 수준의 상변태를 유도할 수 있다.Between the second heating section (P2) and the 3-1 heating section (P3-1), that is, the 3-1 average temperature increase rate change rate from the second average temperature increase rate change rate (r2) near the second boundary value (e2) A change to (r3-1) can change from a negative value to a positive value. In other words, as the temperature increase rate decreases and then increases, phase transformation of the base material may occur. For example, during the phase transformation of the base material, an endothermic reaction occurs when transformation into austenite occurs in this section, and energy supply is required for this, so the temperature increase rate must be increased again in the 3-1 heating section (P3-1) to achieve a reasonable level of conversion to austenite. Phase transformation can be induced.
제3-1 가열 구간(P3-1)과 제3-2 가열 구간(P3-2) 사이에서, 즉 제3 경계값(e3) 부근에서 제3-1 평균 승온속도 변화율(r3-1)로부터 제3-2 평균 승온속도 변화율(r3-2)로의 변화는 양의 값으로부터 음의 값으로 변화할 수 있다. 즉, 승온속도가 증가하다가 다시 감소하면서 모재의 상변태가 일어날 수 있다.Between the 3-1st heating section (P3-1) and the 3-2nd heating section (P3-2), that is, from the 3-1 average temperature increase rate change rate (r3-1) around the third boundary value (e3) The change in the 3-2 average temperature increase rate change rate (r3-2) may change from a positive value to a negative value. In other words, as the temperature increase rate increases and then decreases again, phase transformation of the base material may occur.
일 실시예에서, 제4 평균 승온속도 변화율(r4)의 절대값은 제1 평균 승온속도 변화율(r1), 제2 평균 승온속도 변화율(r2) 및 제3 평균 승온속도 변화율(r3) 각각의 절대값보다 작을 수 있다. 예컨대, 제4 평균 승온속도 변화율(r4)은 0에 가까운 값으로 제4 가열 구간(P4)은 균일한 온도로 균열 가열되는 구간일 수 있다. In one embodiment, the absolute value of the fourth average temperature increase rate change rate (r4) is the absolute value of each of the first average temperature increase rate change rate (r1), the second average temperature increase rate change rate (r2), and the third average temperature increase rate change rate (r3). It may be smaller than the value. For example, the fourth average temperature increase rate change rate (r4) is close to 0, and the fourth heating section (P4) may be a section in which crack heating is performed at a uniform temperature.
제3-2 가열 구간(P3-2) 및 제4 가열 구간(P4)에서 블랭크가 가열되는 시간(t4)은 전체 가열 시간(t)의 약 50 % 이하일 수 있다. 이는 블랭크가 제1 가열 구간(P1), 제2 가열 구간(P2), 및 제3-1 가열 구간(P3-1)에서 다단 가열되는 시간(t1) 대비 제3-2 가열 구간(P3-2) 및 제4 가열 구간(P4)에서 균열 가열되는 시간(t4)이 길어질수록 용접성, 수소취성 및 굽힘 성능 등의 부품 특성이 열위해질 수 있기 때문이다.The time t4 for which the blank is heated in the third-second heating section P3-2 and the fourth heating section P4 may be about 50% or less of the total heating time t. This is compared to the time (t1) in which the blank is multistage heated in the first heating section (P1), the second heating section (P2), and the 3-1 heating section (P3-1) in the 3-2 heating section (P3-2). ) and the longer the crack heating time (t4) in the fourth heating section (P4), the longer the part characteristics such as weldability, hydrogen embrittlement, and bending performance may become inferior.
이하, 전술한 제1 제어 곡선(410) 대비 제2 제어 곡선(420)의 특성에 대하여 설명하되, 제1 제어 곡선(410)과 다른 점을 위주로 설명한다. 제2 제어 곡선(420)을 참조하면, 제1 가열 구간(P1) 및 제2 가열 구간(P2) 사이에서 제1’ 평균 승온속도 변화율(r1’)은 연속적으로 변화할 수 있다. 구체적으로, 제1 가열 구간(P1)에서 제1' 평균 승온속도 변화율(r1')을 정의하는 제1 경계값(e1)에서의 승온속도와, 제2 가열 구간(P2)에서 제1' 평균 승온속도 변화율(r1')을 정의하는 제1 경계값(e1)에서의 승온속도(v1')는 같은 값을 가질 수 있다.Hereinafter, the characteristics of the second control curve 420 compared to the above-described first control curve 410 will be described, focusing on differences from the first control curve 410. Referring to the second control curve 420, the first' average temperature increase rate change rate (r1') may change continuously between the first heating section (P1) and the second heating section (P2). Specifically, the temperature increase rate at the first boundary value (e1) defining the first' average temperature increase rate change rate (r1') in the first heating section (P1), and the first' average temperature increase rate in the second heating section (P2) The temperature increase rate (v1') at the first boundary value (e1) defining the temperature increase rate change rate (r1') may have the same value.
일 실시예에서, 제1’ 평균 승온속도 변화율(r1’)은 약 -0.26 ℃/s2이상 0 이하일 수 있다. 예컨대, 제1’ 평균 승온속도 변화율(r1’)은 약 -0.2 ℃/s2 일 수 있다.In one embodiment, the first' average temperature increase rate change rate (r1') may be about -0.26 °C/s 2 or more and 0 or less. For example, the first' average temperature increase rate change rate (r1') may be about -0.2 °C/s 2 .
제2 제어 곡선(420)의 제3 가열 구간(P3)에서의 승온속도 변화율(r3'; r3-1', r3-2')의 변화 특성은 제1 제어 곡선(410)에서 설명한 것과 동일한 특성을 가질 수 있다. 다만, 제3-1' 승온속도 변화율(r3-1')은 제1 제어 곡선(410)의 제3-1 평균 승온속도 변화율(r3-1) 대비 불연속, 불안정한 값을 가질 수 있다. 이때, 제3-1' 승온속도 변화율(r3-1')은 제3-1 가열 구간(P3-1) 중 승온 속도가 증가 추세를 보이는 전단부에서의 변화율을 의미할 수 있다. 제3-1' 승온속도 변화율(r3-1')은 약 0.04 ℃/s2 이상 약 0.16 ℃/s2 이하일 수 있다. 예컨대, 제3-1' 승온속도 변화율(r3-1')은 약 0.1 ℃/s2 일 수 있다. 제3-2' 승온속도 변화율(r3-2')은 약 -0.16 ℃/s2 이상 약 -0.04 ℃/s2 이하일 수 있다. 예컨대, 제3-2' 승온속도 변화율(r3-2')은 약 -0.1 ℃/s2 일 수 있다. 제2 제어 곡선(420)의 제4 가열 구간(P4)은 제1 제어 곡선(410)과 마찬가지로 제4 평균 승온속도 변화율(r4)이 0에 근사한 값을 가지는 균열 가열 구간일 수 있다.The change characteristics of the temperature increase rate change rate (r3';r3-1',r3-2') in the third heating section (P3) of the second control curve 420 are the same as those described in the first control curve 410. You can have However, the 3-1' temperature increase rate change rate (r3-1') may have a discontinuous or unstable value compared to the 3-1 average temperature increase rate change rate (r3-1) of the first control curve 410. At this time, the 3-1' temperature increase rate change rate (r3-1') may mean the change rate at the front end where the temperature increase rate shows an increasing trend during the 3-1 heating section (P3-1). The 3-1' temperature increase rate change rate (r3-1') may be about 0.04 ℃/s 2 or more and about 0.16 ℃/s 2 or less. For example, the 3-1' temperature increase rate change rate (r3-1') may be about 0.1°C/s 2 . The 3-2' temperature increase rate change rate (r3-2') may be about -0.16 ℃/s 2 or more and about -0.04 ℃/s 2 or less. For example, the 3-2' temperature increase rate change rate (r3-2') may be about -0.1 °C/s 2 . Like the first control curve 410, the fourth heating section P4 of the second control curve 420 may be a crack heating section in which the fourth average temperature increase rate change rate r4 has a value close to 0.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 핫 스탬핑 부품의 제조 방법에 있어서, 전술한 바와 같은 복수의 구간 특성에 따른 구간 별로 승온속도 변화율을 제어함으로써 핫 스탬핑 부품의 초고강도 특성, 용접성, 수소취성, 굽힘 성능 등의 부품 특성을 정밀하게 제어하고 개선할 수 있다. 일 실시예들에 따른 핫 스탬핑 부품의 부품 특성에 관하여는 후술하는 도 5 및 도 6에서 더 상세히 살펴본다.As such, in the method of manufacturing hot stamping parts according to an embodiment of the present invention, the temperature increase rate change rate is controlled for each section according to the plurality of section characteristics as described above, thereby reducing the ultra-high strength characteristics, weldability, and hydrogen embrittlement of the hot stamping parts. , bending performance, etc. can be precisely controlled and improved. Part characteristics of hot stamping parts according to embodiments will be discussed in more detail in FIGS. 5 and 6 described later.
도 4의 가로축에 도시된 가열 시간(s)과 경계값들 간의 관계는 도 4에 도시된 바에 한정되지 않고, 본 개시의 핫 스탬핑용 부품의 부품 성능을 개선하는 범위에서 다양하게 변경 적용될 수 있다. 이상에서는 복수의 구간이 5개의 구간을 구비하는 것으로 설명하였으나, 승온속도 변화율의 분포에 따라 복수의 구간은 다르게 구분될 수 있다.The relationship between the heating time (s) and boundary values shown on the horizontal axis of FIG. 4 is not limited to that shown in FIG. 4, and can be modified and applied in various ways within the scope of improving the component performance of the hot stamping part of the present disclosure. . In the above, the plurality of sections has been described as having five sections, but the plurality of sections may be divided differently depending on the distribution of the temperature increase rate change rate.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 핫 스탬핑 부품을 개략적으로 도시한 단면도이다. 구체적으로, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 핫 스탬핑 부품의 단면을 나타내는 SEM(주사전자현미경) 이미지로서, 도 5에 따른 핫 스탬핑 부품은 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 핫 스탬핑 부품 제조 방법(예를 들어, 도 4의 410 곡선)에 의해 제조된 부품일 수 있다.Figure 5 is a cross-sectional view schematically showing a hot stamping part according to an embodiment of the present invention. Specifically, Figure 5 is a scanning electron microscope (SEM) image showing a cross-section of a hot stamping part according to an embodiment of the present invention, and the hot stamping part according to Figure 5 is a hot stamping part according to an embodiment of the present invention described above. It may be a part manufactured by a manufacturing method (for example, curve 410 in FIG. 4).
도 5를 참조하면, 핫 스탬핑 부품(1)은 모재(10) 및 모재(10) 위에 위치하는 복수의 층(21, 22, 23, 24)을 포함하는 도금층(20)을 포함할 수 있다. 모재(10)는 소지 강판으로서 소정의 합금 원소를 소정 함량 포함하도록 주조된 강 슬라브에 대해 열연 공정, 및/또는 냉연 공정을 진행하여 제조된 강판일 수 있다.Referring to FIG. 5, the hot stamping part 1 may include a base material 10 and a plating layer 20 including a plurality of layers 21, 22, 23, and 24 located on the base material 10. The base material 10 is a base steel sheet and may be a steel sheet manufactured by performing a hot rolling process and/or a cold rolling process on a steel slab cast to contain a predetermined content of a predetermined alloy element.
일 실시예에서, 소지 강판은 탄소(C), 실리콘(Si), 망간(Mn), 인(P), 황(S), 잔부의 철(Fe), 및 기타 불가피한 불순물을 포함할 수 있다. 또한, 소지 강판은 보론(B), 티타늄(Ti), 니오븀(Nb), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo) 및 니켈(Ni) 중 하나 이상의 성분을 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 소지 강판은 탄소(C) 0.2 중량% 이상 0.5 중량% 이하, 실리콘(Si) 0.1 중량% 이상 내지 0.8 중량% 이하, 망간(Mn) 0.3 중량% 이상 내지 2.0 중량% 이하, 인(P) 0 초과 0.05 중량% 이하, 황(S) 0 초과 0.01 중량% 이하, 잔부의 철(Fe) 및 기타 불가피한 불순물을 포함할 수 있다. 또한, 소지 강판은 보론(B) 0.001 중량% 이상 0.005 중량% 이하, 티타늄(Ti) 0.01 중량% 이상 0.1 중량% 이하, 니오븀(Nb) 0.01 중량% 이상 0.1 중량% 이하, 크롬(Cr) 0.01 중량% 이상 0.5 중량% 이하, 몰리브덴(Mo) 0.01 중량% 이상 0.5 중량% 이하, 및 니켈(Ni) 0.01 중량% 이상 1.0 중량% 이하 중 하나 이상의 성분을 더 포함할 수 있다. 예컨대, 모재(10)가 전술한 성분 및 조성을 가질 수 있다.In one embodiment, the base steel sheet may contain carbon (C), silicon (Si), manganese (Mn), phosphorus (P), sulfur (S), the balance iron (Fe), and other unavoidable impurities. Additionally, the base steel sheet may further include one or more of boron (B), titanium (Ti), niobium (Nb), chromium (Cr), molybdenum (Mo), and nickel (Ni). Specifically, the base steel sheet contains 0.2 wt% to 0.5 wt% of carbon (C), 0.1 wt% to 0.8 wt% of silicon (Si), 0.3 wt% to 2.0 wt% of manganese (Mn), and phosphorus (P ) It may contain more than 0.05% by weight or less, sulfur (S) more than 0.01% by weight or less, and the balance of iron (Fe) and other unavoidable impurities. In addition, the base steel sheet contains boron (B) from 0.001 weight% to 0.005 weight%, titanium (Ti) from 0.01 weight% to 0.1 weight%, niobium (Nb) from 0.01 weight% to 0.1 weight%, and chromium (Cr) from 0.01 weight% to 0.1 weight%. It may further include one or more components of 0.5 wt% or less, molybdenum (Mo) 0.01 wt% or more and 0.5 wt% or less, and nickel (Ni) 0.01 wt% or more and 1.0 wt% or less. For example, the base material 10 may have the ingredients and composition described above.
탄소(C)는 강의 강도, 경도를 결정하는 주요 원소이며, 핫 스탬핑(또는 열간 프레스) 공정 이후, 강재의 인장강도를 확보하는 목적으로 첨가될 수 있다. 또한, 탄소는 강재의 소입성 특성을 확보하기 위한 목적으로 첨가될 수 있다. 일 실시예에서, 탄소는 소지 강판의 전체 중량에 대하여 0.2 중량% 이상 0.5 중량% 이하 포함될 수 있다. 탄소가 소지 강판의 전체 중량에 대하여 0.2 중량% 미만으로 포함되는 경우, 본 발명의 기계적 강도를 달성하기 어려울 수 있다. 반면에, 탄소가 소지 강판의 전체 중량에 대하여 0.5 중량% 초과로 포함되는 경우, 강재의 인성 저하 문제 또는 강의 취성 제어 문제가 야기될 수 있다.Carbon (C) is a major element that determines the strength and hardness of steel, and can be added for the purpose of securing the tensile strength of steel after the hot stamping (or hot pressing) process. Additionally, carbon may be added for the purpose of securing the hardenability properties of steel. In one embodiment, carbon may be included in an amount of 0.2% by weight or more and 0.5% by weight or less based on the total weight of the base steel sheet. If carbon is included in less than 0.2% by weight based on the total weight of the base steel sheet, it may be difficult to achieve the mechanical strength of the present invention. On the other hand, if carbon is included in an amount of more than 0.5% by weight based on the total weight of the base steel sheet, problems may occur in reducing the toughness of the steel or controlling the brittleness of the steel.
실리콘(Si)은 소지 강판 내 페라이트 안정화 원소로 작용할 수 있다. 실리콘은 페라이트를 청정하게 해줌으로써 연성을 향상시키며, 저온역 탄화물 형성을 억제함으로써 오스테나이트 내 탄소 농화도를 향상시키는 기능을 수행할 수 있다. 나아가, 실리콘은 열연, 냉연, 핫 스탬핑 조직 균질화(펄라이트, 망간 편석대 제어) 및 페라이트 미세 분산의 핵심 원소일 수 있다. 일 실시예에서, 실리콘은 소지 강판의 전체 중량에 대하여 0.1 중량% 이상 0.8 중량% 이하 포함될 수 있다. 실리콘이 소지 강판의 전체 중량에 대하여 0.1 중량% 미만으로 포함되는 경우, 전술한 기능을 충분히 발휘하지 못할 수 있다. 반면에, 실리콘이 소지 강판의 전체 중량에 대하여 0.8 중량% 초과로 포함되는 경우, 열연 및 냉연 부하가 증가하며 열연 붉은형 스케일이 과다해지고 접합성이 저하될 수 있다.Silicon (Si) can act as a ferrite stabilizing element in the base steel sheet. Silicon improves ductility by purifying ferrite, and can improve carbon concentration in austenite by suppressing the formation of low-temperature carbides. Furthermore, silicon can be a key element in hot rolling, cold rolling, hot stamping tissue homogenization (pearlite, manganese segregation zone control) and ferrite fine dispersion. In one embodiment, silicon may be included in an amount of 0.1% by weight or more and 0.8% by weight or less based on the total weight of the base steel sheet. If silicon is included in less than 0.1% by weight based on the total weight of the base steel sheet, the above-mentioned functions may not be sufficiently performed. On the other hand, if silicon is included in more than 0.8% by weight based on the total weight of the base steel sheet, hot rolling and cold rolling loads increase, hot rolling red scale may become excessive, and jointability may deteriorate.
망간(Mn)은 열처리 시 소입성 및 강도 증가 목적으로 첨가될 수 있다. 일 실시예에서, 망간은 소지 강판의 전체 중량에 대하여 0.3 중량% 이상 2.0 중량% 이하 포함될 수 있다. 망간이 소지 강판의 전체 중량에 대하여 0.3 중량% 미만으로 포함되는 경우, 소입성 미달로 핫 스탬핑 후 재질이 미달(경질상 분율 미달)할 가능성이 높을 수 있다. 반면에, 망간이 소지 강판의 전체 중량에 대하여 2.0 중량% 초과로 포함되는 경우, 망간 편석 또는 펄라이트 밴드에 의한 연성 및 인성이 저하될 수 있으며, 굽힘 성능 저하의 원인이 되며 불균질 미세조직이 발생할 수 있다.Manganese (Mn) may be added to increase hardenability and strength during heat treatment. In one embodiment, manganese may be included in an amount of 0.3% by weight or more and 2.0% by weight or less based on the total weight of the base steel sheet. If manganese is included in an amount of less than 0.3% by weight based on the total weight of the base steel sheet, there may be a high possibility that the material quality (lower hard phase fraction) will be insufficient after hot stamping due to insufficient hardenability. On the other hand, if manganese is contained in more than 2.0% by weight based on the total weight of the base steel sheet, ductility and toughness may be reduced due to manganese segregation or pearlite bands, and it may cause deterioration in bending performance and cause heterogeneous microstructure. You can.
인(P)은 편석이 잘 되는 원소로 강의 인성을 저해하는 원소일 수 있다. 일 실시예에서, 인(P)은 소지 강판의 전체 중량에 대하여 0 초과 0.05 중량% 이하 포함될 수 있다. 인이 소지 강판의 전체 중량에 대하여 전술한 범위로 포함되는 경우 강의 인성 저하를 방지할 수 있다. 반면에, 인이 소지 강판의 전체 중량에 대하여 0.05 중량% 초과로 포함되는 경우, 공정 중 크랙을 유발하고, 인화철 화합물이 형성되어 강의 인성이 저하될 수 있다.Phosphorus (P) is an element that is prone to segregation and may be an element that inhibits the toughness of steel. In one embodiment, phosphorus (P) may be included in an amount greater than 0 and less than or equal to 0.05% by weight based on the total weight of the base steel sheet. When phosphorus is included in the above-mentioned range with respect to the total weight of the base steel plate, deterioration of the toughness of the steel can be prevented. On the other hand, if phosphorus is included in more than 0.05% by weight based on the total weight of the base steel sheet, cracks may occur during the process and iron phosphide compounds may be formed, which may reduce the toughness of the steel.
황(S)은 가공성 및 물성을 저해하는 원소일 수 있다. 일 실시예에서, 황은 소지 강판의 전체 중량에 대하여 0 초과 0.01 중량% 이하 포함될 수 있다. 황이 소지 강판의 전체 중량에 대하여 0.01 중량% 초과로 포함되는 경우, 열간 가공성이 저하될 수 있고, 거대 개재물 생성에 의해 크랙 등 표면 결함이 발생할 수 있다.Sulfur (S) may be an element that inhibits processability and physical properties. In one embodiment, sulfur may be included in an amount greater than 0 and less than or equal to 0.01% by weight based on the total weight of the base steel sheet. If sulfur is included in more than 0.01% by weight based on the total weight of the base steel sheet, hot workability may be reduced and surface defects such as cracks may occur due to the creation of large inclusions.
보론(B)은 마르텐사이트 조직을 확보함으로써, 강재의 소입성 및 강도를 확보하는 목적으로 첨가되며, 오스테나이트 결정립 성장 온도 증가로 결정립 미세화 효과를 가질 수 있다. 일 실시예에서, 보론은 소지 강판의 전체 중량에 대하여 0.001 중량% 이상 0.005 중량% 이하 포함될 수 있다. 보론이 소지 강판의 전체 중량에 대하여 전술한 범위로 포함되는 경우 경질상 입계 취성 발생을 방지하며, 고인성과 굽힘성을 확보할 수 있다.Boron (B) is added for the purpose of securing the hardenability and strength of the steel by securing the martensite structure, and can have a grain refining effect by increasing the austenite grain growth temperature. In one embodiment, boron may be included in an amount of 0.001% by weight or more and 0.005% by weight or less based on the total weight of the base steel sheet. When boron is included in the above-mentioned range with respect to the total weight of the base steel sheet, hard phase grain boundary embrittlement can be prevented and high toughness and bendability can be secured.
티타늄(Ti)은 핫 스탬핑 열처리 후 석출물 형성에 의한 소입성 강화 및 재질 상향 목적으로 첨가될 수 있다. 또한, 티타늄은 고온에서 Ti(C,N) 등의 석출상을 형성하여, 오스테나이트 결정립 미세화에 효과적으로 기여할 수 있다. 일 실시예에서, 티타늄은 소지 강판의 전체 중량에 대하여 0.01 중량% 이상 0.1 중량% 이하 포함될 수 있다. 티타늄이 소지 강판의 전체 중량에 대하여 전술한 범위로 포함되는 경우, 연주 불량이 방지될 수 있고 석출물 조대화가 방지될 수 있으며, 강재의 물성을 용이하게 확보할 수 있고, 강재 표면에 크랙이 발생되는 것이 방지 또는 최소화될 수 있다.Titanium (Ti) may be added to strengthen hardenability and improve material quality by forming precipitates after hot stamping heat treatment. In addition, titanium forms precipitated phases such as Ti(C,N) at high temperatures, which can effectively contribute to austenite grain refinement. In one embodiment, titanium may be included in an amount of 0.01% by weight or more and 0.1% by weight or less based on the total weight of the base steel plate. When titanium is included in the above-mentioned range relative to the total weight of the base steel plate, playing defects can be prevented, coarsening of precipitates can be prevented, the physical properties of the steel can be easily secured, and cracks cannot occur on the steel surface. can be prevented or minimized.
니오븀(Nb)은 마르텐사이트(Martensite) 패캣 크기(Packet size) 감소에 따른 강도 및 인성 증가를 목적으로 첨가될 수 있다. 일 실시예에서, 니오븀은 소지 강판의 전체 중량에 대하여 0.01 중량% 이상 0.1 중량% 이하 포함될 수 있다. 니오븀이 소지 강판의 전체 중량에 대하여 전술한 범위로 포함되는 경우, 열간 압연 및 냉간 압연 공정에서 강재의 결정립 미세화 효과가 우수하고, 제강/연주시 슬라브의 크랙 발생 및 제품의 취성 파단 발생을 방지하며, 제강성 조대 석출물 생성을 최소화할 수 있다.Niobium (Nb) can be added to increase strength and toughness as the martensite packet size decreases. In one embodiment, niobium may be included in an amount of 0.01% by weight or more and 0.1% by weight or less based on the total weight of the base steel sheet. When niobium is included in the above-mentioned range relative to the total weight of the base steel plate, the grain refining effect of the steel material is excellent in the hot rolling and cold rolling processes, and the occurrence of cracks in the slab and brittle fracture of the product during steelmaking/rolling are prevented. , the generation of steelmaking coarse precipitates can be minimized.
크롬(Cr)은 강의 소입성 및 강도를 향상시키는 목적으로 첨가될 수 있다. 일 실시예에서, 크롬은 소지 강판의 전체 중량에 대하여 0.01 중량% 이상 0.5 중량% 이하 포함될 수 있다. 크롬이 소지 강판의 전체 중량에 대하여 전술한 범위로 포함되는 경우, 강의 소입성 및 강도를 향상시키며, 생산비 증가와 강재의 인성 저하를 방지할 수 있다.Chromium (Cr) can be added to improve the hardenability and strength of steel. In one embodiment, chromium may be included in an amount of 0.01% by weight or more and 0.5% by weight or less based on the total weight of the base steel sheet. When chromium is included in the above-mentioned range relative to the total weight of the base steel sheet, the hardenability and strength of the steel can be improved, and the increase in production costs and the decrease in toughness of the steel can be prevented.
몰리브덴(Mo)은 열간 압연 및 핫스탬핑 중 석출물의 조대화 억제 및 소입성 증대를 통해 강도 향상에 기여할 수 있다. 몰리브덴(Mo)은 소지 강판의 전체 중량에 대하여 0.01 중량% 이상 0.5 중량% 이하 포함될 수 있다. 몰리브덴이 소지 강판의 전체 중량에 대하여 전술한 범위로 포함시, 열간압연 및 핫스탬핑 중 석출물의 조대화 억제 및 소입성 증대 효과가 우수할 수 있다.Molybdenum (Mo) can contribute to improving strength by suppressing coarsening of precipitates and increasing hardenability during hot rolling and hot stamping. Molybdenum (Mo) may be included in an amount of 0.01% by weight or more and 0.5% by weight or less based on the total weight of the base steel sheet. When molybdenum is included in the above-described range relative to the total weight of the base steel sheet, the effect of suppressing coarsening of precipitates and increasing hardenability during hot rolling and hot stamping can be excellent.
니켈(Ni)은 소입성 및 강도 확보 목적으로 첨가될 수 있다. 또한, 니켈은 오스테나이트 안정화 원소로 오스테나이트 변태 제어로 연신율 향상에 기여할 수 있다. 일 실시예에서, 니켈은 소지 강판의 전체 중량에 대하여 0.01 중량% 이상 1.0 중량% 이하 포함될 수 있다. 니켈이 소지 강판의 전체 중량에 대하여 0.01 중량% 미만 포함되는 경우, 상술한 효과를 제대로 구현하기 어려울 수 있다. 니켈이 소지 강판의 전체 중량에 대하여 1.0 중량% 초과 포함되는 경우, 인성이 저하될 수 있고 냉간 가공성이 저하될 수 있으며 제품의 제조 비용이 증가할 수 있다.Nickel (Ni) may be added to ensure hardenability and strength. Additionally, nickel is an austenite stabilizing element and can contribute to improving elongation by controlling austenite transformation. In one embodiment, nickel may be included in an amount of 0.01% by weight or more and 1.0% by weight or less based on the total weight of the base steel sheet. If nickel is included in less than 0.01% by weight based on the total weight of the base steel sheet, it may be difficult to properly implement the above-described effect. If nickel is included in excess of 1.0% by weight based on the total weight of the base steel sheet, toughness may be reduced, cold workability may be reduced, and the manufacturing cost of the product may increase.
도금층(20)은 합금화층으로서 모재(10)의 적어도 일면에 형성되고, 알루미늄(Al), 철(Fe) 등을 포함할 수 있다. 도금층(20)은 모재(10) 상에 순차적으로 적층된 복수의 층(21, 22, 23, 24)을 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 핫 스탬핑 부품은 도 5에 도시된 바와 같이 도금층(20)이 4층(4 layer)으로 명확히 구분될 수 있다. 일 실시예에서, 복수의 층(21, 22, 23, 24)은 순차적으로 α-Fe상, Fe2Al5상, AlFe상 및 Fe2Al5상을 가질 수 있으나 복수의 층의 조성은 이에 한정되지 않는다. 도 5에 도시된 핫 스탬핑 부품(1)은 혼입 수소량이 0 이상 0.21 ppm 미만이고, 동저항값은 0 초과 0.8 mΩ 이하일 수 있다.The plating layer 20 is an alloy layer and is formed on at least one surface of the base material 10, and may include aluminum (Al), iron (Fe), etc. The plating layer 20 may include a plurality of layers 21, 22, 23, and 24 sequentially stacked on the base material 10. In the hot stamping part according to an embodiment of the present invention, the plating layer 20 can be clearly divided into four layers, as shown in FIG. 5. In one embodiment, the plurality of layers 21, 22, 23, and 24 may sequentially have an α-Fe phase, Fe 2 Al 5 phase, AlFe phase, and Fe 2 Al 5 phase, but the composition of the plurality of layers is as follows. It is not limited. The hot stamping part 1 shown in FIG. 5 may have an amount of mixed hydrogen of 0 to 0.21 ppm, and a dynamic resistance value of 0 to 0.8 mΩ.
도 6은 비교 실시예에 따른 핫 스탬핑 부품을 개략적으로 도시한 단면도이다. 구체적으로, 도 6은 비교 실시예에 따른 핫 스탬핑 부품의 단면을 나타내는 SEM(주사전자현미경) 이미지로서, 도 6에서는 도 5의 단면과 차이점이 되는 부분을 위주로 설명한다. 도 6에 따른 핫 스탬핑 부품(1')은 전술한 핫 스탬핑 부품 제조 방법(예를 들어, 도 4의 420 곡선)에 의해 제조된 부품일 수 있다.Figure 6 is a cross-sectional view schematically showing a hot stamping part according to a comparative example. Specifically, FIG. 6 is a scanning electron microscope (SEM) image showing a cross-section of a hot stamping part according to a comparative example, and FIG. 6 mainly explains the parts that are different from the cross-section of FIG. 5. The hot stamping part 1' according to FIG. 6 may be a part manufactured by the above-described hot stamping part manufacturing method (eg, curve 420 in FIG. 4).
도 6에 도시된 핫 스탬핑 부품(1')은 모재(10) 및 모재(10) 위에 위치하는 도금층(30)을 포함할 수 있다. 도금층(30)은 도 5의 도금층(20)과 달리 복수의 층이 아닌 단일층일 수 있고, 도금층(20)보다 그 두께가 얇을 수 있다. 예컨대, 도금층(30)은 복수의 층을 포함하더라도 그 경계가 불분명한 상태일 수 있다. 도금층(30)은 Al, Fe 및 Si 중 적어도 어느 하나의 원소를 포함할 수 있다. 도 6에 도시된 핫 스탬핑 부품(1')은 혼입 수소량이 0 이상 0.35 ppm 미만이고, 동저항값은 0.5 mΩ이상 1.5 mΩ이하일 수 있다.The hot stamping part 1' shown in FIG. 6 may include a base material 10 and a plating layer 30 located on the base material 10. Unlike the plating layer 20 of FIG. 5, the plating layer 30 may be a single layer rather than a plurality of layers, and may be thinner than the plating layer 20. For example, even if the plating layer 30 includes a plurality of layers, its boundaries may be unclear. The plating layer 30 may include at least one element among Al, Fe, and Si. The hot stamping part 1' shown in FIG. 6 may have an amount of mixed hydrogen of 0 or more and less than 0.35 ppm, and a dynamic resistance value of 0.5 mΩ or more and 1.5 mΩ or less.
이하, [표 1]을 함께 사용하여 전술한 도 5 및 도 6에 따른 핫 스탬핑 부품의 특성을 비교하여 설명한다. 하기 표에 기재된 평가 내용은 상대적인 비교 결과일 수 있다.Hereinafter, the characteristics of the hot stamping parts according to FIGS. 5 and 6 described above will be compared and described using [Table 1]. The evaluation contents described in the table below may be relative comparison results.
(우위)less
(predominance)
(열위)plenty
(inferior)
(약 0.8 mΩ 이상)greatness
(approximately 0.8 mΩ or more)
도 5의 도금층(20)은 도 6의 도금층(30)보다 복수의 층으로 구성되며 이때 복수의 층들 간의 경계 또한 명확할 수 있고, 도금층(20)의 두께가 도금층(30)의 두께보다 두꺼울 수 있다. 여기서 도 4를 함께 참조하면 이러한 도금층의 두께 특성과 제1 제어 곡선(410)의 제어 특성은 상호 영향의 결과로 도출된 것일 수 있다. 예를 들어, 도금층이 두꺼울 경우 제1 가열 구간(P1) 및 제2 가열 구간(P2) 동안 가열할 때 두 구간(P1, P2) 사이에서 승온속도 변화율이 불연속적으로 변할 수 있고, 제3 가열 구간(P3)에서는 제1 제어 곡선(410)의 기울기가 완만, 즉 승온속도 변화율이 작을 수 있다.The plating layer 20 of FIG. 5 is composed of a plurality of layers than the plating layer 30 of FIG. 6. At this time, the boundary between the plurality of layers may also be clear, and the thickness of the plating layer 20 may be thicker than the thickness of the plating layer 30. there is. Here, referring to FIG. 4 together, the thickness characteristics of the plating layer and the control characteristics of the first control curve 410 may be derived as a result of mutual influence. For example, if the plating layer is thick, when heating during the first heating section (P1) and the second heating section (P2), the temperature increase rate change rate may change discontinuously between the two sections (P1, P2), and the third heating section (P2) may change discontinuously. In the section P3, the slope of the first control curve 410 may be gentle, that is, the temperature increase rate change rate may be small.
한편, 도금층의 두께가 두꺼울수록 혼입 수소량이 적어져 블랭크의 수소취성이 우수해진다. 도 5의 도금층(20)의 두께가 두꺼우므로 전술한 바와 같이 혼입 수소량이 도 5의 부품(1)(약 0.21 ppm 미만)이 도 6의 부품(1')(약 0.35 ppm 미만)에 비해 작고, 이에 따라 수소취성이 더 우위에 있으며 수소 지연 파단의 위험성이 감소할 수 있다.On the other hand, the thicker the plating layer, the smaller the amount of hydrogen incorporated, and the better the hydrogen embrittlement of the blank. Since the thickness of the plating layer 20 in FIG. 5 is thick, as described above, the amount of hydrogen mixed in the part 1 of FIG. 5 (less than about 0.21 ppm) is higher than that of the part 1' of FIG. 6 (less than about 0.35 ppm). It is small, so hydrogen embrittlement is superior and the risk of hydrogen delayed rupture can be reduced.
또한, 전술한 도금층의 두께 특성으로 인해 표면 저항은 도 5의 부품(1)이 도 6의 부품(1')보다 작을 수 있다. 또한, 동저항이 작을수록 용접성이 우수해지는데 전술한 바와 같이 동저항 값이 도 5의 부품(1)(약 0.8 mΩ 이하)이 도 6의 부품(1')(약 0.8 mΩ 이하)에 비해 작으므로, 용접성 또한 도 5의 부품(1)이 더 우위에 있음을 확인할 수 있다.Additionally, due to the thickness characteristics of the plating layer described above, the surface resistance of the component 1 of FIG. 5 may be lower than that of the component 1' of FIG. 6. In addition, the smaller the dynamic resistance, the better the weldability. As mentioned above, the dynamic resistance value of the component 1 of FIG. 5 (about 0.8 mΩ or less) is higher than that of the component 1' of FIG. 6 (about 0.8 mΩ or less). Since it is small, it can be confirmed that the part 1 of FIG. 5 is superior in weldability.
이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 핫 스탬핑 부품의 제조 방법에 의하면, 복수의 구간 별로 승온속도 변화율을 제어함으로써 부품에 대한 정밀 제어가 가능하고 이로 인한 핫 스탬핑 부품의 용접성, 수소취성, 초고강도 특성 등의 부품 성능을 개선할 수 있는 이점이 있다.According to the method of manufacturing hot stamping parts according to an embodiment of the present invention, precise control of the parts is possible by controlling the rate of change of temperature rise for each plurality of sections, and as a result, the weldability, hydrogen embrittlement, and ultra-high strength of the hot stamping parts are improved. There is an advantage in improving component performance, such as characteristics.
도 7은 소재 두께에 따른 가열 시간 및 가열 온도에 따른 가열 시간을 도시한 도면이다. 구체적으로, 도 7은 소재 두께에 따른 최소 가열 시간 및 가열 온도에 따른 최소 가열 시간을 설명하기 위해 도시한 그래프이다. 도 7에서 가열 온도는 균열 가열 단계(S220)의 균열 온도를 의미하고, 가열 시간은 가열 단계(S200)의 전체 가열 시간을 의미한다.Figure 7 is a diagram showing heating time according to material thickness and heating time according to heating temperature. Specifically, FIG. 7 is a graph shown to explain the minimum heating time according to material thickness and the minimum heating time according to heating temperature. In Figure 7, the heating temperature means the cracking temperature of the cracking heating step (S220), and the heating time means the total heating time of the heating step (S200).
도 1, 도 2 및 도 7을 참조하면, 소재 두께가 동일한 경우, 가열 온도가 감소할수록 최소 가열 시간이 증가하는 것을 확인할 수 있다. 또한, 가열 온도가 동일한 경우, 소재 두께가 증가할수록 최소 가열 시간이 증가하는 것을 확인할 수 있다.Referring to Figures 1, 2, and 7, it can be seen that when the material thickness is the same, the minimum heating time increases as the heating temperature decreases. Additionally, when the heating temperature is the same, it can be seen that the minimum heating time increases as the material thickness increases.
가열 단계(S200)에서 블랭크가 가열되는 가열 시간(예컨대, 전체 가열 시간)이 짧으면 블랭크에서 충분한 상변태가 이루어지지 못할 수 있다. 반면에, 가열 단계(S200)에서 블랭크가 가열되는 가열 시간이 과도하면 오스테나이트 결정립 조대화, 내수소취성 저하가 발생할 뿐만 아니라, 도금층의 두께가 두꺼워져 용접성이 저하될 수 있다. 그러므로, 가열 단계(S200)에서의 가열 시간을 조절할 필요가 있다. 다만, 가열 단계(S200)에서의 가열 시간을 조절하기 위해서는 가열 온도 및 블랭크의 두께(예컨대, 소재의 두께) 뿐만 아니라, 가열로의 밀폐도, 분위기, 열원 등에 의해 발생하는 가열로 내의 열손실 및 블랭크의 성분 등 다양한 변수를 고려해야한다.If the heating time (eg, total heating time) for heating the blank in the heating step (S200) is short, sufficient phase transformation may not occur in the blank. On the other hand, if the heating time for heating the blank in the heating step (S200) is excessive, austenite grain coarsening and hydrogen embrittlement resistance may occur, and the thickness of the plating layer may become thick, thereby reducing weldability. Therefore, it is necessary to adjust the heating time in the heating step (S200). However, in order to adjust the heating time in the heating step (S200), not only the heating temperature and the thickness of the blank (e.g., the thickness of the material), but also the heat loss and heat loss in the heating furnace caused by the sealing degree of the heating furnace, atmosphere, heat source, etc. Various variables, such as the composition of the blank, must be considered.
이에, 본 발명자는 과도하게 반복된 실험을 거쳐 가열 시간을 용이하게 제어할 수 있는 수학식을 도출하였다. 일 실시예에서, 가열 단계(S200)에서의 블랭크의 가열 시간은 하기 수학식을 만족할 수 있다.Accordingly, the present inventor derived a mathematical equation that can easily control the heating time through excessively repeated experiments. In one embodiment, the heating time of the blank in the heating step (S200) may satisfy the following equation.
<수학식><Equation>
수학식에서 λn은 가열 시간(s), an은 가열로 열손실 보정계수, Tn은 가열 온도(℃), bn은 Ac3 온도 보정계수, cn은 고온 소재 두께 민감도 보정계수, t는 소재 두께(mm)다. 이때, 소재는 블랭크를 의미할 수 있고, 가열 시간의 단위 s는 초를 의미할 수 있다.In the equation, λ n is the heating time (s), a n is the heat loss correction coefficient by heating, T n is the heating temperature (℃), b n is the Ac3 temperature correction coefficient, c n is the high temperature material thickness sensitivity correction coefficient, and t is Material thickness (mm). At this time, the material may mean a blank, and the unit s of heating time may mean seconds.
가열로 타입 별로 상이한 열원이 이용되므로 가열로 타입 별로 발생하는 열손실도 다를 수 있다. an은 가열로의 열손실을 고려한 보정계수로서, 약 -0.60 이상 약 -0.55 이하의 값을 가질 수 있다. 이때, an은 s / (℃ x mm) 의 단위를 가질 수 있다.Since different heat sources are used for each furnace type, heat loss occurring for each furnace type may also be different. a n is a correction coefficient that considers the heat loss of the heating furnace, and can have a value of about -0.60 or more and about -0.55 or less. At this time, a n may have the unit of s / (℃ x mm).
각 소재의 성분이 상이한 경우, 상변태가 일어나는 온도가 상이할 수 있다. bn은 소재 성분에 따른 Ac3 온도 차이를 고려한 보정계수로서, 약 700 이상 약 900 이하의 값을 가질 수 있다. 이때, bn은 s / mm 의 단위를 가질 수 있다.If the components of each material are different, the temperature at which phase transformation occurs may be different. b n is a correction coefficient that takes into account the difference in Ac3 temperature depending on the material composition, and can have a value of about 700 or more and about 900 or less. At this time, b n may have the unit of s/mm.
소재의 두께에 따라 소재 내부에서 전달되는 열전도율이 달라질 수 있다. cn은 고온에서 소재의 두께에 따른 열전도율 차이를 고려한 보정계수로서, 약 0.7 이상 약 0.9 이하의 값을 가질 수 있다. 이때, 고온은 600℃ 이상을 의미할 수 있다. 다만, 고온은 500℃ 이상을 의미하거나, 700℃ 이상을 의미할 수도 있다.Depending on the thickness of the material, the heat conductivity transmitted inside the material may vary. c n is a correction coefficient that takes into account the difference in thermal conductivity depending on the thickness of the material at high temperatures, and can have a value of about 0.7 or more and about 0.9 or less. At this time, high temperature may mean 600°C or higher. However, high temperature may mean 500℃ or higher, or may mean 700℃ or higher.
가열 온도(Tn)는 균열 가열 단계(S220)의 균열 온도를 의미하고, 가열 온도(Tn)는 약 Ac3 이상 약 1000℃ 이하의 값을 가질 수 있다. 또한, 소재 두께(t)는 약 1 mm 이상 약 2.6 mm 이하의 값을 가질 수 있다.The heating temperature (T n ) refers to the cracking temperature of the crack heating step (S220), and the heating temperature (T n ) may have a value of about Ac3 or more and about 1000°C or less. Additionally, the material thickness (t) may have a value of approximately 1 mm or more and approximately 2.6 mm or less.
일 실시예에서, 수학식에 따른 가열 시간(λn)은 약 100s 이상 약 900s 이하일 수 있다. 가열 시간(λn)이 100s 미만인 경우, 블랭크에서 충분한 상변태가 이루어지지지 않을 수 있다. 반면에, 가열 시간(λn)이 900s 초과인 경우, 오스테나이트 결정립 조대화, 내수소성 저하가 발생할 뿐만 아니라, 도금층의 두께가 두꺼워져 용접성이 저하될 수 있다. 따라서, 가열 시간(λn)이 약 100s 이상 약 900s 이하의 범위를 만족하는 경우, 블랭크에서 충분한 상변태가 이루어질 수 있고, 오스테나이트 결정립 조대화가 발생하는 것이 방지 또는 최소화될 수 있으며, 내수소취성 및/또는 용접성이 저하되는 것이 방지 또는 최소화될 수 있다.In one embodiment, the heating time (λ n ) according to the equation may be about 100 s or more and about 900 s or less. If the heating time (λ n ) is less than 100 s, sufficient phase transformation may not occur in the blank. On the other hand, when the heating time (λ n ) is more than 900 s, not only austenite grain coarsening and hydrogen resistance decrease, but also the thickness of the plating layer becomes thick, which may reduce weldability. Therefore, when the heating time (λ n ) satisfies the range of about 100 s to about 900 s, sufficient phase transformation can be achieved in the blank, austenite grain coarsening can be prevented or minimized, and hydrogen embrittlement resistance can be achieved. And/or deterioration of weldability can be prevented or minimized.
다시 도 1을 참조하면, 가열 단계(S200) 이후에 이송 단계(S300), 성형 단계(S400), 및 냉각 단계(S500)가 더 수행될 수 있다.Referring again to FIG. 1, after the heating step (S200), a transfer step (S300), a forming step (S400), and a cooling step (S500) may be further performed.
일 실시예에서, 이송 단계(S300)는 가열된 블랭크를 가열로로부터 금형으로 이송하는 단계일 수 있다. 이때, 이송 단계(S300)에서는 가열된 블랭크가 금형으로 이송되면서 대기 온도(또는, 상온)에서 냉각될 수 있다. 가열된 블랭크는 이송 중 공랭될 수 있다. 가열된 블랭크가 공랭되지 않으면 금형 진입 온도(예컨대, 성형개시온도)가 높아져 제조된 핫 스탬핑 부품의 표면에 주름(또는, 굴곡)이 발생할 수 있다. 또한, 냉매를 사용시 후공정(핫 스탬핑)에 영향을 미칠 수 있으므로 이송 중 가열된 블랭크가 공랭되는 것이 바람직할 수 있다.In one embodiment, the transfer step (S300) may be a step of transferring the heated blank from the heating furnace to the mold. At this time, in the transfer step (S300), the heated blank may be cooled at atmospheric temperature (or room temperature) while being transferred to the mold. Heated blanks can be air-cooled during transport. If the heated blank is not cooled in air, the mold entry temperature (e.g., molding start temperature) may increase and wrinkles (or bends) may occur on the surface of the manufactured hot stamping part. Additionally, since the use of a coolant may affect the subsequent process (hot stamping), it may be desirable for the heated blank to be air-cooled during transport.
일 실시예에서, 성형 단계(S400)는 이송된 블랭크를 핫 스탬핑하여 성형체를 성형하는 단계일 수 있다. 구체적으로, 성형 단계(S400)에서는 금형으로 블랭크를 가압하여 성형체를 형성할 수 있다.In one embodiment, the forming step (S400) may be a step of forming a molded body by hot stamping the transferred blank. Specifically, in the forming step (S400), a molded body may be formed by pressing the blank with a mold.
일 실시예에서, 냉각 단계(S500)는 성형된 성형체를 냉각하는 단계일 수 있다. 냉각 단계(S500)에서는 금형 내에서 이루어질 수 있다.In one embodiment, the cooling step (S500) may be a step of cooling the molded body. The cooling step (S500) may be performed within the mold.
일 실시예에서, 가열된 블랭크는 이송 단계(S300)에서 대기 온도(또는, 상온)에서 냉각될 수 있다. 구체적으로, 이송 단계(S300)에서는 가열 단계(S200)를 통해 가열된 블랭크가 가열로에서 취출된 후, 금형으로 이송되는 동안 대기 온도(또는, 상온)에서 냉각될 수 있다. 이후, 성형 단계(S400)에서 대기 온도(또는, 상온)에서 냉각된 블랭크의 성형이 개시될 수 있다. 이때, 블랭크의 성형이 개시되는 온도를 성형 개시 온도라고 할 수 있다. 즉, 이송 단계(S300)에서는 가열 단계(S200)를 통해 가열된 블랭크는 가열로에서 취출된 후 대기 온도에서 성형 개시 온도까지 냉각될 수 있다.In one embodiment, the heated blank may be cooled to ambient temperature (or room temperature) in the transfer step (S300). Specifically, in the transfer step (S300), the blank heated through the heating step (S200) may be removed from the heating furnace and then cooled at ambient temperature (or room temperature) while being transferred to the mold. Thereafter, in the forming step (S400), forming of the blank cooled at ambient temperature (or room temperature) may begin. At this time, the temperature at which molding of the blank begins can be referred to as the molding start temperature. That is, in the transfer step (S300), the blank heated through the heating step (S200) may be cooled from the ambient temperature to the molding start temperature after being taken out of the heating furnace.
일 실시예에서, 성형 개시 온도는 500℃ 이상 700℃ 이하일 수 있다. 성형 개시 온도가 500℃ 미만인 경우, 성형 개시 온도가 너무 낮아 블랭크의 성형성이 저하될 수 있고, 제조된 핫 스탬핑 부품이 목표한 조직과 물성을 갖지 못할 수 있다. 반면에, 성형 개시 온도가 700℃ 초과인 경우, 제조된 핫 스탬핑 부품의 표면에 주름(또는 굴곡)이 발생할 수 있다. 또한, 블랭크의 도금층이 금형에 소착될 수 있다. 따라서, 성형 개시 온도가 500℃ 이상 700℃ 이하인 경우 블랭크의 성형성이 향상될 수 있고, 제조된 핫 스탬핑 부품이 목표한 조직과 물성을 가질 수 있으며, 제조된 핫 스탬핑 부품의 표면에 주름(또는, 굴곡)이 발생하는 것이 방지 또는 최소화될 수 있다.In one embodiment, the molding start temperature may be 500°C or more and 700°C or less. If the forming start temperature is less than 500°C, the forming start temperature is too low and the formability of the blank may deteriorate, and the manufactured hot stamping part may not have the target structure and physical properties. On the other hand, if the molding start temperature is greater than 700°C, wrinkles (or bends) may occur on the surface of the manufactured hot stamping part. Additionally, the plating layer of the blank may adhere to the mold. Therefore, when the forming start temperature is 500℃ or higher and 700℃ or lower, the formability of the blank can be improved, the manufactured hot stamping part can have the target structure and physical properties, and there are no wrinkles (or wrinkles) on the surface of the manufactured hot stamping part. , bending) can be prevented or minimized.
이후, 일 실시예에서, 성형 단계(S400)에서 이송 단계(S300)를 통해 금형으로 이송된 블랭크를 성형하여 성형체를 형성할 수 있고, 냉각 단계(S500)에서 성형된 성형체를 냉각할 수 있다. 이때, 성형된 성형체를 냉각하는 냉각 단계(S500)는 금형 내에서 이루어질 수 있다.Thereafter, in one embodiment, the blank transferred to the mold through the transfer step (S300) in the molding step (S400) may be molded to form a molded body, and the molded body may be cooled in the cooling step (S500). At this time, the cooling step (S500) of cooling the molded body may be performed within the mold.
구체적으로, 금형에서 최종 부품형상으로 성형하는 것과 동시에 성형체를 냉각하여 최종 제품이 형성될 수 있다. 금형에는 내부에 냉매가 순환하는 냉각 채널이 구비될 수 있다. 금형에 구비된 냉각 채널을 통하여 공급되는 냉매에 순환에 의해 성형체를 급랭시킬 수 있게 된다. 이때, 판재의 스프링 백(spring back) 현상을 방지함과 더불어 원하는 형상을 유지하기 위해서는 금형을 닫은 상태에서 가압하면서 급랭을 실시할 수 있다. 성형체를 성형 및 냉각 조작을 함에 있어, 마르텐사이트 종료 온도까지 평균냉각속도를 최소 10℃/s 이상으로 냉각할 수 있다.Specifically, the final product can be formed by cooling the molded body at the same time as molding it into the final part shape in a mold. The mold may be provided with cooling channels through which refrigerant circulates inside. The molded body can be rapidly cooled by circulation in the refrigerant supplied through the cooling channel provided in the mold. At this time, in order to prevent the spring back phenomenon of the plate and maintain the desired shape, rapid cooling can be performed while pressing while the mold is closed. When forming and cooling the molded body, the average cooling rate can be at least 10°C/s to the martensite end temperature.
일 실시예에서, 냉각 단계(S500)가 종료되는 금형 냉각 종료 온도는 약 상온 이상 약 200℃ 이하일 수 있다. 금형 냉각 종료 온도가 상온 미만인 경우 제조 공정의 생산성이 저하될 수 있다. 반면에, 금형 냉각 종료 온도가 200℃ 초과인 경우, 제조된 핫 스탬핑 부품이 상온에서 공랭되는데, 이때, 핫 스탬핑 부품에 뒤틀림이 발생할 수 있으며, 목표한 재질 확보가 어려울 수 있다. 따라서, 냉각 단계(S500)가 종료되는 금형 냉각 종료 온도가 상온 이상 약 200℃ 이하의 범위를 만족하는 경우, 제조 공정의 생산성을 향상시킬 수 있고, 제조된 핫 스탬핑 부품이 상온에서 공랭되어 핫 스탬핑 부품에 뒤틀림이 발생하는 것이 방지 또는 최소화될 수 있다.In one embodiment, the mold cooling end temperature at which the cooling step (S500) ends may be about room temperature or higher and about 200°C or lower. If the mold cooling end temperature is below room temperature, the productivity of the manufacturing process may decrease. On the other hand, when the mold cooling end temperature exceeds 200°C, the manufactured hot stamping part is cooled in air at room temperature. At this time, distortion may occur in the hot stamping part, and it may be difficult to secure the target material. Therefore, when the mold cooling end temperature at which the cooling step (S500) is completed satisfies the range of room temperature to about 200°C, the productivity of the manufacturing process can be improved, and the manufactured hot stamping part is air cooled at room temperature to allow hot stamping. Distortion of parts can be prevented or minimized.
일 실시예에서, 이송 단계(S300)에서 블랭크가 냉각되는 공랭 시간은 약 5s 이상 약 20s 이하일 수 있다. 공랭 시간이 5s 미만인 경우 블랭크의 성형이 개시되는 성형 개시 온도가 지나치게 높아 블랭크의 성형이 높은 온도에서 진행되어 제조된 핫 스탬핑 부품에 주름(또는, 굴곡)이 발생할 수 있고, 설비 상 5s 미만의 공랭 시간을 구현하기 어려울 수 있다. 반면에, 공랭 시간이 20s 초과인 경우, 생산성이 저하될 뿐만 아니라 블랭크가 이송되는 과정에서 블랭크에서 상변태가 발생하여 블랭크의 성형성이 저하될 수 있고 제조된 핫 스탬핑 부품이 목표한 재질을 갖지 않을 수 있다. 따라서, 공랭 시간이 약 5s 이상 약 20s 이하의 범위를 만족하는 경우, 블랭크의 성형성 및 공정의 생산성을 향상시킬 수 있고, 제조된 핫 스탬핑 부품이 목표한 재질을 갖도록 할 수 있다.In one embodiment, the air cooling time for cooling the blank in the transfer step (S300) may be about 5 s or more and about 20 s or less. If the air cooling time is less than 5 s, the forming start temperature at which blank forming begins is too high, so the forming of the blank may proceed at a high temperature, causing wrinkles (or bends) to occur in the manufactured hot stamping parts, and air cooling for less than 5 s may occur in the equipment. Time can be difficult to implement. On the other hand, if the air cooling time is more than 20 s, not only does productivity decrease, but phase transformation may occur in the blank during the process of transporting the blank, which may reduce the formability of the blank and the manufactured hot stamping part may not have the target material. You can. Therefore, when the air cooling time satisfies the range of about 5 s or more and about 20 s or less, the formability of the blank and the productivity of the process can be improved, and the manufactured hot stamping parts can be made to have the target material.
일 실시예에서, 냉각 단계(S500)에서 금형 냉각 시간은 약 6s 이상 약 40s 이하일 수 있다. 금형 냉각 시간이 6s 미만인 경우, 높은 온도에서 금형 냉각이 종료되어 긴 공랭을 수반할 수 있고 이로 인해 제조된 핫 스탬핑 부품에 뒤틀림이 발생하여 목표한 치수가 확보되지 않을 수 있다. 반면에, 금형 냉각 시간이 40s 초과인 경우, 생산성이 저하될 수 있다. 따라서, 금형 냉각 시간이 약 6s 이상 약 40s 이하의 범위를 만족하는 경우, 블랭크의 온도가 상온 이상 200℃ 이하일 때 금형 냉각이 종료되어 제조된 핫 스탬핑 부품에 뒤틀림이 발생하는 것이 방지 또는 최소화될 수 있고 제조 공정의 생산성이 향상될 수 있다.In one embodiment, the mold cooling time in the cooling step (S500) may be about 6 s or more and about 40 s or less. If the mold cooling time is less than 6 s, the mold cooling may end at a high temperature, resulting in long air cooling, which may cause distortion in the manufactured hot stamping part and prevent the target dimensions from being secured. On the other hand, if the mold cooling time is longer than 40 s, productivity may decrease. Therefore, if the mold cooling time satisfies the range of about 6s or more and about 40s or less, mold cooling ends when the temperature of the blank is above room temperature and below 200°C, thereby preventing or minimizing distortion in the manufactured hot stamping parts. and the productivity of the manufacturing process can be improved.
일 실시예에서, 본 발명의 일 실시예를 통해 제조된 핫 스탬핑 부품(1, 도 5)은 약 1350 MPa 이상 약 2300 MPa 미만의 인장강도를 가질 수 있다. 바람직하게는, 제조된 핫 스탬핑 부품은 약 1350 MPa 이상 약 1680 MPa 미만의 인장강도를 가질 수 있다. 또는, 제조된 핫 스탬핑 부품은 약 1680 MPa 이상 약 2300 MPa 미만의 인장강도를 가질 수 있다.In one embodiment, the hot stamping part (1, Figure 5) manufactured through one embodiment of the present invention may have a tensile strength of about 1350 MPa or more and less than about 2300 MPa. Preferably, the produced hot stamped part may have a tensile strength of greater than or equal to about 1350 MPa and less than about 1680 MPa. Alternatively, the manufactured hot stamped part may have a tensile strength of greater than or equal to about 1680 MPa and less than about 2300 MPa.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.The present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, but these are merely exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true scope of technical protection of the present invention should be determined by the technical spirit of the attached patent claims.
Claims (15)
상기 블랭크를 가열하는 단계;
를 포함하고,
상기 블랭크를 가열하는 단계에서의 상기 블랭크의 가열 시간은 하기 수학식을 만족하고,
<수학식>
상기 수학식에서 상기 λn은 가열 시간(s), 상기 an은 가열로 열손실 보정계수, 상기 Tn은 가열 온도(℃), 상기 bn은 Ac3 온도 보정계수, 상기 t는 소재 두께(mm), 및 상기 cn은 고온 소재 두께 민감도 보정계수이고,
상기 an은 -0.60 이상 -0.55 이하이고, 상기 Tn은 Ac3 이상 1000℃ 이하이며, 상기 bn은 700 이상 900 이하이고, 상기 t는 1mm 이상 2.6mm 이하이며, 상기 cn은 0.7 이상 0.9 이하이고,
상기 가열 시간은 100s 이상 900s 이하인, 핫 스탬핑 부품의 제조 방법.Injecting a blank with a plating layer formed on at least one surface of a base material into a heating furnace having a plurality of sections having different temperature increase rate ranges; and
heating the blank;
Including,
The heating time of the blank in the step of heating the blank satisfies the following equation,
<Equation>
In the above equation, λ n is the heating time (s), a n is the heating heat loss correction coefficient, T n is the heating temperature (°C), b n is the Ac3 temperature correction coefficient, and t is the material thickness (mm ), and c n is the high temperature material thickness sensitivity correction coefficient,
a n is -0.60 or more and -0.55 or less, T n is Ac3 or more and 1000°C or less, b n is 700 or more and 900 or less, t is 1 mm or more and 2.6 mm or less, and c n is 0.7 or more and 0.9 Below,
A method of manufacturing a hot stamping part, wherein the heating time is 100 s or more and 900 s or less.
상기 블랭크를 가열하는 단계는,
상기 블랭크를 단계적으로 가열하는 다단 가열 단계; 및
상기 블랭크를 Ac3 내지 1000℃의 온도로 가열하는 균열 가열 단계;
를 포함하는, 핫 스탬핑 부품의 제조 방법.According to paragraph 1,
The step of heating the blank is,
A multi-stage heating step of heating the blank in stages; and
A crack heating step of heating the blank to a temperature of Ac3 to 1000°C;
Method for manufacturing hot stamping parts, including.
상기 복수의 구간은,
제1 평균 승온속도 변화율을 가지는 제1 가열 구간;
상기 제1 가열 구간 이후에, 상기 제1 평균 승온속도 변화율과 상이한 제2 평균 승온속도 변화율을 가지는 제2 가열 구간; 및
상기 제2 가열 구간 이후에, 상기 제1 평균 승온속도 변화율 및 상기 제2 평균 승온속도 변화율과 상이한 제3 평균 승온속도 변화율을 가지는 제3 가열 구간;을 포함하고,
상기 제3 평균 승온속도 변화율은 양의 값에서 음의 값으로 변화하는 구간을 포함하는, 핫 스탬핑 부품의 제조 방법.According to clause 4,
The plurality of sections are,
A first heating section having a first average temperature increase rate change rate;
After the first heating section, a second heating section having a second average temperature increase rate change rate that is different from the first average temperature increase rate change rate; and
After the second heating section, a third heating section having a third average temperature increase rate change rate that is different from the first average temperature increase rate change rate and the second average temperature increase rate change rate,
A method of manufacturing a hot stamping part, wherein the third average temperature increase rate change rate includes a section that changes from a positive value to a negative value.
상기 제1 가열 구간과 상기 제2 가열 구간 사이에서, 상기 제1 평균 승온속도 변화율을 정의하는 최종 승온속도와 상기 제2 평균 승온속도 변화율을 정의하는 최초 승온속도는 다른 값을 가지는, 핫 스탬핑 부품의 제조 방법.According to clause 5,
Between the first heating section and the second heating section, the final temperature increase rate defining the first average temperature increase rate change rate and the initial temperature increase rate defining the second average temperature increase rate change rate have different values, a hot stamping part. Manufacturing method.
상기 제3 가열 구간은 제3-1 평균 승온속도 변화율을 가지는 제3-1 가열 구간 및 제3-2 평균 승온속도 변화율을 가지는 제3-2 가열 구간을 포함하되,
상기 제3-1 평균 승온속도 변화율은 양의 값을 가지며, 상기 제3-2 평균 승온속도 변화율은 음의 값을 가지고,
상기 제3-1 평균 승온속도 변화율의 절대값은 상기 제3-2 평균 승온속도 변화율의 절대값보다 작은, 핫 스탬핑 부품의 제조 방법.According to clause 5,
The third heating section includes a 3-1 heating section having a 3-1 average temperature increase rate change rate and a 3-2 heating section having a 3-2 average temperature increase rate change rate,
The 3-1 average temperature increase rate change rate has a positive value, and the 3-2 average temperature increase rate change rate has a negative value,
The method of manufacturing a hot stamping part, wherein the absolute value of the 3-1 average temperature increase rate change rate is smaller than the absolute value of the 3-2 average temperature increase rate change rate.
상기 제1 평균 승온속도 변화율 및 상기 제2 평균 승온속도 변화율은 각각 음의 값을 가지고,
상기 제1 평균 승온속도 변화율의 절대값은 상기 제2 평균 승온속도 변화율의 절대값보다 큰, 핫 스탬핑 부품의 제조 방법.According to clause 5,
The first average temperature increase rate change rate and the second average temperature increase rate change rate each have a negative value,
A method of manufacturing a hot stamping part, wherein the absolute value of the first average temperature increase rate change rate is greater than the absolute value of the second average temperature increase rate change rate.
상기 복수의 구간은, 제3 가열 구간 이후에,
상기 제1 평균 승온속도 변화율, 상기 제2 평균 승온속도 변화율 및 상기 제3 평균 승온속도 변화율과 상이한 제4 평균 승온속도 변화율을 가지는 제4 가열 구간을 더 포함하고,
상기 제4 평균 승온속도 변화율의 절대값은 상기 제1 평균 승온속도 변화율, 상기 제2 평균 승온속도 변화율 및 상기 제3 평균 승온속도 변화율 각각의 절대값보다 작은, 핫 스탬핑 부품의 제조 방법According to clause 8,
The plurality of sections are, after the third heating section,
It further includes a fourth heating section having a fourth average temperature increase rate change rate that is different from the first average temperature increase rate change rate, the second average temperature increase rate change rate, and the third average temperature increase rate change rate,
The absolute value of the fourth average temperature increase rate change rate is smaller than the absolute values of each of the first average temperature increase rate change rate, the second average temperature increase rate change rate, and the third average temperature increase rate change rate.
상기 제2 가열 구간에서 상기 도금층이 합금화되고,
상기 제3 가열 구간에서 상기 모재가 상변태하는, 핫 스탬핑 부품의 제조 방법.According to clause 9,
The plating layer is alloyed in the second heating section,
A method of manufacturing a hot stamping part, wherein the base material undergoes a phase transformation in the third heating section.
상기 블랭크를 가열하는 단계 이후에,
상기 가열된 블랭크를 상기 가열로로부터 금형으로 이송하는 단계;
상기 이송된 블랭크를 상기 금형으로 가압하여 성형체를 성형하는 단계; 및
상기 형성된 성형체를 냉각하는 단계;
를 더 포함하는, 핫 스탬핑 부품의 제조 방법.According to paragraph 1,
After heating the blank,
transferring the heated blank from the heating furnace to a mold;
Forming a molded body by pressing the transferred blank into the mold; and
Cooling the formed molded body;
A method for manufacturing hot stamping parts, further comprising:
상기 블랭크를 이송하는 단계에서 상기 블랭크의 공랭 시간은 5s 이상 20s 이하인, 핫 스탬핑 부품의 제조 방법.According to clause 11,
In the step of transferring the blank, the air cooling time of the blank is 5s or more and 20s or less.
상기 성형된 성형체를 냉각하는 단계는,
상기 금형 내에서 이루어지는, 핫 스탬핑 부품의 제조 방법.According to clause 11,
The step of cooling the molded body is,
A method of manufacturing hot stamping parts, which takes place in the mold.
상기 금형 내에서 상기 성형체를 냉각하는 금형 냉각 시간은 6s 이상 40s 이하인, 핫 스탬핑 부품의 제조 방법.According to clause 13,
A method of manufacturing a hot stamping part, wherein the mold cooling time for cooling the molded body in the mold is 6s or more and 40s or less.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020210147071A KR102608377B1 (en) | 2021-10-29 | 2021-10-29 | Hot stamping component and method of manufacturing the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020210147071A KR102608377B1 (en) | 2021-10-29 | 2021-10-29 | Hot stamping component and method of manufacturing the same |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20230062117A KR20230062117A (en) | 2023-05-09 |
KR102608377B1 true KR102608377B1 (en) | 2023-11-30 |
Family
ID=86408815
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020210147071A KR102608377B1 (en) | 2021-10-29 | 2021-10-29 | Hot stamping component and method of manufacturing the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR102608377B1 (en) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102289525B1 (en) * | 2020-02-19 | 2021-08-12 | 현대제철 주식회사 | Method for manufacturing hot stamping product and hot stamping product manufactured using the same |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102070579B1 (en) | 2018-11-21 | 2020-01-29 | 주식회사 성우하이텍 | Hot stamping method |
-
2021
- 2021-10-29 KR KR1020210147071A patent/KR102608377B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102289525B1 (en) * | 2020-02-19 | 2021-08-12 | 현대제철 주식회사 | Method for manufacturing hot stamping product and hot stamping product manufactured using the same |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20230062117A (en) | 2023-05-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102280797B1 (en) | Blank for hot stamping, method for manufacturing the same, hot stamping component, and method for manufacturing the same | |
KR102413549B1 (en) | Blank for hot stamping, method for manufacturing the same, hot stamping component, and method for manufacturing the same | |
KR102310966B1 (en) | Hot stamping component and method of manufacturing the same | |
KR101463310B1 (en) | Martensitic stainless steel and method of the manufacture the same containing 0.4~0.5% carbon | |
TW202000428A (en) | Plastic injection mold tooling and a method of manufacture thereof | |
KR102608377B1 (en) | Hot stamping component and method of manufacturing the same | |
KR102584563B1 (en) | Hot stamping component and method of manufacturing the same | |
EP4365331A1 (en) | Hot-stamped component and method for manufacturing same | |
US12054844B2 (en) | Blank for hot stamping, method for manufacturing the same, hot stamping component, and method for manufacturing the same | |
KR102714163B1 (en) | Hot stamping component and method of manufacturing the same | |
KR102551329B1 (en) | Hot stamping component and method of manufacturing the same | |
KR102399887B1 (en) | Hot stamping component and method of manufacturing the same | |
KR102672305B1 (en) | Method of manufacturing blank and method of manufacturing hot stamping component | |
KR102412625B1 (en) | Hot stamping component and method of manufacturing the same | |
KR20240031793A (en) | Hot stamping component | |
KR20210062893A (en) | Cold-triming mold steel with excellent hardness and manufacturing method thereof | |
KR20240107919A (en) | Hot stamping component and method of manufacturing the same | |
US20240141473A1 (en) | Hot stamping component and manufacturing method therefor | |
KR102589280B1 (en) | Hot stamping component | |
US20230138738A1 (en) | Hot stamping component | |
KR20230081456A (en) | Method of manufacturing welding blank and method of manufacturing hot stamping component | |
KR20240081174A (en) | Hot stamping product | |
KR20230166779A (en) | Hot stamping component and method of manufacturing the same | |
KR20160053102A (en) | High carbon hot rolled steel sheet having excellent uniformity and impact resistance and method for manufacturing the same | |
CN116254461A (en) | Hot forming steel substrate with high forming limit and preparation method thereof |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |