KR102672305B1 - 블랭크의 제조 방법 및 핫 스탬핑 부품의 제조 방법 - Google Patents

블랭크의 제조 방법 및 핫 스탬핑 부품의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 제1 강판과 제2 강판의 가장자리를 서로 마주보도록 배치하는 단계; 상기 제1 강판과 상기 제2 강판의 경계와 적어도 일부 중첩되도록 상기 제1 강판과 상기 제2 강판의 제1 면에 제3 강판을 배치하는 단계; 및 상기 제1 강판과 상기 제2 강판의 상기 제1 면과 반대되는 제2 면에 레이저 빔을 조사하여 상기 제1 강판, 상기 제2 강판 및 상기 제3 강판을 접합하는 단계;를 포함하는 블랭크의 제조 방법이 제공된다.

Description

블랭크의 제조 방법 및 핫 스탬핑 부품의 제조 방법{METHOD OF MANUFACTURING BLANK AND METHOD OF MANUFACTURING HOT STAMPING COMPONENT}
본 발명은 블랭크의 제조 방법 및 핫 스탬핑 부품의 제조 방법에 관한 것이다.
차량은 지속적으로 경량화와 원가절감이 요구되고 있으며, 이에 따라 하나의 부품이 부분적으로 서로 다른 이종 강도를 갖는 것이 필요하게 되었다. 부품의 일부 구간은 탑승자 보호를 위해 고강도가 요구되지만, 일부 구간은 충격 에너지 흡수를 위해 상대적으로 낮은 강도가 요구되는 것이다.
이러한 부품에는 대표적으로 승용차의 B 필러를 예로 들 수 있다. B 필러의 상부 강도가 확보되지 않으면 차량 전복될 경우 루프가 내려 앉아 탑승객의 안전에 큰 위협이 된다. 반면에, B 필러의 하부가 높은 강도를 가지게 되면 측면 충돌 시 충돌에너지의 흡수가 이루어지지 않아 다른 구조재에 충격이 전달된다. 그러므로, B 필러의 상부는 높은 인장강도가 요구되고 하부는 상대적으로 낮은 인장강도가 요구된다.
서로 다른 강도를 갖는 부분들을 포함하는 B 필러를 제조하기 위해 일부분이 연화된 블랭크, 테일러 웰디드 블랭크(Tailor Welded Blank, TWB), 테일러 롤드 블랭크(Tailor Rolled Blank, TRB), 패치워크 블랭크(Patchwork Blank, PWB), 및 TWB와 PWB가 접합된 블랭크 등이 사용된다.
다만, 전술한 블랭크들을 이용하는 경우 기존 공법 대비 추가 공정이 발생하기 때문에 부품 가격 상승의 원인이 되고 차량 원가 상승을 초래할 수 있다.
본 발명과 관련된 배경기술로는 대한민국 등록특허공보 제10-1865741호(2018.05.28 공개, 발명의 명칭: 일체형 핫 스탬핑 조립체 및 그의 조립 방법) 등이 있다.
제10-1865741호
본 발명의 실시예들은 테일러 웰디드 블랭크 및 패치워크 블랭크가 동시에 적용된 블랭크 및 핫 스탬핑 부품에 있어서, 테일러 웰디드 블랭크의 용접 시 패치워크 블랭크도 함께 용접함으로써, 블랭크의 제조 공정 및 핫 스탬핑 부품의 제조 공정을 단순화할 수 있다.
본 발명의 일 실시예는, 제1 강판과 제2 강판의 가장자리를 서로 마주보도록 배치하는 단계; 상기 제1 강판과 상기 제2 강판의 경계와 적어도 일부 중첩되도록 상기 제1 강판과 상기 제2 강판의 제1 면에 제3 강판을 배치하는 단계; 및 상기 제1 강판과 상기 제2 강판의 상기 제1 면과 반대되는 제2 면에 레이저 빔을 조사하여 상기 제1 강판, 상기 제2 강판 및 상기 제3 강판을 접합하는 단계;를 포함하는 블랭크의 제조 방법이 제공된다.
본 실시예에 있어서, 상기 레이저 빔은 상기 제1 강판과 상기 제2 강판의 상기 경계에 조사될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 강판과 상기 제2 강판의 상기 경계에 필러 와이어가 제공될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 강판과 상기 제2 강판의 상기 경계는 상기 제3 강판과 중첩되는 제1 부분 및 상기 제3 강판과 중첩되지 않는 제2 부분을 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제2 부분에 조사되는 상기 레이저 빔의 출력은 상기 제1 부분에 조사되는 상기 레이저 빔의 출력보다 작을 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 강판과 상기 제2 강판은 서로 다른 두께를 가질 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 강판과 상기 제2 강판은 서로 다른 인장강도를 가질 수 있다.
본 발명의 다른 실시예는, 블랭크를 준비하는 단계; 상기 블랭크를 가열로 내로 투입하는 단계; 및 상기 블랭크를 가열하는 단계;를 포함하고, 상기 블랭크는 전술한 블랭크의 제조 방법에 의해 제조되는 핫 스탬핑 부품의 제조 방법이 제공된다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점은 이하의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용, 청구범위 및 도면으로부터 명확해질 것이다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 테일러 웰디드 블랭크의 용접 시 패치워크 블랭크도 함께 용접함으로써, 블랭크의 제조 공정을 단순화할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정된 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 블랭크를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 블랭크를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 블랭크의 제조 방법을 설명하기 위해 도시한 도면들이다.
도 6은 상이한 출력의 레이저 빔이 조사되는 것을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 핫 스탬핑 부품의 제조 방법을 개략적으로 도시한 순서도다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 핫 스탬핑 부품의 제조 방법의 가열 단계를 구체적으로 도시한 순서도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 핫 스탬핑 부품의 제조 방법의 가열 단계에 있어서, 복수의 구간을 구비한 가열로를 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 10은 블랭크가 단일 가열되는 경우 시간에 따른 블랭크의 온도 변화를 도시한 도면이다.
도 11은 블랭크가 다단 가열되는 경우 시간에 따른 블랭크의 온도 변화를 도시한 도면이다.
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.
이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.
이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 블랭크를 개략적으로 도시한 평면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 블랭크를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 블랭크(100)는 제1 강판(110), 제2 강판(120), 및 제3 강판(130)을 포함할 수 있다. 블랭크(100)의 제1 강판(110), 제2 강판(120) 및 제3 강판(130)은 서로 연결될 수 있다. 예컨대, 제1 강판(110), 제2 강판(120), 및 제3 강판(130)은 접합(또는, 용접)되어 일체로 구비될 수 있다. 이때, 제1 강판(110)의 측면과 제2 강판(120)의 측면이 서로 마주보도록 배치될 수 있고, 제1 강판(110)과 제2 강판(120) 상에 제3 강판(130)이 배치될 수 있다.
제3 강판(130)은 제1 강판(110)과 제2 강판(120)의 제1 면(110a, 120a) 상에 배치될 수 있다. 제3 강판(130)은 제1 강판(110) 및 제2 강판(120)과 중첩될 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 제3 강판(130)은 제1 강판(110) 및 제2 강판(120) 중 적어도 하나와 중첩될 수 있다. 제3 강판(130)은 제1 강판(110)과 제2 강판(120)이 서로 마주보는 경계(150)와 적어도 일부 중첩될 수 있다. 이때, 제1 강판(110)과 제2 강판(120)의 제1 면(110a, 120a)은 제3 강판(130)이 배치된 면을 의미할 수 있고, 제1 강판(110)과 제2 강판(120)의 제2 면(110b, 120b)은 제1 강판(110)과 제2 강판(120)의 제1 면(110a, 120a)과 반대되는 면을 의미할 수 있다. 예컨대, 제1 면(110a, 120b)과 제2 면(110b, 120b)은 강판(110,120)의 두께 방향으로 서로 반대에 위치한 면을 의미할 수 있다.
일 실시예에서, 제1 강판(110), 제2 강판(120), 및 제3 강판(130)에는 용접부(160)가 구비될 수 있다. 용접부(160)는 레이저 빔에 의해 제1 강판(110), 제2 강판(120), 및 제3 강판(130)이 접합(또는, 용접)될 때 형성된 부분일 수 있다.
일 실시예에서, 제1 강판(110), 제2 강판(120), 및 제3 강판(130) 각각은 적어도 일면에 도금층이 형성된 도금 강판일 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 강판(110), 제2 강판(120), 및 제3 강판(130)은 소정의 합금 원소를 소정 함량 포함하도록 주조된 강 슬라브에 대해 열연 공정 및/또는 압연 공정을 진행하여 제조될 수 있다.
일 실시예에서, 제1 강판(110)은 제1 합금 조성을 포함할 수 있다. 제1 합금 조성은 탄소(C), 실리콘(Si), 망간(Mn), 인(P), 황(S), 잔부의 철(Fe), 및 기타 불가피한 불순물을 포함할 수 있다. 예컨대, 제1 합금 조성은 탄소(C) 0.01 중량% 이상 0.5 중량% 이하, 실리콘(Si) 0.01 중량% 이상 1.00 중량% 이하, 망간(Mn) 0.3 중량% 이상 2.0 중량% 이하, 인(P) 0 초과 0.1 중량% 이하, 황(S) 0 초과 0.1 중량% 이하, 잔부의 철(Fe) 및 기타 불가피한 불순물을 포함할 수 있다.
또한, 제1 합금 조성은 보론(B), 티타늄(Ti), 니오븀(Nb), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo) 및 니켈(Ni) 중 하나 이상의 성분을 더 포함할 수 있다. 예컨대, 제1 합금 조성은 보론(B) 0.0001 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.
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 제1 강판(110)의 전체 중량에 대하여 0.01 중량% 이상 0.5 중량% 이하 포함될 수 있다. 탄소가 제1 강판(110)의 전체 중량에 대하여 0.01 중량% 미만으로 포함되는 경우, 목표하는 기계적 강도를 달성하기 어려울 수 있다. 반면에, 탄소가 제1 강판(110)의 전체 중량에 대하여 0.5 중량% 초과로 포함되는 경우, 강재의 인성 저하 문제 또는 강의 취성 제어 문제가 야기될 수 있다.
실리콘(Si)은 제1 강판(110) 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 제1 강판(110)의 전체 중량에 대하여 0.01 중량% 이상 1.00 중량% 이하 포함될 수 있다. 실리콘이 제1 강판(110)의 전체 중량에 대하여 0.01 중량% 미만으로 포함되는 경우, 전술한 기능을 충분히 발휘하지 못할 수 있다. 반면에, 실리콘이 제1 강판(110)의 전체 중량에 대하여 1.00 중량% 초과로 포함되는 경우, 열연 및 냉연 부하가 증가하며 열연 붉은형 스케일이 과다해지고 접합성이 저하될 수 있다.
망간(Mn)은 열처리 시 소입성 및 강도 증가 목적으로 첨가될 수 있다. 일 실시예에서, 망간은 제1 강판(110)의 전체 중량에 대하여 0.3 중량% 이상 2.0 중량% 이하 포함될 수 있다. 망간이 제1 강판(110)의 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 제1 강판(110)의 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.
인(P)은 편석이 잘 되는 원소로 강의 인성을 저해하는 원소일 수 있다. 일 실시예에서, 인은 제1 강판(110)의 전체 중량에 대하여 0 초과 0.1 중량% 이하 포함될 수 있다. 인이 제1 강판(110)의 전체 중량에 대하여 전술한 범위로 포함되는 경우 강의 인성 저하를 방지할 수 있다. 반면에, 인이 제1 강판(110)의 전체 중량에 대하여 0.1 중량% 초과로 포함되는 경우, 공정 중 크랙을 유발하고, 인화철 화합물이 형성되어 강의 인성이 저하될 수 있다.
황(S)은 가공성 및 물성을 저해하는 원소일 수 있다. 일 실시예에서, 황은 제1 강판(110)의 전체 중량에 대하여 0 초과 0.1 중량% 이하 포함될 수 있다. 황이 제1 강판(110)의 전체 중량에 대하여 0.1 중량% 초과로 포함되는 경우, 열간 가공성이 저하될 수 있고, 거대 개재물 생성에 의해 크랙 등 표면 결함이 발생할 수 있다.
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 제1 강판(110)의 전체 중량에 대하여 0.0001 중량% 이상 0.005 중량% 이하 포함될 수 있다. 보론이 제1 강판(110)의 전체 중량에 대하여 전술한 범위로 포함되는 경우 경질상 입계 취성 발생을 방지하며, 고인성과 굽힘성을 확보할 수 있다.
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 제1 강판(110)의 전체 중량에 대하여 0.01 중량% 이상 0.1 중량% 이하 포함될 수 있다. 티타늄이 제1 강판(110)의 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.
니오븀(Nb)은 마르텐사이트(Martensite) 패킷 크기(Packet size) 감소에 따른 강도 및 인성 증가를 목적으로 첨가될 수 있다. 일 실시예에서, 니오븀은 제1 강판(110)의 전체 중량에 대하여 0.01 중량% 이상 0.1 중량% 이하 포함될 수 있다. 니오븀이 제1 강판(110)의 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.
크롬(Cr)은 강의 소입성 및 강도를 향상시키는 목적으로 첨가될 수 있다. 일 실시예에서, 크롬은 제1 강판(110)의 전체 중량에 대하여 0.01 중량% 이상 0.5 중량% 이하 포함될 수 있다. 크롬이 제1 강판(110)의 전체 중량에 대하여 전술한 범위로 포함되는 경우, 강의 소입성 및 강도를 향상시키며, 생산비 증가와 강재의 인성 저하를 방지할 수 있다.
몰리브덴(Mo)은 열간 압연 및 핫스탬핑 중 석출물의 조대화 억제 및 소입성 증대를 통해 강도 향상에 기여할 수 있다. 일 실시예에서, 몰리브덴(Mo)은 제1 강판(110)의 전체 중량에 대하여 0.01 중량% 이상 0.5 중량% 이하 포함될 수 있다. 몰리브덴이 제1 강판(110)의 전체 중량에 대하여 전술한 범위로 포함시, 열간압연 및 핫스탬핑 중 석출물의 조대화 억제 및 소입성 증대 효과가 우수할 수 있다.
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 제1 강판(110)의 전체 중량에 대하여 0.01 중량% 이상 1.0 중량% 이하 포함될 수 있다. 니켈이 제1 강판(110)의 전체 중량에 대하여 0.01 중량% 미만 포함되는 경우, 상술한 효과를 제대로 구현하기 어려울 수 있다. 니켈이 제1 강판(110)의 전체 중량에 대하여 1.0 중량% 초과 포함되는 경우, 인성이 저하될 수 있고 냉간 가공성이 저하될 수 있으며 제품의 제조 비용이 증가할 수 있다.
일 실시예에서, 제1 합금 조성을 포함하는 제1 강판(110)을 핫 스탬핑하는 경우, 핫 스탬핑 후 제1 강판(110)은 약 1500 MPa 이상의 인장강도를 가질 수 있다. 또는, 핫 스탬핑 후 제1 강판(110)은 약 1800 MPa 이상의 인장강도를 가질 수 있다.
일 실시예에서, 제2 강판(120)은 제1 강판(110)과 동일한 성분을 포함할 수 있다. 이 경우, 핫 스탬핑 후 제2 강판(120)은 약 1500 MPa 이상의 인장강도를 가질 수 있다. 또는, 핫 스탬핑 후 제2 강판(120)은 약 1800 MPa 이상의 인장강도를 가질 수 있다.
일 실시예에서, 제1 강판(110)과 제2 강판(120)은 상이한 성분을 포함할 수 있다. 예컨대, 제1 강판(110)은 탄소를 0.15 중량% 이상 포함하는 제2 합금 조성을 포함할 수 있고, 제2 강판(120)은 탄소를 0.15 중량% 미만으로 포함하는 제3 합금 조성을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 제1 강판(110)은 제2 합금 조성을 포함할 수 있다. 제2 합금 조성은 탄소(C), 실리콘(Si), 망간(Mn), 인(P), 황(S), 잔부의 철(Fe), 및 기타 불가피한 불순물을 포함할 수 있다. 예컨대, 제2 합금 조성은 탄소(C) 0.15 중량% 이상 0.5 중량% 이하, 실리콘(Si) 0.1 중량% 이상 0.8 중량% 이하, 망간(Mn) 0.3 중량% 이상 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, 제2 합금 조성은 보론(B), 티타늄(Ti), 니오븀(Nb), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo) 및 니켈(Ni) 중 하나 이상의 성분을 더 포함할 수 있다. 예컨대, 제2 합금 조성은 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.
일 실시예에서, 탄소는 제1 강판(110)의 전체 중량에 대하여 0.15 중량% 이상 0.5 중량% 이하 포함될 수 있다. 탄소가 제1 강판(110)의 전체 중량에 대하여 0.15 중량% 미만으로 포함되는 경우, 목표하는 기계적 강도를 달성하기 어려울 수 있다. 반면에, 탄소가 제1 강판(110)의 전체 중량에 대하여 0.5 중량% 초과로 포함되는 경우, 강재의 인성 저하 문제 또는 강의 취성 제어 문제가 야기될 수 있다.
일 실시예에서, 실리콘은 제1 강판(110)의 전체 중량에 대하여 0.1 중량% 이상 0.8 중량% 이하 포함될 수 있다. 실리콘이 제1 강판(110)의 전체 중량에 대하여 0.1 중량% 미만으로 포함되는 경우, 전술한 기능을 충분히 발휘하지 못할 수 있다. 반면에, 실리콘이 제1 강판(110)의 전체 중량에 대하여 0.8 중량% 초과로 포함되는 경우, 열연 및 냉연 부하가 증가하며 열연 붉은형 스케일이 과다해지고 접합성이 저하될 수 있다.
일 실시예에서, 망간은 제1 강판(110)의 전체 중량에 대하여 0.3 중량% 이상 2.0 중량% 이하 포함될 수 있다. 망간이 제1 강판(110)의 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 제1 강판(110)의 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.
일 실시예에서, 인은 제1 강판(110)의 전체 중량에 대하여 0 초과 0.05 중량% 이하 포함될 수 있다. 인이 제1 강판(110)의 전체 중량에 대하여 전술한 범위로 포함되는 경우 강의 인성 저하를 방지할 수 있다. 반면에, 인이 제1 강판(110)의 전체 중량에 대하여 0.05 중량% 초과로 포함되는 경우, 공정 중 크랙을 유발하고, 인화철 화합물이 형성되어 강의 인성이 저하될 수 있다.
일 실시예에서, 황은 제1 강판(110)의 전체 중량에 대하여 0 초과 0.01 중량% 이하 포함될 수 있다. 황이 제1 강판(110)의 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.
일 실시예에서, 보론은 제1 강판(110)의 전체 중량에 대하여 0.001 중량% 이상 0.005 중량% 이하 포함될 수 있다. 보론이 제1 강판(110)의 전체 중량에 대하여 전술한 범위로 포함되는 경우 경질상 입계 취성 발생을 방지하며, 고인성과 굽힘성을 확보할 수 있다.
일 실시예에서, 티타늄은 제1 강판(110)의 전체 중량에 대하여 0.01 중량% 이상 0.1 중량% 이하 포함될 수 있다. 티타늄이 제1 강판(110)의 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.
일 실시예에서, 니오븀은 제1 강판(110)의 전체 중량에 대하여 0.01 중량% 이상 0.1 중량% 이하 포함될 수 있다. 니오븀이 제1 강판(110)의 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.
일 실시예에서, 크롬은 제1 강판(110)의 전체 중량에 대하여 0.01 중량% 이상 0.5 중량% 이하 포함될 수 있다. 크롬이 제1 강판(110)의 전체 중량에 대하여 전술한 범위로 포함되는 경우, 강의 소입성 및 강도를 향상시키며, 생산비 증가와 강재의 인성 저하를 방지할 수 있다.
일 실시예에서, 몰리브덴(Mo)은 제1 강판(110)의 전체 중량에 대하여 0.01 중량% 이상 0.5 중량% 이하 포함될 수 있다. 몰리브덴이 제1 강판(110)의 전체 중량에 대하여 전술한 범위로 포함시, 열간압연 및 핫스탬핑 중 석출물의 조대화 억제 및 소입성 증대 효과가 우수할 수 있다.
일 실시예에서, 니켈은 제1 강판(110)의 전체 중량에 대하여 0.01 중량% 이상 1.0 중량% 이하 포함될 수 있다. 니켈이 제1 강판(110)의 전체 중량에 대하여 0.01 중량% 미만 포함되는 경우, 상술한 효과를 제대로 구현하기 어려울 수 있다. 니켈이 제1 강판(110)의 전체 중량에 대하여 1.0 중량% 초과 포함되는 경우, 인성이 저하될 수 있고 냉간 가공성이 저하될 수 있으며 제품의 제조 비용이 증가할 수 있다.
일 실시예에서, 제2 강판(120)은 제3 합금 조성을 포함할 수 있다. 제3 합금 조성은 탄소(C), 실리콘(Si), 망간(Mn), 인(P), 황(S), 잔부의 철(Fe), 및 기타 불가피한 불순물을 포함할 수 있다. 예컨대, 제3 합금 조성은 탄소(C) 0.01 중량% 이상 0.15 중량% 미만, 실리콘(Si) 0.01 중량% 이상 0.8 중량% 이하, 망간(Mn) 0.8 중량% 이상 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, 제3 합금 조성은 보론(B), 티타늄(Ti), 니오븀(Nb), 크롬(Cr), 및 알루미늄(Al) 중 하나 이상의 성분을 더 포함할 수 있다. 예컨대, 제3 합금 조성은 보론(B) 0.0001 중량% 이상 0.003 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, 알루미늄(Al) 0.001 중량% 이상 0.1 중량% 이하 중 하나 이상의 성분을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 탄소는 제2 강판(120)의 전체 중량에 대하여 0.01 중량% 이상 0.15 중량% 미만 포함될 수 있다. 탄소가 제2 강판(120)의 전체 중량에 대하여 0.01 중량% 미만으로 포함되는 경우, 목표하는 기계적 강도를 달성하기 어려울 수 있다. 반면에, 탄소가 제2 강판(120)의 전체 중량에 대하여 0.15 중량% 이상으로 포함되는 경우, 강재의 인성 저하 문제 또는 강의 취성 제어 문제가 야기될 수 있다.
일 실시예에서, 실리콘은 제2 강판(120)의 전체 중량에 대하여 0.01 중량% 이상 0.8 중량% 이하 포함될 수 있다. 실리콘이 제2 강판(120)의 전체 중량에 대하여 0.01 중량% 미만으로 포함되는 경우, 전술한 기능을 충분히 발휘하지 못할 수 있다. 반면에, 실리콘이 제2 강판(120)의 전체 중량에 대하여 0.8 중량% 초과로 포함되는 경우, 열연 및 냉연 부하가 증가하며 열연 붉은형 스케일이 과다해지고 접합성이 저하될 수 있다.
일 실시예에서, 망간은 제2 강판(120)의 전체 중량에 대하여 0.8 중량% 이상 2.0 중량% 이하 포함될 수 있다. 망간이 제2 강판(120)의 전체 중량에 대하여 0.8 중량% 미만으로 포함되는 경우, 소입성 미달로 핫 스탬핑 후 재질이 미달(경질상 분율 미달)할 가능성이 높을 수 있다. 반면에, 망간이 제2 강판(120)의 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.
일 실시예에서, 인은 제2 강판(120)의 전체 중량에 대하여 0 초과 0.05 중량% 이하 포함될 수 있다. 인이 제2 강판(120)의 전체 중량에 대하여 전술한 범위로 포함되는 경우 강의 인성 저하를 방지할 수 있다. 반면에, 인이 제2 강판(120)의 전체 중량에 대하여 0.05 중량% 초과로 포함되는 경우, 공정 중 크랙을 유발하고, 인화철 화합물이 형성되어 강의 인성이 저하될 수 있다.
일 실시예에서, 황은 제2 강판(120)의 전체 중량에 대하여 0 초과 0.01 중량% 이하 포함될 수 있다. 황이 제2 강판(120)의 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.
일 실시예에서, 보론은 제2 강판(120)의 전체 중량에 대하여 0.0001 중량% 이상 0.003 중량% 이하 포함될 수 있다. 보론이 제2 강판(120)의 전체 중량에 대하여 전술한 범위로 포함되는 경우 경질상 입계 취성 발생을 방지하며, 고인성과 굽힘성을 확보할 수 있다.
일 실시예에서, 티타늄은 제2 강판(120)의 전체 중량에 대하여 0.01 중량% 이상 0.1 중량% 이하 포함될 수 있다. 티타늄이 제2 강판(120)의 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.
일 실시예에서, 니오븀은 제2 강판(120)의 전체 중량에 대하여 0.01 중량% 이상 0.1 중량% 이하 포함될 수 있다. 니오븀이 제2 강판(120)의 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.
일 실시예에서, 크롬은 제2 강판(120)의 전체 중량에 대하여 0.01 중량% 이상 0.5 중량% 이하 포함될 수 있다. 크롬이 제2 강판(120)의 전체 중량에 대하여 전술한 범위로 포함되는 경우, 강의 소입성 및 강도를 향상시키며, 생산비 증가와 강재의 인성 저하를 방지할 수 있다.
일 실시예에서, 제2 합금 조성을 포함하는 제1 강판(110)을 핫 스탬핑하는 경우, 핫 스탬핑 후 제1 강판(110)은 약 1350 MPa 이상 약 2300 MPa 미만의 인장강도를 가질 수 있다. 바람직하게는, 핫 스탬핑 후 제1 강판(110)은 약 1350 MPa 이상 1680 MPa 미만의 인장강도를 가질 수 있다. 또는, 핫 스탬핑 후 제1 강판(110)은 약 1680 MPa 이상의 인장강도를 가질 수 있다. 바람직하게는, 핫 스탬핑 후 제1 강판(110)은 약 1680 MPa 이상 약 2300 MPa 미만의 인장강도를 가질 수 있다.
일 실시예에서, 제3 합금 조성을 포함하는 제2 강판(120)을 핫 스탬핑하는 경우, 핫 스탬핑 후 제2 강판(120)은 약 450 MPa 이상의 인장강도를 가질 수 있다. 바람직하게는, 핫 스탬핑 후 제2 강판(120)은 약 450 MPa 이상 1350 MPa 미만의 인장강도를 가질 수 있다. 즉, 핫 스탬핑 후 제1 강판(110)과 제2 강판(120)은 상이한 인장강도를 가질 수 있다.
일 실시예에서, 제1 강판(110)과 제2 강판(120)은 각각 제1 합금 조성, 제2 합금 조성, 및 제3 합금 조성 중 하나를 포함할 수 있다. 예컨대, 제1 강판(110)과 제2 강판(120)은 동일한 조성으로 구비될 수 있다. 또는, 제1 강판(110)과 제2 강판(120)은 상이한 합금 조성으로 구비될 수 있다.
일 실시예에서, 제1 강판(110)과 제2 강판(120)은 동일한 두께로 구비될 수 있다. 또는, 제1 강판(110)과 제2 강판(120)은 상이한 두께로 구비될 수 있다.
블랭크(100)는 두께 및 성분(예컨대, 합금 조성) 중 적어도 하나가 상이한 제1 강판(110) 및 제2 강판(120)을 포함하여 블랭크(100)를 핫 스탬핑한 후 블랭크(100)의 일부 구간에서 충격 에너지를 흡수하도록 할 수 있다. 예컨대, 블랭크(100)는 성분이 상이하여 핫 스탬핑 후의 인장강도가 다르지만 두께가 동일한 제1 강판(110)과 제2 강판(120)을 포함하거나, 블랭크(100)는 성분이 동일하여 핫 스탬핑 후의 인장강도가 동일하지만 두께가 상이한 제1 강판(110)과 제2 강판(120)을 포함할 수 있다. 이때, 제1 강판(110)과 제2 강판(120) 중 인장강도(MPa)와 두께(mm)를 곱한 값이 작은 강판에서 충격 에너지를 흡수할 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
일 실시예에서, 제3 강판(130)은 제1 합금 조성, 제2 합금 조성, 및 제3 합금 조성 중 하나로 구비될 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 제3 강판(130)은 별도의 합금 조성으로 구비될 수 있다.
일 실시예에서, 블랭크(100)는 테일러 웰디드 블랭크(Tailor Welded Blank, TWB)와 패치워크 블랭크(Patchwork Blank, PWB)가 접합(또는, 용접)되어 형성된 블랭크일 수 있다. 예컨대, 제1 강판(110)과 제2 강판(120)이 접합(또는, 용접)되어 테일러 웰디드 블랭크로 형성될 수 있고, 제3 강판(130)이 패치워크 블랭크로서 제1 강판(110) 및 제2 강판(120) 중 적어도 하나에 접합(또는, 용접)될 수 있다. 구체적으로, 서로 다른 두께 및/또는 서로 다른 조성을 가진 제1 강판(110) 및 제2 강판(120)이 접합(또는, 용접)되어 테일러 웰디드 블랭크가 형성될 수 있고, 형성된 테일러 웰디드 블랭크에 패치워크 블랭크에 해당하는 제3 강판(130)이 접합(또는, 용접)될 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 블랭크(100)는 테일러 웰디드 블랭크와 패치워크 블랭크가 모두 적용된 블랭크일 수 있다.
일 실시예에서, 제3 강판(130)은 패치워크 블랭크에 해당하므로, 제3 강판(130)의 면적은 제1 강판(110) 및/또는 제2 강판(120)의 면적보다 작을 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 제3 강판(130)은 제1 강판(110) 및 제2 강판(120) 중 적어도 하나와 중첩될 수 있다. 예컨대, 제3 강판(130)은 제1 강판(110)과 제2 강판(120)이 접하는 경계(150)와 적어도 일부 중첩될 수 있다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 블랭크의 제조 방법을 설명하기 위해 도시한 도면들이다.
이하에서는, 도 3 내지 도 5를 참조하여 블랭크(100)의 제조 방법을 설명한다.
일 실시예에 따른 블랭크(100)의 제조 방법은 제1 강판(110)과 제2 강판(120)의 가장자리를 서로 마주보도록 배치하는 단계, 제1 강판(110)과 제2 강판(120)의 경계(150)와 적어도 일부 중첩되도록 제1 강판(110)과 제2 강판(120)의 제1 면(110a, 120a)에 제3 강판(130)을 배치하는 단계, 및 제1 강판(110)과 제2 강판(120)의 제1 면(110a, 120a)과 반대되는 제2 면(110b, 120b)에 레이저 빔(310)을 조사하여 제1 강판(110), 제2 강판(120) 및 제3 강판(130)을 접합(또는, 용접)하는 단계를 포함할 수 있다.
먼저, 도 3을 참조하면, 제1 강판(110)과 제2 강판(120)의 가장자리가 서로 마주보도록 배치될 수 있다. 예컨대, 제1 강판(110)의 측면과 제2 강판(120)의 측면이 서로 마주보도록 배치될 수 있다. 이때, 제1 강판(110)의 측면과 제2 강판(120)의 측면은 서로 맞닿을 수 있고, 제1 강판(110)과 제2 강판(120) 사이에 경계(150)가 형성될 수 있다.
이후, 도 4를 참조하면, 제1 강판(110)과 제2 강판(120)의 제1 면(110a, 120a)에 제3 강판(130)이 배치될 수 있다. 이때, 제3 강판(130)은 제1 강판(110)과 제2 강판(120)이 서로 마주보는 경계(150)와 적어도 일부 중첩될 수 있다. 제3 강판(130)은 제1 강판(110) 및 제2 강판(120)과 적어도 일부 중첩될 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 제3 강판(130)은 제1 강판(110) 및 제2 강판(120) 중 적어도 하나와 중첩될 수도 있다.
도 5를 참조하면, 제3 강판(130)이 배치된 제1 강판(110)과 제2 강판(120)의 제1 면(110a, 120a)과 반대되는 제2 면(110b, 120b)에 레이저 빔(310)을 조사하여 제1 강판(110), 제2 강판(120), 및 제3 강판(130)을 접합(또는, 용접)할 수 있다.
제1 강판(110)과 제2 강판(120)의 경계(150)에 레이저 빔(310)을 조사하여 제1 강판(110)과 제2 강판(120)을 접합(또는, 용접)한 후, 접합(또는, 용접)된 제1 강판(110)과 제2 강판(120)에 제3 강판(130)을 점용접함으로써, 제1 강판(110), 제2 강판(120) 및 제3 강판(130)이 접합(또는, 용접)된 블랭크가 제조될 수 있다. 즉, 레이저 용접 및 점용접을 통해 제1 강판(110), 제2 강판(120) 및 제3 강판(130)이 접합(또는, 용접)된 블랭크가 제조될 수 있다. 다만, 레이저 용접 및 점용접을 모두 수행하는 경우, 2번의 용접 공정을 수행하게 되므로 핫 스탬핑 부품의 제조 비용이 증가할 수 있다.
일 실시예에서, 레이저 헤드(300)를 통해 레이저 빔(310)이 제1 강판(110)과 제2 강판(120)의 경계(150)에 조사될 수 있다. 이때, 레이저 빔(310)은 제1 강판(110)과 제2 강판(120)의 두께 방향으로 조사될 수 있고, 제1 강판(110)과 제2 강판(120)을 관통하여 제1 강판(110)과 제2 강판(120)의 하부(예컨대, 제1 면(110a, 120a)에 배치된 제3 강판(130)에 도달할 수 있다.
일 실시예에서, 제1 강판(110), 제2 강판(120) 및 제3 강판(130)은 레이저 빔(310)에 의해 접합(또는, 용접)될 수 있다. 따라서, 제1 강판(110), 제2 강판(120), 및 제3 강판(130) 각각의 적어도 일부에 용접부(160)가 형성될 수 있다. 이때, 레이저 빔(310)은 제1 강판(110)과 제2 강판(120)을 관통하여 제3 강판(130)까지 도달하므로, 용접부(160)는 제1 강판(110)과 제2 강판(120)의 두께 방향으로 제1 강판(110)과 제2 강판(120)을 각각 관통하며 형성될 수 있다. 다만, 레이저 빔(310)은 제3 강판(130)까지 도달하지만, 제3 강판(130)을 관통하지는 못할 수 있다. 예컨대, 레이저 빔(310)은 제3 강판(130)의 제2 면(130b)으로부터 제3 강판(130)의 두께 방향으로 약 1/2 지점 내지 약 2/3 지점까지 도달할 수 있다. 따라서, 용접부(160)는 제3 강판(130)의 제2 면(130b)으로부터 제3 강판(130)의 두께 방향으로 약 1/2 지점 내지 약 2/3 지점까지 형성될 수 있다. 이때, 제3 강판(130)의 제2 면(130b)은 제3 강판(130)과 제1 강판(110)이 접하는 면을 의미할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 블랭크(100)의 제조 방법은 한번의 레이저 용접 공정에 의해 제1 강판(110), 제2 강판(120) 및 제3 강판(130)이 접합(또는, 용접)되어 블랭크(100)가 형성될 수 있다. 또한, 한번의 레이저 용접 공정에 의해 제1 강판(110), 제2 강판(120) 및 제3 강판(130)이 접합(또는, 용접)됨으로써, 제3 강판(130)을 제1 강판(110)과 제2 강판(120)에 접합(또는, 용접)하는 점용접 공정이 생략될 수 있고, 이로 인해 핫 스탬핑 부품을 제조하는 비용이 감소될 수 있다.
일 실시예에서, 제1 강판(110)과 제2 강판(120)의 경계(150)에 레이저 빔(310)을 조사하여 제1 강판(110), 제2 강판(120), 및 제3 강판(130)을 접합(또는, 용접)하는 단계에서, 제1 강판(110)과 제2 강판(120)의 경계(150)에 필러 와이어가 제공될 수 있다. 즉, 제1 강판(110)과 제2 강판(120)의 경계(150)에 필러 와이어가 제공된 후, 제1 강판(110)과 제2 강판(120)의 경계(150)에 레이저 빔(310)이 조사되어 제1 강판(110), 제2 강판(120) 및 제3 강판(130)이 접합(또는, 용접)될 수 있다. 제1 강판(110)과 제2 강판(120)의 경계(150)에 필러 와이어가 제공되는 경우, 용접부(160)의 강건성이 향상될 수 있다.
도 6은 상이한 출력의 레이저 빔이 조사되는 것을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 6을 참조하면, 제1 강판(110)과 제2 강판(120)의 가장자리는 서로 마주보도록 배치될 수 있고, 이로 인해 제1 강판(110)과 제2 강판(120) 사이에 경계(150)가 형성될 수 있다. 또한, 제1 강판(110)과 제2 강판(120)의 경계(150)와 적어도 일부 중첩되도록 제1 강판(110)과 제2 강판(120)의 제1 면(110a, 120a, 도 4 참조)에 제3 강판(130)이 배치될 수 있다.
일 실시예에서, 제1 강판(110)과 제2 강판(120)의 경계(150)는 제3 강판(130)과 중첩되는 제1 부분(150a) 및 제3 강판(130)과 중첩되지 않는 제2 부분(150b)을 포함할 수 있다. 즉, 제1 강판(110)과 제2 강판(120)의 경계(150) 중에서 제3 강판(130)과 중첩되는 부분이 제1 부분(150a)일 수 있고, 제3 강판(130)과 중첩되지 않는 나머지 부분이 제2 부분(150b)일 수 있다.
이때, 제1 강판(110)과 제2 강판(120) 중 제3 강판(130)이 배치된 면(예컨대, 제1 면(110a, 110b))과 반대되는 면(예컨대, 제2 면(110b, 120b))에 레이저 빔(310)이 조사되므로, 레이저 빔(310, 도 5)의 출력이 낮은 경우, 레이저 빔(310)이 제3 강판(130)에 도달하지 못하여 제3 강판(130)이 제1 강판(110)과 제2 강판(120)에 접합(또는, 용접)되지 않을 수 있다. 따라서, 제1 강판(110)과 제2 강판(120)에 제3 강판(130)을 레이저 용접하기 위해서는 높은 출력을 가진 레이저 빔(310)이 제1 강판(110)과 제2 강판(120)에 조사되어야 한다. 다만, 제1 강판(110)과 제2 강판(120)의 경계(150)와 제3 강판(130)이 중첩되지 않는 부분(예컨대, 제2 부분(150b))에도 높은 출력을 가진 레이저 빔(310)이 조사된다면, 레이저 빔(310)이 제1 강판(110)과 제2 강판(120)을 관통하여 원하지 않는 곳에 레이저 빔(310)이 도달하는 문제가 발생할 수 있다. 그러므로, 경계(150)의 제1 부분(150a)에 조사되는 레이저 빔(310)의 출력과 경계(150)의 제2 부분(150b)에 조사되는 레이저 빔(310)의 출력은 서로 다를 수 있다. 즉, 제1 부분(150a)에 조사되는 레이저 빔(310)의 출력은 제2 부분(150b)에 조사되는 레이저 빔(310)의 출력보다 클 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 핫 스탬핑 부품의 제조 방법을 개략적으로 도시한 순서도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 핫 스탬핑 부품의 제조 방법의 가열 단계를 구체적으로 도시한 순서도이다. 이하에서는, 도 7 및 도 8을 참조하여 핫 스탬핑 부품의 제조 방법을 설명한다.
도 7을 참조하면, 일 실시예에 따른 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.
먼저, 블랭크 투입 단계(S100)는 가열로 내로 블랭크(100, 도 1 참조)를 투입하는 단계일 수 있다. 이때, 블랭크(100)는 전술한 도 3 내지 도 5의 블랭크(100)의 제조 방법에 의해 제조될 수 있다.
일 실시예에서, 가열로 내로 투입된 블랭크(100)는 롤러에 실장된 후 이송 방향을 따라 이송될 수 있다.
일 실시예에서, 가열로는 서로 다른 온도 범위를 가지는 복수의 구간을 구비할 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 가열로는 하나의 온도 범위를 가질 수도 있다.
블랭크 투입 단계(S100) 이후에, 가열 단계(S200)가 수행될 수 있다. 일 실시예에서, 가열 단계(S200)에서는 가열로 내로 투입된 블랭크(100)가 가열될 수 있다. 예컨대, 가열 단계(S200)에서는 블랭크(100)가 가열로를 통과하면서 가열될 수 있다. 이때, 가열로 내의 온도는 750℃ 내지 1000℃ 일 수 있다. 즉, 블랭크(100)는 가열로를 통과하며 750℃ 내지 1000℃ 의 온도에서 가열(또는, 단일 가열)될 수 있다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 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.
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.
다단 가열 단계(S210)에서는 블랭크(100)가 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, 블랭크(100)가 투입되는 가열로의 입구로부터 블랭크(100)가 취출되는 가열로의 출구 방향으로 높아지도록 각 구간별로 온도가 설정되어 블랭크(100)가 단계적으로 승온될 수 있다.
다단 가열 단계(S210) 이후에 균열 가열 단계(S220)가 이루어질 수 있다. 균열 가열 단계(S220)에서는 다단 가열된 블랭크(100)가 Ac3 내지 1000℃의 온도로 설정된 가열로의 구간을 통과하며 열처리될 수 있다. 바람직하게는, 균열 가열 단계(S220)에서는 다단 가열된 블랭크(100)를 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.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 핫 스탬핑 부품의 제조 방법의 가열 단계에 있어서, 복수의 구간을 구비한 가열로를 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 9를 참조하면, 일 실시예에 따른 가열로는 서로 다른 온도 범위를 가지는 복수의 구간을 구비할 수 있다. 보다 구체적으로, 가열로는 제1 온도 범위(T1)를 가지는 제1 구간(P1), 제2 온도 범위(T2)를 가지는 제2 구간(P2), 제3 온도 범위(T3)를 가지는 제3 구간(P3), 제4 온도 범위(T4)를 가지는 제4 구간(P4), 제5 온도 범위(T5)를 가지는 제5 구간(P5), 제6 온도 범위(T6)를 가지는 제6 구간(P6), 및 제7 온도 범위(T7)를 가지는 제7 구간(P7)을 구비할 수 있다.
일 실시예에서, 다단 가열 단계(S210)에서는 블랭크(100, 도 1)가 가열로 내에 정의된 제1 구간(P1) 내지 제4 구간(P4)을 통과하며 단계적으로 다단 가열될 수 있다. 또한, 균열 가열 단계(S220)에서는 제1 구간(P1) 내지 제4 구간(P4)에서 다단 가열된 블랭크(100)가 제5 구간(P5) 내지 제7 구간(P7)을 통과하며 균열 가열될 수 있다.
제1 구간(P1) 내지 제7 구간(P7)은 차례대로 가열로 내에 배치될 수 있다. 제1 온도 범위(T1)를 가지는 제1 구간(P1)은 블랭크(100)가 투입되는 가열로의 입구와 인접하고, 제7 온도 범위(T7)를 가지는 제7 구간(P7)은 블랭크(100)가 배출되는 가열로의 출구와 인접할 수 있다. 따라서, 제1 온도 범위(T1)를 가지는 제1 구간(P1)이 가열로의 첫 번째 구간일 수 있고, 제7 온도 범위(T7)를 가지는 제7 구간(P7)이 가열로의 마지막 구간일 수 있다. 가열로의 복수의 구간들 중 제5 구간(P5), 제6 구간(P6), 및 제7 구간(P7)은 다단 가열이 수행되는 구간이 아닌 균열 가열이 수행되는 구간일 수 있다.
가열로 내에 구비된 복수의 구간의 온도, 예컨대 제1 구간(P1) 내지 제7 구간(P7)의 온도는 블랭크가 투입되는 가열로의 입구로부터 블랭크가 취출되는 가열로의 출구 방향으로 증가할 수 있다. 다만, 제5 구간(P5), 제6 구간(P6) 및 제7 구간(P7)의 온도는 동일할 수도 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 구간(P1)과 제2 구간(P2)의 온도 차는 0℃ 보다 크고 100℃ 이하일 수 있다.
일 실시예에서, 제1 구간(P1)의 제1 온도 범위(T1)는 680℃ 내지 870℃일 수 있다. 제2 구간(P2)의 제2 온도 범위(T2)는 700℃ 내지 900℃일 수 있다. 제3 구간(P3)의 제3 온도 범위(T3)는 750℃ 내지 930℃일 수 있다. 제4 구간(P4)의 제4 온도 범위(T4)는 800℃ 내지 950℃일 수 있다. 제5 구간(P5)의 제5 온도 범위(T5)는 Ac3 내지 1000℃일 수 있다. 바람직하게는, 제5 구간(P5)의 제5 온도 범위(T5)는 830℃ 이상 1000℃이하일 수 있다. 제6 구간(P6)의 제6 온도 범위(T6), 및 제7 구간(P7)의 제7 온도 범위(T7)는 제5 구간(P5)의 제5 온도 범위(T5)와 동일할 수 있다.
도 9에서는 일 실시예에 따른 가열로가 서로 다른 온도 범위를 가지는 일곱 개의 구간을 구비한 것으로 도시되어 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 가열로 내에는 서로 다른 온도 범위를 가지는 다섯 개, 여섯 개, 또는 여덟 개 등의 구간이 구비될 수도 있다.
일 실시예에서, 다단 가열 단계(S210)에서는 블랭크가 가열로 내에 정의된 복수의 구간(예컨대, 제1 구간(P1) 내지 제4 구간(P4))을 통과하며 단계적으로 가열될 수 있다.
다단 가열 단계(S210) 이후에 균열 가열 단계(S220)가 이루어질 수 있다. 균열 가열 단계(S220)는 가열로의 복수의 구간 중 마지막 부분에서 이루어질 수 있다. 일 실시예에서, 균열 가열 단계(S220)는 가열로의 제5 구간(P5), 제6 구간(P6), 및 제7 구간(P7)에서 이루어질 수 있다. 가열로 내에 복수의 구간이 구비되는 경우, 하나의 구간의 길이가 길면 상기 구간 내에서 온도 변화가 생기는 등의 문제점이 존재할 수 있다. 따라서, 균열 가열 단계(S220)가 수행되는 구간은 제5 구간(P5), 제6 구간(P6), 및 제7 구간(P7)으로 구분되되, 제5 구간(P5), 제6 구간(P6), 및 상기 제7 구간(P7)은 가열로 내에서 동일한 온도 범위를 가질 수 있다.
균열 가열 단계(S220)에서는 다단 가열된 블랭크가 Ac3 내지 1,000℃의 온도에서 균열 가열될 수 있다. 바람직하게는, 균열 가열 단계(S220)에서는 다단 가열된 블랭크가 830℃ 내지 1,000℃의 온도에서 균열 가열될 수 있다.
일 실시예에서, 가열 단계(S200)가 다단 가열 단계(S210) 및 균열 가열 단계(S220)로 구비됨으로써, 가열로의 온도를 단계적으로 설정할 수 있어 가열로의 에너지 효율을 향상시킬 수 있다.
일 실시예에서, 가열로는 블랭크(100)의 이송 경로를 따라 20m 내지 40m의 길이를 가질 수 있다. 가열로는 서로 다른 온도 범위를 가지는 복수의 구간을 구비할 수 있고 복수의 구간 중 블랭크(100)가 다단 가열되는 구간의 길이(D1)와 복수의 구간 중 블랭크(100)가 균열 가열되는 구간의 길이(D2)의 비는 1:1 내지 4:1을 만족할 수 있다. 가열로 내에서 블랭크(100)가 균열 가열되는 구간의 길이가 증가하여 블랭크(100)가 다단 가열되는 구간의 길이(D1)와 블랭크(100)가 균열 가열되는 구간의 길이(D2)의 비가 1:1을 초과할 경우, 균열 가열 구간에서 블랭크(100) 내로 수소 침투량이 증가하여 지연파단이 증가할 수 있다. 반면에, 블랭크(100)가 균열 가열되는 구간의 길이가 감소하여 블랭크(100)가 다단 가열되는 구간의 길이(D1)와 블랭크(100)가 균열 가열되는 구간의 길이(D2)의 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.
일 실시예에서, 가열로 내에서 블랭크(100)가 가열되는 가열 시간은 약 100s 이상 약 900s 이하일 수 있다. 가열 시간이 100s 미만인 경우, 블랭크(100)에서 충분한 상변태가 이루어지지지 않을 수 있다. 반면에, 가열 시간이 900s 초과인 경우, 오스테나이트 결정립 조대화, 내수소성 저하가 발생할 뿐만 아니라, 도금층의 두께가 두꺼워져 용접성이 저하될 수 있다. 따라서, 가열 시간이 약 100s 이상 약 900s 이하의 범위를 만족하는 경우, 블랭크(100)에서 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.
일 실시예에서, 가열로 내에 구비된 복수의 구간 중 균일 가열 구간의 길이는 가열로의 총 길이의 20% 내지 50%일 수 있다.
이후, 도 7을 참조하면, 가열 단계(S200) 이후에 이송 단계(S300), 성형 단계(S400), 및 냉각 단계(S500)가 더 수행될 수 있다.
일 실시예에서, 이송 단계(S300)는 가열된 블랭크(100)를 가열로로부터 금형으로 이송하는 단계일 수 있다. 이때, 이송 단계(S300)에서는 가열된 블랭크(100)가 금형으로 이송되면서 대기 온도(또는, 상온)에서 냉각될 수 있다. 가열된 블랭크(100)는 이송 중 공랭될 수 있다. 가열된 블랭크(100)가 공랭되지 않으면 금형 진입 온도(예컨대, 성형 개시 온도)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 블랭크(100)가 공랭되는 것이 바람직할 수 있다.
일 실시예에서, 가열된 블랭크(100)가 공랭되는 공랭 시간은 약 5s 이상 약 20s 이하일 수 있다. 공랭 시간이 5s 미만인 경우 블랭크(100)의 성형이 개시되는 성형 개시 온도가 지나치게 높아 블랭크(100)의 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 블랭크(100)가 이송되는 과정에서 블랭크(100)에서 상변태가 발생하여 블랭크(100)의 성형성이 저하될 수 있고 제조된 핫 스탬핑 부품이 목표한 재질을 갖지않을 수 있다. 따라서, 공랭 시간이 약 5s 이상 약 20s 이하의 범위를 만족하는 경우, 블랭크(100)의 성형성 및 공정의 생산성을 향상시킬 수 있고, 제조된 핫 스탬핑 부품이 목표한 재질을 갖도록 할 수 있다.
일 실시예에서, 성형 단계(S400)는 이송된 블랭크(100)를 핫 스탬핑하여 성형체를 성형하는 단계일 수 있다. 성형 단계(S400)에서는 금형으로 블랭크(100)를 가압하여 성형체를 성형할 수 있다.
성형 단계(S400)에서 대기 온도(또는, 상온)에서 냉각된 블랭크(100)의 성형이 개시될 수 있다. 이때, 블랭크(100)의 성형이 개시되는 온도를 성형 개시 온도라고 할 수 있다. 즉, 이송 단계(S300)에서 가열 단계(S200)를 통해 가열된 블랭크가 가열로에서 취출된 후 대기 온도(또는, 상온)에서 성형 개시 온도까지 냉각(또는, 공랭)될 수 있다.
일 실시예에서, 성형 개시 온도는 500℃ 이상 700℃ 이하일 수 있다. 성형 개시 온도가 500℃ 미만인 경우, 성형 개시 온도가 너무 낮아 블랭크(100)의 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, 블랭크(100)의 도금층이 금형에 소착될 수 있다. 따라서, 성형 개시 온도가 500℃ 이상 700℃ 이하인 경우 블랭크(100)의 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.
일 실시예에서, 냉각 단계(S500)는 성형된 성형체를 냉각하는 단계일 수 있다. 냉각 단계(S500)에서는 블랭크(100)를 가압한 금형 내에서 이루어질 수 있다.
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.
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.
일 실시예에서, 금형 내에서 블랭크(100)(예컨대, 성형체)가 냉각되는 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, 블랭크(100)(예컨대, 성형체)의 온도가 약 상온 이상 약 200℃ 이하일 때 금형 냉각이 종료되어 제조된 핫 스탬핑 부품에 뒤틀림이 발생하는 것이 방지 또는 최소화될 수 있고 제조 공정의 생산성이 향상될 수 있다.
도 10은 블랭크가 단일 가열되는 경우 시간에 따른 블랭크의 온도 변화를 도시한 도면이고, 도 11은 블랭크가 다단 가열되는 경우 시간에 따른 블랭크의 온도 변화를 도시한 도면이다. 이때, 단일 가열은 단일한 온도 또는 단일한 온도 범위를 갖는 가열로 내에서 블랭크를 가열하는 것을 의미할 수 있고, 다단 가열은 서로 다른 온도 또는 서로 다른 온도 범위를 갖는 가열로 내에서 블랭크를 단계적으로 가열하는 것을 의미할 수 있다.
도 10은 가열로의 내부 온도가 블랭크의 목표 온도(Tt)와 동일하게 유지되도록 가열로의 온도를 설정한 후, 1.2mm의 두께를 가진 블랭크와 1.6mm의 두께를 가진 블랭크를 동시에 단일 가열한 경우 시간에 따른 블랭크들의 온도 변화를 도시한 도면이다. 도 10에서 210은 1.2mm의 두께를 가진 블랭크를 단일 가열하는 경우 시간에 따른 블랭크의 온도 변화를 나타낸 그래프이고, 220은 1.6mm의 두께를 가진 블랭크를 단일 가열하는 경우에 시간에 따른 블랭크의 온도 변화를 나타낸 그래프이다.
도 10에서 블랭크들의 목표 온도(Tt)는 Ac3 이상일 수 있다. 바람직하게는, 블랭크들의 목표 온도(Tt)는 930℃ 일 수 있다. 더욱 바람직하게는, 블랭크들의 목표 온도(Tt)는 950℃ 일 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 도 11은 도 9에서 전술한 온도 범위를 갖는 가열로 내에서 1.2mm의 두께를 가진 블랭크와 1.6mm의 두께를 가진 블랭크를 동시에 다단 가열한 경우 시간에 따른 블랭크들의 온도 변화를 도시한 도면이다. 도 11에서 230은 1.2mm의 두께를 가진 블랭크를 다단 가열하는 경우 시간에 따른 블랭크의 온도 변화를 나타낸 그래프이고, 240은 1.6mm의 두께를 가진 블랭크를 다단 가열하는 경우 시간에 따른 블랭크의 온도 변화를 나타낸 그래프이다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 가열로 내부의 온도를 블랭크의 목표 온도(Tt)와 동일한 온도로 설정한 후, 1.2mm의 두께를 가진 블랭크 및 1.6mm의 두께를 가진 블랭크를 동시에 단일 가열하는 경우(210, 220), 1.2mm의 두께를 가진 블랭크가 1.6 mm의 두께를 가진 블랭크에 비해 목표 온도(Tt)에 먼저 도달함을 알 수 있다. 따라서, 1.2mm의 두께를 가진 블랭크가 먼저 목표 온도(Tt)에 도달하므로 1.2mm의 두께를 가진 블랭크는 제1 시간(S1) 동안 목표 온도(Tt)에서 균열 가열될 수 있고, 1.6 mm의 두께를 가진 블랭크는 목표 온도(Tt)에서 제1 시간(S1) 보다 짧은 제2 시간(S2) 동안 균열 가열될 수 있다.
목표 온도(Tt)에 늦게 도달하는 블랭크를 기준으로 균열 가열 시간이 조절될 수 있다. 즉, 목표 온도(Tt)에 늦게 도달한 1.6mm의 두께를 가진 블랭크를 기준으로 균열 가열 시간이 조절되므로, 목표 온도(Tt)에 먼저 도달한 1.2mm의 두께를 가진 블랭크가 과가열되어 1.2mm의 두께를 가진 블랭크의 지연파단이 증가하고, 용접성이 저하될 수 있다.
서로 다른 두께를 가진 블랭크들을 단일 가열하는 경우(210,220)에 비해 서로 다른 두께를 가진 블랭크들을 다단 가열하는 경우(230, 240)의 블랭크들 간의 시간에 따른 온도 변화가 유사한 거동을 보일 수 있다. 즉, 가열로 내에 블랭크를 투입한 후 동일한 시간이 경과하였을 때, 1.2mm의 두께를 가진 블랭크를 단일 가열하는 경우(210) 및 1.6mm의 두께를 가진 블랭크를 단일 가열하는 경우(220)의 블랭크들 간의 온도 차이보다 1.2mm의 두께를 가진 블랭크를 다단 가열하는 경우(230) 및 1.6mm의 두께를 가진 블랭크를 다단 가열하는 경우(240)의 블랭크들 간의 온도 차이가 더 작은 것을 확인할 수 있다. 따라서, 서로 다른 두께를 갖는 블랭크들을 다단 가열하는 경우, 블랭크들의 승온 속도를 유사하게 제어함으로써, 각 블랭크가 목표 온도에 도달하는 시간(예컨대, 균열 온도에 도달하는 시간) 차이를 줄일 수 있고, 이를 통해 두께가 얇은 블랭크(예를 들어, 1.2mm 의 두께를 가진 블랭크)가 과가열되는 것을 방지할 수 있다.
도 1에서 전술한 바와 같이, 일 실시예에 따른 블랭크(100)는 서로 접합(또는, 용접)된 제1 강판(110), 제2 강판(120), 및 제3 강판(130)을 포함할 수 있고, 제3 강판(130)은 제1 강판(110) 및 제2 강판(120)과 적어도 일부 중첩될 수 있다. 즉, 블랭크(100)는 제3 강판(130)이 제1 강판(110) 및/또는 제2 강판(120)과 중첩되는 부분(이하, A 부분)과 제3 강판(130)이 제1 강판(110) 및/또는 제2 강판(120)과 중첩되지 않은 부분(이하, B 부분)으로 구분될 수 있다. 이때, A 부분은 B 부분에 비해 두께가 두꺼울 수 있다.
이때, 블랭크(100)를 가열로 내에서 단일 가열하는 경우, A 부분과 B 부분 중 두께가 작은 B 부분이 먼저 목표 온도(또는, 균열 온도)에 도달하여 B 부분이 과가열되어 B 부분에 지연파단이 증가하고 용접성이 저하될 수 있다.
일 실시예에서, 블랭크(100)를 도 9에서 전술한 온도 범위를 갖는 가열로 내에서 다단 가열하는 경우, 두께가 서로 다른 A 부분과 B 부분 사이의 온도 차이(또는, 온도 변화 차이)를 줄일 수 있다. 즉, 블랭크(100)를 다단 가열하는 경우, 블랭크(100) 중 두께가 서로 다른 부분들의 승온 속도가 유사하게 제어될 수 있고, 이를 통해 블랭크(100) 중 두께가 서로 다른 부분들 사이의 온도 차이가 발생하는 것이 방지 또는 최소화될 수 있고, 두께가 얇은 부분이 과가열되는 것이 방지 또는 최소화될 수 있다.
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.

Claims (8)

  1. 블랭크의 제조 방법으로서,
    제1 강판과 제2 강판의 가장자리를 서로 마주보도록 배치하는 단계;
    상기 제1 강판과 상기 제2 강판의 경계와 적어도 일부 중첩되도록 상기 제1 강판과 상기 제2 강판의 제1 면에 제3 강판을 배치하는 단계; 및
    상기 제1 강판과 상기 제2 강판의 상기 제1 면과 반대되는 제2 면에 레이저 빔을 조사하여 상기 제1 강판, 상기 제2 강판 및 상기 제3 강판을 접합하는 단계;
    를 포함하고,
    상기 제1 강판과 상기 제2 강판은 두께 및 인장강도 중 적어도 하나가 상이하고,
    상기 제1 강판과 상기 제2 강판의 가장자리를 서로 마주보도록 배치하는 단계에서 상기 제1 강판의 측면과 상기 제2 강판의 측면이 서로 맞닿도록 배치되고,
    상기 레이저 빔은 상기 제1 강판과 상기 제2 강판의 상기 경계에 조사되고,
    상기 제1 강판과 상기 제2 강판의 상기 경계는 상기 제3 강판과 중첩되는 제1 부분 및 상기 제3 강판과 중첩되지 않는 제2 부분을 포함하고,
    상기 제2 부분에 조사되는 상기 레이저 빔의 출력은 상기 제1 부분에 조사되는 상기 레이저 빔의 출력보다 작은, 블랭크의 제조 방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 강판과 상기 제2 강판의 상기 경계에 필러 와이어가 제공되는, 블랭크의 제조 방법.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 핫 스탬핑 부품의 제조 방법으로서,
    블랭크를 준비하는 단계;
    상기 블랭크를 가열로 내로 투입하는 단계; 및
    상기 블랭크를 가열하는 단계;
    를 포함하고,
    상기 블랭크는 제1항 및 제3항 중 어느 한 항에 의해 제조되는, 핫 스탬핑 부품의 제조 방법.
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