KR20040043778A - 직접통전가열에 의한 자동차부품 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 직접통전가열에 의한 자동차 부품 제조방법에 관한 것으로서, 센터필러를 경량화하고 부품수를 저감시키고자 센터필러 제조시에 통전가열 방식의 열처리를 실시하여, 보강재 이상의 강도를 얻을 수 있도록 함으로써, 기존에 보강재를 삭제하여 경량화를 달성함과 함께 고강도의 센터필러 부품을 얻어낼 수 있도록 한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 고장력 강판을 프레스로 성형하고, 성형된 강판에서 보강재가 용접되는 위치에 직접통전 가열법으로 열처리하여서, 열처리 부분에 경(硬)한 마르텐사이트조직과 연(軟)한 기지조직이 혼재되도록 한 것을 특징으로 하는 직접통전가열에 의한 자동차 부품 제조방법을 제공한다.

Description

직접통전가열에 의한 자동차부품 제조 방법{Processing method of automotive parts by direct resistance heating}
본 발명은 직접통전가열에 의한 자동차부품 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고강도 경량의 자동차부품을 제조하기 위하여 프레스 성형후 직접통전가열에 의한 열처리 공정을 포함하는 직접통전가열에 의한 자동차부품 제조 방법에 관한 것이다.
통상적으로 자동차용 부품중에 센터필러(Center filler)는 차체의 측면(앞도어와 뒷도어의 사이)에 설치되는 부품으로서, 측면충돌시 그 충격 에너지를 흡수하여, 차체 및 인명 피해를 최소화할 수 있도록 하는 일종의 충돌 안전 부재이다.
또한, 상기 센터필러는 도어 힌지(Door hinge)등이 고정되고, 안전벨트가 부착되는 차체의 구조용 부품이기도 하다.
이러한 역할을 하는 센터필러는 몇 개의 부품으로 구성되는데 그 대부분은 보강재로서, 충돌시 차체의 변형을 최소화하기 위하여 고장력강판을 사용하고 있다.
대개, 상기 센터필러는 고장력 강판을 이용하여 프레스 성형으로 제조하고, 이어서 프레스 성형된 강판에 보강재를 점용접으로 부착함에 따라 센터필러 부품이 완성된다.
상기 보강재는 센터필러의 강도를 보강하기 위한 것으로, 대체적으로 두꺼운 열연 고장력강판을 사용한다.
그러나 이러한 센터필러는 형상이 복잡하기 때문에 프레스성형이 어려워 인장강도가 35 ∼ 45㎏f/㎟ 급의 비교적 낮은 강도의 소재를 사용할 수밖에 없고, 따라서 강도보강을 위해 보강재를 용접함에 따라 부품수의 증가, 원가 상승 및 공정수 증가 등의 여러가지 문제점이 있다.
이에, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 발명한 것으로서, 센터필러를 경량화하고 부품수를 저감시키고자 센터필러에 통전가열 방식의 열처리를 실시하여, 보강재 이상의 강도를 얻을 수 있도록 함으로써, 기존에 보강재를 삭제하여경량화를 달성함과 함께 고강도의 센터필러 부품을 얻어낼 수 있도록 한 직접 통전가열에 의한 자동차 부품 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은:
고장력 강판을 프레스로 성형하고, 성형된 강판에서 보강재가 용접되는 위치에 직접통전 가열법으로 열처리하여서, 열처리 부분에 경(硬)한 마르텐사이트조직과 연(軟)한 기지조직이 혼재되도록 한 것을 특징으로 하는 직접통전가열에 의한 자동차 부품 제조방법을 제공한다.
바람직한 구현예로서, 상기 직접통전 가열법에 의한 열처리는 900℃ 이상에서 수행하는 것을 특징으로 한다.
더욱 바람직한 구현예로서, 상기 고장력강판은 38∼55 kgf/㎟ 급인 것을 특징으로 한다.
도 1은 자동차부품인 센터필러의 통상적인 구조를 나타낸 사시도,
도 2는 본 발명에 의해 보강재를 삭제한 자동차부품 센터필러의 사시도,
도 3은 열처리가 되지 않은 부위의 금속조직사진,
도 4는 본 발명에 따른 직접통전가열에 의해 열처리된 부위의 금속조직사진,
이하, 본 발명에 따른 직접통전가열에 의한 자동차 부품 제조 방법을 첨부도면에 의거하여 설명한다.
본 발명의 직접통전가열에 의한 열처리가 실시되는 대상은 센터필러로서, 센터필러는 대개 38∼55 kgf/㎟의 고장력 강판(High strength steel sheet)을 사용한다.
특히, 상기 고장력 강판은 상온에서 2상(페라이트+펄라이트)의 금속조직을형성하고 있고, 가공을 요하는 고강도 보강재 등에 사용하고 있다.
본 발명은 고장력강판을 이용한 센터필러 제조시, 프레스 성형 작업후에 보강재가 부착되는 위치에 직접통전가열에 의한 열처리를 실시하여, 고강도의 센터필러를 제작할 수 있도록 한 것이다.
이에, 자동차용 부품으로 대표적인 센터필러는 여러 개의 보강재로 이루어져 있는 바, 본 발명의 열처리 방법에 의하여 센터필러는 요구되는 강도에 따라 상기 보강재를 부분적으로 또는 전량삭제가 가능하게 된다.
본 발명의 직접통전가열에 의한 센터필러의 제조방법을 순서대로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 준비된 고장력 강판을 프레스 성형에 의해 소정의 설계 형상대로 센터필러를 제작한다.
이어서, 강도를 높이기 위하여 종래 사용되는 보강재의 점용접 공정을 생략하고, 보강재가 용접되는 위치에 가열온도 900℃ 이상의 온도로 국부적으로 직접통전가열에 의한 열처리를 수행한다.
상기 직접통전가열법은 가열물체에 전류를 직접 흘려 금속의 고유한 저항발열을 이용하는 기술로써, 일반적으로 알려진 고주파 가열법에 비하여 보다 효율적인 가열 기술이다.
이렇게 직접통전가열에 의한 열처리가 수행된 센터필러는 베이나이트 또는 마르텐사이트 금속조직으로 변태되고, 가열되지 않은 부위는 기존의 페라이트+펄라이트의 금속조직으로 그대로 존재한다.
마르텐사이트조직은 강한 조직이지만 경(硬)하기 때문에 충격에 의해 쉽게 깨질수 있는 단점이 있는 바, 따라서 열처리를 하더라도 경(硬)한 마르텐사이트조직과 연(軟)한 페라이트+펄라이트조직이 공존할 수 있도록 국부적으로 열처리를 하는 것이 중요하다.
바람직한 구현예로서, 본 발명의 경우에는 도 2에 나타낸 바와 같이 센터필러의 모서리 부분(도면에서 진하게 표시된 부분)만을 국부적으로 강화해서 부품전체가 지나치게 경(硬)해지는 것을 방지하고자 하였다.
본 발명에 따르면 38∼55kgf/㎟ 급 고장력 강판을 직접통전가열법으로 열처리 하게 되면, 약 100∼160 kgf/㎟ 급의 소재강도를 갖기 때문에 제조된 센터필러는 보강재를 부착하지 않고도 동등이상의 기계적 물성을 얻을 수 있다.
그에따라, 센터필러 부품의 경량화를 이룰 수 있고, 부품수를 저감시킬 수 있으며 공정을 단축시키는 효과를 얻을 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같고, 다음의 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
실시예 1 및 2
하기 표 1의 조성을 가진 고장력 강판을 통상적인 공정에 의해 타출 성형하고, 이를 용접한 다음 직접통전가열로 900℃이상에서 열처리를 수행하여 센터필라를 제조하였으며, 물성측정을 위한 시편으로 제조하였다.
비교예 1
하기 표 1의 조성을 갖는 고장력강판을 통상적인 공정에 의해 타출 성형하고, 보강재를 점용접으로 부착시켜 센터필라를 제조하였으며, 물성측정을 위한 시편을 제조하였다.
실험예
상기 실시예 1,2 및 비교예 1에서 제조한 시편의 기계적 물성을 하기와 같이 측정하였고, 각각의 센터필라의 중량을 측정하였으며 이러한 결과는 다음의 표 2에 나타낸 바와 같았다.
상기 표 2에서 보는 바와 같이, 실시예 1,2의 직접통전가열법으로 열처리된 센터필러의 물성이 보강재가 점용접된 센터필러보다 동등이상으로 우수하게 나타났음을 알 수 있었고, 본 발명의 방법으로 제조된 센터필러가 기존 대비 약 30% 이상의 경량화 효과를 얻을 수 있음을 알 수 있었다.
이상에서 본 바와 같이, 본 발명에 따른 직접통전가열에 의한 자동차부품 제조 방법에 의하면, 센터필러를 프레스로 성형한 후 보강재가 용접되는 위치를 직접통전가열법으로 열처리를 수행함으로써, 그 부위에 대한 강도가 증가되어, 기존의 보강재를 삭제할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
그에따라, 기존에 용접등과 같은 공정이 배제되어 공정수를 크게 줄일 수 있고, 보강재 배제에 따른 부품수가 저감되어 경량화 및 원가절감의 효과를 얻을 수 있다.

Claims (3)

  1. 고장력 강판을 프레스로 성형하고, 성형된 강판에서 보강재가 용접되는 위치에 직접통전 가열법으로 열처리하여서, 열처리 부분에 경(硬)한 마르텐사이트조직과 연(軟)한 기지조직이 혼재되도록 한 것을 특징으로 하는 직접통전 가열에 의한 자동차 부품 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 직접통전 가열법에 의한 열처리는 900℃ 이상에서 수행하는 것을 특징으로 하는 직접통전 가열에 의한 자동차 부품 제조방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 고장력강판은 38∼55 kgf/㎟ 급인 것을 특징으로 하는 직접통전 가열에 의한 자동차 부품 제조방법.
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