KR20060015786A - Method for manufacturing center filler of vehicle - Google Patents
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Abstract
본 발명은 자동차용 부품의 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 프레스 성형전의 강판용 블랭크 소재에 고주파 유도가열에 의해 열처리를 함으로써, 고강도화 및 경량화를 실현할 수 있도록 한 자동차용 부품의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing an automotive part, and more particularly, to a method for manufacturing an automotive part in which high strength and light weight can be realized by heat-treating a blank material for steel sheet before press molding by high frequency induction heating. .
이를 위해, 본 발명은 강판 블랭크를 제공하는 단계; 상기 강판 블랭크의 원하는 부위에 금형을 이용하여 비드(Bead)를 만들어주는 단계; 상기 비드 형성부위를 따라, 유도가열법을 이용하여 900℃ 이상의 온도로 국부적인 열처리를 수행하는 단계; 최종적인 형상으로 프레스 성형하는 단계로 이루어지는 자동차용 부품의 제조방법을 제공한다.To this end, the invention provides a steel sheet blank; Making a bead using a mold on a desired portion of the steel sheet blank; Performing a local heat treatment at a temperature of 900 ° C. or more by using an induction heating method along the bead formation site; Provided is a method for manufacturing an automotive part, which comprises press molding into a final shape.
강판 블랭크, 센터필러, 비드, 유도가열 열처리Steel Sheet Blank, Center Filler, Bead, Induction Heat Treatment
Description
도 1은 본 발명에 따른 자동차용 부품의 제조 방법을 설명하기 위한 사진,1 is a photograph for explaining a method for manufacturing a vehicle component according to the present invention;
도 2는 본 발명에 따른 방법에 의거 블랭크 소재의 열처리된 부위를 촬영한 현미경 사진,2 is a micrograph of the heat-treated portion of the blank material according to the method according to the invention,
도 3은 열처리 되지 않은 부위를 촬영한 현미경 사진,3 is a micrograph photographing the unheated portion,
도 4는 본 발명에 따른 방법으로 제작된 센터필러 구성품을 보여주는 개략도,4 is a schematic view showing a center filler component made by the method according to the invention,
도 5는 종래의 보강재를 포함하는 센터필러를 나타내는 개략도.5 is a schematic view showing a center pillar including a conventional reinforcing material.
본 발명은 자동차용 부품의 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 프레스 성형전의 강판용 블랭크 소재에 고주파 유도가열에 의해 열처리를 함으로써, 고강도화 및 경량화를 실현할 수 있도록 한 자동차용 부품의 제조방법에 관한 것이 다.The present invention relates to a method for manufacturing automotive parts, and more particularly, to a method for manufacturing automotive parts in which high strength and light weight can be realized by heat-treating a blank material for steel sheet before press molding by high frequency induction heating. All.
통상적으로 자동차용 센터필러(앞도어와 뒷도어의 사이 영역)는 차체의 측면에 배치되어, 측면 충돌시 그 충격 에너지를 흡수함으로써, 차체 및 인명 피해를 최소화할 수 있도록 하는 일종의 충돌안전부재이다. Typically, an automobile center pillar (area between the front door and the rear door) is disposed on the side of the vehicle body, and is a kind of collision safety member that absorbs the impact energy during side collision, thereby minimizing damage to the vehicle body and human life.
또한, 상기 센터필러는 도어(door) 힌지 등이 고정되고 안전벨트 구성품등이 장착되는 차체의 구조용 부품이기도 하다. The center pillar is also a structural part of a vehicle body in which a door hinge and the like are fixed and seat belt components and the like are mounted.
이러한 역할을 하는 센터필러는 몇 개의 부품으로 구성되는데, 첨부한 도 5에 도시한 바와 같이 그 대부분은 보강재로서, 충돌시 차체의 변형을 최소화하기 위하여 고장력강판을 사용하고 있다. The center pillar, which plays such a role, is composed of several parts. As shown in FIG. 5, most of the center pillars are reinforcement materials, and high tensile steel sheets are used to minimize deformation of the vehicle body during a collision.
대개, 센터필러는 고장력 강판을 프레스 성형한 다음, 보강재를 프레스 성형품에 점용접으로 부착하여 제조되고 있다.Usually, the center pillar is manufactured by press-forming a high tensile strength steel plate, and then attaching a reinforcing material to the press-formed product by spot welding.
상기 보강재는 센터필러의 강도를 보강하기 위한 것으로, 대체적으로 두꺼운 열연고장력강판을 사용한다.The reinforcing material is to reinforce the strength of the center pillar, and generally uses a thick hot rolled high tensile strength steel sheet.
그러나, 이러한 센터필러는 형상이 복잡하기 때문에 프레스성형이 어려워 인장강도가 35∼45㎏f/㎟ 급의 비교적 낮은 강도의 소재를 사용할 수밖에 없고, 따라서 강도보강을 위해 보강재를 더 용접으로 부착해줌에 따라, 중량 상승, 부품수의 증가, 원가 상승 및 공정의 복잡화 등이 따르게 되는 문제점이 있다.However, these center pillars are difficult to press form because of their complicated shape, so they have to use a relatively low strength material having a tensile strength of 35 to 45 kgf / mm2, and thus, reinforcement is further attached by welding to reinforce the strength. Accordingly, there is a problem that the weight increase, the number of parts, the cost increase, and the complexity of the process follows.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 연구 개발된 것으로서, 프레스 성 형전에 센터필러 소재 등에 사용되는 차체 강판용 블랭크에 고주파 유도가열에 의한 국부적인 열처리를 가해줌으로써, 기존의 보강재보다 더 큰 강도를 얻을 수 있는 고강도화를 실현하는 동시에 기존의 보강재의 삭제로 경량화를 실현할 수 있도록 한 자동차용 부품의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
The present invention has been researched and developed in view of the above problems, by applying a local heat treatment by high-frequency induction heating to the blank for the body steel sheet used in the center filler material, etc. before press forming, to obtain a greater strength than conventional reinforcement It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing automotive parts that can achieve high strength and at the same time reduce weight by eliminating existing reinforcement materials.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 강판 블랭크를 제공하는 단계; 상기 강판 블랭크의 원하는 부위에 금형을 이용하여 비드(Bead)를 만들어주는 단계; 상기 비드 형성부위를 따라, 유도가열법을 이용하여 900℃ 이상의 온도로 국부적인 열처리를 수행하는 단계; 최종적인 형상으로 프레스 성형하는 단계로 이루어지는 자동차용 부품의 제조방법을 제공한다.The present invention for achieving the above object comprises the steps of providing a steel sheet blank; Making a bead using a mold on a desired portion of the steel sheet blank; Performing a local heat treatment at a temperature of 900 ° C. or more by using an induction heating method along the bead formation site; Provided is a method for manufacturing an automotive part, which comprises press molding into a final shape.
이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
본 발명은 프레스 성형전의 강판용 블랭크 소재에 고주파 유도가열에 의해 열처리를 함으로써, 고강도화 및 경량화를 실현할 수 있도록 한 센터필러의 제조방법을 제공하고자 한 것이다.An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a center filler to achieve high strength and light weight by heat-treating a blank material for steel sheet before press molding by high frequency induction heating.
대개, 센터필러용 강판은 38∼55 kgf/㎟의 자동차용 강판을 사용하는데, 이 강판은 상온에서 2상(페라이트+펄라이트)의 금속조직을 형성하고 있고, 가공을 요하는 고강도 보강재 등에 사용하고 있다. 또한, 본 발명의 방법에 따른 열처리 효과를 극대화 시킬 수 있는 금속이며, 프레스 성형성이 우수하여 정밀한 타출 작업이 가능한 소재이다.In general, the center pillar steel sheet is used for automotive steel sheets of 38 to 55 kgf / mm2, which forms a two-phase (ferrite + pearlite) metal structure at room temperature, and is used for high-strength reinforcement materials that require processing. have. In addition, it is a metal that can maximize the heat treatment effect according to the method of the present invention, excellent press formability is a material capable of precise punching operation.
상술한 바와 같이, 자동차용 부품중 센터필러는 도 5에서 보는 바와 같이 여러개의 보강재가 점용접으로 덧대어진 구조를 이루고 있다.As described above, the center pillar of the automotive parts has a structure in which a plurality of reinforcing materials are padded by spot welding, as shown in FIG. 5.
본 발명은 센터필러를 제조하기 위한 강판 블랭크에 국부적인 열처리를 하여, 종래의 보강재를 부분적으로 또는 전량 삭제를 할 수 있도록 한 것으로서, 이를 위한 본 발명의 제조 방법을 상세하게 설명하면 다음과 같다.The present invention is to perform a partial heat treatment to the steel sheet blank for manufacturing the center pillar, to partially or entirely remove the conventional reinforcing material, to explain in detail the manufacturing method of the present invention for this purpose.
첨부한 도 1은 본 발명에 따른 자동차용 부품의 제조 방법을 순서대로 설명하는 사진이다.1 is a photograph illustrating a method of manufacturing a component for an automobile according to the present invention in order.
먼저, 강판 블랭크를 준비하고, 이 강판 블랭크에 국부적인 열처리가 필요한 부위에 금형을 이용하여 비드(Bead)를 만들어 준다.First, a steel sheet blank is prepared, and a bead is made by using a mold at a portion where heat treatment is required locally to the steel sheet blank.
대개, 상기 센터필러 제조를 위한 강판 블랭크 소재는 철을 주성분으로 하고, 여기에 탄소 0.09 ∼ 0.25 중량%, 규소 0.05 ∼ 1.0 중량%, 망간 1.0 ∼ 1.5중량%, 인 0.015∼ 0.02중량%, 황 0.002 ∼ 0.008중량%가 함유된 것을 사용한다.Usually, the steel sheet blank material for producing the center pillar has iron as a main component, and carbon is from 0.09 to 0.25% by weight, 0.05 to 1.0% by weight of silicon, 1.0 to 1.5% by weight of manganese, 0.015 to 0.02% by weight of phosphorus, and 0.002% of sulfur. To 0.008% by weight is used.
이때, 상기 비드는 블랭크의 열처리 과정에서 고온가열시에 자중(自重)에 의한 변형을 최소화하기 위한 것이다.At this time, the bead is to minimize the deformation caused by the weight (self-weight) during the high temperature heating in the heat treatment process of the blank.
다음으로, 비드부위의 강도를 높이기 위하여 비드형성 부위를 따라 900℃ 이상의 온도로 가열하여 이루어지는 유도가열에 의한 열처리를 수행한다. Next, in order to increase the strength of the bead site, the heat treatment by induction heating is performed by heating to a temperature of 900 ℃ or more along the bead formation site.
통상 열처리를 통해 금속을 강화하기 위해서는 적정한 가열온도가 있는데, 약 0.2% 정도의 탄소를 함유한 센터필러 제조용 소재의 경우에는 900∼950℃의 온도에서 균질화가 이루어지는데, 일정시간 유지후 냉각하여 원하는 강도를 얻고자 900℃ 에서 가열하는 것이 바람직하다.In order to strengthen the metal through heat treatment, there is an appropriate heating temperature. In the case of the material for manufacturing the center filler containing about 0.2% of carbon, the homogenization takes place at a temperature of 900 to 950 ° C. Heating at 900 ° C. is preferred to achieve strength.
상기 유도가열법은 가열 물체에 전류를 유도시켜 금속의 고유한 저항발열을 이용하는 열처리 기술이다.The induction heating method is a heat treatment technique using inherent resistance heating of a metal by inducing a current to a heating object.
이렇게 열처리 수행된 센터필러는 도 2의 현미경 사진과 같이 마르텐사이트 금속조직으로 변태되고, 가열되지 않은 부위는 도 3의 현미경 사진과 같이 기존의 페라이트+펄라이트의 금속조직으로 존재한다.The heat-treated center filler is transformed into a martensite metal structure as shown in the micrograph of FIG. 2, and the unheated portion is present as a conventional ferrite + pearlite metal structure as shown in the micrograph of FIG. 3.
상기 마르텐사이트 조직은 강한 조직이지만 경(硬)하기 때문에 충격에 의해 쉽게 깨질수 있는 단점이 있다. 따라서 열처리를 하더라도 경(硬)한 마르텐사이트조직과 연(軟)한 페라이트+펄라이트조직이 공존할 수 있도록 국부적으로 열처리를 하는 것이 중요하다.The martensite tissue is a strong tissue but has a disadvantage that it can be easily broken by an impact. Therefore, it is important that the heat treatment is performed locally so that the hard martensite structure and the soft ferrite + pearlite structure coexist.
바람직하게는, 도 4에서 보는 바와 같이 센터필러의 모서리 부분만을 국부적으로 강화해서 부품 전체가 지나치게 경(硬)해지는 것을 방지하는 것이 좋다.Preferably, as shown in Fig. 4, it is preferable to locally strengthen only the corner portion of the center pillar to prevent the entire part from being too hard.
마지막으로, 상기 열처리 된 센터필러용 강판 블랭크를 도 1의 (c)와 같이 프레스에서 1차 성형하고, 도 1의 (d)와 같이 프레스에서 2차 성형하여 최종적인 센터필러 제품이 된다.Finally, the heat-treated steel sheet blank for the center filler is first molded in a press as shown in FIG. 1 (c), and secondly formed in the press as shown in FIG. 1 (d) to obtain a final center filler product.
이에, 38∼55kgf/㎟ 급 고장력 강판을 유도가열법으로 열처리 하여, 약 100∼160 kgf/㎟ 급의 소재 강도를 갖는 센터필러를 제공함으로써, 기존과 같이 보강재를 부착하지 않고도 동등 이상의 기계적 물성을 얻을 수 있고, 결국 센터필러 부품의 경량화를 이룰 수 있으며, 부품수 저감 및 공정 단축의 효과를 제공하게 된다.Therefore, by providing a center filler having a material strength of about 100 to 160 kgf / mm2 by heat-treating the 38 ~ 55kgf / mm2 high-tensile strength steel sheet by the induction heating method, mechanical properties of equivalent or more without attaching a reinforcing material as before It is possible to achieve the weight reduction of the center pillar parts, and to provide the effect of reducing the number of parts and shortening the process.
이하, 본 발명을 실시예에 의거하여 상세하게 설명하되, 본 발명이 하기의 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples, but the present invention is not limited by the following Examples.
실시예1 및 2Examples 1 and 2
하기 표 1의 조성을 가진 고장력 강판을 통상적인 공정에 의해 타출하고, 이를 용접한 다음, 유도가열로 900℃이상에서 열처리를 수행하여 센터필러를 제조하였으며, 물성측정을 위한 시편으로 제조하였다.The high tensile strength steel sheet having the composition shown in Table 1 was produced by a conventional process, welded, and then heat-treated at 900 ° C. or more by induction heating to prepare a center filler, and prepared as a specimen for measuring physical properties.
실시예 1의 센터필러 제조를 위한 강판 블랭크 소재는 철을 주성분으로 하고, 여기에 탄소 0.09 중량%, 규소 1.0 중량%, 망간 1.5중량%, 인 0.015중량%, 황 0.008중량%가 함유된 것이다.Steel sheet blank material for producing the center pillar of Example 1 is iron as a main component, it contains carbon 0.09% by weight, silicon 1.0% by weight, manganese 1.5% by weight, phosphorus 0.015% by weight, sulfur 0.008% by weight.
실시예 2의 센터필러 제조를 위한 강판 블랭크 소재는 철을 주성분으로 하고, 여기에 탄소 0.22 중량%, 규소 0.05중량%, 망간 1.1중량%, 인 0.015중량%, 황 0.002중량%가 함유된 것이다.The steel sheet blank material for producing the center pillar of Example 2 is based on iron, and contains 0.22% by weight of carbon, 0.05% by weight of silicon, 1.1% by weight of manganese, 0.015% by weight of phosphorus, and 0.002% by weight of sulfur.
비교예Comparative example
실시예 1과 동일한 조성을 갖는 고장력 강판을 종래 센터필러 제조와 같은 방법으로 열처리 없이 곧바로 프레스 성형하고, 보강재를 부착하여 센터필러를 제조하였으며, 물성측정을 위한 시편으로 제조하였다.A high tensile steel sheet having the same composition as in Example 1 was press-molded immediately without heat treatment in the same manner as in the preparation of the conventional center filler, and a center filler was prepared by attaching a reinforcing material, and was prepared as a specimen for measuring physical properties.
시험예Test Example
상기 실시예 1,2 및 비교예에서 제조한 시편의 기계적 물성을 하기와 같이 측정하였고, 즉 실시예 1,2에 따라 열처리된 부분과, 비교예로서 이 열처리 된 부 분과 동일한 부분(열처리 되지 않은 부분)에 대한 기계적 물성을 측정하였으며, 또한 보강재를 갖는 비교예와 보강재가 삭제된 실시예의 센터필러에 대한 중량을 측정하였으며, 그 결과는 다음의 표 2에 나타낸 바와 같다.The mechanical properties of the specimens prepared in Examples 1 and 2 and Comparative Examples were measured as follows, i.e., the parts heat treated according to Examples 1 and 2, and the same parts as the heat treated parts as Comparative Examples (not heat treated). The mechanical properties for the part) were measured, and the weights of the center pillars of the comparative example having the reinforcing material and the embodiment in which the reinforcing material was removed were measured, and the results are shown in Table 2 below.
위의 표 2에서 보는 바와 같이, 유도가열법으로 열처리된 실시예 1,2의 센터필러는 보강재를 덧대는 구조인 비교예에 비하여 인장강도 및 항복강도가 증가하여 고강도화를 실현할 수 있음을 알 수 있었고, 중량면에서 가벼워 경량화를 실현할 수 있음을 알 수 있었다.As shown in Table 2 above, the center fillers of Examples 1 and 2, which were heat treated by induction heating, were found to increase tensile strength and yield strength as compared with the comparative example, which is a structure in which a reinforcement was padded, thereby achieving high strength. It turned out that it is light in weight and can implement weight reduction.
이상에서 본 바와 같이, 자동차용 부품의 제조 방법에 의하면 센터필러를 제조하기 위한 38∼55kgf/㎟ 급 고장력 강판을 유도가열법으로 열처리하여, 약 100∼160 kgf/㎟ 급의 소재 강도를 갖는 센터필러로 제공함으로써, 기존과 같이 보강재를 부착하지 않고도 동등 이상의 기계적 물성을 얻을 수 있고, 결국 센터필러 부품 의 경량화를 이룰 수 있으며, 부품수 저감 및 공정 단축의 효과를 제공한다.As described above, according to the method for manufacturing automotive parts, a center having a material strength of about 100 to 160 kgf / mm 2 by heat-treating a 38 to 55 kgf / mm 2 high tensile steel sheet for producing a center pillar by an induction heating method. By providing the filler, it is possible to obtain more than equivalent mechanical properties without attaching the reinforcement as in the past, resulting in weight reduction of the center pillar parts, and provides the effect of reducing the number of parts and shortening the process.
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|---|---|---|---|---|
| KR101355759B1 (en) * | 2011-09-28 | 2014-01-28 | 현대제철 주식회사 | Steel sheet for door hinge and method for manufacturing the same |
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| KR101355759B1 (en) * | 2011-09-28 | 2014-01-28 | 현대제철 주식회사 | Steel sheet for door hinge and method for manufacturing the same |
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| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
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