KR20070108912A - 열간 성형강 제품의 제조 방법 - Google Patents

열간 성형강 제품의 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20070108912A
KR20070108912A KR1020077021520A KR20077021520A KR20070108912A KR 20070108912 A KR20070108912 A KR 20070108912A KR 1020077021520 A KR1020077021520 A KR 1020077021520A KR 20077021520 A KR20077021520 A KR 20077021520A KR 20070108912 A KR20070108912 A KR 20070108912A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
steel sheet
molding
temperature
hot
steel
Prior art date
Application number
KR1020077021520A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100961022B1 (ko
Inventor
다츠야 아사이
Original Assignee
가부시키가이샤 고베 세이코쇼
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 filed Critical 가부시키가이샤 고베 세이코쇼
Publication of KR20070108912A publication Critical patent/KR20070108912A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100961022B1 publication Critical patent/KR100961022B1/ko

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D22/00Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
    • B21D22/20Deep-drawing
    • B21D22/26Deep-drawing for making peculiarly, e.g. irregularly, shaped articles
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING 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
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/46Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for sheet metals
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D22/00Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
    • B21D22/20Deep-drawing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D22/00Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
    • B21D22/20Deep-drawing
    • B21D22/208Deep-drawing by heating the blank or deep-drawing associated with heat treatment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/14Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing titanium or zirconium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/38Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with more than 1.5% by weight of manganese

Abstract

강판을 열간에서 성형할 때, 성형 시에 파단이나 균열 등을 발생시키지 않고 양호한 성형을 실현할 수 있는 열간 성형강 제품의 제조 방법을 제공한다. 강판을 열간에서 성형하여 성형품을 얻을 때, 강판을 가열하여 오스테나이트화한 후, 상기 강판을 마르텐사이트 변태 개시 온도 Ms 이하의 온도 범위까지 평균 냉각 속도 20℃/초 이상으로 냉각하고, 이렇게 하여 얻어진 열간 성형품용 강판을 Ac1 변태점 이상의 온도로 가열한 후, 열간에서 성형함으로써 양호한 열간 성형품을 얻을 수 있다.

Description

열간 성형강 제품의 제조 방법{METHOD FOR PRODUCING HOT-FORMED STEEL PRODUCT}
본 발명은, 주로 자동차 차체에 적용되는 박강판 성형품을 제조하는 분야에 있어서, 그 소재인 강판(블랭크)을 오스테나이트+페라이트 온도(Ac1 변태점) 이상으로 가열한 후, 열간에서 프레스 성형하여 성형품을 제조하는 방법, 및 이러한 강판에 의해 성형된 성형품 등에 관한 것이며, 특히 프레스 성형 시에 파단이나 균열 등을 발생시키지 않고 양호한 성형을 실현할 수 있는 제조 방법이나 성형품 등에 관한 것이다.
자동차용 부품에서는 충돌 안전성이나 경량화의 양립을 달성하기 위하여 부품 소재의 고강도화가 진행되고 있다. 또한, 이러한 부품은 강판을 프레스 성형하여 제조하는 것이 일반적이다. 그러나 고강도화된 강판에 대해 냉간 가공을 실시할 경우, 특히 980MPa를 초과하는 소재의 성형이 어려워진다.
이러한 점에서, 소재 강판을 가열한 상태에서 성형 가공하는 열간 성형의 기 술 검토가 진행되고 있다. 이러한 기술로는, 예를 들면 특허문헌 1에는, 금속 소재를 850 내지 1050℃로 가열한 상태에서, 상대적으로 저온의 프레스 금형을 이용하여 성형하는 기술이 제안되어 있다. 이 기술에 의하면 금속 재료의 성형성이 보다 양호해져 잔류 응력에 의한 지연 파괴의 발생도 방지할 수 있다고 한다. 특히, 통상의 냉간 프레스 방법으로는 성형이 곤란하다고 여겨졌던 인장 강도가 1470MPa 급의 고강도 강판을 소재로 했을 경우에 상당하는 강도를 가지고, 치수 정밀도도 양호한 부품을 얻을 수 있다.
도 1은 상기와 같은 열간 성형(이하, "핫 스탬프"라고 하는 경우가 있다)을 실시하기 위한 금형 구성을 나타낸 개략적인 설명도이며, 도면 중 (1)은 펀치, (2)는 다이, (3)은 블랭크 홀더, (4)는 강판(블랭크), BHF는 블랭크 홀딩력, rp는 펀치 어깨반경, rd는 다이 어깨반경, CL은 펀치/다이간 클리어런스를 각각 나타내고 있다. 또한, 이들 금형 부품 중, 펀치(1)와 다이(2)에는 냉각 매체(예를 들면, 물)를 통과시킬 수 있는 통로(1a, 2a)가 각각의 내부에 형성되어 있어, 이 통로에 냉각 매체를 통과시킴으로써 이들 부재가 냉각되도록 구성되어 있다.
상기와 같은 금형을 이용하여 핫 스탬프(예를 들면, 열간 딥 드로잉 가공)할 때에는, 블랭크(강판(4))를 Ac3 변태점 이상으로 가열하여 연화시킨 상태에서 성형을 시작한다. 즉, 고온 상태에 있는 블랭크를 다이(2)와 블랭크 홀더(3) 사이에 끼운 상태에서, 펀치(1)에 의해 다이(2)의 구멍 내부로 강판(4)을 밀어 넣어, 블랭크의 외경을 줄이면서 펀치(1)의 외형에 대응하는 형상으로 성형한다. 성형 중 펀 치 및 다이에 의해 블랭크의 온도 저하가 발생하지만, 최종적으로 성형 하사점으로 유지 냉각함으로써 소재의 담금질을 실시한다. 이러한 성형법을 실시함으로써 치수 정밀도가 좋은 예컨대 1470MPa 급 부품을 얻을 수 있고, 더욱이 냉간에서 같은 강도급의 부품을 성형할 경우와 비교했을 때 성형 하중을 저감할 수 있으므로 프레스기의 용량을 작게 해도 된다.
그러나 가열된 블랭크는 금형과의 접촉 타이밍이 부위에 따라 다르므로, 블랭크 내에 온도 분포가 생기고, 동일 블랭크 내에서 온도 분포에 기인한 재료 강도의 불균일이 발생하기 쉽다. 특히, 블랭크 홀더를 필요로 하는 딥 드로잉 성형에서는, 블랭크 홀더와 다이에 끼워지는 블랭크 부분이 성형 중에 급격하게 온도가 저하하게 된다. 이러한 온도 저하에 동반하여 재료의 변형 저항도 상승하기 때문에 성형 도중에 재료에 파단이나 균열이 발생하기 쉽다. 그러므로 가열에 의해 모처럼 블랭크가 연화된 상태라도 상기 이유에 의해 드로잉 성형을 할 수 없다는 문제가 있다.
핫 스탬프에 적용할 수 있는 강판으로는, 예를 들면 특허문헌 2, 3과 같은 강판이 제안되어 있다. 이들 강판에서는, 강판의 화학 성분 조성을 규정함으로써 열간 성형 가공후의 경화능이 우수한 것으로 하는 기술이다. 이들 기술에 의해, 성형 가공후의 경화능이 향상된 강판을 얻을 수 있지만, 제조하는 부품 형상이나 열간 성형 가공 조건에 따라서는 여전히 파단이나 균열이 발생하는 경우가 있다.
상기한 바와 같은 핫 스탬프 기술은, 오스테나이트 온도(Ac3 변태점) 이상으 로 가열한 후 가공하는 것이 일반적이지만, 블랭크의 가열 온도가 Ac3 변태점 이하로 상정된 온도로 가열하여 프레스 성형하는 것도 제안되어 있다(예를 들면 특허문헌 4). 그러나 상기 온도 범위로 가열한 후 성형하면, 드로잉 성형성이 더욱 더 저하되기 쉬운 경향이 있다는 점을 발명자가 발견하였다(비특허문헌 1).
특허문헌 1: 일본 특허공개 제2002-102980호 공보 특허청구범위 등
특허문헌 2: 일본 특허공개 제2004-124221호 공보 특허청구범위 등
특허문헌 3: 일본 특허공개 제2004-315927호 공보 특허청구범위 등
특허문헌 4: 일본 특허공개 제2003-126920호 공보 특허청구범위, 단락번호 [0041], [0042] 등
비특허문헌 1: "Hot Stamping Drawability of Steel" (Proceedings IDDRG) 2004, P344
발명의 개시
발명이 해결하고자 하는 과제
본 발명은 이러한 상황 아래에서 이루어진 것으로서, 강판을 열간에서 성형함에 있어서, 성형 시에 파단이나 균열 등을 발생시키지 않고 양호한 성형을 실현할 수 있는 열간 성형강 제품을 제조하기 위한 유용한 방법, 및 이 강판에 의해 성형되는 열간 성형품 등을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
과제를 해결하기 위한 수단
상기 목적을 달성할 수 있었던 본 발명의 열간 성형강 제품의 제조 방법이란, 강판을 열간에서 성형하여 성형품을 제조하기 위해 이용하는 강판이며, 강판을 가열하여 오스테나이트화한 후, 상기 강판을 마르텐사이트 변태 개시 온도 Ms 이하의 온도 범위까지 평균 냉각 속도 20℃/초 이상으로 냉각하고, 냉각후의 강판을 열간 성형하는 것을 그 요지로 한다.
상기 열처리에 의해 얻어진 강판은 성형성(특히, 드로잉 성형성)이 우수한 것이 된다. 또한, 이러한 강판을 Ac1 변태점 이상의 온도로 가열한 후, 열간에서 성형함으로써 품질이 양호한 열간 성형품을 얻을 수 있다.
발명의 효과
본 발명에서는, 강판을 가열하여 오스테나이트화한 후, 상기 강판을 마르텐사이트 변태 개시 온도 Ms 이하의 온도 범위까지 평균 냉각 속도 20℃/초 이상으로 냉각한다고 하는 열 이력을 미리 부여해 둠으로써, 열간에서 성형할 때의 성형성이 양호하고 드로잉 성형을 용이하게 실시할 수 있는 열간 성형용 강판을 실현할 수 있으며, 이러한 강판을 사용함으로써 성형 시에 파단이나 균열 등을 발생시키지 않고 품질이 양호한 성형품을 얻을 수 있다.
도 1은 열간 성형을 실시하기 위한 금형 구성을 나타낸 개략적인 설명도이 다.
도 2는 앞서 개발한 금형의 구성을 나타낸 개략적인 설명도이다.
도 3은 각종 강판의 조직을 도시한 도면 대용 사진이다.
도 4는 시험편을 성형했을 때의 최대 성형 하중과 균열의 발생 유무의 결과에 대해 나타낸 막대그래프이다.
도 5는 성형을 실시할 수 있었던 성형품의 외관 형상을 모식적으로 나타낸 사시도이다.
도 6은 균열이 발생했을 때의 외관 형상을 모식적으로 나타낸 사시도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1: 펀치
2: 다이
3: 블랭크 홀더
4: 강판(블랭크)
7: 핀
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
본 발명자는, 양호한 프레스 성형성을 실현할 수 있는 기술에 대해 일찌기 연구를 진행시켜 왔으며, 그 연구의 일환으로서, 도 2에 나타낸 금형에 의해 드로잉 성형하는 기술에 대해 제안하고 있다(일본 특허공개 제2005-14002호). 이 금형 구성에서는, 블랭크 홀더(3)의 일부에, 강판을 지지하기 위한 핀(7)이 설치되어 있고, 이 핀(7) 위에 강판(4)을 올려 설치함으로써 다이(2) 및 블랭크 홀더(3)에 강판이 직접 접촉하지 않고 근접한 상태로 할 수 있다(도 2 중, 다른 부분의 구성은 기본적으로 상기 도 1과 같다). 또, 성형 시에 있어서는, 핀(7)의 윗면이 블랭크 홀더의 윗면과 면 일치가 되도록 되어 있고, 강판(4)이 블랭크 홀더(3) 위에 올려 설치된 상태가 되도록 구성되어 있다.
상기와 같은 금형 구성에 있어서는, 성형 전에 강판(4)을 핀(7)으로 지지하여, 강판(4)과 금형(특히, 다이(2) 및 블랭크 홀더(3))과의 직접적인 접촉을 회피함으로써, 펀치(1)의 윗면 부분과 그 이외의 대부분이 거의 동시에 냉각되게 되어, 강판(4)의 온도 불균일로 인하여, 펀치 면에서의 재료 강도가 플랜지면에서의 재료 강도가 상대적으로 낮아지는 것을 방지할 수 있다. 그 결과, 특히 펀치 면에서의 파단이 방지되어 드로잉 성형성이 개선되게 된다.
한편, 본 발명자는 강판 표면에 소정 두께의 산화 스케일이 존재되도록 하면, 드로잉 성형성이 향상하는 점도 발견하였다. 즉 종래의 열간 성형에 있어서는, 성형후의 후처리를 고려하여 블랭크 표면의 산화를 방지한다는 관점에서 가열이 비산화 분위기에서 행하여지고 있어, 블랭크 표면에 형성되는 산화 스케일은 가능한 얇은 쪽(예를 들면 10㎛ 이하)이 바람직하다고 생각되었다. 그러나 본 발명자가 검토한 바에 의하면, 강판 표면에 산화 스케일을 의도적으로 형성해 두면, 성형 시에 있어서의 국부적인 온도 저하가 회피되어 성형성이 오히려 향상되는 것으로 밝혀져, 그 기술적 의의를 인정받았기에 별도로 출원하였다(일본 특허출원 제2004-151753호).
이들 기술에 의해, 강판의 열간 드로잉 성형성이 현격히 향상되었지만, 상황에 따라서는 이들 기술을 충분히 활용할 수 없는 경우가 상정된다.
그래서 본 발명자는, 소재 강판 자체의 변형 능력을 조직면에서 개선하기 위해 검토를 거듭한 바, 상기와 같은 열 이력을 강판에 미리 부여함으로써, 열간에서 성형할 때에 성형성이 양호하고 드로잉 성형을 용이하게 행할 수 있다는 점을 발견하여 본 발명을 완성하게 되었다.
본 발명의 열간 성형강 제품에 이용하는 강판은, 강판을 가열(Ac3 변태점 이상의 온도)하여 오스테나이트화한 후, 상기 강판을 마르텐사이트 변태 개시 온도 Ms 이하의 온도 범위까지 평균 냉각 속도 20℃/초 이상으로 냉각함으로써 얻을 수 있는데, 이러한 열 이력을 부여함으로써 열간 성형성이 더욱 더 개선되게 된다.
상기 열처리에 있어서, 강판의 가열 온도를 Ac3 변태점(오스테나이트화 온도) 이상으로 하는 것은, 강판 중의 탄화물을 오스테나이트 중에 고용(固溶)시키기 위해서이다. 또한, 가열 후 마르텐사이트 변태 개시 온도 Ms 이하까지 20℃/초(이하 "℃/s"로 기재) 이상의 평균 냉각 속도로 냉각하는 것은, 그 일련의 냉각에 의해 얻어지는 강판의 마이크로 조직을 최대한 균일한 마르텐사이트 조직으로 하기 위해 필요하며, 평균 냉각 속도가 20℃/s 미만이 되면, 냉각후의 마르텐사이트 조직 중에 페라이트 조직이나 베이나이트 조직 등의 양이 증가하기 때문에 열간 드로잉 성형성의 향상을 바랄 수 없게 된다. 그러므로 50℃/s 이상의 평균 냉각 속도인 것이 바람직하다.
본 발명에서 이용하는 강판에 의해, 성형성이 향상되는 이유에 대해서 그 전부를 해명할 수 있게 된 것은 아니지만 대개 다음과 같이 생각할 수 있었다. 즉 블랭크를 한번 오스테나이트화함으로써 강판 중에 존재하고 있던 탄화물이 소실(오스테나이트에 용해)되고, 그 후 급속하게 냉각됨으로써 강판의 마이크로 조직이 균질화된다. 이 상태의 강판을 재가열(성형전 가열)하여 성형할 경우에는, 열간 성형중의 강판의 마이크로 조직 내에 파괴 기점이 되기 쉬운 탄화물이 존재하지 않으므로 파괴 한계가 증가한 것으로 예상된다.
또한 오스테나이트화한 후 급속하게 냉각시킨다고 하는 열 이력을 부여한 강판에서는, 그 후 2상역(二相域)으로 가열했을 경우에 성형중의 마이크로 조직 라스 형태 조직을 나타냈으며, 이러한 것도 성형 하중의 저감이나 파단 한계 향상의 요인이 되어, 성형성을 더욱 더 향상시키는 것으로 생각된다.
각종 강판의 조직을 도 3(도면 대용 사진)에 나타냈다. 한편, 도 3(a)은 상기 열 이력을 부여한 강판(본 발명 강판)의 조직을 나타내고, 도 3(b)는 열 이력을 부여하지 않은 강판(종래 강판)의 조직을 나타낸 것이다. 또한, 도면 중 희게 나타난 부분이 마르텐사이트, 검게 나타난 부분이 페라이트인데, 본 발명에서 이용하는 강판의 조직이 라스 형태 조직으로 되어 있다는 것을 알 수 있다.
일반적으로, 상기 라스 형태 조직은 열간 가공에 의해 없어지는 경우는 없다고 생각된다. 왜냐하면, 열간 성형 후 즉시 금형에서 냉각되기 때문에, 가열 중 혹은 성형 중의 조직이 거의 그대로 동결되는 것으로 생각되기 때문이다.
본 발명의 제조 방법에 있어서, 열간 성형할 때는 Ac1 변태점 이상(오스테나이트+페라이트 영역)으로 가열한다. 성형 온도는 이 가열 온도에 가까운 상태에 있을수록(즉 가열에서 성형 개시까지의 방냉(放冷) 시간이 짧을수록) 바람직한 결과가 얻어진다(후기 도 4 참조). 이는, 방냉 시간이 길어질수록 가열 상태에서 생성된 오스테나이트가 방냉 중에 모두 분해되어 핫 스탬프에서의 목적 경도가 불충분해진다. 이 방냉 시의 바람직한 범위는 판 두께에 따라 다르며, 판 두께가 커질수록 오랫동안 방냉하여도 영향을 주지 않는데, 예를 들면 판 두께: 1.4mm의 강판을 방냉할 경우에 방냉 시간은 20초 이내로 하는 것이 바람직하다.
본 발명의 제조 방법의 효과는, 블랭크 홀더를 가지는 금형을 이용하여 성형(즉 드로잉 성형)할 경우에 현저하게 발휘되는데, 이러한 요건에 부가하여 먼저 제안한 기술을 병용하는 것도 유용하다. 즉 상기 도 2에 나타낸 금형 구성을 채용하여 강판의 온도 균일성을 도모하는 것이나, 표면에 산화 스케일을 15㎛ 이상 형성한 강판을 이용하여 프레스 성형하는 것도 유용하며, 이러한 기술을 병용함으로써 본 발명의 효과가 보다 효과적으로 발휘된다.
또한, 상기 취지에서 명백한 것처럼 본 발명에 의한 성형품은, 블랭크 홀더를 이용하여 성형하는 드로잉 성형품에 한정되지 않고, 통상의 프레스 성형에 의해 얻어지는 것도 포함하며, 이러한 성형품을 제조할 경우에도 본 발명의 제조 방법에 의한 효과가 달성된다.
또한, 본 발명에서 이용하는 강판의 화학 성분 조성에 대해서는 특별히 한정되지는 않으며, 핫 프레스에 통상 이용되는 강판이면 된다. 바람직하게는 C: 0.10 내지 0.35%(질량%의 의미, 이하 동일), Mn: 2% 이하, Si: 0.1 내지 3.0%, Al: 0.01 내지 0.5%, Ti: 0.001 내지 0.05%, B: 0.005% 이하, P: 0.03% 이하, S: 0.02% 이하를 각각 함유하고, 잔부(殘部)가 Fe 및 불가피 불순물로 이루어진 강판을 이용할 수 있으며, 필요에 따라 Cr: 0.01 내지 1%, Mo: 0.01 내지 1%, Nb: 0.005 내지 0.1% 정도 더 함유하여도 된다. 또한 상기 열 이력은 핫 프레스를 실시하기 직전에 강판에 부여해도 되지만, 이러한 열 이력을 강판에 미리 부여해 두고 그 후에 시간이 경과한 강판이라고 해도 본 발명의 효과를 발휘할 수 있다.
이하, 본 발명의 효과를 실시예에 의해 더 구체적으로 나타내지만, 하기 실시예는 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 전ㅇ후기의 취지에 비추어 설계 변경한 것은 모두 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.
하기 표 1에 나타낸 화학 성분 조성을 가지는 강(鋼)을 통상의 수단에 의해 두께 1.4mm까지 압연하여 소둔하였다. 이것으로부터, 직경(블랭크 지름): 95mm의 원형 블랭크를 펀칭 실험에 이용하였다(이 블랭크의 Ac1 변태점: 725℃, Ac3 변태점: 850℃, Ms점: 450℃이다). 상기 원형 블랭크에 대해 하기에 나타낸 각종 시험편을 준비하였다.
시험편 A: 상기 원형 블랭크에 대해 열처리를 하지 않은 것(상기 압연 및 소 둔만 실시한 것: 종래재)
시험편 B: 900℃의 온도로 가열하여 오스테나이트화한 후 수냉(水冷)하여(평균 냉각 속도: 20℃/s) 300℃까지 냉각한 것(본 발명재)
시험편 C: 900℃의 온도로 가열하여 오스테나이트화한 후, 강제 공냉(空冷)에 의해(평균 냉각 속도: 10℃/s) 300℃까지 냉각한 것(비교재)
Figure 112007067968298-PCT00001
열처리후의 각 원형 블랭크(시험편 A 내지 C)에 대해, 펀치의 두부(頭部) 형상이 정방형(한 변이 45mm)인 금형(각통(角筒) 다이 및 각통 펀치)을 이용하여(상기 도 2 참조), 열간에 의한 각통 드로잉 성형을 실시하였다. 이 때 블랭크의 가열은 전기로를 이용하여 대기 분위기에서 행하고, 그 가열 온도를 770℃ 또는 810℃로 설정하였다. 또한 가열 시에 가열 유지 시간을 가열 온도마다 제어함으로써 가열 중에 생성하는 산화 스케일의 두께를 약 20㎛로 통일하였다.
성형 실험은, 상기 도 2에 나타낸 금형을 이용하여 크랭크 프레스기에 설치하여 실시하였다. 성형 속도는, 크랭크 회전 속도로 40회/분으로 설정하였다. 또한, 성형 개시 온도는, 가열로에서 블랭크를 꺼내어 성형을 시작할 때까지의 시간(방냉 시간)을 변화시킴으로써 제어하였다. 이 때 성형 개시 온도는, 사전에 블랭크의 자연 방냉 곡선을 측정해 두고, 성형 개시까지의 방냉 시간(5초 또는 10초)에 의해 추정하였다. 또 성형 과정에서는, 성형 개시 후 하사점에서 약 20초간 유지하고, 담금질 조작을 실시하였다. 그 밖의 프레스 성형조건은 아래와 같다.
(다른 프레스 성형 조건)
블랭크 홀딩력: 3톤
다이 어깨반경 rd: 5mm
펀치 어깨반경 rp: 5mm
펀치-다이간 클리어런스 CL: [1.32/2+1.4(강판 두께)]mm
성형 높이: 37mm
윤활제: 산화 Ca계의 페이스트형 고체 윤활제를 사용하여 금형에 도포하였다.
각 시험편을 성형했을 때의 최대 성형 하중과 균열 발생 유무의 결과에 대해 도 4(막대그래프)에 나타냈다. 이 때 최대 성형 하중이란 성형할 때 필요한 최대 하중이며, 이 하중이 작은 쪽이 양호한 성형성을 나타내고 있다.
도 4에 있어서, "○"표시는 균열이 발생하는 않고 성형이 가능했다는 것을 나타내고, "×"표시는 성형 중에 균열이 발생한 것을 의미한다. 또한 민무늬 막대는 가열 온도가 770℃일 때의 결과이며, 사선(빗금)무늬 막대는 가열 온도가 810℃일 때의 결과이다.
한편, 가열 온도가 770℃이지만 성형 개시 온도(추정 온도)는 725℃(5초 방냉) 및 680℃(10초 방냉)이며, 가열 온도가 810℃이지만 성형 개시 온도는 755℃(5초 방냉) 및 705℃(10초 방냉)이었다.
도 4의 결과에서 명백한 것처럼, 본 발명의 방법(시험편 B를 이용한 것)에서는, 최대 성형 하중이 낮아져, 균열이 발생하지 않고 희망하는 성형품을 얻을 수 있었다는 것을 알 수 있다. 이에 비해 시험편 A 및 C에서는, 최대 성형 하중이 커져 균열이 발생하기 쉽다는 것을 알 수 있다.
상기에 의해 얻어진 성형품(균열이 발생하지 않은 것)의 외관 형상을 모식적으로 도 5에 나타냈다. 또한 균열이 발생했지만 외관 형상을 모식적으로 도 6에 나타냈다.
방냉 시간과 최대 성형 하중의 관계에 대해서는, 방냉 시간이 길수록 최대 성형 하중이 커지는 경향을 나타냈는데, 이것은 강판의 강도가 상승하여 변형 저항이 커진 것으로 생각할 수 있었다.

Claims (3)

  1. 다음 공정으로 이루어지는 열간 성형강 제품의 제조 방법:
    강판을 가열하여 오스테나이트화하고,
    상기 오스테나이트화된 강판을 마르텐사이트 변태 개시 온도 Ms 이하의 온도 범위까지 평균 냉각 속도 20℃/초 이상으로 냉각하고,
    냉각후의 상기 강판을 열간 성형하여 열간 성형강 제품을 얻는다.
  2. 제 1 항에 있어서,
    냉각된 상기 강판을 Ac1 변태점 이상의 온도로 가열한 후 열간 성형하는, 열간 성형강 제품의 제조 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 강판이, C: 0.10 내지 0.35%(질량%의 의미, 이하 동일), Mn: 2% 이하, Si: 0.1 내지 3.0%, Al: 0.01 내지 0.5%, Ti: 0.001 내지 0.05%, B: 0.005% 이하, P: 0.03% 이하, 및 S: 0.02% 이하를 각각 함유하는, 열간 성형강 제품의 제조 방법.
KR1020077021520A 2005-03-31 2006-03-23 열간 성형강 제품의 제조 방법 KR100961022B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005101671A JP3816937B1 (ja) 2005-03-31 2005-03-31 熱間成形品用鋼板およびその製造方法並びに熱間成形品
JPJP-P-2005-00101671 2005-03-31

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20070108912A true KR20070108912A (ko) 2007-11-13
KR100961022B1 KR100961022B1 (ko) 2010-06-01

Family

ID=36991067

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020077021520A KR100961022B1 (ko) 2005-03-31 2006-03-23 열간 성형강 제품의 제조 방법

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20090007999A1 (ko)
JP (1) JP3816937B1 (ko)
KR (1) KR100961022B1 (ko)
CN (1) CN101107369B (ko)
GB (1) GB2437955B (ko)
WO (1) WO2006109490A1 (ko)

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2175041A1 (en) * 2008-10-09 2010-04-14 C.R.F. Società Consortile per Azioni Method of hot forming metal plates
DE102010003997A1 (de) * 2010-01-04 2011-07-07 Benteler Automobiltechnik GmbH, 33102 Verwendung einer Stahllegierung
MX345568B (es) 2010-02-26 2017-01-30 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp * Material de acero tratado termicamente, metodo para producir el mismo, y material de acero base para el mismo.
CN101805821B (zh) * 2010-04-17 2012-03-21 上海交通大学 钢材冲压成形一体化处理方法
JP5740099B2 (ja) * 2010-04-23 2015-06-24 東プレ株式会社 熱間プレス製品の製造方法
EP2623226A4 (en) 2010-09-30 2017-11-01 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho Press-molded article and method for producing same
JP5695381B2 (ja) * 2010-09-30 2015-04-01 株式会社神戸製鋼所 プレス成形品の製造方法
KR101277864B1 (ko) * 2011-03-31 2013-06-21 주식회사 포스코 열간 성형용 블랭크 열처리 장치 및 열간 성형품 제조방법
ES2577077T3 (es) 2011-07-21 2016-07-12 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho Método para producir un elemento de acero moldeado por presión en caliente
US20140312024A1 (en) * 2011-12-09 2014-10-23 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Method for producing steel sheet for press molding, and method and device for producing press-molded component
WO2013118862A1 (ja) * 2012-02-10 2013-08-15 株式会社神戸製鋼所 プレス成形品およびその製造方法
JP5890710B2 (ja) * 2012-03-15 2016-03-22 株式会社神戸製鋼所 熱間プレス成形品およびその製造方法
ES2578359T3 (es) * 2012-03-30 2016-07-26 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.) Método para fabricar un elemento de acero formado en una prensa caliente y el elemento de acero formado en la prensa caliente
DE102012006941B4 (de) * 2012-03-30 2013-10-17 Salzgitter Flachstahl Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Bauteils aus Stahl durch Warmumformen
US20160222485A1 (en) * 2013-09-10 2016-08-04 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.) Hot-pressing steel plate, press-molded article, and method for manufacturing press-molded article
US20160244855A1 (en) * 2013-10-21 2016-08-25 Edward K. Steinebach Method For Trimming A Hot Formed Part
CN103521625B (zh) * 2013-10-31 2016-03-30 无锡市金杨新型电源有限公司 一种拉伸模具
JP5825413B1 (ja) * 2014-04-23 2015-12-02 Jfeスチール株式会社 熱間プレス成形品の製造方法
JP6152836B2 (ja) * 2014-09-25 2017-06-28 Jfeスチール株式会社 熱間プレス成形品の製造方法
KR102036062B1 (ko) * 2015-04-28 2019-10-24 닛폰세이테츠 가부시키가이샤 프레스 가공 장치 및 프레스 가공 방법
WO2018134874A1 (ja) * 2017-01-17 2018-07-26 新日鐵住金株式会社 ホットスタンプ成形体及びその製造方法
KR102394629B1 (ko) * 2017-12-07 2022-05-06 현대자동차주식회사 핫스탬핑 강판의 접합방법

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2744733B1 (fr) * 1996-02-08 1998-04-24 Ascometal Sa Acier pour la fabrication de piece forgee et procede de fabrication d'une piece forgee
KR100638543B1 (ko) * 1999-04-21 2006-10-26 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 연성이 우수한 고장력 용융아연도금강판 및 그 제조방법
JP3389562B2 (ja) 2000-07-28 2003-03-24 アイシン高丘株式会社 車輌用衝突補強材の製造方法
US7090731B2 (en) * 2001-01-31 2006-08-15 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.) High strength steel sheet having excellent formability and method for production thereof
FR2830260B1 (fr) * 2001-10-03 2007-02-23 Kobe Steel Ltd Tole d'acier a double phase a excellente formabilite de bords par etirage et procede de fabrication de celle-ci
JP3896061B2 (ja) * 2002-10-07 2007-03-22 新日本製鐵株式会社 熱間成形加工後の硬化能に優れた鋼板およびその使用方法
JP4338454B2 (ja) * 2003-06-23 2009-10-07 株式会社神戸製鋼所 鋼板の熱間絞り成形方法
JP2005126733A (ja) * 2003-10-21 2005-05-19 Nippon Steel Corp 高温加工性にすぐれた熱間プレス用鋼板及び自動車用部材
CN1234975C (zh) * 2003-12-11 2006-01-04 高纪清 汽车离合器金属盘片零件成型压淬加工方法及设备
JP4673558B2 (ja) 2004-01-26 2011-04-20 新日本製鐵株式会社 生産性に優れた熱間プレス成形方法及び自動車用部材
JP4551694B2 (ja) * 2004-05-21 2010-09-29 株式会社神戸製鋼所 温熱間成形品の製造方法および成形品

Also Published As

Publication number Publication date
CN101107369B (zh) 2013-09-11
CN101107369A (zh) 2008-01-16
KR100961022B1 (ko) 2010-06-01
US20090007999A1 (en) 2009-01-08
GB2437955A (en) 2007-11-14
JP3816937B1 (ja) 2006-08-30
GB0718181D0 (en) 2007-10-31
JP2006283064A (ja) 2006-10-19
WO2006109490A1 (ja) 2006-10-19
GB2437955B (en) 2010-06-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100961022B1 (ko) 열간 성형강 제품의 제조 방법
EP2562271B1 (en) An integrated processing method for steel's stamping and forming
CN1310714C (zh) 温热或热成形产品的生产方法
EP2762243B1 (en) Method for manufacturing press-molded article and press molding equipment
JP4630188B2 (ja) スポット溶接部の接合強度および熱間成形性に優れた熱間成形用鋼板並びに熱間成形品
JP5808845B2 (ja) プレス成形品の製造装置
JP5194986B2 (ja) 高強度部品の製造方法および高強度部品
EP2824195A1 (en) Process for producing press-formed product, and press-formed product
JP2004353026A (ja) 熱間成形法と熱間成形部材
JP2012530847A (ja) 熱間プレス硬化コンポーネントの製造方法、熱間プレス硬化コンポーネントを製造する鋼製品の使用、および熱間プレス硬化コンポーネント
JP5994748B2 (ja) 高強度プレス部品およびその製造方法
EP2623225A1 (en) Method for manufacturing press-formed article
JP2007275937A (ja) 鋼板熱間プレス方法及びプレス成形品
CN109804098A (zh) 高伸长度加压硬化钢和其制造
WO2018098485A1 (en) Method for production for press hardened steel with increased toughness
JP2015188927A (ja) 鍛造部材の製造方法
WO2012043833A1 (ja) プレス成形設備
WO2005113842A1 (ja) 熱間絞り成形品の製造方法
WO2012043835A1 (ja) 熱間成形品の製造方法
JP5612993B2 (ja) プレス成形品およびその製造方法
WO2012043834A1 (ja) プレス成形品およびその製造方法
Jin et al. Effect of Tempering Treatment Process on Bendability of Press Hardening Steel
CN117123621A (zh) 一种园林工具用热轧钢带、制备方法及其应用
CN109983139A (zh) 淬火成形品的制造方法、热压用钢材的制造方法及热压用钢材

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130419

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140421

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150430

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160421

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170504

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180427

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190429

Year of fee payment: 10