KR20090042305A - 금속 시이트로부터의 물체를 열간 성형 및 경화하는 방법, 및 차량용 비-필라 - Google Patents

Abstract

차량용 비-필라는 프레스-경화 방법에 의해 제조된다. 플랭크는 중복부(23)를 구비한 두 개의 블랭크 요소(20,21)를 함께 위치시키고 성형 이전에 상기 블랭크 요소들을 함께 용접함으로써 형성된다.

Description

금속 시이트로부터의 물체를 열간 성형 및 경화하는 방법, 및 차량용 비-필라 {A METHOD OF HOT-SHAPING AND HARDENING AN OBJECT FROM A METAL SHEET, AND A B-PILLAR FOR A VEHICLE}

본 발명은 블랭크의 일부가 이중 시이트 금속이며 전체 블랭크가 단일 성형 작업으로 성형되는, 시이트 금속 블랭크로부터 열간 성형하고 시이트 금속으로 제조된 물체를 냉각 툴(tool) 내에서 경화시키는 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 차량용 비-필라(B-pillar)에 관한 것이다.

제품을 생산하기 위해서 보강 패치와 함께 시이트 금속 블랭크를 성형하는 것이 EP 1195208 B1 및 DE 4307563 A1호에 공지되어 있다.

본 발명의 목적은 성형된 제품의 상이한 부분에 상이한 특성을 자유롭게 선택하기 위한 보다 큰 가능성을 제공하며 평탄한 시이트 스틸 블랭크로부터 제조되는 제품의 상이한 부분들에 상이한 정도의 경도를 쉽게 달성하고자 하는 것이다.

이는 두 개의 블랭크 요소들을 함께 중복되게 위치시켜 블랭크를 제조하고 성형 작업 이전에 이들을 함께 용접하여 성형 작업 중에 중복된 시이트 금속 부분들이 중복되지 않고 두 개의 블랭크 요소들의 부분들과 동시에 성형 및 경화되게 함으로써 달성된다. 본 발명은 청구의 범위에 의해 정의된다.

도 1은 차량의 외측에서 본 필라를 도시하는, 본 발명의 예로서 도시된 차량용 비-필라의 사시도이며,

도 2는 차량의 내측에서 본 비-필라의 사시도이며,

도 3은 도 1의 3-3 선에 따라 취한 횡단면도이며,

도 4는 블랭크로부터 앞의 도면에 도시된 비-필라가 형성되는 블랭크의 사시도이다.

도 1 내지 도 3은 해트(hat) 비임 섹션(11)과 커버(12)를 포함하는 비-필라의 예를 도시한다. 해트 비임 섹션은 차량의 하중 지지 요소를 구성하도록 차량에 체결되는 횡방향 해트 섹션(13,14)을 형성하기 위해 상방향 및 하방향으로 확장되어 있다. 해트 비임 섹션(11)은 중앙 플랜지(15), 두 개의 웨브(16,17), 및 두 개의 측면 플랜지(18,19)를 가진다.

도 4는 시이트 스틸 블랭크를 도시하며, 상기 블랭크로부터 해트 비임 섹션(11)이 성형된다. 상기 블랭크는 중복되게 놓이는 두 개의 블랭크 요소(20,21)를 포함한다. 도 4는 필라의 상부가 되는 블랭크 요소(20)의 상부 상에 부분적으로 놓이는 필라의 하부가 되는 블랭크 요소(21)를 도시한다. 중복부(23)는 x표(24)로 나타낸 바와 같이, 전체 표면에 걸쳐서 분포된 지점들에서 점 용접 또는 누빔 용접된다. 또한, 중복 에지는 블랭크 요소(20)의 상부에 있는 블랭크 요 소(21)의 에지(25) 및 블랭크 요소(21) 아래에 있는 블랭크 요소(20)의 에지(26)에 완전하게 용접됨으로써, 보강재로서의 역할뿐만 아니라 틈새 부식에 대한 보호역할을 제공한다. 에지는 항상 완전하게 용접될 필요는 없다.

함께 용접된 블랭크(20,21)는 오스테나이트화 온도로 노 내에서 가열되며 냉각 툴 쌍 내에서 열간 성형되며, 그 후에 냉각 고정기구로서의 역할을 하는 툴에 머무르게 된다. 이러한 조합식 성형 및 경화 작업은 소위, 프레스-하드닝으로 불리는 공지의 공정이다. 이는 상부 블랭크 요소에 적용되어 필라의 상부가 스틸 등급으로 완전히 경화되며 하부 블랭크 요소에도 적용되어 스틸 등급으로 단지 일부 또는 전부가 경화되거나 경화되지 않을 수도 있다. 그 결과 상이한 강도를 갖는 3 개의 부분, 즉 가장 큰 강도를 갖는 중앙부와 중복부, 및 가장 작은 강도를 갖는 하부를 포함하는 필라가 된다. 따라서 힌지 체결부들 사이의 부분은 가장 강한 부분이 된다. 필라의 단지 하부만이 부식되며, 하부 블랭크 요소(21)는 부식으로부터 보호되는 반면에, 상부 블랭크 요소(20)는 부식으로부터 보호되지 않는다. 일체형 블랭크를 절단하는 것에 비해서, 사용된 시이트 금속의 양이 보다 감소되는데, 그 이유는 상부 블랭크 요소(20)가 하부 블랭크 요소보다 더 좁으며 그와 같이 넓은 시이트를 필요로 하지 않기 때문이다. 전체적인 결과로써 종래보다 더 적은 비용과 중량이 감소된 바람직한 충돌 특성을 갖는 비-필라가 제공된다.

보다 낮은 또는 상이한 스틸 등급에도 적용될 뿐만 아니라, 보다 작고 상이한 시이트 두께를 갖는 두 개의 블랭크 요소(20,21)에도 적용가능하다.

커버(12)는 해트 비임의 측면 플랜지(18,19)에 단단히 용접된다.

도 1 및 도 4에 도시한 바와 같이, 두 개의 블랭크 요소(20,21)에 의해 구성되는 측면 플랜지는 짧은 중복부(27)를 가지는 반면에, 블랭크(21)의 나머지 중복부는 더 좁아서 중복부 영역에는 측면 플랜지가 형성되어 있지 않다. 도 3은 참조 부호를 갖는, 블랭크 요소(20,21)에 의해 구성되는 부분들과 해트 비임의 중복부를 도시한다. 상부 블랭크 요소(20)는 도 3에 도시한 바와 같이 하부 요소의 상부에 위치되나, 블랭크(20,21)는 이와는 달리, 하부 블랭크 요소가 최외측에 위치되도록 형성될 수도 있다.

테일러(Taylor) 블랭크를 형성하도록 두 개의 브랭크 요소를 함께 용접하는 것은 중복 표면과 중복 에지를 가로지르는 누빔 용접보다 원격 레이저 용접에 의해 실시하는 것이 유리할 수 있다.

비-필라의 제조와 관련하여 예로서 설명하였지만, 본 발명은 그러한 예에만 한정되는 것이 아니라고 이해해야 한다.

Claims (6)

1. 블랭크의 일부가 이중 시이트 금속이며 전체 블랭크가 단일 성형 작업으로 성형되는, 시이트 금속 블랭크로부터 열간 성형하고 시이트 금속으로 제조된 물체를 냉각 툴 내에서 경화시키는 방법에 있어서,

   중복부(23)를 구비한 두 개의 블랭크 요소(20,21)를 함께 위치시키고 성형 이전에 상기 블랭크 요소들을 함께 용접하여, 성형 중에 중복된 시이트 금속을 구비한 부분들이 중복되지 않은 상기 두 개의 블랭크 요소의 부분들과 동시에 성형 및 경화시킴으로써 상기 블랭크를 형성하는 것을 특징으로 하는,

   열간 성형 및 경화 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 중복부의 표면 전체에 걸쳐서 분포된 점 용접부 또는 시임(seam) 용접부(24)에 의해 상기 중복부(23)를 용접하는 것을 특징으로 하는,

   열간 성형 및 경화 방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 용접부를 따라 엣지(25,26)를 함께 용접하는 것을 특징으로 하는,

   열간 성형 및 경화 방법.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상이한 경도를 갖는 상이한 스틸 등급의 블랭크 요소(20,21)를 사용하는 것을 특징으로 하는,

   열간 성형 및 경화 방법.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 필라의 길이를 따라 3 개의 상이한 강도를 가지도록 상부 블랭크 요소(20)보다 작은 경도를 갖는 하부 블랭크 요소(21)를 적용함으로써 차량용 비-필라를 형성하는 것을 특징으로 하는,

   열간 성형 및 경화 방법.
6. 차량용 비-필라로서,

   낮은 경도를 갖는 하부 블랭크 요소(21)에 의해 구성되는 하부와, 높은 경도를 갖는 블랭크 요소(20)에 의해 구성되는 상부, 및 중복된 블랭크 요소를 갖는 중간부(23)를 포함하며,

   상기 블랭크 요소들은 함께 용접된 후에 함께 성형되는 것을 특징으로 하는,

   차량용 비-필라.

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