KR20110062428A - Partial-strengthening hot-stamping method for improving impact resistance of vehicle parts - Google Patents

Partial-strengthening hot-stamping method for improving impact resistance of vehicle parts Download PDF

Info

Publication number
KR20110062428A
KR20110062428A KR1020090119148A KR20090119148A KR20110062428A KR 20110062428 A KR20110062428 A KR 20110062428A KR 1020090119148 A KR1020090119148 A KR 1020090119148A KR 20090119148 A KR20090119148 A KR 20090119148A KR 20110062428 A KR20110062428 A KR 20110062428A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
heating
mold
temperature
hot stamping
blank
Prior art date
Application number
KR1020090119148A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101125387B1 (en
Inventor
최호
김선웅
Original Assignee
현대자동차주식회사
주식회사 엠에스 오토텍
기아자동차주식회사
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 현대자동차주식회사, 주식회사 엠에스 오토텍, 기아자동차주식회사 filed Critical 현대자동차주식회사
Priority to KR1020090119148A priority Critical patent/KR101125387B1/en
Publication of KR20110062428A publication Critical patent/KR20110062428A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101125387B1 publication Critical patent/KR101125387B1/en

Links

Images

Classifications

    • 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
    • C21D7/00Modifying the physical properties of iron or steel by deformation
    • C21D7/13Modifying the physical properties of iron or steel by deformation by hot working
    • 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
    • B21D37/00Tools as parts of machines covered by this subclass
    • B21D37/16Heating or cooling

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)

Abstract

PURPOSE: A partial-strengthening hot-stamping method for improving impact resistance of vehicle components is provided to minimize damage to passengers by producing components with high-strength and low-strength. CONSTITUTION: A partial-strengthening hot-stamping method for improving impact resistance of vehicle components is as follows. A martensite structure(7) is constituted by heating, pressing, and quenching a blank. A ferrite/perlite structure(8) is constituted by heating a part of the blank with temperature which is less than austenitizing temperature.

Description

자동차 부품의 충돌성능 향상을 위한 국부강화 핫스탬핑 방법{PARTIAL-STRENGTHENING HOT-STAMPING METHOD FOR IMPROVING IMPACT RESISTANCE OF VEHICLE PARTS}Local Reinforced Hot Stamping Method for Improving Collision Performance of Automotive Parts {PARTIAL-STRENGTHENING HOT-STAMPING METHOD FOR IMPROVING IMPACT RESISTANCE OF VEHICLE PARTS}

본 발명은 자동차의 충돌성능 향상을 위하여, 자동차의 차체 중 주요 충돌부품을 제작하는 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은, 자동차의 프런트 사이드 멤버, 센터 필라, 루프사이드멤버, 리어사이드 멤버, 크로스 멤버 등의 주요 충돌부품의 제작에 적용되는 것으로, 충돌에 따른 충돌에너지 흡수와, 주요부 보호를 위한 침입저지 기능을 동시에 갖도록 하여 충돌시 탑승자 보호기능을 높이기 위한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a major collision component of the vehicle body for improving the collision performance of the vehicle. More specifically, the present invention is applied to the production of the main collision parts, such as the front side member, the center pillar, the roof side member, the rear side member, the cross member of the automobile, for absorbing the collision energy due to the collision and for protecting the main portion It is to increase the occupant protection function in case of collision by having the intrusion prevention function at the same time.

도 1은 기존의 초고강도 충돌부품을 생산하기 위한 핫스탬핑 공정을 보여준 것이다. 통상의 핫스탬핑 공정은 블랭킹, 가열, 이송, 프래싱 및 급냉의 4단계과정을 거친다. 알루미늄 코팅층이 있거나 혹은 없는 보론 열처리 경화강을 부품의 크기에 알맞게 블랭킹 한 후에, 블랭크(1)를 오스테나이징 온도(820℃, Ac3) 이상으로 가열로(2) 내에서 가열시킨다. 이 후, 이송로봇(5)을 이용하여 가열된 블랭크(1)를 프레스(3)에서 성형 및 급냉하는 공정을 거친다. 금형은 금형 내 냉각수 로(4)에 의하여 블랭크에서 전달되는 열을 흡수하여 급냉이 가능하도록 한다. 프레싱 및 급냉을 거친 소재는 강도 1500MPa급의 초고강도 충돌 부품이 되어 자동차의 주요 충돌부품에 적용된다.Figure 1 shows a hot stamping process for producing a conventional ultra high strength crash parts. Conventional hot stamping processes have four steps: blanking, heating, conveying, flashing and quenching. After blanking the boron heat-treated hardened steel with or without an aluminum coating layer appropriately to the size of the part, the blank 1 is heated in the furnace 2 above the austenizing temperature (820 ° C., Ac3). Thereafter, the blank 1 heated using the transfer robot 5 is subjected to a process of forming and quenching the press 3 in the press 3. The mold absorbs the heat transferred from the blank by the cooling water passage 4 in the mold to enable rapid cooling. Pressed and quenched materials are used as the high-impact collision parts of 1500MPa class and are applied to the main collision parts of automobiles.

도 2의 좌측에 도시된 바와 같이, 기존의 핫스탬핑 부품은 열처리 후, 부품 전체가 동일한 마르텐사이트 조직(7)으로서, 초고강도(1500MPa~2000MPa)를 가지고 낮은 연신율(약 8%)을 갖게 된다(7). 그러나 이처럼 초고강도 부품으로서 낮은 연신율을 가지는 부품은, 충돌에너지 흡수에 미흡한 경우가 있다. 또한 결합되는 주변 부품의 강도(490~780MPa) 보다 해당 부품만 월등히 강도가 높아, 충돌시 해당 부품이 주변 부품을 관통하게 되는 경우도 있다. As shown in the left side of FIG. 2, the existing hot stamping part is a martensite structure 7 having the same parts as the whole after heat treatment, and has a high elongation (1500 MPa to 2000 MPa) and a low elongation (about 8%). (7). However, a component having a low elongation as an ultra high strength component may be insufficient in absorbing collision energy. In addition, only the component is significantly higher than the strength of the peripheral parts to be combined (490 ~ 780 MPa), and in some cases, the corresponding parts may penetrate the peripheral parts.

본 발명은 위와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안한 것으로, 차체 강성 확보와 충격 흡수라는 두 가지 목적을 동시에 달성하기 위한 충돌부품의 제조방법 및 그에 의해 제조된 충돌부품을 제공하는 것을 발명의 목적으로 한다.The present invention has been made to solve the problems of the prior art as described above, to provide a method for producing a collision part and at the same time to provide a collision part to achieve the two objects of securing the body rigidity and shock absorption of the invention The purpose.

위와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 블랭크를 오스테나이징 온도 이상(AC3 이상)으로 가열한 후 프레싱하고 급냉하여 마르텐사이트 조직을 조성하는 공정을 포함하는 핫스탬핑 방법에 있어서, 상기 블랭크의 가열단계에서 적어도 블랭크의 일부분은 오스테나이징 온도 이하(AC1 이하)로 가열하여 최종적으로 페라이트/퍼얼라이트 조직이 조성되도록 하는 국부강화 핫스탬핑 방법이다.In order to solve the above problems, the present invention, in the hot stamping method comprising the step of heating the blank above the austenizing temperature (AC3 or more), pressing and quenching to form a martensite structure, the heating of the blank At least a portion of the blank in the step is a locally hardened hot stamping method that is heated to below the austenizing temperature (below AC1) to finally form the ferrite / perlite structure.

여기서 상기 블랭크의 일부분을 오스테나이징 온도 이하로 가열하는 방법은, 오스테나이징 온도 이상 가열되어야 하는 부분을 인덕션 히팅 또는 가스버너를 통해 가열하는 방법을 적용할 수 있다.Here, the method of heating a portion of the blank below the austenizing temperature, a method of heating the portion to be heated above the austenizing temperature through induction heating or gas burner.

또한 상기 블랭크의 일부분을 오스테나이징 온도 이하로 가열하는 방법은, 오스테나이징 온도 이하로 가열되어야 할 부분에 단열재를 사용하여 가열로에 장입함으로써 단열재에 의해 열이 차단되는 부분의 온도가 오스테나이징 온도 이하가 되도록 하는 방법을 적용할 수 있다.In addition, the method of heating a part of the blank below the austenizing temperature, by inserting into the heating furnace using a heat insulator in a part to be heated below the austenizing temperature, the temperature of the part where the heat is blocked by the heat insulator is austeni The method may be applied to bring the temperature below the gong temperature.

한편 위와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 블랭크를 오스테나이징 온도 이상(AC3 이상)으로 가열한 후 프레싱하고 급냉하는 공정을 포함하는 핫스탬 핑 방법에 있어서, 상기 급냉 단계에서 적어도 피가공물의 일부분을 나머지 부분보다 천천히 냉각하여, 일부분의 강도가 나머지 부분의 강도보다 낮도록 형성하는 국부강화 핫스탬핑 방법이다.On the other hand, in order to solve the above problems, the present invention, in the hot stamping method comprising the step of heating the blank to the austenizing temperature (AC3 or more), pressing and quenching, at least in the quenching step A locally hardened hot stamping method in which a portion is cooled slowly than the remainder so that the strength of the portion is lower than that of the remainder.

상기 급냉 단계에서 피가공물의 일부분을 천천히 냉각하는 방법은, 프레싱 금형을 적어도 가열금형과 냉각금형으로 구분되는 분할금형으로 구성하고, 천천히 냉각하기 위한 피가공물 부분이 가열금형 쪽에서 프레싱된 상태에서 냉각되도록 하거나 프레싱된 직후 가열금형이 피가공물로부터 일정 간격 떨어져 공극이 유지된 상태에서 냉각되도록 하는 핫스탬핑 방법을 적용할 수 있다.The method of slowly cooling a part of the workpiece in the quenching step comprises: forming the pressing die into at least a split mold divided into a heating mold and a cooling mold, and cooling the workpiece to be cooled in a pressed state on the heating mold side. Alternatively, a hot stamping method may be applied in which the heating mold is cooled in a state where the void is kept at a predetermined distance from the workpiece immediately after pressing.

또한 위와 같은 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 상기 방법들 중 어느 한 방법으로 제조된 차량용 충돌 부품으로서, 부분적으로는 고강도 부분, 부분적으로는 저강도 부분을 구비하고, 고강도 부분이 차량의 주요부 측에 고정되고 저강도 부분이 충돌 예상 방향을 향하도록 차량에 장착되는 차량용 충돌 부품이다.In addition, in order to solve the above problems, the present invention is a vehicle collision part manufactured by any one of the above methods, partly having a high strength portion, partly having a low strength portion, the high strength portion is the main part side of the vehicle It is a collision part for a vehicle fixed to the vehicle and mounted on the vehicle so that the low intensity part faces the anticipated collision direction.

위와 같은 발명에 의하면, 국부적으로 고강도, 국부적으로 저강도를 가지는 충돌 부품을 생산할 수 있어, 차체 강성 확보와 충격 흡수라는 효과를 동시에 달성하여 최종적으로 충돌 사고시 승객의 피해를 최소화할 수 있다.According to the above invention, it is possible to produce a collision part having a locally high strength, locally low strength, to achieve the effect of securing the body rigidity and shock absorption at the same time to minimize the damage of passengers in the event of a crash accident.

이하 본 발명에 따른 국부강화 핫스탬핑 방법 및 그 방법에 따라 제조된 충돌부품에 대한 구체적인 실시예를 설명한다.Hereinafter, a localized hot stamping method according to the present invention and a concrete embodiment of a crash part manufactured according to the method will be described.

상기 충돌부품은 도 2의 우측에 도시된 바와 같이 부분적으로는 고강도 부 분(7), 부분적으로는 저강도 부분(8)을 구비함으로써 동일한 부품 내에서 고강도의 마르텐사이트 조직(7)과 저강도의 페라이트/퍼얼라이트조직(8)을 갖도록 제작된다. 따라서 충돌시 저강도의 페라이트/퍼얼라이트 조직 부분(8)에서는 충돌에너지의 흡수를 유도하고, 고강도의 마르텐 사이트 조직 부분(7)에서는 더 이상 침입이 일어나지 않도록 주요부를 지지/보호하는 작용을 갖는다. 이러한 국부강화 핫스탬핑 부품은 충돌시 충돌에너지 흡수와 주요부 침입저지를 동시에 달성 가능하여 탑승자의 보호기능을 높일 수 있다. 이를 위하여, 소재의 성형시 가열방법이나, 냉각방법을 달리하여 동일부품 내에서 강도를 달리하는 부품을 생산하는 방법을 사용할 수 있다.The impingement part has a high strength part 7, partly a low strength part 8, as shown on the right side of FIG. 2, thereby providing a high strength martensite structure 7 and a low strength within the same part. It is manufactured to have a ferrite / perlite structure (8). Therefore, in the event of collision, the ferrite / perlite tissue portion 8 of low intensity induces the absorption of collision energy, and the high strength martensite tissue portion 7 has the function of supporting / protecting the main portion so that no further intrusion occurs. These local reinforced hot stamping parts can simultaneously achieve collision energy absorption and major part intrusion prevention at the time of collision, thereby enhancing the occupant's protection function. To this end, it is possible to use a method of producing a part having a different strength in the same part by different heating methods or cooling methods when forming the material.

국부강화 핫스탬핑 부품을 제작하기 위한 방법은 크게 두 가지가 있다. 첫 번째는 소재의 가열온도를 국부적으로 달리하여, 최종적으로 동일부품 내에서 다른 강도를 갖는 부품을 생산하는 방법이다. 두 번째는 동일한 온도로 가열된 소재의 냉각속도를 국부적으로 제어하여, 동일부품 내에서 다른 강도를 갖는 부품을 생산하는 방법이다. There are two ways to fabricate localized hot stamping parts. The first is to produce parts with different strengths within the same part, by locally varying the heating temperature of the material. The second method is to locally control the cooling rate of the material heated to the same temperature to produce parts with different strengths in the same part.

사용되는 소재는 열처리 경화형 보론강(6)이며 그 성분계는 도 3에 도시한 것과 같다. 본 발명의 각 제조방법에 대한 구체적인 실시 예는 다음과 같다.The material used is heat-hardened boron steel 6 and its component system is as shown in FIG. Specific embodiments of each manufacturing method of the present invention are as follows.

[차등 가열 방식][Differential heating method]

첫 번째는, 도 4와 같이 소재의 가열온도를 국부적으로 달리하여 최종 부품의 강도를 국부적으로 제어하는 방법이다. 도 4에서 확인할 수 있듯이, 소재를 770℃(Ac1;오스테나이트로의 변태가 시작되는 온도)로 국부적으로 가열하여 급냉할 경 우, 그 부분의 강도는 약 780MPa정도가 된다. 그러나 소재를 820℃(Ac3;오스테나이트로의 변태가 완료되는 온도) 이상으로 국부적으로 가열할 경우, 그 부분의 강도는 약 1500MPa급이 된다. 이렇게 소재의 가열온도를 국부적으로 달리하여, 동일 부품내에서 다른 강도를 갖는 국부강화 핫스탬핑 부품의 제작이 가능하다.The first is a method of locally controlling the strength of the final part by locally changing the heating temperature of the material as shown in FIG. As can be seen in Figure 4, when the material is locally heated to 770 ° C (Ac1; temperature at which transformation to austenite begins) and quenched, the strength of the part is about 780 MPa. However, when the material is locally heated above 820 ° C. (Ac 3, the temperature at which transformation to austenite is completed), the strength of the part is about 1500 MPa. Thus, by locally varying the heating temperature of the raw material, it is possible to produce locally reinforced hot stamping parts having different strengths in the same part.

<실시예 1>&Lt; Example 1 >

구체적인 실시예로서, 도 5에서는 인덕션 코일(11)을 이용하여 보론강 소재(1)를 국부적으로 가열하는 방법을 제시한다. 가열부(9)는 Ac3온도(820℃) 이상으로 가열하고, 비가열부(10)는 Ac1온도(770℃)이하로 가열하고 프레스(3)에서 성형 중 냉각수로(4)에 따른 냉각을 통해 급냉시킨다. 이 경우, 동일 부품내에서 고강도부(7)와 저강도부(8)를 얻을 수 있다.As a specific embodiment, FIG. 5 illustrates a method of locally heating the boron steel material 1 using the induction coil 11. The heating section 9 is heated above the Ac 3 temperature (820 ° C.), the non-heating section 10 is heated below the Ac 1 temperature (770 ° C.) and cooled by the cooling water passage 4 during molding in the press 3. Quench. In this case, the high strength portion 7 and the low strength portion 8 can be obtained in the same component.

<실시예 2><Example 2>

또 다른 국부가열 방법으로는, 도 6에 도시된 바와 같이 가스버너(12)를 이용하여 화염(13)을 직접 소재(1)의 표면에 국부적으로 가하는 가열방법을 통해, 가열부(9)는 Ac3온도(820℃) 이상으로 가열하고 비가열부(10)는 Ac1온도(770℃)이하로 가열한 후, 프레스(3)에서 성형 중 냉각수로(4)에 따른 냉각을 통해 급냉시킨다. 이 방법을 통하여서도 원하는 부분만큼을 고강도의 마르텐사이트(7)조직으로 얻을 수 있고, 나머지는 저강도의 페라이트/퍼얼라이트조직(8)을 얻을 수 있다. As another local heating method, as shown in FIG. 6, the heating unit 9 is heated by directly applying the flame 13 directly to the surface of the material 1 using the gas burner 12. After heating above Ac3 temperature (820 degreeC) and heating the non-heating part 10 below Ac1 temperature (770 degreeC), it is quenched by the cooling according to the cooling water path 4 in the press 3 during molding. Through this method, the desired portion can be obtained by the high strength martensite (7) structure, and the rest can be obtained by the low strength ferrite / perlite structure (8).

<실시예 3><Example 3>

마지막으로, 도 7과 같이 소재(1)의 일부를 단열재(14)로 가린 상태에서 가열로(2)에 장입시켜 소재의 일부만 가열하여, 즉 회전식 혹은 직렬 이동식 가열로 내에서 외부로 노출된 부위만 가열하여, 가열부(9)는 Ac3온도(820℃) 이상으로 가열하고 비가열부(10)는 Ac1온도(770℃)이하로 가열한 후, 프레스(3)에서 성형 중 냉각수로(4)에 따른 냉각을 통해 급냉시킨다. 같은 부품내에서 고강도의 마르텐사이트(7)조직과 저강도의 페라이트/퍼얼라이트(8) 조직을 얻을 수 있다.Finally, a portion of the material 1 is inserted into the heating furnace 2 in a state in which a part of the material 1 is covered with the heat insulating material 14 to heat only a part of the material, that is, a portion exposed to the outside in a rotary or series mobile heating furnace. Only by heating, the heating section 9 is heated above the Ac 3 temperature (820 ° C.) and the non-heating section 10 is heated below the Ac 1 temperature (770 ° C.), and then in the press 3 the cooling water passage 4 during molding. Quench through cooling according to In the same part, a high-strength martensite (7) structure and a low-strength ferrite / perlite (8) structure can be obtained.

[차등 냉각 방식][Differential cooling method]

두 번째는, 도 8에 도시된 바와 같이, Ac3온도(820℃)이상으로 전체가 가열된 소재의 냉각속도를 국부적으로 조절하여, 최종부품의 강도를 제어하는 방법이다. 도 8에서 확인할 수 있듯이, 전체적으로 Ac3온도 이상으로 가열된 소재를 30℃/sec 이상으로 국부적으로 급냉(15)시킬 경우, 국부적으로 급냉된 부위는 1500MPa의 고강도를 가지게 된다. 한편 소재를 12℃/sec 이하의 속도로 국부적으로 냉각(16)시킬 경우, 그 부위는 780MPa급의 강도를 가지게 된다. 따라서 국부적으로 냉각속도를 제어할 경우, 단일 부품에서 다른 강도를 가지게 할 수 있다.Second, as shown in Figure 8, by locally adjusting the cooling rate of the material is heated to the Ac3 temperature (820 ℃) or more, the method of controlling the strength of the final part. As can be seen in Figure 8, when locally quenched (15) the material heated above the Ac3 temperature as a whole 30 ° C / sec or more, the locally quenched site has a high strength of 1500MPa. On the other hand, when the material is locally cooled 16 at a rate of 12 ° C./sec or less, the portion has a strength of 780 MPa. Therefore, localized cooling rates can lead to different strengths in a single part.

<실시예 1>&Lt; Example 1 >

구체적인 실시예로서, 도 9에 도시된 바와 같이, 금형을 분할하여 가열금형(17)과 냉각금형(18)을 제작하여 단일 부품의 냉각속도를 차등 제어한다. 가열금형(17)에는 카트리지 히터를 삽입하여 고온(400℃ 이상)을 유지시켜주고, 냉각금형(18)에는 냉각수유로(4)를 형성하여 금형의 온도를 상온으로 유지시킨다. 전체가 Ac3온도(820℃)이상으로 가열된 블랭크(9)를 분할금형에 넣고 성형 및 국부적 냉각속도 제어를 실시한다. 이때, 가열금형에 접촉하고 있는 부분의 경우 냉각속도가 작아(20℃/sec 이하), 최종적으로 낮은 강도의 재질(8)을 얻을 수 있다. 한편 냉각 금형에 접촉하고 있는 부분의 경우 냉각속도가 빨라(대략 30℃/sec) 최종적으로 높은 강도의 재질(7)을 얻을 수 있다. 따라서 분할된 금형을 사용함으로써 동일 부품 내에서 다른 강도를 가지는 부품을 얻을 수 있다.As a specific embodiment, as shown in Figure 9, by dividing the mold to produce a heating mold 17 and a cooling mold 18 to differentially control the cooling rate of a single part. The heating die 17 is inserted into the cartridge heater to maintain a high temperature (400 ℃ or more), the cooling die 18 to form a cooling water flow path (4) to maintain the temperature of the mold at room temperature. The blank 9, the whole of which is heated above the Ac3 temperature (820 占 폚), is placed in a divided mold, and molding and local cooling rate control are performed. At this time, in the case of the part in contact with the heating mold, the cooling rate is low (20 ° C./sec or less), and finally, the material 8 having low strength can be obtained. On the other hand, in the case where the part is in contact with the cooling die, the cooling rate is high (about 30 ° C./sec), and finally, a high strength material 7 can be obtained. Therefore, parts having different strengths can be obtained in the same part by using divided molds.

<실시예 2><Example 2>

필요에 따라서, 더 낮은 인장강도를 필요로 하는 경우에 있어서는 도 10과 같이 고온금형(17)이 합형되어 성형이 끝나면, 그 즉시 금형을 소재와 2~8 mm 간격으로 분리한다. 이 경우, 공극(2~8 mm) 형성하여 냉각속도를 더욱 작게(10℃/sec 이하)하며, 더 낮은 강도(780MPa 이하)급의 소재를 국부적으로 얻을 수 있다.If necessary, when a lower tensile strength is required, as shown in FIG. 10, when the high temperature mold 17 is molded and the molding is completed, the mold is immediately separated from the raw material at intervals of 2 to 8 mm. In this case, voids (2 to 8 mm) are formed to further reduce the cooling rate (10 ° C./sec or less) and obtain a lower strength (780 MPa or less) grade material locally.

[국부강화 핫스탬핑 방법이 적용된 충돌부품][Crash Parts with Local Reinforced Hot Stamping Method]

도 11에서는 이러한 방법으로 제작된 리어플로어 사이드멤버(22)를 도시하고 있다. 상기한 바와 같은 방법으로 제작되는 국부강화 핫스탬핑 부품은 동일부품 내에서 고강도구간(21)과 저강도구간(20)을 동시에 갖게 된다. 11 shows a rear floor side member 22 fabricated in this manner. Locally-reinforced hot stamping parts manufactured by the method as described above have a high-strength section 21 and a low-strength tool section 20 simultaneously in the same part.

도 12에 도시된 바와 같이, 위 방법으로 제작되는 리어사이드 멤버의 경우 최고 1500MPa의 강도를 갖는 부분과 최저780MPa의 강도를 갖는 부분이 부품내에서 동시에 존재하게 된다. 리어사이드 멤버는 차체의 후방에서 후방충돌로부터 보호해 주는 대표적인 부품이다. 후방충돌 직후, 저강도구간(20)에서는 충돌에너지를 최대한 흡수하는 역할을 한다. 이후 고강도 구간(21)에서는 더 이상 차체가 변형이 되지 않도록 하여, 고강도 구간 하부에 설치된 연료통으로 각종 부재의 침입을 저지하는 역할을 하게 된다.As shown in FIG. 12, in the case of the rearside member manufactured by the above method, a portion having a maximum strength of 1500 MPa and a portion having a minimum strength of 780 MPa exist simultaneously in the part. The rear side member is a representative part of the rear body to protect against rear collision. Immediately after the rear collision, the low steel tool section 20 serves to absorb the collision energy as much as possible. Since the high-strength section 21 so that the vehicle body is no longer deformed, it serves to prevent the intrusion of various members into the fuel cylinder installed under the high-strength section.

도 13에서는 충돌초기 운전석 목부위의 감/가속도를 보여준다. 상기한 바와 같은 방법으로 제작한 신규 충돌부품을 사용할 경우, 충돌에너지 흡수가 저강도 구간(22)에서 더 많이 이루어진다. 따라서, 도 13에 도시된 바와 같이 최고 가속도가 종래기술 62.4G(G: 중력가속도)에서 본 발명 59.4G로 감소함을 충돌해석을 통해 알 수 있었다. 이는 충돌시 운전자의 목상해를 감소시키는 역할을 하게 된다.13 shows the acceleration / acceleration of the neck of the initial driver's seat. In the case of using a new collision part manufactured by the method described above, the collision energy absorption is made more in the low intensity section 22. Accordingly, as shown in FIG. 13, it can be seen from the collision analysis that the highest acceleration decreases from the prior art 62.4G (G: gravity acceleration) to 59.4G of the present invention. This serves to reduce the driver's neck injury in a collision.

또한 도 14에서 보는 바와 같이 충돌 후 리어서스펜션의 밀림량을 기존과 비교해 보면, 최대 28mm가 개선됨을 알 수 있었다. 이는 후방 충돌시 연료탱크를 보호하고 연료의 누출을 막는 역할을 하게 된다. 따라서 본 발명을 사용한 충돌부품을 사용할 경우, 충돌에너지 흡수와 주요부 침입저지의 효과가 있음을 알 수 있다.In addition, as shown in FIG. 14, when comparing the amount of sliding of the rear suspension after the collision, it was found that the maximum 28 mm was improved. This protects the fuel tank in the event of a rear collision and prevents fuel leakage. Therefore, it can be seen that when using the collision parts using the present invention, the effects of collision energy absorption and the main part intrusion prevention.

도 1은 종래의 충돌부품 제작을 위한 핫스탬핑 방법;1 is a hot stamping method for manufacturing a conventional collision parts;

도 2는 종래의 핫스탬핑 부품과 본 발명에 따른 국부강화 핫스탬핑 부품의 개략도;2 is a schematic view of a conventional hot stamping part and a locally hardened hot stamping part according to the present invention;

도 3은 국부강화 핫스탬핑에 사용되는 소재의 성분계를 나타낸 표;3 is a table showing the component system of the material used for local hardening hot stamping;

도 4는 핫스탬핑 방법에 있어서 가열온도의 차에 따른 인장강도의 차이를 나타낸 도표;Figure 4 is a chart showing the difference in tensile strength with the difference in heating temperature in the hot stamping method;

도 5는 인덕션 국부가열을 통한 국부강화 방법을 나타낸 도면;5 is a view showing a local strengthening method through induction local heating;

도 6은 가스버너 국부가열을 통한 국부강화 방법을 나타낸 도면;6 is a view showing a local strengthening method through gas burner local heating;

도 7은 국부단열 처리 후 가열을 통한 국부강화 방법을 나타낸 도면;7 is a view showing a local strengthening method through heating after local thermal insulation treatment;

도 8은 핫스탬핑 방법에 있어서 냉각속도의 차에 따른 인장강도의 차이를 나타낸 도표;8 is a chart showing the difference in tensile strength according to the difference in cooling rate in the hot stamping method;

도 9는 가열금형을 통한 냉각속도 제어를 통한 국부강화 방법을 나타낸 도면;9 is a view showing a local strengthening method through the cooling rate control through a heating mold;

도 10은 도 9의 가열금형 적용 및 면접촉 제어를 통한 국부강화 방법을 나타낸 도면;10 is a view showing a local strengthening method through the heating mold application and surface contact control of FIG.

도 11은 본 발명의 실시예에 따라 제작된 충돌부품 및 그 부품의 장착 상태를 나타낸 도면;11 is a view showing a collision part manufactured according to an embodiment of the present invention and a mounting state of the part;

도 12는 종래 및 본 발명의 충돌부품의 길이방향에 따른 강도 분포와 조직 상태를 나타낸 도면;12 is a view showing the intensity distribution and the structure state in the longitudinal direction of the conventional collision parts of the present invention.

도 13은 종래 및 본 발명의 충돌부품 장착 후 충돌실험을 통해 얻은 목 부위 작용 가속도를 나타낸 도면; 그리고13 is a view showing the acceleration of the neck region obtained through the collision test after the conventional mounting of the collision component of the present invention; And

도 14는 종래 및 본 발명의 충돌부품 장착 후 충돌실험을 통해 얻은 위치별 밀림량을 나타낸 도면이다.14 is a view showing the amount of push by position obtained through the crash test after the mounting of the crash parts of the prior art and the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

1 : 블랭크1: blank

2 : 가열로2: heating furnace

3 : 프레스3: press

4 : 금형 내 냉각수로4: with coolant in the mold

5 : 이송 로봇5: transfer robot

6 : 열처리 전 보론 열처리 경화강6: Boron heat treated hardened steel before heat treatment

7 : 열처리 후 마르텐사이트 조직7: martensite structure after heat treatment

8 : 열처리 후 페라이트/퍼얼라이트조직8: ferrite / perlite structure after heat treatment

9 : 가열 부분9: heating part

10 : 비가열 부분10: non-heating part

11 : 인덕션 코일11: induction coil

12 : 가스버너 노즐12: gas burner nozzle

13 : 화염13: flame

14 : 단열재14: heat insulation

15 : 급냉곡선(30℃/sec)15: quench curve (30 ° C / sec)

16 : 서냉곡선(6℃/sec)16: slow cooling curve (6 ° C / sec)

17 : 가열금형17: heating mold

18 : 냉각금형18: cooling mold

19 : 가열용 카트리지 히터19: cartridge heater for heating

20 : 에너지 흡수영역(780MPa급)20: energy absorption area (780 MPa class)

21 : 침입 저지영역(1500MPa~2000MPa급)21: intrusion prevention zone (1500MPa ~ 2000MPa class)

22 : 리어 플로어 사이드멤버22: rear floor side member

Claims (7)

블랭크를 오스테나이징 온도 이상(AC3 이상)으로 가열한 후 프레싱하고 급냉하여 마르텐사이트 조직을 조성하는 공정을 포함하는 핫스탬핑 방법에 있어서,A hot stamping method comprising the step of heating a blank above an austenizing temperature (above AC3), pressing and quenching to form a martensite structure, 상기 블랭크의 가열단계에서 적어도 블랭크의 일부분은 오스테나이징 온도 이하(AC1 이하)로 가열하여 최종적으로 페라이트/퍼얼라이트 조직이 조성되도록 하는 것을 특징으로 하는 국부강화 핫스탬핑 방법.At least a portion of the blank in the heating step of the blank to heat below the austenizing temperature (below AC1) to finally form a ferrite / perlite structure. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 블랭크의 일부분을 오스테나이징 온도 이하로 가열하는 방법은, 오스테나이징 온도 이상 가열되어야 하는 부분을 인덕션 히팅 또는 가스버너를 통해 가열하는 국부강화 핫스탬핑 방법.The method of heating a portion of the blank below the austenizing temperature, the localized hot stamping method of heating a portion to be heated above the austenizing temperature through induction heating or gas burner. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 블랭크의 일부분을 오스테나이징 온도 이하로 가열하는 방법은, 오스테나이징 온도 이하로 가열되어야 할 부분에 단열재를 사용하여 가열로에 장입함으로써 단열재에 의해 열이 차단되는 부분의 온도가 오스테나이징 온도 이하가 되도록 하는 국부강화 핫스탬핑 방법.In the method of heating a part of the blank below the austenizing temperature, the temperature of the part at which the heat is blocked by the heat insulating material is charged into the heating furnace by using a heat insulating material in a part to be heated below the austenizing temperature. Locally strengthened hot stamping method to bring the temperature below. 블랭크를 오스테나이징 온도 이상(AC3 이상)으로 가열한 후 프레싱하고 급냉 하는 공정을 포함하는 핫스탬핑 방법에 있어서,In the hot stamping method comprising the step of heating and quenching the blank after the austenizing temperature or more (AC3 or more), 상기 급냉 단계에서 적어도 피가공물의 일부분을 나머지 부분보다 천천히 냉각하여, 일부분의 강도가 나머지 부분의 강도보다 낮도록 형성하는 것을 특징으로 하는 국부강화 핫스탬핑 방법.Cooling at least a portion of the workpiece more slowly than the remaining portion in the quenching step, so that the strength of the portion is formed to be lower than the strength of the remaining portion. 청구항 4에 있어서,The method according to claim 4, 상기 급냉 단계에서 피가공물의 일부분을 천천히 냉각하는 방법은, 프레싱 금형을 적어도 가열금형과 냉각금형으로 구분되는 분할금형으로 구성하고, 천천히 냉각하기 위한 피가공물 부분이 가열금형 쪽에서 프레싱된 상태에서 냉각되도록 하는 핫스탬핑 방법.The method of slowly cooling a part of the workpiece in the quenching step comprises: forming the pressing die into at least a split mold divided into a heating mold and a cooling mold, and cooling the workpiece to be cooled in a pressed state on the heating mold side. Hot stamping method. 청구항 4에 있어서,The method according to claim 4, 상기 급냉 단계에서 피가공물의 일부분을 천천히 냉각하는 방법은, 프레싱 금형을 적어도 가열금형과 냉각금형으로 구분되는 분할금형으로 구성하고, 천천히 냉각하기 위한 피가공물 부분을 가열금형 쪽에서 프레싱한 직후 가열금형이 피가공물로부터 일정 간격 떨어져 공극이 유지된 상태에서 냉각되도록 하는 핫스탬핑 방법.The method of slowly cooling a part of the workpiece in the quenching step comprises: forming the pressing die into at least a split mold divided into a heating mold and a cooling mold, and heating the mold immediately after pressing the workpiece to be slowly cooled from the heating mold side. Hot stamping method to allow the air gap to be cooled at a predetermined distance away from the workpiece. 청구항 1 내지 6의 어느 한 항의 핫스탬핑 방법으로 제조된 차량용 충돌 부품으로서,A crash part for a vehicle manufactured by the hot stamping method of any one of claims 1 to 6, 상기 충돌부품은 부분적으로는 고강도 부분, 부분적으로는 저강도 부분을 구비하고, 고강도 부분이 차량의 주요부 측에 고정되고 저강도 부분이 충돌 예상 방향을 향하도록 차량에 장착되는 차량용 충돌 부품.The crash part has a high strength part, partly a low strength part, and the crash part for a vehicle is mounted on the vehicle such that the high strength part is fixed to the main part side of the vehicle and the low strength part faces the anticipated collision direction.
KR1020090119148A 2009-12-03 2009-12-03 Partial-strengthening hot-stamping method for improving impact resistance of vehicle parts KR101125387B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090119148A KR101125387B1 (en) 2009-12-03 2009-12-03 Partial-strengthening hot-stamping method for improving impact resistance of vehicle parts

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090119148A KR101125387B1 (en) 2009-12-03 2009-12-03 Partial-strengthening hot-stamping method for improving impact resistance of vehicle parts

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110062428A true KR20110062428A (en) 2011-06-10
KR101125387B1 KR101125387B1 (en) 2012-03-27

Family

ID=44396610

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090119148A KR101125387B1 (en) 2009-12-03 2009-12-03 Partial-strengthening hot-stamping method for improving impact resistance of vehicle parts

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101125387B1 (en)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013047939A1 (en) 2011-09-30 2013-04-04 현대하이스코 주식회사 Preparation method of steel product having different strengths using laser heat treatment, and heat hardened steel used therein
KR101304621B1 (en) * 2011-06-28 2013-09-05 주식회사 포스코 Method for manufacturing hot press forming parts having different strengths by area
KR101313980B1 (en) * 2011-09-23 2013-10-14 현대하이스코 주식회사 Hot stamping method using resistance heating and resistance heating device for the same
KR101326411B1 (en) * 2011-10-17 2013-11-20 현대하이스코 주식회사 Partial heating device and hot stamping method using the same
KR101365950B1 (en) * 2012-03-29 2014-02-28 울산대학교 산학협력단 Collision safety apparatus of vehicle and control method thereof
KR101371139B1 (en) * 2012-05-31 2014-03-12 서진산업 주식회사 Manufacturing method of automibile front side member by heat treatment
KR101383393B1 (en) * 2012-07-25 2014-04-10 현대하이스코 주식회사 Partial hot stamping device and hot stamping method using the same
KR101482336B1 (en) * 2012-12-21 2015-01-13 주식회사 포스코 Method for manufacturing hot forming parts having strength distribution
US10240219B2 (en) 2012-05-25 2019-03-26 Hyundai Motor Company High frequency heat treatment method of ultra-high strength parts
KR20210044290A (en) * 2013-07-05 2021-04-22 오토테크 엔지니어링 에스.엘. Metal part with controlled deformation orientation

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4135397B2 (en) * 2002-05-13 2008-08-20 日産自動車株式会社 Method and apparatus for quenching pressed parts
JP2005193287A (en) 2004-01-09 2005-07-21 Nippon Steel Corp Method for manufacturing high-strength component having excellent shape accuracy
KR100765723B1 (en) 2006-06-07 2007-10-11 현대하이스코 주식회사 Manufacturing method of high strength reinforcement for motors using hot stamping
JP2009061473A (en) * 2007-09-06 2009-03-26 Sumitomo Metal Ind Ltd Method for manufacturing high-strength component

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101304621B1 (en) * 2011-06-28 2013-09-05 주식회사 포스코 Method for manufacturing hot press forming parts having different strengths by area
KR101313980B1 (en) * 2011-09-23 2013-10-14 현대하이스코 주식회사 Hot stamping method using resistance heating and resistance heating device for the same
WO2013047939A1 (en) 2011-09-30 2013-04-04 현대하이스코 주식회사 Preparation method of steel product having different strengths using laser heat treatment, and heat hardened steel used therein
KR101326411B1 (en) * 2011-10-17 2013-11-20 현대하이스코 주식회사 Partial heating device and hot stamping method using the same
KR101365950B1 (en) * 2012-03-29 2014-02-28 울산대학교 산학협력단 Collision safety apparatus of vehicle and control method thereof
US10240219B2 (en) 2012-05-25 2019-03-26 Hyundai Motor Company High frequency heat treatment method of ultra-high strength parts
KR101371139B1 (en) * 2012-05-31 2014-03-12 서진산업 주식회사 Manufacturing method of automibile front side member by heat treatment
KR101383393B1 (en) * 2012-07-25 2014-04-10 현대하이스코 주식회사 Partial hot stamping device and hot stamping method using the same
KR101482336B1 (en) * 2012-12-21 2015-01-13 주식회사 포스코 Method for manufacturing hot forming parts having strength distribution
KR20210044290A (en) * 2013-07-05 2021-04-22 오토테크 엔지니어링 에스.엘. Metal part with controlled deformation orientation
US10994783B2 (en) 2013-07-05 2021-05-04 Autotech Engineering S.L. Metal part with controlled deformation orientation

Also Published As

Publication number Publication date
KR101125387B1 (en) 2012-03-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101125387B1 (en) Partial-strengthening hot-stamping method for improving impact resistance of vehicle parts
JP5380458B2 (en) B-pillar for vehicle and method for manufacturing B-pillar
CN109072322B (en) Method for producing a motor vehicle component having at least two regions of differing strength
CA2804707C (en) Tailored properties by post hot forming processing
JP4833323B2 (en) Vehicle member manufacturing method and side member using the same
CN103173606A (en) Method for producing a motor vehicle component and motor vehicle component
CN107107959B (en) Press-hardened sheet metal formed part with different sheet thicknesses and strengths
US11359254B2 (en) Heat treatment method and heat treatment device
WO2017190220A1 (en) Hot forming tool with infrared light source
KR101376412B1 (en) Partial heating device of hot stamping blank and heating method using the same
KR101159897B1 (en) Cooling system for press mold and method for producing automobile parts using the same
US11118239B2 (en) Heat treatment method and heat treatment device
KR101316321B1 (en) B pillar having hybrid-strength for vehicle and it&#39;s manufacturing method
US20170073782A1 (en) Method of local heat treatment for collision parts of vehicle using high frequency signal
US20200318211A1 (en) Method for Producing a Profiled Component, and Profiled Component
KR101830437B1 (en) High toughness, heat-treated steel pipe having a three-layer structure and manufacturing method thereof
CN114952185A (en) Forming method of side wall reinforcement
CN104477248A (en) Side wall inner plate of automobile

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: 20150227

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180227

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190227

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200227

Year of fee payment: 9