KR20120093189A - 금속 부품의 제조 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 구조용 금속 부품, 특히 차량 구조용 부품을 제조하기 위한 방법에 관한 것으로서, 이 방법에서 강재 부품(16, 104)은 열간 성형되고 금형 표면(14)과 접촉함에 의해서 적어도 섹션들에서 경화되며, 강재 부품(16, 104)은 경화되는 중에 적어도 두 개의 부분적인 구역(152, 154, 162, 164)들에서 서로 상이한 냉각 속도로 냉각되므로 경화 후에 부분적인 구역(152, 154, 162, 164)들의 미세조직이 상이하게 되고, 서로 상이한 냉각 속도는, 강재 부품(16, 104)의 부분적인 구역(152, 154, 162, 164)들에 대응하며 열 전도성이 서로 상이한 금형 표면(14)의 섹션(32, 34, 36, 38, 66, 68, 70, 72)들에 의해서 생성된다. 또한 본 발명은 구조용 금속 부품을 제조하기 위한 방법 뿐만 아니라 금형 및 배치처리로에 관한 것이다.

Description

금속 부품의 제조 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING A METAL COMPONENT}
본 발명은 구조용 금속 부품, 특히 차량 구조용 부품을 제조하기 위한 방법에 관한 것으로서, 이 제조 방법에서 강재 부품은 열간 성형되고 금형 표면과 접촉함에 의해서 적어도 여러 섹션들에서 경화되며, 강재 부품은 경화되는 중에 적어도 두 개의 부분적인 구역들에서 서로 상이한 냉각 속도로 냉각됨으로써, 부분적인 구역들의 경화 후 미세조직이 상이하다. 또한 본 발명은 이러한 구조용 금속 부품을 제조하기 위한 금형 및 배치처리로(batch furnace)에 관한 것이다.
열간 성형한 구조용 금속 부품들은 자동차 산업, 특히 높은 횡방향 응력을 받는 차체의 충돌 관련 구역들에 광범위하게 사용된다. 따라서, 종종 B 필러(pillar) 및 B 필러 보강재는 고강도의 열간 성형한 망간-붕소 강으로 만들어진다. 구조용 부품에서 높은 변형 저항 및 높은 인장 강도는 열간 성형 공정에서 이러한 재료를 처리함으로써 달성될 수 있으므로, 필요한 판재 금속 두께는 종래에 만들어진 구조용 강재 부품과 비교하여 현저하게 감소 될 수 있고 이 방식으로 경량 구조에 기여하며, 따라서 이산화탄소 배출 감소가 달성될 수 있다. 열간 성형 하여 만들어진 구조용 금속 부품의 단점은 열간 성형한 구조용 금속 부품의 파괴 시의 연신율이 비교적 낮다는 것이다. 그러므로, 높은 강도 특히 항복 강도는 구조용 금속 부품의 좌굴을 방지하기 때문에, 열간 성형한 구조용 금속 부품은 횡방향 응력을 받는 구역에 성공적으로 사용될 수 있다. 그러나, 종방향 응력을 받는 구조용 금속 부품들, 예를 들어 종방향 부재들의 경우에는, 파괴 시의 낮은 연신율로 인하여 구조용 금속 부품의 균일한 구겨짐을 허용하지 않고 비교적 낮은 에너지 흡수 후에 재료의 파괴가 일어나기 때문에 열간 성형한 구조용 금속 부품이 사용될 수 없다.
독일 특허공보 DE 102 56 621 B3호에서 시트 바(sheet bar)가 통과하는 직선 이동 방식의 노(straight-flow furnace) 안에서 시트 바는 변화하는 조건하에서 가열되므로, 상이한 재료 온도로 인하여 성형 후에 구조용 금속 부품에서 상이한 강도가 얻어진다. 이 방법에서 시트 바는 두 개의 노 챔버를 통과할 때 상이하게 템퍼링 되므로, 경화 공정에서 상이한 조직의 구역들이 나타난다. 이 방법은 파괴 시의 연신율 및 강도와 관련하여 오직 두 개 내지 세 개의 상이한 부분들만이 구조용 금속 부품에서 얻어질 수 있다는 단점을 갖고 있다. 게다가, 상이한 부분들은 시트 바의 통과 방향에서만 형성될 수 있다. 강재 부품 또는 시트 바의 통과 방향은 원칙적으로 강재 부품 또는 시트 바의 가장 큰 치수의 길이방향에 해당한다.
독일 특허공개공보 DE 10 2006 019 395 A1호에는 종방향의 응력을 받는 구역에 열간 성형한 구조용 금속 부품들을 사용할 목적으로, 고강도 및 초고강도 강재의 시트 바를 성형하기 위한 장치 및 방법이 개시되어 있다. 이 방법은, 열간 성형하기 위한 성형 금형이 성형 중에 상이한 온도 구역에서 소정의 상이한 온도로 강재를 템퍼링 할 수 있는 템퍼링 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이 방법에서 구조용 금속 부품의 미세조직에 국부적으로 영향을 줄 수 있으므로, 위치 종속(location-dependent) 재료 특성을 갖는 구조용 금속 부품이 제조될 수 있다. 위치 종속 재료 특성은, 재료 특성이 구조용 금속 부품의 적어도 두 개의 부분적인 구역에서 상이한 것을 의미한다. 상이한 종류의 조직은 상이한 냉각 속도에 의해서 얻어진다. 그러나, 템퍼링 하는 수단을 구비한 성형 금형은 상대적으로 제조하기 복잡하며 고가이다.
따라서, 본 발명은 구조용 금속 부품에서 조직의 국부적인 조절이 가능하며 동시에 실행하기 간단하고 비용이 많이 들지 않는, 구조용 금속 부품을 제조하기 위한 방법 및 장치를 제공한다는 기술적인 목적에 기초한 것이다.
이러한 목적은 본 발명의 전반적인 제1 관점의 방법에 따라 달성되는데, 이 방법에서 서로 상이한 냉각 속도는 열 전도성이 서로 상이한 강재 부품의 부분적인 구역들에 대응하는 금형(tool)의 섹션들에 의해서 얻어진다.
성형 금형에서 강재 부품의 냉각은 성형 금형 표면의 열 전도성에 의해서 크게 영향을 받는다는 것을 인식하였다. 이와 관련하여, 열 전도성은 특히 열전도계수를 의미하는 것이다.
만약 인접한 표면의 열 전도성이 높으면 강재 부품의 빠른 냉각이 일어나고, 반면에 만약 열 전도성이 낮으면 강재 부품은 더 느리게 냉각된다. 금형 표면의 열 전도성을 통하여 냉각 속도를 조절하기 때문에 템퍼링 요소들의 수, 즉 가열 또는 냉각 요소들의 수가 감소 될 수 있고, 결과적으로 비용이 저감된다. 또한, 템퍼링 요소들의 불균일한 배열 또는 필요한 조절 능력이 생략될 수 있다. 이것도 마찬가지로 비용을 저감한다.
상이한 냉각 속도로 인하여 강재 부품 및 제조된 구조용 금속 부품에서 상이한 종류의 조직이 형성된다. 만약 구조용 금속 부품의 부분적인 구역에서 냉각 속도가 27 K/sec 이상이면, 파괴 시에 낮은 연신율 및 높은 강도를 갖는 마르텐사이트 조직이 주로 형성된다. 낮은 냉각 속도에서는 파괴시에 중간 수준의 연신율 및 중간 수준의 강도를 갖는 페라이트-베이나이트 조직, 또는 파괴 시에 높은 연신율 및 낮은 강도를 갖는 페라이트-펄라이트 조직, 또는 페라이트-베이나이트와 페라이트-펄라이트의 혼합 조직이 형성된다. 페라이트-베이나이트 및 페라이트-펄라이트 조직들은 860 MPa 미만의 인장 강도를 갖는다.
본 발명에 따른 방법의 바람직한 실시예에서, 금형은 금형 표면의 적어도 두 개의 섹션의 구역에서 상이한 열 전도성을 갖는 상이한 재료들로 구성된다. 상이한 재료들의 적절한 선택에 의해서 금형 표면의 열 전도성에 간단한 방식으로 영향을 줄 수 있다. 특히, 이러한 방식으로 현저하게 상이한 열 전도성을 갖는 인접한 섹션들이 만들어질 수 있다.
일반적으로, 섹션들의 수는 당연히 두 개로 제한되는 것은 아니며, 임의의 많은 수가 될 수 있다. 바람직하게는, 적어도 세 개의 섹션들이 제공되므로 구조용 금속 부품에서 상이한 종류의 조직 및 강도를 갖는 세 개의 부분적인 구역들이 얻어지며, 적어도 하나의 부분적인 구역은 주로 마르텐사이트 조직을 갖고 있으며 적어도 두 개의 구역들은 주로 페라이트-베이나이트 및/또는 페라이트-펄라이트 조직을 갖고 있다.
만약 금형의 섹션들이 강, 강 합금 및/또는 세라믹으로 구성되면, 금형에 사용하기 위한 충분한 안정성을 갖는 동시에 특히 바람직한 열 전도성이 바람직한 실시예에서 또한 달성된다.
또한 본 발명에 따른 예시적인 바람직한 실시예에서, 금형 표면의 두 개의 섹션 중에서 적어도 하나는 열 전도성을 감소시키거나 또는 열 전도성을 증가시키는 표면 코팅을 갖는다. 이 방식에서, 금형 표면의 열 전도성은 표면 코팅에 의해서 변경된다. 이것은 매우 복합적이며 국부적인 열 전도성의 변화를 가능하게 하고, 따라서 복합적이며 국부적으로 변화된 미세조직을 갖는 구조용 금속 부품이 제조될 수 있다. 금형 표면의 코팅은 용이하게 개장 및/또는 변경될 수 있다는 다른 장점이 있다. 그러므로, 코팅을 변경함에 의해서 하나의 금형으로 상이하게 조합된 미세조직을 갖는 구조용 금속 부품을 제조할 수 있다.
전술한 목적은 본 발명의 제2 관점에 따라 구조용 금속 부품, 차량 구조용 부품을 제조하기 위한 방법에서 달성될 수 있는데, 이 제조 방법에서 강재 부품은 가열되고, 가열된 강재 부품은 금형에서 냉각에 의해 적어도 부분적으로 경화되며, 경화 후에 강재 부품은 상이한 미세조직을 갖는 적어도 두 개의 부분적인 구역들을 포함하고, 경화 전에 강재 부품은 적어도 두 개의 구역들로 이루어진 배치처리로에서 템퍼링 되며, 배치처리로의 상기 구역들은 상이한 온도를 갖는 것을 특징으로 한다.
배치처리로는 가열할 강재 부품이 가열 과정 중에 실질적으로 이동되지 않는 노를 의미하는 것이다. 그러므로, 배치처리로는 가열하는 중에 강재 부품이 계속해서 노를 통과하여 이동하는 직선 이동 방식의 노와 상이한 것이다.
만약, 경화 전에 강재 부품이 배치처리로에서 상이한 온도로 국부적으로 템퍼링되면, 제조할 구조용 금속 부품에서의 미세조직에 간단한 방식으로 영향을 줄 수 있다는 것을 인식하였다. 경화 금형의 표면에서 국부적으로 변화된 온도 차이는 상이한 냉각 속도를 나타내고, 따라서 강재 부품 및 구조용 금속 부품에서 상이한 종류의 미세조직들을 형성한다. 게다가, 페라이트-펄라이트 조직은 구체적으로 오스테나이트 온도 미만의 국부적인 온도 및 경화 금형에서의 후속하는 냉각에 의해서 얻어질 수 있다.
종래 기술의 공지된 방법과 비교하여 본 발명의 방법은, 경화 전에 강재 부품의 온도가 방향의 제한 없이 매우 국부적으로 조절될 수 있다는 장점을 갖는다. 특히, 이 방법으로 서로 상이한 온도를 갖는 다수의 상이한 구역들이 얻어질 수 있다. 게다가, 불균일하게 배열되고 조절되는 템퍼링 수단을 구비한 복잡하고 고가의 성형 금형의 사용하지 않아도 된다.
이 방법의 바람직한 실시예에서 본 발명의 제1 관점에 따른 방법이 부가적으로 실행된다. 본 발명의 제2 관점의 방법과 제1 관점의 방법의 조합으로 인하여, 구조용 금속 부품의 미세조직에 대한 영향이 강화될 수 있으므로, 예를 들어 구조용 금속 부품의 인접한 구역들에서 아주 상이한 미세조직이 만들어질 수 있다. 바람직하게는, 배치처리로의 구역들의 배열은 금형 표면의 섹션들의 배열과 상응한다. 그러나, 서로 상이한 배열도 가능하다.
만약 강재 부품이 배치처리로에서 템퍼링 하기 전에 제2 노, 구체적으로 직선 유동 방식의 노에서 가열되면, 바람직한 실시예에서 강재 부품의 더욱 효율적인 가열 및 템퍼링이 달성된다. 이러한 제2 노에서 특히, 바람직하게는 오스테나이트 구역의 온도 또는 오스테나이트화 온도 혹은 Ac3 온도 이상의 온도로 균일한 가열이 실행될 수 있다. 다음에 배치처리로에서의 템퍼링에서 강재 부품의 부분적인 구역들은 후속 경화 공정을 위한 목표 온도로 가열되거나 또는 냉각된다. 이와 관련하여 특히, 바람직하게는 냉각은 구조용 강재 부품의 너무 이른 경화(premature hardening)가 일어나지 않도록 실행된다. 제2 노는 구체적으로 직선 유동 방식의 노의 형태가 될 수 있다. 이 방법에서, 배치처리로를 위한 구조용 금속 부품들의 신속하고 지속적인 공급이 가능하다.
또한 본 발명의 바람직한 실시예에서 강재 부품은 프레스 금형에서 경화된다. 이 방법에서, 강재 부품의 후속 템퍼링 및 양호한 경화가 달성될 수 있다. 바람직하게는, 상이하게 템퍼링한 부분적인 구역들이 강재 부품의 열적 상태로 인하여 균등화되는 것을 방지하기 위하여, 배치처리로에서의 템퍼링 후에 즉시 강재 부품의 경화가 일어난다.
만약 배치처리로가 온도 구배를 갖는 적어도 하나의 구역을 포함한다면 본 발명의 바람직한 실시예에서, 구조용 금속 부품에서 연속적인 재료 특성의 분포가 달성된다.
본 발명의 방법의 바람직한 실시예에서 강재 부품은 배치처리로의 적어도 하나의 부분적인 구역에서 조절가능한 가스 노즐에 의해, 구체적으로는 질소로 냉각된다.
가스 노즐을 사용하여 냉각하기 때문에, 배치처리로에서 서로 상이한 온도를 갖는 구역들이 매우 간단한 방식으로 실현된다. 특히, 가열 수단들의 수가 감소 될 수 있다. 게다가, 가스 노즐의 조절 능력으로 인하여 배치처리로에서 온도의 유연한 조절이 가능하다. 그러므로, 구조용 금속 부품의 상이한 종류의 상이한 구역들이 조절 기기에 의해서 얻어질 수 있다. 조절가능한 가스 노즐들이 조절가능한 가열 요소들의 대안으로 사용되거나 또는 이들이 조합으로 사용될 수 있다. 질소는 저렴하고 불활성이기 때문에 바람직한 냉각 가스로서 질소가 사용된다.
이하의 예시적인 실시예들은 본 발명의 제1 관점의 방법을 위해 사용될 수 있고, 또한 본 발명의 제2 관점의 방법을 위해 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 방법의 바람직한 실시예에서 강재 부품은 직접적으로 또는 간접적으로 열간 성형 및/또는 프레스 경화된다. 따라서, 제조 공정의 실행에서 높은 수준의 유연성이 이 방식으로 가능하다. 간접적인 열간 성형에서 강재 부품은 적어도 두 단계로, 바람직하게는 먼저 냉간 성형에 의해서 그리고 다음에 열간 성형에 의해서 성형된다. 직접적인 열간 성형에서 성형은 단일의 고온 성형 단계에서 실행된다. 간접적인 고온 성형은 특히 드로잉 깊이가 큰 경우에 유리할 수 있다.
만약 부분적인 구역들 간에 적어도 하나의 경계가 강재의 가장 긴 치수의 길이방향을 횡단하거나 또는 길이방향과 경사지게 및/또는 비선형적으로 형성되어 있다면, 다른 실시예에서 구조용 금속 부품의 특히 유연한 구조가 달성된다. 이 방법은 서로에 대한 부분적인 구역 경계의 실질적으로 임의의 조절을 가능하게 한다. 게다가, 경계 구역에서의 전이 구역 때문에 결합 연결부 특히 용접 이음매를 손상시키는 것을 방지하기 위하여, 바람직하게는 부분적인 구역들 간에 경계가 강재 부품의 외측의 결합 구역들에 배치된다.
본 발명에 따른 방법의 바람직한 실시예에서 반가공 제품, 특히 테일러드 블랭크(tailored blank), 테일러드-용접 블랭크, 패치 작업(patchwork) 블랭크 또는 테일러드 압연 블랭크, 또는 소정 크기로 절단된 시트 바가 강재 부품으로 사용된다. 이 방법은 위치 종속 재료 특성을 갖는 구조용 금속 부품의 제조에 최대한의 유연성을 허용한다. 테일러드 블랭크는 상이한 재료 양 및/또는 시트 두께를 갖는 금속 시트 바를 의미한다. 테일러드 용접 블랭크에서는 상이한 금속 시트 바들이 서로 용접된다. 테일러드 압연 블랭크는 압연 공정에 의해 제조된 상이한 시트 두께를 갖는다. 패치 작업 블랭크는 패치 작업 방식으로 다른 시트들이 결합된 시트 바로 구성된다. 만약 망간-붕소 강 특히 MBW 1500, MBW 1700 또는 MBW 1900가 사용되고, 바람직하게는 마이크로 합금 강, 예를 들어 MHZ 340과 조합 및/또는 마이크로 합금강 예를 들어 MHZ 340이 사용되면, 구조용 금속 부품의 매우 우수한 재료 특성들이 바람직한 실시예에서 얻어진다.
또한 본 발명의 바람직한 방법에서, 강재 부품은 유기물 코팅, 특히 래커 코팅 예를 들어 스케일 방지(scale protection) 코팅, 바람직하게는 용제 또는 수용성 단일 성분, 두 성분 또는 복수 성분의 스케일 방지 코팅을 포함한다. 대안으로 또는 부가적으로, 강재 부품은 무기물 코팅, 바람직하게는 알루미늄계 또는 알루미늄-실리콘계 코팅, 특히 용융 도금 알루미늄 코팅(fal) 및/또는 아연계 코팅을 포함할 수 있다. 이 방법에서, 구조용 금속 부품의 표면이 기능성을 갖게 되므로, 재료 특성은 훨씬 더 유연하게 조화될 수 있다.
본 발명의 기술적인 목적은 본 발명의 제3 관점에 따라 전술한 본 발명의 방법들 중의 하나에 따라 만들어진 차량의 구조용 금속 부품, 특히 A, B 또는 C 필러, 측벽, 루프 프레임 또는 종방향 부재와 같은 구조용 금속 부품을 사용하는 것에 의해 달성된다. 구조용 금속 부품들의 유연하고 국부적으로 조절 가능한 재료 특성으로 인하여, 차량에서 특히 충돌 거동을 향상시키기 위하여 응력에 대하여 최적의 방식으로 재료 특성들이 맞춰질 수 있다.
본 발명의 기술적인 목적은 본 발명의 제4 관점에 따라 만약 강재 부품과 접촉하는 금형 표면이 열 전도성이 상이한 복수의 구역들을 포함한다면, 강재 부품들의 열간 성형 및 경화, 특히 본 발명에 따른 전술한 방법들 중의 하나를 실행하기 위한 금형에서 달성된다.
이와 같은 상이한 구역들로 인하여, 강재 부품의 경화에서 상이한 냉각 속도가 간단한 방식으로 달성되고 따라서 제조된 구조용 금속 부품에서 상이한 종류의 조직이 얻어질 수 있다. 특히, 템퍼링 요소들의 수 예를 들어 금형의 가열 요소들의 수가 감소 될 수 있다.
만약 이러한 구역들이 상이한 열 전도성을 갖는 상이한 재료들 특히 강, 강 합금 및/또는 세라믹으로 이루어진다면, 열 전도성의 차이가 바람직한 실시예의 금형에서 달성될 수 있다.
또한 바람직한 실시예에서, 강재 부품과 접촉하는 금형 표면은 적어도 부분적으로 금형의 금형 인서트 및/또는 교체가능한 상이한 세그먼트에 배열된다. 이 방법에서, 금형에 교체가능한 세그먼트 또는 금형 인서트를 배치 및 재배치할 수 있으므로 상이한 조직 및 그에 따른 상이한 특성을 갖는 구조용 금속 부품이 하나의 금형으로 제조될 수 있다.
금형의 다른 실시예에서 만약 섹션들 중의 적어도 하나가 열 전도성을 감소시키거나 또는 증가시키는 표면 코팅을 가지고 있다면, 상이한 열 전도성의 간단한 실현이 달성된다. 이 방식에서 특히 열 전도성의 매우 국부적인 변화가 달성될 수 있다. 또한, 필요에 따라 표면 코팅은 분리 및 재도포 될 수 있다.
또한 본 발명의 기술적인 목적은 만약 본 발명에 따라 배치처리로가 서로 상이한 온도가 설정될 수 있는 적어도 두 개의 구역들을 갖는다면, 본 발명의 제5 관점에 따라 열간 성형 방법 및/또는 프레스 경화 방법, 특히 전술한 방법들 중의 하나를 실행하기 위하여 강재 부품을 가열하기 위한 배치처리로에서 달성된다.
이 방식에서, 강재 부품은 상이한 온도로 템퍼링 될 수 있으므로, 후속 경화 공정에서 완성된 구조용 금속 부품에서 상이한 종류의 조직이 만들어질 수 있다.
바람직한 실시예에서 배치처리로의 적어도 하나의 구역은 냉각하기 위한 제어 가능한 가스 노즐을 갖고 있다. 이 방식에서, 상이한 온도를 나타내는 구역들은 유연하고 간단한 방식으로 실현될 수 있다.
본 발명의 다른 특징 및 장점들은 첨부 도면을 참조로 복수의 예시적인 실시예에 대한 이하의 설명에 개시된다.
도 1은 구조용 금속 부품을 제조하기 위한 종래 기술의 금형을 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 금형 및 방법의 예시적인 제1 실시예를 도시한 도면.
도 3a 및 3b는 본 발명에 따른 금형 및 방법의 예시적인 다른 두 개의 실시예를 도시한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 금형 및 방법의 예시적인 제3 실시예를 도시한 도면.
도 5는 본 발명에 따른 배치처리로 및 방법의 예시적인 실시예를 도시한 도면.
도 6은 본 발명에 따른 배치처리로 및 방법의 예시적인 다른 실시예를 도시한 도면.
도 7은 본 발명에 따른 방법의 예시적인 다른 실시예를 도시한 도면.
도 8은 본 발명에 따른 방법에 의해 제조된 구조용 제1 금속 부품을 도시한 도면.
도 9는 본 발명에 따른 방법에 의해 제조된 구조용 제2 금속 부품을 도시한 도면.
도 10은 본 발명에 따른 방법에 의해 제조된 구조용 제3 금속 부품을 도시한 도면.
도 1은 구조용 금속 부품을 생산하기 위한 종래 기술에 따른 금형의 종단면도를 도시한다. 금형(2)은 열간 성형 금형으로 설계된 것이며 하부 펀치(4), 상부 펀치(6) 뿐만 아니라 두 개의 플랜지 커터(8, 10)를 포함하고 한다. 하부 및 상부 펀치(4, 6)의 서로 마주하는 표면(12,14)들은 강재 부품(16)으로 생산할 구조용 금속 부품의 외형에 상응하는 프로파일을 가지고 있다. 게다가 상부 펀치(6)에는 상부 펀치(6)의 표면(14) 구역에서의 온도를 조절할 수 있는 템퍼링 요소(18)들이 구비되어 있다. 마찬가지로 템퍼링 요소들은 하부 펀치(4)에도 구비될 수 있다. 인접한 템퍼링 요소(18)들 간의 거리가 서로 다르므로, 표면(14)은 위치 종속 온도 분포를 나타낸다. 종래 기술의 제조 방법에서, 시트 바 형태의 강재 부품(16)은 분리된 펀치(4, 6)들 사이에 놓여지고 상부 펀치(6)가 하부 펀치(4) 상으로 하강된다. 이러한 방식에서, 시트 바는 열간 성형되는 동시에 위치 종속 냉각 속도로 냉각된다. 이것은 강재 부품에서 상응하게 위치 종속 조직 변화를 일으킨다. 강재 부품(16)의 플랜지 구역(20)은 플랜지 커터(8, 10)를 하강시킴에 의해서 절단될 수 있다. 템퍼링 요소(18)의 불균일한 배열 때문에 금형(2)은 구조가 복잡하며 특히 다수의 템퍼링 요소들을 필요로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 금형 및 방법의 예시적인 제1 실시예를 종단면도로 도시한다. 도 1 및 이하의 다른 도면들에 도시된 대응하는 부분들과 동일한 부분들에는 동일한 도면 부호가 부여되어 있다. 하부 펀치(4)가 상이한 열 전도성을 갖는 상이한 재료로 이루어진 섹션(32, 34, 36, 38)들을 갖고 있다는 점에서 금형(30)은 도 1에 도시된 금형(2)과 다르다. 열 전도성이 다른 재료로서 바람직하게는 강, 강 합금 및/또는 세라믹이 사용된다. 대안으로 또는 부가적으로, 상부 펀치(6)도 복수의 상이한 재료의 섹션들로 구성할 수 있다. 또한 섹션들은 표면(12, 14)의 구역에서 상이한 재료들로 구성할 수도 있다. 개별적인 섹션(32, 34, 36, 38)들의 상이한 열 전도성으로 인하여, 강재 부품(16)의 열간 성형 및 경화에서 상이한 냉각 속도가 나타나고, 따라서 강재 부품(16)에서 상이한 미세조직을 형성한다.
도 3a 및 도 3b는 또한 본 발명에 따른 금형 및 방법의 두 개의 예시적인 실시예를 종단면도로 도시한다. 각각의 도면에는 금형, 예를 들어 도 2에 도시된 금형에 대한 대안적인 하부 펀치가 도시되어 있다. 도 3a의 하부 펀치(50)는 상이한 열 전도성을 갖는 상이한 재료들로 구성할 수 있는 복수의 개별적인 세그먼트(52a 내지 52p)로 이루어진다. 따라서, 펀치(50)의 전체 표면(54)이 위치 종속 열 전도성을 갖고 있으므로, 이러한 펀치(50)를 포함하는 금형을 사용하는 열간 성형 및 경화 방법에서 상이한 냉각 속도들이 강재 부품에서 달성될 수 있다. 일부 또는 모든 세그먼트(52a 내지 52p)들은 기본적으로 필요에 따라 교체되거나 또는 전환 배치될 수 있다. 따라서, 도 3b에 도시된 본 발명에 따른 예시적인 실시예의 금형의 하부 펀치(56)에서, 세그먼트(52f, 52j)들은 상이한 재료의 다른 세그먼트(52q, 52r)들로 교체되어 있다. 또한, 세그먼트(52d, 52e) 뿐만 아니라 세그먼트(52g, 52h)들은 위치가 바뀌어 있다. 사용할 수 있는 재료 및 세그먼트의 수에 의존하여, 열 전도성이 상이한 하부 펀치(50, 56)의 표면(54)의 섹션들은 유연한 방식으로 조합될 수 있다. 물론, 대안적으로 상부 펀치, 또는 상부 및 하부 펀치 모두가 또한 개별적인 세그먼트들로 구성될 수 있다.
도 4는 또한 본 발명에 따른 금형 및 방법의 예시적인 실시예의 종단면도를 도시한다. 금형(64)에서 하부 펀치(4)의 표면(14)은 섹션(66, 68, 70, 72)들을 갖고 있으며, 그 중에 섹션(66, 70, 72)들은 표면 코팅(74, 76, 78)으로 코팅되어 있다. 표면 코팅(74, 76, 78)은 개별적인 섹션에서 표면(14)의 열 전도성을 감소시키거나 또는 증가시킨다. 코팅되지 않은 섹션(68)에서 열 전도성은 펀치 재료의 열 전도성에 해당한다. 표면 코팅은 예를 들어 래커, 특히 온도 저항성 래커, 바람직하게 고온 저항성 래커가 될 수 있다. 금형(64)을 사용하여 구조용 금속 부품의 제조시에, 상이한 코팅은 강재 부품(16)에서 상이한 냉각 속도를 나타내고 결과적으로 표면 조직이 위치 종속 방식으로 변화된다. 바람직하게는 표면 코팅은 분리가능하며 필요에 따라 융통성 있게 형성될 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 배치처리로의 예시적인 실시예 및 본 발명에 따른 방법의 예시적인 실시예를 평면도로 도시한다. 배치처리로(90)는 온도가 상이한 세개의 구역(92, 94, 96)을 포함한다. 그러므로, 예를 들어 구역(96)에서 온도는 오스테나이트화 온도 이상이 될 수 있고, 반면에 구역(94)에서 온도는 오스테나이트화 온도 미만이 될 수 있다. 구역(92)은 화살표(98)로 나타낸 온도 구배를 가지고 있다. 바꾸어 말하면, 온도는 구역(92)의 좌측(100)으로부터 우측(102)으로 증가한다. 배치처리로(90)에서의 위치 종속 온도로 인하여, 시트 바로 형성되어 배치처리로(90)에 배열된 강재 부품(104)은 상이한 온도로 국부적으로 가열되거나 또는 냉각된다. 이후에, 시트 바는 배치처리로에서 경화 금형, 특히 프레스 금형으로 화살표(106) 방향을 따라 이송된다. 여기에서, 시트 바는 국부적으로 상이한 온도로 인하여 성형 및 경화에서 상이한 조직 변태를 일으키므로, 위치 종속 미세조직 및 그에 따른 위치 종속 재료 특성을 갖는 구조용 금속 부품이 만들어진다.
또한 도 6은 본 발명에 따른 배치처리로 및 본 발명에 따른 방법의 예시적인 실시예의 종단면도를 도시한다. 배치처리로(114)는 가열 요소(116, 118)를 포함하며, 이 가열 요소로 배치처리로(114)에 배열된 시트 바(120)가 가열된다. 시트 바(120)는 롤러(122) 상에 놓여지고, 화살표(123) 방향으로 배치처리로(114)에 공급되고 배치처리로에서 제거된다. 가열 요소(116)에 가스 노즐(124)들이 구비되고, 가스 노즐에는 라인(126)을 통하여 가스, 구체적으로는 질소가 공급된다. 또한 가스 노즐(124)은 제어 수단(128)을 포함하며, 제어 수단으로 가스 노즐(124)을 통하여 유동하는 가스의 양을 조절할 수 있다. 이 방식에서, 가스 노즐의 구역에서 시트 바를 냉각시킬 수 있으므로, 배치처리로(114)의 이 구역에서의 온도를 효과적으로 낮출 수 있다. 바람직하게는 가스 노즐(124)들이 개별적으로 또는 그룹으로 제어될 수 있으므로, 구역들의 온도 분포 및/또는 상이한 온도를 나타내는 구역들의 배열이 융통성 있게 선택될 수 있다.
또한 도 7은 본 발명에 따른 방법의 예시적인 실시예를 흐름도의 형태로 도시한다. 이 방법(134)에서는, 강재 부품은 제1 단계(136)에서 오스테나이트화 온도 구역의 온도로 노에서 가열된다. 제2 단계(138)에서, 강재 부품은 본 발명에 따른 배치처리로에서 템퍼링 되므로, 강재 부품은 상이한 온도를 나타내는 부분적인 구역들을 갖게 된다. 바람직하게는 제2 단계(136) 직후에 후속하는 제3 단계(140)에서, 강재 부품은 금형에서 열간 성형 및/또는 프레스 경화된다. 바람직하게는 열간 성형 및/또는 프레스 경화하기 위한 금형은 또한 본 발명의 제4 관점에 따른 금형으로 설계될 수 있다. 제1 단계(136)는 선택 사항이며 생략될 수도 있다.
도 8은 본 발명에 따라 제조된 차량의 한쪽 측벽 형태의 구조용 금속 부품(150)을 도시한다. 구조용 금속 부품(150)은 두 개의 부분적인 구역(152, 154)을 포함하는데, 이 구역들은 구조용 금속 부품(150)의 경화에서 상이한 온도 상태로 진행한다. 부분적인 구역(152)은 오스테나이트화 온도 이상의 온도에서 빠른 냉각 속도로 냉각되었다. 그러므로, 부분적인 구역(152)은 주로 마르텐사이트 조직이며 높은 강도를 나타낸다. 부분적인 구역(154)은 느린 냉각 속도 및/또는 오스테나이트화 온도 미만의 온도에서 냉각되었다. 따라서, 부분적인 구역(154)은 페라이트-베이나이트 또는 페라이트-펄라이트 조직이며 결과적으로 파괴 시에 높은 연신율을 나타낸다.
마찬가지로 본 발명에 따른 방법에 의해 제조되고 도 9에 도시된 측벽 형태의 구조용 금속 부품(160)은 더욱 복합적인 위치 종속 미세조직을 가지며, 따라서 차량에서의 하중 응력에 더욱 양호하게 적용된다. 반면에, 부분적인 구역(162)은 주로 마이텐사이트 조직을 가지며, 특히 B 필러(166)의 하부를 포함하는 부분적인 구역(164)은 페라이트-펄라이트 조직을 가지며 따라서 파단시에 높은 연신율을 나타낸다. 이것은 사이드 스커트(168)의 경우에 측방향 기둥 시험에서 구조적 및 역학적 응력 때문에 필요하며, 또한 IIHS 충돌에서 발생하는 높은 변형을 견디기 위하여 B 필러(166) 하부에서 필요하다. 도시된 B 필러(166)는 망간-붕소 강과 마이크로 합금 강의 두 개의 시트 바를 원하는 형상으로 절단하고 맞대기 이음하여 형성한 테일러드 블랭크로 만들어진다. 도 8 에 도시된 측벽과 비교하여, 도 9에 도시된 측벽은 더욱 복합적인 부분적인 구역 배열 및 상응하게 더욱 복합적인 위치 종속 재료 특성 때문에, 차량에서 일어나는 전체적인 응력에 대하여 더욱 양호하게 맞춰진다. 이와 같은 구조용 금속 부품은 본 발명에 따른 방법과 본 발명에 따른 금형 및 배치처리로를 이용하여 편리하고 간단하게 제조될 수 있다.
도 10은 본 발명에 따른 방법에 의해 제조된 구조용 제3 금속 부품(170)을 도시한다. 구조용 금속 부품(170)은 높은 강도를 갖는 제1 구역(172)과 낮은 강도 및 높은 연성을 갖는 제2 구역(171)을 분리하는 비선형의 경계(173)를 갖는다. 따라서, 본 발명에 대한 구체적인 방식에서, 본 발명에서의 두 개의 구역간에 비선형의 경계는 적어도 부분적으로 곡선이거나 또는 단지 일부가 직선으로 뻗어 있는 경계선의 형태가 될 수 있다. 구조용 금속 부품(170)은 상이한 재료 특성, 예를 들어 상이한 강도 및/또는 구역들 간에 특성 전이를 나타내는 구역들이 본 발명에 따른 방법으로 개별적으로 조절될 수 있다는 사실을 보여준다. 본 발명에 따른 방법은 구조용 특히 자동자 구조용으로 제조되는 구조용 금속 부품들에서 상이한 미세조직의 이상적이고 수요 지향적인 조화를 가능하게 한다.

Claims (22)

  1. 구조용 금속 부품, 특히 차량 구조용 부품을 제조하기 위한 방법으로서, 강재 부품(16, 104)은 열간 성형되고 금형 표면(14)과 접촉함에 의해서 적어도 여러 섹션들에서 경화되며, 또한 상기 강재 부품(16, 104)은 경화되는 중에 적어도 두 개의 부분적인 구역(152, 154, 162, 164)들에서 서로 상이한 냉각 속도로 냉각됨으로써 부분적인 구역(152, 154, 162, 164)들의 경화 후 미세조직이 상이하게 되는, 구조용 금속 부품의 제조 방법에 있어서,
    상기 서로 상이한 냉각 속도는, 강재 부품(16, 104)의 부분적인 구역(152, 154, 162, 164)들에 대응하며 열 전도성이 서로 상이한 금형 표면(14)의 섹션(32, 34, 36, 38, 66, 68, 70, 72)들에 의해서 생성되는 것을 특징으로 하는 구조용 금속 부품의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    금형(30, 64)은 금형 표면(14)의 적어도 두 개의 섹션(32, 34, 36, 38, 66, 68, 70, 72)들의 구역에서 상이한 열 전도성을 갖는 상이한 재료들로 구성된 것을 특징으로 하는 구조용 금속 부품의 제조 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 섹션(32, 34, 36, 38, 66, 68, 70, 72)들은 강, 강 합금 및/또는 세라믹으로 구성된 것을 특징으로 하는 구조용 금속 부품의 제조 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    금형 표면의 두 개의 섹션((32, 34, 36, 38, 66, 68, 70, 72) 중의 적어도 하나는 열 전도성을 감소시키거나 또는 증가시키는 표면 코팅을 구비하는 것을 특징으로 하는 구조용 금속 부품의 제조 방법.
  5. 구조용 금속 부품, 특히 차량 구조용 부품을 제조하기 위한 방법으로서, 강재 부품(16, 104)은 가열되고 가열된 강재 부품(16, 104)은 금형(2, 30, 64)에서 냉각에 의해 경화되며, 경화 후에 강재 부품(16, 104)은 상이한 미세조직을 갖는 적어도 두 개의 부분적인 구역(152, 154, 162, 164)을 포함하는 차량 구조용 부품을 제조하기 위한 방법에 있어서,
    경화 전에 강재 부품(16, 104)은 적어도 두 개의 구역(92, 94, 96)을 포함하는 배치처리로(90, 114)에서 템퍼링 되고, 상기 구역(92, 94, 96)은 상이한 온도를 갖는 것을 특징으로 하는 구조용 금속 부품의 제조 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 방법은 제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 따라 시행되는 것을 특징으로 하는 구조용 금속 부품의 제조 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    강재 부품(16, 104)은 배치처리로(90, 114)에서 템퍼링 하기 전에 제2 노,특히 직선 유동 방식의 노에서 가열되는 것을 특징으로 하는 구조용 금속 부품의 제조 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    강재 부품(16, 104)은 프레스 금형에서 경화되는 것을 특징으로 하는 구조용 금속 부품의 제조 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    배치처리로(90, 114)는 온도 구배를 갖는 적어도 하나의 구역(92)을 포함하는 것을 특징으로 하는 구조용 금속 부품의 제조 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    강재 부품(16, 104)은 배치처리로의 적어도 하나의 부분적인 구역(152, 154, 162, 164)에서 조절 가능한 가스 노즐(124)에 의해, 특히 질소로 냉각되는 것을 특징으로 하는 구조용 금속 부품의 제조 방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    강재 부품(16, 104)은 직접적으로 또는 간접적으로 열간 성형 및/또는 프레스 경화되는 것을 특징으로 하는 구조용 금속 부품의 제조 방법.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    부분적인 구역(152, 154, 162, 164)들 간의 적어도 하나의 경계가 강재 부품(16, 104)의 가장 긴 치수의 길이방향을 횡단하거나 또는 길이방향과 경사지게 및/또는 비선형적으로 형성된 것을 특징으로 하는 구조용 금속 부품의 제조 방법.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    반가공 제품, 특히 테일러드 블랭크, 테일러드-용접 블랭크, 패치 작업 블랭크 또는 테일러드 압연 블랭크, 또는 소정 크기로 절단된 시트 바가 강재 부품(16, 104)으로 것을 특징으로 하는 구조용 금속 부품의 제조 방법.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    MBW 1500, MBW 1700 또는 MBW 1900의 강재 부품, 바람직하게는 마이크로 합금 강, 예를 들어 MHZ 340과 조합된 강재 부품 및/또는 마이크로 합금강 예를 들어 MHZ 340의 강재 부품(16, 104)이 사용되는 것을 특징으로 하는 구조용 금속 부품의 제조 방법.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    강재 부품(16, 104)은 유기물 코팅 특히 스케일 방지 코팅, 바람직하게는 용제 또는 수용성 단일 성분, 두 성분 또는 복수 성분의 스케일 방지 코팅 및/또는 무기물 코팅, 바람직하게는 알루미늄계 또는 알루미늄-실리콘계 코팅, 특히 용융 도금 알루미늄 코팅 및/또는 아연계 코팅을 구비하는 것을 특징으로 하는 구조용 금속 부품의 제조 방법.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 따른 방법에 의해 제조된 구조용 금속 부품을 차량에 특히 A, B 또는 C 필러, 측벽, 루프 프레임 또는 종방향 부재로서 사용하는 것을 특징으로 하는 구조용 금속 부품의 용도.
  17. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 따른 방법을 실행하기 위한 강재 부품의 열간 성형 및 경화 금형으로서, 강재 부품(16, 104)과 접촉하는 금형 표면(14)은 열 전도성이 상이한 복수의 섹션(32, 34, 36, 38, 66, 68, 70, 72)들을 포함하는 것을 특징으로 하는 강재 부품의 열간 성형 및 경화 금형.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 섹션(32, 34, 36, 38, 66, 68, 70, 72)들 중의 적어도 하나는 열 전도성을 감소시키거나 또는 증가시키는 표면 코팅(74, 76, 78)을 구비한 것을 특징으로 하는 강재 부품의 열간 성형 및 경화 금형.
  19. 제17항 또는 제18항에 있어서,
    상기 섹션(32, 34, 36, 38, 66, 68, 70, 72)들은 상이한 열 전도성을 갖는 상이한 재료들 특히 강, 강 합금 및/또는 세라믹으로 구성된 것을 특징으로 하는 강재 부품의 열간 성형 및 경화 금형.
  20. 제17항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
    강재 부품(16, 104)과 접촉하는 금형 표면(14)은 적어도 부분적으로 금형의 금형 인서트(2, 30, 64) 및/또는 교체가능한 상이한 세그먼트(52a - 52r)에 배열된 것을 특징으로 하는 강재 부품의 열간 성형 및 경화 금형.
  21. 열간 성형 방법 및/또는 프레스 경화 방법, 특히 제1항 내지 제15항 중의 어느 한 항에 따른 방법을 실행하기 위해 강재 부품을 가열하는 배치처리로에 있어서, 배치처리로(90, 114)는 온도가 서로 상이하게 설정될 수 있는 적어도 두 개의 구역(92, 94, 96)들을 포함하는 것을 특징으로 하는 배치처리로.
  22. 제21항에 있어서,
    배치처리로(90, 114)의 적어도 하나의 구역(92, 94, 96)은 냉각, 특히 질소로 냉각하기 위한 조절가능한 가스 노즐을 포함하는 것을 특징으로 하는 배치처리로.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101438453B1 (ko) * 2012-12-10 2014-09-12 (주)지엔에스쏠리텍 블랭크의 성형 및 트리밍용 핫 스탬핑 가공 방법 및 금형 장치
KR20160077454A (ko) * 2014-12-23 2016-07-04 주식회사 포스코 프레스 성형 방법 및 장치
KR20180056076A (ko) * 2016-11-18 2018-05-28 현대자동차주식회사 일체형 핫 스탬핑 조립체 및 그의 조립 방법
KR20220088081A (ko) * 2020-12-18 2022-06-27 주식회사 포스코 후강판 제조 장치 및 방법

Families Citing this family (51)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE530228C2 (sv) * 2006-08-25 2008-04-01 Gestamp Hardtech Ab Sätt att varmforma och härda en plåtdetalj, samt en B-stolpe till ett fordon
DE102011007937B4 (de) * 2011-01-03 2015-09-10 Benteler Automobiltechnik Gmbh Verfahren zum Herstellen eines Strukturbauteils einer Kraftfahrzeugkarosserie
DE102011009891A1 (de) * 2011-01-31 2012-08-02 Benteler Automobiltechnik Gmbh Verfahren zum Herstellen von Blechbauteilen sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
DE102011109010A1 (de) * 2011-07-30 2013-01-31 GEDIA Gebrüder Dingerkus GmbH Verfahren zur Verbindung eines Warmformteils mit einem weiteren Teil aus beliebigem Werkstoff
DE102011053118C5 (de) 2011-08-30 2021-08-05 Kirchhoff Automotive Deutschland Gmbh Verfahren zum Herstellen eines pressgehärteten Formteils sowie Presshärtwerkzeug
EP2570205A1 (de) * 2011-09-15 2013-03-20 Dieter Uschkoreit Werkzeug zum Warmumformen und Härten einer Blechplatine
CN102319835A (zh) * 2011-10-17 2012-01-18 机械科学研究总院先进制造技术研究中心 一种变强度热冲压件的成形方法及模具
DE102011116714B4 (de) * 2011-10-22 2022-12-22 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren und Werkzeug zum Warmformen eines Blechmaterials
DE102011055643A1 (de) * 2011-11-23 2013-05-23 Thyssenkrupp Steel Europe Ag Verfahren und Umformwerkzeug zum Warmumformen und Presshärten von Werkstücken aus Stahlblech, insbesondere verzinkten Werkstücken aus Stahlblech
CN102554048A (zh) * 2011-12-13 2012-07-11 吉林大学 一种变强度超高强钢热冲压件的成形方法
CN103182452B (zh) * 2011-12-30 2016-09-28 上海汽车集团股份有限公司 用于成形汽车金属部件的模具及方法
US20150211084A1 (en) * 2012-03-29 2015-07-30 Aisin Takaoka Co., Ltd. Metal processing method and metal product processed thereby
DE102012012518A1 (de) * 2012-06-22 2013-12-24 GEDIA Gebrüder Dingerkus GmbH Warmumformwerkzeug zur Herstellung von Formteilen
DE102012210958A1 (de) * 2012-06-27 2014-04-03 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Gekühltes Werkzeug zum Warmumformen und/oder Presshärten eines Blechmaterials sowie Verfahren zur Herstellung einer Kühleinrichtung für dieses Werkzeug
JP5740419B2 (ja) * 2013-02-01 2015-06-24 アイシン高丘株式会社 鋼板の赤外線加熱方法、加熱成形方法、赤外炉および車両用部品
BR112015021057A2 (pt) * 2013-03-13 2017-07-18 Magna Int Inc método e aparelho para formar uma parte, e, parte formada a quente
DE102013005080B4 (de) * 2013-03-23 2020-12-10 Volkswagen Aktiengesellschaft Formwerkzeug zum Warmumformen und/oder Presshärten eines Blechmaterials, sowie Verfahren zum Herstellen eines kühlbaren Formwerkzeugsegments
JP6194526B2 (ja) * 2013-06-05 2017-09-13 高周波熱錬株式会社 板状ワークの加熱方法及び加熱装置並びにホットプレス成形方法
DE102013108046A1 (de) * 2013-07-26 2015-01-29 Thyssenkrupp Steel Europe Ag Verfahren und Vorrichtung zum partiellen Härten von Halbzeugen
DE102013013575A1 (de) * 2013-08-14 2015-02-19 Manuela Braun Fahrzeugsitz
DE102013110299A1 (de) * 2013-09-18 2015-03-19 Benteler Automobiltechnik Gmbh Partiell gekühltes Warmformwerkzeug
WO2015077185A1 (en) 2013-11-25 2015-05-28 Magna International Inc. Structural component including a tempered transition zone
DE102014101159B4 (de) * 2014-01-30 2016-12-01 Thyssenkrupp Steel Europe Ag Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Werkstücken
DE102014107210A1 (de) * 2014-05-22 2015-11-26 Benteler Automobiltechnik Gmbh Modulares Warmformwerkzeug
DE102014109553A1 (de) 2014-07-08 2016-01-14 Thyssenkrupp Ag Härtewerkzeug und Verfahren zum Herstellen gehärteter Profilformteile
WO2016027293A1 (ja) 2014-08-22 2016-02-25 日新製鋼株式会社 Ｚｎ系めっき部品の加工方法
DE102014119545A1 (de) 2014-12-23 2016-06-23 Benteler Automobiltechnik Gmbh Federnd gelagertes segmentiertes Warmumformwerkzeug und Verfahren zur Herstellung eines warmumform- und pressgehärteten Stahlbauteils mit scharf berandetem Übergangsbereich
DE102015100100A1 (de) * 2015-01-07 2016-07-07 Thyssenkrupp Ag Werkzeug zum Warmumformen eines Werkstücks und Verfahren zum bereichsselektiven Warmumformen eines Werkstücks
DE102015203644A1 (de) 2015-03-02 2016-09-08 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Pressgehärtetes Blechformteil mit unterschiedlichen Blechdicken und Festigkeiten
CA2983078C (en) * 2015-04-23 2023-08-15 Magna International Inc. Laser sintered die surface for a tool
CN104942111A (zh) * 2015-07-01 2015-09-30 上海凌云汽车模具有限公司 生产变强度热成型零件的方法及模具的下模座
WO2017017483A1 (en) * 2015-07-30 2017-02-02 Arcelormittal Steel sheet coated with a metallic coating based on aluminum
WO2017017485A1 (en) 2015-07-30 2017-02-02 Arcelormittal A method for the manufacture of a phosphatable part starting from a steel sheet coated with a metallic coating based on aluminium
WO2017017484A1 (en) 2015-07-30 2017-02-02 Arcelormittal Method for the manufacture of a hardened part which does not have lme issues
CA3012712A1 (en) * 2016-03-29 2017-10-05 Magna International Inc. B-pillar with tailored properties
JP6357196B2 (ja) * 2016-07-19 2018-07-11 東亜工業株式会社 熱間プレス装置、熱間プレス方法及び自動車車体部品の製造方法
US11185906B2 (en) 2016-08-30 2021-11-30 Magna Iniernational Inc. Tool with heater for forming part with tailored properties
KR101881893B1 (ko) * 2016-12-09 2018-07-26 주식회사 엠에스 오토텍 열간 성형부품 제조방법
US11141769B2 (en) * 2017-06-16 2021-10-12 Ford Global Technologies, Llc Method and apparatus for forming varied strength zones of a vehicle component
DE102017216177A1 (de) * 2017-09-13 2019-03-14 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zur Herstellung eines Zusammenbau-Formteils mittels einer vorkonditionierten Fremdstruktur und Zusammenbau-Formteil
WO2019166852A1 (en) 2018-02-27 2019-09-06 Arcelormittal Method for producing a press-hardened laser welded steel part and press-hardened laser welded steel part
JP7018832B2 (ja) * 2018-06-21 2022-02-14 本田技研工業株式会社 部分的に強度が異なる車体部材の製造方法及びこれに用いる金型
JP6651057B1 (ja) * 2018-08-15 2020-02-19 ユニプレス株式会社 プレス成形装置、及び製造方法
JP7050640B2 (ja) * 2018-09-28 2022-04-08 株式会社アイシン ピニオンピンの製造方法
JP7077198B2 (ja) * 2018-09-28 2022-05-30 株式会社アイシン 歯車部品の製造方法
KR102218422B1 (ko) * 2019-09-24 2021-02-19 주식회사 포스코 휠 디스크 및 그 제조방법
EP4129519A4 (en) 2020-04-03 2023-09-20 Nippon Steel Corporation HOT PRESSING APPARATUS AND METHOD FOR PRODUCING A HOT PRESS-MOLDED ARTICLE
EP4129520A4 (en) 2020-04-03 2023-09-20 Nippon Steel Corporation HOT PRESS LINE AND METHOD FOR PRODUCING A HOT PRESS MOLDED ARTICLE
CN111589920B (zh) * 2020-05-11 2022-04-19 首钢集团有限公司 一种热冲压方法
CN112280962B (zh) * 2020-10-22 2021-07-20 燕山大学 一种钢管逐层冷却装置及冷却方法
DE102021203291A1 (de) 2021-03-31 2022-10-06 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zur Herstellung eines warmumgeformten und pressgehärteten Stahlblechbauteils

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE890035C (de) * 1943-10-31 1953-09-17 Daimler Benz Ag Verfahren und Vorrichtung zum Verhindern des Auffederns von Blechpressteilen nach dem Kaltpressen
JPS5339915A (en) * 1976-09-25 1978-04-12 Nippon Steel Corp Heating furnace for steel piece
JPS61272380A (ja) * 1985-05-28 1986-12-02 Sumitomo Electric Ind Ltd 熱間加工用被覆超硬合金工具
JPS63169322A (ja) * 1987-01-06 1988-07-13 Yoshiaki Yokoyama 連続熱処理炉
SE9602257L (sv) 1996-06-07 1997-12-08 Plannja Hardtech Ab Sätt att framställa ståldetalj
JP3305952B2 (ja) * 1996-06-28 2002-07-24 トヨタ自動車株式会社 センターピラーリーンフォースの高周波焼入れ強化方法
DE19743802C2 (de) * 1996-10-07 2000-09-14 Benteler Werke Ag Verfahren zur Herstellung eines metallischen Formbauteils
JP4362978B2 (ja) * 2001-01-23 2009-11-11 パナソニック株式会社 トナー及び電子写真装置
JP2002241835A (ja) * 2001-02-20 2002-08-28 Aisin Takaoka Ltd ワークの部分強化方法
JP3671200B2 (ja) * 2001-11-20 2005-07-13 新日鐵住金ステンレス株式会社 鋼の熱間圧延方法
DE10208216C1 (de) * 2002-02-26 2003-03-27 Benteler Automobiltechnik Gmbh Verfahren zur Herstellung eines metallischen Bauteils
JP4135397B2 (ja) * 2002-05-13 2008-08-20 日産自動車株式会社 プレス部品の焼入れ方法および焼入れ装置
DE10256621B3 (de) 2002-12-03 2004-04-15 Benteler Automobiltechnik Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Formbauteils mit mindestens zwei Gefügebereichen unterschiedlicher Duktilität und Durchlaufofen hierfür
DE10300371B3 (de) * 2003-01-06 2004-04-08 Benteler Automobiltechnik Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Formbauteils aus härtbarem Stahl mit mindestens zwei Gefügebereichen unterschiedlicher Duktilität
DE102004026762A1 (de) * 2004-06-02 2006-02-09 Bayerische Motoren Werke Ag Umform- und/oder Trennwerkzeug
JP2005342776A (ja) * 2004-06-07 2005-12-15 Nippon Steel Corp 高強度部品の製造方法および高強度部品
JP4542435B2 (ja) * 2005-01-14 2010-09-15 新日本製鐵株式会社 金属板材の熱間プレス成形方法およびその装置
DE102005032113B3 (de) * 2005-07-07 2007-02-08 Schwartz, Eva Verfahren und Vorrichtung zum Warmumformen und partiellen Härten eines Bauteils
DE102005055494B3 (de) 2005-11-18 2007-05-24 Thyssenkrupp Steel Ag Verfahren zum Herstellen von einem Bauteil aus einem metallischen Flachprodukt durch Pressumformen
JP2007216257A (ja) * 2006-02-16 2007-08-30 Toyota Motor Corp 高強度部品製造方法、高強度部品製造方法に用いられる熱間プレス成形型及び高強度部品製造方法における中間成形品
DE102006019395A1 (de) 2006-04-24 2007-10-25 Thyssenkrupp Steel Ag Vorrichtung und Verfahren zum Umformen von Platinen aus höher- und höchstfesten Stählen
DE102007057855B3 (de) * 2007-11-29 2008-10-30 Benteler Automobiltechnik Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Formbauteils mit mindestens zwei Gefügebereichen unterschiedlicher Duktilität
FR2927828B1 (fr) * 2008-02-26 2011-02-18 Thyssenkrupp Sofedit Procede de formage a partir de flan en materiau trempant avec refroidissement differentiel
DE102008051471B4 (de) 2008-09-30 2012-01-26 Elisabeth Braun Verfahren zur Erwärmung von Blechteilen
DE102009018798A1 (de) * 2009-04-24 2009-10-29 Daimler Ag Vorrichtung zum Warmumformen eines Werkstückes, insbesondere von Metallblech

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101438453B1 (ko) * 2012-12-10 2014-09-12 (주)지엔에스쏠리텍 블랭크의 성형 및 트리밍용 핫 스탬핑 가공 방법 및 금형 장치
KR20160077454A (ko) * 2014-12-23 2016-07-04 주식회사 포스코 프레스 성형 방법 및 장치
KR20180056076A (ko) * 2016-11-18 2018-05-28 현대자동차주식회사 일체형 핫 스탬핑 조립체 및 그의 조립 방법
KR20220088081A (ko) * 2020-12-18 2022-06-27 주식회사 포스코 후강판 제조 장치 및 방법

Also Published As

Publication number Publication date
US8980020B2 (en) 2015-03-17
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EP2473297A2 (de) 2012-07-11
EP2896466A1 (de) 2015-07-22

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