KR20130028136A - 사후 열간 성형 프로세싱에 의한 맞춤형 특성들 - Google Patents

사후 열간 성형 프로세싱에 의한 맞춤형 특성들 Download PDF

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파스칼 피. 차레스트
니콜라스 디. 아담
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마그나 인터내셔널 인코포레이티드
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Abstract

초기 블랭크로부터 형상화된 제품을 성형하기 위한 방법으로서, 실질적으로 균일한 제 1 인장 강도를 가지는 형상화된 제품을 성형하기 위해서 초기 블랭크에 대해서 열간 성형 및 프레스 경화 작업을 실시하는 단계를 포함한다. 후속하여, 상기 형상화된 제품을 기지의 작업 온도 범위 내에서 유지되는 유동화 베드 내로 적어도 부분적으로 침지시킨다. 상기 형상화된 제품이 유동화 베드 내로 침지되는 동안, 상기 형상화된 제품의 제 1 영역이 기지의 온도보다 높은 온도로 선택적으로 가열된다. 이어서, 상기 제 1 영역이 상기 제 1 인장 강도보다 실질적으로 낮은 제 2 인장 강도를 획득하도록 상기 제 1 영역을 냉각시킨다.

Description

사후 열간 성형 프로세싱에 의한 맞춤형 특성들{TAILORED PROPERTIES BY POST HOT FORMING PROCESSING}
본원 발명은 일반적으로 맞춤형 특성들을 가지는 형상화된 금속 제품들에 관한 것으로서, 보다 특히 사후 열간 성형 프로세싱을 통해서 형상화된 제품들에서 감소된 경도 및 감소된 강도의 영역들을 생성하는 방법에 관한 것이다.
차량 구성 분야에서, 경량의 구성을 위한 기준을 만족시키기 위해서, 고강도 및 초고강도 스틸로 제조된 차량 부품들이 점점 더 많이 채용되고 있다. 이는 자동차 본체 구성에 적용되고, 그러한 차량 본체 구성에서는, 중량 목표들 및 안전 요건들을 충족시키기 위해서, 예를 들어 도어 인트루젼 비임(intrusion beam) A 및 B 컬럼(column), 범퍼, 사이드 레일(side rail) 및 크로스 레일(cross rail)과 같은 예를 들어 구조적 및/또는 안전 요소들이 UHSS(초고강도 스틸), 즉 1000 MPa 초과의 인장 강도를 가지는 열-형상화된(thermo-shaped) 그리고 프레스-경화된(press-hardened) 스틸로 점점 더 많이 제조되고 있다.
모터 차량 엔지니어링의 여러 적용분야들에서, 형상화된 부품들이 특정 영역들에서는 높은 강도를 가지는 한편, 다른 영역들에서는 그에 비해서 보다 더 높은 연성(ductility)을 가진다. 이러한 방식에서 형상화된 부품들의 특성의 "맞춤(tailoring)"은, 예를 들어 부품의 트리밍(trimming) 또는 천공과 같은 후속 성형(forming) 작업들을 용이하게 하고, 그리고 찌그러짐(crumpling)에 의해서 충돌 에너지를 변형으로 변환할 수 있는 영역들을 초래한다.
국소적인 영역들이 보다 더 높은 강도 또는 보다 더 높은 연성을 가지도록, 열처리들을 이용하여 부품을 처리하는 것이 공지되어 있다. 룬트슈트룀( Lundstroem)은 미국 특허 제 5,916,389 호에서 그러한 하나의 접근방식을 개시하였으며, 그러한 특허에서는 경화가능한 스틸의 시트가 오스테나이트화 온도까지 가열되고 그리고 이어서 냉각된 다이 절반부들(halves) 사이에서 프레싱되어 원하는 프로파일을 가지는 형상화된 부품을 성형한다. 마감된 제품에서 보다 더 높은 연성을 가지게 하기 위한 부품의 부분들에 인접한 다이 절반부들의 섹션들은 급속 냉각을 방지하도록 구성되고, 그에 따라 이러한 부분들에서는 마감된 제품의 다른 부분들에서 발생되는 것과 동일한 정도로 경화가 발생하지 않는다. 불행하게도, 다이 절반부들은 각각의 부품을 위해서 특별하게 제작되어야 하고, 이는 많은 노동력 및 비용을 요구한다. 또한, 다른 부분들 사이의 전이(transition) 영역들의 형성 범위를 최소화하기 위해서 특별한 노력이 요구되는데, 이는, 통상적으로, 그러한 전이 영역들이 마감된 제품의 나머지의 특성들보다 잘 규정되지 못한 특성들을 나타내기 때문이다.
다른 접근 방식에서, 실질적으로 균일한 경도를 가지는 형상화된 제품이 통상적인 열간 성형 및 프레스 경화 기술들을 이용하여 생산되고, 이어서, 보다 낮은 인장 강도의 영역들을 내부에 성형하기 위해서 제품을 별도로 추가적으로 열처리한다. 예를 들어, 미국 특허출원 공개 제 2010/0086803 호에서, 패트버그(Patberg)는 열간 성형되고 프레스 경화된 성분의 벤드 엣지(bend edge)를 따라서 부드러운(mild) 구역들을 성형하는 방법을 개시하였다. 특히, 레이저 비임을 이용하여 벤드 엣지를 따라서 성분의 좁은 영역을 가열하였다. 추가적으로, 패트버그는 용접에 의해서 생성된 열이 용접 접합부(joint)에 인접하여 부드러운 구역들을 형성하는 결과를 초래할 수 있다는 것을 제시하였다. 불행하게도, 매우 전문화된 레이저 장비를 이용하는 것은 비용을 추가하고 그리고 성분의 복잡성을 추가한다. 또한, 이러한 접근 방식은 성분 내에서 감소된 인장 강도를 가지는 상당한 영역들의 형성을 필요로 하는 적용분야들 또는 배치식(batch) 프로세싱에는 적합하지 않다.
종래 기술의 전술한 한계들 중 적어도 일부를 극복하는 방법을 제공하는 것이 바람직할 것이다.
본원 발명의 적어도 하나의 실시예에 따라서, 초기 블랭크(blank)로부터 형상화된 제품을 성형하는 방법이 제공되고, 그러한 방법에서 초기 블랭크가 먼저 열간 성형을 거치고 그리고 프레스 경화 작업을 거치며, 그에 따라 실질적으로 균일한 제 1 인장 강도를 가지는 형상화된 제품을 성형한다. 특히, 초기 블랭크는 가열시에 페라이트로부터 오스테나이트로의 변태가 완료되는 온도로서 규정되는 그의 전이 온도(Ac3)보다 높은 온도로 가열된다. 특정한 그리고 비-제한적인 예로서, 초기 블랭크가 약 950 ℃까지 가열된다. 가열된 초기 블랭크가 한 쌍의 다이 절반부들을 가지는 냉각된 프레스 내로 삽입되고, 그러한 프레스는 형상화된 제품의 열간 성형 및 경화 모두를 위해서 이용된다. 후속하여, 프레스가 폐쇄되고, 그에 따라 초기 블랭크를 변형시켜 그 초기 블랭크가 다이 절반부들의 대면하는 표면들을 따라서 형성된 윤곽부들에 일치하게 된다. 다이 절반부들 내의 초기 블랭크의 변형 및 수반되는(concomitant) 급속 냉각이 희망하는 형상의 제품을 생성하고, 이때 오스테나이트 조직이 마르텐사이트 조직으로 변태된다. 형상화된 제품의 인장 강도 및 경도가 실질적으로 전체에 걸쳐 균일하다. 선택적으로, 형상화된 제품의 적절한 급속 냉각 속도가 달성될 수 있다면, 다이 절반부들은 냉각되지 않는다.
후속하여, 제 2 열 처리에서, 형상화된 제품의 제 1 영역이 전이 온도(Ac3) 보다 더 낮은 기지의(known) 온도까지 선택된 방식으로 가열된다. 특정의 그리고 비-제한적인 예로서, 형상화된 제품의 제 1 영역이 약 370 ℃ 내지 800 ℃의 온도까지 가열된다. 선택적으로, 형상화된 제품의 제 1 영역이 약 500 ℃ 내지 750 ℃의 온도 범위 내의 온도로 가열된다. 실시예에 따라서, 형상화된 제품이 작업 온도들의 기지의 범위 내에서 유지되는 유동화 베드(fluidized bed) 내로 적어도 부분적으로 침지된다. 예를 들어, 유동화 베드는 관통하는 고온 공기의 유동에 의해서 가열되는 모래와 같은 고체 미립자들을 포함한다. 물론, 유동화 베드의 작업 온도의 기지의 범위를 달성할 수 있도록, 고온 공기의 유동 온도가 선택된다. 이어서, 제 1 영역이 제 1 인장 강도보다 실질적으로 낮은 제 2 인장 강도를 획득하도록 하는 방식으로 제 1 영역이 냉각된다. 약 370 ℃와 800 ℃ 사이의 온도에서의 제 2 열 처리는 제 1 영역 내에 템퍼링된(tempered) 마르텐사이트 조성(composition)을 초래한다. 선택적으로, 모래 이외의 미립자들이 이용되고 및/또는 고온 공기 이외의 유체가 유동화 베드를 형성하기 위해서 이동된다.
본원 발명의 적어도 하나의 실시예에 따라서, 형상화된 제품의 제 1 영역이 가스-냉각된다. 선택적으로, 형상화된 제품의 제 1 영역이, 예를 들어 가스-블래스팅, 유동화 베드 냉각, 다이 냉각, 물/안개(mist) 냉각, 및 냉각 팬들/제트들을 이용한 냉각 중 하나와 같은, 다른 적합한 냉각 기술을 이용하여 냉각된다.
본원 발명의 적어도 하나의 실시예에 따라서, 형상화된 제품은 유동화 베드 내로 부분적으로만 침지된다. 특히, 제 1 영역에 상응하는 형상화된 제품의 부분이 유동화 베드 내로 침지되고 그리고 기지의 온도까지 가열된다. 유동화 베드 내로 침지되지 않는 형상화된 제품의 다른 부분들이 냉각되어, 유동화 베드에 가까이 근접하여 위치된 결과로서 기지의 온도까지 가열되지 않도록 냉각되거나 절연된다. 예를 들어, 형상화된 제품은 제 1 영역에 인접하여 상기 형상화된 제품의 제 2 영역을 둘러싸는 냉각된 칼라(collar)를 이용하여 파지된다. 선택적으로, 냉각된 칼라가 유동화 베드 내로 적어도 부분적으로 침지된다. 선택적으로, 예를 들어 공기와 같은 냉각된 가스의 커튼(curtain)의 이용에 의해서, 또는 적절한 냉각 액체를 이용 하는 분무 또는 안개화(misting)에 의해서, 형상화된 제품의 제 2 영역이 가열되지 않게 보호된다.
본원 발명의 적어도 하나의 실시예에 따라서, 형상화된 제품이 유동화 베드 내로 완전히 침지된다. 그러한 경우에, 칼라는 제 1 영역에 인접한 상기 형상화된 제품의 제 2 영역을 둘러싼다. 칼라는 냉각 기능을 제공할 수 있을 것이고[예를 들어, 가스-냉각형 칼라(공냉형과 같음) 또는 액체-냉각형 칼라(수냉형과 같음)] 또는 칼라가 절연적일 수 있으며, 그에 따라 형상화된 제품의 제 2 영역이 기지의 온도까지 가열되지 않게 보호된다. 선택적으로, 칼라는 형상화된 제품의 제 2 영역을 냉각시키고 그리고 절연시킨다. 선택적으로, 복수의 칼라를 이용하여 복수의 비-연속적인 제 2 영역들이 기지의 온도까지 가열되지 않도록 보호한다. 선택적으로, 단일 칼라가 복수의 제 2 영역들을 둘러싸고 그리고 그 제 2 영역들이 기지의 온도까지 가열되지 않도록 보호하는 한편, 형상화된 제품의 적어도 하나의 제 1 영역이 기지의 온도까지 가열될 수 있게 허용한다.
선택적으로, 예를 들어 성형 및/또는 절단(cutting) 및/또는 천공 등과 같은 중간 프로세싱이, 고온 스탬핑(hot stamping) 및 프레싱 경화 단계들 이후이지만 유동화 베드 내에서의 사후 열간 성형 프로세싱 이전에, 실행된다. 선택적으로, 성형 및/또는 절단 및/또는 천공 등이 유동화 베드 내에서의 사후 열간 성형 프로세싱 이후에 실시된다.
본원 발명의 다른 실시예에 따라서, 열간 성형 및 프레스 경화 단계들이 생략된다. 특정의 그리고 비-제한적인 예로서, 제품이 초고강도 스틸의 코일로부터 롤 성형되고(roll formed) 그리고, 후속하여, 전술한 바와 같은 유동화 베드 내에서의 사후-성형 열 처리를 거친다. 특히, 열간 성형 및 프레스 경화 기술들을 이용할 필요가 없도록, 복잡하지 않은 기하형태를 가지는 제품들이 성형될 수 있을 것이다.
선택적으로, 초기 블랭크가 코팅된 재료 또는 코팅되지 않은 재료로부터 형성된다.
본원 발명의 실시예의 양태에 따라서, 초기 블랭크로부터 형상화된 제품을 성형하기 위한 방법이 제공되고, 그러한 방법은: 실질적으로 균일한 제 1 인장 강도를 가지는 형상화된 제품을 성형하기 위해서 초기 블랭크에 대해서 열간 성형 및 프레스 경화 작업을 실시하는 단계; 그리고 후속하여, 상기 형상화된 제품을 기지의 작업 온도 범위 내에서 유지되는 유동화 베드 내로 적어도 부분적으로 침지시켜, 상기 형상화된 제품의 제 1 영역을 기지의 온도보다 높은 온도로 선택적으로 가열하는 한편, 동시에, 상기 제 1 영역에 인접한 상기 형상화된 제품의 제 2 영역을 기지의 온도 미만으로 유지하고, 이어서 상기 제 1 영역이 상기 제 1 인장 강도보다 실질적으로 낮은 제 2 인장 강도를 획득하도록 상기 제 1 영역을 냉각시키는 단계를 포함한다.
본원 발명의 다른 양태에 따라서, 초기 블랭크로부터 형상화된 제품을 성형하기 위한 방법이 제공되고, 그러한 방법은: 초기 블랭크를 오스테나이트화 온도까지 가열하는 단계; 형상화된 제품을 성형하기 위해서 냉각된 한 쌍의 다이들 내에서 상기 초기 블랭크를 열간-형상화하는 단계; 실질적으로 전체의 형상화된 제품 내에서의 마르텐사이트 조직 형성을 지원하기 위해서 충분히 빠른 냉각 속도를 이용하여, 제 1 시간의 기간 동안 상기 형상화된 제품을 냉각시키는 단계; 기지의 작업 온도 범위 내에서 유지되는 유동화 베드 내로 형상화된 제품을 적어도 부분적으로 침지시켜, 상기 오스테나이트화 온도보다 낮은 기지의 온도로 상기 형상화된 제품의 제 1 부분을 선택적으로 가열하는 한편, 동시에, 상기 제 1 영역에 인접한 상기 형상화된 제품의 제 2 영역을 기지의 온도 미만으로 유지하는 단계; 그리고 상기 형상화된 제품의 제 1 부분 내에 템퍼링된 마르텐사이트가 형성되도록 하는 한편, 동시에, 상기 형상화된 제품의 제 2 부분이 템퍼링된 마르텐사이트를 실질적으로 포함하지 않도록, 상기 형상화된 제품을 냉각하는 단계를 포함한다.
본원 발명의 실시예의 양태에 따라서, 초기 블랭크로부터 형상화된 제품을 성형하기 위한 방법이 제공되고, 그러한 방법은: 초기 블랭크를 제공하는 단계; 상기 초기 블랭크를 오스테나이트 상태까지 가열하는 단계; 형상화된 제품을 성형하기 위해서 냉각된 한 쌍의 다이들 내에서 상기 초기 블랭크를 열간-형상화하는 단계; 마르텐사이트 조직을 형성할 수 있을 정도로 충분히 빠른 냉각 속도를 이용하여 상기 제품을 냉각시켜 상기 형상화된 제품이 여전히 한 쌍의 다이들 내부에 있는 동안에 전체 형상화된 제품을 경화시키는 단계; 상기 형상화되고 경화된 제품을 한 쌍의 다이들로부터 기지의 작업 온도 범위 내에서 유지되는 유동화 베드로 이송하는 단계; 상기 형상화되고 경화된 제품을 유동화 베드 내로 적어도 부분적으로 침지시켜, 적어도 미리 결정된 제 1 온도까지 상기 제품의 제 1 부분을 가열하는 한편, 동시에, 상기 제품의 제 2 부분을 상기 제 1 온도보다 낮은 미리 결정된 제 2 온도 미만에서 유지하는 단계; 상기 제품을 유동화 베드로부터 제거하는 단계; 그리고 상기 형상화된 제품의 제 1 부분 내에 템퍼링된 마르텐사이트가 형성되도록 하는 한편, 동시에, 상기 형상화된 제품의 제 2 부분이 템퍼링된 마르텐사이트를 실질적으로 포함하지 않게 유지되도록, 상기 형상화된 제품을 냉각하는 단계를 포함하고, 상기 냉각 단계 후에 상기 형상화된 제품의 제 1 부분의 인장 강도가 상기 형상화된 제품의 제 2 부분의 인장 강도보다 낮다.
본원 발명의 실시예의 양태에 따라서, 자동차용 B 컬럼을 제조하는 방법이 제공되고, 상기 방법은: B 컬럼 블랭크를 제공하는 단계; 상기 B 컬럼 블랭크를 오스테나이트 상태까지 가열하는 단계; B 컬럼을 성형하기 위해서 냉각된 한 쌍의 다이들 내에서 상기 B 컬럼 블랭크를 열간-형상화하는 단계; 실질적으로 전체의 B 컬럼 내에서의 마르텐사이트 조직 형성을 지원하기 위해서 충분히 빠른 냉각 속도를 이용하여, 제 1 시간의 기간 동안 상기 B 컬럼을 냉각시키는 것에 의해서, 상기 B 컬럼이 여전히 한 쌍의 다이들 내부에 있는 동안에 B 컬럼을 경화시키는 단계; 기지의 작업 온도 범위 내에서 유지되는 유동화 베드 내로 상기 B 컬럼을 적어도 부분적으로 침지시켜, 상기 오스테나이트화 온도보다 낮은 기지의 온도보다 높은 온도로 상기 B 컬럼의 제 1 부분을 선택적으로 가열하는 한편, 동시에, 상기 제 1 부분에 인접한 상기 B 컬럼의 제 2 부분을 기지의 온도 미만으로 유지하는 단계; 그리고 상기 B 컬럼의 제 1 부분 내에 템퍼링된 마르텐사이트가 형성되도록 하는 한편, 동시에, 상기 B 컬럼의 제 2 부분이 템퍼링된 마르텐사이트를 실질적으로 포함하지 않게 유지되도록, 상기 B 컬럼을 냉각하는 단계를 포함하고, 상기 냉각 단계 후에 상기 B 컬럼의 제 1 부분의 인장 강도가 상기 B 컬럼의 제 2 부분의 인장 강도보다 낮다.
초기 블랭크로부터 형상화된 제품을 성형하는 방법으로서, 상기 방법은: 초고강도 스틸로부터 제조된 초기 블랭크를 제공하는 단계; 상기 초기 블랭크로부터 형상화된 제품을 성형하는 단계; 그리고 상기 형상화된 제품을 기지의 작업 온도 범위 내에서 유지되는 유동화 베드 내로 적어도 부분적으로 침지시켜, 상기 형상화된 제품의 제 1 영역을 기지의 온도보다 높은 온도로 선택적으로 가열하는 한편, 동시에, 상기 제 1 영역에 인접한 상기 형상화된 제품의 제 2 영역을 기지의 온도 미만으로 유지하고, 이어서 상기 제 1 영역이 상기 제 1 인장 강도보다 실질적으로 낮은 제 2 인장 강도를 획득하도록 상기 제 1 영역을 냉각시키는 단계를 포함한다.
본원 발명의 예시적인 실시예들이 이하와 같은 도면들을 참조하여 설명될 것이다.
도 1은 본원 발명의 실시예에 따른, 스틸 성분의 열 성형 라인을 도시한 개략도이다.
도 2는 통상적인 열간 성형 프로세스에 의해서 성형된, 실질적으로 균일한 인장 강도를 가지는 B 컬럼을 도시한 도면이다.
도 3은 도 2의 B 컬럼에 부착된 칼라 박스를 도시한 도면이다.
도 4는 유동화 베드 내에서의 사후 열간-성형 프로세싱 이후에 다른 인장 강도를 가지는 실질적으로 2개인 영역들을 가지는 B 컬럼을 도시한 도면이다.
도 5의 (a)는 본원 발명의 실시예에 따른 방법을 이용하여 성형된 대표적인 B 컬럼으로부터 취한 인장 강도 샘플의 위치들을 도시한 도면이다.
도 5의 (b)는 도 5의 (a)에 표시된 위치들에 대한 인장 강도 값(MPa) 및 연신율(%)을 도시한 그래프(plot)이다.
도 5c는 제 1 영역과 제 2 영역 사이의 전이 구역 내의 거리의 함수로서 비커스 경도 값을 도시한 그래프이다.
도 6은 본원 발명의 실시예에 따른 방법의 단순화된 흐름도이다.
도 7은 본원 발명의 실시예에 따른 다른 방법의 단순화된 흐름도이다.
도 8은 본원 발명의 실시예에 따른 또 다른 방법의 단순화된 흐름도이다.
도 9는 본원 발명의 실시예에 따른 또 다른 방법의 단순화된 흐름도이다.
이하에서 개진되는 설명으로부터, 소위 당업자는 본원 발명을 구성하고 이용할 수 있을 것이며, 그리고 이하의 설명은 특별한 적용예 및 그 요건들과 관련한 내용으로 제공된 것이다. 개시된 실시예들에 대한 여러 가지 변경들이 당업자들에게는 자명할 것이고, 그리고 본원에서 규정된 일반적인 원리들은, 본원 발명의 범위로부터 이탈하지 않고도, 다른 실시예들 및 적용예들에서 적용될 수 있을 것이다. 그에 따라, 본원 발명은 본원에서 개시된 실시예들로 제한되지 않을 것이고, 본원에서 개시된 원리들 및 특징들과 합치하는 가장 넓은 범위와 일치될 것이다.
도 1을 참조하면, 본원 발명의 실시예에 따른, 스틸 성분을 위한 열 성형 라인의 개략적인 도면이 도시되어 있다. 특정의 그리고 비-제한적인 예로서, 도 1에서 생산된 성분은 자동차용 B 컬럼이다. 물론, 유사한 방식으로 다른 타입의 성분들이 생산될 수 있을 것이다.
초기 블랭크(100)가 제공된다. 예를 들어, 초기 블랭크(100)는 Usibor? 1500P, Usibor? 1500, 다른 적합한 붕소 스틸 또는 임의의 적합한 고온 스탬프 프로세스 경화된 재료와 같은 경화가능한 스틸의 시트로부터 스탬핑된다. 선택적으로, 초기 블랭크(100)는, 예를 들어, 부가적인 절단 단계 또는 부가적인 냉간 성형 단계(도 1에는 도시되지 않음)에 의해서와 같이, 특히 B 컬럼을 생산하기 위해서 미리-형상화된다. 이어서, 전체 초기 블랭크(100)가 오븐(102) 내에서 온도(Ac3) 보다 높은 온도까지 가열된다. 특정의 그리고 비-제한적인 예로서, 오븐(102)은 롤러-허쓰(roller-hearth) 또는 배치(batch) 스타일 오븐이다. 초기 블랭크(100)가 오스테나이트 상태에 도달하면, 전체적으로 도면부호 '104'로 표시된 다이 세트로 신속하게 이송되고, 상기 다이 세트(104)는 상부 다이 절반부(106) 및 하부 다이 절반부(108)를 가진다. 마르텐사이트가 형성되도록 초기 블랭크(100)의 충분히 신속한 냉각 속도를 달성하는 것을 보장하기 위해서, 다이 세트(104)가 선택적으로 냉각된다. 특정의 그리고 비-제한적인 예로서, 예를 들어 물과 같은 냉각 유체가 다이 절반부들을 통해서 유동하여 초기 블랭크(100)로부터 성형되는 제품의 신속한 냉각을 달성하도록 하기 위해서, 채널들이 상부 다이 절반부(106) 및 하부 다이 절반부(108)를 통해서 형성된다. 예를 들어, 전형적인 냉각 속도는 약 30 ℃/초 내지 약 100 ℃/초 범위이다. 제품은 냉각 동안에 다이 세트 내부에서 유지되고, 그에 따라 냉각되고 경화되는 동안에 제품의 희망하는 형상을 유지한다. 다이 세트(104)로부터 제거된 후에, 제품('110'에서 도시됨)은 대략적인 상온으로 추가적으로 냉각되거나, 또는 적어도 약 20 ℃ 내지 약 250 ℃의 온도로 추가적으로 냉각된다. 이러한 스테이지에서, 제품(110)은 실질적으로 균일한 마르텐사이트 조직을 가진다.
제품(110)이 희망 온도까지 냉각된 후에, 최종 제품 내에서 높은 인장 강도를 가져야 하는 제품(110)의 부분(즉, "경질 구역") 주위에 칼라 박스(112)가 배치된다. 칼라 박스(112)는 가스-냉각형(예를 들어, 공냉형) 및 액체-냉각형(예를 들어, 수냉형) 중 하나일 수 있을 것이다. 선택적으로, 칼라 박스(112)는 제품(110)의 일부를 유체 베드 가열된 부분으로부터 단순히 절연시킨다.
여전히 도 1을 참조하면, 제품(110)은 전체적으로 도면부호 '114'로 도시된 유동화 베드 내에 적어도 부분적으로 침지된다. 유동화 베드(114)는 고체 미립자(116)를 통해서 유동하는 유체(118)(예를 들어, 고온 압축 공기)에 의해서 가열되는 고체 미립자(116)(예를 들어, 모래)를 포함한다. 특정의 그리고 비-제한적인 예로서, 유동화 베드(114)는 약 370 ℃ 내지 약 800 ℃ 사이의 희망 온도, 특히 약 500 ℃ 내지 약 750 ℃ 사이의 범위의 희망 온도로 설정된다. 제품(110)의 단지 제 1 영역(120)만이 유동화 베드 내로 침지되고 그리고 대략적으로 희망하는 온도로 가열된다. 또한, 칼라 박스(112)는 장벽(barrier)으로서 작용하고 그리고 제 1 영역(120)에 인접한 제품(110)의 부분의 실질적인 가열을 방지한다. 도 1에 도시된 예에서, 제품(110) 및 칼라 박스(112)가 칼라 박스(112)의 지점까지 유동화 베드(114) 내로 하강된다. 선택적으로, 칼라 박스(112)와 유동화 베드(114) 사이에 작은 갭이 남게 되거나, 또는 칼라 박스(112)가 유동화 베드(114) 내로 약간 하강된다. 선택적으로, 적어도 하나의 실시예에서, 칼라 박스(112)가 생략되고 그리고, (예를 들어, 냉각된 공기와 같은) 냉각 가스의 커튼을 이용하여, 또는 (예를 들어, 물과 같은) 냉각 액체를 분무 또는 안개화하는 것에 의해서, 마감된 제품에서 높은 인장 강도를 가지게 될 제품(110)의 부분이 가열되는 것으로부터 보호된다.
제품(110) 및 칼라 박스(112)는 제 1 영역(120)이 약 370 ℃ 내지 약 800 ℃의 범위의 희망 온도에 도달할 때까지 유동화 베드(114) 내에서 침지되어 유지되고 그리고, 상기 온도에서 소정 기간 동안 소킹(soaked)되거나 소킹되지 않을 수 있을 것이다. 이어서, 제품(110) 및 칼라 박스(112)가 유동화 베드(114)로부터 제거되고, 그리고 제품(110)이 상온으로 냉각된다. 본원 발명의 일 실시예에 따라서, 제 1 영역(120)이 가스-냉각된다. 선택적으로, 고정부(fixture)를 이용하여 냉각 프로세스 동안에 제품(110)의 치수들을 유지한다. 또한 선택적으로, 예를 들어 가스-블래스팅, 유동화 베드 냉각, 다이 냉각, 물/안개 냉각, 그리고 냉각 팬들/제트들을 이용한 냉각 중 하나와 같은, 다른 적합한 냉각 기술을 이용하여 제 1 영역(120)이 냉각된다. 선택적으로, 추가적으로 도시하지 않은, 예를 들어, 트리밍 또는 천공 등과 같은 사후 프로세싱이 냉각 후에 실시된다. 선택적으로, 추가적으로 도시하지 않은 사후 프로세싱이, 열간 성형 및 프레스 경화 단계들 이후이지만 유동화 베드 내에서의 사후 열간 성형 처리 이전에 실시된다.
템퍼링된 마르텐사이트는, 약 370 ℃ 내지 약 800 ℃로 재가열하고 그 후 냉각하는 단계들에 의해서, 제품(110)의 제 1 영역(120) 내에서 형성된다. 다른 한편으로, 칼라 박스(112)가 제품(110)의 제 2 영역(122)이 약 370 ℃ 내지 약 800 ℃로 재가열되는 것을 방지하고, 그에 따라 제 2 영역(122) 내에 템퍼링된 마르텐사이트가 형성되지 않는다. 그 대신에, 열간 성형 및 프레스 경화 작업 중에 형성된 원래의 마르텐사이트 조직이 마감된 제품의 제 2 영역(122) 내에서 유지된다. 물론, 유한한(finite) 폭의 전이 구역(도시하지 않음)이 제 1 영역(120)과 제 2 영역(122) 사이의 "경계부"를 따라서 존재한다. 전이 구역 내의 제품(110)의 인장 강도가 제 1 영역(120) 내의 인장 강도와 제 2 영역(122) 내의 인장 강도의 중간이 된다.
선택적으로, 부가적인 "연질(soft) 영역들"을 형성하기 위해서, 제품(110)을 유동화 베드 내에서 가열하고 이어서 제품(110)을 냉각하는 추가적인 사이클들이 실시된다. 그 대신에, 가열되는 것으로부터 보호되지 않는 제품(110)의 둘 이상의 비-인접(non-congiguous) 영역들을 남기도록 칼라 박스(112)가 디자인되며, 그에 따라, 제품이 유동화 베드(114) 내에서의 침지에 의해서 재가열되고 그리고 후속하여 냉각될 때, 둘 이상의 "연질 영역들"이 단일 통과 시에 형성된다. 물론, 복수의 제품들(110) 및/또는 다른 타입의 제품들이 유동화 베드 내에 동시에 침지될 수 있을 것이고, 그에 따라 복수의 제품들(110) 및/또는 다른 타입의 제품들을 단일 통과 시에 배치식으로-프로세싱할 수 있을 것이다.
도 2를 참조하면, 도 1의 열 성형 라인의 지점("A")에서 획득된 제품(110)을 도시한다. 지점("A")에서 제품(110)이 실질적으로 균일한 마르텐사이트 조직을 가진다. 도 3을 참조하면, 도 1의 열 성형의 지점("B")에 상응하는 제품(110)이 도시되어 있다. 지점("B")에서 제품(110)의 조직은 또한 실질적으로 균일한 마르텐사이트 조직이나, 보호되지 않은 제 1 영역(120)과 보호된 제 2 영역(122)을 형성하기 위해서 제품(110)은 칼라 박스(112) 내에 장착된다. 도 4는, 제품(110)의 사후 열간-성형 프로세싱 이후의, 도 1의 열 성형 라인의 지점("C")에서 획득되는 실질적으로 다른 인장 강도의 2개의 영역들을 도시한다. 보다 특히, 유동화 베드(114) 내에서 재가열되고 그리고 상온까지 냉각된 후에, 보호된 제 2 영역(122)은 원래의 마르텐사이트 조직을 유지하는 반면, 제 1 영역(120) 내에는 템퍼링된 마르텐사이트가 형성된다. 전술한 바와 같이, 유한한 폭의 전이 구역(도시하지 않음)이 제 1 영역(120)과 제 2 영역(122) 사이의 "경계부"를 따라서 존재한다. 도 5의 (a) 및 (b)를 참조하여 보다 구체적으로 설명하는 바와 같이, 전이 구역 내의 제품(110)의 인장 강도는 제 1 영역(120) 내의 인장 강도와 제 2 영역(122) 내의 인장 강도의 중간이다.
이제 도 5의 (a)를 참조하면, 도 1의 열 성형 라인을 이용하여 성형된 대표적인 B 컬럼으로부터 취해진 복수의 인장 강도 샘플들의 위치들이 도시되어 있다. 샘플을 제 1 영역(120)과 제 2 영역(122) 사이의 "경계부"를 따라서 전이 구역으로부터 취하였으며, 하나의 샘플을 상기 라인으로부터 20 mm 거리에서 그리고 "경계부"의 각각의 측부에서 취했으며, 그리고 추가적인 샘플들을 각각 제 1 영역(120) 및 제 2 영역(122) 내에서, B 컬럼의 각 단부에 인접하여 취하였다. 도 5의 (b)에 그래프로 도시한 바와 같이, 제 1 영역(120)으로부터 취해진 샘플들의 인장 강도 값은 대략적으로 균일하고 그리고 제 2 영역(122)으로부터 취해진 샘플들의 인장 강도 값들보다 작다. 제 1 영역(120)과 제 2 영역(122) 각각의 사이의 전이 구역으로부터 취해진 샘플은 높은 인장 강도 값과 낮은 인장 강도 값의 중간인 인장 강도 값을 가진다. 따라서, 제품(110)은, 중간 인장 강도의 상대적인 전이 구역에 의해서 분리된, 낮은 인장 강도의 제 1 영역(120)과 높은 인장 강도의 제 2 영역(122)을 특징으로 한다.
도 5c는 도 5의 (a)의 B 컬럼의 제 1 영역 및 제 2 영역 사이의 전이 구역에 근접하는 거리의 함수로서 실험적으로 측정된 비커스 경도 값들을 도시한 그래프이다. 도 5c에 도시된 바와 같이, 경도는 약 0 mm 내지 약 60 mm의 제 1 영역 내에서, 그리고 약 80 mm 내지 약 140 mm의 제 2 영역 내에서 실질적으로 균일하다. 약 60 mm 내지 80 mm의 전이 구역 내에서, 경도가 거리에 따라 급격하게 변화하여, 제 1 영역과 제 2 영역 사이의 좁고 잘 규정된(well defined) 전이 구역을 나타낸다.
도 6을 참조하면, 본원 발명의 실시예에 따른 방법의 단순화된 흐름도가 도시되어 있다. '600'에서, 초기 블랭크는 실질적으로 균일한 제 1 인장 강도를 가지는 형상화된 제품을 성형하기 위한 열간 성형 및 프레스 경화 작업을 거친다. '602'에서, 형상화된 제품은 후속하여 기지의 작업 온도 범위 내에서 유지되는 유동화 베드 내로 적어도 부분적으로 침지된다. 형상화된 제품이 유동화 베드 내로 적어도 부분적으로 침지되는 동안, 형상화된 제품의 제 1 영역이 기지의 온도보다 높은 온도로 선택적으로 가열되는 한편, 동시에, 상기 제 1 영역에 인접한 형상화된 제품의 제 2 영역이 기지의 온도 미만으로 유지된다. 이어서, 제 1 영역이 냉각되고, 그에 따라 제 1 영역은 제 1 인장 강도보다 실질적으로 낮은 제 2 인장 강도를 획득한다.
도 7을 참조하면, 본원 발명의 실시예에 따른 방법의 단순화된 흐름도가 도시되어 있다. '700'에서, 초기 블랭크가 오스테나이트화 온도까지 가열된다. '704'에서, 초기 블랭크가 냉각된 한 쌍의 다이들 내에서 열간-형상화되어 형상화된 제품을 성형한다. '706'에서, 실질적으로 전체의 형상화된 제품 내에서의 마르텐사이트 조직 형성을 지원하기 위해서 충분히 빠른 냉각 속도를 이용하여, 형상화된 제품이 제 1 시간의 기간 동안 냉각된다. '706'에서, 형상화된 제품이 기지의 작업 온도 범위 내에서 유지되는 유동화 베드 내로 형상화된 제품을 적어도 부분적으로 침지된다. 형상화된 제품이 유동화 베드 내로 적어도 부분적으로 침지되어 있는 동안, 상기 형상화된 제품의 제 1 부분이 오스테나이트화 온도보다 낮은 기지의 온도로 선택적으로 가열된다. 이러한 시간 동안에, 상기 제 1 영역에 인접한 상기 형상화된 제품의 제 2 영역을 기지의 온도 미만으로 유지된다. '708'에서, 상기 형상화된 제품의 제 1 부분 내에 템퍼링된 마르텐사이트가 형성되도록 하는 한편, 동시에, 상기 형상화된 제품의 제 2 부분이 템퍼링된 마르텐사이트를 실질적으로 포함하게 않게 유지되도록, 상기 형상화된 제품이 냉각된다.
도 8을 참조하면, 본원 발명의 실시예에 따른 방법의 단순화된 흐름도가 도시되어 있다. 초기 블랭크가 '800'에서 제공된다. '802'에서, 초기 블랭크가 오스테나이트 상태까지 가열된다. '804'에서, 상기 형상화된 제품을 성형하기 위해서 냉각된 한 쌍의 다이들 내에서 상기 초기 블랭크가 열간-형상화된다. '806'에서, 마르텐사이트 조직을 형성할 수 있을 정도로 충분히 빠른 냉각 속도를 이용하여 상기 제품을 냉각시킴으로써 상기 형상화된 제품이 여전히 한 쌍의 다이들 내부에 있는 동안에 전체 형상화된 제품이 경화된다. '808'에서, 상기 형상화되고 경화된 제품을 한 쌍의 다이들로부터 기지의 작업 온도 범위 내에서 유지되는 유동화 베드로 이송한다. '810'에서, 상기 형상화되고 경화된 제품을 유동화 베드 내로 적어도 부분적으로 침지시켜, 적어도 미리 결정된 제 1 온도까지 상기 제품의 제 1 부분을 가열하는 한편, 동시에, 상기 제품의 제 2 부분을 상기 제 1 온도보다 낮은 미리 결정된 제 2 온도 미만에서 유지한다. '812'에서, 상기 제품을 유동화 베드로부터 제거한다. '814'에서, 상기 형상화된 제품의 제 1 부분 내에 템퍼링된 마르텐사이트가 형성되도록 하는 한편, 동시에, 상기 형상화된 제품의 제 2 부분이 템퍼링된 마르텐사이트를 실질적으로 포함하지 않게 유지되도록, 상기 형상화된 제품을 냉각한다. 도 8을 참조하여 설명된 방법에 따라서 성형되는 제품에서, 상기 형상화된 제품의 제 1 부분의 인장 강도가 상기 형상화된 제품의 제 2 부분의 인장 강도보다 낮다.
도 9를 참조하면, 본원 발명의 실시예에 따른 방법의 단순화된 흐름도가 도시되어 있다. '900'에서, B 컬럼 블랭크가 제공된다. '902'에서, 상기 B 컬럼 블랭크가 오스테나이트 상태까지 가열된다. '904'에서, B 컬럼 프로파일을 성형하기 위해서 냉각된 한 쌍의 다이들 내에서 상기 B 컬럼 블랭크가 열간-형상화된다. '906'에서, 실질적으로 전체의 B 컬럼 내에서의 마르텐사이트 조직 형성을 지원하기 위해서 충분히 빠른 냉각 속도를 이용하여, 제 1 시간의 기간 동안 상기 B 컬럼을 냉각시키는 것에 의해서, 상기 B 컬럼이 여전히 한 쌍의 다이들 내부에 있는 동안에 B 컬럼이 경화된다. '908'에서, 기지의 작업 온도 범위 내에서 유지되는 유동화 베드 내로 상기 B 컬럼을 적어도 부분적으로 침지시켜, 상기 오스테나이트화 온도보다 낮은 기지의 온도보다 높은 온도로 상기 B 컬럼의 제 1 부분을 선택적으로 가열하는 한편, 동시에, 상기 제 1 부분에 인접한 상기 B 컬럼의 제 2 부분을 기지의 온도 미만으로 유지한다. '910'에서, 상기 B 컬럼의 제 1 부분 내에 템퍼링된 마르텐사이트가 형성되도록 하는 한편, 동시에, 상기 B 컬럼의 제 2 부분이 템퍼링된 마르텐사이트를 실질적으로 포함하지 않도록, 상기 B 컬럼을 냉각시킨다. 도 9를 참조하여 설명한 방법에 따라 성형된 B 컬럼에서, 상기 B 컬럼의 제 1 부분의 인장 강도가 상기 B 컬럼의 제 2 부분의 인장 강도보다 낮다.
본원 발명의 범위로부터 이탈하지 않고도, 수많은 다른 실시예들이 구현될 수 있을 것이다.

Claims (48)

  1. 초기 블랭크로부터 형상화된 제품을 성형하기 위한 방법이며,
    실질적으로 균일한 제 1 인장 강도를 가지는 형상화된 제품을 성형하기 위해서 초기 블랭크에 대해서 열간 성형 및 프레스 경화 작업을 실시하는 단계; 그리고 후속하여,
    형상화된 제품의 제 1 영역을 기지의 온도보다 높은 온도로 선택적으로 가열하기 위해, 상기 형상화된 제품을 기지의 작업 온도 범위 내에서 유지되는 유동화 베드 내로 적어도 부분적으로 침지시키는 한편, 동시에, 상기 제 1 영역에 인접한 상기 형상화된 제품의 제 2 영역을 기지의 온도 미만으로 유지하고, 그리고 이어서 상기 제 1 영역이 상기 제 1 인장 강도보다 실질적으로 낮은 제 2 인장 강도를 획득하도록 상기 제 1 영역을 냉각시키는 단계를 포함하는, 초기 블랭크로부터 형상화된 제품을 성형하기 위한 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    열간 성형 및 프레스 경화 작업 동안에, 상기 초기 블랭크는 오스테나이트화 온도까지 가열되고, 그리고 상기 기지의 온도는 상기 오스테나이트화 온도보다 실질적으로 더 낮은, 초기 블랭크로부터 형상화된 제품을 성형하기 위한 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 영역은 유동화 베드 내로 침지되는 한편, 상기 제 1 영역에 인접한 상기 형상화된 제품의 제 2 영역은 상기 유동화 베드 내로 침지되지 않는, 초기 블랭크로부터 형상화된 제품을 성형하기 위한 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 기지의 온도까지 실질적으로 가열되는 것으로부터 상기 제 2 영역을 보호하는 단계를 포함하는, 초기 블랭크로부터 형상화된 제품을 성형하기 위한 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 보호하는 단계는 상기 제 2 영역을 향해서 냉각 유체의 유동을 지향시키는 단계를 포함하는, 초기 블랭크로부터 형상화된 제품을 성형하기 위한 방법.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    전체의 형상화된 제품이 상기 유동화 베드 내로 침지되는, 초기 블랭크로부터 형상화된 제품을 성형하기 위한 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 형상화된 제품의 제 2 영역 주위로 칼라가 제공되고, 상기 칼라는 상기 형상화된 제품의 제 2 영역이 실질적으로 가열되는 것으로부터 보호하는, 초기 블랭크로부터 형상화된 제품을 성형하기 위한 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 칼라는 상기 형상화된 제품의 제 2 영역을 가스-냉각 또는 액체-냉각시키는, 초기 블랭크로부터 형상화된 제품을 성형하기 위한 방법.
  9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
    칼라가 제공된 제 2 영역의 중심 부분이 미리 결정된 온도보다 높은 온도로 가열되는 것이 방지되고, 상기 미리 결정된 온도는 상기 기지의 온도보다 실질적으로 더 낮은, 초기 블랭크로부터 형상화된 제품을 성형하기 위한 방법.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 형상화된 제품의 제 3 영역을 상기 기지의 온도보다 더 높은 온도로 선택적으로 가열하기 위해서, 상기 형상화된 제품을 상기 유동화 베드 내로 두 번째로 적어도 부분적으로 침지시키고, 그리고 이어서 상기 제 3 영역이 상기 제 1 인장 강도보다 실질적으로 더 작은 제 3 인장 강도를 획득하도록 상기 제 3 영역을 냉각시키는 단계를 포함하는, 초기 블랭크로부터 형상화된 제품을 성형하기 위한 방법.
  11. 제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 칼라는 미리 결정된 형상을 가지고 상기 형상화된 제품의 주위로 제공되어 제 2 영역 및 복수의 인접하지 않은(noncontiguous) 제 1 영역들을 형성하는, 초기 블랭크로부터 형상화된 제품을 성형하기 위한 방법.
  12. 제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 칼라는 복수의 제 2 영역들 및 복수의 제 1 영역들을 형성하는 복수의 칼라들을 포함하는, 초기 블랭크로부터 형상화된 제품을 성형하기 위한 방법.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 형상화된 제품을 상기 유동화 베드 내로 적어도 부분적으로 침지시키기 이전에, 실질적으로 전체의 형상화된 제품이 마르텐사이트 조직을 가지는, 초기 블랭크로부터 형상화된 제품을 성형하기 위한 방법.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기지의 온도는 약 370 ℃ 내지 약 800 ℃인, 초기 블랭크로부터 형상화된 제품을 성형하기 위한 방법.
  15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기지의 온도는 약 500 ℃ 내지 약 750 ℃인, 초기 블랭크로부터 형상화된 제품을 성형하기 위한 방법.
  16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 초기 블랭크는 프레스 경화가능 스틸 합금 재료로 제조되는, 초기 블랭크로부터 형상화된 제품을 성형하기 위한 방법.
  17. 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 초기 블랭크에 대해서 열간 성형 및 프레스 경화 작업을 실시하는 단계에 후속하여 그리고 상기 형상화된 제품을 유동화 베드 내로 적어도 부분적으로 침지시키기 이전에, 중간의 프로세싱 단계를 수행하는 것을 포함하는, 초기 블랭크로부터 형상화된 제품을 성형하기 위한 방법.
  18. 초기 블랭크로부터 형상화된 제품을 성형하기 위한 방법이며,
    상기 초기 블랭크를 오스테나이트화 온도까지 가열하는 단계;
    형상화된 제품을 성형하기 위해서 냉각된 한 쌍의 다이들 내에서 상기 초기 블랭크를 열간-형상화하는 단계;
    실질적으로 전체의 형상화된 제품 내에서의 마르텐사이트 조직 형성을 지원하기 위해서 충분히 빠른 냉각 속도를 이용하여, 제 1 시간의 기간 동안 상기 형상화된 제품을 냉각시키는 단계;
    기지의 작업 온도 범위 내에서 유지되는 유동화 베드 내로 형상화된 제품을 적어도 부분적으로 침지시켜, 상기 오스테나이트화 온도보다 낮은 기지의 온도로 상기 형상화된 제품의 제 1 부분을 선택적으로 가열하는 한편, 동시에, 상기 제 1 영역에 인접한 상기 형상화된 제품의 제 2 영역을 기지의 온도 미만으로 유지하는 단계; 그리고
    상기 형상화된 제품의 제 1 부분 내에 템퍼링된 마르텐사이트가 형성되도록 하는 한편, 동시에, 상기 형상화된 제품의 제 2 부분이 템퍼링된 마르텐사이트를 실질적으로 포함하지 않도록, 상기 형상화된 제품을 냉각하는 단계를 포함하는, 초기 블랭크로부터 형상화된 제품을 성형하기 위한 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 제 1 부분은 상기 유동화 베드 내로 침지되는 한편, 상기 제 2 부분은 상기 유동화 베드 내로 침지되지 않는, 초기 블랭크로부터 형상화된 제품을 성형하기 위한 방법.
  20. 제 18 항에 있어서,
    전체의 형상화된 제품이 상기 유동화 베드 내로 침지되는, 초기 블랭크로부터 형상화된 제품을 성형하기 위한 방법.
  21. 제 18 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
    칼라가 상기 형상화된 제품의 제 2 영역 주위로 제공되고, 상기 칼라는 상기 형상화된 제품의 제 2 영역이 실질적으로 가열되는 것으로부터 보호하는, 초기 블랭크로부터 형상화된 제품을 성형하기 위한 방법.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 칼라는 상기 형상화된 제품의 제 2 영역을 가스-냉각 또는 액체-냉각시키는, 초기 블랭크로부터 형상화된 제품을 성형하기 위한 방법.
  23. 제 21 항 또는 제 22 항에 있어서,
    상기 칼라는 미리 결정된 형상을 가지고 상기 형상화된 제품의 주위로 제공되어 적어도 하나의 제 2 영역 및 복수의 제 1 영역들을 형성하는, 초기 블랭크로부터 형상화된 제품을 성형하기 위한 방법.
  24. 제 21 항 또는 제 22 항에 있어서,
    상기 칼라는 복수의 제 2 영역들 및 복수의 제 1 영역들을 형성하는 복수의 칼라들을 포함하는, 초기 블랭크로부터 형상화된 제품을 성형하기 위한 방법.
  25. 제 18 항에 있어서,
    상기 형상화된 제품의 제 3 영역을 상기 기지의 온도보다 더 높은 온도로 선택적으로 가열하기 위해서, 상기 형상화된 제품을 상기 유동화 베드 내로 두 번째로 적어도 부분적으로 침지시키고, 그리고 이어서 템퍼링된 마르텐사이트가 상기 제 3 영역 내에 형성되도록 상기 제 3 영역을 냉각시키는 단계를 포함하는, 초기 블랭크로부터 형상화된 제품을 성형하기 위한 방법.
  26. 제 18 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기지의 온도는 약 370 ℃ 내지 약 800 ℃인, 초기 블랭크로부터 형상화된 제품을 성형하기 위한 방법.
  27. 제 18 항 내지 제 26 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기지의 온도는 약 500 ℃ 내지 약 750 ℃인, 초기 블랭크로부터 형상화된 제품을 성형하기 위한 방법.
  28. 제 18 항 내지 제 27 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 초기 블랭크가 프레스 경화가능 스틸 합금 재료로 제조되는, 초기 블랭크로부터 형상화된 제품을 성형하기 위한 방법.
  29. 초기 블랭크로부터 형상화된 제품을 성형하기 위한 방법이며,
    초기 블랭크를 제공하는 단계;
    상기 초기 블랭크를 오스테나이트 상태까지 가열하는 단계;
    형상화된 제품을 성형하기 위해서 냉각된 한 쌍의 다이들 내에서 상기 초기 블랭크를 열간-형상화하는 단계;
    마르텐사이트 조직을 형성할 수 있을 정도로 충분히 빠른 냉각 속도를 이용하여 상기 제품을 냉각시켜 상기 형상화된 제품이 여전히 한 쌍의 다이들 내부에 있는 동안에 실질적으로 전체의 형상화된 제품을 경화시키는 단계;
    상기 형상화되고 경화된 제품을 한 쌍의 다이들로부터 기지의 작업 온도 범위 내에서 유지되는 유동화 베드로 이송하는 단계;
    상기 형상화되고 경화된 제품을 유동화 베드 내로 적어도 부분적으로 침지시켜, 적어도 미리 결정된 제 1 온도까지 상기 제품의 제 1 부분을 가열하는 한편, 동시에, 상기 제품의 제 2 부분을 상기 제 1 온도보다 낮은 미리 결정된 제 2 온도 미만에서 유지하는 단계;
    상기 제품을 유동화 베드로부터 제거하는 단계; 그리고
    상기 형상화된 제품의 제 1 부분 내에 템퍼링된 마르텐사이트가 형성되도록 하는 한편, 동시에, 상기 형상화된 제품의 제 2 부분이 템퍼링된 마르텐사이트를 실질적으로 포함하지 않게 유지되도록, 상기 형상화된 제품을 냉각하는 단계를 포함하고,
    상기 냉각 단계 후에 상기 형상화된 제품의 제 1 부분의 인장 강도가 상기 형상화된 제품의 제 2 부분의 인장 강도보다 낮은, 초기 블랭크로부터 형상화된 제품을 성형하기 위한 방법.
  30. 제 29 항에 있어서,
    상기 제 1 부분이 상기 유동화 베드 내로 침지되고 그리고 상기 제 2 부분이 상기 유동화 베드 내로 침지되지 않는, 초기 블랭크로부터 형상화된 제품을 성형하기 위한 방법.
  31. 제 29 항에 있어서,
    전체의 형상화된 제품이 상기 유동화 베드 내로 침지되는, 초기 블랭크로부터 형상화된 제품을 성형하기 위한 방법.
  32. 제 29 항 내지 제 31 항 중 어느 한 항에 있어서,
    칼라가 상기 형상화된 제품의 제 2 영역 주위로 제공되고, 상기 칼라는 상기 제 2 영역이 기지의 온도까지 가열되는 것을 방지하는, 초기 블랭크로부터 형상화된 제품을 성형하기 위한 방법.
  33. 제 33 항에 있어서,
    상기 칼라는 상기 형상화된 제품의 제 2 영역을 가스-냉각 또는 액체-냉각시키는, 초기 블랭크로부터 형상화된 제품을 성형하기 위한 방법.
  34. 제 29 항 내지 제 33 항 중 어느 한에 있어서,
    상기 기지의 온도가 약 370 ℃ 내지 약 800 ℃인, 초기 블랭크로부터 형상화된 제품을 성형하기 위한 방법.
  35. 제 29 항 내지 제 34 항 중 어느 한에 있어서,
    상기 미리 결정된 제 1 온도는 약 500 ℃ 내지 약 750 ℃인, 초기 블랭크로부터 형상화된 제품을 성형하기 위한 방법.
  36. 제 29 항 내지 제 35 항 중 어느 한에 있어서,
    상기 초기 블랭크는 프레스 경화가능 스틸 합금 재료로 제조되는, 초기 블랭크로부터 형상화된 제품을 성형하기 위한 방법.
  37. 자동차용 B 컬럼을 제조하는 방법이며,
    B 컬럼 블랭크를 제공하는 단계;
    상기 B 컬럼 블랭크를 오스테나이트 상태까지 가열하는 단계;
    B 컬럼을 성형하기 위해서 냉각된 한 쌍의 다이들 내에서 상기 B 컬럼 블랭크를 열간-형상화하는 단계;
    실질적으로 전체의 B 컬럼 내에서의 마르텐사이트 조직 형성을 지원하기 위해서 충분히 빠른 냉각 속도를 이용하여, 제 1 시간의 기간 동안 상기 B 컬럼을 냉각시키는 것에 의해서, 상기 B 컬럼이 여전히 한 쌍의 다이들 내부에 있는 동안에 B 컬럼을 경화시키는 단계;
    기지의 작업 온도 범위 내에서 유지되는 유동화 베드 내로 상기 B 컬럼을 적어도 부분적으로 침지시켜, 상기 오스테나이트화 온도보다 낮은 기지의 온도보다 높은 온도로 상기 B 컬럼의 제 1 부분을 선택적으로 가열하는 한편, 동시에, 상기 제 1 부분에 인접한 상기 B 컬럼의 제 2 부분을 기지의 온도 미만으로 유지하는 단계; 그리고
    상기 B 컬럼의 제 1 부분 내에 템퍼링된 마르텐사이트가 형성되도록 하는 한편, 동시에, 상기 B 컬럼의 제 2 부분이 템퍼링된 마르텐사이트를 실질적으로 포함하지 않게 유지되도록, 상기 B 컬럼을 냉각하는 단계를 포함하고,
    상기 냉각 단계 후에 상기 B 컬럼의 제 1 부분의 인장 강도가 상기 B 컬럼의 제 2 부분의 인장 강도보다 낮은, 자동차용 B 컬럼을 제조하는 방법.
  38. 제 37 항에 있어서,
    상기 제 1 부분은 상기 유동화 베드 내로 침지되고 그리고 상기 제 2 부분은 상기 유동화 베드 내로 침지되지 않는, 자동차용 B 컬럼을 제조하는 방법.
  39. 제 37 항에 있어서,
    전체의 B 컬럼이 상기 유동화 베드 내로 침지되는, 자동차용 B 컬럼을 제조하는 방법.
  40. 제 37 항 내지 제 39 항 중 어느 한 항에 있어서,
    칼라가 상기 B 컬럼의 제 2 영역 주위로 제공되고, 상기 칼라는 상기 제 2 영역이 기지의 온도까지 가열되는 것을 방지하는, 자동차용 B 컬럼을 제조하는 방법.
  41. 제 40 항에 있어서,
    상기 칼라는 상기 B 컬럼의 제 2 영역을 가스-냉각 또는 액체-냉각시키는, 자동차용 B 컬럼을 제조하는 방법.
  42. 제 37 항에 있어서,
    상기 B 컬럼의 제 3 부분을 상기 기지의 온도보다 더 높은 온도로 선택적으로 가열하기 위해서, 상기 B 컬럼을 상기 유동화 베드 내로 두 번째로 적어도 부분적으로 침지시키고, 그리고 이어서 상기 제 3 부분이 상기 제 2 부분의 인장 강도보다 실질적으로 더 작은 인장 강도를 획득하도록 상기 제 3 부분을 냉각시키는 단계를 포함하는, 자동차용 B 컬럼을 제조하는 방법.
  43. 제 37 항 내지 제 42 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기지의 온도는 약 370 ℃ 내지 약 800 ℃인, 자동차용 B 컬럼을 제조하는 방법.
  44. 제 37 항 내지 제 43 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기지의 온도는 약 500 ℃ 내지 약 750 ℃인, 자동차용 B 컬럼을 제조하는 방법.
  45. 제 37 항 내지 제 44 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 초기 블랭크는 프레스 경화가능 스틸 합금 재료로 제조되는, 자동차용 B 컬럼을 제조하는 방법.
  46. 제 1 항 내지 제 36 항 중 어느 한 항에 따른 방법에 따라서 제조된 형상화된 부품.
  47. 제 37 항 내지 제 45 항 중 어느 한 항에 따른 방법에 따라서 제조된 B 컬럼.
  48. 초기 블랭크로부터 형상화된 제품을 성형하는 방법이며,
    초고강도 스틸로부터 제조된 초기 블랭크를 제공하는 단계;
    상기 초기 블랭크로부터 형상화된 제품을 성형하는 단계; 그리고
    상기 형상화된 제품을 기지의 작업 온도 범위 내에서 유지되는 유동화 베드 내로 적어도 부분적으로 침지시켜, 상기 형상화된 제품의 제 1 영역을 기지의 온도보다 높은 온도로 선택적으로 가열하는 한편, 동시에, 상기 제 1 영역에 인접한 상기 형상화된 제품의 제 2 영역을 기지의 온도 미만으로 유지하고, 이어서 상기 제 1 영역이 상기 제 1 인장 강도보다 실질적으로 낮은 제 2 인장 강도를 획득하도록 상기 제 1 영역을 냉각시키는 단계를 포함하는, 초기 블랭크로부터 형상화된 제품을 성형하는 방법.
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