KR20140136327A - Deep drawing method of stainless steel for preventing breakage - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 파단방지를 위한 스테인리스 강판의 딥드로잉 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 성형량이 많은 코너부에 발생하는 넥킹(necking)을 방지하여 성형성이 향상된 스테인리스 강판의 딥드로잉 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a deep drawing method of a stainless steel sheet for preventing breakage, and more particularly, to a deep drawing method of a stainless steel sheet with improved formability by preventing necking occurring at a corner portion having a large amount of molding.
다량생산과 경제적 수단으로 현재 각광을 받고 있는 소성가공법은 그 필요성과 중요성이 인식됨에 따라 이 분야의 연구가 활발히 진행되고 있으며, 그 중에서도 박판금속의 성형에 대해서는 많은 연구가 진행되고 있다.As the necessity and importance of the plastic processing method, which is currently in the limelight due to mass production and economic means, are recognized, researches in this field have been actively carried out, and many studies have been conducted on the molding of thin plate metal.
박판프레스 성형에 있어서의 딥 드로잉(deep drawing) 가공은 통산 상온에서 실시하나, 변형중의 가공경화 특성으로 인한 중간 풀림 열처리 등 허용 응력 범위 내에서의 안정된 소성변형을 하여야 함으로 인해 여려 공정을 필요로 한다.Deep drawing in sheet metal press forming is carried out at room temperature but it requires stable process due to stable plastic deformation within the allowable stress range such as intermediate annealing due to work hardening characteristics during deformation. do.
최근 기술의 발달과 함께 수요가 다양해 짐에 따라 제품의 형상도 복잡하게 되고, 다품종 소량생산에 대응하기 위해 성형성을 향상, 공정의 단축과 품질의 향상 및 후가공의 용이화 등을 실현하는 고부가가치 가공기술이 요구되고 있다. As the demand has diversified along with the recent development of the technology, the shape of the product becomes complicated. In order to cope with the small quantity production of various kinds of products, a high value added product that improves the formability, shortens the process, improves the quality, Processing technology is required.
이러한 문제점을 해결하기 위해 종래의 딥드로잉 기술은 대부분 가열하여 금속소재의 성형성을 높이는 방법을 활용하고 있다.In order to solve such a problem, the conventional deep drawing technology utilizes a method of heating most of the metal to increase the moldability of the metal material.
특히 스테인리스강 중 오스테나이트계 강은 프레스 가공에 따라 상변태를 동반하는 강으로 프레스 가공에 따라 상변태를 동반하는 강으로 온간 성형에 적용이 용이한 강종이다. 일반적으로 냉간가공에 따라 유기되는 마르텐사이트는 가공경화도를 높이기 때문에 딥드로잉 가공성에는 나쁜 영향을 주는 것으로 알려져 있다. Among austenitic stainless steels, austenitic steels are those with phase transformation depending on the pressing process. These steels have a phase transformation according to the pressing process and are easy to apply to warm forming. It is generally known that martensite induced by cold working has a bad influence on deep drawing workability because it increases work hardening degree.
이 경우 다이 및 블랭크 홀더 등을 소재의 온도를 올리게 되면 프레스 하중을 낮추게 되어 딥드로잉 가공성이 개선된다. 즉, 드로잉 가공 중의 금속판의 변형은 플랜지부에서 집중되고 이 부분은 차후에 성형에 의해 컵의 측벽이 되는 데 이 부분은 거의 변형이 일어나지 않는다. 결국 성형성을 높이기 위해서는 측벽부의 파단응력이 플랜지부의 드로잉 저항보다 커야 한다.In this case, if the temperature of the die and the blank holder or the like is raised, the press load is lowered, and the deep drawability is improved. That is, the deformation of the metal plate during drawing is concentrated at the flange portion, and this portion becomes the side wall of the cup by molding at a later time, and this portion hardly deforms. Consequently, in order to improve the moldability, the breaking stress of the side wall portion must be larger than the drawing resistance of the flange portion.
온간성형 금형을 설계하여 자동차 연료탱크 등과 같은 복잡형상을 부품을 프레스 가공 시 가공성의 개선효과를 기대할 수 있지만, 보다 더 성형량이 많은 코너 부위에서는 여전히 파단이 발생할 수 있는 문제점이 있다. It is possible to expect an effect of improving the workability in press molding of a complicated shape such as an automobile fuel tank by designing a warm mold, but there is a problem that breakage may still occur at a corner portion having a larger molding amount.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 스테인리스 강의 딥 드로잉 성형 시에 발생할 수 있는 펀치 코너부의 넥킹에 의한 파단발생을 방지하는 금속판재의 딥드로잉 성형방법을 제공하는 데 있다.It is an object of the present invention to provide a deep drawing forming method of a metal plate which prevents breakage due to necking of punch corner portions that may occur during deep drawing forming of stainless steel have.
위 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 스테인리스 강판의 딥드로잉 성형방법은 코너부에 넥킹이 발생하는 것을 방지할 수 있도록 스테인리스 강판의 플랜지부를 온도구배가 형성되도록 저온영역 및 고온영역으로 구분하여 가열하되, 상기 저온영역을 코너부로 가공하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of forming a deep drawing of a stainless steel sheet in which a flange portion of a stainless steel sheet is formed in a low temperature region and a high temperature region And the low temperature region is processed into a corner portion.
상기 플랜지부의 고온영역 및 저온영역은 상기 스테인리스 강판의 플랜지부를 사이에 두고 설치되는 다이 또는 블랭크 홀더로부터 공급되는 열량을 달리함으로써 형성될 수 있다.The high-temperature region and the low-temperature region of the flange portion may be formed by different amounts of heat supplied from a die or a blank holder provided between the flange portions of the stainless steel sheets.
상기 다이 또는 블랭크 홀더에 복수 개의 히터를 삽입하되, 그 간격을 달리함으로써 상기 플랜지부의 고온영역 및 저온영역을 형성할 수 있다.By inserting a plurality of heaters into the die or the blank holder, the high temperature region and the low temperature region of the flange portion can be formed by changing the intervals.
상기 다이 또는 블랭크 홀더에 복수 개의 히터를 삽입하되, 상기 히터 사이에 단열재를 설치하여 상기 플랜지부의 고온영역 및 저온영역을 형성할 수 있다.A plurality of heaters are inserted into the die or the blank holder, and a high temperature region and a low temperature region of the flange portion can be formed by providing a heat insulating material between the heaters.
상기 블랭크 홀더에 복수개의 히터를 삽입하되, 상기 블랭크 홀더를 단차지게 형성하여 상기 스테인리스 강판의 접촉여부에 따라 상기 플랜지부의 고온영역 및 저온영역을 형성할 수 있다.A plurality of heaters are inserted into the blank holder, and the blank holder is formed in a stepped shape, so that the high temperature region and the low temperature region of the flange portion can be formed depending on whether the stainless steel sheet is in contact with the blank holder.
상기 스테인리스 강판은 스테인리스 304강일 수 있다.The stainless steel plate may be stainless 304 steel.
상기 고온영역의 온도는 150~200℃, 상기 저온영역의 온도는 100~125℃의 범위에서 조절하되, 펀치의 스트로크 속도는 1m/s 이며, 상기 고온영역의 온도와 상기 저온영역의 온도차이는 50~80℃일 수 있다.Wherein the temperature of the high temperature region is controlled to be in the range of 150 to 200 ° C and the temperature of the low temperature region is controlled to be in the range of 100 to 125 ° C with the stroke speed of the punch being 1 m / 50-80 < 0 > C.
본 발명에 의한 스테인리스강의 딥드로잉 성형방법에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.The deep drawing forming method of stainless steel according to the present invention has the following effects.
첫째, 스테인리스강의 코너부의 넥킹을 방지함으로써 파단발생을 줄일 수 있으며 이에 따라 한계 드로잉비 증가로 인하여 성형 한계가 개선될 수 있다.First, the occurrence of fracture can be reduced by preventing the necking of the corner portion of the stainless steel, so that the molding limit can be improved due to the increase of the limit drawing ratio.
둘째, 자동차 연료탱크등과 같이 복잡한 형상의 제품 성형이 가능하며 성형성의 향상으로 공정수 단축을 할 수 있다.Secondly, it is possible to form products with complex shapes such as automobile fuel tanks, etc., and the number of processes can be shortened by improving the formability.
셋째, 딥드로잉 성형시 소재에는 비교적 균일한 두께와 강도를 갖는 제품을 얻을 수 있다.Third, a product having a relatively uniform thickness and strength can be obtained in the deep draw forming process.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 스테인리스 강판의 딥드로잉 금형의 개략도이다.
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 블랭크 홀더의 사시도이다.
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 블랭크 홀더의 단면도이다.
도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 블랭크 홀더의 표면온도를 나타낸 그래프이다.
도5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 블랭크 홀더의 단면도이다.
도6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 블랭크 홀더의 단면도이다.
도7은 본 발명의 일 실시예에 따른 스테인리스 304강의 온도에 따른 응력-변형률(stress-strain) 그래프이다.
도8은 본 발명의 일 실시예에 따른 원형컵 딥드로잉 성형시 블랭크 홀더의 온도구배를 나타낸 도면이다.
도9는 본 발명의 일 실시예에 따른 원형컵 딥드로잉 성형시 블랭크 홀더의 온도구배를 나타낸 도면이다.1 is a schematic view of a deep drawing die of a stainless steel sheet according to an embodiment of the present invention.
2 is a perspective view of a blank holder according to an embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view of a blank holder according to one embodiment of the present invention.
4 is a graph showing the surface temperature of a blank holder according to an embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view of a blank holder according to another embodiment of the present invention.
6 is a cross-sectional view of a blank holder according to another embodiment of the present invention.
7 is a stress-strain graph of a stainless steel 304 steel according to an embodiment of the present invention.
8 is a view showing the temperature gradient of the blank holder during round cup deep drawing forming according to an embodiment of the present invention.
9 is a graph showing the temperature gradient of the blank holder during round cup deep drawing forming according to an embodiment of the present invention.
여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to limit the invention. The singular forms as used herein include plural forms as long as the phrases do not expressly express the opposite meaning thereto. Means that a particular feature, region, integer, step, operation, element and / or component is specified, and that other specific features, regions, integers, steps, operations, elements, components, and / And the like.
다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms including technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Commonly used predefined terms are further interpreted as having a meaning consistent with the relevant technical literature and the present disclosure, and are not to be construed as ideal or very formal meanings unless defined otherwise.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 금속 판재의 딥드로잉 성형방법에 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, a method of forming a deep drawing of a metal plate according to a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스테인리스 강판의 딥드로잉 성형방법에 사용되는 금형의 개략도이다. 딥드로잉 성형을 하기 위해 스테인리스 강판(P)를 다이(10)와 블랭크 홀더(30) 사이에 위치시킨다. 펀치(20)에 의한 가압에 의해 스테인리스 강판(P)을 다이(10) 내부에 형성된 공간으로 유입시켜 성형하게 된다. 이때 다이(10)와 블랭크 홀더(30) 사이의 스테인리스 강판(P)의 플랜지부는 원주방향으로 압축응력을 받고 반경 방향으로는 인장응력을 받으면서 드로잉된다. 1 is a schematic view of a mold used in a deep drawing forming method of a stainless steel sheet according to an embodiment of the present invention. The stainless steel sheet P is placed between the
이러한 딥드로잉 성형에서는 펀치(20)에 접하는 부분에서의 인장 성형 효과 보다는 플랜지 부위에서의 유입효과로 인해 측벽의 대부분이 성형된다. 따라서 스테인리스강 판재의 코너부(40)에 변형이 집중되어 넥킹이 발생될 수 있으며, 이로 인해 최종 제품에 파단이 발생될 수 있다.In such a deep drawing molding, most of the side wall is formed due to the inflow effect at the flange portion, rather than the tensile molding effect at the portion contacting the
본 발명의 실시예에서는 스테인리스 강판(P)의 코너부(40)에 넥킹에 의한 파단이 발생하는 것을 방지하기 위해 스테인리스 강판의 플랜지부를 저온영역 및 고온영역으로 구분하여 가열하되, 상기 저온영역을 코너부(40)로 하여 가공한다.In the embodiment of the present invention, in order to prevent the
스테인리스 강판(P)의 플랜지부의 가열시에 저온영역은 강도가 고온영역에 비하여 강도가 높아지게 되고 이를 통해 넥킹이 고온영역으로 분산되어 파단발생을 방지할 수 있다.When the flange portion of the stainless steel sheet P is heated, the strength of the low-temperature region is higher than that of the high-temperature region, and the necking is dispersed in the high-temperature region.
이 때, 코너부에 해당하는 저온영역과 고온영역은 스테인리스강 판재를 사이에 두고 설치되는 다이 또는 블랭킹 홀더로부터 공급되는 열량을 달리함으로써 형성될 수 있다.At this time, the low temperature region and the high temperature region corresponding to the corner portions can be formed by different amounts of heat supplied from the die or blanking holder provided between the stainless steel plate members.
또한, 스테인리스 강판의 플랜지부에 공급되는 열량을 달리하기 위해서 다이 또는 블랭킹 홀더에 복수개의 가열히터를 삽입하고 그 간격을 달리함으로써 스테인리스 강판의 플랜지부의 고온영역 및 저온영역을 형성시킬 수 있다.Further, in order to vary the amount of heat supplied to the flange portion of the stainless steel plate, a plurality of heaters are inserted into the die or the blanking holder, and the intervals between the heaters are varied, thereby forming the high temperature region and the low temperature region of the flange portion of the stainless steel plate.
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 블랭크 홀더의 개략도이다. 도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 블랭크 홀더의 단면도이다. 도2 및 도3에 도시된 바와 같이, 블랭크 홀더(30)의 내부에는 5개의 히터(31)가 구비될 수 있으며, 스테인리스 강판(P)의 코너부(40)에 해당하는 플랜지부의 저온영역과 맞닿는 블랭크 홀더면의 하부에 삽입되는 히터(31)의 간격보다 플랜지부의 고온영역과 맞닿는 블랭크 홀더면의 하부에 삽입되는 히터(31)의 삽입간격을 좁게 형성함으로써 블랭크 홀더(30)로부터 스테인리스 강판(P)에 전달하는 열량을 조절할 수 있다.2 is a schematic view of a blank holder according to one embodiment of the present invention. 3 is a cross-sectional view of a blank holder according to one embodiment of the present invention. As shown in FIGS. 2 and 3, five
상기 히터(31)는 각각 별도의 온도조절장치에 연결되어 스테인리스 강판과 맞닿는 블랭크 홀더(30)의 면의 온도가 조절될 수 있다.The temperature of the surface of the
또한, 블랭크 홀더(30)의 두께 및 히터(31)의 위치는 블랭크 홀더 소재의 열전달 계수에 따라 결정될 수 있다.Further, the thickness of the
도4는 본 발명에 실시예에 따른 블랭크 홀더의 히터의 가열시 블랭크 홀더의 위치별로 표면 온도는 나타낸 것이다. 블랭크 홀더의 금형상의 위치에 따라 스테인리스 강판의 코너부에 접하는 부분을 기준으로 하여 각 부분을 온도가 점진적으로 상승하게 되어 온도구배를 형성하는 것을 확인할 수 있다.4 shows the surface temperature of the blank holder according to the embodiment of the present invention by the position of the blank holder when heating the heater of the blank holder. It can be confirmed that the temperature gradually increases at each portion with respect to the corner portion of the stainless steel sheet depending on the position of the blank holder on the mold, thereby forming a temperature gradient.
세가지 설정 온도에 따라 금형 표면의 온도가 상승함을 확인하였으며 5개의 열선 중 1~2개가 미 작동시를 감안하여도 온도가 설정온도와 큰 차이를 보이지 않음을 확인하였다.It was confirmed that the surface temperature of the mold increases according to the three set temperatures. It was confirmed that the temperature does not show a large difference from the set temperature even when one or two of the five heat lines are not operated.
도5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 블랭크 홀더의 개략도이다. 도5에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에서 블랭크 홀더(30)는 내부에 5개의 히터(31)가 구비될 수 있으며 히터 사이에 단열재(32)가 구비될 수 있다. 단열재(32)는 1개 이상이 구비될 수 있으며 단열재(32)의 위치 및 히터(31)의 가열온도를 조절하여 스테인리스 강판의 플랜지부의 저온영역 및 고온영역을 온도구배를 조절할 수 있다.5 is a schematic view of a blank holder according to another embodiment of the present invention. As shown in FIG. 5, in the embodiment of the present invention, the
도5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 블랭크 홀더의 개략도이다. 도5에 도시된 바와 같은 본 발명의 또 다른 실시예에서 블랭크 홀더(30)는 내부에 일정한 간격으로 5개의 히터(31)가 구비될 수 있으며, 스테인리스 강판의 플랜지부의 저온영역과 이에 맞닿은 면이 서로 이격되고, 스테인리스 강판의 플랜지부의 고온영역과 맞닿은 면이 접촉되도록 블랭크 홀더(30)에 단차가 형성될 수 있다. 이에 따라 블랭크 홀더에 전달되는 열량의 차이로 인하여 성형되는 금속판재의 플랜지부에 온도구배가 형성될 수 있다.5 is a schematic view of a blank holder according to another embodiment of the present invention. 5, the
본 발명의 일 실시예에서 스테인리스 강은 준안정 오스테나이트계 스테인리스 강으로서 304강으로 중량%로 Cr:17.0~19.0%, Cr:7.8~9.0%, Ni:7.8~9.0%, N:0.02~0.06%, C:0.02~0.06%를 포함하는 것일 수 있다. 이러한 스테인리스 강은 상온에서 준안정한 상태의 특성으로 소성가공 부여시 상 안정성의 변화로 가공유기 마르텐사이트를 생성하는 특성을 갖는다. 따라서 드로잉 성형시 성형량에 따라 가공유기 마르텐사이트의 생성이 급격히 활성화되어 소재가 강화된다. 따라서 금형 비드 주위에 걸리는 소재의 변형 저항성은 급격하게 상승된다. 금형 비드에 걸리는 소재의 변형 저항성을 줄이기 위해서는 소재의 가공경화 민감도를 떨어뜨리는 것이 필요하며, 준안정한 오스테나이트계 스테인리스 강에서 소재의 가공경화 민감도를 떨어뜨리는 것이 필요하다. 준안정한 오스테나이계 스테인리스 강에서 상 안정성은 온도가 올라갈수록 증가하며 이에 따라 소재 변형시 가공유기 마르텐사이트 상의 생성은 저하된다.In one embodiment of the present invention, the stainless steel is a metastable austenitic stainless steel, which is a 304 steel containing 17.0 to 19.0% of Cr, 7.8 to 9.0% of Cr, 7.8 to 9.0% of Ni, 0.08 to 0.06 of N, %, And C: 0.02 to 0.06%. These stainless steels have a characteristic of being a metastable state at room temperature, and have a property of producing processed organic martensite under the change of phase stability upon plastic working. Therefore, the production of processed organic martensite is rapidly activated according to the amount of molding during drawing forming, and the material is strengthened. Therefore, the deformation resistance of the material caught around the mold bead sharply increases. In order to reduce the deformation resistance of the material applied to the mold bead, it is necessary to lower the work hardening sensitivity of the material, and it is necessary to lower the work hardening sensitivity of the material in the metastable austenitic stainless steel. In metastable austenitic stainless steels, the phase stability increases with increasing temperature, and thus the formation of the processed organic martensite phase degrades during material deformation.
도7은 스테인리스 304강의 온도에 따른 응력-변형률(stress-strain) 그래프이다. 도7에 도시된 바와 같이 스테인리스 304강의 인장 특성은 온도의 영향을 받는다. 특히 상온과 100℃에서의 응력-변형률(stress-strain) 곡선을 보면 온도가 증가함에 따라 강도는 저하되고 변형률은 다소 증가함을 알 수 있다. 그러나 200℃ 이상의 고온에서는 강도 감소 정도는 미미한 반면에 변형률은 크게 감소함을 알 수 있다. 이로서 스테인리스 304강의 소성변형 물성이 온도의 영향을 받으며, 가공에 유리한 온도 조건이 존재한다는 것을 알 수 있다.7 is a stress-strain graph of a stainless steel 304 steel according to temperature. As shown in FIG. 7, the tensile properties of the stainless steel 304 steel are influenced by the temperature. In particular, the stress-strain curves at room temperature and 100 ° C show that as the temperature increases, the strength decreases and the strain increases somewhat. However, at higher temperatures above 200 ℃, the degree of the decrease in strength is small, but the strain is greatly reduced. As a result, it can be seen that the plastic deformation properties of the stainless steel 304 are influenced by the temperature and there is a favorable temperature condition for the processing.
본 발명의 실시예에서, 상기 스테인리스 304 강을 이용하여 딥드로잉 성형하는 경우 스테인리스 강판의 플랜지부의 고온영역의 온도는 150~200℃, 스테인리스 강판의 플랜지부의 저온영역의 온도는 100~125℃의 범위에서 조절하되 펀치의 스트로크 속도는 1m/s이내이며, 상기 고온영역의 온도와 상기 저온영역의 온도차이는 50~80℃일 수 있다.In the embodiment of the present invention, when the deep draw forming is performed using the stainless steel 304, the temperature of the high temperature region of the flange portion of the stainless steel plate is 150 to 200 占 폚, the temperature of the low temperature region of the flange portion of the stainless steel plate is 100 to 125 占 폚 The stroke speed of the punch is within 1 m / s, and the temperature difference between the high-temperature region and the low-temperature region may be 50 to 80 ° C.
상기 스테인리스 강판의 플랜지부의 고온영역의 온도가 150℃ 보다 낮은 경우에는 변형저항 감소에 의한 드로잉성 향상이 미미하게 되고, 200℃ 보다 높은 경우 온도 증가에 따른 강도(stress) 저하가 미미한 반면에 변형률(strain)이 감소하게 되어 가공성 향상 효과가 크지 않게 된다. When the temperature of the flange portion of the stainless steel sheet is lower than 150 ° C, the improvement in drawability due to the reduction in deformation resistance becomes insignificant. When the temperature is higher than 200 ° C, the stress decrease due to temperature increase is insignificant, the strain is reduced and the effect of improving workability is not so large.
또한, 상기 스테인리스 강판의 플랜지부의 저온영역의 온도는 고온영역과의 온도구배가 생기도록 설정된 것이며, 그 온도가 100℃ 보다 작은 경우에는 변형저항 감소에 의한 드로잉성 향상이 미미하게 되고, 125℃ 보다 큰 경우에는 넥킹이 주변부로 분산되는 효과가 작을 수 있게 된다.The temperature of the low-temperature region of the flange portion of the stainless steel sheet is set so as to cause a temperature gradient with respect to the high-temperature region. When the temperature is lower than 100 ° C, improvement in drawability due to reduction in deformation resistance becomes insignificant, The effect that the necking is dispersed to the peripheral portion can be small.
따라서, 상기 고온영역의 온도에 대한 상기 저온영역의 온도차이가 50~80℃의 경우에 상기 스테인리스 강판의 딥드로잉성 개선과 함께 변형을 분산시켜 소재의 두께 감소를 최소화 시킬 수 있다.Therefore, when the temperature difference in the low-temperature region with respect to the high-temperature region is 50 to 80 ° C, the deep drawability of the stainless steel sheet can be improved and the deformation can be dispersed to minimize the thickness reduction of the material.
한편, 상기 펀치의 스트로크의 속도는 파단을 방지할 수 있도록 1m/s이내인 것이 바람직하다.On the other hand, the speed of the stroke of the punch is preferably 1 m / s or less so as to prevent breakage.
도8 및 도9는 본 발명의 일 실시예에 따른 원형컵 딥드로잉 성형시 블랭크 홀더 부의 온도 구배를 나타낸 도면이다.8 and 9 are views showing the temperature gradients of the blank holder portion during round cup deep drawing forming according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에서 성형에 유리한 온도영역 내에서 금형과 소재간의 온도분포의 최적 조건을 도출하기 위해 원형컵을 이용하여 유한요소 해석을 실시하였다. 도8 및 도9에 도시된 바와 같이, 블랭크 홀더의 온도 구배에 따른 딥드로잉성을 검토하고 어떠한 온도 구배를 갖는 경우 딥드로잉성을 최대화 하면서 두께 감소를 최소화할 수 있는 지 검토하였다.In one embodiment of the present invention, a finite element analysis was performed using a round cup to derive the optimal conditions of the temperature distribution between the mold and the material within the temperature range favorable for molding. As shown in FIGS. 8 and 9, the deep drawability according to the temperature gradient of the blank holder was examined, and it was examined whether the thickness reduction can be minimized while maximizing the deep drawability with a temperature gradient.
블랭크 홀더의 온도 구배에 따라 성형 후 최대 두께감소가 작을수록 딥드로잉 성형에서 스테인리스 강의 플랜지부의 가열효과가 극대화된 것을 의미하며 해석결과를 하기 표1에 나타내었다.The smaller the maximum thickness reduction after molding according to the temperature gradient of the blank holder, the more the heating effect of the flange portion of the stainless steel was maximized in the deep drawing forming, and the results of analysis are shown in Table 1 below.
표1에 나타난 바와 같이, 한계드로잉비(LDR) 값이 2.3인 경우 (블랭크의 직경 115mm)일 때 고온영역의 블랭크 홀더의 온도가 150~200℃ 영역일 때 저온영역의 블랭크 홀더의 온도가 100℃ 이상이면 두께 감소가 최소화되어 성형성이 개선되는 것을 확인하였다. As shown in Table 1, when the temperature of the blank holder in the high-temperature region is in the range of 150 to 200 占 폚 when the limit drawing ratio (LDR) value is 2.3 (the diameter of the blank is 115 mm), the temperature of the blank holder in the low- Lt; 0 > C or more, thickness reduction is minimized and moldability is improved.
또한, LDR값이 2.35인 경우 고온영역의 블랭크 홀더의 온도가 150℃인 경우 저온영역의 블랭크 홀더의 온도가 75~100℃일 때, 고온영역의 블랭크 홀더의 온도가 200℃인 경우 저온영역의 블랭크 홀더의 온도가 75~125℃일 때 성형성이 개선되는 것을 확인하였다.When the temperature of the blank holder in the high-temperature region is 200 ° C when the temperature of the blank holder in the low-temperature region is 75 to 100 ° C when the temperature of the blank holder in the high-temperature region is 150 ° C when the LDR value is 2.35, It was confirmed that the moldability was improved when the temperature of the blank holder was 75 to 125 ° C.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, You will understand.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변경된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be interpreted as being included in the scope of the present invention .
P: 스테인리스 강판 10: 다이
20: 펀치 30: 블랭크 홀더
31: 히터 40: 코너부P: Stainless steel plate 10: Die
20: punch 30: blank holder
31: heater 40:
Claims (7)
상기 플랜지부의 고온영역 및 저온영역은 상기 스테인리스 강판의 플랜지부를 사이에 두고 설치되는 다이 또는 블랭킹 홀더로부터 공급되는 열량을 달리함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 스테인리스 강판의 딥드로잉 성형방법.The method according to claim 1,
Wherein the high temperature region and the low temperature region of the flange portion are formed by different amounts of heat supplied from a die or a blanking holder provided with a flange portion of the stainless steel plate interposed therebetween.
상기 다이 또는 블랭크 홀더에 복수 개의 히터를 삽입하되, 그 간격을 달리함으로써 상기 플랜지부의 고온영역 및 저온영역을 형성하는 것을 특징으로 하는 스테인리스 강판의 딥드로잉 성형방법.The method of claim 2,
Wherein a plurality of heaters are inserted into the die or the blank holder, and the high-temperature region and the low-temperature region of the flange portion are formed by varying the intervals.
상기 다이 또는 블랭크 홀더에 복수 개의 히터를 삽입하되, 상기 히터 사이에 단열재를 설치하여 상기 플랜지부의 고온영역 및 저온영역을 형성하는 것을 특징으로 하는 스테인리스 강판의 딥드로잉 성형방법.The method of claim 2,
Wherein a plurality of heaters are inserted into the die or the blank holder, and a high-temperature region and a low-temperature region of the flange portion are formed by providing a heat insulating material between the heaters.
상기 블랭킹 홀더에 복수 개의 히터를 삽입하되, 상기 블랭크 홀더를 단차지게 형성하여 상기 스테인리스 강판의 접촉여부에 따라 상기 플랜지부의 고온영역 및 저온영역을 형성하는 것을 특징으로 하는 스테인리스 강판의 딥드로잉 성형방법.Claim 2
Wherein a plurality of heaters are inserted into the blanking holder so that the blank holder is formed in a stepped shape to form a high temperature region and a low temperature region of the flange portion depending on whether the stainless steel plate is in contact with the blank holder .
상기 스테인리스 강판은 스테인리스 304강인 것을 특징으로 하는 스테인리스 강판의 딥드로잉 성형방법.The method according to any one of claims 1 to 5,
Wherein the stainless steel sheet is a stainless steel 304 steel.
상기 고온영역의 온도는 150~200℃, 상기 저온영역의 온도는 100~125℃의 범위에서 조절하되, 펀치의 스트로크 속도는 1m/s이내이며, 상기 고온영역의 온도와 상기 저온영역의 온도차이는 50~80℃인 것을 특징으로 하는 스테인리스 강판의 딥드로잉 성형방법.The method of claim 7,
Wherein the temperature of the high temperature zone is in the range of 150 to 200 ° C, the temperature of the low temperature zone is in the range of 100 to 125 ° C, the stroke speed of the punch is within 1 m / s, Is in the range of 50 to 80 占 폚.
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