KR20160006027A - Heating device and methode of hot stamping panel - Google Patents

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Abstract

Disclosed are a heating device of a hot stamping material, and a method thereof. According to an embodiment of the present invention, the device of the hot stamping material comprises: an electrode part mounted on both ends of a plating steel material, including a plurality of electrodes; a support comprised on a position corresponding to the electrode, supporting the plating steel material; a power supply part to supply a current by being connected to the electrode; and a control part to control a supply current of the power supply part. Moreover, the heating method of the hot stamping material in accordance with an embodiment of the present invention comprises: a temperature rising first step of preheating the plating steel material to a reference temperature by controlling a supply of electricity of the power supply part through the electrode mounted on both ends of the plating steel material; and a temperature rising second step of heating the plating steel material to an austenite stabilization temperature by performing cross-conduction of the electrodes mounted on both ends of the plating steel material by changing a polarity of each electrode, if the plating steel material reaches a reference temperature.

Description

핫 스탬핑 소재의 가열장치 및 방법{HEATING DEVICE AND METHODE OF HOT STAMPING PANEL}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a heating device and a method of heating a hot stamping material,

본 발명은 핫 스탬핑 가열장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 핫 스탬핑 소재를 통전 가열할 경우, 이온이동현상(Ionic migration)으로 인해 용융된 코팅층의 특정 성분이 (+)극화 되어 (-)전극으로 몰리는 현상을 방지하기 위한 핫 스탬핑 소재의 가열장치 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a hot stamping heating apparatus and method, and more particularly, to a hot stamping heating apparatus and method in which when a hot stamping material is electrified, specific components of a molten coating layer are polarized (+) due to ion migration, To an apparatus and a method for heating a hot stamping material for preventing a phenomenon of being poured into an electrode.

일반적으로 자동차의 범퍼와 같은 빔류를 포함하는 차체는 스틸(Steel)계 강판 소재를 프레스 가공하여 구성하며, 이들 강판 소재의 강성은 충돌 안정성에 지대한 영향을 미치게 된다. Generally, a vehicle body including a beam such as a bumper of an automobile is formed by pressing a steel-based steel sheet material, and the rigidity of these steel sheet materials greatly affects the collision stability.

도 1은 일반적인 핫 스탬핑 공정의 개념도이다. 1 is a conceptual diagram of a general hot stamping process.

이에 따라, 최근에는 강판 소재의 고강성화와 경량화를 동시에 만족시키기 위하여, 도 1에서 도시한 바와 같이, 보론 강판(111)을 이용한 열간 프레스 성형 기술인 핫 스탬핑(Hot stamping)공법이 활발하게 연구되고 있다. Accordingly, in order to satisfy simultaneously the high strength and light weight of the steel sheet material, a hot stamping technique which is a hot press forming technique using the boron steel sheet 111 has been actively studied as shown in Fig. 1 .

즉, 핫 스탬핑 공법은 보론 강판(111)을 오스테나이트 안정화온도(약 900℃)로 가열하여 프레스 금형(113) 내에서 한 번에 성형한 후, 급속 냉각하여 고강도 차체 부품(115)을 제조하는 성형공법이다. That is, in the hot stamping method, the boron steel plate 111 is heated to austenite stabilization temperature (about 900 ° C.), molded at once in the press mold 113, and then rapidly cooled to manufacture the high strength body component 115 Molding method.

상기한 보론 강판(111)은 미량의 보론(Boron, B)을 첨가한 강판으로, 상기 적정온도 조건에서의 오스테나이트 결정입계에서 보론이 원자상태로 편석하여, 오스테나이트 결정입계의 자유에너지를 낮춤으로서 초석 페라이트 핵 생성을 억제시켜 강의 경화능(퀀칭 시, 마르텐사이트 형성으로 경화되는 강의 능력)을 현저히 개선하게 된다. The boron steel sheet 111 is a steel sheet to which a small amount of boron (B) is added. Boron is segregated in an atomic state at the austenite grain boundary under the above-mentioned optimum temperature condition, and the free energy of the austenite grain boundary is lowered , The generation of pro-eutectoid ferrite nuclei is suppressed, and the hardening ability of the steel (the ability of the steel hardened by martensite formation at the time of quenching) is remarkably improved.

이러한 보론 강판(111)을 이용한 핫 스탬핑 성형은 기존의 고강도 강을 이용한 성형법과는 달리 성형 전에 약 500~800MPa 정도의 인장강도를 가지는 페라이트 조직의 보론 강판(111)을 900℃ 이상의 고온에서 오스테나이트화하여 고온 성형한 후, 급속 냉각시켜 1300~1600MPa 정도의 고 인장강도를 갖는 마르텐사이트 조직의 성형품을 생산한다. The hot stamping method using the boron steel plate 111 differs from the conventional method using a high strength steel, in that a boron steel sheet 111 having a ferrite structure having a tensile strength of about 500 to 800 MPa before molding is heat- Followed by rapid cooling to produce a molded article of martensite structure having a high tensile strength of about 1300 to 1600 MPa.

따라서 상기한 핫 스탬핑 성형품은 일반 강판 부품보다 강도가 4~5배 높으면서도 무게는 기존에 비해 최대 40%까지 줄일 수 있어 상기한 바와 같은 차체의 경량화와 고강도 특성을 동시에 이룰 수 있는 이점이 있다. Therefore, the hot stamping molded article can have a strength of 4 to 5 times higher than that of a general steel plate part, but its weight can be reduced by up to 40% compared with the conventional one, which is advantageous in achieving both weight saving and high strength characteristics.

통상의 핫 스탬핑 소재를 가열하기 위해서는 통전 가열, 가열로 가열, 근적외선 가열, 원적외선 가열 및 고주파 유도 가열 등의 방법이 적용 될 수 있다. 특히, 소형 차체 부품을 핫 스탬핑 하는 경우에는 통전가열 방법이 주로 적용된다. In order to heat a conventional hot stamping material, methods such as energization heating, heating furnace heating, near infrared heating, far infrared heating, and high frequency induction heating may be applied. Particularly, in the case of hot-stamping small-sized vehicle parts, the energization heating method is mainly applied.

이러한 통전 가열을 위한 통전가열 장치는 콤팩트하고, 빠른 가열 속도로 인해 생산성을 향상시킬 수 있으며, 가열 온도의 제어가 쉬운 이점이 있다. Such an energization heating apparatus for energizing heating is compact, has a high heating rate, can improve productivity, and has an advantage in that the heating temperature can be easily controlled.

그러나 상기한 바와 같은 종래의 통전가열 방법은 코팅 처리된 강판을 통전 가열할 경우, 이온이동현상으로 인해 용융된 코팅층의 특정 성분이 (+)극화되어 (-)전극으로 몰리는 현상으로 코팅층의 두께가 부위별로 불균일한 현상이 발생하며, 이에 따라 코팅층의 탈탄 방지 및 산화 방지 기능이 저하되는 현상이 발생하는 문제점이 있다. However, in the conventional electric heating method, when a coated steel sheet is electrified and heated, a specific component of the melted coating layer is polarized (+) due to ion migration phenomenon, There is a problem that uneven phenomenon occurs in each site, thereby deterioration of anti-decarburization and anti-oxidation function of the coating layer occurs.

이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래 기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.The matters described in the background section are intended to enhance the understanding of the background of the invention and may include matters not previously known to those skilled in the art.

본 발명의 실시 예는 코팅층을 갖는 핫 스탬핑 소재의 통전 가열 시, 교차 통전 가열방식을 이용하여 통전 방향을 이원화시킴으로써, 코팅층의 특정 성분이 이온이동현상에 의해 국부적으로 몰리는 현상을 방지하는 핫 스탬핑 소재의 가열장치 및 방법을 제공하고자 한다. The embodiment of the present invention is a hot stamping material for preventing the phenomenon that a specific component of the coating layer is locally attracted by the ion migration phenomenon by making the direction of current flow different by using the cross- And to provide a heating device and a method of heating.

본 발명의 하나 또는 다수의 실시 예에서는 도금강판 소재의 양 단부에 장착되며, 복수의 전극으로 구성되는 전극부; 상기 전극에 대응되는 위치에 구비되어 상기 도금강판 소재를 지지하는 서포트; 상기 전극에 연결되어 전류를 공급하는 전원공급부; 및 상기 전원공급부의 공급전류를 제어하는 제어부를 포함하는 핫 스탬핑 소재의 가열장치를 제공할 수 있다. In one or more embodiments of the present invention, an electrode unit mounted on both ends of a plated steel sheet material and composed of a plurality of electrodes; A support provided at a position corresponding to the electrode to support the plated steel sheet material; A power supply connected to the electrode to supply current; And a control unit for controlling a supply current of the power supply unit.

또한, 상기 전극부는 상기 도금강판 소재의 일단부와 타단부에 각각 장착되는 제1(+)전극과 제1(-)전극으로 구성되는 제1전극세트; 및 상기 도금강판 소재의 타단부와 일단부에 각각 장착되는 제2(+)전극과 제2(-)전극으로 구성되는 제2전극세트를 포함할 수 있다. The electrode unit may include a first electrode set including a first (+) electrode and a first (-) electrode, which are respectively mounted on one end and the other end of the coated steel sheet; And a second electrode set composed of a second (+) electrode and a second (-) electrode respectively mounted on the other end and one end of the plated steel sheet material.

또한, 상기 서포트는 상기 제1전극세트의 제1(+)전극과 제1(-)전극과 제2전극세트의 제2(+)전극과 제2(-)전극에 각각 대응하여 설치될 수 있다.Also, the support may be provided corresponding to the first (+) and first (-) electrodes of the first electrode set and the second (+) and second (-) electrodes of the second electrode set, respectively have.

또한, 상기 전원공급부는 상기 제1전극세트에 전원을 공급하는 제1전원공급부; 및 상기 제2전극세트에 전원을 공급하는 제2전원공급부를 포함할 수 있다.The power supply unit may include a first power supply unit for supplying power to the first electrode set; And a second power supply for supplying power to the second electrode set.

또한, 상기 제1전원공급부는 상기 제1전극세트의 제1(+)전극과 제1(-)전극에 전기적으로 연결되고, 상기 제2전원공급부는 상기 제2전극세트의 제2(+)전극과 제2(-)전극에 전기적으로 연결될 수 있다. The first power supply unit is electrically connected to the first (+) electrode and the first (-) electrode of the first electrode set, and the second power supply unit is electrically connected to the second (+ Electrode and the second (-) electrode.

또한, 상기 제어부는 상기 제1전원공급부와 제2전원공급부의 전원을 제1전극세트와 제2전극세트에 공급제어할 수 있다. In addition, the control unit may supply and control the power of the first power supply unit and the second power supply unit to the first electrode set and the second electrode set.

또한, 상기 제어부는 상기 도금강판 소재가 기준온도에 도달하기 전까지는 제1전원공급부를 통한 제1전극세트에 전원을 공급제어하고, 상기 도금강판 소재가 기준온도에 도달하면, 제1전원공급부와 제2전원공급부의 전원을 제1전극세트와 제2전극세트에 교차하여 공급제어할 수 있다. Also, the control unit controls supply of power to the first electrode set through the first power supply unit until the plated steel sheet material reaches the reference temperature, and when the plated steel sheet material reaches the reference temperature, the first power supply unit The power supply of the second power supply unit can be controlled so as to cross the first electrode set and the second electrode set.

또한, 상기 전극부는 상기 도금강판 소재의 일단부와 타단부에 각각 장착되는 제1전극과 제2전극으로 구성되는 제1전극세트로 이루질 수 있다. The electrode unit may include a first electrode set including a first electrode and a second electrode that are mounted on one end and the other end of the coated steel sheet, respectively.

또한, 상기 서포트는 상기 제1전극세트의 제1전극과 제2전극에 각각 대응하여 설치될 수 있다. The support may be provided corresponding to the first electrode and the second electrode of the first electrode set, respectively.

또한, 상기 전원공급부는 상기 제1전극세트에 전원을 공급하되, 상기 제1전극과 제2전극에 극성을 달리하여 연결되는 제1, 제2전원공급부로 이루어질 수 있다. The power supply unit may include first and second power supply units that supply power to the first electrode set and are connected to the first electrode and the second electrode with different polarities.

또한, 상기 제1전원공급부는 상기 제1전극세트의 제1전극에 (+)단자가 연결되고, 제2전극에 (-)단자가 연결되고, 상기 제2전원공급부는 상기 제1전극세트의 제1전극에 (-)단자가 연결되고, 제2전극에 (+)단자가 연결될 수 있다. Also, the first power supply unit may include a (+) terminal connected to the first electrode of the first electrode set, a (-) terminal connected to the second electrode, and a second power supply connected to the (-) terminal may be connected to the first electrode, and a (+) terminal may be connected to the second electrode.

또한, 상기 제어부는 상기 제1전원공급부와 제2전원공급부의 전원을 제1전극세트에 공급제어하되, 상기 도금강판 소재가 기준온도에 도달하기 전까지는 제1전원공급부를 통한 제1전극세트에 전원을 공급제어하고, 상기 도금강판 소재가 기준온도에 도달하면, 제1전원공급부와 제2전원공급부의 전원을 제1전극세트에 교차하여 공급제어할 수 있다.The control unit controls supply of the first power supply unit and the second power supply unit to the first electrode set so that the first electrode supply unit supplies the first electrode set through the first power supply unit until the plated steel sheet material reaches the reference temperature. The supply of power to the first power supply unit and the power supply of the second power supply unit can be controlled so as to cross the first electrode set when the plated steel sheet reaches the reference temperature.

그리고 본 발명의 하나 또는 다수의 실시 예에서는 도금강판 소재의 양 단부에 장착된 전극을 통하여 전원공급부의 전원을 공급제어하여 기준온도까지 상기 도금강판 소재를 예비 가열하는 승온1단계; 및 상기 도금강판 소재가 기준온도에 도달하면, 상기 도금강판 소재의 양 단부에 장착된 각 전극의 극성을 달리하도록 교차 통전하여 상기 도금강판 소재를 오스테나이트 안정화 온도까지 가열하는 승온2단계를 포함하는 핫 스탬핑 소재의 가열방법을 제공할 수 있다. In one or more embodiments of the present invention, the temperature of the plating steel sheet is preheated to a reference temperature by controlling the power supply of the power supply unit through the electrodes attached to both ends of the coated steel sheet material. And a second heating step of heating the plated steel sheet material to austenite stabilizing temperature by alternately energizing the electrodes of the plated steel sheet so that the polarities of the electrodes attached to both ends of the plated steel sheet material are different when the plated steel sheet material reaches a reference temperature It is possible to provide a method of heating a hot stamping material.

또한, 상기 기준온도는 상기 도금강판 소재가 보론강판일 경우, 600℃일 수 있다.Also, the reference temperature may be 600 캜 when the coated steel sheet is a boron steel sheet.

또한, 상기 승온1단계는 상기 도금강판 소재의 온도가 기준온도에 도달하였는지를 실시간 검출하는 과정을 포함할 수 있다. In addition, the step of increasing the temperature may include a step of detecting in real time whether the temperature of the material of the coated steel sheet has reached the reference temperature.

본 발명의 실시 예는 코팅층을 갖는 핫 스탬핑 소재의 통전 가열 시, 교차 통전 가열방식을 이용하여 통전 방향을 이원화시킴으로써 코팅층의 특정 성분이 이온이동현상에 의해 국부적으로 몰리는 현상을 방지하는 효과가 있다. The embodiment of the present invention has an effect of preventing the phenomenon that a specific component of the coating layer is locally attracted by the ion migration phenomenon by making the direction of current flow divergent by using the crossover energization heating method during the conduction heating of the hot stamping material having the coating layer.

즉, 소재 양 단부에 극성을 달리하는 2세트의 전극을 설치하거나, 제어부에서 각 전극의 극성 제어가 가능하도록 하여 소재에 대하여 교차 통전을 이루어 코팅층 내 특성 성분의 이온이동현상을 완화함으로써 코팅층의 성분 불균일 현상을 방지할 수 있다. That is, two sets of electrodes having different polarities are provided at both ends of the material, or polarity control of each electrode is made possible in the control unit, thereby cross-energizing the material to mitigate ion migration phenomenon of the characteristic component in the coating layer, It is possible to prevent a non-uniformity phenomenon.

그 외에 본 발명의 실시 예로 인해 얻을 수 있거나 예측되는 효과에 대해서는 본 발명의 실시 예에 대한 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시하도록 한다. 즉, 본 발명의 실시 예에 따라 예측되는 다양한 효과에 대해서는 후술될 상세한 설명 내에서 개시될 것이다. In addition, effects obtainable or predicted by the embodiments of the present invention will be directly or implicitly disclosed in the detailed description of the embodiments of the present invention. That is, various effects to be predicted according to the embodiment of the present invention will be disclosed in the detailed description to be described later.

도 1은 일반적인 핫 스탬핑 공정의 개념도이다.
도 2는 일반적인 통전 가열의 원리를 설명하기 위한 개념도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 통전 가열을 설명하기 위한 공정 구성도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 통전 가열을 설명하기 위한 공정 구성도이다.
도 5는 본 발명의 제1, 제2 실시 예에 따른 통전 가열을 이용한 핫 스탬핑 공정의 블록도이다.
도 6은 본 발명의 제1, 제2 실시 예에 따른 통전 가열장치의 통전 시퀀스를 나타내는 그래프이다. 1 is a conceptual diagram of a general hot stamping process.
Fig. 2 is a conceptual diagram for explaining the principle of general electrification heating.
3 is a process configuration diagram for explaining energization heating according to the first embodiment of the present invention.
4 is a process configuration diagram for explaining energization heating according to the second embodiment of the present invention.
5 is a block diagram of a hot stamping process using electrification heating according to the first and second embodiments of the present invention.
6 is a graph showing an energization sequence of the energization heating apparatus according to the first and second embodiments of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예를 설명한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 적용하여 설명한다. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and the same or similar components are denoted by the same reference numerals throughout the specification.

통상의 핫 스탬핑 소재(11)를 가열하기 위해서는 통전 가열, 가열로 가열, 근적외선 가열, 원적외선 가열 및 고주파 유도 가열 등의 방법이 적용될 수 있다. 특히, 소형 차체 부품을 핫 스탬핑하는 경우에는 통전가열 방법이 주로 적용된다. In order to heat the ordinary hot stamping material 11, methods such as energization heating, heating furnace heating, near infrared heating, far infrared heating, and high frequency induction heating can be applied. Particularly, in the case of hot-stamping small-sized vehicle parts, the energization heating method is mainly applied.

도 2는 일반적인 통전 가열의 원리를 설명하기 위한 개념도이다. Fig. 2 is a conceptual diagram for explaining the principle of general electrification heating.

통전가열이란, 전류를 흘려 가열하는 방법으로 직접 가열방법과 간접 가열방법 두 가지가 있다. Electric current heating is a method of heating by flowing an electric current, and there are two methods of direct heating and indirect heating.

피가열물 자체에 전류를 흘려 저항열에 의해 가열하는 방법을 직접 통전가열이라고 하고, 피가열물에 접근해서 금속저항선 또는 탄화규소와 같은 비금속 발열체에 전류를 흘릴 때 생기는 열을 방사, 전도 등에 의해 피가열물에 전해서 가열하는 방법을 간접 통전가열이라고 한다. The method of heating by resistance heat by flowing electric current to the object to be heated is referred to as direct electric heating, and the heat generated when electric current flows to a non-metallic heating element such as metal resistance wire or silicon carbide approaches to the object to be heated, The method of heating the heated object is referred to as indirect energized heating.

본 발명은 이 둘 중, 직접 통전가열을 통해 핫 스탬핑 소재(11)를 가열하는 방법을 사용한다. In the present invention, a method of heating the hot stamping material 11 through direct energization heating is used.

직접 통전가열에는 피가열물이 금속류와 같이 저항률이 낮은 것은 저전압과 대전류로, 물과 같이 저항률이 높은 것은 고전압 가열한다. In the direct current heating, the object to be heated has a low resistivity such as a metal, and the object with a high resistivity such as water is heated at a high voltage.

도 2를 참조하면, 핫 스탬핑 소재(11)의 양면에 (+)전극과 (-)전극을 접촉시키고, 전원공급부에서 상기 (+)전극과 (-)전극에 높은 전류를 흘려주면 상기 전극들 사이에 위치한 부분의 핫 스탬핑 소재(11)가 저항열에 의해 가열된다. 2, when the positive electrode and the negative electrode are brought into contact with both surfaces of the hot stamping material 11 and a high current is supplied to the positive and negative electrodes from the power supply unit, The hot stamping material 11 is heated by resistance heat.

본 발명은 이러한 직접 통전가열의 원리를 이용하여, 가열이 필요한 핫 스탬핑 소재(11)의 양 단부에 극성을 달리하여 전극을 설치하고, 통전 방향을 이원화시켜 전류를 흘려주는 교차 통전가열방법으로 소재를 가열하는 기술적 특징이 있다.According to the present invention, by employing the principle of direct energization heating, an electrode is provided at both end portions of a hot stamping material 11 requiring heating, an electrode is provided with a different polarity, Is heated.

여기서, 상기 핫 스탬핑 소재(11)는 Al-Si 코팅층(13)을 갖는 보론 강판과 같이, 도금강판 소재를 적용하는 것으로 설명한다.Here, it is assumed that the hot stamping material 11 is a plated steel sheet material such as a boron steel sheet having an Al-Si coating layer 13.

도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 통전가열을 설명하기 위한 공정 구성도이다. 3 is a process configuration diagram for explaining energization heating according to the first embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 핫 스탬핑 소재의 통전 가열장치는 전극부(15), 서포트(17), 전원공급부(19), 제어부(21)를 포함한다. Referring to FIG. 3, the apparatus for heating the hot stamping material includes an electrode unit 15, a support 17, a power supply unit 19, and a control unit 21.

상기 전극부(15)는 핫 스탬핑 소재(11)의 양 단부에 설치되며, 제1(+)전극(E1a)과 제1(-)전극(E1b)으로 구성되는 제1전극세트와, 제2(+)전극(E2a)과 제2(-)전극(E2b)으로 구성되는 제2전극세트를 포함한다. The electrode unit 15 is provided at both ends of the hot stamping material 11 and includes a first electrode set composed of a first positive electrode E1a and a first negative electrode E1b, And a second electrode set composed of a (+) electrode E2a and a second (-) electrode E2b.

이와 같이, 전극부(15)가 제1, 제2전극세트로 구성되는 것은 상호간의 통전 방향을 이원화함으로써 교차 통전 가열을 통해 상기 핫 스탬핑 소재(11)의 특정 성분이 국부적으로 몰리는 현상을 방지하기 위함이다.In this way, the electrode unit 15 is constituted by the first and second electrode sets, and by mutual energizing directions, the specific components of the hot stamping material 11 are prevented from being locally crowded through cross- It is for this reason.

즉, 상기 제1전극세트는 제1(+)전극(E1a)이 핫 스탬핑 소재(11)의 일단부에 설치되고, 제1(-)전극(E1b)은 상기 핫 스탬핑 소재(11)의 타단부에 설치된다. 또한, 상기 제2전극세트는 제2(+)전극(E2a)이 상기 핫 스탬핑 소재(11)의 타단부에 상기 제1(-)전극(E1b)에 이웃하여 설치되고, 제2(-)전극(E2b)이 상기 핫 스탬핑 소재(11)의 일단부에 상기 제1(+)전극(E1a)에 이웃하여 설치된다. That is, in the first electrode set, a first (+) electrode E1a is provided at one end of the hot stamping material 11 and a first (-) electrode E1b is provided at the other end of the hot stamping material 11 Respectively. In the second electrode set, a second (+) electrode E2a is provided adjacent to the first (-) electrode E1b at the other end of the hot stamping material 11, An electrode E2b is provided adjacent to the first (+) electrode E1a at one end of the hot stamping material 11.

그리고 상기 서포트(17)는 상기 전극부(15)에 대응하여 상기 핫 스탬핑 소재(11)를 지지하도록 구비되며, 상기 제1, 제2전극세트의 각 전극의 개수만큼 설치될 수 있다. The support 17 is provided to support the hot stamping material 11 corresponding to the electrode unit 15 and may be provided by the number of the electrodes of the first and second electrode sets.

상기 전원공급부(19)는 상기 제1전극세트에 전원을 공급하는 제1전원공급부(19a)와, 상기 제2전극세트에 전원을 공급하는 제2전원공급부(19b)를 포함한다.The power supply unit 19 includes a first power supply unit 19a that supplies power to the first electrode set and a second power supply unit 19b that supplies power to the second electrode set.

또한, 상기 제어부(21)는 상기 제1전원공급부(19a)와 제2전원공급부(19b)의 전원을 공급제어한다. In addition, the control unit 21 controls supply of power to the first power supply unit 19a and the second power supply unit 19b.

즉, 상기 제어부(21)는 상기 제1전극세트와 제2전극세트에 전원을 교차로 공급하도록 제1전원공급부(19a)와 제2전원공급부(19b)의 전원을 공급제어하는 기능을 갖는다. That is, the control unit 21 has a function of controlling the power supply of the first power supply unit 19a and the second power supply unit 19b to supply power to the first electrode set and the second electrode set at an intersection.

이와 같이, 제어부(21)의 전원 공급제어에 의해 제1전원공급부(19a)가 제1전극세트에 전원을 공급하면, 상기 핫 스탬핑 소재(11)는 일단부의 제1(+)전극(E1a)으로부터 타단부의 제1(-)전극(E1b)으로 전류가 흐르면서 저항열에 의해 가열된다. When the first power supply 19a supplies power to the first electrode set by the power supply control of the control unit 21 as described above, the hot stamping material 11 is electrically connected to the first positive electrode E1a at one end, (-) electrode E1b at the other end, while being heated by the resistance heat.

이러한 상태로 일정시간 경과 후, 상기 제어부(21)는 전원 공급제어에 의해 제1전원공급부(19a)를 통한 제1전극세트의 전원 공급을 차단하고, 제2전원공급부(19b)의 전원을 제2전극세트에 공급한다. After a predetermined time elapses in this state, the controller 21 cuts off the power supply of the first electrode set through the first power supply 19a by the power supply control, and turns off the power of the second power supply 19b 2 < / RTI >

그러면, 상기 핫 스탬핑 소재(11)는 타단부의 제2(+)전극(E2a)으로부터 일단부의 제2(-)전극(E2b)으로 전류가 흐르면서 저항열에 의해 가열된다. Then, the hot stamping material 11 is heated by the resistance heat while current flows from the second (+) electrode E2a at the other end to the second (-) electrode E2b at the one end.

이러한 제어부(21)의 전원공급제어를 일정시간 반복하면, 상기 핫 스탬핑 소재(11)는 지속적인 교차 통전에 의한 저항열에 의해 가열됨에도 Al-Si 코팅층(13)의 특정 성분이 이온이동현상에 의한 국부적 성분 불균일 현상을 방지할 수 있다. If the power supply control of the controller 21 is repeated for a predetermined period of time, the hot stamping material 11 is heated by resistance heat due to continuous crossover energization, but a specific component of the Al-Si coating layer 13 is locally Component nonuniformity can be prevented.

도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 통전가열을 설명하기 위한 공정 구성도이다. 4 is a process configuration diagram for explaining energization heating according to the second embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 통전 가열장치는 상기 도 3에서 도시한 본 발명의 제1 실시 예의 통전 가열장치와 비교하여 전극부(15), 서포트(17), 전원공급부(19), 제어부(21)로 이루어지는 전체적인 구성 및 방법은 동일하다. 4, the energization heating apparatus according to the second embodiment of the present invention is different from the energization heating apparatus according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. 3 in that the electrode unit 15, the support 17, The supply unit 19, and the control unit 21 are the same.

단, 본 발명의 제1 실시 예의 통전 가열장치는 상기 전극부(15)가 제1전극세트와 제2전극세트로 구성되는 반면, 제2 실시 예의 통전 가열장치는 상기 전극부(15)가 제1전극세트로만 이루어지는 차이점이 있다. However, in the energization heating apparatus of the first embodiment of the present invention, the electrode unit 15 is composed of the first electrode set and the second electrode set, while the energization heating apparatus of the second embodiment is different from the first embodiment in that the electrode unit 15 There is a difference that only one electrode set is used.

즉, 제1전극세트는 핫 스탬핑 소재(11)의 일단부에 제1전극(E1)이 설치되고, 타단부에 제2전극(E2)이 설치된다. 이러한 제1, 제2전극(E1,E2)은 제어부(21)의 전원공급제어를 통하여 극성제어가 가능하다. That is, in the first electrode set, the first electrode E1 is provided at one end of the hot stamping material 11 and the second electrode E2 is provided at the other end. The polarity of the first and second electrodes E1 and E2 can be controlled by controlling the power supply to the controller 21.

그리고 상기 전원공급부(19)는 상기 핫 스탬핑 소재(11)의 일단부에 설치된 제1전극(E1)에 (+)극이 연결되고, 타단부에 설치된 제2전극(E2)에 (-)극이 연결되는 제1전원공급부(19a)와, 상기 제1전극(E1)에 (-)극이 연결되고, 상기 제2전극(E2)에 (+)극이 연결되는 제2전원공급부(19b)를 포함한다.A positive electrode is connected to the first electrode E1 provided at one end of the hot stamping material 11 and a negative electrode is connected to the second electrode E2 provided at the other end of the hot stamping material 11, A second power supply unit 19b having a negative electrode connected to the first electrode E1 and a positive electrode connected to the second electrode E2, .

이에 따라, 본 발명의 제2 실시예에 따른 제어부(21)는 상기 제1 실시 예와 같이, 제1전원공급부(19a)와 제2전원공급부(19b)의 전원 공급제어를 통하여 제1 실시 예와 동일하게 핫 스탬핑 소재(11)를 교차 통전하여 소재를 가열한다. Accordingly, the control unit 21 according to the second embodiment of the present invention controls power supply to the first power supply unit 19a and the second power supply unit 19b as in the first embodiment, The hot stamping material 11 is cross-energized to heat the material.

도 5는 본 발명의 제1, 제2 실시 예에 따른 통전 가열을 이용한 핫 스탬핑 공정의 블록도이고, 도 6은 본 발명의 제1, 제2 실시 예에 따른 통전 가열장치의 통전 시퀀스를 나타내는 그래프이다. FIG. 5 is a block diagram of a hot stamping process using energization heating according to the first and second embodiments of the present invention, and FIG. 6 is a view showing an energization sequence of the energization heating apparatus according to the first and second embodiments of the present invention Graph.

도 5와 도 6을 참조하면, 본 발명의 제1, 제2 실시 예에 따른 핫 스탬핑 소재(11)의 가열장치를 통한 가열방법은 승온1단계(S1)와 승온2단계(S2)를 포함한다.5 and 6, the heating method of the hot stamping material 11 according to the first and second embodiments of the present invention includes a first heating step (S1) and a second heating step (S2) do.

상기 승온1단계(S1)는 핫 스탬핑 소재(11)를 기준온도까지 도면부호 60번과 같이 일정시간 통전가열에 의해 예비 가열하는 단계로, 교차 통전가열하기 전에 핫 스탬핑 소재(11)를 기준온도까지 가열한다. The step S1 of increasing the temperature of the hot stamping material 11 is a step of preheating the hot stamping material 11 to a reference temperature by energization heating for a certain period of time such as 60. After the hot stamping material 11 is heated to the reference temperature .

여기서, 기준온도는 핫 스탬핑 소재(11)가 오스테나이트화 되기 전의 온도범위에서 정해지는 것이 바람직하며, 본 발명의 실시 예에서는 소재가 보론강판일 경우, 도 6에 도시된 바와 같이 약 600℃ 전후로 설정하는 것이 이상적이다. Here, it is preferable that the reference temperature is set in a temperature range before the hot stamping material 11 is austenitized. In the embodiment of the present invention, when the material is a boron steel sheet, as shown in FIG. 6, It is ideal to set.

물론, 이러한 승온1단계(S1)에서의 기준온도는 소재에 따라 달라질 수 있으며, 상기 핫 스탬핑 소재(11)의 온도가 기준온도에 도달하였는지를 실시간 검출하는 과정을 포함할 수 있다.Of course, the reference temperature in the first step S1 may vary depending on the material, and may include a step of detecting in real time whether the temperature of the hot stamping material 11 has reached the reference temperature.

상기 승온2단계(S2)는 교차 통전을 통하여 핫 스탬핑 소재(11)를 통전가열하는 단계로, Al-Si 코팅층(13) 내에 이온이동현상을 방지한다.The second heating step (S2) is a step of heating the hot stamping material (11) through cross current application to prevent ion migration in the Al-Si coating layer (13).

즉, 이온화 원소를 성분으로 포함하는 코팅층을 갖는 핫 스탬핑 소재(11)의 통전 가열 시, 도 6에 도시된 승온2단계(S2)에서의 도면번호 60번과 62번과 같이 교차 통전 가열방식을 이용하여 통전 방향을 이원화시킴으로써, 코팅층 내의 이온화 원소의 성분이 이온이동현상에 의해 국부적으로 몰리는 현상을 방지한다.That is, when the hot stamping material 11 having the coating layer containing the ionizing element as a component is heated by the electric current, the cross-energization heating method as shown by reference numerals 60 and 62 in the second step (S2) Thereby making it possible to prevent the components of the ionizing element in the coating layer from being locally attracted by the ion migration phenomenon.

한편, 상기한 핫 스탬핑 소재(11)는 이종두께의 소재를 용접하여 TWB(Tailor Welded Blank)공법으로 국부적인 강도를 조절하기도 하였으나, 본 발명은 단일 소재의 블랭크를 사용하여 국부적 강성을 달리하여 TWB(Tailor Welded Blank) 소재와 동일한 효과를 얻을 수 있다. Meanwhile, in the hot stamping material 11, a material having a different thickness is welded to adjust a local strength by a TWB (Tailor Welded Blank) method. However, the present invention uses a blank of a single material, (Tailor Welded Blank).

이와 같이, 직접 통전가열을 이용하면, 순간적으로 높은 전류를 소재에 국부적으로 흘려보내 짧은 시간에 온도분포가 다르게 소재를 가열할 수 있다.As described above, by using the direct energization heating, the material can be heated in a short time by locally flowing a high current instantaneously to the material.

즉, 소재 상의 가열할 영역을 선정하고, 가열 영역의 양 단부에 극성을 달리하는 전극부(15)를 배치한 후, 전류의 방향을 이원화하여 흐르도록 함으로써 전극이 배치된 소재의 가열 영역을 국부적으로 오스테나이트 안정화온도까지 가열할 수 있다. That is, after the region to be heated on the workpiece is selected, the electrode portions 15 having different polarities are arranged at both ends of the heating region, and the current direction is made to flow in two directions so as to flow the heating region of the workpiece, To an austenite stabilization temperature.

이와 같이 본 발명의 핫 스탬핑 소재의 가열장치 및 방법은 필요한 부분만을 가열할 수 있으며, 전기 가열로 대비 투자비와 전력비의 절감이 가능하여 원가 절감의 효과도 기대할 수 있다. As described above, the heating apparatus and method of the hot stamping material of the present invention can heat only a necessary portion, and it is possible to reduce the investment cost and the electric power cost compared with the electric heating furnace, and the cost reduction effect can be expected.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention as defined in the appended claims. It will be understood that the invention may be varied and varied without departing from the scope of the invention.

11 : 핫 스탬핑 소재
13 : Al-Si 코팅층
15 : 전극부
17 : 서포트
19 : 전원공급부
19a : 제1전원공급부
19b : 제2전원공급부
21 : 제어부
E1 : 제1전극
E2 : 제2전극
E1a : 제1(+)전극
E1b : 제1(-)전극
E2a : 제2(+)전극
E2b : 제2(-)전극11: Hot stamping material
13: Al-Si coating layer
15:
17: Support
19: Power supply
19a: first power supply unit
19b: a second power supply
21:
E1: first electrode
E2: Second electrode
E1a: first (+) electrode
E1b: first (-) electrode
E2a: the second (+) electrode
E2b: second (-) electrode

Claims (15)

도금강판 소재의 양 단부에 장착되며, 복수의 전극으로 구성되는 전극부;
상기 전극에 대응되는 위치에 구비되어 상기 도금강판 소재를 지지하는 서포트;
상기 전극에 연결되어 전류를 공급하는 전원공급부; 및
상기 전원공급부의 공급전류를 제어하는 제어부;
를 포함하는 핫 스탬핑 소재의 가열장치. An electrode unit mounted on both ends of the plated steel sheet material and composed of a plurality of electrodes;
A support provided at a position corresponding to the electrode to support the plated steel sheet material;
A power supply connected to the electrode to supply current; And
A control unit for controlling a supply current of the power supply unit;
And a heating device for heating the hot stamping material. 제1항에 있어서,
상기 전극부는
상기 도금강판 소재의 일단부와 타단부에 각각 장착되는 제1(+)전극과 제1(-)전극으로 구성되는 제1전극세트; 및
상기 도금강판 소재의 타단부와 일단부에 각각 장착되는 제2(+)전극과 제2(-)전극으로 구성되는 제2전극세트;
를 포함하는 핫 스탬핑 소재의 가열장치. The method according to claim 1,
The electrode portion
A first electrode set composed of a first (+) electrode and a first (-) electrode mounted on one end and the other end of the plated steel sheet, respectively; And
A second electrode set composed of a second (+) electrode and a second (-) electrode respectively mounted on the other end and one end of the plated steel sheet;
And a heating device for heating the hot stamping material. 제2항에 있어서,
상기 서포트는
상기 제1전극세트의 제1(+)전극과 제1(-)전극과 제2전극세트의 제2(+)전극과 제2(-)전극에 각각 대응하여 설치되는 핫 스탬핑 소재의 가열장치. 3. The method of claim 2,
The support
(+) Electrode and a first (-) electrode of the first electrode set and a second (-) electrode of the second electrode set, respectively, . 제2항에 있어서,
상기 전원공급부는
상기 제1전극세트에 전원을 공급하는 제1전원공급부; 및
상기 제2전극세트에 전원을 공급하는 제2전원공급부;
를 포함하는 핫 스탬핑 소재의 가열장치.3. The method of claim 2,
The power supply unit
A first power supply for supplying power to the first electrode set; And
A second power supply for supplying power to the second electrode set;
And a heating device for heating the hot stamping material. 제4항에 있어서,
상기 제1전원공급부는 상기 제1전극세트의 제1(+)전극과 제1(-)전극에 전기적으로 연결되고,
상기 제2전원공급부는 상기 제2전극세트의 제2(+)전극과 제2(-)전극에 전기적으로 연결되는 핫 스탬핑 소재의 가열장치.5. The method of claim 4,
The first power supply unit is electrically connected to the first (+) electrode and the first (-) electrode of the first electrode set,
And the second power supply unit is electrically connected to the second (+) electrode and the second (-) electrode of the second electrode set. 제4항에 있어서,
상기 제어부는
상기 제1전원공급부와 제2전원공급부의 전원을 제1전극세트와 제2전극세트에 공급제어하는 핫 스탬핑 소재의 가열장치. 5. The method of claim 4,
The control unit
And supplies power to the first power supply unit and the second power supply unit to the first electrode set and the second electrode set. 제6항에 있어서,
상기 제어부는
상기 도금강판 소재가 기준온도에 도달하기 전까지는 제1전원공급부를 통한 제1전극세트에 전원을 공급제어하고, 상기 도금강판 소재가 기준온도에 도달하면, 제1전원공급부와 제2전원공급부의 전원을 제1전극세트와 제2전극세트에 교차하여 공급제어하는 핫 스탬핑 소재의 가열장치.The method according to claim 6,
The control unit
The control unit controls to supply power to the first electrode set through the first power supply unit until the material of the coated steel sheet reaches the reference temperature, and when the material of the coated steel sheet reaches the reference temperature, the first power supply unit and the second power supply unit Wherein the power supply is controlled to be supplied to the first electrode set and the second electrode set in a crossed manner. 제1항에 있어서,
상기 전극부는
상기 도금강판 소재의 일단부와 타단부에 각각 장착되는 제1전극과 제2전극으로 구성되는 제1전극세트로 이루어지는 핫 스탬핑 소재의 가열장치. The method according to claim 1,
The electrode portion
And a first electrode set composed of a first electrode and a second electrode respectively mounted on one end and the other end of the plated steel sheet material. 제8항에 있어서,
상기 서포트는
상기 제1전극세트의 제1전극과 제2전극에 각각 대응하여 설치되는 핫 스탬핑 소재의 가열장치. 9. The method of claim 8,
The support
And the second electrodes are provided corresponding to the first electrode and the second electrode of the first electrode set, respectively. 제8항에 있어서,
상기 전원공급부는
상기 제1전극세트에 전원을 공급하되, 상기 제1전극과 제2전극에 극성을 달리하여 연결되는 제1, 제2전원공급부로 이루어지는 핫 스탬핑 소재의 가열장치.9. The method of claim 8,
The power supply unit
And first and second power supply units supplying power to the first electrode set, the first and second power supply units being connected to the first electrode and the second electrode with different polarities. 제10항에 있어서,
상기 제1전원공급부는 상기 제1전극세트의 제1전극에 (+)단자가 연결되고, 제2전극에 (-)단자가 연결되고,
상기 제2전원공급부는 상기 제1전극세트의 제1전극에 (-)단자가 연결되고, 제2전극에 (+)단자가 연결되는 핫 스탬핑 소재의 가열장치.11. The method of claim 10,
(+) Terminal is connected to the first electrode of the first electrode set, the (-) terminal is connected to the second electrode,
(-) terminal is connected to the first electrode of the first electrode set, and the (+) terminal is connected to the second electrode. 제10항에 있어서,
상기 제어부는
상기 제1전원공급부와 제2전원공급부의 전원을 제1전극세트에 공급제어하되, 상기 도금강판 소재가 기준온도에 도달하기 전까지는 제1전원공급부를 통한 제1전극세트에 전원을 공급제어하고, 상기 도금강판 소재가 기준온도에 도달하면, 제1전원공급부와 제2전원공급부의 전원을 제1전극세트에 교차하여 공급제어하는 핫 스탬핑 소재의 가열장치.11. The method of claim 10,
The control unit
The supply of power to the first electrode set through the first power supply unit is controlled until supply of the first power supply unit and the second power supply unit is controlled to the first electrode set until the plated steel sheet reaches the reference temperature And the power supply of the first power supply unit and the power supply of the second power supply unit are controlled to be supplied to the first electrode set when the material of the plated steel sheet reaches the reference temperature. 도금강판 소재의 양 단부에 장착된 전극을 통하여 전원공급부의 전원을 공급제어하여 기준온도까지 상기 도금강판 소재를 예비 가열하는 승온1단계; 및
상기 도금강판 소재가 기준온도에 도달하면, 상기 도금강판 소재의 양 단부에 장착된 각 전극의 극성을 달리하도록 교차 통전하여 상기 도금강판 소재를 오스테나이트 안정화 온도까지 가열하는 승온2단계;
를 포함하는 핫 스탬핑 소재의 가열방법. A temperature elevation step of preheating the plated steel sheet material to a reference temperature by controlling supply of power to the power supply unit through electrodes mounted on both ends of the plated steel sheet material; And
A second step of heating the plated steel sheet material to austenite stabilization temperature by alternately energizing the electrodes so that the polarities of the electrodes attached to both ends of the plated steel sheet material are different when the plated steel sheet material reaches a reference temperature;
And heating the hot stamping material. 제13항에 있어서,
상기 기준온도는
상기 도금강판 소재가 보론강판일 경우, 600℃인 것을 특징으로 하는 핫 스탬핑 소재의 가열방법.14. The method of claim 13,
The reference temperature
And when the coated steel sheet is a boron steel sheet, the temperature of the hot stamping material is 600 ° C. 제13항에 있어서,
상기 승온1단계는
상기 도금강판 소재의 온도가 기준온도에 도달하였는지를 실시간 검출하는 과정을 포함하는 핫 스탬핑 소재의 가열방법. 14. The method of claim 13,
The step of increasing the temperature
And detecting in real time whether or not the temperature of the plated steel sheet has reached a reference temperature.
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