KR20160035627A - 초고장력 강판 열처리 시스템 - Google Patents

초고장력 강판 열처리 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20160035627A
KR20160035627A KR1020140126551A KR20140126551A KR20160035627A KR 20160035627 A KR20160035627 A KR 20160035627A KR 1020140126551 A KR1020140126551 A KR 1020140126551A KR 20140126551 A KR20140126551 A KR 20140126551A KR 20160035627 A KR20160035627 A KR 20160035627A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
steel sheet
high frequency
steel plate
frequency heater
turntable
Prior art date
Application number
KR1020140126551A
Other languages
English (en)
Inventor
박창림
Original Assignee
주식회사 웰탑테크노스
주식회사 웰탑테크노스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 웰탑테크노스, 주식회사 웰탑테크노스 filed Critical 주식회사 웰탑테크노스
Priority to KR1020140126551A priority Critical patent/KR20160035627A/ko
Publication of KR20160035627A publication Critical patent/KR20160035627A/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D22/00—Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
    • B21D22/02—Stamping using rigid devices or tools
    • B21D22/022—Stamping using rigid devices or tools by heating the blank or stamping associated with heat treatment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D37/00—Tools as parts of machines covered by this subclass
    • B21D37/16—Heating or cooling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D43/00—Feeding, positioning or storing devices combined with, or arranged in, or specially adapted for use in connection with, apparatus for working or processing sheet metal, metal tubes or metal profiles; Associations therewith of cutting devices
    • B21D43/02—Advancing work in relation to the stroke of the die or tool
    • B21D43/04—Advancing work in relation to the stroke of the die or tool by means in mechanical engagement with the work
    • B21D43/14—Advancing work in relation to the stroke of the die or tool by means in mechanical engagement with the work by turning devices, e.g. turn-tables
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/34—Methods of heating
    • C21D1/42—Induction heating

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)

Abstract

본 발명은 초고장력 강판 열처리 시스템에 관한 것으로, 강판(P)이 적치된 트레이(100); 상기 강판(P)을 소정 온도로 가열하기 위한 고주파 가열기(200); 상기 강판(P)을 트레이(100)에서 고주파 가열기(200) 측으로 투입하기 위한 제1로봇(300); 상기 고주파 가열기(200)에 의해 가열된 강판(P)을 소정의 형태로 성형하기 위한 성형 프레스(400); 상기 고주파 가열기(200)에 의해 가열된 강판(P)을 성형 프레스(400)에 투입하기 위한 제2로봇(500); 상기 성형 프레스(400)에서 성형 완료된 고장력 강판(P)을 취출하기 위한 제3로봇(600);을 포함하여 이루어지며, 상기 고주파 가열기(200)는 턴 테이블(210) 위에 복수 개가 설치되어 강판(P)의 투입과 가열 및 취출 동작이 턴 테이블(210)의 간헐적인 회전동작에 따라서 연속적으로 반복되도록 되어 있다.

Description

초고장력 강판 열처리 시스템 {A System for heating ultra high tensile steel plate}
본 발명은 자동차 차체 등에 사용되는 초고장력 강판을 열처리하기 위한 시스템에 관한 것으로, 상세히는 강판을 소정의 온도로 가열하여 성형 프레스에 투입하여 성형한 후 금형 내부에서 급랭시켜 초고장력 강판을 성형하기 위한 것으로, 고주파 가열기를 턴 테이블 위에 복수 개 배치하고, 이 고주파 가열기는 반경 방향으로 슬라이드 가능하도록 설치하며, 상기 고주파 가열기의 하부에 강판 안치대를 설치하여 강판을 투입하여 턴 테이블을 회전시키면서 연속적으로 투입, 가열 및 투출 동작이 이루어질 수 있도록 함으로써 공간 활용도의 극대화를 도모할 수 있도록 한 것이다.
일반적으로 초고장력 강판은 일반강판을 적용할 경우보다 차량을 경량화시킬 수 있고, 충돌시의 안전성을 향상시킬 수 있으므로, 차량의 연비 향상을 도모하고 운전자를 보호하기 위해 차체에 부분적으로 적용된다. 특히, 운전자 보호를 위한 안전기준이 전 세계적으로 점차 엄격해지고 있는 상황에서 각국의 안전기준을 충족하기 위해서 차체의 샤시 분야에 있어서 초고장력강의 사용범위는 증가하고 있다.
이와 같은 초고장력 강판은 차량 내부의 좌석 공간이 다양한 외부 충격에서도 무너져 들어오는 것을 최대한 방지하도록 다양한 부분에서 사용된다. 차체 제작에 있어 상기 초고장력강의 적용은 예를 들면, 차체의 프런트 필러(A필러), 센터필러(B필러), 사이드 및 프런트 루프레일, 도어빔, 플로워 터널, 크로스맴버 등의 전체 또는 일부분의 재질이 초고장력 강판으로 구성되도록 제작되거나 초고장력강으로 제조된 보강재를 차체에 추가적으로 결합시킴으로써 이루어진다.
차체에 사용되는 초고장력 강판은 일반적으로 보론강(Boron steel)이나 알루미늄 도금 강판을 핫스탬핑(Hot stamping) 공법으로 가공하여 제조된다.
핫스탬핑 공법은 소입성(燒入性, quality of quenching)이 우수한 보론강을 블랭크 상태(열처리 및 프레스 가공을 위해 보론강을 소정의 크기로 절단한 상태)에서 (변태점 이상의) 고열로 가열하여 연성(ductility)을 부여한 후 냉각 채널이 삽입된 금형을 통해 프레스 성형하는 기술로서, 프레스 성형 후 금형 내에서 블랭크를 급속 냉각시킴으로써 인장강도를 더욱 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
한편, 상술한 바와 같은 자동차용 초고장력 강판을 성형하기 위한 종래의 성형 설비는 선행기술문헌 1 내지 4 등에 예시된 바와 같이 직선형으로 형성된 가열로에 강판을 투입하여 이송시키면서 소정의 온도까지 가열한 후 이를 후속 설치된 성형 프레스에 투입하여 성형하도록 되어 있는바, 이와 같은 인라인형 성형 설비에 있어서는 설비의 전체 길이가 과도하게 길어져 기존 공장 내부에 설치하기 어려워 별도의 공장을 신설하여야 하거나, 필요로 하는 수율을 맞추기 위하여 성형 설비를 여러 대 병렬로 설치하여야 했었으므로 공장 내부의 공간을 효과적으로 활용하지 못하게 되는 문제점이 있다.
한국등록특허 제10-1125069호(2012.03.02.등록) 발명의 명칭: 핫 스탬핑용 가열로 장치 및 블랭크 가열방법 한국등록특허 제10-1278967호(2013.06.20.등록) 발명의 명칭: 핫 스탬핑용 가열장치, 고주파 가열로 및 롤러기구 한국등록특허 제10-1286674호(2013.07.10.등록) 발명의 명칭: 고주파 열간 프레스 장치 한국등록특허 제10-1315491호(2013.09.30.등록) 발명의 명칭: 차량의 센터필러용 보강재의 제조방법
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 비교적 협소한 공간에서도 설치가 가능하며, 하나의 설비를 갖고도 기존의 인라인형 성형 설비 여러 대에서 산출되는 수율과 맞먹는 생산성을 갖는 초고장력 강판 열처리 시스템을 제공하는 데 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 강판이 적치된 트레이와, 상기 강판을 소정 온도로 가열하기 위한 고주파 가열기와, 상기 강판을 트레이에서 고주파 가열기 측으로 투입하기 위한 제1로봇과, 상기 고주파 가열기에 의해 가열된 강판을 소정의 형태로 성형하기 위한 성형 프레스와, 상기 고주파 가열기에 의해 가열된 강판을 성형 프레스에 투입하기 위한 제2로봇과, 상기 성형 프레스에서 성형 완료된 고장력 강판을 취출하기 위한 제3로봇을 포함하여 이루어지며, 상기 고주파 가열기는 턴 테이블 위에 복수 개가 설치되어 강판의 투입, 가열 및 취출 동작이 턴 테이블의 간헐적인 회전동작에 따라서 연속적으로 반복되도록 한 초고장력 강판 열처리 시스템을 제공한다.
본 발명에 의한 초고장력 강판 열처리 시스템은 턴 테이블 상에 복수 개의 강판 안치대가 설치되고, 이 강판 안치대 위에 고주파 가열기가 배치되되 이 고주파 가열기는 하나의 캠에 의해 반경 방향으로의 슬라이딩 동작이 이루어지도록 되어 있으므로 강판의 투입과 취출 및 가열 동작이 연속적으로 연계되어 기존의 인라인형 성형 설비에서의 대기 시간을 없앨 수 있음은 물론 하나의 설비가 기존 설비의 몇 배의 생산성을 발휘함에도 불구하고 공간 점유는 상대적으로 적어 공장 내의 공간 활용도를 극대화할 수 있는 유용한 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명에 의한 초고장력 강판 열처리 시스템의 개략구성을 도시한 평면도,
도 2는 본 발명에 의한 초고장력 강판 열처리 시스템의 개략구성을 도시한 정면도,
도 3은 도 1에 도시된 고주파 가열로의 확대 평면도,
도 4는 도 2에 도시된 고주파 가열로의 확대 정면도이다.
이하, 본 발명을 한정하지 않는 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1 내지 도 4에는 본 발명의 바람직한 실시 예에 의한 초고장력 강판 열처리 시스템이 도시되어 있는데, 이는 강판(P)이 적치된 트레이(100)와, 상기 강판(P)을 소정 온도로 가열하기 위한 고주파 가열기(200)와, 상기 강판(P)을 트레이(100)에서 고주파 가열기(200) 측으로 투입하기 위한 제1로봇(300)과, 상기 고주파 가열기(200)에 의해 가열된 강판(P)을 소정의 형태로 성형하기 위한 성형 프레스(400)와, 상기 고주파 가열기(200)에 의해 가열된 강판(P)을 성형 프레스(400)에 투입하기 위한 제2로봇(500)과, 상기 성형 프레스(400)에서 성형 완료된 초고장력 강판(P)을 취출하기 위한 제3로봇(600)을 포함하여 이루어져 있다.
본 실시 예에서, 상기 고주파 가열기(200)는 턴 테이블(210) 위에 복수 개가 설치되어 강판(P)의 투입, 가열 및 취출 동작이 턴 테이블(210)의 간헐적인 회전동작에 따라서 연속적으로 반복되도록 되어 있는데, 이는 도 3 및 도 4의 확대도에서 알 수 있는 바와 같이 상기 고주파 가열기(200)는 턴 테이블(210) 위에서 반경 방향으로 슬라이드 가능하게 설치되어 있고, 상기 턴 테이블(210)에는 각 고주파 가열기와 대응되는 위치에 복수의 강판 안치대(220)가 고정 설치되어 있으며, 상기 고주파 가열기(200)는 강판(P)을 강판 안치대(220)에 투입하거나 강판 안치대(220)로부터 취출시에는 턴 테이블(210)의 중심부 측으로 슬라이드 되어 로봇(300,500)의 동작에 간섭을 일으키지 않도록 하고, 강판(P)의 가열시에는 턴 테이블(210)의 외측으로 슬라이드 되어 강판 안치대(220) 위에 위치함으로써 고주파 가열이 이루어질 수 있도록 되어 있다.
본 실시 예에서 상기 턴 테이블(210) 위에 설치된 4개의 고주파 가열기(200)를 반경 방향으로 슬라이딩시키는 동작은 턴 테이블(210)의 중심부 측에 설치된 하나의 원판형 캠(230)에 의해 연계되도록 되어 있는데, 이는 캠축(232)에 축결합된 디스크 형태의 캠(230) 외곽의 곡률 반경이 4개의 포지션 즉, 강판의 투입 위치(도면상에서 6시 방향)와 투출위치(도면상에서 3시 방향)에서는 동시에 개방이 이루어지고, 나머지 위치(9시 및 12시 방향)에서는 폐쇄된 상태를 유지할 수 있는 형태로 설계되어 있으며, 이 캠(230)의 회전동작에 의해 4개의 고주파 가열기(200)의 동작을 동시에 제어하게 된다.
본 실시 예에서 상기 각각의 고주파 가열기(200)는 로드리스 실린더(240)에 의해 상기 캠(230)에 밀착된 상태를 유지하면서 슬라이드 되도록 되어 있는데, 로드리스 실린더(240)는 고주파 가열기(220)를 턴 테이블(210)의 중심부 쪽으로 편향되도록 당기고(또는 밀고) 있는 상태를 유지함으로써 캠(230) 외곽의 곡면에 고주파 가열기(200)의 내측면에 부착된 롤러(202)가 밀착되어 정확하게 슬라이드 동작이 이루어지게 된다.
한편, 상기 고주파 가열기(200)는 턴 테이블(210)과 함께 회전하면서 하부에 위치한 강판 안치대(220) 위에 적치된 강판(P)을 소정의 온도가 되도록 가열하게 된다.
도면 중 부호 250은 상기 로드리스 실린더(240)와 평행하게 배치된 가이드 레일로, 고주파 가열기의 슬라이딩 동작을 가이드하게 된다.
한편, 본 실시 예에서 상기 성형 프레스(400)는 금형(410,420) 내부에 냉매 순환 라인(도시 생략됨)이 구비되어 상,하 금형(410,420)이 형합(closed)된 상태에서 냉매가 공급되어 열간 성형 후 급랭이 이루어질 수 있도록 열처리가 이루어지게게 된다.
상술한 실시 예에 의한 초고장력 강판 열처리 시스템에서는 턴 테이블 상에 복수 개의 강판 안치대가 설치되고, 이 강판 안치대 위에 고주파 가열기가 배치되되 이 고주파 가열기는 하나의 캠에 의해 반경 방향으로의 슬라이딩 동작이 이루어지도록 되어 있어 강판의 투입과 취출 및 가열 동작이 연속적으로 연계됨으로써 기존의 인라인형 성형 설비에서의 대기 시간을 없앨 수 있음은 물론 하나의 설비가 기존 설비의 몇 배의 생산성을 발휘함에도 불구하고 공간 점유는 상대적으로 적어 신규 설비의 설치를 위한 별도의 공장을 신설하지 않고도 기존 공장 내부의 공간을 효율적으로 활용할 수 있는 등의 유용한 효과를 갖는다.
100 : 트레이
200 : 고주파 가열기
202 : 롤러
210 : 턴 테이블
212 : 구동부
220 : 강판 안치대
230 : 캠
232 : 캠 축
240 : 로드리스 실린더(rodless cylinder)
250 : 가이드 레일
300 : 제1로봇
400 : 성형 프레스
410,420 : 금형
500 : 제2로봇
600 : 제로봇
P : 강판

Claims (6)

  1. 강판이 적치된 트레이;
    상기 강판을 소정 온도로 가열하기 위한 고주파 가열기;
    상기 강판을 트레이에서 고주파 가열기 측으로 투입하기 위한 제1로봇;
    상기 고주파 가열기에 의해 가열된 강판을 소정의 형태로 성형하기 위한 성형 프레스;
    상기 고주파 가열기에 의해 가열된 강판을 성형 프레스에 투입하기 위한 제2로봇;
    상기 성형 프레스에서 성형 완료된 초고장력 강판을 취출하기 위한 제3로봇;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 초고장력 강판 열처리 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 고주파 가열기는 턴 테이블 위에 복수 개가 설치되어 강판의 투입, 가열 및 취출 동작이 턴 테이블의 간헐적인 회전동작에 따라서 연속적으로 반복되는 것을 특징으로 하는 초고장력 강판 열처리 시스템.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 고주파 가열기는 턴 테이블 위에서 반경 방향으로 슬라이드 가능하게 설치되고, 상기 턴 테이블에는 각 고주파 가열기와 대응되는 위치에 복수의 강판 안치대가 고정 설치되며, 상기 고주파 가열기는 강판의 투입과 취출시에는 턴 테이블의 중심부 측으로 슬라이드 되고, 강판의 가열시에는 턴 테이블의 외측으로 슬라이드 되어 강판 안치대 위에 위치하는 것을 특징으로 하는 초고장력 강판 열처리 시스템.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 복수 개의 고주파 가열기의 슬라이딩 동작은 턴 테이블의 중심부 측에 설치된 하나의 캠에 의해 연동되는 것을 특징으로 하는 초고장력 강판 열처리 시스템.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 각각의 고주파 가열기는 로드리스 실린더에 의해 상기 캠에 밀착된 상태를 유지하면서 슬라이드 되는 것을 특징으로 하는 초고장력 강판 열처리 시스템.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 성형 프레스는 금형 내부에 냉매 순환 라인이 구비되어 상,하 금형이 형합된 상태에서 냉각이 이루어지는 것을 특징으로 하는 초고장력 강판 열처리 시스템.
KR1020140126551A 2014-09-23 2014-09-23 초고장력 강판 열처리 시스템 KR20160035627A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140126551A KR20160035627A (ko) 2014-09-23 2014-09-23 초고장력 강판 열처리 시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140126551A KR20160035627A (ko) 2014-09-23 2014-09-23 초고장력 강판 열처리 시스템

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20160035627A true KR20160035627A (ko) 2016-04-01

Family

ID=55799024

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140126551A KR20160035627A (ko) 2014-09-23 2014-09-23 초고장력 강판 열처리 시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20160035627A (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3985133A3 (de) * 2020-10-14 2022-06-15 Benteler Automobiltechnik GmbH Verfahren zur herstellung einer stahlplatine sowie temperierstation

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3985133A3 (de) * 2020-10-14 2022-06-15 Benteler Automobiltechnik GmbH Verfahren zur herstellung einer stahlplatine sowie temperierstation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20160059295A1 (en) Method and press for producing sheet metal parts that are hardened at least in regions
US9394578B2 (en) Method of manufacturing multi physical properties part
US9308953B2 (en) Method for the production of a hot formed and press hardened motor vehicle body structure, and motor vehicle body structure
CN106001231B (zh) 用于生产局部硬化的成形部件的工艺和装置
CN103402665B (zh) 薄板的弯曲加工方法以及产品
WO2010044530A1 (ko) 형상이 복잡한 성형품 제조를 위한 초고강도 강철성형체 제조방법
US10000823B2 (en) Method and device for partially hardening sheet metal components
JP2014513206A (ja) 板金部品の制御熱処理のための炉システム
US20110094282A1 (en) Method and hot forming system for producing a hardened, hot formed workpiece
US8056383B2 (en) Method of reheating steel part
US9790564B2 (en) Heat treatment apparatus for hot stamping and forming method using the same
CN103878237B (zh) 一种高强钢热冲压成形零件加工的方法
KR20100096832A (ko) 프레스 경화용 금형의 냉각장치 및 이를 이용한 자동차 부품의 제조방법
KR20180012240A (ko) 프레스 시스템 및 방법
US20140124105A1 (en) Hot forming line for producing hot formed and press hardened steel sheet products
CN106457337B (zh) 用于制造热成形构件的方法
KR20120048691A (ko) 굴곡 부재, 그 제조 장치 및 제조 방법
US10472691B2 (en) Hot-forming apparatus and method for producing press-hardened shaped components from steel sheet
Nürnberger et al. Spray cooling of early extracted hot stamped parts
DE102009042387B4 (de) Verfahren zum Herstellen partiell gehärteter Bauteile aus Stahlblech
KR20160035627A (ko) 초고장력 강판 열처리 시스템
KR101035796B1 (ko) 프레스 경화용 금형장치 및 프레스 경화 부품 제조방법
KR20160035628A (ko) 초고장력 강판 열처리 시스템
WO2010089103A1 (en) Method and furnace for making a metal workpiece with regions of different ductility
US20140190234A1 (en) Method for Producing a Press-Hardened Molded Part, and Press-Hardening Tool

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right