KR20160038023A - 경화된 부품들의 어셈블리 및 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 2개 이상의 결합된 금속 부품을 구비하는 어셈블리를 제조하기 위한 방법에 관한 것이며, 이 경우 이들 부품 중 하나 이상은 어닐링 강철로 이루어지고, 이때 이들 부품은 열적인 결합 방법을 사용해서 서로 하나의 어셈블리로 결합된다. 또한, 본 발명은, 2개 이상의 결합된 금속 부품을 구비하는 어셈블리와도 관련이 있으며, 이 경우 이들 부품 중 하나 이상은 어닐링 강철로 이루어지고, 이들 부품은 열적인 결합 방법을 사용해서 서로 하나의 어셈블리로 결합되어 있다. 어셈블리의 개별 부품들 사이에 연결 장소가 존재함에도, 상응하는 어셈블리를 위해 균일하고도 높은 강도를 의도한 바대로 설정할 수 있는, 2개 이상의 결합된 금속 부품을 구비하는 어셈블리를 제조하기 위한 방법을 제공하는 과제는, 어셈블리가 결합 후에 국부적으로 경화되어, 결과적으로 이 어셈블리의 결합 연결부들 중 하나 이상이 적어도 부분적으로 경화된 미세 구조(microstructure)를 구비하게 됨으로써 해결된다.

Description

경화된 부품들의 어셈블리 및 제조 방법{ASSEMBLY OF HARDENED COMPONENTS AND METHOD FOR PRODUCTION}

본 발명은, 2개 이상의 결합된 금속 부품을 구비하는 어셈블리를 제조하기 위한 방법에 관한 것이며, 이 경우 이들 부품 중 하나 이상은 어닐링 강철로 이루어지고, 이때 이들 부품은 열적인 결합 방법을 사용해서 서로 하나의 어셈블리로 결합된다. 또한, 본 발명은, 2개 이상의 결합된 금속 부품을 구비하는 어셈블리와도 관련이 있으며, 이 경우 이들 부품 중 하나 이상은 어닐링 강철로 이루어지고, 이들 부품은 열적인 결합 방법을 사용해서 서로 하나의 어셈블리로 결합되어 있다.

2개 이상의 결합된 금속 부품을 구비하는 어셈블리는 통상, 일체형으로 전혀 제조될 수 없거나 단지 매우 복잡한 기법 및 방식으로만 제조될 수 있는, 금속으로 이루어진 복합 구조물을 제공하기 위해서 사용된다. 통상적으로는 이들 부품이 추후에 하나의 어셈블리로 열에 의해 용접됨으로써, 결과적으로 결합 파트너들 사이에서는 높은 부하 수용 능력을 갖는 재료 결합 방식의 결합 연결부가 생성된다. 예를 들어 자동차 산업에서 상응하는 어셈블리의 중량을 줄이고자 하는 요구가 증가함에 따라, 열처리 방법에 의해 경화될 수 있는 어닐링 강철이 사용됨으로써, 결과적으로 매우 높은 강도 값이 제공될 수 있다. 상응하는 어닐링 강철에 대한 전형적인 예는 망간-붕소-강철이다. 2상(dual phase) 강철 또는 TRIP 강철도 마찬가지로, 경화된 미세 구조로의 미세 구조 변형을 야기하는 열처리에 의해서 경화될 수 있다. 통상적으로, 경화된 부품은 경화 후에 하나의 어셈블리로 용접된다. 하지만, 어셈블리의 부품들 사이에 있는 용접 시임(welding seam)은 특히 경화된 재료의 경우에 용접 시임 영역에서 새로운 미세 구조 변형 및 약화를 유도한다. 그럼에도 충분한 강도를 제공하기 위하여, 지금껏 부품들의 벽은, 사용된 고강도 재료의 총 중량 감소 가능성이 지금까지 이용될 수 없도록 설계되었다. 특히 차량에서, 예를 들어 차량 구조물에 거싯 영역(gusset area)을 제공하는 경우에는, 이 거싯 영역이 종종 큰 힘에 노출됨으로써, 결과적으로 이 경우에는 사용된 고강도 재료의 벽 두께의 설계가 특히 중요한 것이 추가로 발생한다. 그러나 거싯 영역의 복잡한 기하학적 구조로 인해, 일체형의 제조는 필요한 변형 조작의 개수 때문에 고려되지 않는 경우가 많다. 또한, 열 도입에 의해 복수의 용접 연결부가 미가공 몸체 내에서 뒤틀림(distortion)을 야기하고, 이와 같은 뒤틀림은 다만 높은 장치적 비용으로써만 보상될 수 있다.

유럽 특허 공보 EP 1 809 776 B1호에는, 붕소 합금의 어닐링 강철로 이루어진 하나 이상의 판금이 용접 및/또는 납땜에 의해서 2상 강철 또는 TRIP 강철로 이루어진 또 다른 판금과 연결되고, 연결된 판금이 열에 의해 변형되며, 오로지 붕소 합금의 연결 파트너들만 압착 경화되는, 차량 부품을 제조하기 위한 방법이 공지되어 있다. 그렇기 때문에, 복합 어셈블리, 예를 들어 균일한 부하 능력을 갖는 차량 구조물의 거싯 영역은 공지된 방법에 의해서 제공될 수 없는데, 그 이유는 특히 용접 구역에서는 다만 훨씬 더 적은 강도만이 제공될 수 있기 때문이다.

상기와 같은 내용으로부터 출발하는 본 발명의 과제는, 어셈블리의 개별 부품들 사이에 연결 장소가 존재함에도, 상응하는 어셈블리를 위해 균일하고도 높은 강도를 의도한 바대로 설정할 수 있는, 2개 이상의 결합된 금속 부품을 구비하는 어셈블리를 제조하기 위한 방법을 제공하는 것이다. 더 나아가서는, 상응하게 제조된 어셈블리가 제안되어야만 한다.

본 발명의 제1 교시에 따라, 제시된 과제는, 어셈블리가 결합 후에 국부적으로 경화되어, 결과적으로 이 어셈블리의 결합 연결부들 중 하나 이상이 적어도 부분적으로 경화된 미세 구조(microstructure)를 구비하게 됨으로써 해결된다. 선행 기술에 공지된 방법과 달리, 이 어셈블리는 먼저 상응하는 부품들로부터 열적인 결합에 의해서 제조되고, 그 다음에 이어서 그 전체가 경화 과정을 거친다. 그럼으로써, 기존의 결합 장소도 경화되며, 그 결과 어셈블리는 전체적으로 균일한 부하 수용 능력 또는 균일하게 분포된 강도를 갖게 된다. 사용된 어닐링 강철, 예를 들어 망간-붕소-강철의 중량 감소 가능성은 본 발명에 따른 방법에 의해서 완전히 활용될 수 있는데, 그 이유는 특히 사용된 부품들의 벽 두께가 더 이상 용접 장소의 강도에 매칭될 필요가 없기 때문이다. 다시 말해, 본 발명에 따라서는, 용접 장소가 적어도 부분적으로 경화된 미세 구조를 구비하고, 이로써 어셈블리의 전체 강도에 기여한다. 열적인 결합 방법으로서는, 예를 들어 보호 가스 용접, 레이저 용접, 레이저 하이브리드와 같은 용접 외에 납땜도 고려되는데, 그 이유는 이 납땜 방법도 열 작용 및 후속하는 미세 구조 변형으로 인해 결합 파트너의 강도를 줄일 수 있기 때문이다. 부품들은 예를 들어 점 용접, 스텝 심(step seam) 및/또는 (연속하는) 용접 시임에 의해서 중첩된 형태로 또는 맞댐 이음(butt joint) 형태로 결합 또는 용접될 수 있다.

방법의 제1 실시예에 따라, 어셈블리의 부품들은 하나 이상의 냉간 성형에 의해서 제조된다. 냉간 성형 방법으로서는, 예를 들어 벤딩 성형, 딥 드로잉, 인장 성형, 스트레치 성형(stretch forming), 스탬핑(stamping) 성형 또는 활성 매체를 이용한 성형이 고려된다.

바람직하게, 또 다른 한 실시예에 따라서는, 경화 전에 어셈블리가 이 어셈블리의 한 부품의 또는 이 어셈블리의 모든 부품의 경화될 어닐링 강철의 Ac₁-온도 점 위에 있는 온도까지, 바람직하게는 Ac₃-온도 점 위에 있는 온도까지 적어도 국부적으로 가열되고, 규정된 냉각 속도로 냉각됨으로써, 결과적으로 적어도 부분적으로 경화된 미세 구조가 발생된다. 개별 재료의 Ac₁-온도 위에 존재하는, 바람직하게는 Ac₃-온도 위에 존재하는 오스테나이트계 미세 구조의 의도된 변형에 의해서, 어셈블리의 강도가 현저하게 증가된다. 이와 같은 내용은 당연히, 마찬가지로 마르텐사이트계 미세 구조를 적어도 부분적으로 형성되는 결합 연결부의 영역에 대해서도 적용된다. 따라서, 용접 장소는 앞에서 이미 언급된 바와 같이 그 정도까지 마찬가지로 높은 강도 값을 갖는다.

더 나아가, 어셈블리의 경화 동안에는, 어셈블리 내에서의 경화 동안 부하에 적응되어 선택적으로 국부적으로 변동되는 비율의 경화된 미세 구조가 국부적으로 발생됨으로써, 추후 적용시에 어셈블리의 상이한 부하에 대하여 반응될 수 있다. 그럼으로써, 상이한 강도를 제공하여 적용예에 최상으로 적응되는 다양한 영역을 어셈블리에 제공하는 것이 가능해진다. 예를 들어, 이와 같은 적용은, 어셈블리가 한 편으로는 더 연하고 더 부드러운 영역을 그리고 다른 한 편으로는 고강도 영역을 구비해야만 하는 것을 요구한다. 이와 같은 요구 조건은, 어셈블리의 부품들 사이에 있는 개별 결합 연결부의 위치와 무관하게, 본 발명에 따른 방법에 의해서 설정될 수 있다.

제조될 어셈블리의 강도는, 또 다른 한 실시예에 따라, 경화가 온도 조절된 경화 공구 내에서 이루어지고, 이 경화 공구에 의해서 어셈블리의 국부적으로 변동되는 냉각 속도가 국부적으로 변동되는 공구 온도에 의해 도달함으로써, 특히 정확하게 설정될 수 있다. 냉각 속도의 변동에 의해서는, 마르텐사이트계 미세 구조의 형성에 영향이 미칠 수 있다. 그렇기 때문에, 공구 온도의 변동에 의해서는, 그 영역에 있는 원하는 비율의 마르텐사이트계 미세 구조의 냉각 속도를 설정하는 것이 간단한 방식으로 가능하다. 물론, 실질적으로 일정한 냉각 속도도 전체 어셈블리에 걸쳐 온도 조절된 경화 공구에 의해서 달성될 수 있다.

대안적으로는, 어셈블리 내에서 상이한 강도를 설정하기 위하여, 제조될 어셈블리가 또 다른 한 실시예에 따라 국부적으로 상이하게 가열될 수 있으며, 이 경우 더 적은 강도가 설정되어야만 하는 영역은, 예를 들어 이 어셈블리의 한 부품의 또는 이 어셈블리의 모든 부품의 경화될 어닐링 강철의 Ac₁-온도 점 위로 가열되지 않는다. 상이하게 가열된 어셈블리는 경화 공구 내부로 옮겨지고, 가열에 의해 오스테나이트계 미세 구조가 형성된 영역에서 경화된다.

방법의 또 다른 한 실시예에 따라, 경화 공구 내에서는 어셈블리가 경화 동안에 열간 성형되고/열간 성형되거나 교정된다. 본 실시예에서는, 예를 들어 오스테나이트계 미세 구조가 재료의 Ac₁-온도 위에서, 바람직하게는 Ac₃-온도 위에서 따뜻한 상태에서 더 쉽게 변형될 수 있다는 사실이 충분히 이용된다. 더 나아가서는, 부품 위에 걸쳐 있는 변형물, 예를 들어 비드(bead), 엠보싱 또는 다른 부수적인 변형 요소를 어셈블리 내에 도입할 수 있는 간단한 가능성도 존재한다. 추가의 교정 단계에 의해서는, 경화 후에 특히 적은 치수 공차(dimensional tolerance)를 갖는 어셈블리가 제공될 수 있다.

바람직하게, 어셈블리는 또 다른 한 부품과 하나 이상의 프로파일의 열적인 결합에 의해서 제조된다. 프로파일, 특히 부분적으로 폐쇄된 프로파일이 적용할 목적으로 또 다른 부품과 열에 의해 결합되어야만 하는 경우가 많기 때문에, 결과적으로 또 다른 부품과 열적인 결합에 의해 연결된 프로파일을 구비하는 어셈블리는 특히 이 방법으로부터 이익을 얻는다. 다시 말해, 결합된 프로파일을 포함하는 어셈블리에는 간단한 방식으로 균일한 강도 곡선이 제공될 수 있다.

방법의 또 다른 한 실시예에 따라, 본 실시예는 특히, 2개 이상의 프로파일의 거싯 영역이 어셈블리로서 제조되고, 프로파일의 거싯 영역이 적어도 부분적으로 경화되는 경우에 적용된다. 프로파일의 거싯 영역은 자주, 결합 연결부가 배치되어 있어서 거싯 영역의 벽 두께의 치수 설계에 영향을 미치는 영역을 나타낸다. 예를 들어, 상응하는 거싯 영역은 특히 자동차에서 요구된다.

그렇기 때문에, 바람직하게 방법의 또 다른 한 실시예에 따르면, 어셈블리는, 경화 단계에 의해서 변동되는 강도를 갖는 영역이 삽입되는 자동차의 A-, B- 또는 C-필라(pillar)이다. 그럼으로써, 어셈블리를 적용예에서 발생하는 부하에 적응시키는 것이 간단한 방식으로 가능하다. 따라서, 예를 들어 B-필라의 루프 영역 및 중간 영역에는 최대 강도의 미세 구조가 제공되는 한편, 연성의 B-필라 푸트(pillar foot)는 충격 에너지를 흡수할 수 있다.

본 발명에 따른 방법의 또 다른 한 실시예에 따라, 더 나아가서는, 경화된 미세 구조를 갖는 2개 영역 사이에서 더 적은 강도를 갖는 부드러운 영역이 어셈블리 내에 발생됨으로써, 어셈블리의 분리, 예를 들어 어셈블리의 프로파일의 분리를 용이하게 할 수 있는 가능성이 만들어질 수 있다. 이 부드럽고 연한 영역은 예를 들어 B-필라 내에 제공될 수 있으며, 이 B-필라는 추후 사고의 경우에 구조 인력에 의해서 더 간단히 분리될 수 있다.

마지막으로, 바람직하게는 자동차의 프레임 구조물의 거싯 영역, 특히 프로파일 형태의 루프 프레임, 루프 가로 지지 프로파일 및/또는 필라 프로파일로 이루어진 루프 프레임의 거싯 영역이 어셈블리로서 제조된다. 자동차의 프레임 구조물, 예를 들어 루프 프레임이 특히 거싯 영역에서 매우 높은 힘을 흡수하고 방향 전환해야만 함으로써, 결과적으로 이 경우에는 고강도의 경화된 미세 구조가 확연한 중량 감소를 위해 이용될 수 있다. 다른 무엇보다, 임계적이고 열적인 결합 장소, 예를 들어 용접 시임이 경화된 미세 구조를 구비함으로써, 결과적으로 이들 결합 장소는 높은 부하 수용 능력에 기여할 수 있다.

본 발명의 제2 교시에 따라, 전술된 과제는 결합된 2개 이상의 금속 부품을 구비하는 어셈블리에 의해서 해결되며, 이 경우 이들 부품 중 하나 이상은 어닐링 강철로 이루어지고, 이들 부품은 열적인 결합 방법을 사용해서 서로 하나의 어셈블리로 결합되어 있으며, 어셈블리가 결합 후에 적어도 국부적으로 경화되어 있고, 하나 이상의 결합 연결부가 적어도 부분적으로 경화된 미세 구조를 구비함으로써 해결된다.

본 발명에 따른 어셈블리는, 용접 또는 납땜, 특히 레이저 용접에 의해서 발생되는 열적인 결합 장소에 후속하는 경화 공정에 의해서 마찬가지로 경화된 미세 구조가 제공된다는 점에서 종래의 어셈블리와 구별된다. 이와 같은 차이점이 의미하는 바는, 결합 구역도 원하는 부하 수용 능력에 기여할 수 있다는 것이다. 그렇기 때문에, 어셈블리의 국부적인 경화가 예를 들어 부품에 걸쳐 실시됨으로써, 결과적으로 결합 연결 영역 및 2개 부품의 영역은 경화된 미세 구조로의 미세 구조 변환으로부터 이익을 얻게 된다.

어셈블리의 또 다른 한 실시예에 따라, 이 어셈블리는 하나 이상의 프로파일, 또는 2개 이상의 프로파일의 거싯 영역을 구비한다. 프로파일, 즉 적어도 부분적으로 폐쇄되었거나 또한 개방된 프로파일은 고 부하를 흡수하기 위해 사용되는 경우가 많다. 이들은 일반적으로 열적인 결합 장소를 통해, 특히 용접 시임을 통해 서로 연결된다. 거싯 영역은 예를 들어 특히 강한 부하를 받는 차량 프레임 구조물의 영역을 나타내는데, 그 이유는 거싯 영역 내에서는 복수 프로파일의 힘이 흡수되어 전달되어야만 함으로써, 결과적으로 이곳에서는 경화된 미세 구조를 결합 연결부 내부에 제공하는 것이 특히 큰 중량 감소 가능성을 열어주기 때문이다.

B-필라가 자동차 내에서 자신의 지지 기능과 관련된 큰 희생 없이 양분될 수 있는 한 영역을 자동차의 B-필라 내부에 제공하기 위하여, 어셈블리는 경화된 2개 영역 사이에 더 적은 강도를 갖는 부드러운 영역을 구비한다. 이러한 경화되지 않은 영역은, 예를 들어 사고의 경우에 승객을 구조하기 위하여 이 장소에서 B-필라를 분리하기 위해 이용될 수 있다. 또한, 2개의 경화된 영역 사이에 더 부드럽고 더 연한 미세 구조를 배열하는 것이 필요할 수 있는 또 다른 적용 가능성들도 존재한다.

바람직하게, 어셈블리는 또 다른 한 실시예에 따라 자동차의 A-, B-, C-필라 및 강도가 변동되는 영역을 구비한다. 자동차의 상응하게 형성된 A-, B- 또는 C-필라의 장점들은 앞에서 이미 설명되었다.

어셈블리의 또 다른 한 실시예에 따라, 이 어셈블리는 자동차 프레임 구조물의 하나 이상의 거싯 영역을 구비한다. 앞에서 이미 언급된 바와 같이, 자동차 프레임 구조물의 거싯 영역은 특히 높은 힘에 노출되어 있다. 더 적은 강도를 갖고 통상적으로 존재하는 용접 장소가 본 발명에 따른 어셈블리의 실시예에서는 존재하지 않음으로써, 힘 흡수 능력이 동일한 상태에서 벽 두께는 현저히 감소될 수 있다. 그럼으로써, 큰 중량 절감 가능성에 도달할 수 있다.

본 발명은 도면과 연계된 실시예들을 참조하여 이하에서 상세하게 설명될 것이다.

도 1은 3개 부품으로 이루어진 어셈블리의 제1 실시예를 개략적인 사시도로 도시하고,
도 2는 어셈블리의 한 부품을 개별적인 관점에서 사시도로 도시하며,
도 3은 도 1에 도시된 어셈블리의 실시예를 자동차에 장착된 상태에서 도시하고,
도 4는 어셈블리를 제조하기 위한 본 발명에 따른 방법의 한 실시예의 방법 단계들을 개략적으로 도시하며,
도 5는 자동차 B-필라 형태로 형성된 어셈블리의 제2 실시예를 측면도로 도시한다.

도 1에는, 폐쇄된 프로파일(1), 연결 부재(2) 및 개방된 프로파일(3)을 구비하는 어셈블리의 한 실시예가 개략적인 사시도로 도시되어 있다. 이들 부품 중 하나 이상, 예를 들어 폐쇄된 프로파일(1)은 어닐링 강철로 이루어지고, 열처리에 의해서 경화될 수 있다. 본 경우에, 부품(1, 2 및 3)은 B-필라의 부분이며, 모두 어닐링 강철로 이루어지는데, 예를 들면 붕소 합금 강철, 바람직하게는 22 MnB 5 유형의 강철로 이루어진다. 이들 부품(1, 2 및 3)은 냉간 성형, 예를 들어 드로잉, 벤딩 성형에 의해서 또는 작용 매체 성형에 의해서 사전에 제조되어 있다. 단일 결정의 반제품 이외에, 다층의 금속 복합 재료로 이루어진 반제품의 사용도 생각할 수 있으며, 이 경우에는 특히 하나 이상의 층이 어닐링 강철로 이루어진다.

연결 부재(2)는 개방된 프로파일(3)에 대해서 뿐만 아니라 폐쇄된 프로파일(1)에 대해서도 결합 심(4, 5)을 구비하며, 이 결합 심을 통해 연결 부재(2)가 2개 프로파일(3과 1)을 서로 연결한다.

도 2는, 예를 들어 또한 프로파일(1) 및 프로파일(3)과 같이 냉간 성형에 의해서 제조된 연결 부재(2)를 다시 한 번 보여준다.

도 3에는, 도 1에 도시된 어셈블리가 자동차 내의 자신의 위치에서 개략적으로 도시되어 있다. 루프 프레임(6)은, 부품(1, 2 및 3)으로부터 B-필라로서 형성된 어셈블리와 함께 거싯 영역(7)을 나타내며, 이 거싯 영역은 부품(1, 2 및 3)으로 이루어진 B-필라와 루프 프레임(6)을 연결한다. 도 3에 도시된 B-필라가 본 발명에 따른 방법에 의해서 제조되었기 때문에, B-필라는 바람직하게 루프 프레임(6)에 대한 연결 영역에 경화된 미세 구조로 이루어진 영역을 구비한다. 도 3에 도시된 B-필라의 영역들은 예를 들어 모두 경화된 미세 구조로 이루어질 수 있다. 본 발명에 따른 제조 방법으로 인해, 특히 용접 시임(4, 5)이 마찬가지로 용접 구역에 경화된 미세 구조를 구비함으로써, 결과적으로 거싯 영역에는 최대 강도가 제공될 수 있다.

도 4는, 방법의 한 실시예의 방법 단계(A', A, B, C 및 D) 및 B-필라 형태의 예시적인 어셈블리의 관련 사시도를 보여준다. 먼저, 방법 단계 A에서는, 폐쇄된 프로파일(1), 연결 부재(2) 및 개방된 프로파일(3)로 이루어진 어셈블리가 용접 방법에 의해서 열적으로 단 하나의 어셈블리로 결합된다. 열적인 납땜 방법의 사용도 생각할 수 있다. 이와 같이 제조된 어셈블리는 그 다음의 방법 단계 B에서 가열되며, 이 가열 과정에서는 어셈블리가 본 예에서는 완전히, 개별 재료의 Ac₃-온도 점 위에 있는 온도까지 가열된다. 그럼으로써, 어셈블리의 미세 구조가 오스테나이트로 변환된다. 경화 공구(8) 내부에 삽입된 후에는, 어셈블리가 방법 단계 C에 따라 열간 성형되고 신속하게 냉각됨으로써, 결과적으로 방법 단계 D에서는, 마찬가지로 경화된 미세 구조를 구비하는 용접 시임(4, 5)을 갖는 완전히 경화된 어셈블리가 제조되었다.

개략적으로만 도시되어 있는 경화 공구(8) 내에서는, 예를 들어 부품 위에 걸쳐 있는 비드(2a) 및 융기부(1a)가 폐쇄된 프로파일(1) 내부로 삽입되어 압착 경화된다. 개별 재료의 Ac₃-온도 위에서 마찬가지로 오스테나이트 미세 구조를 갖는 결합 심은 경화 공구(8) 내에서 신속한 냉각에 의해, 예를 들어 망간-붕소-강철을 위한 27 K/s 이상의 냉각 속도에서 경화된 미세 구조로 변환될 수 있다. 바람직하게, 이 경우에는 방법 단계 C에서 추가로 어셈블리의 교정이 이루어짐으로써, 결과적으로 방법 단계 D에서는 경화된 결합 심을 갖는 고강도 어셈블리가 제공될 수 있다. 전술되었고 개략적으로 도시된 방법 단계 A'에서는, 부품(1, 2 및 3)이 조립되기 전에 냉간 성형에 의해서, 이들 부품이 완성된 어셈블리의 거의 최종 형태를 나타낼 수 있고 서로 결합될 수 있을 정도까지 변형될 수 있다. 물론, 부품(1, 2 및 3)을 제공하기 위한 다른 변형 방법들도 생각할 수 있다.

도 5에는, 마찬가지로 B-필라로서 형성되어 있는 본 발명에 따른 어셈블리의 또 다른 한 실시예가 도시되어 있다. 도 5에 도시된 B-필라(9)는, 용접 시임(17 및 18)을 통해 서로 연결되어 있는 부품(14, 15 및 16)으로 이루어진다. 이와 같이 제조된 어셈블리는 그 다음에 본 발명의 교시에 따라 이들 부품의 재료의 Ac₃-온도 위의 온도까지 가열된다. 그 다음에 경화 공구 내에서는, 상이하게 온도 조절된 영역에 걸쳐서, 경화된 미세 구조의 비율이 본 적용예에 적응될 수 있다. 이로써, 예를 들어 도 5에 도시된 어셈블리의 실시예는 세로 방향으로 볼 때 개별 용접 시임(17, 18)의 위치와 무관하게 부품 위에 걸쳐 있는 영역(10, 11, 12 및 13)을 구비하며, 이들 영역은 상이한 비율의 경화된 미세 구조를 부분적으로 구비한다. 따라서, 바람직하게는 가급적 높은 비율의 경화된 미세 구조가 영역(10 및 12)에 제공됨으로써, 결과적으로 이들 영역은 극도로 높은 자체 강도로 인해, 측면 충돌의 경우에 자동차의 승객을 가급적 우수하게 보호하게 된다. B-필라 푸트(13)는 통상 더 연하게 형성되며, 이와 같은 형성은 이 영역에서 상승된 공구 온도에 의해 설정될 수 있다. 더 낮은 냉각 속도는, Ac₃-온도까지 가열됨에도 경화된 미세 구조가 전혀 형성되지 않거나 단지 적게만 형성되는 결과를 낳는다. 경화된 영역들(10 및 12) 사이에 배치되어 있는 영역(11)에도 마찬가지로 부드럽거나 연한 미세 구조가 제공되어 있으며, 이와 같은 미세 구조는 마찬가지로 공구 온도를 의도한 바대로 설정함으로써 얻어질 수 있다. 이 영역은, 사고의 경우에 B-필라를 구조 인력에 의해 더 쉽게 분리할 수 있기 위해서 이용된다. B-필라(9)의 영역(11)이 상응하게 작게 형성되면, B-필라(9)의 전체 강도에 미치는 영향도 적다.

본 발명에 따른 방법에 의해서는, 결합 장소에서도 더 적은 강도 값을 제공하지 않는 고강도 재료로 이루어진 복잡합 어셈블리가 어떠한 경우라도 제조될 수 있다.

Claims (17)

1. 2개 이상의 결합된 금속 부품을 구비한 어셈블리를 제조하기 위한 방법으로서, 상기 부품들 중 하나 이상은 어닐링 강철로 이루어지고, 이때 부품들은 열적인 결합 방법을 사용해서 서로 하나의 어셈블리로 결합되는, 어셈블리 제조 방법에 있어서,
   어셈블리는 결합 후에 국부적으로 경화됨으로써, 결과적으로 어셈블리의 결합 연결부들 중 하나 이상이 적어도 부분적으로 경화된 미세 구조를 구비하는 것을 특징으로 하는, 제조 방법.
2. 제1항에 있어서, 어셈블리의 부품들은 하나 이상의 냉간 성형에 의해서 제조되는 것을 특징으로 하는, 어셈블리 제조 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 경화 전에 어셈블리는 어셈블리의 한 부품의 또는 어셈블리의 모든 부품의 경화될 어닐링 강철의 Ac₁-온도 점 위에 있는 온도까지 가열되고 규정된 냉각 속도로 냉각됨으로써, 결과적으로 적어도 부분적으로 경화된 미세 구조가 발생되는 것을 특징으로 하는, 어셈블리 제조 방법.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 어셈블리 내에서의 경화 동안에는, 부하에 적응되어 선택적으로 국부적으로 변동되는 비율의 경화된 미세 구조가 국부적으로 발생되는 것을 특징으로 하는, 어셈블리 제조 방법.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 경화는 온도 조절된 경화 공구 내에서 이루어지고, 경화 공구에 의해서 어셈블리의 국부적으로 변동되는 냉각 속도는 국부적으로 변동되는 공구 온도에 의해 도달하는 것을 특징으로 하는, 어셈블리 제조 방법.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 경화 공구 내에서는 어셈블리가 경화 동안에 열간 성형되고/되거나 교정되는 것을 특징으로 하는, 어셈블리 제조 방법.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 어셈블리는 또 다른 한 부품과 하나 이상의 프로파일의 열적인 결합에 의해서 제조되는 것을 특징으로 하는, 어셈블리 제조 방법.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 2개 이상의 프로파일의 거싯 영역이 어셈블리로서 제조되고, 프로파일의 거싯 영역은 적어도 부분적으로 경화되는 것을 특징으로 하는, 어셈블리 제조 방법.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 어셈블리는 자동차의 A-, B- 또는 C-필라이며, 경화 단계에 의해서 변동되는 강도를 갖는 영역이 필라 내부로 삽입되는 것을 특징으로 하는, 어셈블리 제조 방법.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 경화된 미세 구조를 갖는 2개 영역 사이에서는, 부드럽고 연한 미세 구조를 갖는 영역이 어셈블리 내에서 발생되는 것을 특징으로 하는, 어셈블리 제조 방법.
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 자동차 프레임 구조물의 거싯 영역이 어셈블리로서 제조되는 것을 특징으로 하는, 어셈블리 제조 방법.어셈블리 제조 방법.
12. 2개 이상의 결합된 금속 부품(1, 2, 3, 14, 15, 16)을 구비한 어셈블리(9)로서, 상기 부품(1, 2, 3, 14, 15, 16) 중 하나 이상은 어닐링 강철로 이루어지고, 부품(1, 2, 3, 14, 15, 16)은 열적인 결합 방법을 사용해서 서로 하나의 어셈블리로 결합된, 특히 제1항 내지 제11항 중 어느 한 한에 따른 제조 방법에 의해 제조된 어셈블리에 있어서,
    어셈블리(9)는 결합 후에 적어도 국부적으로 경화되어 있고, 하나 이상의 결합 연결부(4, 5, 17, 18)가 적어도 부분적으로 경화된 미세 구조를 구비하는 것을 특징으로 하는, 어셈블리(9).
13. 제12항에 있어서, 어셈블리의 부품(1, 2, 3, 14, 15, 16) 중 하나 이상은 부하에 적응된 비율의 경화된 미세 구조를 갖는 영역을 구비하는 것을 특징으로 하는, 어셈블리.
14. 제12항 또는 제13항에 있어서, 어셈블리는 하나 이상의 프로파일(1, 3, 14, 15), 또는 2개 이상의 프로파일의 거싯 영역(7)을 구비하는 것을 특징으로 하는, 어셈블리.
15. 제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 어셈블리(9)는 2개의 경화된 영역들(10, 12) 사이에 부드럽고 연한 미세 구조를 갖는 또 다른 하나의 영역(11)을 구비하는 것을 특징으로 하는, 어셈블리.
16. 제12항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 어셈블리(9)는 자동차의 A-, B- 또는 C-필라이며, 변동되는 강도를 갖는 영역을 구비하는 것을 특징으로 하는, 어셈블리.
17. 제12항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 어셈블리(9)는 자동차 프레임 구조물(6)의 하나 이상의 거싯 영역(7)을 구비하는 것을 특징으로 하는, 어셈블리.

Images