KR20160054721A - Method of hydroforming work and method and system of making high strength steel pipe using thereof - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a hydroforming method, and a manufacturing method and system of a high-strength steel pipe. The hydroforming method comprises: supplying mist inside a heated tube-type steel pipe to expand and form the mist; and then rapidly cooling the mist. As such, the present invention prevents the steel pipe from bending and bursting during the hydroforming process.

Description

하이드로포밍 성형 방법 및 이를 이용한 고강도 강관 제조 방법 그리고 그 시스템 {METHOD OF HYDROFORMING WORK AND METHOD AND SYSTEM OF MAKING HIGH STRENGTH STEEL PIPE USING THEREOF}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hydroforming molding method, a method of manufacturing a high strength steel pipe using the same,

본 발명은 하이드로포밍 성형 방법 및 이를 이용한 고강도 강관 제조 방법 및 고강도 강관 제조 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 성형시 포화 수증기의 팽창을 이용하는 하이드로포밍 성형 방법 및 이를 이용한 고강도 강관 제조 방법 및 고강도 강관 제조 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a hydroforming molding method, a high strength steel pipe manufacturing method and a high strength steel pipe manufacturing system using the same, and more particularly, to a hydroforming molding method that utilizes the expansion of saturated steam at molding, a high strength steel pipe manufacturing method, ≪ / RTI >

도 1에 도시된 바와 같이, 일반적인 하이드로포밍 성형 공정은 조관기(1), 프리포밍기(2), 하이드로포밍기(3), 레이저 커팅기(4)로 구성되어 있다. 조관기(1)에서는 강판을 심용접(seam welding) 또는 저항용접하여 튜브(강관)로 가공하고, 프리포밍기(2)에서는 하이드로포밍기(3)의 금형에 튜브형 강관을 안착시킬 수 있도록 금형의 형상에 맞게 튜브형 강관를 일부 가공한다.As shown in Fig. 1, a general hydroforming forming process comprises a tubular machine 1, a preforming machine 2, a hydroforming machine 3, and a laser cutting machine 4. In the tubular machine 1, the steel plate is subjected to seam welding or resistance welding to form a tube (steel tube). In the preformer 2, the metal mold of the hydroforming machine 3 Part of the tubular steel pipe is machined to fit the shape.

이러한 하이드로포밍 기술은 종래의 스탬핑(stamping) 및 용접(welding)을 대체하는 방법으로서, 튜브형 강관의 양단을 펀치로 밀폐시키고 튜브 내부에 액체를 주입한 후, 수압을 상승시켜 원하는 형상으로 성형하는 기술이다.Such a hydroforming technique is a method of replacing conventional stamping and welding, in which both ends of a tubular steel pipe are sealed with a punch, a liquid is injected into the tube, and then the water pressure is raised to form a desired shape to be.

부연하자면, 하이드로포밍 기술은 고압의 유체(물 등)를 튜브 내부에 담지시키고 더욱 압력을 가하여 상, 하부 금형의 틀에 맞추어 튜브를 확관시켜서 원하는 형상으로 성형하는 기술이다. 이러한 공정을 수행하기 위해서는 우선 튜브를 금형에 피딩(feeding)시켜야 하고 공정을 위해서는 튜브 내부에 소정의 유체(성형유)를 주입하고 이를 고압으로 가압하여 튜브를 확관시키게 된다.In other words, the hydroforming technique is a technique of holding a high-pressure fluid (such as water) in a tube and applying a further pressure to the mold so that the tube is expanded to form a desired shape. In order to perform such a process, a tube must be fed to a mold. In order to perform the process, a predetermined fluid (molding oil) is injected into the tube and the tube is expanded by pressurizing it with a high pressure.

일반적인 하이드로포밍을 위한 금형에는 성형하고자 하는 제품의 최종 형상에 대응되는 형상의 성형홈이 형성된다. 상세하게는 하부 금형과 상부 금형이 서로 대면할 수 있도록 배치되고, 하부금형과 상부금형의 각각 서로 대면하는 면에 성형홈이 형성되고, 하부금형과 상부금형에 각각 형성된 성형홈이 서로 맞대어지면서 제품의 최종 형상에 대응되는 형상이 완성된다.In a general mold for hydroforming, a forming groove having a shape corresponding to the final shape of the product to be formed is formed. Specifically, the lower mold and the upper mold face each other, molding grooves are formed on the surfaces facing each other of the lower mold and the upper mold, and the molding grooves respectively formed in the lower mold and the upper mold face each other, Is completed.

한편, 하이드로포밍 기술은 기본적으로 튜브형 강관을 확관시켜 원하는 형상으로 성형하는 기술로서, 성형홈이 다양한 형상 및 크기로 형성될 수 있다. 튜브형 강관 중 확관되는 비율이 큰 영역에서는 확관되는 튜브와 금형과의 마찰로 인하여 튜브형 강관이 충분히 확관되지 않아 원하는 형상으로 성형되지 않는 일이 발생한다. 이로 인해 튜브형 강관의 내부에 성형액을 주입하고 성형액에 압력을 가하더라도 원하는 형상으로 성형되지 않은 결함부분이 발생하는 단점이 있었다.On the other hand, the hydroforming technique is basically a technique of expanding a tubular steel pipe to form a desired shape, and the forming groove can be formed in various shapes and sizes. In the region where the ratio of the tubular steel pipe to be expanded is large, the tubular steel pipe is not sufficiently expanded due to the friction between the expanded tube and the metal mold, so that the steel pipe may not be formed into a desired shape. This has a disadvantage in that a defective portion which is not formed into a desired shape is generated even if a molding fluid is injected into the tubular steel pipe and pressure is applied to the molding fluid.

그래서, 종래에는 튜브형 강관의 내부에 충진되는 성형액에 부가적인 압력을 부여하기 위하여 고압의 가압장치를 추가로 더 구비하여야 하는 필요가 있었고, 가압을 위해 오랜 시간이 소요되어 생산 시간, 즉 C/T(CYCLE TIME)가 과도하게 길어지는 원인이 되었다.Therefore, in order to apply additional pressure to the molding liquid filled in the tubular steel pipe, it is necessary to further provide a high-pressure pressurizing device, and it takes a long time to pressurize, T (CYCLE TIME) became excessively long.

또한, 변형에 저항성이 강한 고강도 강재로 제작된 튜브형 강관에 소정의 압력이상으로 성형액에 압력이 부가되면 튜브형 강관의 용접부가 성형액의 압력을 견디지 못하고 터지는 크랙 현상이나 일부분이 접히는 넥킹 현상이 발생하기 때문에 일정 이상의 고강도 소재 채택이 어려워 폭넓은 적용에 걸림돌이 되고 있다.In addition, when pressure is applied to a tube-shaped steel tube made of a high-strength steel having high resistance to deformation and a pressure higher than a predetermined pressure, the welded portion of the tube-shaped steel tube can not withstand the pressure of the molding fluid, and cracking phenomenon or partly folding phenomenon Therefore, it is difficult to adopt a material having a high strength higher than a certain level, which has been a stumbling block in a wide range of applications.

한편, 종래에도 하이드로포밍 성형시 튜브형 강관의 터짐을 방지하는 기술이 제안되어 사용되고 있었다. 이러한 기술은 예를 들어 "튜브의 터짐 결함 방지를 위한 하이드로포밍 방법(대한민국등록특허 10-0785250)" 등에서 구체적으로 공지되어 있다.On the other hand, a technique for preventing the tubular steel pipe from breaking during hydroforming molding has been proposed and used. Such a technique is specifically known in, for example, "Hydroforming method for prevention of tube drop defects (Korean Patent Registration No. 10-0785250) ".

하지만, 특허문헌 1과 같은 방법은 튜브의 절곡부에서 발생되는 튜브의 터짐 결함을 방지하는 효과를 기대할 수는 있으나, 성형 시간을 감소시킬 수는 없었고, 고강도로 제작된 튜브형 강관이 고압의 성형액에 의해 터지는 결함을 방지할 수는 없었다.However, although the method as disclosed in Patent Document 1 can expect the effect of preventing the tube from cracking occurring at the bending portion of the tube, it has not been possible to reduce the molding time, and the tube- It is not possible to prevent defects that may be caused by the light emitting diode.

대한민국등록특허 10-0785250Korean Patent No. 10-0785250

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 하이드로포밍 성형시 튜브형 강관의 터짐과 접힘을 방지하고, 성형 시간을 감축할 수 있는 하이드로포밍 성형 방법 및 이를 이용한 고강도 강관 제조 방법 및 고강도 강관 제조 시스템을 제공하는 데 있다.The present invention has been conceived to solve such problems, and an object of the present invention is to provide a hydroforming molding method capable of preventing the tube-shaped steel pipe from collapsing and folding in the hydroforming molding and reducing the molding time, and manufacturing a high strength steel pipe And a high-strength steel pipe manufacturing system.

위 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 하이드로포밍 성형 방법은, 가열된 튜브형 강관의 내부에 미스트를 공급하여, 상기 미스트를 팽창시켜 성형한 후 급랭시키는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a hydroforming molding method according to an embodiment of the present invention is characterized in that mist is supplied to the inside of a heated tubular steel pipe to expand and form the mist, followed by quenching.

상기 미스트는 포화 수증기인 것을 특징으로 한다.The mist is characterized by being saturated water vapor.

가열된 상기 튜브형 강관의 온도는 섭씨 900도 이상인 것을 특징으로 한다.
And the temperature of the heated tubular steel pipe is 900 DEG C or more.

본 발명의 일 실시예에 따른 하이드로포밍 성형 방법을 이용한 고강도 강관 제조 방법은, 튜브형 강관의 조직을 오스테나이트화시키는 가열 단계; 및 상기 가열 단계에서 가열된 튜브형 강관을 미스트의 팽창을 이용하여 성형하고 급랭시켜 조직을 마르텐사이트화시키는 하이드로포밍 단계; 를 포함한다.A method of manufacturing a high strength steel pipe using the hydroforming molding method according to an embodiment of the present invention includes: a heating step of austenitizing a structure of a tubular steel pipe; And a hydroforming step of molding the tubular steel pipe heated in the heating step by using the expansion of the mist and rapidly quenching the tube to martensite the structure; .

상기 가열 단계는, 상기 튜브형 강관을 섭씨 900도 이상으로 가열하는 것을 특징으로 한다.The heating step is characterized by heating the tubular steel pipe to 900 DEG C or more.

상기 하이드로포밍 단계는, 상기 튜브형 강관 내부에 포화 수증기 미스트를 공급하는 과정, 상기 미스트가 섭씨 900도 이상으로 가열되어 급격히 팽창하는 과정, 상기 미스트의 팽창을 통해 상기 튜브형 강관의 내면을 가압하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.The hydroforming step may include a process of supplying saturated steam mist to the inside of the tubular steel pipe, a process of rapidly expanding the mist by being heated to 900 DEG C or more, and a process of pressing the inner surface of the tubular steel pipe through expansion of the mist .

상기 튜브형 강관은, HPF(Hot Press Forming)강인 것을 특징으로 한다.The tubular steel pipe is characterized by being HPF (Hot Press Forming) steel.

상기 가열 단계 이전에, 스틸 플레이트를 구부려 용접하는 조관 단계; 및 상기 조관 단계에서 생산된 튜브형 강관을 하이드로포밍의 금형에 안착시키기 위해 예비 성형을 하는 프리포밍 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
A bakeout step of bending and welding the steel plate before the heating step; And a preforming step of preliminarily molding the tubular steel pipe produced in the tubing step in a hydroforming mold; And further comprising:

본 발명의 일 실시예에 따른 하이드로포밍 성형 방법을 이용한 고강도 강관 제조 시스템은, 튜브형 강관을 가열하는 가열로; 상기 가열로에서 가열된 튜브형 강관을 미스트의 팽창을 이용하여 성형하고 급랭시키는 하이드로포밍기; 및 상기 하이드로포밍기의 금형을 냉각시키는 냉각기를 포함한다.The high-strength steel pipe manufacturing system using the hydroforming molding method according to one embodiment of the present invention includes a heating furnace for heating a tubular steel pipe; A hydroforming machine for forming a tubular steel pipe heated in the heating furnace by using the expansion of the mist and quenching it; And a cooler for cooling the mold of the hydroforming machine.

상기 하이드로포밍기는, 상기 튜브형 강관이 안착되는 상부 금형 및 하부 금형, 상기 튜브형 강관을 축 방향으로 가압할 수 있도록 상기 상부 금형과 하부 금형 사이로 삽입되는 액셜 펀치, 상기 액셜 펀치를 관통하여 형성된 미스트 공급로, 성형 종료시 상기 튜브형 강관을 상기 상, 하부 금형으로부터 분리시키는 이젝트 펀치를 포함하는 것을 특징으로 한다.The hydroforming machine includes an upper mold and a lower mold on which the tubular steel pipe is seated, an axial punch inserted between the upper mold and the lower mold so as to press the tubular steel pipe in the axial direction, And an eject punch for separating the tubular steel pipe from the upper and lower molds at the time of completion of molding.

스틸 플레이트를 구부려 용접하는 조관기; 상기 조관기에서 생산된 튜브형 강관을 하이드로포밍기의 상, 하부 금형에 안착시킬 수 있도록 선가공하는 프리포밍기; 및 상기 하이드로포밍기에서 성형된 튜브형 강관을 절단하는 레이저 커팅기; 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.A bobbin for bending and welding the steel plate; A preformer for line-machining the tubular steel pipe produced in the tubular machine so as to be seated on the upper and lower molds of the hydroformer; And a laser cutting machine for cutting the tubular steel tube formed in the hydroforming machine; And further comprising:

본 발명에 의한 하이드로포밍 성형 방법 및 이를 이용한 고강도 강관 제조 방법 및 고강도 강관 제조 시스템에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.According to the hydroforming molding method, the method of manufacturing a high strength steel pipe using the same, and the high strength steel pipe manufacturing system according to the present invention, the following effects can be obtained.

첫째, 하이드로포밍 성형에 필요한 가공 시간을 감축할 수 있다.First, the machining time required for hydroforming molding can be reduced.

둘째, 하이드로포밍 성형 과정에서 터짐이나 접힘 현상을 방지할 수 있다.Second, it is possible to prevent bursting or folding in the hydroforming molding process.

셋째, 하이드로포밍 성형에 고강도 강재를 사용할 수 있다.Third, high-strength steel can be used for hydroforming.

넷째, 부가적인 가압장비 없이도 고압 성형이 가능하다.Fourth, high-pressure molding is possible without additional pressurization equipment.

도 1은 기존의 하이드로포밍 시스템을 나타낸 개략도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이드로포밍 시스템을 나타낸 개략도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이드로포밍기를 이용한 가공 방법을 나타낸 개략적인 공정도이다.1 is a schematic view of a conventional hydroforming system,
Figure 2 is a schematic diagram of a hydroforming system in accordance with an embodiment of the present invention;
3 is a schematic process diagram showing a method of processing using a hydroforming machine 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 하이드로포밍 성형 방법 및 이를 이용한 고강도 강관 제조 방법 및 고강도 강관 제조 시스템에 대하여 설명하기로 한다.
Hereinafter, a hydroforming molding method, a high-strength steel pipe manufacturing method, and a high-strength steel pipe manufacturing system according to a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 3에 도시된 바와 같이, 하이드로포밍 성형 방법은, 가열된 튜브형 강관(100)의 내부에 미스트(15)를 공급하여, 이 미스트(15)를 팽창시켜 성형하고, 그 이후 급랭시킴으로써 튜브형 강관을 성형하는 것이다.3, in the hydroforming molding method, the mist 15 is supplied to the inside of the heated tubular steel pipe 100, and the mist 15 is expanded to form the tubular steel pipe. Thereafter, Molding.

종래의 하이드로포밍 성형 방법은 인장강도 340MPa급의 소재를 이용하여 튜브형 강관(100)를 성형하고, 프리포밍을 거쳐 최종적으로 하이드로포밍 성형이 끝난 이후에는 가공경화에 의해 400~600MPa의 강도를 가지게 된다. 이 과정에서 고압을 형성하기 위한 가압 설비가 필요하고, 공정 시간이 길어지며, 성형성을 위해 고강도 소재를 채택할 수 없었다.In the conventional hydroforming molding method, the tubular steel pipe 100 is formed using a material having a tensile strength of 340 MPa, and after the hydroforming is finally finished through preforming, the steel has a strength of 400 to 600 MPa due to work hardening . In this process, a pressurizing facility for forming a high pressure is required, and the process time is prolonged, and a high-strength material can not be adopted for moldability.

본 발명이 물이나 작동유 대신 미스트(15)를 사용하는 것은, 가압하는데 오랜 시간이 걸리는 액체 대신, 팽창에 시간이 거의 소모되지 않는 기체를 이용하여 가공에 소모되는 시간을 줄이기 위함이다. 또한 급격한 팽창에도 균열 등의 결함이 발생하지 않도록, 튜브형 강관(100)를 미리 가열하여 가공성을 향상시키는 것이다. 이하 후술하겠지만, 튜브형 강관(100)을 가공시킨 이후 급랭시킴으로써 조직을 마르텐사이트화하여 보다 고강도를 달성할 수 있는 것이다.The use of the mist 15 in place of water or working oil in the present invention is intended to reduce the time consumed in machining by using a gas which consumes little time for expansion instead of a liquid which takes a long time to pressurize. In addition, the tubular steel pipe 100 is heated in advance to improve workability so that defects such as cracks do not occur even in a rapid expansion. As will be described later, the tube-shaped steel pipe 100 is machined and quenched, so that the structure is martensized to achieve higher strength.

이러한 미스트(15)는 포화 수증기를 사용하는 것이 바람직하다.It is preferable that the mist 15 use saturated water vapor.

미스트(15)로 포화 수증기를 사용하는 이유는, 잠열 가열에 따른 빠르고 균일한 가열이 가능하고, 압력과 온도관계를 정확하게 설정할 수 있어 정밀한 가공이 가능하며, 열전도율이 높아 전열면적의 최소화로 설비투자를 경감시킬 수 있는 장점이 있는데 더불어, 기본적으로 안전하며 저비용으로 조달할 수 있기 때문이다.The reason why saturated steam is used as the mist 15 is that it is possible to perform rapid and uniform heating by the latent heat heating and precisely set the relationship between the pressure and the temperature so that it can be precisely processed and the heat transfer rate is high, It is possible to procure it safely and at low cost.

튜브형 강관(100)를 가열하는 온도는 섭씨 900도 이상이 바람직한데, 이는 강재의 조직을 오스테나이트(Austenite)화 시키기 위해서이다. 일반적으로 강재가 펄라이트 및 페라이트에서 오스테나이트로 변태하는 온도는 섭씨 730~900도 내외이므로, 섭씨 900도 이상으로 가열하면 튜브형 강관(100)의 조직이 오스테나이트화되어 가공성이 향상되는 것이다.
The temperature for heating the tubular steel pipe 100 is preferably 900 DEG C or higher, in order to make the structure of the steel material austenite. In general, the temperature at which the steel material transforms from pearlite and ferrite to austenite is about 730 to 900 degrees Celsius, so that the structure of the tubular steel pipe 100 is austenitized by heating to 900 degrees Celsius or more.

이러한 하이드로포밍 성형 방법을 사용하여 고강도 강관을 제조하는 방법은, 튜브형 강관(100)의 조직을 오스테나이트화시키는 가열 단계 및 가열 단계에서 가열된 튜브형 강관(100)를 미스트(15)의 팽창을 이용하여 성형하고 급랭시키는 하이드로포밍 단계를 포함한다.A method for manufacturing a high strength steel pipe using such a hydroforming forming method includes the steps of austenitizing the structure of the tubular steel pipe 100 and heating the tubular steel pipe 100 heated in the heating step by using the expansion of the mist 15 And a hydroforming step of forming and quenching.

상술한 바와 같이, 튜브형 강관(100)를 가열하여 오스테나이트화시키는 이유는 성형성을 높이기 위한 이유도 있지만, 하이드로포밍 성형 이후에 급랭시켜 조직을 마르텐사이트화시켜 강도를 상승시키기 위한 이유도 있다. 펄라이트+페라이트 조직에 비해 마르텐사이트 조직은 최소 두 배에서 최대 세 배 이상의 인장강도를 가지므로, 고강성이 요구되는 부품에도 활용할 수 있게 되는 것이다.As described above, the reason why the tubular steel pipe 100 is austenitized by heating is that there is a reason for increasing the formability, but there is also a reason for increasing the strength by forming the structure into a martensite after quenching after the hydroforming. Since the martensite structure has a tensile strength at least three times higher than that of the pearlite + ferrite structure, it can be utilized for parts requiring high rigidity.

가열 단계에서 튜브형 강관(100)를 섭씨 900도 이상으로 가열하는 것은 상술한대로 오스테나이트화를 위한 것이므로 상세한 내용은 생략한다.The heating of the tubular steel pipe 100 at a temperature of 900 DEG C or more in the heating step is for austenitization as described above, so that the details thereof will be omitted.

하이드로포밍 단계는, 튜브형 강관(100) 내부에 포화 수증기 미스트(15)를 공급하는 과정, 미스트(15)가 섭씨 900도 이상으로 가열되어 급격히 팽창하는 과정, 미스트(15)의 팽창을 통해 튜브형 강관(100)의 내면을 가압하는 과정을 포함하는 것이 바람직하다.The hydroforming step includes the steps of supplying the saturated steam mist 15 into the tubular steel pipe 100, the process of rapidly expanding the mist 15 by heating to 900 degrees Celsius or more, And pressing the inner surface of the base plate 100.

포화 수증기 미스트(15)의 주입량과, 하이드로포밍 중에 유지시키는 온도에 따라 튜브형 강관(100)의 내부에 가해지는 압력이 결정되므로, 이는 공정과 강재의 종류에 따라 다양하게 설정될 수 있을 것이다.The pressure applied to the inside of the tubular steel pipe 100 is determined depending on the amount of the saturated steam mist 15 injected and the temperature maintained during the hydroforming, so that it can be variously set depending on the type of the process and the steel material.

이러한 튜브형 강관은 HPF(Hot Press Forming)강인 것이 바람직하다.Such a tubular steel pipe is preferably a HPF (Hot Press Forming) steel.

HPF강의 한 예를 들어보면, C 0.27wt% 이하(0제외), Mn 2.00wt% 이하(0제외), Si 0.50wt% 이하(0제외), P 0.015wt% 이하(0제외), W 0.05wt% 이하(0제외), Ti 0.05wt% 이하(0제외), B 0.003wt% 이하(0제외), 잔부 Fe 및 불가피한 불순물의 조성을 갖는다.For example, in the case of the HPF steel, C is 0.27wt% or less (excluding 0), Mn is less than 2.00wt% (excluding 0), 0.50wt% or less of Si (excluding 0), P is less than 0.015wt% (excluding 0), Ti 0.05 wt% or less (excluding 0), B 0.003 wt% or less (excluding 0), the balance Fe and unavoidable impurities.

가열 단계 이전에, 스틸 플레이트를 구부려 용접하는 조관 단계 및 조관 단계에서 생산된 튜브형 강관을 하이드로포밍의 금형에 안착시키기 위한 예비 성형을 하는 프리포밍 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.It is preferable to further include a preforming step for preliminarily forming the tube-shaped steel pipe produced in the tube forming step and the tube forming step in the hydroforming mold before the heating step, by bending and welding the steel plate.

이는 일반적인 하이드로포밍 성형에도 있는 과정이지만, 튜브형 강관(100)를 가열하는 단계 이전에 수행하는 것이 효율적이다. 가열 시점이 빠르면 빠를수록 후속 공정의 가공성이 좋아지는 장점은 있지만, 가열된 상태를 유지하기 위해서는 많은 열원이 필요하고, 공정 중 열에 의한 안전사고의 위험이 상존하기 때문에 가열 상태를 유지하는 공정을 최소화하는 것이 바람직하기 때문이다.
This is a process also in a general hydroforming molding, but it is effective to perform it before the step of heating the tubular steel pipe 100. The faster the heating time, the better the processability of the subsequent process. However, since a large number of heat sources are required to maintain the heated state and there is a risk of safety accidents due to heat during the process, the process of maintaining the heating state is minimized Is preferable.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 하이드로포밍 성형 방법을 이용한 고강도 강관 제조 시스템은, 튜브형 강관(100)을 가열하는 가열로(6), 가열로에서 가열된 튜브형 강관(100)을 성형하는 하이드로포밍기(3) 및 하이드로포밍기의 금형을 냉각시키는 냉각기(7)를 포함하는 것이 바람직하다.2 and 3, the high-strength steel pipe manufacturing system using the hydroforming molding method comprises a heating furnace 6 for heating the tubular steel pipe 100, a tubular steel pipe 100 heated by the heating furnace, It is preferable to include the hydroforming machine 3 and the cooler 7 for cooling the mold of the hydroforming machine.

후술할 프리포밍기(2)와 하이드로포밍기(3) 사이에 가열로(6)가 설치되어 튜브형 강관을 가열하고, 성형이 끝난 이후 튜브형 강관(100)을 냉각시키기 위해 하이드로포밍기의 금형을 냉각시키는 것이다.A heating furnace 6 is provided between the preforming machine 2 and the hydroforming machine 3 to be described later to heat the tubular steel pipe and to cool the tubular steel pipe 100 after the molding is completed Lt; / RTI >

가열로(6)는 튜브형 강관(100)이 오스테나이트로 변태될 수 있도록 섭씨 900도 이상으로 가열하고, 냉각기(7)는 튜브형 강관(100)이 마르텐사이트로 변태될 수 있도록 하이드로포밍기의 금형에 물이나 오일 등을 분사하는 형식인 것이 바람직하나, 구체적인 기구나 방법으로 한정하지는 않는다.The heating furnace 6 heats the tubular steel pipe 100 to 900 DEG C or more so that the tubular steel pipe 100 can be transformed into austenite and the cooler 7 is connected to the metal mold of the hydroforming machine 100 so that the tubular steel pipe 100 can be transformed into martensite. But it is not limited to a specific mechanism or method.

도 3에 도시된 바와 같이, 하이드로포밍기(3)는 튜브형 강관(100)이 안착되는 상부 금형(12) 및 하부 금형(11), 튜브형 강관(100)을 축 방향으로 가압할 수 있도록 상부 금형(12)과 하부 금형(11) 사이로 삽입되는 액셜 펀치(13), 액셜 펀치를 관통하여 형성된 미스트 공급로(16), 성형 종료시 튜브형 강관(100)을 상, 하부 금형(11)으로부터 분리시키는 이젝트 펀치(14)를 포함하는 것이 바람직하다.3, the hydroforming machine 3 includes an upper mold 12, a lower mold 11, and a tubular steel pipe 100 on which the tubular steel pipe 100 is seated, An ejector for separating the tube-shaped steel pipe 100 from the upper and lower molds 11 at the completion of molding, an ejector for ejecting the tubular steel pipe 100 from the lower and upper molds 11, It is preferable that the punch 14 is included.

이는 일반적인 하이드로포밍기와 유사하나, 액체를 고압으로 가압하는 가압 장치가 생략되고, 미스트 공급로를 통해 액체가 아닌 미스트 형태의 기체를 주입하는 것이 다르다.This is similar to a general hydroforming machine, except that a pressurizing device for pressurizing the liquid to a high pressure is omitted, and a mist type gas is injected through a mist feed line, not a liquid.

스틸 플레이트를 구부려 용접하는 조관기(1), 조관기(1)에서 생산된 튜브형 강관(100)을 하이드로포밍기(3)의 상, 하부 금형(11,12)에 안착시킬 수 있도록 선가공하는 프리포밍기(2), 하이드로포밍기(3)에서 성형된 튜브형 강관(100)을 절단하는 레이저 커팅기(4)를 더 포함하는 것이 바람직하다.A tubular pipe 1 for bending and welding a steel plate and a tubular steel pipe 100 produced by the tubular pipe 1 are pre-formed so as to be seated on the upper and lower molds 11 and 12 of the hydroformer 3, And a laser cutting machine 4 for cutting the tube-shaped steel tube 100 formed in the hydroforming machine 3, as shown in Fig.

이는 하이드로포밍 성형 공정에 필수적인 구성으로, 판재를 관재로 가공하는 조관기와, 금형에 안착시킬 수 있도록 예비적으로 가공하는 프리포밍기, 가공이 끝난 후 실질적으로 사용할 부분만을 절단하는 레이저 커팅기이다.
This is an essential constitution for the hydroforming molding process, and is a laser cutting machine for cutting only a part to be used after machining, and a preforming machine for preliminarily machining to be able to be placed on a metal mold,

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 .

1: 조관기 2: 프리포밍기
3: 하이드로포밍기 4: 레이저 커팅기
5: 로봇암 6: 가열로
7: 냉각기
11: 하부 금형 12: 상부 금형
13: 액셜 펀치 14: 이젝트 펀치
15: 미스트 16: 미스트 공급로
100: 튜브형 강관1: pipe making machine 2: preforming machine
3: Hydroforming machine 4: Laser cutting machine
5: Robot arm 6: Heating furnace
7: Cooler
11: lower mold 12: upper mold
13: Axial punch 14: Eject punch
15: mist 16: mist feeder
100: Tubular steel pipe

Claims (11)

가열된 튜브형 강관의 내부에 미스트를 공급하여, 상기 미스트를 팽창시켜 성형한 후 급랭시키는 것을 특징으로 하는, 하이드로포밍 성형 방법.
A method for forming a hydroforming, comprising: supplying mist to a heated tubular steel pipe to expand the mist to form and then quench the molten steel.
청구항 1에 있어서,
상기 미스트는 포화 수증기인 것을 특징으로 하는, 하이드로포밍 성형 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the mist is a saturated water vapor.
청구항 1 또는 2에 있어서,
가열된 상기 튜브형 강관의 온도는 섭씨 900도 이상인 것을 특징으로 하는, 하이드로포밍 성형 방법.
The method according to claim 1 or 2,
Wherein the heated tubular steel pipe has a temperature of 900 DEG C or more.
튜브형 강관의 조직을 오스테나이트화시키는 가열 단계; 및
상기 가열 단계에서 가열된 튜브형 강관을 미스트의 팽창을 이용하여 성형하고 급랭시켜 조직을 마르텐사이트화시키는 하이드로포밍 단계; 를 포함하는, 하이드로포밍 성형 방법을 이용한 고강도 강관 제조 방법.
A heating step of austenitizing the structure of the tubular steel pipe; And
A hydroforming step of molding the tubular steel pipe heated in the heating step by using expansion of the mist and quenched to martensite the structure; Wherein the high-strength steel pipe is manufactured by a hydroforming molding method.
청구항 4에 있어서,
상기 가열 단계는, 상기 튜브형 강관을 섭씨 900도 이상으로 가열하는 것을 특징으로 하는, 하이드로포밍 성형 방법을 이용한 고강도 강관 제조 방법.
The method of claim 4,
Wherein the heating step is performed by heating the tubular steel pipe at 900 DEG C or higher.
청구항 4에 있어서,
상기 하이드로포밍 단계는, 상기 튜브형 강관 내부에 포화 수증기 미스트를 공급하는 과정, 상기 미스트가 섭씨 900도 이상으로 가열되어 급격히 팽창하는 과정, 상기 미스트의 팽창을 통해 상기 튜브형 강관의 내면을 가압하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는, 하이드로포밍 성형 방법을 이용한 고강도 강관 제조 방법.
The method of claim 4,
The hydroforming step may include a process of supplying saturated steam mist to the inside of the tubular steel pipe, a process of rapidly expanding the mist by being heated to 900 DEG C or more, and a process of pressing the inner surface of the tubular steel pipe through expansion of the mist Wherein the high-strength steel pipe is manufactured by a hydroforming molding method.
청구항 4에 있어서,
상기 튜브형 강관은, HPF(Hot Press Forming)강인 것을 특징으로 하는, 하이드로포밍 성형 방법을 이용한 고강도 강관 제조 방법.
The method of claim 4,
Wherein the tubular steel pipe is a HPF (Hot Press Forming) steel.
청구항 4 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가열 단계 이전에,
스틸 플레이트를 구부려 용접하는 조관 단계; 및
상기 조관 단계에서 생산된 튜브형 강관을 하이드로포밍의 금형에 안착시키기 위한 예비 성형을 하는 프리포밍 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 하이드로포밍 성형 방법을 이용한 고강도 강관 제조 방법.
The method according to any one of claims 4 to 7,
Prior to the heating step,
A welding step of welding the steel plate by bending; And
A preforming step of preliminarily molding the tubular steel pipe produced in the tubing step in a hydroforming mold; Further comprising the step of forming the high-strength steel pipe by using the hydroforming molding method.
튜브형 강관을 가열하는 가열로;
상기 가열로에서 가열된 튜브형 강관을 미스트의 팽창을 이용하여 성형하고 급랭시키는 하이드로포밍기; 및
상기 하이드로포밍기의 금형을 냉각시키는 냉각기를 포함하는, 하이드로포밍 성형 방법을 이용한 고강도 강관 제조 시스템.
A heating furnace for heating the tubular steel pipe;
A hydroforming machine for forming a tubular steel pipe heated in the heating furnace by using expansion of mist and quenching; And
And a cooler for cooling the mold of the hydroforming machine. The high-strength steel pipe manufacturing system using the hydroforming molding method.
청구항 9에 있어서,
상기 하이드로포밍기는, 상기 튜브형 강관이 안착되는 상부 금형 및 하부 금형, 상기 튜브형 강관을 축 방향으로 가압할 수 있도록 상기 상부 금형과 하부 금형 사이로 삽입되는 액셜 펀치, 상기 액셜 펀치를 관통하여 형성된 미스트 공급로, 성형 종료시 상기 튜브형 강관을 상기 상, 하부 금형으로부터 분리시키는 이젝트 펀치를 포함하는 것을 특징으로 하는, 하이드로포밍 성형 방법을 이용한 고강도 강관 제조 시스템.
The method of claim 9,
The hydroforming machine includes an upper mold and a lower mold on which the tubular steel pipe is seated, an axial punch inserted between the upper mold and the lower mold so as to press the tubular steel pipe in the axial direction, And an ejection punch for separating the tubular steel pipe from the upper and lower molds at the end of the molding.
청구항 9 또는 청구항 10에 있어서,
스틸 플레이트를 구부려 용접하는 조관기;
상기 조관기에서 생산된 튜브형 강관을 하이드로포밍기의 상, 하부 금형에 안착시킬 수 있도록 선가공하는 프리포밍기; 및
상기 하이드로포밍기에서 성형된 튜브형 강관을 절단하는 레이저 커팅기; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 하이드로포밍 성형 방법을 이용한 고강도 강관 제조 시스템.
The method according to claim 9 or 10,
A bobbin for bending and welding the steel plate;
A preformer for line-machining the tubular steel pipe produced in the tubular machine so as to be seated on the upper and lower molds of the hydroformer; And
A laser cutting machine for cutting the tubular steel tube formed in the hydroforming machine; Wherein the high-strength steel pipe manufacturing system comprises a hydroforming molding method.
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