KR20160085979A - Bumper back beam for a vehicle and the method of manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a bumper back beam for a vehicle and a method of manufacturing the same and, more specifically, relates to a bumper back beam for a vehicle and a method of manufacturing the same. According to the bumper back beam to secure a predetermined space having a closed cross section by bending one steel sheet in order through a roll forming process, so as to realize variable cross section and variable curvature characteristics of the bumper back beam, a cross section area in a central portion is larger than that in both dead end portions of the bumper back beam, and curvature in a central portion is smaller than that of both dead end portions, thereby lightening weight, and securing tensile strength which is more than about 1400 MPa at the same time.

Description

자동차용 범퍼 백빔 및 이의 제조방법{BUMPER BACK BEAM FOR A VEHICLE AND THE METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a bumper back beam for a vehicle,

본 발명은 자동차용 범퍼 백빔 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기존 범퍼 백빔에서 문제가 되던 성형성 부족과 강도 부족을 해결하고, 경량화 등을 확보할 수 있는 자동차용 범퍼 백빔 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an automotive bumper back beam and a manufacturing method thereof, and more particularly, to a bumper back beam for automobile which can solve the problem of insufficient formability and lack of strength, ≪ / RTI >

일반적으로 자동차 범퍼는 차체의 전방 및 후방에 설치되어 차체 및 탑승자를 보호할 뿐만 아니라 후드 및 엔진룸에 장착된 엔진과 각종 기기 등을 보호하는 역할을 한다. 또한, 범퍼는 각 국 법규에 의한 충격요건을 만족하고, 넓은 온도영역에 있어서 고강성, 내충격성에 우수하여야 하며 온도에 의한 신축이 작아야 한다. Generally, the automobile bumper is installed at the front and rear of the vehicle body to protect the vehicle body and passengers, as well as to protect the engine and various devices mounted in the hood and engine room. In addition, the bumper must satisfy the impact requirements according to the laws and regulations of each country, be excellent in high rigidity and impact resistance in a wide temperature range, and have small expansion and contraction due to temperature.

일반적으로 자동차용 범퍼는 자동차의 전면 및 후면의 차체에 장착되는 장착용 스테이를 통하여 차폭방향으로 장착되며, 충돌 시 충돌에너지를 탄선변형 또는 소성변형을 통해 흡수하는 범퍼 백빔과 상기 범퍼 백빔의 전방에 배치되며 충돌 시 충격을 완화하고 형상복원 기능을 갖는 충격흡수부 그리고 상기 범퍼 백빔과 충격흡수부를 은폐 보호하기 위한 범퍼 커버 등으로 구성되어 있다. BACKGROUND ART [0002] Generally, a bumper for an automobile is mounted in a vehicle width direction through a mounting stay mounted on a vehicle body on the front and rear sides of an automobile, and a bumper back beam for absorbing impact energy during bump impact or plastic deformation, And a bumper cover for hiding and protecting the bumper back beam and the impact absorbing portion, and the like.

특히, 상기 범퍼 백빔은 자동차의 충돌 시 충격을 대부분 흡수하고, 범퍼 구조의 뼈대를 형성하는 부분으로서, 일정한 강도를 확보하는 것이 중요하다. 이와 같은 강도를 확보하기 위하여 주로 차량에 적용되는 강판 중 가장 강도가 높은 소재를 사용하고 있다. Particularly, it is important that the bumper back beam absorbs most of the impact at the time of collision of an automobile, and forms a skeleton of the bumper structure, thereby securing a certain strength. In order to secure such strength, a material having the highest strength among the steel sheets applied to vehicles is mainly used.

하지만, 강한 소재는 성형성 및 연신율 등이 낮은 문제가 있으므로, 범퍼 백빔 제조 시 강판 성형에 널리 사용되는 프레스 공법이 아닌 롤포밍 공법을 적용하고 있다. However, since a strong material has a problem of low moldability and elongation, the roll forming method is applied instead of the press method widely used for forming a steel sheet in manufacturing a bumper back beam.

보다 구체적으로, 종래에는 인장강도가 약 1180MPa 강도급 강판을 이용하여, 언코일 단계, 피어싱 단계 및 롤포밍 단계 등을 거쳐 범퍼 백빔을 제조하였지만, 고강도화를 위하여 약 1180MPa보다 높은 인장강도의 소재를 적용하여 범퍼 백빔을 제조하려고 할 경우, 소재의 성형성 및 연신율 등이 부족하여, 롤포밍 단계 등을 수행하기가 어려웠다. More specifically, conventionally, a bumper back beam was manufactured through an uncoiling step, a piercing step and a roll forming step using a steel sheet having a tensile strength of about 1180 MPa, but a material having a tensile strength higher than about 1180 MPa was applied It is difficult to perform the roll forming step and the like because of the lack of formability and elongation of the material.

이와 같이, 범퍼 백빔의 제조에 더 높은 고강도 소재를 사용하지 못하는 문제를 극복하기 위하여 백빔 구조에서 차량 충돌 시 충격량이 가장 많이 가해져 국부적으로 심하게 변형되는 범퍼 백빔의 중앙부위에 보강재를 부착시켜 중앙부를 보강하는 방법이 개발되었고, 정측면의 충돌을 대비하기 위하여, 범퍼 백빔의 양 끝단부에 브라켓을 부착하여 양 끝단부를 보강하는 방법이 개발되었다. In order to overcome the problem that a higher strength material can not be used in manufacturing the bumper back beam, the back beam structure has the largest amount of impact in the event of a vehicle collision, and a stiffener is attached to the central portion of the bumper back beam, A method of reinforcing both ends by attaching brackets to both ends of the bumper back beam has been developed in order to prepare for collision of the side face.

그러나, 이와 같이 범퍼 백빔에 추가로 부착된 보강재와 브라켓 등으로 인하여 범퍼 백빔의 무게가 증가하고, 추가된 공정으로 제조비용 및 제조시간 등이 증가하는 문제가 있었다. However, since the weight of the bumper back beam is increased due to the stiffener and the bracket attached to the bumper back beam, the manufacturing cost and the manufacturing time increase due to the additional process.

이에, 본 발명자는 효율적으로 경량화 및 고강도화 등을 달성할 수 있는 자동차용 범퍼 백빔 및 이의 제조방법을 개발하고자 하였다.
Accordingly, the present inventor has sought to develop a bumper backbone for a vehicle and a method for manufacturing the bumper backbone that can attain light weight and high strength in an efficient manner.

등록특허공보 제10-0527125호 (2005.11.01. 등록)Patent Registration No. 10-0527125 (registered on November 1, 2005) 등록특허공보 제10-1215113호 (2012.12.17. 등록)Patent Registration No. 10-1215113 (registered on December 17, 2012)

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 범퍼 백빔의 양 끝단부의 단면적보다 중앙부의 단면적을 더 크게 하고, 양 끝단부의 곡률보다 중앙부의 곡률을 더 작게 함으로써, 경량화 및 고강도화할 수 있는 자동차용 범퍼 백빔 및 이의 제조방법을 제공하고자 함에 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a bumper backlight which has a larger cross-sectional area at the central portion than at both end portions of the bumper back beam and a smaller curvature at the center portion than curvatures at both end portions, A bumper back beam for an automobile and a method of manufacturing the same.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 하나의 강판을 롤 포밍 공정을 통해 순차적으로 절곡하여, 폐단면을 갖는 소정의 공간을 확보하는 범퍼 백빔에 있어서, 상기 범퍼 백빔의 가변 단면과 가변 곡률의 특성을 구현하기 위하여, 상기 범퍼 백빔의 양 끝단부의 단면적보다 중앙부의 단면적이 더 크고, 상기 양 끝단부의 곡률보다 중앙부의 곡률이 더 작은 것을 특징으로 한다. In order to accomplish the above object, the present invention provides a bumper back beam which sequentially bends a steel sheet through a roll forming process to secure a predetermined space having a closed end face, the bumper back beam having a variable cross- Sectional area of the central portion of the bumper back beam is larger than a cross sectional area of both end portions of the bumper back beam and a curvature of the central portion is smaller than a curvature of the both end portions.

또한, 상기 양 끝단부의 곡률반경은 약 1200R이고, 중앙부의 곡률반경은 약 2100R인 것이 바람직하다. It is preferable that the radius of curvature of the both end portions is about 1200R and the radius of curvature of the central portion is about 2100R.

여기서, 상기 강판은 탄소(C) 0.2 ~ 0.3 중량%, 실리콘(Si) 0.05 ~ 0.4 중량%, 망가니즈(Mn) 1.0 ~ 1.7, 보론(B) 0.0008 ~ 0.005 중량%, 황(S) 0 초과 0.015 중량%, 잔부의 철(Fe) 및 불가피한 불순물을 포함하는 것이 바람직하다. The steel sheet may contain 0.2 to 0.3% by weight of carbon (C), 0.05 to 0.4% by weight of silicon (Si), 1.0 to 1.7 of manganese (Mn), 0.0008 to 0.005% by weight of boron (B) 0.015% by weight, and the balance of iron (Fe) and unavoidable impurities.

한편, 본 발명에 따른 자동차용 범퍼 백빔의 제조방법은 강판코일에서 강판을 풀어주는 언코일하는 제1단계; 상기 언코일된 강판에 범퍼 백빔의 조립을 위한 구멍을 성형하기 위해 피어싱하는 제2단계; 상기 피어싱된 강판을 순차적으로 절곡하여 폐단면의 범퍼 백빔을 성형하기 위해 롤포밍하는 제3단계; 상기 성형된 범퍼 백빔의 조직을 오스테나이트화 하기 위하여 상기 성형된 범퍼 백빔을 고주파 열처리하는 제4단계; 및 상기 고주파 열처리된 범퍼 백빔의 조직을 마르텐사이트화 하기 위하여 상기 고주파 열처리된 범퍼 백빔을 냉각하는 제5단계; 등을 포함하는 것을 특징으로 한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a bumper back beam for a vehicle, the method comprising: a first step of uncoiling a steel strip in a steel strip coil; A second step of piercing the uncoiled steel sheet to form a hole for assembling the bumper back beam; A third step of sequentially bending the pierced steel sheet and performing roll forming to form a bumper back beam on a closed end face; A fourth step of high-frequency heat-treating the molded bumper back beam to austenitize the structure of the molded bumper back beam; And a fifth step of cooling the high frequency heat treated bumper back beam to martensite the structure of the high frequency heat treated bumper white beam. And the like.

보다 구체적으로, 상기 고주파 열처리 온도는 약 950 ~ 1000℃가 되도록 하는 것이 바람직하다. 이때, 상기 고주파 열처리 시간은 약 10 ~ 30초가 되도록 하는 것이 바람직하다. More specifically, the high-frequency heat treatment temperature is preferably about 950 to 1000 ° C. At this time, it is preferable that the high-frequency heat treatment time is about 10 to 30 seconds.

또한, 상기 제5단계는 상기 고주파 열처리된 범퍼 백빔을 핫포밍(hot forming)을 위한 프레스로 압착하여 가변 단면 및 가변 곡률 등을 구현시킨 후, 압착된 상기 프레스의 상형과 하형 사이에 냉각수 또는 방청유 등을 순환하여 상기 고주파 열처리된 범퍼 백빔을 급랭하는 단계인 것이 바람직하다. Further, in the fifth step, the high-frequency heat-treated bumper back beam is pressed with a press for hot forming to realize a variable cross section and a variable curvature, and then cooling water or anti-rust oil And then rapidly quenching the high frequency heat treated bumper back beam.

또한, 상기 제5단계는 상기 고주파 열처리된 범퍼 백빔의 양 끝단을 지그에 고정시킨 후, 상기 범퍼 백빔의 표면에 질소 가스 등을 분사하여 상기 고주파 열처리된 범퍼 백빔을 급랭하는 단계인 것이 바람직하다. The fifth step is preferably a step of quenching the high frequency heat treated bumper back beam by fixing both ends of the high frequency heat treated bumper back beam to the jig and spraying nitrogen gas or the like on the surface of the bumper back beam.

여기서, 상기 질소 가스의 온도는 약 5 ~ 15℃가 되도록 하는 것이 바람직하며, 상기 질소 가스의 분사에 의한 범퍼 백빔의 냉각 속도는 약 30℃/초 이상이 되도록 하는 것이 바람직하다.
Preferably, the temperature of the nitrogen gas is about 5 to 15 DEG C, and the cooling rate of the bumper back beam by the injection of the nitrogen gas is about 30 DEG C / second or more.

상술한 바와 같이, 상기와 같은 구성을 가지는 본 발명은 성형성을 향상시켜 범퍼 백빔의 양 끝단부의 단면적보다 중앙부의 단면적을 더 크게 하고, 양 끝단부의 곡률보다 중앙부의 곡률을 더 작게 함으로써, 가변 단면과 가변 곡률을 구현하여, 경량화를 가능하게 하는 동시에 약 1400 MPa 이상의 인장강도 등을 확보할 수 있는 효과가 있다.
As described above, according to the present invention having the above-described configuration, the moldability is improved so that the cross-sectional area of the central portion is made larger than the cross-sectional area of both end portions of the bumper back beam, and the curvature of the central portion is made smaller than the curvature of both end portions. And a variable curvature, thereby achieving weight reduction and securing a tensile strength of at least about 1400 MPa.

도 1은 본 발명에 따른 자동차용 범퍼 백빔의 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 자동차용 범퍼 백빔의 평면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 자동차용 범퍼 백빔의 왼쪽 끝단부와 오른쪽 끝단부의 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 자동차용 범퍼 백빔의 중앙부의 단면도이다.
도 5는 종래 기술의 범퍼 백빔의 평면도이다.
도 6은 종래 기술의 범퍼 백빔의 단면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 자동차용 범퍼 백빔의 제조방법을 개략적으로 도시한 공정도이다.
도 8은 프레스 성형 및 냉각단계를 보여주는 도면이다.
도 9는 질소 가스를 이용한 냉각단계르 보여주는 도면이다.
도 10은 고주파 열처리 시간이 20초일 경우, 고주파 열처리 온도에 대한 인장강도를 그래프로 나타낸 도면이다.1 is a perspective view of a bumper back beam for a vehicle according to the present invention.
2 is a plan view of a bumper back beam for a vehicle according to the present invention.
3 is a cross-sectional view of a left end portion and a right end portion of the automotive bumper back beam according to the present invention.
4 is a cross-sectional view of a central portion of the automotive bumper back beam according to the present invention.
5 is a plan view of a prior art bumper back beam.
6 is a cross-sectional view of a prior art bumper back beam.
7 is a process diagram schematically showing a method of manufacturing a bumper back beam for a vehicle according to the present invention.
8 is a view showing press forming and cooling steps.
9 is a view showing a cooling step using nitrogen gas.
10 is a graph showing the tensile strength against the high-frequency heat treatment temperature when the high-frequency heat treatment time is 20 seconds.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
The terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms and the inventor may appropriately define the concept of the term in order to best describe its invention It should be construed as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.

이하, 도면 등을 참고하여 본 발명을 상세히 설명한다. 본 발명은 경량화 및 성형성 등이 향상되고 부위별 가변 단면 및 가변 곡률 등을 가지는 자동차용 범퍼 백빔 및 이의 제조방법에 관한 것이며, 일 관점에서 본 발명은 자동차용 범퍼 백빔에 관한 것이다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings and the like. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a bumper back beam for automobiles having a variable section and a variable curvature, etc., and a method of manufacturing the same.

도 1은 본 발명에 따른 자동차용 범퍼 백빔의 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 자동차용 범퍼 백빔의 평면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 자동차용 범퍼 백빔의 왼쪽 끝단부와 오른쪽 끝단부의 단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 자동차용 범퍼 백빔의 중앙부의 단면도이다. FIG. 1 is a perspective view of a bumper back beam for a vehicle according to the present invention, FIG. 2 is a plan view of a bumper back beam for a vehicle according to the present invention, and FIG. 3 is a cross sectional view of a left end portion and a right end portion of the automotive bumper back beam according to the present invention And Fig. 4 is a cross-sectional view of the center portion of the automotive bumper back beam according to the present invention.

상기 도면에 도시된 바와 같이, 하나의 강판을 롤 포밍 공정을 통해 순차적으로 절곡하여, 폐단면을 갖는 소정의 공간을 확보하는 범퍼 백빔(100)에 있어서, 상기 범퍼 백빔(100)의 가변 단면의 특성을 구현하기 위하여, 상기 범퍼 백빔(100)의 왼쪽 끝단부와 오른쪽 끝단부인 양 끝단부(110)의 단면적보다 중앙부(120)의 단면적이 더 큰 것을 특징으로 한다.As shown in the drawing, a bumper back beam 100 for sequentially bending a single steel sheet through a roll forming process to secure a predetermined space having a closed end face, The cross sectional area of the central portion 120 is larger than the cross sectional area of the left and right end portions of the bumper back beam 100 at both ends.

도 5는 종래 기술의 범퍼 백빔의 평면도이며, 상기 도면에 도시된 바와 같이, 종래 기술의 범퍼 백빔(200)의 양 끝단부(210)와 중앙부(220)의 단면적은 모두 동일하므로, 정면 충돌 시, 충격에너지의 흡수가 많은 중앙부(220)의 손상이 충격에너지의 흡수가 상대적으로 적은 양 끝단부(210)보다 많으므로 이를 보강하기 위해, 상기 중앙부(220)의 일면에 길이 방향으로 보강재(230)를 부착하였다. 5 is a plan view of a conventional bumper back beam. As shown in the figure, since the cross-sectional areas of both end portions 210 and the center portion 220 of the prior art bumper back beam 200 are all the same, The reinforcing member 230 is provided on one side of the central portion 220 in the longitudinal direction so as to reinforce the impingement of the center portion 220 where the impact energy is absorbed more than the end portions 210 of which impact energy is relatively less absorbed. ) Was attached.

그러나 본 발명에 따른 범퍼 백빔(100)은 양 끝단부(110)의 단면적보다 중앙부(120)의 단면적이 더 크기 때문에 더 많은 충격에너지를 효과적으로 흡수할 수 있어, 종래 기술의 범퍼 백빔(200)에서 사용하였던 보강재(230)를 사용할 필요가 없으므로, 무게를 줄여 경량화 등을 가능하게 하고 충돌성능 등을 확보할 수 있다. However, since the bumper back beam 100 according to the present invention has a greater cross-sectional area of the center portion 120 than the cross-sectional area of the both end portions 110, more impact energy can be effectively absorbed, It is not necessary to use the reinforcing member 230 that has been used, so that it is possible to reduce the weight and weight, and to ensure crashworthiness and the like.

또한, 상기 범퍼 백빔(100)의 가변 곡률의 특성을 구현하기 위하여, 본 발명에 따른 자동차용 범퍼 백빔(100)의 왼쪽 끝단부(110)와 오른쪽 끝단부(110)인 양 끝단부(110)의 곡률보다 중앙부(120)의 곡률이 더 작은 것을 특징으로 한다. 여기서, 본 발명에 따른 범퍼 백빔(100)의 왼쪽 끝단부(110)와 오른쪽 끝단부(110)의 곡률반경은 약 1200R인 것이 바람직하며, 중앙부(120)의 곡률반경은 약 2100R인 것이 바람직하다.In order to realize the variable curvature characteristics of the bumper back beam 100, the left end 110 and the right end 110 of the automotive bumper back beam 100 according to the present invention are provided with both end portions 110, The curvature of the central portion 120 is smaller than the curvature of the central portion 120. [ The curvature radius of the left end 110 and the right end 110 of the bumper back beam 100 according to the present invention is preferably about 1200R and the radius of curvature of the center 120 is preferably about 2100R .

도 6은 종래 기술의 범퍼 백빔의 단면도이며, 상기 도면에 도시된 바와 같이, 종래 기술의 범퍼 백빔(200)은 성형성 등이 부족하여 양 끝단부(210) 및 중앙부(220)의 곡률이 모두 동일하여 정측면 충돌에 대비하기 위하여 범퍼 백빔의 양 끝단부(210)에 브라켓(240)을 장착하였지만, 본 발명에 따른 범퍼 백빔(100)은 상기 브라켓(240) 등을 장착할 필요가 없을 정로도 양 끝단의 곡률을 크게 할 수 있으므로, 무게를 줄여 경량화 등을 가능하게 하고 충돌성능을 확보할 수 있다. FIG. 6 is a cross-sectional view of a conventional bumper back beam. As shown in the drawing, the bumper back beam 200 of the prior art lacks moldability and the curvatures of the both end portions 210 and the center portion 220 are both The bracket 240 is attached to both end portions 210 of the bumper back beam so that the bumper back beam 100 according to the present invention is installed in a position where the bracket 240, The curvature of both ends can be increased, so that it is possible to reduce the weight and weight, and to ensure the collision performance.

또한, 본 발명에 따른 범퍼 백빔(100)에 적용되는 강판은 당업계에 공지된 어떠한 것도 이용될 수 있으나, 보론강(boron steel)인 것이 바람직하며, 탄소(C) 약 0.2 ~ 0.3 중량%, 실리콘(Si) 약 0.05 ~ 0.4 중량%, 망가니즈(Mn) 약 1.0 ~ 1.7, 보론(B) 약 0.0008 ~ 0.005 중량%, 황(S) 약 0 초과 0.015 중량%, 잔부의 철(Fe) 및 불가피한 불순물 등을 포함하는 것이 보다 바람직하다.
The steel sheet to be applied to the bumper back beam 100 according to the present invention may be any of those known in the art, but it is preferably boron steel and contains about 0.2 to 0.3% by weight of carbon (C) About 0.05 to about 0.4 percent by weight of silicon (Si), about 1.0 to about 1.7 percent of manganese (Mn), about 0.0008 to about 0.005 percent by weight of boron (B), about 0 to about 0.015 percent by weight of sulfur (S) It is more preferable to include inevitable impurities and the like.

이하, 또 다른 관점에서 본 발명은 자동차용 범퍼 백빔의 제조방법에 관한 것이다.
Hereinafter, from another aspect, the present invention relates to a method of manufacturing a bumper back beam for an automobile.

도 7은 본 발명에 따른 자동차용 범퍼 백빔의 제조방법을 개략적으로 도시한 공정도이며, 상기 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 자동차용 범퍼 백빔의 제조방법은 강판코일에서 강판을 풀어주는 언코일하는 제1단계(310); 상기 언코일된 강판에 범퍼 백빔의 조립을 위한 구멍을 성형하기 위해 피어싱하는 제2단계(320); 상기 피어싱된 강판을 순차적으로 절곡하여 폐단면의 범퍼 백빔을 성형하기 위해 롤포밍하는 제3단계(330); 상기 성형된 범퍼 백빔의 조직을 오스테나이트화 하기 위하여 상기 성형된 범퍼 백빔을 고주파 열처리하는 제4단계(340); 및 상기 고주파 열처리된 범퍼 백빔의 조직을 마르텐사이트화 하기 위하여 상기 고주파 열처리된 범퍼 백빔을 냉각하는 제5단계(350); 등을 포함하는 것을 특징으로 한다. 7 is a schematic view illustrating a method of manufacturing a bumper back beam for a vehicle according to the present invention. As shown in FIG. 7, in the method for manufacturing a bumper back beam for a vehicle according to the present invention, A first step 310 of uncoiling; A second step (320) of piercing the uncoiled steel sheet to form a hole for assembling the bumper back beam; A third step (330) of sequentially bending the pierced steel sheet and performing roll forming to form a bumper back beam on the closed end face; A fourth step (340) of subjecting the molded bumper back beam to high frequency heat treatment to austenitize the formed bumper back beam; And a fifth step (350) of cooling the high frequency heat treated bumper back beam to martensite the structure of the high frequency heat treated bumper white beam. And the like.

여기서, 약 1400 MPa 이상의 인장강도 등을 확보하기 위한 상기 고주파 열처리 온도는 A3 변태점 온도 이상인 약 950 ~ 1000℃ 인 것이 바람직하며, 이때, 상기 고주파 열처리 시간은 약 10 ~ 30초인 것이 바람직하다. 보다 상세하게, 상기 고주파 열처리 온도가 약 950℃이면, 고주파 열처리 시간은 약 30초인 것이 바람직하고, 상기 고주파 열처리 온도가 약 1000℃이면, 고주파 열처리 시간은 약 10 ~ 30초인 것이 바람직하다.Here, the high-frequency heat treatment temperature for securing a tensile strength or the like of about 1400 MPa or more is preferably about 950 to 1000 ° C which is higher than the A3 transformation point temperature, and the high-frequency heat treatment time is preferably about 10 to 30 seconds. More specifically, if the high-frequency heat treatment temperature is about 950 ° C, the high-frequency heat treatment time is preferably about 30 seconds, and if the high-frequency heat treatment temperature is about 1000 ° C, the high-frequency heat treatment time is preferably about 10 to 30 seconds.

또한, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 냉각하는 제5단계(350)는 상기 고주파 열처리된 범퍼 백빔을 핫포밍(hot forming)을 위한 프레스로 압착하여 범퍼 백빔의 양 끝단부(110)와 중앙부(120)의 단면적이 다른 가변 단면 및 범퍼 백빔의 양 끝단부(110)와 중앙부(120)의 곡률이 다른 가변 곡률을 구현시킨 후, 압착된 상기 프레스의 상형(351)과 하형(352) 사이에 냉각수 또는 방청유(353) 등을 순환하여 상기 고주파 열처리된 범퍼 백빔을 급랭하는 단계인 것이 바람직하다. 8, in the fifth cooling step 350, the bumper back beam subjected to the high-frequency heat treatment is squeezed by a press for hot forming so that both end portions 110 of the bumper back beam and the center portion The upper end portion 110 of the bumper back beam and the middle portion 120 have different curvatures different from each other in cross sectional area of the bumper backlight 120 and between the upper mold 351 and the lower mold 352 of the press Cooling water or rust preventive oil 353 and the like to quench the high frequency heat treated bumper back beam.

이러한 급랭으로 고주파 열처리로 변태된 오스테나이트 조직을 인장강도 약 1400 MPa 이상의 마르텐사이트 조직으로 변태시킬 수 있으며, 정확한 치수 품질을 확보할 수 있다. 즉, 상기 프레스의 상형(351) 및 하형(352) 금속이 제품 성형용으로 사용될 뿐만 아니라, 냉각 시 열변형 방지를 위해 사용되는 것이 바람직하다. By this quenching, the austenite structure transformed by the high frequency heat treatment can be transformed into a martensite structure having a tensile strength of about 1400 MPa or more, and accurate dimensional quality can be ensured. That is, it is preferable that the upper mold 351 and the lower mold 352 of the press are used not only for product molding but also for preventing thermal deformation during cooling.

만약, 상기 프레스의 상형(351)과 하형(352)을 압착하지 않고 냉각수 또는 방청유(353) 등을 순환시켜 냉각을 실시한다면, 급랭 중에 제품이 변형되어 전체적으로 약 3 ~ 5 mm의 치수 불량 등이 발생할 가능성이 높다. If cooling is performed by circulating cooling water or rust preventive oil 353 without pressing the upper mold 351 and the lower mold 352 of the press, the product is deformed during quenching so that the overall size is about 3 to 5 mm There is a high possibility of occurrence.

한편, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 냉각하는 제5단계(350)는 상기 고주파 열처리된 범퍼 백빔의 양 끝단부(110)을 지그(354)에 고정시킨 후, 상기 범퍼 백빔(100)의 표면에 질소 가스(355)를 분사하여 상기 고주파 열처리된 범퍼 백빔(100)을 급랭하는 단계인 것도 바람직하다. 만약, 상기 질소 가스(355) 대신 물을 이용하여 급랭할 경우, 발청 문제 등이 발생할 수 있지만, 상기 질소 가스(355)는 불활성 가스로 다른 물질과 반응성이 낮아 냉각 수단으로 바람직하다. 9, the fifth cooling step 350 is performed by fixing both end portions 110 of the high frequency heat treated bumper back beam 110 to the jig 354, It is preferable that the bumper back beam 100 is quenched by spraying nitrogen gas 355 on the surface thereof. If quenching is performed using water instead of the nitrogen gas 355, the nitrogen gas 355 may be an inactive gas, which is less reactive with other materials and is preferable as a cooling means.

또한, 상기 질소 가스(355)의 온도는 약 5 ~ 15 ℃인 것이 바람직하며, 이러한 질소 가스(355)의 분사에 의한 범퍼 백빔(100)의 냉각 속도는 30℃/초 이상인 것이 바람직하다. The temperature of the nitrogen gas 355 is preferably about 5 to 15 ° C. The cooling rate of the bumper backlight 100 by the injection of the nitrogen gas 355 is preferably 30 ° C./sec. Or more.

또한, 본 발명에 따른 범퍼 백빔(100)에 적용되는 강판은 당업계에 공지된 어떠한 것도 이용될 수 있으나, 보론강(boron steel)인 것이 바람직하며, 탄소(C) 약 0.2 ~ 0.3 중량%, 실리콘(Si) 약 0.05 ~ 0.4 중량%, 망가니즈(Mn) 약 1.0 ~ 1.7, 보론(B) 약 0.0008 ~ 0.005 중량%, 황(S) 약 0 초과 0.015 중량%, 잔부의 철(Fe) 및 불가피한 불순물 등이 포함되도록 하는 것이 보다 바람직하다.
The steel sheet to be applied to the bumper back beam 100 according to the present invention may be any of those known in the art, but it is preferably boron steel and contains about 0.2 to 0.3% by weight of carbon (C) About 0.05 to about 0.4 percent by weight of silicon (Si), about 1.0 to about 1.7 percent of manganese (Mn), about 0.0008 to about 0.005 percent by weight of boron (B), about 0 to about 0.015 percent by weight of sulfur (S) It is more preferable to include inevitable impurities and the like.

[실시예]
[Example]

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지 않는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. It is to be understood by those skilled in the art that these embodiments are merely illustrative of the present invention and that the scope of the present invention is not construed as being limited by these embodiments.

자동차용 범퍼 백빔의 제조함에 있어서, 고주파 열처리 온도와 시간에 따른 항복강도와 인장강도를 비교하기 위하여 본 발명에 따른 고주파 열처리 온도와 시간이 적용된 제조된 실시예와 그렇지 않은 비교예를 제조하였다.
In order to compare the yield strength and the tensile strength according to the high frequency heat treatment temperature and time in the manufacture of the automobile bumper back beam, the prepared and the comparative examples using the high frequency heat treatment temperature and time according to the present invention were manufactured.

구분division 고주파
열처리 온도
(℃)High frequency
Heat treatment temperature
(° C) 고주파
열처리 시간
(초)High frequency
Heat treatment time
(second) 항복강도
(MPa)Yield strength
(MPa) 인장강도
(MPa)The tensile strength
(MPa) 비교예1Comparative Example 1 -- -- 373373 560560 비교예2Comparative Example 2 800800 1010 512512 830830 비교예3Comparative Example 3 800800 2020 532532 912912 비교예4Comparative Example 4 800800 3030 711711 962962 비교예5Comparative Example 5 850850 1010 805805 985985 비교예6Comparative Example 6 850850 2020 830830 10701070 비교예7Comparative Example 7 850850 3030 849849 11401140 비교예8Comparative Example 8 900900 1010 830830 10721072 비교예9Comparative Example 9 900900 2020 888888 11461146 비교예10Comparative Example 10 900900 3030 893893 11851185 비교예11Comparative Example 11 950950 1010 10031003 12951295 비교예12Comparative Example 12 950950 2020 987987 13451345 실시예1Example 1 950950 3030 11801180 14031403 실시예2Example 2 10001000 1010 12051205 14011401 실시예3Example 3 10001000 2020 13011301 15901590 실시예4Example 4 10001000 3030 12011201 15011501 비교예13Comparative Example 13 10501050 1010 10501050 12601260 비교예14Comparative Example 14 10501050 2020 11051105 12041204 비교예15Comparative Example 15 10501050 3030 10341034 13201320 비교예16Comparative Example 16 11001100 1010 990990 11651165 비교예17Comparative Example 17 11001100 2020 10311031 12541254 비교예18Comparative Example 18 11001100 3030 11401140 11041104

상기 표 1은 자동차용 범퍼 백빔의 제조방법 중, 고주파 열처리 온도가 약 950 ~ 1000℃이고, 고주파 열처리 시간이 약 10 ~ 30초가 적용된 실시예 1 내지 4와 상기 범위를 벗어난 고주파 열처리 온도와 시간이 적용된 비교예 1 내지 18의 항복강도와 인장강도를 비교한 표이다. Table 1 shows the manufacturing method of the automotive bumper back beam according to Examples 1 to 4 in which the high frequency heat treatment temperature is about 950 to 1000 占 폚, the high frequency heat treatment time is about 10 to 30 seconds, and the high frequency heat treatment temperature and time Table 1 compares the yield strength and the tensile strength of the applied Comparative Examples 1 to 18.

상기 표 1에서 알 수 있듯이, 고주파 열처리 온도가 950℃이면서 고주파 열처리 시간이 30초인 실시예 1과 고주파 열처리 온도가 1000℃이면서 고주파 열처리 시간이 10초, 20초 및 30초인 실시예 2 내지 4는 모두 항복강도와 인장강도가 비교예 1 내지 8보다 우수하였으며 특히, 인장강도의 경우 실시예 1 내지 4 모두 1400 MPa를 초과하였음을 확인할 수 있었다. As can be seen from Table 1, Example 1 in which the high-frequency heat treatment temperature is 950 ° C. and the high-frequency heat treatment time is 30 seconds, Examples 2 to 4 in which the high-frequency heat treatment temperature is 1000 ° C., and the high-frequency heat treatment time is 10 seconds, 20 seconds, All of the yield strength and tensile strength were superior to those of Comparative Examples 1 to 8. In particular, in Examples 1 to 4, tensile strength exceeded 1400 MPa.

또한, 도 10은 고주파 열처리 시간이 20초일 경우, 고주파 열처리 온도에 대한 인장강도를 그래프로 나타낸 도면이다. 상기 도면에 도시된 바와 같이, 열처리의 온도가 950 ~ 1000℃일 경우, 인장강도가 역시 1400 MPa를 넘는 것을 확인할 수 있었다. 10 is a graph showing the tensile strength against the high-frequency heat treatment temperature when the high-frequency heat treatment time is 20 seconds. As shown in the figure, when the temperature of the heat treatment was 950 to 1000 ° C, it was confirmed that the tensile strength also exceeded 1400 MPa.

따라서, 인장강도가 약 1400 MPa를 넘는 본 발명에 따른 자동차용 범퍼 백빔을 제조하기 위한 고주파 열처리 온도는 약 950 ~ 1000℃이고, 고주파 열처리 시간은 약 10 ~ 30초인 것을 확인할 수 있었다.
Therefore, it was confirmed that the high-frequency heat treatment temperature and the high-frequency heat treatment time for producing the bumper back beam for automobile according to the present invention having a tensile strength exceeding about 1400 MPa were about 950 to 1000 ° C. and about 10 to 30 seconds, respectively.

이상 본 발명의 구체적 실시형태와 관련하여 본 발명을 설명하였으나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 설명된 실시형태를 변경 또는 변형할 수 있으며, 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
Although the present invention has been described in connection with the specific embodiments of the present invention, it is to be understood that the present invention is not limited thereto. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims and their equivalents. Various modifications and variations are possible.

100 : 범퍼 백빔
110 : 끝단부
120 : 중앙부
200 : 종래 기술의 범퍼 백빔
210 : 끝단부
220 : 중앙부
230 : 보강재
240 : 브라켓
310 : 언코일하는 제1단계
320 : 피어싱하는 제2단계
330 : 롤포밍하는 제3단계
340 : 고주파 열처리하는 제4단계
350 : 냉각하는 제5단계
351 : 상형
352 : 하형
353 : 냉각수 또는 방청유
354 : 지그
355 : 질소 가스100: Bumper back beam
110:
120:
200: Prior art bumper back beam
210:
220:
230: Stiffener
240: Bracket
310: First step of uncoiling
320: The second phase of piercing
330: Third step of roll forming
340: Fourth step of high-frequency heat treatment
350: Fifth step of cooling
351: HYPER
352: Lower mold
353: Cooling water or anti-rust oil
354: jig
355: nitrogen gas

Claims (10)

하나의 강판을 롤 포밍 공정을 통해 순차적으로 절곡하여, 폐단면을 갖는 소정의 공간을 확보하는 범퍼 백빔(100)에 있어서,
상기 범퍼 백빔(100)의 가변 단면과 가변 곡률의 특성을 구현하기 위하여, 상기 범퍼 백빔(100)의 양 끝단부(110)의 단면적보다 중앙부(120)의 단면적이 더 크고, 상기 양 끝단부(110)의 곡률보다 중앙부(120)의 곡률이 더 작은 것을 특징으로 하는 자동차용 범퍼 백빔.
A bumper back beam (100) for bending a single steel sheet sequentially through a roll forming process to secure a predetermined space having a closed end face,
Sectional area of the central portion 120 is larger than the cross sectional area of the both end portions 110 of the bumper back beam 100 in order to realize the variable cross section and the variable curvature characteristic of the bumper back beam 100, 110) is smaller than the curvature of the central portion (120).
제1항에 있어서,
상기 양 끝단부(110)의 곡률반경은 1200R이고, 중앙부(120)의 곡률반경은 2100R인 것을 특징으로 하는 자동차용 범퍼 백빔.
The method according to claim 1,
Wherein a radius of curvature of the both end portions (110) is 1200R and a radius of curvature of the central portion (120) is 2100R.
제1항에 있어서,
상기 강판은 탄소(C) 0.2 ~ 0.3 중량%, 실리콘(Si) 0.05 ~ 0.4 중량%, 망가니즈(Mn) 1.0 ~ 1.7, 보론(B) 0.0008 ~ 0.005 중량%, 황(S) 0 초과 0.015 중량%, 잔부의 철(Fe) 및 불가피한 불순물을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 범퍼 백빔.
The method according to claim 1,
Wherein the steel sheet comprises 0.2 to 0.3% by weight of carbon (C), 0.05 to 0.4% by weight of silicon (Si), 1.0 to 1.7 of manganese (Mn), 0.0008 to 0.005% by weight of boron (B) %, The balance of iron (Fe) and inevitable impurities.
강판코일에서 강판을 풀어주는 언코일하는 제1단계(310);
상기 언코일된 강판에 범퍼 백빔의 조립을 위한 구멍을 성형하기 위해 피어싱하는 제2단계(320);
상기 피어싱된 강판을 순차적으로 절곡하여 폐단면의 범퍼 백빔을 성형하기 위해 롤포밍하는 제3단계(330);
상기 성형된 범퍼 백빔의 조직을 오스테나이트화 하기 위하여 상기 성형된 범퍼 백빔을 고주파 열처리하는 제4단계(340); 및
상기 고주파 열처리된 범퍼 백빔의 조직을 마르텐사이트화 하기 위하여 상기 고주파 열처리된 범퍼 백빔을 냉각하는 제5단계(350);를
포함하는 것을 특징으로 하는 범퍼 백빔의 제조방법.
A first step (310) of uncoiling a steel sheet coil in a steel coil;
A second step (320) of piercing the uncoiled steel sheet to form a hole for assembling the bumper back beam;
A third step (330) of sequentially bending the pierced steel sheet and performing roll forming to form a bumper back beam on the closed end face;
A fourth step (340) of subjecting the molded bumper back beam to high frequency heat treatment to austenitize the formed bumper back beam; And
A fifth step (350) of cooling the high frequency heat treated bumper back beam to martensite the structure of the high frequency heat treated bumper back beam;
Wherein the bumper back beam is made of a metal.
제4항에 있어서,
상기 고주파 열처리 온도는 950 ~ 1000℃가 되도록 하는 것을 특징으로 하는 범퍼 백빔의 제조방법.
5. The method of claim 4,
Wherein the high-frequency heat treatment temperature is set to 950 to 1000 占 폚.
제5항에 있어서,
상기 고주파 열처리 시간은 10 ~ 30초가 되도록 하는 것을 특징으로 하는 범퍼 백빔의 제조방법.
6. The method of claim 5,
Wherein the high-frequency heat treatment time is 10 to 30 seconds.
제4항에 있어서,
상기 제5단계(350)는 상기 고주파 열처리된 범퍼 백빔(100)을 핫포밍(hot forming)을 위한 프레스로 압착하여 가변 곡률 및 가변 단면을 구현시킨 후, 압착된 상기 프레스의 상형(351)과 하형(352) 사이에 냉각수 또는 방청유(353)를 순환하여 상기 고주파 열처리된 범퍼 백빔(100)을 급랭하는 단계인 것을 특징으로 하는 범퍼 백빔의 제조방법.
5. The method of claim 4,
In the fifth step 350, the high frequency heat treated bumper back beam 100 is pressed with a press for hot forming to realize a variable curvature and a variable cross section, and then the upper mold 351 and the upper mold 352 of the press Wherein the bumper back beam (100) is quenched by circulating cooling water or rust preventive oil (353) between the lower mold (352) and the lower mold (352).
제4항에 있어서,
상기 제5단계(350)는 상기 고주파 열처리된 범퍼 백빔(100)의 양 끝단을 지그(354)에 고정시킨 후, 상기 범퍼 백빔(100)의 표면에 질소 가스(355)를 분사하여 상기 고주파 열처리된 범퍼 백빔(100)을 급랭하는 단계인 것을 특징으로 하는 범퍼 백빔의 제조방법.
5. The method of claim 4,
In the fifth step 350, both ends of the high frequency heat-treated bumper back beam 100 are fixed to the jig 354, and nitrogen gas 355 is sprayed onto the surface of the bumper back beam 100 to perform the high frequency heat treatment Wherein the bumper back beam (100) is quenched.
제8항에 있어서,
상기 질소 가스(355)의 온도는 5 ~ 15℃가 되도록 하는 것을 특징으로 하는 범퍼 백빔의 제조방법.
9. The method of claim 8,
Wherein the temperature of the nitrogen gas (355) is set to 5 to 15 占 폚.
제8항에 있어서,
상기 질소 가스(355)의 분사에 의한 범퍼 백빔(100)의 냉각 속도는 30℃/초 이상이 되도록 하는 것을 특징으로 하는 범퍼 백빔의 제조방법.9. The method of claim 8,
Wherein the cooling rate of the bumper backlight (100) by the injection of the nitrogen gas (355) is 30 占 폚 / second or more.
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