KR20160127879A - Method for softening hot-stamped parts made of high strength panel - Google Patents

Method for softening hot-stamped parts made of high strength panel Download PDF

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KR20160127879A
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박성진
전형준
김경보
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주식회사 새한산업
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Abstract

The present invention relates to a method to soften a part with a hot-stamped high-strength panel, capable of locally performing induction hardening on a portion with high brittleness of a part manufactured in a hot stamping manner to soften the same to increase ductility of the portion possibly fractured due to brittleness as strength is increased over a hot-stamped product to prevent the hot-stamped product from being easily fractured or broken; and prevents an accident which may occur due to the fracture or breaking in advance. More specifically, in the present invention, a portion with high brittleness such as a joint portion to join a part to another part, a flange portion forming an edge of a part, a connection portion installed to move a part together with another part, is softened to have high ductility such that such a portion is prevented from being easily fractured or broken even though an external impact is applied to the part, and to reduce an overall weight while satisfying physical property values varied in accordance with the parts. In addition, in the present invention, a coil substantially performing induction hardening is manufactured to be movable so as to soften a part desired to be softened by a single coil while moving to a softening position thereof, or a fixed type coil in a form appropriate for a position to be softened is used, whereby a customized coil suitable for a shape of a part is manufactured to more smoothly soften a portion of the part.

Description

고강성 패널을 핫 스탬핑한 부분품의 연화 처리 방법{METHOD FOR SOFTENING HOT-STAMPED PARTS MADE OF HIGH STRENGTH PANEL}METHOD FOR SOFTENING HOT-STAMPED PARTS MADE OF HIGH STRENGTH PANEL BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001]

본 발명은 고강성 패널을 핫 스탬핑한 부분품의 연화 처리 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 핫 스탬핑 방식으로 제작한 부분품에서 취성이 강한 부분에 대해 고주파 열처리기를 이용하여 국부적으로 연화 처리함으로써, 취성이 강하여 부러지거나 깨지기 쉬운 부분에 대한 연성을 확보하여 제작 비용을 줄이면서도 안전성을 높일 수 있고, 또한 원하는 물성값을 갖게 하면서도 부분품의 중량을 줄여 원가를 절감할 수 있게 한 것이다.The present invention relates to a method of softening a part stamped with a high-stiffness panel, and more particularly, to a method of softening a part having high brittleness in a part manufactured by a hot stamping method, It is possible to increase the safety while reducing the manufacturing cost and also to reduce the weight of the parts while maintaining the desired physical property value.

일반적으로 승용차와 같은 차체는 고강성 패널을 이용하여 복잡한 형태로 프레스 가공한 여러 개의 부분품을 하나로 융착 등의 방법으로 연결하여 제작한다. 이때 사용하는 부분품으로는 사이드 실·각종 필러·루프패널 그리고 휀더 등 그 장착 위치에 따라 형상과 요구하는 물성값 등이 다양하다.Generally, a vehicle body such as a passenger car is manufactured by connecting a plurality of parts, which are pressed in a complicated form using a high rigidity panel, by fusion welding or the like. The parts to be used at this time include various shapes such as side seals, various pillars, roof panels, and fenders depending on their mounting positions, and required physical properties.

특히, 이러한 부분품들 중에서 사이드 실 그리고 센터 필러와 같은 필러는 차량의 측면 충돌 등에 대하여 운전자와 탑승자를 보호할 수 있도록 미리 정한 강성을 갖도록 하고 있다. 이 때문에, 이처럼 소정의 강성을 확보하기 위해서, 고강성 패널로 이러한 부분품을 형성하는 데, 특허문헌 1 내지 특허문헌 4와 같은 핫 스탬핑 방식으로 많이 제조한다.Particularly, among these parts, a filler such as a side seal and a center pillar has a predetermined rigidity to protect the driver and the passenger against side collision of the vehicle and the like. For this reason, in order to secure the predetermined rigidity as described above, a large number of hot stamping methods such as Patent Documents 1 to 4 are used to form such a part with a high rigidity panel.

특허문헌 1은, 핫 스탬핑 처리한 초고강도 부품의 고주파 열처리방법에 관한 것으로, 핫 스탬핑 처리한 초고강도 부품의 열처리부의 온도가 AC3 변태점 이상이 되도록 가열하는 제 1 단계, 상기 열처리부의 조직이 오스테나이트로 상변태가 완료될 때까지 상기 온도를 유지하는 제 2 단계, 오스테나이트로 상변태가 완료된 상기 열처리부의 최종조직이 페라이트-펄라이트가 되도록 냉각하는 제 3 단계를 포함하며, 높은 강도를 나타내면서 취성파괴에 취약한 초고강도 부품의 열처리부에 고주파 열처리함으로써 에너지를 흡수하는 연화조직을 국부적으로 생성하여 연신율을 증가시켜 에너지 흡수능을 개선하는 초고강도 부품의 고주파 열처리방법에 관한 것이다.Patent Document 1 relates to a high-frequency heat treatment method for an ultra-high-strength part subjected to hot stamping treatment, comprising a first step of heating a heat-treated portion of a hot-stamped ultra-high-strength component so as to have an AC3 transformation point or higher, And a third step of cooling the final structure of the heat treatment section having completed the phase transformation to austenite to become ferrite-pearlite, and a third step of cooling the ferrite-pearlite so as to become ferrite-pearlite, To a method of high-frequency heat treatment of an ultra-high-strength component which locally generates a softened structure for absorbing energy by high-frequency heat treatment of a heat treatment portion of an ultra-high-strength component, thereby improving elongation and energy absorption.

특허문헌 2는, 핫 스탬핑 성형 장치에 관한 것으로, 일정 온도로 가열된 제품 소재를 성형과 동시에 냉각하고 그 제품 소재의 외곽부를 트리밍 가공하기 위한 것으로서, ⅰ)제품 소재의 하단면 형상을 갖는 하형 스틸이 구비되고, 하형 스틸의 외측에 블랭크 홀더가 상하 방향으로 이동 가능하게 설치되는 하형 다이와, ⅱ)블랭크 홀더에 설치되며, 제품 소재의 외곽부를 지지하는 하형 트림 스틸과, ⅲ)제품 소재의 상단면 형상을 갖는 상형 스틸이 구비되고, 하형 다이에 대응하여 상하 방향으로 이동 가능하게 구성되는 상형 다이와, ⅳ)하형 트림 스틸에 대응하여 상형 스틸의 외측에 설치되며, 하형 트림 스틸과 함께 하강하며 제품 소재의 외곽부를 트리밍 가공하는 상형 트림 스틸과, ⅴ)상,하형 스틸과 상,하형 트림 스틸에 각각 구성되며 냉각 매체를 유통시키는 냉각유닛을 포함할 수 있다.Patent Document 2 relates to a hot stamping molding apparatus for cooling a product material heated to a predetermined temperature simultaneously with molding and trimming an outer portion of the product material, and is characterized in that: (i) a lower mold steel A lower die provided with a blank holder on the outside of the lower steel so as to be movable in the up and down direction, ii) a lower mold steel provided on the blank holder for supporting the outer frame of the product material, and iii) And iv) an upper die provided on the outer side of the upper die in correspondence with the lower die trim steel, descending with the lower die trim steel, and being movable in a vertical direction corresponding to the lower die, And v) upper and lower steels and upper and lower trim steels, respectively, and a cooling medium And may include a cooling unit for circulation.

특허문헌 3은 핫 스탬핑 성형장치에 관한 것으로, 상단에 성형 소재가 안착 위치되는 하부금형과, 상기 하부금형의 상부에서 승강 가능하게 설치되며, 하강시 상기 소재를 일정 형상으로 가압성형하는 상부금형 및, 상기 상부금형과 상기 하부금형 내에 배열되어 냉각수를 순환시키며, 선정된 각 표면에만 열전도상승을 위한 전도물질을 차등 코팅 처리하여, 상기 소재의 각 부분들을 차등 냉각시키는 냉각수 순환관을 포함한다.Patent Document 3 relates to a hot stamping molding apparatus, which includes a lower mold for placing a molding material on an upper portion thereof, an upper mold for vertically pressing the molding material to a predetermined shape when the lower mold is lowered, And a cooling water circulation pipe arranged in the upper mold and the lower mold to circulate the cooling water and differentially coating the conductive material for increasing the thermal conductivity only on the selected surfaces to differentially cool the respective parts of the material.

특허문헌 4는 핫 스탬핑 금형에 관한 것으로, 볼스터에 장착되는 하형과 슬라이더에 장착되는 상형을 포함하는 핫 스탬핑 금형에 있어서, 상기 하형 및 상형은 내부에 복수의 냉각수 챔버가 형성되는 냉각금형; 상기 냉각금형의 일측에 설치되어 냉각금형과 함께 성형면을 형성하며, 일측에 히팅 카트리지가 설치되는 가열금형; 상기 냉각금형과 가열금형 사이에 하중방향으로 개재되는 다수의 인서트 블록을 포함한다.Patent Document 4 relates to a hot stamping die, which comprises a lower die mounted on a bolster and a top die mounted on a slider, wherein the lower die and the upper die have a cooling metal mold in which a plurality of cooling water chambers are formed; A heating mold installed on one side of the cooling metal mold to form a molding surface together with a cooling metal mold, and a heating cartridge is installed on one side; And a plurality of insert blocks interposed between the cooling metal mold and the heating metal mold in a load direction.

하지만, 이런 핫 스탬핑 성형 장치로 제작한 부품은 다음과 같은 문제가 발생한다.However, the parts produced by such a hot stamping molding apparatus have the following problems.

(1) 핫 스탬핑 처리를 하면 강성이 커지나 연성이 부족하여 쉽게 부서지거나 부스러지는 취성이 강해진다.(1) When hot stamping treatment is performed, the rigidity is increased, but the ductility is insufficient, so that the fragility is easily broken or crumbled.

(2) 이처럼 취성이 강한 경우, 성형품에 어느 정도 이상의 충격을 가하면 쉽게 부서지면서 충격 흡수가 원활하게 이루어지지 않아 성형품이 쉽게 파손될 우려가 있다.(2) If the brittleness is strong as described above, if the impact is applied to the molded article to some extent, the brittle is easily broken and the shock absorption is not smoothly carried out, which may easily break the molded article.

(3) 이는, 자동차 차체에서 측면 구조를 지지하는 센터 필러와 같이 충격 흡수를 통해 운전자와 다른 탑승자의 안전성을 담보해야 하는 성형품의 경우, 충격 흡수를 하지 못할 뿐만 아니라 성형품이 쉽게 부러지면서 부러진 부분 때문에 운전자나 탑승자에게 2차로 상해를 입힐 우려가 있다.(3) This is because, in the case of a molded product in which the safety of the driver and the other passengers must be secured through shock absorption such as a center pillar supporting the side structure in the vehicle body, not only the shock absorption can not be performed but also the broken part There is a risk of injuring the driver or passenger by the second degree.

(4) 이 때문에, 성형품 전체 표면에 대하여 핫 스탬핑 처리한 성형품에, 냉각수를 이용하여 부분적으로 연화 처리하여 취성을 약화시켜 연성을 확보할 수 있게 핫 스탬핑 성형품을 냉각하기도 한다. 하지만, 냉각수로 냉각하는 경우 다음과 같은 문제가 있다.(4) Therefore, the hot-stamped molded article can be cooled so that the molded article obtained by hot-stamping the entire surface of the molded article is partially softened by cooling water to weaken the brittleness and secure ductility. However, there are the following problems when cooling with cooling water.

(5) 냉각수는 연화하고자 하는 부분만 정확하게 구분하여 냉각하는 데 한계가 있다. 이는 연화가 필요한 부분뿐만 아니라 그 주변까지 연화시켜 핫 스템핑 성형품의 전체적인 강성을 떨어뜨릴 우려가 있다.(5) Cooling water has a limitation in accurately separating only the portion to be softened and cooling it. This may soften not only the portion where softening is required but also the vicinity thereof, thereby lowering the overall rigidity of the hot stamping molded article.

(6) 또한, 냉각수는 미리 정한 온도를 유지해야만 이 냉각수로 냉각하였을 때 냉각 부위가 원하는 연성을 가지게 하나, 실제 냉각수의 온도가 일정하지 않다. 이는 미리 정한 시간 동안 냉각하더라도 핫 스탬핑한 성형품마다 물성값이 일정해야 하나 일정하지 않아서 품질 불량으로 이어질 우려가 있다.(6) If the cooling water is maintained at a predetermined temperature, the cooled region has a desired ductility when cooled by the cooling water, but the actual cooling water temperature is not constant. This is because, although the product is cooled for a predetermined time, the physical property value should be constant for each hot stamped product, but it is not constant and may lead to poor quality.

(7) 한편, 핫 스탬핑한 부품을 부분적으로 열처리하는 기술이 특허문헌 1에 개시되어 있으나, 이는 다음과 같은 문제가 있다.(7) On the other hand, a technique of partially heat-treating a hot-stamped part is disclosed in Patent Document 1, but this has the following problems.

(8) 두 번에 걸쳐 소정의 온도 이상으로 가열해야 하므로 고주파 열처리 시간이 길뿐만 아니라 번거로워 작업 효율이 떨어진다. 특히, 자동차 생산 라인과 같이 한 공정에서 이루어지는 택 타임(Takt Time)이 짧은 경우 종래 기술로는 택 타임 내에 고주파 열처리를 끝낼 수 없는 문제가 있다.(8) Since it must be heated to a predetermined temperature or more twice, the high-frequency heat treatment time is not only long but also labor-intensive, which lowers the working efficiency. In particular, when the take-up time of a process such as an automobile production line is short, there is a problem that the conventional high-frequency heat treatment can not be completed within a predetermined time.

(9) 게다가 이처럼 고주파 열처리한 부품에 대해 상변화가 완료될 때까지 온도를 유지하였다가 냉각해야 하므로 한정된 시간인 택 타임 내에 핫 스탬핑한 부품에 대해 고주파 열처리를 하는 데 한계가 있다.(9) Furthermore, since the high-frequency heat-treated component must be cooled and maintained until the phase change is completed, there is a limitation in performing the high-frequency heat treatment on the hot-stamped component within a predetermined time.

한국공개특허 제10-2013-0131898호 (공개일 : 2013.12.04)Korean Patent Laid-Open No. 10-2013-0131898 (Publication date: December 3, 2013) 한국등록특허 제1427918호 (등록일 : 2014.08.01)Korean Registered Patent No. 1427918 (Registered on Apr. 2014, 2014) 한국공개특허 제10-2014-0118353호 (공개일 : 2014.10.08)Korean Patent Publication No. 10-2014-0118353 (Publication date: October 10, 2014) 한국등록특허 제1461887호 (등록일 : 2014.11.08)Korean Registered Patent No. 1461887 (Registered on Nov. 2014)

본 발명은 이러한 점을 고려하여 발명한 것으로, 핫 스탬핑 방식으로 제작한 부분품에 대하여 취성이 강한 부분에 국부적으로 고주파 열처리하여 연화 처리함으로써, 핫 스탬핑 처리한 성형품에 대하여 강도가 커짐에 따라 취성 때문에 파단될 우려가 있는 부분의 연성을 높여 핫 스탬핑 처리한 성형품이 쉽게 파단되거나 부서지지 않게 하고, 또한 이처럼 파단되거나 부서짐에 따라 발생할 수 있는 안전사고를 미리 방지할 수 있게 한 고강성 패널을 핫 스탬핑한 부분품의 연화 처리 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention has been made in view of this point and it is an object of the present invention to provide a hot stamping method in which a part subjected to hot stamping is locally subjected to a high frequency heat treatment and softened to a part having high brittleness, A hot-stamped part of a high-rigidity panel, which can prevent a hot-stamped molded product from easily breaking or breaking, and preventing a safety accident that may occur as a result of such breakage or breakage, And a softening treatment method of the softening agent.

특히, 본 발명은 취성이 강한 부분으로서, 부분품을 다른 부분품과 접합하기 위한 접합 부분, 부분품의 테두리를 형성하는 플랜지 부분, 그리고 부분품을 다른 부분품과 움직일 수 있게 장착하는 연결 부분 등에 연화 처리함으로써, 외부 충격이 부분품에 가해지더라도 연성을 높여 쉽게 파단되거나 부서지는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 부분품에 따라 달라지는 물성값을 만족하면서도 그 전체 중량을 줄일 수 있게 한 고강성 패널을 핫 스탬핑한 부분품의 연화 처리 방법을 제공하는 데 다른 목적이 있다.Particularly, the present invention relates to a brittle material which is soft and has a bonding part for bonding the part to another part, a flange part for forming the rim of the part, and a connecting part for movably mounting the part to another part, A method of softening a part stamped with a high rigidity panel which can not easily break or break even when the impact is applied to the part, and which can reduce the entire weight while satisfying physical property values that vary depending on the parts There are other purposes to provide.

또한, 본 발명은 실질적으로 고주파 열처리를 수행하는 코일을 이동식으로 제작하여 하나의 코일로 연화하고자 하는 부분품의 연화 위치로 이동하면서 연화하게 하거나, 연화하고자 하는 위치에 알맞은 형태로 고정식의 코일을 제작하여 사용함으로써, 부분품 형상에 맞는 맞춤형 코일을 제작하여 부분품에 대한 국부 연화 작업이 더욱 원활하게 이루어질 수 있게 한 고강성 패널을 핫 스탬핑한 부분품의 연화 처리 방법을 제공하는 데 또 다른 목적이 있다.In addition, the present invention is characterized in that a coil for practically performing a high-frequency heat treatment is manufactured in a movable manner and is softened while moving to a softening position of a part to be softened by one coil, or a fixed type coil is manufactured in a proper shape at a position to be softened Another object of the present invention is to provide a method of softening a part by hot-stamping a high-rigidity panel, which enables a localized softening operation to be smoothly performed on a part by manufacturing a customized coil suitable for the shape of the part.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 연화 처리 방법은, 미리 정한 크기로 제공받은 고강성 패널(10)을 미리 정한 온도와 압력으로 핫 스탬핑 가공한 부분품(10')에 대하여, 고주파 열처리기(100)를 이용하여 취성이 강하여 파단되거나 깨지기 쉬운 부분에 국부적으로 고주파 열처리하여 연화하는 공정을 실시하되, 상기 연화 공정은 핫 스탬핑 강도의 50~70%의 강도를 가지도록 350~600℃에서 10~30초 동안 고주파 열처리하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a softening treatment method according to the present invention is a method for softening a high-rigidity panel (10) provided with a predetermined size at a predetermined temperature and pressure by hot stamping a part (10 ' 100), the softening process is performed at a temperature ranging from 350 to 600 ° C. for 10 to 30 minutes so as to have a strength of 50 to 70% of the hot stamping strength, And subjected to high-frequency heat treatment for 30 seconds.

특히, 상기 고주파 열처리기(100)로 연화하는 부분은, 부분품(10')에서 부분품을 하나로 연결하거나 다른 부분품과 연결하기 위해 융착하는 부분을 포함하는 것을 특징으로 한다.Particularly, the portion to be softened by the high-frequency thermal processing machine 100 is characterized in that it includes a portion which is fused to connect the parts in the part 10 'or connect them to other parts.

또한, 상기 고주파 열처리기(100)로 연화하는 부분은, 부분품(10')의 테두리를 형성하는 플랜지를 포함하는 것을 특징으로 한다.Further, the portion to be softened by the high frequency heat treatment apparatus 100 is characterized by including a flange that forms the rim of the part 10 '.

그리고, 상기 고주파 열처리기(100)로 연화하는 부분은, 부분품(10')을 다른 부분품과 움직일 수 있게 장착하는 연결 부분을 포함하는 것을 특징으로 한다.The portion to be softened by the high frequency heat treatment machine 100 is characterized in that it includes a connecting portion for movably mounting the part 10 'with other parts.

또한, 상기 고주파 열처리기(100)로 연화하는 부분은, 부분품(10')을 다른 부분품과 연결하여 하나로 조립하기 위해 접합하는 접합 부분을 포함하는 것을 특징으로 한다.The portion to be softened by the high-frequency thermal processing machine 100 is characterized in that it includes a joint portion for joining together the parts 10 'with other parts so as to assemble them into one.

그리고, 상기 고주파 열처리기(100)는, 고주파를 발생하는 발진기(110), 고주파 발생으로 생긴 고주파 열원으로부터 발진기(110)를 냉각시켜서 보호하기 위한 칠러(120), 코일(150)을 연화하고자 하는 위치로 이송하기 위한 이송 로봇(130), 이 이송 로봇(130)에 장착하여 발진기(110)에 출력하는 신호를 코일(150)로 전달하기 위해 이송 로봇(130)에 장착한 서킷(140), 이 서킷(140) 끝에 장착하여 고주파를 전달받아 실질적으로 연화 작업을 수행하는 코일(150), 부분품(10')을 지지하기 위한 지그(160), 그리고 연화 처리에 필요한 온도와 주파수 그리고 전류 등을 제어하면서 상기 이송 로봇(130)이 국부적으로 연화 처리할 수 있도록 부분품(10')에서 미리 정한 위치로 이동하게 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The high frequency heat treatment apparatus 100 includes an oscillator 110 for generating a high frequency, a chiller 120 for cooling and protecting the oscillator 110 from a high frequency heat source generated by high frequency generation, A circuit 140 mounted on the transfer robot 130 for transferring signals to the oscillator 110 mounted on the transfer robot 130 to the coil 150, A coil 150 mounted at the end of the circuit 140 for carrying out a softening operation by receiving a high frequency, a jig 160 for supporting the part 10 ', and a temperature, frequency, And controls the transfer robot 130 to move to a predetermined position in the part 10 'so as to locally soften the transfer robot 130 while controlling the transfer robot 130.

한편, 이러한 연화 처리 장치에서, 상기 고주파 열처리기(100)에서 국부 연화를 위해 사용하는 코일(150)은, "ㄴ"자 형상으로 형성하여 이동하면서 연화 작업을 할 수 있게 이동식으로 제작한 것을 특징으로 한다.On the other hand, in such a softening treatment apparatus, the coil 150 used for local softening in the high frequency heat treatment apparatus 100 is formed in a "B" shape, and is manufactured in a movable fashion so as to be softened while moving .

마지막으로, 상기 고주파 열처리기(100)에서 국부 연화를 위해 사용하는 코일(150)은, 연화 처리하기 위한 부분품(10')의 형상과 같거나 유사하게 제작하여 고정식으로 사용하는 것을 특징으로 한다.Finally, the coil 150 used for local softening in the high-frequency heat treatment apparatus 100 is formed to have the same shape as or similar to the shape of the part 10 'for softening treatment, and is used as a fixed type.

본 발명에 따른 고강성 패널을 핫 스탬핑한 부분품의 연화 처리 방법은 다음과 같은 효과가 있다.The softening treatment method of hot stamping a high rigidity panel according to the present invention has the following effects.

(1) 취성이 강하여 연화가 필요한 부분에 대하여 고주파 열처리기로 연화 처리하므로, 핫 스탬핑한 부분품에 대해 전체적으로 원하는 강성을 얻으면서도 파단이나 부서지는 현상을 방지할 수 있다.(1) Softening is performed with a high-frequency heat treatment machine on a portion requiring softening due to high brittleness, so that a desired stiffness can be obtained as a whole with respect to a hot stamped part, and breakage or breakage can be prevented.

(2) 특히, 이러한 연화 처리는 강성을 높이기 위한 부분, 즉 부분품을 조립하기 위한 접합 부분, 다른 부분품과 조립하기 위해 융착하는 부분, 다른 부분품 등과 움직일 수 있게 연결하기 위한 연결 부분과 같이, 실제 충격이 가해졌을 때 취성이 강해 쉽게 파손되거나 부서질 수 있는 부분에 대해 연성 처리를 하므로 부분품 전체에 대한 물성치를 높일 수 있다.(2) In particular, such a softening treatment is carried out in such a manner as to increase the rigidity, that is, the joining portion for assembling the parts, the joining portion for assembling with other parts, the connecting portion for movably connecting with other parts, It is possible to increase the physical properties of the whole parts by performing the softening treatment on the parts which are easily broken or broken.

(3) 실질적으로 부분품에 대해 연화 처리하는 코일을 이동식으로 제작하여, 복잡한 형상으로 이루어진 부분품의 경우에도 이 코일이 부분품의 형상을 따라 움직이면서 쉽고 신속하게 원하는 부분에 연화 작업을 할 수 있어 작업 효율을 높일 수 있다.(3) By virtue of the fact that a coil for softening a part is moved by a moving type, even in the case of a part having a complicated shape, the coil can move along the shape of the part so that the softening work can be performed easily and quickly at a desired part, .

(4) 이처럼 코일을 범용으로 제작할 수 있으므로 연화 처리 장치의 구성을 단순화할 수 있을 뿐만 아니라 부분품의 형상이 달라지더라도 설비 자체를 그대로 사용할 수 있어 투자 비용을 줄일 수 있다.(4) Since the coils can be manufactured in a general manner as described above, not only the structure of the softening treatment apparatus can be simplified, but the equipment itself can be used as it is even if the shape of the parts is changed.

(5) 또한, 상기 코일은 부분품의 특정 부분에 맞는 형태로 제작하여 고정식으로서 정해진 위치만 연화 처리를 할 수 있게 구성함으로써, 연화 처리를 하기 위해 미리 정한 위치에 대해 집중적으로 연화 처리를 할 수 있게 하여 작업 효율을 높일 수 있다.(5) In addition, since the coil is formed in a shape fitting to a specific part of the part, and the softening process can be performed only at a fixed position as a fixed formula, the softening process can be performed intensively on a predetermined position for the softening process Thereby improving the working efficiency.

(6) 통상의 고주파 열처리기를 연화 장치로 이용하므로, 별도의 연화 공정을 위한 설비를 갖추지 않아도 되므로 연화 처리 장치의 전체 구성이 간단하면서도 쉽게 제작하여 사용할 수 있다.(6) Since a conventional high frequency heat treatment machine is used as a softening device, it is not necessary to provide a facility for a separate softening process, so that the entire structure of the softening treatment device can be easily manufactured and used.

(7) 특히, 다른 형상으로 제작한 코일로 교체하는 간단한 작업을 통해 다양한 부분품에 대해서도 연화 처리 작업을 할 수 있다.(7) Especially, it is possible to soften various parts by simple operation of replacing them with coils made in different shapes.

(8) 이처럼 국부적인 연화 처리를 통해 부분품 전체의 물성값을 높일 수 있으므로 별도의 연화 처리를 하지 않아도 될 뿐만 아니라 그 부분품의 중량을 줄일 수 있어 자동차의 경우 연비를 높이는 효과를 기대할 수 있다.(8) Since the physical property value of the whole part can be increased through the local softening treatment, not only the softening treatment but also the weight of the parts can be reduced, which can increase the fuel efficiency of the automobile.

(9) 또한, 본 발명은 연화 처리를 위한 고주파 열처리 시간이 10~30초 동안 이루어지게 구성하므로, 통상적으로 제품 생산 라인에서 한 공정의 조립 시간에 주어지는 택 타임(Takt Time) 내에 연화를 위한 고주파 열처리가 이루어질 수 있다.(9) In addition, since the high frequency heat treatment time for softening treatment is set to 10 to 30 seconds, the present invention provides a high frequency for softening in a product time in a product production line, A heat treatment can be performed.

(10) 이는 자동으로 이루어지는 생산 라인에 본 발명에 따른 연화 방법을 적용하더라도 무리 없이 적용할 수 있어 결과적으로 생산성과 안전성을 높일 수 있다.(10) Even if the softening method according to the present invention is applied to an automatic production line, it can be applied without difficulty, resulting in increased productivity and safety.

[도 1]은 핫 스탬핑 방식으로 부분품을 제조하는 상태를 보여주기 위한 도면으로, (a)는 패널의 한 가지 예를 보여주는 사시도이고, (b)는 핫 스탬핑 금형을 통해 부분품을 제작한 예를 보여주기 위해 금형을 이형한 사시도.
[도 2]는 본 발명에 따른 고주파 열처리기의 구성을 보여주기 위한 사시도.
[도 3]은 본 발명에 따라 고주파 열처리하는 데 사용하는 이동식 코일의 한 가지 예를 보여주는 사시도.
[도 4]는 본 발명에 따라 사이드 실에 고주파 열처리하는 데 사용하는 고정식 코일을 보여주기 위한 사진.
[도 5]는 본 발명에 따라 자동차의 센터 필러에 고주파 열처리기로 연화 처리한 상태를 보여주기 위한 측면도.
[도 6]은 본 발명에 따른 시편을 고주파 출력에 따른 평균 온도의 관계를 보여주는 그래프.
[도 7]은 본 발명에 따른 시편을 고주파 출력에 따른 비커스 경도를 보여주는 그래프로, (a)는 시편의 한쪽에서 길이의 50㎜가 되는 지점에서 측정한 그래프이고, (b)는 시편의 한쪽에서 길이의 135㎜가 되는 지점에서 측정한 그래프.
[도 8]은 핫 스탬핑한 시료를 전자현미경(SEM)으로 확대한 사진.
[도 9]는 본 발명에 따라 핫 스탬핑한 다음 고주파 열처리하여 연화한 시료를 전자현미경(SEM)으로 확대한 사진.
(A) is a perspective view showing one example of a panel, and (b) is an example of producing a part through a hot stamping mold. Fig. 1 A perspective view of a mold released to show.
FIG. 2 is a perspective view showing a configuration of a high frequency heat treatment apparatus according to the present invention. FIG.
FIG. 3 is a perspective view showing one example of a mobile coil used for high-frequency heat treatment according to the present invention; FIG.
4 is a photograph showing a stationary coil used for high-frequency heat treatment in a side chamber according to the present invention.
5 is a side view for showing a state in which a center pillar of an automobile is softened by a high frequency heat treatment machine according to the present invention.
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the average temperature according to the high-frequency output of the specimen according to the present invention.
FIG. 7 is a graph showing the Vickers hardness of the specimen according to the present invention with high frequency output, wherein FIG. 7 (a) is a graph measured at a point of 50 mm in length from one side of the specimen, At 135 mm in length.
FIG. 8 is a photograph of a sample hot-stamped by an electron microscope (SEM). FIG.
9 is a photograph enlarged by an electron microscope (SEM) of a sample hot-stamped according to the present invention and softened by high-frequency heat treatment.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 최고의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 따라 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms, and the inventor should properly define the concept of the term to describe its invention in the best possible way The present invention should be construed in accordance with the spirit and scope of the present invention.

따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 한가지 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형례가 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
Therefore, the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are merely the most preferred embodiments of the present invention and are not intended to represent all of the technical ideas of the present invention. Thus, various equivalents And variations may be present.

(구성)(Configuration)

본 발명에 따른 고강성 패널(10)로 이루어진 부분품을 연화 처리하는 방법은, [도 1] 내지 [도 4]와 같이, 고강성 패널(10)을 핫 스탬핑 장치(H)로 가공한 부분품(10')에 대하여, 고주파 열처리기(100)를 이용하여 취성이 강한 부분에 국부적으로 택 타임(Takt Time) 내에 고주파 열처리하여 연화하는 공정을 통해 외부 충격에 대해서도 쉽게 깨지거거나 부서지지 않고 원하는 물성값을 얻을 수 있게 한 것이다.A method of softening a part made of a high rigidity panel 10 according to the present invention is a method of softening a part made of a high stiffness panel 10 by using a hot stamping device H as shown in Figs. 10 ') is subjected to a high-frequency heat treatment and softening in a locally strong part of the brittleness by using the high-frequency heat treatment machine 100 so as to soften or break even the external impact, .

특히, 본 발명은 핫 스탬핑 가공을 함에 따라 취성이 강해지는 부분, 예를 들어서 다른 부분품과 연결하기 위해 융착하는 융착 부분이나, 부분품(10')의 플랜지 부분, 다른 부분품과 서로 움직일 수 있게 연결하는 부분, 그리고 부분품을 조립하기 위한 접합 부분을 고주파 열처리하여 연화함으로써, 쉽게 깨지거나 부서질 수 있는 부분에 대해 연성을 높여 부분품(10')의 품질을 전반적으로 높일 수 있게 한 것이다.
Particularly, the present invention relates to a hot stamping process, in which a hot-stamping process is carried out such that a part which is strengthened in brittleness, for example, a fused portion to be fused for connection with another piece, or a flange portion of another piece 10 ' And the joining portions for assembling the parts are softened by high-frequency heat treatment so as to increase the ductility to the portions that can be easily broken or broken, thereby improving the overall quality of the parts 10 '.

이하, 이러한 연화하는 구성에 관하여 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, the softening structure will be described in more detail as follows.

우선, 본 발명은 고강성 패널(10)을 핫 스탬핑 장치(H)로 가공하여 얻은 부분품(10')에 대해 국부적으로 연화하기 위한 구성이므로, 본 발명에 따라 연화하는 공정에 앞서, 고주파 열처리기(100)와 핫 스탬핑 장치(H)에 관해 간단하게 설명한다.First, since the present invention is configured to locally soften the part 10 'obtained by processing the high-rigidity panel 10 with the hot stamping device H, prior to the softening step according to the present invention, (100) and the hot stamping apparatus (H) will be briefly described.

핫 스탬핑 장치(H)는, [도 1]과 같이, 상하 금형으로 이루어지며, 그 사이에 고강성 패널(10)을 삽입하고, 이 고강성 패널(10)에 미리 정한 압력과 열을 가하여 미리 상하 금형에 형성한 원하는 형상의 부분품(10')을 얻을 수 있는 통상의 기술로 제작한 것이다. 이러한 핫 스탬핑 장치(H)는, 고강성 패널(10) 전체에 대해 가열과 압력을 가하여 부분품(10')을 형성하므로, 핫 스탬핑 처리한 부분품(10')은 전체적으로 강성이 높아지므로 이 강성과 비례하여 취성도 높은 상태이다.The hot stamping device H is composed of upper and lower molds as shown in Fig. 1, and a high rigidity panel 10 is inserted therebetween. A predetermined pressure and heat are applied to the high rigidity panel 10, And a part 10 'having a desired shape formed on the upper and lower molds can be obtained. Since the hot stamping device H forms the part 10 'by applying heat and pressure to the entire high-rigidity panel 10, the hot stamping part 10' has a high rigidity as a whole, It is in a state of high brittleness proportionally.

고주파 열처리기(100)는, [도 2]와 같이, 고주파를 발생하는 발진기(110), 고주파 발생으로 생긴 고주파 열원으로부터 발진기(110)를 냉각시켜서 보호하기 위한 칠러(120), 코일(150)을 연화하고자 하는 위치로 이송하기 위한 이송 로봇(130), 이 이송 로봇(130)에 장착하여 발진기(110)에 출력하는 신호를 코일(150)로 전달하기 위해 이송 로봇(130)에 장착한 서킷(140), 이 서킷(140) 끝에 장착하여 고주파를 전달받아 실질적으로 연화 작업을 수행하는 코일(150), 그리고 상술한 부분품(10')을 지지하기 위한 지그(160)를 포함한다.
2, the high-frequency thermal processing unit 100 includes a chiller 120 for generating a high frequency, a chiller 120 for cooling and protecting the oscillator 110 from a high-frequency heat source generated by high-frequency generation, a coil 150, A circuit mounted on the transfer robot 130 for transferring a signal to be output to the oscillator 110 to the coil 150, a transfer robot 130 for transferring the transfer robot 130 to a position to be softened, A coil 150 mounted at an end of the circuit 140 to receive a high frequency and performing a softening operation and a jig 160 for supporting the above-mentioned component 10 '.

본 발명에 따른 고주파 열처리기(100)는 이러한 하드웨어적 구성과 더불어, 이들을 제어하기 위한 제어부를 갖추고 있다. 제어부는 연화 처리에 필요한 온도와 주파수 그리고 전류 등을 제어하면서 상기 이송 로봇(130)이 국부적으로 연화처리할 수 있도록 부분품(10')에서 미리 정한 위치로 이동할 수 있게 제어한다.
The high-frequency thermal processing apparatus 100 according to the present invention has a hardware configuration and a control unit for controlling these. The control unit controls the transfer robot 130 to move to a predetermined position in the part 10 'so as to locally soften the transfer robot 130 while controlling temperature, frequency, and current required for the softening process.

이처럼 이루어진 고주파 열처리기(100)를 이용하여 핫 스탬핑한 부분품에 대해 국부적으로 연화하는 과정을 살펴보면 다음과 같다. 이때의 연화 공정은 제어기의 제어를 통해 아래와 같이 이루어지며, 이에 국부적으로 연화하는 부분과 코일(150)에 관하여 차례로 설명한다.Hereinafter, a process of locally softening a hot-stamped part using the high-frequency heat treatment apparatus 100 will be described. At this time, the softening process is performed through the control of the controller as follows. The localized softening portion and the coil 150 will be described in turn.

상기 제어부는, 상술한 핫 스탬핑 장치(H)로 가공한 부분품(10')이 핫 스탬핑 공정으로 얻은 강도의 50~70% 정도의 강도를 갖도록 부분품(10')의 취성이 강한 부분에 대해 고주파 열처리하여 연성을 갖도록 제어한다. 이처럼 국부적으로 연성을 높이기 위해, 제어부는 350~600℃ 온도로 10~30초 동안 고주파 가열하여 연화시키는 것이 바람직하다.The control unit controls the frequency of the high frequency component of the part 10 'processed by the hot stamping device H so that the part 10' processed by the hot stamping device H has a strength of about 50 to 70% Heat treatment is performed to control ductility. In order to enhance the local ductility, it is preferable that the control unit is softened by high-frequency heating at a temperature of 350 to 600 ° C for 10 to 30 seconds.

이때의 고주파 가열 시간은 짧은 시간에 원하는 부분을 연화할 수 있게 구성함으로써, 생산라인에서 한 공정이 이루어지는 조립 시간, 즉 택 타임(Takt Time) 내에 본 발명에 따른 연화 공정이 완료될 수 있게 하여 이처럼 생산 라인에 본 발명을 적용하였을 때 택 타임 내에 원활하게 고주파 연화 작업을 마칠 수 있게 하기 위함이다.
The high-frequency heating time at this time is configured to soften the desired portion in a short time, thereby allowing the softening process according to the present invention to be completed within the assembly time at which one process is performed in the production line, that is, the takt time, When the present invention is applied to a production line, the high-frequency softening operation can be smoothly completed within a tact time.

또한, 상기 제어부가 국부적으로 연화하는 부분은, (1)다른 부분품과 융착하는 부분, (2)부분품(10')의 테두리 부분, (3) 연결부분, 그리고 (4)접합 부분을 예로 들 수 있다. 이들 각 부분에 대해서 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.
The portion to be softened locally by the control portion may be (1) a portion fused to other parts, (2) a rim portion of the part 10 ', (3) a connecting portion, and (4) have. Each of these parts will be described in more detail as follows.

(1) 융착 부분(1) Fused portion

"융착 부분"이란, 부분품을 제작하는 데 서로 연결하여 하나로 조립할 때 조립을 위해 융착하는 부분을 말한다. 즉, 부분품은 하나의 고강성 패널로 전체적인 형상을 제작할 수도 있으나, 부분품의 형상이 복잡한 경우, 여러 매의 고강성 패널로 적절하게 나눠서 부분품 형태로 가공한 다음, 이들 부분품을 하나로 연결하기 위해 스폿 용접과 같이 융착하여 하나의 부분품으로 완성한다. 또한, 부분품에는 강성 보완이나 구조적인 형상 등을 위해 덧대는 브래킷 형태의 패널도 이처럼 융착하는 부분에 포함한다."Fused portion" refers to a portion which is fused for assembly when assembled into one piece by connecting to each other to produce a piece. In other words, a part can be formed by a single high-rigidity panel, but if the shape of the part is complicated, it is divided into several pieces of high-rigidity panels appropriately and processed into parts. Then, And is completed as a single part. In addition, the brackets of the pads are also included in the fused portion in order to complement the stiffness or to make structural shapes.

이처럼 스폿 용접과 같이 융착하는 부분은 다른 부분과 비교하여 강도가 높아지므로 취성도 함께 강해진다. 따라서, 본 발명에서는 이러한 융착 부분에 대해서 연화 처리를 한다.
As described above, the portion to be fused like spot welding has a higher strength as compared with the other portions, so that the brittleness also becomes stronger. Therefore, in the present invention, such fusion-bonded portions are softened.

(2) 테두리 부분(2) the rim portion

"테두리 부분"이란, 고강성 패널로 제작한 부분품의 플랜지 부분, 즉 핫 스탬핑 처리하여 고강성 패널을 미리 정한 형태로 열과 압력을 가하여 부분품을 제작한 뒤에 테두리 부분이 통상 평면 형태로 그대로 남는 경우가 있다.The term "rim portion" refers to a case where a flange portion of a part made of a high rigidity panel, that is, a hot-stamping process, a high rigidity panel is preliminarily formed in a predetermined shape, have.

이처럼 평면 형태로 남은 테두리 부분은 핫 스탬핑 처리로 강성이 강한 부분이므로 외부 충격 등에 쉽게 부서지거나 파손의 우려가 있다. 이에, 본 발명에서는 이러한 테두리 부분에 대해서도 연화 처리를 수행한다.
Since the frame portion remaining in a flat shape is a portion having a high rigidity due to hot stamping treatment, it may easily break or be damaged by an external impact. Therefore, in the present invention, the softening process is also performed on the edge portions.

(3) 연결 부분(3) Connecting portion

"연결 부분"이란, 부분품과 부분품을 연결하여 어느 하나 또는 두 개의 부분품이 움직일 수 있게 연결하는 부분을 말한다. 예를 들어서, 부분품이 센터 필러인 경우, 이 센터 필러에는 뒷문을 지지할 수 있게 힌지를 결합하고 앞문을 닫힌 상태로 유지할 수 있게 록커를 장착하는 데, 이 힌지를 장착하는 부분과 록커를 지지할 수 있게 하는 센터 필러 부분을 연결 부분이라고 한다."Connection part" means a part that connects parts and parts so that any one or two parts can move. For example, if the part is a center pillar, the center pillar is fitted with a hinge so that it can support the back door, and the locker is mounted so that the front door can be kept closed. The center pillar portion is called the connecting portion.

이는 앞문이나 뒷문을 여닫을 때 충격 등이 반복해서 센터 필러에 가해짐에 따라 파손이나 부서짐이 생길 수 있으므로 이를 방지하기 위해 본 발명에서는 이러한 연결 부분에 대해서도 연화 처리를 한다.
This is because when the front door or the rear door is opened and closed, the impact is repeatedly applied to the center pillar, so that breakage or breakage may occur. Therefore, in the present invention, such a connection portion is also softened.

(4) 접합 부분(4)

"접합 부분"이란, 부분품을 다른 부분품과 접합하여 하나의 구조체를 구성할 수 있게 연결하는 부분을 말한다. 예를 들어서, 센터 필러의 경우 기둥 형태로 제작한 부분품을 루프패널과 사이드 실에 양단을 각각 융착하여 고정하는 데, 이처럼 루프패널과 사이드 실에 장착하는 센터 필러의 양쪽 부분을 말한다."Joint" refers to the portion of a component that is joined to another component to form a structure. For example, in the case of a center pillar, both parts of a center pillar mounted on a roof panel and side seals are referred to as fusing both parts to a roof panel and side seals, respectively.

이러한 접합 부분은 통상 융착 방식으로 접합하는 경우가 많은 데, 자동차의 측면 충돌 사고와 같이 차량에 외부 충격이 가해질 경우 파손되거나 부서지면, 그 부분이 자동차 실내 측으로 들어가면서 운전자와 탑승자에게 2차 상해를 입힐 수 있으므로, 취성을 낮춰 연성을 높일 수 있게 연화 처리하여 이러한 안전사고를 방지할 수 있게 하기 위함이다.
Such joints are usually joined by fusion bonding. When an external impact is applied to a vehicle such as a side collision of a vehicle, if the vehicle is broken or broken, the portion may enter the interior of the vehicle and cause a secondary injury to the driver and the passenger Therefore, in order to lower the brittleness and to soften the brittle material so as to increase ductility, it is possible to prevent such a safety accident.

한편, 본 발명에 따른 연화 처리는, [도 2]와 같이, 발진기(110)에 출력하는 신호를 서킷(140)을 통해 전달받아 실질적으로 고주파 열처리를 통해 연화 작업을 수행하는 코일(150)을 이용하며, 이러한 코일(150)은 이동식 코일이나 고정식 코일 형태로 제작하여 사용할 수 있다.2, the softening process according to the present invention includes a coil 150 for transmitting a signal output to the oscillator 110 through a circuit 140 and performing a softening operation through substantially high frequency heat treatment The coil 150 may be manufactured in the form of a mobile coil or a fixed coil.

(A) 이동식 코일(A) Movable coils

이동식 코일(150)은, [도 3]과 같이, 전체적으로 "ㄴ"자 형상이 되게 접은 형태로 형성한다. 이때, 코일(150)은 전원이 통해야 하므로 더블 관 형태로 접어서 형성하며, "ㄴ"자 형상으로 접은 두 개의 코일이 상하로 미리 정한 간격을 두고 떨어져서 일체로 이루어진 형태로 제작한 예를 보여준다. 도면에서, 미설명 부호 "151"은 서킷(140)에 장착하기 위한 장착구를 나타낸다.As shown in Fig. 3, the movable coil 150 is formed in a folded shape so as to have a "B" shape as a whole. At this time, the coil 150 is folded into a double tube shape because the power source must pass through it, and two coils folded in a "? &Quot; shape are integrally formed by vertically spacing them at predetermined intervals. In the figure, reference numeral 151 denotes a mounting hole for mounting the circuit 140.

이처럼 이루어진 이동식 코일(150)은, 도면에서 가로 부분이 부분품에서 연화 처리를 하고자 하는 부분을 따라서 쉽게 이동할 수 있게 한다. 이때의 이동은 제어부의 제어를 받는 이송 로봇(130)에 의해 이루어진다.The movable coil 150 thus made makes it possible to easily move the transverse portion in the figure along the portion to be softened in the part. At this time, the movement is performed by the transfer robot 130 under the control of the control unit.

이러한 이동식 코일(150)은 센터 필러의 테두리 부분과 같이 넓은 범위에 걸쳐 고주파 열처리를 하는 경우에 적합하다.
The movable coil 150 is suitable for a high-frequency heat treatment over a wide range like the rim of the center pillar.

(B) 고정식 코일(B) Fixed coil

고정식 코일은, [도 4]와 같이, 부분품에서 연화 처리를 하고자 하는 부분과 같거나 유사하게 제작한 코일을 말한다. 이는, 사이드 실과 같이 형상이 복잡하거나 특정 부분만 연화 처리가 필요한 경우 그 특정 부분에 알맞게 코일을 제작하여 사용한다. 도면에서, 가로로 놓인 부분이 사이드 실을, 붉게 보이는 부분이 실제 고주파 열처리한 부분을 그 위에 금색 부분이 "ㄱ"자 형태로 제작한 고정식 코일을 나타낸다.As shown in Fig. 4, the stationary coil refers to a coil manufactured in the same or similar portion as the portion to be softened in the component. This is because, if the shape is complicated like a side seal, or if a softening treatment is required only for a specific portion, a coil is manufactured and used for the specific portion. In the drawing, a side coil is a side coil, a side coil is a horizontal coil, and a red coil is a high frequency coil.

이러한 고정식 코일은 자동차의 사이드 실과 같은 형상에서 국부적으로 연화 처리하는 데 적합하다.
Such a fixed coil is suitable for locally softening processing in the same shape as a side seal of an automobile.

이상과 본 발명은 고주파 열처리를 하는 데 사용하는 통상의 기술로 이루어진 고주파 열처리기를 이용하여 핫 스탬핑 공정으로 제작한 부분품에 대하여 취성이 강한 부분을 연화하여 연성을 높여줌으로써, 외부 충격 등에서도 부분품이 파손되거나 깨지는 현상을 방지하고 양산 품질을 높일 수 있다.The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a high-frequency heat treatment apparatus using a high-frequency heat treatment apparatus for high frequency heat treatment, And the quality of mass production can be improved.

또한, 본 발명은 이러한 연화 장치를 이용하여 자동차용 부분품, 예를 들어서 사이드 실, 센터 필러를 포함하는 필러류, 사이드 실, 그리고 루프패널과 같이 고강성 패널로 제작하는 부분품에 대하여 연화 처리를 할 수 있다.Further, according to the present invention, it is possible to soften the parts made of the high rigidity panel such as the pillars, side seals, and the roof panel including automobile parts, such as side seals and center pillar, .

특히, 본 발명은 [도 5]와 같이, 통상적으로 자동차의 측면 충돌 시험에서 취성이 강한 부분에 대하여, (a)는 테두리 부분을,(b)는 자동차의 측면 충돌 시험에서 취성이 강한 취약 부분을, (c)는 센터 필러를 사이드 실에 장착한 상태에서 취약 부분과, 센터 필러와 사이드 실을 포함하는 부분에 대해 연화 처리하는 것처럼 원하는 부분과 여러 부품 사이에도 연화 열처리를 할 수 있어 기존과 같이 취약한 부분 전체에 대해 연화 처리하는 것과 비교하여 단품 제조 비용을 줄일 수 있다.
Particularly, in the present invention, as shown in Fig. 5, (a) is a rim portion, (b) is a weak portion in a side impact test of an automobile, (C) can be subjected to a softening heat treatment between a desired portion and various parts, such as softening the weak portion and the portion including the center pillar and the side seal in a state where the center pillar is mounted on the side seal, The cost of manufacturing a single product can be reduced as compared to softening the whole weak part.

(핫 (hot 스탬핑한Stamped 강판의 기계적 성질) Mechanical Properties of Steel Plate)

이하, 두께가 1.2t이고 Al-Si 도금한 보론강을 사용하여 본 발명에 따라 핫스탬핑한 강판에, 고주파 열처리한 다음 온도와 경도 그리고 미세 조직을 관찰한 결과에 관해 설명한다.Hereinafter, results of observing the temperature, hardness and microstructure of a steel sheet hot-stamped according to the present invention using a boron steel having a thickness of 1.2 t and Al-Si plating, after high-frequency heat treatment will be described.

우선, 보론 강판을 핫 스탬핑 처리하여 강도 약 1,500㎫의 소재를 제작한 다음, 이를 길이 200㎜이고 폭 25㎜의 판재 형태로 시편을 제작하였다. 그리고, 고주파 코일을 장착한 로봇을 이용하여 스캔 방식으로 아래의 [표 1]과 같이 고주파 출력값을 다음과 같이 3.5[㎾]에서 8.0[㎾]까지 0.5[㎾] 단위로 증가하면서 연화 처리하였다.First, the boron steel sheet was hot-stamped to produce a material having a strength of about 1,500 MPa, and then a specimen was formed in the form of a plate having a length of 200 mm and a width of 25 mm. Then, using a robot equipped with a high frequency coil, softening processing was performed by increasing the frequency of the high frequency output from 3.5 [㎾] to 8.0 [㎾] by 0.5 [㎾] as shown in [Table 1] as follows.

NoNo 고주파 출력값(Induction Power)High frequency output value (Induction Power) NoNo 고주파 출력값(Induction Power)High frequency output value (Induction Power) 1One 3.5㎾3.5 66 6.0㎾6.0 22 4.0㎾4.0 77 6.5㎾6.5kW 33 4.5㎾4.5 kW 88 7.0㎾7.0 44 5.0㎾5.0 99 7.5㎾7.5kW 55 5.5㎾5.5kW 1010 8.0㎾8.0㎾

이때, 온도는 고주파 코일의 이동 경로를 따라 적외선 온도계(Testo사)로 측정하였으며, 그 결과는 [도 6]과 같이 고주파 출력값이 높아짐에 따라 이에 비례하여 380~670℃ 정도까지 높아진 것을 알 수 있다. 그래프에서, 가로축은 고주파 출력값을, 세로축은 평균 온도를 각각 나타낸다.
At this time, the temperature was measured with an infrared thermometer (Testo) along the moving path of the high-frequency coil, and the result was increased to 380 ~ 670 ° C in proportion to the increase of the high frequency output value as in [FIG. 6] . In the graph, the horizontal axis represents the high frequency output value, and the vertical axis represents the average temperature.

또한, 경도는 비커스 경도기로 시편의 한쪽 끝에서 길이 방향으로 50㎜가 되는 지점([도 7]의 (a))과, 시편의 한쪽 끝에서 길이 방향으로 135㎜가 되는 지점([도 7]의 (b))에서 각각 3회씩 측정하였다. The hardness is measured by a Vickers hardness meter at a point (Fig. 7 (a)) at 50 mm in the longitudinal direction at one end of the specimen and at a point (Fig. 7) at 135 mm in the longitudinal direction at one end of the specimen. (B) of Fig.

그 결과, [도 7]과 같이, 경도는 고주파 출력이 높을수록 비커스 경도가 낮아짐을 알 수 있고, 특히 시편의 한쪽에서 길이 방향으로 50㎜가 되는 지점에서 측정한 3개소의 비커스 경도는 거의 비슷하게 낮아지는 것을 알 수 있으나([도 7]의 (a) 참조), 시편의 한쪽 길이에서 길이 방향으로 135㎜가 되는 지점에서 측정한 3개소의 비커스 경도는 그 등락 폭이 불규칙하나 줄어드는 것을 알 수 있다([도 7]의 (b) 참조).As a result, as shown in Fig. 7, it can be seen that the Vickers hardness becomes lower as the hardness becomes higher as the high-frequency output becomes higher. Particularly, the Vickers hardness at three points measured at one point of the specimen at 50 mm in the longitudinal direction is almost the same (See Fig. 7 (a)). However, the Vickers hardness at three points measured at one point of the specimen at 135 mm in the lengthwise direction shows that the fluctuation width is irregular but decreases (See Fig. 7 (b)).

그래프에서, 검은 그래프는 폭의 한쪽에서 5㎜가 되는 지점에서, 붉은 선은 폭의 한쪽에서 15㎜가 되는 지점에서, 파란 선은 폭의 한쪽에서 20㎜가 되는 위치에서 각각 경도를 측정한 것이고, 가로축은 고주파 출력(Induction Power)을, 세로축은 비커스 경도(Vicker's Hardness)를 각각 나타낸다.
In the graph, the black graph was measured at the point where the width of one side of the width was 5 mm, the red line was measured at the point where the width became 15 mm from one side of the width, and the blue line was measured at the point where the width became 20 mm from one side of the width , The horizontal axis represents the high frequency output (Induction Power), and the vertical axis represents the Vicker's Hardness.

마지막으로, 미세 조직은 시편을 수직으로 잘라서 전자현미경(SEM)으로 그 형상을 비교하였다.Finally, the microstructures were cut vertically and specimens were compared by electron microscopy (SEM).

핫 스탬핑 처리만 한 시료는, [도 8]과 같이, 인장강도와 연신율이 핫스탬핑 공정을 한 보론강과 같다. 그리고 그 미세조직은 래스(Lath)한 마르텐사이트(Martensite) 조직과 마르텐사이트(Martensite) 조직 사이 입내에 미세한 석출상이 존재하는 베이나이트(Bainite) 2상 조직으로 구성된 것을 확인할 수 있다.As shown in Fig. 8, a sample having only a hot stamping treatment has the same tensile strength and elongation as a boron steel subjected to a hot stamping process. The microstructure is composed of a bainite biphase structure in which a fine precipitate phase exists in the mouth between a lath Martensite structure and a Martensite structure.

한편, 본 발명에 따라 핫 스탬핑한 다음 고주파 열처리하여 연화한 조직은, [도 9]와 같이, 래스(Lath)한 마르텐사이트(Martensite) 조직이 감소한 것을 알 수 있다. 특히, 이러한 고주파 출력이 8.0㎾까지 증가할수록 보이는 결정립계(Grain Boundary)에 미세한 석출상을 관찰할 수 있다. 이는 열처리 후 나타나는 입계의 경우 초기 오스테나이트(Prior Austenite) 결정립계이며 열처리시 과포화하고 있는 불안정한 마르텐사이트 조직이 열에너지 때문에 탄소가 결정립계로 이동하여 Fe23(C,B)6 상으로 석출된 것으로 알려졌다.On the other hand, as shown in Fig. 9, it can be seen that in a structure softened by hot-stamping and high-frequency heat treatment according to the present invention, the lath martensite structure is reduced. Particularly, as the high-frequency output increases to 8.0 kW, a fine precipitation phase can be observed at a grain boundary (Grain Boundary). It is known that the initial austenite grain boundary is the early austenite grain boundary after heat treatment, and the unstable martensite structure supersaturated during the heat treatment migrates to grain boundaries due to thermal energy, and is precipitated in Fe23 (C, B) 6 phase.

[도 9]에서, (a)는 고주파 출력이 4.0㎾이고 2,000배로 확대한 사진, (b)는 고주파 출력이 4.0㎾이고 10,000배로 확대한 사진, (c)는 고주파 출력이 8.0㎾이고 2,000배로 확대한 사진, (d)는 고주파 출력이 8.0㎾이고 10,000배로 확대한 사진을 각각 나타낸다.(B) is a photograph of a high frequency output of 4.0 kW and a magnification of 10,000 times, Fig. 9 (c) is a photograph of a high frequency output of 8.0 kW and a magnification of 2,000 times (D) shows a photograph in which the high-frequency output is 8.0 kW and magnified by 10,000 times, respectively.

이 같은 시험 결과를 통해 다음과 같은 결론을 얻을 수 있다.The following conclusions can be drawn from these test results.

(1) 고주파 열처리를 통해 고주파 출력이 3.5㎾에서 8.0㎾로 증가할수록 평균 온도가 380~660℃로 점차 증가한다.(1) As the RF output increases from 3.5 kW to 8.0 kW through the high-frequency heat treatment, the average temperature gradually increases from 380 to 660 ° C.

(2) 고주파 열처리를 한 뒤에 경도가 줄어든다(최소 8.0%에서 최대 59.7%).(2) Hardness is reduced after high frequency heat treatment (minimum 8.0% to maximum 59.7%).

(3) 핫 스탬핑한 보론 강판에 고주파 열처리를 함에 따라 그 미세 조직이 마르텐사이트에서 템퍼드 마르텐사이트(트루스타이트) 조직으로 변화한다.
(3) Microstructure changes from martensite to tempered martensite (tristate) structure by subjecting hot stamped boron steel sheet to high-frequency heat treatment.

100 : 고주파 열처리기
150 : 코일
100: High frequency heat treatment machine
150: Coil

Claims (8)

미리 정한 크기로 제공받은 고강성 패널(10)을 미리 정한 온도와 압력으로 핫 스탬핑 가공한 부분품(10')에 대하여,
고주파 열처리기(100)를 이용하여 취성이 강하여 파단되거나 깨지기 쉬운 부분에 국부적으로 고주파 열처리하여 연화하는 공정을 실시하되,
상기 연화 공정은 핫 스탬핑한 강도의 50~70%의 강도를 가지도록 350~600℃에서 10~30초 동안 고주파 열처리하는 것을 특징으로 하는 고강성 패널을 핫 스탬핑한 부분품의 연화 처리 방법.
For the part 10 'hot-stamped at a predetermined temperature and pressure, the high-rigidity panel 10 provided with a predetermined size,
A high-frequency heat treatment apparatus 100 is used to perform a local high-frequency heat treatment to soften a portion that is fragile and susceptible to breakage or breakage,
Wherein the softening process is a high frequency heat treatment at 350 to 600 DEG C for 10 to 30 seconds so as to have a strength of 50 to 70% of the hot stamped strength.
제1항에 있어서,
상기 고주파 열처리기(100)로 연화하는 부분은,
부분품(10')에서 부분품을 하나로 연결하거나 다른 부분품과 연결하기 위해 융착하는 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 고강성 패널을 핫 스탬핑한 부분품의 연화 처리 방법.
The method according to claim 1,
The portion to be softened by the high-frequency thermal processing machine (100)
And a part to be fused to connect the parts in the part (10 ') or to be connected to the other part (s).
제1항에 있어서,
상기 고주파 열처리기(100)로 연화하는 부분은,
부분품(10')의 테두리를 형성하는 플랜지를 포함하는 것을 특징으로 하는 고강성 패널을 핫 스탬핑한 부분품의 연화 처리 방법.
The method according to claim 1,
The portion to be softened by the high-frequency thermal processing machine (100)
Characterized in that it comprises a flange forming the rim of the part (10 ').
제1항에 있어서,
상기 고주파 열처리기(100)로 연화하는 부분은,
부분품(10')을 다른 부분품과 움직일 수 있게 장착하는 연결 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 고강성 패널을 핫 스탬핑한 부분품의 연화 처리 방법.
The method according to claim 1,
The portion to be softened by the high-frequency thermal processing machine (100)
And a connecting part for movably mounting the part (10 ') with another part. The method of softening a part stamped with a hot-stamped high-rigidity panel according to claim 1,
제1항에 있어서,
상기 고주파 열처리기(100)로 연화하는 부분은,
부분품(10')을 다른 부분품과 연결하여 하나로 조립하기 위해 접합하는 접합 부분을 포함하는 것을 특징으로 고강성 패널을 핫 스탬핑한 부분품의 연화 처리 방법.
The method according to claim 1,
The portion to be softened by the high-frequency thermal processing machine (100)
And a joining portion joining the parts (10 ') to other parts for joining together in order to assemble into one.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 고주파 열처리기(100)는, 고주파를 발생하는 발진기(110), 고주파 발생으로 생긴 고주파 열원으로부터 발진기(110)를 냉각시켜서 보호하기 위한 칠러(120), 코일(150)을 연화하고자 하는 위치로 이송하기 위한 이송 로봇(130), 이 이송 로봇(130)에 장착하여 발진기(110)에 출력하는 신호를 코일(150)로 전달하기 위해 이송 로봇(130)에 장착한 서킷(140), 이 서킷(140) 끝에 장착하여 고주파를 전달받아 실질적으로 연화 작업을 수행하는 코일(150), 부분품(10')을 지지하기 위한 지그(160), 그리고 연화 처리에 필요한 온도와 주파수 그리고 전류 등을 제어하면서 상기 이송 로봇(130)이 국부적으로 연화 처리할 수 있도록 부분품(10')에서 미리 정한 위치로 이동하게 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 고강성 패널을 핫 스탬핑한 부분품의 연화 처리 방법.

6. The method according to any one of claims 1 to 5,
The high frequency heat treatment apparatus 100 includes a vibrator 110 for generating a high frequency wave, a chiller 120 for cooling and protecting the oscillator 110 from a high frequency heat source generated by high frequency generation, A circuit 140 mounted on the transfer robot 130 for transferring signals to the oscillator 110 mounted on the transfer robot 130 to the coil 150, A coil 150 mounted at the end of the body 140 to perform a softening operation by receiving a high frequency, a jig 160 for supporting the piece 10 ' And a controller for controlling the transfer robot (130) to move to a predetermined position in the part (10 ') so that the transfer robot (130) can locally soften.

제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 고주파 열처리기(100)에서 국부 연화를 위해 사용하는 코일(150)은,
"ㄴ"자 형상으로 형성하여 이동하면서 연화 작업을 할 수 있게 이동식으로 제작한 것을 특징으로 하는 고강성 패널을 핫 스탬핑한 부분품의 연화 처리 방법.
6. The method according to any one of claims 1 to 5,
The coil 150, which is used for local softening in the high frequency heat treatment apparatus 100,
Shaped panel is hot rolled so that it can be softened while being formed into a "C" shape.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 고주파 열처리기(100)에서 국부 연화를 위해 사용하는 코일(150)은,
연화 처리하기 위한 부분품(10')의 형상과 같거나 유사하게 제작하여 고정식으로 사용하는 것을 특징으로 하는 고강성 패널을 핫 스탬핑한 부분품의 연화 처리 방법.
6. The method according to any one of claims 1 to 5,
The coil 150, which is used for local softening in the high frequency heat treatment apparatus 100,
Wherein the shape of the part to be softened is the same as or similar to the shape of the part to be softened, and is used in a fixed fashion.
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