KR20160128744A

KR20160128744A - 핫스탬핑 금형 장치

Info

Publication number: KR20160128744A
Application number: KR1020150060561A
Authority: KR
Inventors: 강재범; 김태완
Original assignee: 기아자동차주식회사
Priority date: 2015-04-29
Filing date: 2015-04-29
Publication date: 2016-11-08
Also published as: US20160318086A1; KR101679966B1; US10022767B2

Abstract

본 발명은 핫스탬핑 금형 장치에 관한 것으로서, 특히 초고장력 강판을 성형하며, 일부에 연화부가 형성되는 핫스탬핑 금형과; 상기 핫스탬핑 금형의 연화부 하부에 삽입되어 상기 초고장력 강판을 연화시키는 블록히터부로 구성되어, 핫스탬핑 금형의 연화부가 균일한 온도 분포를 유지할 수 있게 하여 강판에 대한 적절한 물성치 조절과 제품 품질 안정화를 이루는 것이 가능하게 하며, 핫스탬핑 금형의 연화부에 삽입되는 블록히터부가 분할 구조로 적용되게 함으로써 연화부의 온도 관리 및 유지 보수 성능을 향상시키는데 효과가 있도록 하는 것이다.

Description

핫스탬핑 금형 장치{Device of mold for hot stamping}

본 발명은 핫스탬핑 금형 장치에 관한 것으로서, 특히 일부연화 핫스탬핑 금형에 코일 구조의 블록히터를 사용하여 금형 하부에 삽입함으로써 강판의 균일한 위치에 히터 분포를 이루어 균일한 금형 온도를 유지할 수 있게 하여 예열 및 온도 관리의 편의성을 향상시키기 위한 핫스탬핑 금형 장치에 관한 것이다.

일반적으로 차체 부품의 경량화와 충돌 성능 향상을 위해 초고장력 강판을 사용하게 된다.

이때, 초고장력 강판(인장강도 1400MPa 이상)을 성형하는 기술로 핫스탬핑 금형을 사용하게 된다.

그러나, 센터필러 아우터 부품의 경우 차량 충돌 시 강판의 취성이 강하여 파단이 일어나 운전자의 세이프티 공간 확보가 어려운 문제점이 있었다.

이를 개선하기 위해 종래에는 강판을 일부적으로 낮은 강도로 연화(인장강도 760~1100MPa)할 수 있도록 금형에 카트리지 히터를 삽입하여 금형 온도를 가열후 성형하기도 하였으나, 이러한 카트리지 히터는 금형의 측면부에 삽입할 수밖에 없으므로 가열부의 온도 불균일로 성형 패널 제품의 강도와 치수가 불안정해지는 문제점이 있었다.

또한, 종래에는 연화부 형상 금형을 일체형으로 하는 방식이 있었으나 이는 가열 체적이 과다하여 예열 및 온도 제어가 어렵고, 일체형에 따른 열팽창 후 형상 금형 변형량이 과다해지는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기의 문제점을 해소하기 위한 핫스탬핑 금형 장치에 관한 것으로서, 특히 일부연화 핫스탬핑 금형에 코일 구조의 블록히터를 사용하여 금형 하부에 삽입함으로써 강판의 균일한 위치에 히터 분포를 이루어 균일한 금형 온도를 유지할 수 있게 하여 예열 및 온도 관리의 편의성을 향상시키기 위한 것을 목적으로 한다.

이러한 본 발명은 초고장력 강판을 성형하며, 일부에 연화부가 형성되는 핫스탬핑 금형과; 상기 핫스탬핑 금형의 연화부 하부에 삽입되어 상기 초고장력 강판을 연화시키는 블록히터부를 포함함으로써 달성된다.

상기 블록히터부는 상기 핫스탬핑 금형의 연화부에 수직방향으로 삽입되는 복수의 블록금형과; 상기 블록금형에 삽입되어 상기 블록금형과 상기 핫스탬핑 금형의 연화부를 균일하게 가열하는 복수의 블록히터를 포함하도록 하는 것이 바람직하다.

상기 블록금형 하부에는 상기 블록히터를 고정시키는 플레이트가 구비되도록 하는 것이 바람직하다.

상기 플레이트 하부에는 상기 블록금형과 상기 핫스탬핑 금형의 연화부를 단열시키는 베이스가 구비되도록 하는 것이 바람직하다.

상기 블록금형은 상기 핫스탬핑 금형의 연화부 형상에 대응되도록 5개로 분할 형성되어 열 팽창에 따른 변형량을 최소화시키도록 하는 것이 바람직하다.

상기 블록히터는 소정 높이의 돌기 형상으로 이루어지며, 외주면에 코일이 형성되어 열을 발생시키도록 하는 것이 바람직하다.

상기 블록히터의 코일은 외부로부터 전원을 공급받아 열 발생이 가능하게 하도록 하는 것이 바람직하다.

상기 핫스탬핑 금형의 연화부에 가해지는 상기 블록히터부의 가열 온도는 420도로 설정하도록 하는 것이 바람직하다.

상기 핫스탬핑 금형의 연화부를 제외한 고강도부에는 20도로 온도가 설정된 냉각수 통수가 구비되도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명은 초고장력 강판을 성형하며, 고강도부가 형성되고, 일부에는 연화부가 형성되는 핫스탬핑 금형과; 상기 핫스탬핑 금형의 연화부에 수직방향으로 삽입되는 복수의 블록금형과, 상기 블록금형에 삽입되어 상기 블록금형과 상기 핫스탬핑 금형의 연화부를 균일하게 가열하며 코일이 형성된 복수의 블록히터와, 상기 블록금형 하부에는 상기 블록히터를 고정시키는 플레이트와, 상기 블록금형과 상기 핫스템팽 금형의 연화부를 단열시키는 베이스로 이루어져 상기 초고장력 강판을 연화시키는 블록히터부;를 포함함으로써 달성된다.

이상과 같은 본 발명은 핫스탬핑 금형의 연화부가 균일한 온도 분포를 유지할 수 있게 하여 강판에 대한 적절한 물성치 조절과 제품 품질 안정화를 이루는 것이 가능하게 하며, 핫스탬핑 금형의 연화부에 삽입되는 블록히터부가 분할 구조로 적용되게 함으로써 연화부의 온도 관리 및 유지 보수 성능을 향상시키고, 핫스탬핑 금형과 블록히터를 모듈화하여 분해 조립이 용이하게 함으로써 작업 편의성을 향상시키는데 효과가 있는 발명인 것이다.

도 1은 본 발명의 핫스탬핑 금형 장치를 도시하는 도면,
도 2는 본 발명의 핫스탬핑 금형 장치를 도시하는 단면도,
도 3은 본 발명의 핫스탬핑 금형 장치의 블록히터를 도시하는 도면,
도 4는 본 발명의 핫스탬핑 금형 장치의 블록히터부를 도시하는 도면,
도 5는 본 발명의 핫스탬핑 금형 장치의 블록히터부를 도시하는 분해사시도,
도 6의 (a)는 본 발명의 핫스탬핑 금형 장치의 블록히터부의 블록금형을 도시하는 도면,
도 6의 (b)는 본 발명의 핫스탬핑 금형 장치의 블록히터부의 블록히터를 도시하는 도면,
도 6의 (c)는 본 발명의 핫스탬핑 금형 장치의 블록히터부의 플레이트를 도시하는 도면,
도 6의 (d)는 본 발명의 핫스탬핑 금형 장치의 블록히터부의 베이스를 도시하는 도면.

본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 핫스탬핑 금형 장치는 도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 연화부가 형성되는 핫스탬핑 금형(100)과, 상기 핫스탬핑 금형(100)의 연화부(110)에 삽입되는 블록히터부(120)를 포함한다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 핫스탬핑 금형(100)은 초고장력 강판을 성형하며, 일부에 연화부(110)가 형성된다.

이때, 핫스탬핑 금형(100)에서 연화부(110)를 제외한 나머지 부분은 고강도부(130)로 형성된다.

블록히터부(120)는 핫스탬핑 금형(100)의 연화부(110) 하부에 삽입되어 초고장력 강판의 일부를 연화시킬 수 있게 한다.

도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 블록히터부(120)는 핫스탬핑 금형(100)의 연화부(110)에 수직방향으로 삽입되는 복수의 블록금형(121)과, 블록금형(121)에 삽입되어 블록금형(121)과 핫스탬핑 금형(100)의 연화부(110)를 균일하게 가열하는 복수의 블록히터(122)를 포함한다.

이처럼, 본 발명은 핫스탬핑 금형(100)의 연화부(110)에 블록히터부(120)를 수직 삽입하여 형상부에서 거리를 일정하게 유지할 수 있게 하여 종래에 비해 핫스탬핑 금형(100)이 균일한 온도를 유지할 수 있게 한다.

도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 블록금형(121) 하부에는 블록히터(122)를 고정시키는 플레이트(123)가 구비되도록 하여 블록금형(121)에 블록히터(122)가 고정될 수 있게 하며, 플레이트(123) 하부에는 블록금형(121)과 핫스탬핑 금형(100)의 연화부(110)를 단열시키는 베이스(124)가 구비되도록 하여 핫스탬핑 금형(100)의 열 손실을 최소화시킬 수 있게 하는 것이 바람직하다.

한편, 일반적으로 핫스탬핑 성형을 위한 유압 프레스 설비는 700톤의 하중으로 14초간 금형을 가압하게 되는데, 이때 금형에 가해지는 하중으로 인해 금형 크랙이 발생하기 때문에 강건한 설계가 필수 조건인데, 본 발명을 통해 블록히터부(120)의 블록금형(121)과 연화부(110) 금형을 동일한 재질(DAC-P)로 제작하여 수직 삽입 조립을 함으로써 상하방향으로 성형을 하는 금형에 하중 지지 구조를 이루어 강건 구조를 가지게 된다.

또한, 종래에는 히터 수명에 따라 히터를 교체해야 했지만 본 발명에서는 코일(125) 구조로 인해 히터 교체가 불필요하고, 고장 발생 시에도 수직 삽입 조립이 가능하게 함으로써 핫스탬핑 금형(100)과 블록히터(122)를 모듈화하여 분해 조립이 용이하게 한다.

이때, 블록금형(121)은 핫스탬핑 금형(100)의 연화부(110) 형상에 대응되도록 5개로 분할 형성되어 사이즈 축소를 통해 열 팽창에 따른 변형량을 최소화시킬 수 있게 한다.

또한, 블록히터(122)는 소정 높이의 돌기 형상으로 이루어지며, 외주면에는 코일(125)이 형성되어 블록히터(122)에서 열을 발생시킬 수 있게 한다.

이때, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 블록히터(122)의 코일(125)은 외부와 연결되어 외부로부터 전원을 공급받아 열 발생이 가능하게 한다.

한편, 본 발명에서 핫스탬핑 금형(100)의 연화부(110)에 가해지는 블록히터부(120)의 가열 온도는 420도로 설정하며, 고강도부(130)는 냉각수 통수(131)를 통해 20도로 설정하도록 하여 강판을 고강도를 형성할 수 있게 하면서도 일부에 대해서는 낮은 강도로 연화시킬 수 있게 한다.

이처럼, 본 발명은 초고장력 강판을 성형하며, 고강도부(130)가 형성되고, 일부에는 연화부(110)가 형성되는 핫스탬핑 금형(100)과, 핫스탬핑 금형(100)의 연화부(110)에 수직방향으로 삽입되는 복수의 블록금형(121)과, 블록금형(121)에 삽입되어 블록금형(121)과 핫스탬핑 금형(100)의 연화부(110)를 균일하게 가열하며 코일(125)이 형성된 복수의 블록히터(122)와, 블록금형(121) 하부에는 블록히터(122)를 고정시키는 플레이트(123)와, 블록금형(121)과 핫스템팽 금형의 연화부(110)를 단열시키는 베이스(124)로 이루어져 초고장력 강판을 연화시키는 블록히터부(120)를 포함하여 핫스탬핑 금형(100)의 연화부(110)가 균일한 온도 분포를 유지할 수 있게 함으로써 강판에 대한 적절한 물성치 조절과 제품 품질 안정화를 이루는 것이 가능하게 하며, 핫스탬핑 금형(100)의 연화부(110)에 삽입되는 블록히터부(120)가 분할 구조로 적용되게 하여 연화부(110)의 온도 관리 및 유지 보수 성능을 향상시키고, 핫스탬핑 금형(100)과 블록히터(122)를 모듈화하여 분해 조립이 용이하게 함으로써 작업 편의성을 향상시킬 수 있게 한다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

100 : 핫스탬핑 금형 110 : 연화부
120 : 블록히터부 121 : 블록금형
122 : 블록히터 123 : 플레이트
124 : 베이스 125 : 코일

Claims

강판을 성형하며, 일부에 연화부가 형성되는 핫스탬핑 금형과;
상기 핫스탬핑 금형의 연화부 하부에 삽입되어 상기 강판을 연화시키는 블록히터부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 핫스탬핑 금형 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 블록히터부는
상기 핫스탬핑 금형의 연화부에 수직방향으로 삽입되는 복수의 블록금형과;
상기 블록금형에 삽입되어 상기 블록금형과 상기 핫스탬핑 금형의 연화부를 균일하게 가열하는 복수의 블록히터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 핫스탬핑 금형 장치.
청구항 2에 있어서,
상기 블록금형 하부에는 상기 블록히터를 고정시키는 플레이트가 구비되는 것을 특징으로 하는 핫스탬핑 금형 장치.
청구항 3에 있어서,
상기 플레이트 하부에는 상기 블록금형과 상기 핫스탬핑 금형의 연화부를 단열시키는 베이스가 구비되는 것을 특징으로 하는 핫스탬핑 금형 장치.
청구항 2에 있어서,
상기 블록금형은 상기 핫스탬핑 금형의 연화부 형상에 대응되도록 5개로 분할 형성되어 열 팽창에 따른 변형량을 최소화시키는 것을 특징으로 하는 핫스탬핑 금형 장치.
청구항 2에 있어서,
상기 블록히터는 소정 높이의 돌기 형상으로 이루어지며, 외주면에 코일이 형성되어 열을 발생시키는 것을 특징으로 하는 핫스탬핑 금형 장치.
청구항 6에 있어서,
상기 블록히터의 코일은 외부로부터 전원을 공급받아 열 발생이 가능하게 하는 것을 특징으로 하는 핫스탬핑 금형 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 핫스탬핑 금형의 연화부에 가해지는 상기 블록히터부의 가열 온도는 420도로 설정하는 것을 특징으로 하는 핫스탬핑 금형 장치.
청구항 8에 있어서,
상기 핫스탬핑 금형의 연화부를 제외한 고강도부에는 20도로 온도가 설정된 냉각수 통수가 구비되는 것을 특징으로 하는 핫스탬핑 금형 장치.
강판을 성형하며, 고강도부가 형성되고, 일부에는 연화부가 형성되는 핫스탬핑 금형과;
상기 핫스탬핑 금형의 연화부에 수직방향으로 삽입되는 복수의 블록금형과, 상기 블록금형에 삽입되어 상기 블록금형과 상기 핫스탬핑 금형의 연화부를 균일하게 가열하며 코일이 형성된 복수의 블록히터와, 상기 블록금형 하부에는 상기 블록히터를 고정시키는 플레이트와, 상기 블록금형과 상기 핫스템팽 금형의 연화부를 단열시키는 베이스로 이루어져 상기 강판을 연화시키는 블록히터부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 핫스탬핑 금형 장치.