KR20180112820A - METHOD AND DEVICE FOR MANUFACTURING CURED STEEL PARTS - Google Patents

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Abstract

본 발명은 경화성 스틸 합금으로 구성된 판형 스틸 밴드로부터 블랭크를 분리한 후, 상기 블랭크를 오스테나이트화하는데, 여기서 상기 블랭크는, Ac3을 넘는 온도로 가열된 후, 성형 공구에 삽입되고 상기 성형 공구에서 성형되는데, 상기 성형시에는 임계 경화 속도를 넘는 속도로 냉각되며, 상기 성형 및 경화 공정에서 성형되는 판형 금속 블랭크에 2형 마이크로크랙이 형성되는 것을 방지하기 위해, 포지티브 반경 및/또는 드로잉 에지에 인접해서 산소가 공급되는 것을 특징으로 하는 판형 스틸 부품의 프레스 경화 방법 및 이 방법을 실행하기 위한 장치에 관한 것이다. The present invention After separating the blank from a plate-shaped steel band consisting of a hardenable steel alloy, the blank is heated to a temperature above Ac 3 , then inserted into a forming tool and molded in the forming tool, In order to prevent 2-type micro cracks from being formed in the plate-like metal blank to be formed in the molding and curing process, the positive radius and / or the oxygen-containing side adjacent to the drawing edge The present invention relates to a press-hardening method of a plate-shaped steel part and an apparatus for carrying out the method.

Description

경화된 스틸 부품의 제조 방법 및 장치METHOD AND DEVICE FOR MANUFACTURING CURED STEEL PARTS

본 발명은 경화된(hardened) 스틸 부품의 제조 방법 및 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a method and apparatus for manufacturing hardened steel parts.

경화된 스틸 부품, 특히 자동차의 차체 구조에 사용되는 스틸 부품은, 우수한 기계적 특성으로 인해, 정상 강도에서 더 많은 양의 부품(그 결과, 더 무거워진 것으로서 구현된다)을 사용하지 않고도 특히 안정한 차실(passenger compartment)을 구성할 수 있다는 장점을 가진다. The hardened steel parts, particularly the steel parts used in the car body structure of automobiles, are particularly stable because of their excellent mechanical properties, without the use of a larger amount of parts at normal strength (consequently being implemented as heavier) passenger compartment can be constituted.

이러한 종류의 경화된 스틸 부품을 생산하기 위해, 담금질 경화(quench hardening)에 의해 경화될 수 있는 유형의 스틸이 사용된다. 이러한 유형의 스틸은, 예를 들어 붕소 합금 망간 탄소 스틸을 포함하며, 가장 널리 사용되는 스틸은 22MnB5이다. 그러나, 다른 붕소 합금 망간 탄소 스틸도 이 목적으로 사용된다. To produce this kind of hardened steel part, a type of steel that can be cured by quenching hardening is used. This type of steel includes, for example, boron-alloy manganese carbon steel, and the most widely used steel is 22MnB5. However, other boron-alloyed manganese-carbon steels are also used for this purpose.

이러한 유형의 스틸로 경화된 부품을 생산하려면 스틸재를 오스테나이트화 온도(>Ac3)로 가열해야 하며, 스틸재가 오스테나이트화할 때까지 기다려야 한다. 원하는 경도에 따라, 부분적인 또는 완전한 오스테나이트화를 얻을 수 있다. To produce these types of steel hardened parts, the steel material must be heated to the austenitizing temperature (> Ac 3 ) and the steel material must be austenitized. Depending on the desired hardness, partial or complete austenitization can be obtained.

오스테나이트화 후에, 이러한 스틸재가 임계 경화 속도를 넘는 속도로 냉각되면, 오스테나이트 조직은 마텐사이트의(martensitic) 매우 경질의 구조로 전환된다. 이러한 방식으로, 최대 1500 MPa를 넘는 인장 강도 Rm을 달성할 수 있다.After austenitization, when such steel is cooled at a rate that exceeds the critical cure rate, the austenite structure is converted to a martensitic, very hard structure. In this way, it is possible to achieve a tensile strength R m of more than up to 1500 MPa.

현재 두 가지 다른 절차 접근법이 스틸재 부품의 생산에 통상적으로 사용된다. Currently two different procedural approaches are commonly used in the production of steel rebar parts.

소위 성형 경화(form hardening)에서는, 판형 스틸 블랭크(blank)를 스틸 밴드로부터 (예를 들어, 잘라내거나 스탬핑 아웃해서) 분리한 후, 5단계 딥 드로잉 공정과 같은 기존의 방법을 사용하여, 딥 드로잉하여 최종 부품을 생산한다. 이 최종 부품은 오스테나이트화시에 후속 열 팽창을 보완하기 위해 다소 작은 치수를 가진다. In so-called form hardening, a plate-shaped steel blank is separated from the steel band (for example, by cutting or stamping out) and then, using conventional methods such as a five-step deep drawing process, To produce final parts. This final part has somewhat smaller dimensions to compensate for subsequent thermal expansion during austenitization.

이러한 방식으로 제조된 부품은 오스테나이트화된 후, 프레스되지만 성형되지 않거나 아주 약간만 성형되는 성형 경화 도구에 삽입되고, 프레스에 의해, 특히 임계 경화 속도 보다도 빠른 속도로, 열이 부품으로부터 프레스 도구로 유입된다. The parts produced in this way are austenitized and then inserted into a molding hardening tool that is pressed but not molded or only slightly molded and the heat is transferred from the component to the press tool at a rate that is faster than the critical hardening speed, do.

다른 절차적 접근법은, 판형 스틸 밴드로부터 블랭크를 (예를 들어, 잘라내거나 스탬핑 아웃해서) 분리한 후, 그 블랭크를 오스테나이트화하고, 핫 블랭크를 바람직하게는 1상 스텝으로 782℃ 미만의 온도에서 성형하는 동시에, 임계 경화 속도보다 빠른 속도로 냉각하는, 이른바 프레스 경화(press hardening)이다. Another procedural approach is to separate the blank from the flat steel band (e.g., by cutting or stamping out), then austenitize the blank and heat the hot blank to a temperature of less than 782 DEG C Called press hardening, which is molded at the same time and cools at a rate faster than the critical curing rate.

두 경우 모두, 예를 들어 아연 또는 아연계 합금를 가진 금속 부식방지 코팅을 가진 블랭크를 사용할 수 있다. 성형 경화(form hardening)는 간접 공정이라고도 하며, 프레스 경화는 직접 공정이라고 한다. 간접 공정의 장점은, 보다 복잡한 도구 형상을 얻을 수 있다는 것이다. In both cases, for example, a blank with a metal corrosion-resistant coating with zinc or a zinc-based alloy can be used. Form hardening is also called indirect process, and press hardening is called direct process. An advantage of the indirect process is that more complex tool shapes can be obtained.

직접 공정의 장점은 보다 높은 재료 이용률을 달성할 수 있지만, 얻을 수 있는 부품의 복잡성은 낮아지며, 특히 1단계 성형 공정에서 그러하다. The advantages of the direct process can be achieved with higher material utilization, but the complexity of the parts that can be obtained is reduced, especially in the one-stage molding process.

그러나, 프레스 경화에서, 특히 아연 도금 판형 스틸 블랭크를 사용하면 표면에 마이크로크랙이 형성된다는 단점이 존재한다. However, there is a disadvantage that in the press hardening, micro-cracks are formed on the surface, particularly when a zinc-plated plate-type steel blank is used.

이와 관련하여, 1차 마이크로크랙과 2차 마이크로크랙은 구별된다.In this regard, the primary micro crack and the secondary micro crack are distinguished.

1차 마이크로크랙은 소위 액체 금속 취성 (liquid metal embrittlement)에 기인한다. 이 이론은 성형시에, 즉 재료에 인장 응력이 가해질 때, 액상 아연상은 여전히 존재하는 오스테나이트상과 상호 작용하여, 재료에 수백 마이크로미터에 이르는 깊이를 가진 마이크로크랙을 생성시킨다는 것이다. The primary microcracks are due to so-called liquid metal embrittlement. The theory is that when forming, that is when tensile stress is applied to the material, the liquid phase remains interacting with the still existing austenite phase, creating microcracks in the material with depths of up to several hundred micrometers.

출원인은, 가열로에서 꺼내어 열간 성형(hot forming) 공정을 개시할 때까지, 액체 아연상이 더 이상 존재하지 않는 온도까지 재료를 능동적으로 또는 수동적으로 냉각시켜서 이들 1차 마이크로크랙을 억제하는 것에 성공했다. 이것은 약 750℃ 미만의 온도에서 열간 성형이 이루어지는 것을 의미한다. Applicants have been successful in suppressing these primary micro cracks by actively or passively cooling the material to a temperature at which the liquid phase is no longer present until it is taken out of the furnace and commencing a hot forming process did. This means that hot forming takes place at a temperature of less than about 750 ° C.

지금까지는, 예비 냉각에도 불구하고 열간 성형에서 2차 마이크로크랙을 제어할 수 없었고, 이들은 600℃ 미만의 열간 성형에서조차 발생한다. 이 경우 크랙의 깊이는 수십 마이크로미터에 이른다.Until now, secondary micro cracks have not been able to be controlled in hot forming despite the preliminary cooling, and they occur even under hot forming of less than 600 캜. In this case, the depth of the crack reaches several tens of micrometers.

1차 마이크로크랙이나 2차 마이크로크랙은 잠재적인 손상의 원인이 되기 때문에, 사용자에게 용납되지 않는다. The primary microcracks or secondary microcracks are not acceptable to the user because they cause potential damage.

이전의 방법들로는, 2차 마이크로크랙이 없는 부품의 생산을 보장하는 것은 여전히 불가능하다. With previous methods, it is still impossible to guarantee the production of parts without secondary micro cracks.

DE 10 2011 055 643 A1은, 판형 스틸, 특히 판형 스틸로 이루어진 아연 도금 작업편으로로 제조된 열간 프레스 경화 부품의 성형 공구 및 방법을 개시하고 있다. 이 경우, 열간 성형 및 프레스 경화에 사용되는 암 금형(female die)은 -포지티브 드로잉 반경으로 정의되는 드로잉 에지 영역에서- 재료로 액체 코팅되거나, 인서트 피스가 제공되어야 하는데, 이 인서트 피스는, 드로잉 에지 영역에 인접하고, 드로잉 에지 영역이 열간 성형 및 프레스 경화될 때 작업편과 접촉하게 되는 암 금형의 열전도율보다 적어도 10W/(m x K) 낮은 열전도율을 가진다. 작업편 또는 제 위치에 배치된 인서트 피스에 면한 드로잉 에지 영역의 표면에 적용되는 재료는, 암 금형의 포지티브 드로잉 반경의 1.6 내지 10배 범위의, 드로잉 에지를 가로질러 연장되는 횡단 치수(transverse dimension)를 가져야 한다. 이는, 열간 성형시에 판형 스틸로 제조된 작업편의 유동 특성을 향상시켜야 하고, 그래서 판형 스틸, 바람직하게는 아연 도금 스틸 블랭크로 제조된 작업편의 열간 성형에서 크랙 발생의 리스크를 유의하게 감소시켜야 한다. 하지만, 이러한 공구로는 2형 마이크로크랙을 회피할 수 없다. DE 10 2011 055 643 A1 discloses a molding tool and method of hot press cured parts made of galvanized workpieces made of plate steel, especially plate steel. In this case, the female die used for hot forming and press hardening is either liquid coated with a material in the drawing edge area defined by the positive drawing radius, or the insert piece must be provided, And has a thermal conductivity that is at least 10 W / (mxK) lower than the thermal conductivity of the female mold that is in contact with the workpiece when the drawing edge region is hotformed and press cured. The material applied to the surface of the drawing edge region facing the insert piece disposed in the workpiece or in position is a transverse dimension extending across the drawing edge in the range of 1.6 to 10 times the positive drawing radius of the female mold. . This should improve the flow characteristics of the work piece made of plate steel during hot forming and thus significantly reduce the risk of cracking during hot forming of the work piece made of plate steel, preferably galvanized steel blank. However, these tools can not avoid type 2 micro cracks.

DE 10 2011 052 773 A1은, 공구의 주형면이, 그 주형면에 도입되는 2 개의 미세 공동(micro-cavity)에 의해 일부 영역에서 미세구조화되는 프레스 경화용 공구를 개시한다. 이 단계는, 블랭크를 갖는 주형면과 공동간에 배치된 표면 부분 사이에서 블랭크를 성형하기 위한 유효 접촉 영역(면적)을 4 가지로 제한하기 위한 것이다. 이는 마찰을 줄이기 위한 것이다. DE 10 2011 052 773 A1 discloses a tool for press hardening in which the mold surface of the tool is micro-structured in some areas by two micro-cavities introduced into the mold surface. This step is intended to limit the effective contact area (area) for forming the blank between the mold surface having the blank and the surface portion arranged in the cavity to four. This is to reduce friction.

DE 10 2004 038 626 B3는, 성형 부품을 성형하기 전 또는 후에, 성형 부품의 요구되는 최종 트리밍 및 임의의 필요한 펀칭 공정 또는 홀 패턴의 생성을 실행하고, 그 후 성형 부품을, 적어도 일부 영역에서 스틸 재료의 오스테나이트화를 가능하게 하는 온도로 가열하고; 그 후 그 부품을 성형 경화 공구로 이송하고, 성형 경화 공구에서 성형 경화를 실행하는데, 이 성형 경화 공구에서, 부품은, 부품의 접촉 및 프레스에 의해 적어도 일부 영역에서 냉각되어서 경화되고; 부품은, 포지티브 반경 영역에서 성형 경화 공구에 의해 지지되고, 바람직하게는 트림 에지의 영역에서 2개의 클램프에 의해 고정되는 것이 바람직하고, 부품이 고정(클램프)되지 않은 영역에서 부품은, 적어도, 갭에 의해 1/2 주형(주형의 절반)으로부터 이격된다. 이 방법에 의해 부품을 뒤틀림없이 고정할 수 있고, 다른 경화 속도에 의해 다른 경화 구배를 설정할 수 있다. DE 10 2004 038 626 B3 performs the required final trimming of the molded part and any required punching process or the creation of the hole pattern before or after molding the molded part and then the molded part is then moved Heating to a temperature to allow austenitization of the material; The component is then transferred to a mold hardening tool and mold hardening is performed in the mold hardening tool where the component is cooled and hardened in at least some areas by contact and pressing of the component; Preferably, the part is fixed by two clamps in the region of the trim edge, and in the area where the part is not clamped (not clamped) (Half of the mold). With this method, the part can be fixed without twisting, and another curing gradient can be set by another curing speed.

본 발명의 목적은 직접 열간 성형된, 즉 프레스 경화된 부품에서 2형 마이크로크랙을 회피하는 데 있다.An object of the present invention is to avoid 2-type micro cracks in direct hot-formed, i.e., press-hardened parts.

상기 목적은 청구항 제1항의 특징을 갖는 방법으로 달성된다. 유리한 변경은 종속항에서 특정된다. This object is achieved by a method having the features of claim 1. Advantageous changes are specified in the dependent claims.

본 발명의 또 다른 목적은, 판형 스틸 블랭크가 프레스 경화 공정에서 열간 성형 및 경화될 수 있고, 마이크로크랙을 회피할 수 있는 장치를 제조하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide a device capable of hot-forming and curing a plate-shaped steel blank in a press-hardening process and avoiding micro-cracks.

상기 목적은 청구항 제6항의 특징을 갖는 장치로 달성된다. 유리한 변경은 이 청구항을 인용하는 종속항에서 특정된다. This object is achieved with an apparatus having the features of claim 6. Advantageous modifications are specified in the dependent claims citing the claims.

본 발명자들은 인장 변형을 받는 영역에서, 발생한 아연 증기가 충분한 농도로 스틸에 도달할 때, 소위 증기 금속 취화(VME)시에, 2형 마이크로크랙이 생성된다는 것을 발견했다. 아연 증기는 성형 공정 중에 연신(stretching)에서 발생하는 아연/철층의 찢김에 의해 생성된다. 특히 판금과 공구가 직접 접촉하는 영역이 우세하거나(넓거나), 판금이 공구에서 아주 짧은 거리에 있는 영역에서 충분한 농도가 발생한다. 본 발명에서 정의되는 매우 짧은 거리란 0.5mm 미만이다.The present inventors have found that, in the region subjected to tensile strain, a type 2 microcrack is generated at the so-called vapor metal embrittlement (VME) when the resulting zinc vapor reaches steel at sufficient concentration. Zinc vapor is produced by the tearing of the zinc / iron layer that occurs during stretching during the forming process. In particular, the area in which the sheet metal directly contacts the tool is dominant (wider) or sufficient concentration occurs in the area where the sheet metal is at a very short distance from the tool. The very short distance defined in the present invention is less than 0.5 mm.

본 발명에 따르면, 재료 및 온도에 관해 가능한 가장 큰 작업창을 유지하고 저렴한 구현을 도모하면서도, 2차 마이크로크랙을 피해야 한다. 최소한 동일한 체류 시간으로, 부품 생산 과정에서 사이클 타임이 증가하거나 처리량이 감소하지 않아야 한다.In accordance with the present invention, secondary micro cracks must be avoided while maintaining the largest possible work window for material and temperature and providing an inexpensive implementation. At least the same residence time should not increase cycle time or reduce throughput during parts production.

본 발명에 따르면, 인장 변형 (신장 에지 섬유) 하의 영역에서, 발생하는 아연 증기는 가스 흐름에 의해 멀리 이동되거나(대류), 보다 정확하게는 옅어지거나, 또는 충분히 희석된다. 대안적으로 또는 이에 더해서, 유체의 유입을 통해, 아연은 산화 아연 또는 ZnI2와 같은 안정한 화합물로 빠르게 변환된다. 또한, 2차 마이크로크랙으로부터 스틸을 보호하는 것은 또한 유체를 공급함으로써 산화물층과 같은 보호층을 생성하는 것에 의해 달성될 수 있다. 상술한 모든 방법은 마이크로크랙을 유의하게 감소시킨다는 것이 증명되었다. According to the present invention, in the region under tensile strain (elongated edge fibers), the zinc vapor that is generated is moved away (convected), more precisely by thinning, or sufficiently diluted by the gas flow. Alternatively or additionally, through the inflow of fluid, zinc is rapidly converted into stable compounds such as zinc oxide or ZnI 2 . In addition, protecting the steel from secondary micro cracks can also be accomplished by creating a protective layer, such as an oxide layer, by supplying fluid. All of the above methods have been shown to significantly reduce microcracks.

공기 또는 산소와 같은 가스상의 산소 함유 유체가 특히 바람직한데, 그 이유는, 공구를 과도하게 오염시킬 수 없으며, 또한 예를 들어 물에 의해 발생할 수 있는 바람직하지 않은 거대한(massive) 냉각 작용은 상기 유체를 템퍼링하는 것에 의해 보다 쉽게 조절할 수 있기 때문이다. Gas-containing oxygen-containing fluids such as air or oxygen are particularly preferred because they can not excessively contaminate the tool and the undesirable massive cooling action, for example caused by water, Since it can be adjusted more easily by tempering.

이 경우에, 2차 마이크로크랙의 회피는, 포지티브 반경 영역, 즉 암 금형 및/또는 수 금형의 드로잉 에지 영역에서, 드로잉 에지 또는 드로잉 방향으로 포지티브 반경/드로잉 에지의 바깥쪽에 위치한 다른 접촉 영역 뒤에(후방에), 오목부가 제공되는데, 이는 한편으로는 딥 드로잉이 부정적인 영향을 받지 않거나, 또는 블랭크 또는 작업편이 웨이브상이 되도록 구성되고(치수를 가짐), 또 한편으로는 경화에 필요한 열 유출이 마찬가지로 상당한 정도로 부정적인 영향을 받지 않도록 구성된다(치수를 가진다)는 사실에 의해 보장된다. In this case, the avoidance of the secondary microcracks may occur after a different contact area located outside the positive radius / drawing edge in the drawing radius or drawing direction in the positive radius area, i.e., the drawing edge area of the female mold and / On the one hand, the deep draw is not adversely affected, or the blank or workpiece is constructed (dimensioned) to be in a wave-like shape and, on the other hand, (Dimensions) that are not negatively influenced by the size of the product.

그러나, 오목부는, 방출되는 아연상 또는 아연/철상의 산화를 위해 산소를 공급하기 위해, 드로잉될 블랭크 및 재료에 충분한 양의 산소가 도달하도록 산소의 저장소를 구성한다. However, the recesses constitute a reservoir of oxygen to allow a sufficient amount of oxygen to reach the blank to be drawn and the material to be drawn, in order to supply oxygen for oxidation of the discharged zinc or zinc / iron phase.

이 오목부는 특히 산소용 유체 저장소로서 기능하지만, 이 저장소는 물과 같은 다른 유체 또는 질소를 함유할 수도 있다. 이러한 저장소가 불활성 가스로 채워지거나 불활성 가스로 연속적으로 플러싱되는 경우, 산화에 의해 기능하기 보다는, 발생하는 아연 증기를 희석하거나 멀리 운반함으로써 기능한다. This recess, in particular, functions as a fluid reservoir for oxygen, but the reservoir may contain other fluids such as water or nitrogen. When these reservoirs are filled with an inert gas or continuously flushed with an inert gas, they function by diluting or transporting the resulting zinc vapor rather than functioning by oxidation.

필요하다면, 성형시 오목부에, 예를 들어 적절한 입구 개구를 통해 공구측으로부터 연속적으로 산소 함유 유체를 공급하여, 유리하게는 유동 쿠션을 형성할 수 있다. 또한, 주형으로부터 작업편을 제거한 후 그리고 다른 블랭크를 삽입하기 전에, 주형 공동은 유체, 특히 산소를 함유한 유체로 플러싱될 수 있으며, 이 유체는 그 후 오목부에 존재한다. 산소 함유 유체의 예는 공기뿐 아니라 물도 포함하며, 다시 말해 이들은 액체 및 가스 형태로 공급될 수 있다.If necessary, oxygen-containing fluid may be continuously supplied to the concave portion, for example, from the tool side through an appropriate inlet opening to form a fluid cushion, advantageously. Further, after removing the workpiece from the mold and before inserting the other blank, the mold cavity can be flushed with a fluid, particularly a fluid containing oxygen, which is then present in the recess. Examples of oxygen-containing fluids include not only air but also water, that is, they can be supplied in liquid and gaseous form.

이들 오목부는, 심지어 그 치수가 비교적 작을지라도, 아연상 또는 아연/철상의 산화를 통해 2차 마이크로 크랙의 형성을 효과적으로 방지한다.These recesses effectively prevent the formation of secondary microcracks through oxidation of zinc or zinc / iron, even if their dimensions are relatively small.

본 발명은 도면에 기초한 예로서 설명될 것이다. The present invention will be described by way of example based on the drawings.

도 1은 본 발명의 오목부를 가진 드로잉 에지에 인접한 공구 영역을 도시한다.
도 2는 본 발명의 다른 실시 형태의 오목부를 가진 공구의 드로잉 에지 영역을 도시한다.
도 3은 본 발명에 따른 슬롯 배치를 가진 공구의 드로잉 에지 영역의 부분 절단 측면도이다.
도 4는 도 3의 배치의 상면도이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Figure 1 shows a tool area adjacent a drawing edge with a recess of the present invention.
Fig. 2 shows a drawing edge region of a tool having a concave portion according to another embodiment of the present invention.
Figure 3 is a partial cutaway side view of a drawing edge region of a tool with a slot arrangement according to the present invention.
Figure 4 is a top view of the arrangement of Figure 3;

드로잉 에지 영역(1) 또는 포지티브 반경 영역(1)은, 성형 공구 상에 배치되고, 드로잉 에지 또는 포지티브 반경(2)의 영역에서 만나는 작업편을 향하는 2개의 표면(3, 4)을 갖는다.The drawing edge region 1 or the positive radius region 1 has two surfaces 3 and 4 which are arranged on the forming tool and which face the workpiece to be encountered in the region of the drawing edge or positive radius 2.

본 발명에 따른 오목부(5)는, 드로잉 방향으로 드로잉 에지(2)의 뒤에(후방에) 위치한 표면(4)에 제공된다. 이 경우의 오목부(5)는, 드로잉될 재료에 대한 충분한 지지 작용을 제공하기 위해, 표면(3)과 오목부(5) 사이의 드로잉 에지(2)의 잔여 두께가 대략 그 반경에 일치(대응)하도록 구성된다. The recess 5 according to the invention is provided on the surface 4 located behind (behind) the drawing edge 2 in the drawing direction. The concave portion 5 in this case is formed so that the residual thickness of the drawing edge 2 between the surface 3 and the concave portion 5 substantially coincides with the radius thereof in order to provide sufficient supporting action for the material to be drawn .

당연히, 판금이 공구와 접촉하는 영역에 위치한 다른 오목부가 제공될 수 있고; 이들 접촉 영역은 판금과 공구간의 최대 거리 약 0.5 mm로 정의된다.Of course, another recess may be provided which is located in the area where the sheet metal contacts the tool; These contact areas are defined as a maximum distance of about 0.5 mm between the sheet metal and the tool.

드로잉 에지(2)와 표면(4) 사이에서, 오목부(5)는 약 25 내지 35 mm의 높이를 가지며, 깊이는 5 내지 9 mm이다.Between the drawing edge 2 and the surface 4, the recess 5 has a height of about 25 to 35 mm and a depth of 5 to 9 mm.

또 다른 유리한 실시 형태(도 2)에서는, 드로잉 에지(2)에 인접한 큰 면적의 오목부(5)를 제공하고, 상술한 두께를 남겨 두는 대신에, 이 표면(4)에 홈(6)이 도입된다. 이 경우 홈(6)은, 표면(4)과 드로잉 에지(2) 사이에 총 약 8 내지 12 ㎜의 높이를 가지며, 깊이는 5 내지 9 ㎜이다.In another advantageous embodiment (Fig. 2), instead of providing a large area of recess 5 adjacent the drawing edge 2 and leaving the abovementioned thickness, a groove 6 . In this case, the groove 6 has a total height of about 8 to 12 mm between the surface 4 and the drawing edge 2, and the depth is 5 to 9 mm.

또 다른 실시 형태에서, 드로잉 에지(2)에 인접한 벽(4)의 영역에서의 연속적인 오목부(5) 대신에, 드로잉 방향으로 연장되는 복수의 홈(7)이 제공되며; 예를 들어 홈(7) 또는 슬롯(7)은 4 내지 8 mm의 슬롯 폭과 7 내지 11 mm의 슬롯 간격을 가지므로, 잔여 브리지 피스는 1 내지 5 mm의 폭을 갖는다. 이 경우 홈(7) 또는 슬롯(7)은 마찬가지로 5 내지 9 mm의 깊이를 갖는다.In a further embodiment, instead of the continuous recesses 5 in the region of the wall 4 adjacent to the drawing edge 2, a plurality of grooves 7 are provided which extend in the drawing direction; For example, the groove 7 or slot 7 has a slot width of 4 to 8 mm and a slot spacing of 7 to 11 mm, so that the remaining bridge pieces have a width of 1 to 5 mm. In this case the groove 7 or slot 7 likewise has a depth of 5 to 9 mm.

놀랍게도, 전술한 형상으로 인해, 심지어 브리지 피스(4)의 존재(또는 존재 가능성)에도 불구하고, 오목부(5, 6, 7) 내부의 상대적으로 소량의 유체는, 산소의 공급을 통해 제2형 마이크로크랙의 형성을 효과적으로 방지하기에 충분하다는 것이 판명되었다.Surprisingly, due to the shape described above, even a relatively small amount of fluid within the recesses 5, 6, 7, despite the presence (or the presence possibility) of the bridge pieces 4, Type microcracks formed on the surface of the substrate.

유익한 실시 형태(도시되지 않음)에서, 오목부(5), 홈(6) 및 슬롯(7)에는, 후방으로부터, 즉 공구측으로부터 공급 개구 및 순차적으로 상응하게 구멍 뚫린 복수의 라인(drilled line)에 의해 산소 함유 유체가 공급되며, 필요에 따라 오목부(5), 홈(6) 및 슬롯(7) 영역에서의 산소 분압을 더욱 증가시킬 수 있다.In the advantageous embodiment (not shown), the recess 5, the groove 6 and the slot 7 are provided with a plurality of drilled lines correspondingly pierced from the rear, i.e. from the tool side, The oxygen-containing fluid is supplied by the oxygen-containing gas, and the oxygen partial pressure in the recessed portion 5, the groove 6 and the slot 7 region can be further increased as required.

연속 가공시에 오목부(5), 홈(6) 및 슬롯(7)에서 산소 함량을 높은 수준으로 유지하기 위해, 금형 캐비티는 산소 함유 유체로 플러싱되어서, 오목부(5), 홈(6) 및 슬롯(7)에는 언제나 충분한 산소 저장소가 존재하게 된다. The mold cavity is flushed with the oxygen-containing fluid so as to form the concave portion 5, the groove 6, and the groove 7 in order to maintain the oxygen content in the concave portion 5, the groove 6, And the slot 7 always have sufficient oxygen reservoir.

직접 프레스 경화 공정에서는 22MnB5 외에, 20MnB8, 22MnB8 및 기타 망간/붕소 스틸이 주로 사용된다. In direct press hardening processes, besides 22MnB5, 20MnB8, 22MnB8 and other manganese / boron steel are mainly used.

결과적으로, 하기 합금 조성을 가진 스틸이 본 발명에 적합하다 (모두 질량%로 표시).As a result, steels having the following alloy composition are suitable for the present invention (all expressed in mass%).

Figure pct00001
Figure pct00001

그리고 나머지는 철과 제련 불순물로 구성된다. 이러한 스틸에서는, 특히 붕소, 망간, 탄소 및 선택적으로 크롬 및 몰리브덴과 같은 합금 원소가 변형 지연제(transformation-delaying agent)로서 사용된다.And the balance of iron and smelting impurities. In such steels, alloying elements such as boron, manganese, carbon and optionally chromium and molybdenum are used as transformation-delaying agents.

다음의 일반적인 합금 조성을 가진 스틸이 또한 본 발명에 적합하다 (모두 질량%로 표시).Steel with the following general alloy composition is also suitable for the present invention (all expressed in mass%).

Figure pct00002
Figure pct00002

그리고 나머지는 철과 제련 불순물로 구성된다. And the balance of iron and smelting impurities.

다음의 합금 조성을 가진 스틸이 본 발명에 특히 적합한 것으로 밝혀졌다 (모두 질량%로 표시).It has been found that steels having the following alloy composition are particularly suitable for the present invention (all expressed in mass%).

Figure pct00003
Figure pct00003

그리고 나머지는 철과 제련 불순물로 구성된다. And the balance of iron and smelting impurities.

2: 드로잉 에지
3, 4: 표면
5: 오목부
6: 홈
7: 복수의 홈(슬롯)
2: Drawing edge
3, 4: Surface
5:
6: Home
7: a plurality of grooves (slots)

Claims (10)

경화성 스틸 합금으로 구성된 판형 스틸 밴드로부터 블랭크를 분리한 후, 상기 블랭크를 오스테나이트화하는데, 여기서 상기 블랭크는, Ac3을 넘는 온도로 가열된 후, 성형 공구에 삽입되고 상기 성형 공구에서 성형되는데, 상기 성형시에는 임계 경화 속도를 넘는 속도로 냉각되며, 상기 성형 및 경화 공정에서 성형되는 판형 금속 블랭크에 2형 마이크로크랙이 형성되는 것을 방지하기 위해, 산소 함유 유체 저장소가 포지티브 반경 및/또는 드로잉 에지에 인접해서, 및/또는 상기 포지티브 반경 및/또는 드로잉 에지 바깥쪽의 다른 접촉 영역에 존재하는 것을 특징으로 하는, 판형 스틸 부품의 프레스 경화 방법. After separating the blank from a plate-shaped steel band consisting of a hardenable steel alloy, the blank is heated to a temperature above Ac 3 , then inserted into a forming tool and molded in the forming tool, Wherein the oxygen-containing fluid reservoir is cooled at a rate exceeding the critical curing rate at the time of forming and the positive radius and / or the edge of the drawing is cooled in order to prevent the formation of a 2-type microcrack in the plate- And / or in another contact area outside the positive radius and / or the drawing edge. ≪ Desc / Clms Page number 20 > 제1항에 있어서,
상기 드로잉 에지 및/또는 포지티브 반경에 인접해서 상기 성형 공구에 구비된 오목부에 의해 산소가 유입되고, 상기 오목부는 딥 드로잉에 부정적인 영향을 주지 않도록 구성되며, 상기 오목부는 산소 함유 유체의 저장소를 형성하거나, 또는 다른 산소 함유 유체가 상기 오목부를 통해 공급될 수 있는 것인, 방법.
The method according to claim 1,
Oxygen is introduced by the recesses provided in the forming tool adjacent to the drawing edge and / or the positive radius, the recesses being configured so as not to adversely affect the deep drawing, the recesses forming a reservoir of oxygen- Or another oxygen-containing fluid can be supplied through the recess.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 산소 함유 유체의 유입이 상기 오목부에 존재하는 공기에 의해 보장되는 것인, 방법.
3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the introduction of the oxygen-containing fluid is ensured by the air present in the recess.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
2개의 성형 공정 사이에, 상기 오목부에, 상기 성형 공구측으로부터 유체, 산소, 또는 산소 함유 유체가 공급되거나, 상기 오목부 또는 주형 공동에, 유체, 특히 산소 또는 산소 함유 유체가 공급되는 것인, 방법.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein a fluid, oxygen, or oxygen-containing fluid is supplied to the recess from the molding tool side, or a fluid, particularly an oxygen or oxygen-containing fluid, is supplied to the recess or the mold cavity between the two molding steps , Way.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 오목부에 진공이 가해지는 것인, 방법.
5. The method according to any one of claims 1 to 4,
Wherein a vacuum is applied to the recess.
제1항에 있어서,
상기 산소 함유 유체가 연속적으로 공급되는 것인, 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the oxygen-containing fluid is continuously supplied.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항의 방법을 실행하기 위한 장치로서,
2개의 1/2 성형 공구(성형 공구 절반)를 가지며; 상기 2개의 1/2 성형 공구는, 협력하여 블랭크를 딥 드로잉하고, 서로 가까워지고 멀어질 수 있도록 구현되며; 소정의 성형 형상에 의존해서, 드로잉 에지가 적어도 하나의 포지티브 반경 또는 드로잉 에지 영역에 제공되고; 드로잉 방향으로 포지티브 반경 또는 드로잉 에지의 후방에 위치한 표면, 및/또는 상기 포지티브 반경 및/또는 드로잉 에지 바깥쪽의 다른 접촉 영역에 오목부가 구비된, 장치.
7. An apparatus for carrying out the method of any one of claims 1 to 6,
Has two half-forming tools (half of the forming tool); The two half-formed tools are designed to cooperate to deep draw the blank and to be close to and away from each other; Depending on the desired shaping shape, a drawing edge is provided in at least one positive radius or drawing edge area; Wherein a recess is provided in a surface located behind the positive radius or drawing edge in the drawing direction and / or in another contact area outside the positive radius and / or the drawing edge.
제7항에 있어서,
상기 오목부가, 상기 드로잉 에지에 인접한 표면과 상기 오목부 사이의 상기 드로잉 에지의 잔여 두께가 대략 그 반경에 일치하도록 구성되는 것인, 장치.
8. The method of claim 7,
Wherein the recess is configured such that the remaining thickness of the drawing edge between the surface adjacent to the drawing edge and the recess coincides approximately with its radius.
제7항 또는 제8항에 있어서,
상기 드로잉 에지와 성형 공구 표면 사이의 오목부가, 5 내지 9 mm의 깊이에서 약 25 내지 35 mm에 해당하는 높이를 가지거나, 상기 표면과 상기 드로잉 에지 사이에 합계 약 8 내지 12 mm의 높이와 5 내지 9 mm의 깊이를 가지는 홈 또는 상기 드로잉 에지에 인접한 벽 영역에서 드로잉 방향으로 연장되는 홈 형상의 복수의 오목부로 구현되며, 상기 복수의 홈 또는 슬롯은 4 내지 8 mm의 슬롯 폭과 7 내지 11 mm의 슬롯 간격을 가져서, 잔여 브리지 피스가 1 내지 5 mm의 폭을 가지게 되는 것인, 장치.
9. The method according to claim 7 or 8,
Wherein the recess between the drawing edge and the forming tool surface has a height of about 25 to 35 mm at a depth of 5 to 9 mm or a height of about 8 to 12 mm in total between the surface and the drawing edge, And a plurality of grooves extending in the drawing direction in a wall region adjacent to the drawing edge, the plurality of grooves or slots having a slot width of 4 to 8 mm and a slot width of 7 to 11 mm mm so that the remaining bridge pieces have a width of between 1 and 5 mm.
제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 오목부, 상기 홈, 또는 상기 슬롯에는, 후방으로부터, 즉 공구측으로부터, 공급 개구 및 상응하는 구멍 뚫린 라인에 의해 산소 함유 유체가 공급되는 것인, 장치.
10. The method according to any one of claims 7 to 9,
Wherein the recess, the groove, or the slot is supplied with an oxygen-containing fluid from behind, i.e. from the tool side, by a feed opening and a corresponding perforated line.
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