KR20200056156A - Heat treatment apparatus for metal plate and heat treatment methods using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 금속 판재의 열처리 장치 및 열처리 방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 금속 판재의 가열과 냉각을 하나의 열처리 장치에서 실시할 수 있는 금속 판재의 열처리 장치 및 열처리 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a heat treatment device and a heat treatment method for a metal plate material, and more particularly, to a heat treatment device and a heat treatment method for a metal plate material capable of performing heating and cooling of the metal plate material in one heat treatment device.
상온 성형성이 제한되는 고강도 금속 판재의 성형을 위해서, 성형성이 개선되는 열처리 통합 성형기술(열간 프레스, 핫 스탬프, 다이 담금질, 프레스 담금질 등이라고도 호칭됨)이 최근 주목을 받고 있다. 이러한, 열처리 통합 성형기술은 금속 판재를 상변태 영역으로 가열한 후에 성형함으로써, 성형성을 담보하는 동시에 성형 후의 냉각에 의해 담금질(Quenching) 등의 후열처리를 통하여 원하는 재질을 얻는 공정이다.In order to form a high-strength metal plate having limited room temperature formability, a heat treatment integrated molding technology (also referred to as hot press, hot stamping, die quenching, press quenching, etc.) with improved formability has recently attracted attention. This, heat treatment integrated molding technology is a process of obtaining a desired material through post-heating treatment such as quenching by cooling after molding while securing the moldability by heating the metal sheet after heating it to the phase transformation region.
특히, 알루미늄 합금의 열처리 통합 성형에서는, 주요 합금원소를 고용하기 위한 온도로 가열 및 유지하고 급랭하여 과포화 고용체로 만들기 위한 알루미늄 합금 판재의 열처리 기술이 중요하며, 이러한 열처리는 생산성과 강도 등의 품질을 동시에 확보하기 위해 프레스 금형 내부 또는 성형 시스템과 연계된 가열/냉각 시스템에서 수행되고 있다. 이때, 금속 판재의 열처리 시, 열처리된 금속 판재의 균일한 품질을 위해서는, 열처리 온도의 처리시간 및 금속 판재의 목표 온도 범위 내에서 균일한 온도 유지가 중요한 요소로 작용할 수 있다.In particular, in the integrated molding of heat treatment of an aluminum alloy, the heat treatment technology of the aluminum alloy plate for heating and maintaining at a temperature for employing a main alloy element and rapidly cooling it to form a supersaturated solid solution is important, and such heat treatment improves quality such as productivity and strength. In order to secure at the same time, it is performed in a heating / cooling system inside a press mold or in conjunction with a molding system. At this time, during the heat treatment of the metal plate, for uniform quality of the heat-treated metal plate, the treatment time of the heat treatment temperature and the maintenance of a uniform temperature within the target temperature range of the metal plate can act as important factors.
금속 판재 열처리를 위한 종래의 금속 판재의 가열 장치는, 분위기 온도를 제어하는 챔버를 활용한 가열과 가열된 치구의 접촉을 통한 가열이 주로 이루어지고 있다. 그러나, 챔버를 활용한 금속 판재의 가열 방식은 일정한 온도로 금속 판재를 열처리하기에는 적합하나 금속 판재를 수십초 내로 급속 가열하기에는 부적합하며, 가열된 치구를 접촉하는 금속 판재의 가열 방식은 급속 가열에는 유리하나 균일한 온도 유지는 어려운 문제점이 있었다.In a conventional metal plate heating apparatus for heat treatment of a metal plate, heating using a chamber for controlling an ambient temperature and heating through contact of a heated jig are mainly performed. However, the heating method of the metal plate utilizing the chamber is suitable for heat-treating the metal plate at a constant temperature, but is not suitable for rapidly heating the metal plate within tens of seconds, and the heating method of the metal plate contacting the heated fixture is advantageous for rapid heating. However, maintaining a uniform temperature had a difficult problem.
또한, 금속 판재의 합금 원소 고용 후, 상온에서의 과포화 고용상태를 만들기 위한 금속 판재의 냉각 과정에서도, 고용된 합금 원소의 석출을 막기 위해 충분한 냉각 속도를 확보해야 하며, 불균일한 냉각 속도는 금속 판재의 열변형을 야기하는 문제가 있으나, 금속 판재의 가열 후 별도의 냉각 장치로 이송 시 이송 시간이 길어져 금속 판재의 자연 냉각에 의해 일부 고용체가 석출되는 문제점이 있었다.In addition, in the process of cooling the metal plate to create a supersaturated solid solution at room temperature after the alloy element is dissolved in the metal plate, a sufficient cooling rate must be secured to prevent precipitation of the employed alloy element, and the uneven cooling rate is a metal plate. There is a problem that causes the thermal deformation of the metal plate, there is a problem that some solid solution is precipitated by the natural cooling of the metal plate because the transfer time is longer when transferred to a separate cooling device after heating of the metal plate.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 금속 판재의 가열과 냉각을 하나의 열처리 장치에서 실시하여, 가열 및 냉각 장치 간 금속 판재의 이송에 따른 냉각 문제를 해결할 수 있는 금속 판재의 열처리 장치 및 열처리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나, 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.The present invention is to solve a number of problems, including the problems as described above, by performing the heating and cooling of the metal plate in one heat treatment device, it is possible to solve the cooling problem caused by the transfer of the metal plate between the heating and cooling devices It is an object to provide a heat treatment apparatus and a heat treatment method for a metal plate. However, these problems are exemplary, and the scope of the present invention is not limited thereby.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 금속 판재의 열처리 장치가 제공된다. 상기 금속 판재의 열처리 장치는, 금속 판재를 열처리할 수 있도록, 가열된 상기 금속 판재의 제 1 면과 접촉하여 상기 금속 판재를 냉각시키는 하금형; 상기 하금형에 설치된 승하강 실린더에 의해 상기 하금형과 가까워지는 방향 또는 멀어지는 방향으로 승하강할 수 있도록 설치되고, 상기 금속 판재의 상기 제 1 면의 반대면과 접촉하여 상기 금속 판재를 냉각시키는 상금형; 상기 하금형에 승하강할 수 있도록 설치되어, 적어도 삼점 지지에 의해 상기 금속 판재를 상기 하금형과 상기 상금형 사이에서 지지하는 지지 실린더; 및 상기 상금형과 상기 금속 판재 사이에 슬라이딩 진입할 수 있도록 설치되어, 상기 금속 판재를 가열하는 이동식 히터;를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a heat treatment device for a metal plate is provided. The heat treatment apparatus for the metal plate material may include a lower metal mold that cools the metal plate material by contacting a first surface of the heated metal plate material so as to heat the metal plate material; It is installed so that the elevating cylinder installed on the lower mold can move up and down in a direction closer to or away from the lower mold, and is in contact with an opposite surface of the first side of the metal plate to cool the metal plate. ; A support cylinder that is installed to move up and down on the lower mold, and supports the metal plate between the lower mold and the upper mold by at least three-point support; And a movable heater installed to slide in between the upper mold and the metal plate to heat the metal plate.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 이동식 히터에 의해 상기 금속 판재를 가열 시, 상기 지지 실린더를 통해 상기 금속 판재의 열손실이 일어나는 것을 방지할 수 있도록, 상기 지지 실린더의 상기 금속 판재 지지면에 설치되는 단열 부재;를 더 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, when the metal plate is heated by the movable heater, to prevent the heat loss of the metal plate from occurring through the support cylinder, to the metal plate support surface of the support cylinder It may further include; a heat insulating member to be installed.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 하금형 및 상기 상금형은, 상기 금속 판재를 다이 냉각 방식으로 냉각 시킬 수 있도록, 내부에 냉각수가 흐르는 냉각 채널 또는 열전소자가 형성될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the lower mold and the upper mold may be formed with a cooling channel or a thermoelectric element through which cooling water flows to cool the metal plate in a die cooling method.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 이동식 히터는, 상기 금속 판재를 비접촉식으로 가열할 수 있도록, 적외선 가열(NIR 가열)을 이용하는 광 가열체일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the movable heater may be an optical heating body using infrared heating (NIR heating) so that the metal plate can be heated in a non-contact manner.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 이동식 히터는, 상기 금속 판재를 접촉식으로 가열할 수 있도록, 카트리지 가열, 열전소자 가열, 통전 가열, 면상 가열 중 어느 하나를 이용하는 금형 가열체일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the movable heater may be a mold heating body using any one of cartridge heating, thermoelectric element heating, electrification heating, and surface heating so that the metal plate material can be heated in contact.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 상금형 및 상기 지지 실린더의 승하강 구동 및 상기 이동식 히터의 슬라이딩 구동을 제어하는 제어부;를 더 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a control unit for controlling the vertical drive of the upper die and the support cylinder and the sliding drive of the movable heater; may further include a.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 제어부는, 상기 금속 판재의 가열 시, 상기 금속 판재가 상기 지지 실린더에 의해 상기 하금형 및 상기 상금형과 소정 거리 이격되게 지지될 수 있도록, 상기 지지 실린더에 제어신호를 인가하여 제 1 높이로 상승된 상금형 보다 낮은 제 2 높이로 상기 지지 실린더를 상승시킬 수 있다.According to an embodiment of the present invention, when the metal plate is heated, the control unit may be supported by the support cylinder so that the metal plate is supported by the support cylinder to be spaced apart from the lower mold and the upper mold by a predetermined distance. By applying a control signal, the support cylinder can be raised to a second height lower than the upper mold raised to the first height.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 금속 판재의 가열 시, 상기 이동식 히터의 열이 상기 상금형으로 전달되는 것을 방지할 수 있도록, 상기 이동식 히터와 상기 상금형 사이에 슬라이딩 진입할 수 있도록 설치되는 차폐 부재;를 더 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, when the metal plate is heated, it is installed so as to be able to enter the sliding between the movable heater and the upper mold to prevent the heat of the movable heater from being transferred to the upper mold. Shielding member; may further include.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 금속 판재의 열처리 방법이 제공된다. 상기 금속 판재의 열처리 방법은, 상기 금속 판재를 상기 하금형과 상기 상금형 사이로 반입하여 상기 지지 실린더에 안착시키는 금속 판재 반입 단계; 상기 상금형과 상기 금속 판재 사이에 상기 이동식 히터를 반입시켜 상기 금속 판재를 가열하는 금속 판재 가열 단계; 상기 금속 판재 가열 후, 상기 이동식 히터를 반출시키고 상기 상금형과 상기 지지 실린더를 하강하여 상기 금속 판재를 냉각하는 금속 판재 냉각 단계; 및 냉각 된 상기 금속 판재를 외부로 반출하는 금속 판재 반출 단계;를 포함할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, a method of heat treatment of a metal plate is provided. The method of heat treatment of the metal plate material may include: bringing the metal plate material between the lower metal mold and the upper metal mold to be seated on the support cylinder; A metal plate heating step of heating the metal plate by bringing the movable heater between the upper mold and the metal plate; After heating the metal plate, the metal plate cooling step of taking out the movable heater and lowering the upper die and the support cylinder to cool the metal plate; And a step of taking out the cooled metal plate to take the metal plate out.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 금속 판재 반입 단계에서, 상기 금속 판재가 상기 지지 실린더에 의해 상기 하금형 및 상기 상금형과 소정 거리 이격되게 지지될 수 있도록, 상기 지지 실린더를 상기 제 1 높이로 상승된 상금형 보다 낮은 상기 제 2 높이로 상승시킬 수 있다.According to another embodiment of the present invention, in the step of bringing in the metal plate, the support cylinder is placed at the first height so that the metal plate is supported by the support cylinder to be spaced apart from the lower mold and the upper mold by a predetermined distance. It can be raised to the second height lower than the raised upper mold.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 금속 판재 냉각 단계에서, 상기 금속 판재가 상기 하금형 및 상기 상금형과 접촉될 수 있도록, 상기 지지 실린더를 상기 제 1 높이 만큼 하강시키고 상기 상금형을 상기 제 2 높이 만큼 하강시킬 수 있다.According to another embodiment of the present invention, in the cooling of the metal plate, the support cylinder is lowered by the first height so that the metal plate can contact the lower mold and the upper mold, and the upper mold is removed from the first mold. It can be lowered by 2 heights.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 금속 판재 가열 단계에서, 상기 이동식 히터의 열이 상기 상금형으로 전달되는 것을 방지할 수 있도록, 상기 이동식 히터와 상기 상금형 사이에 상기 차폐 부재를 반입시킬 수 있다.According to another embodiment of the present invention, in the step of heating the metal plate, the shielding member may be carried between the movable heater and the upper mold so as to prevent heat of the movable heater from being transferred to the upper mold. have.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 금속 판재의 냉각 금형 사이에서 이동가능한 이동식 히터를 이용하여, 금속 판재의 가열과 냉각을 하나의 열처리 장치에서 실시하므로, 가열 및 냉각 장치 간 금속 판재의 이송에 따른 금속 판재의 자연 냉각 문제를 해결할 수 있다. 또한, 금속 판재의 열처리 장치의 구조를 간단하게 구현하는 동시에, 금속 판재의 균일한 가열 및 균일한 냉각을 구현함으로서, 금속 판재의 우수한 열처리 품질을 확보 가능한 금속 판재의 열처리 장치 및 열처리 방법을 구현할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.According to an embodiment of the present invention made as described above, since the heating and cooling of the metal plate is performed in one heat treatment device by using a movable heater movable between the cooling molds of the metal plate, the metal between the heating and cooling devices It is possible to solve the problem of natural cooling of the metal plate due to the transportation of the plate. In addition, it is possible to implement a heat treatment device and a heat treatment method for a metal plate material that can secure the excellent heat treatment quality of the metal plate material by realizing the structure of the heat treatment device for the metal plate material at the same time and uniform heating and uniform cooling of the metal plate material. have. Of course, the scope of the present invention is not limited by these effects.
도 1 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 금속 판재의 열처리 장치의 동작 순서를 개략적으로 나타내는 단면도들이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 금속 판재의 열처리 장치를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 금속 판재의 열처리 방법을 나타내는 순서도이다.1 to 4 are cross-sectional views schematically showing an operation sequence of a heat treatment apparatus for a metal plate according to an embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view schematically showing a heat treatment apparatus for a metal plate according to another embodiment of the present invention.
6 is a flow chart showing a heat treatment method of a metal plate according to another embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 여러 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, various preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려 이들 실시예들은 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 또한, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이다.The embodiments of the present invention are provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art, and the following embodiments may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is as follows. It is not limited to the Examples. Rather, these embodiments are provided to make the present disclosure more faithful and complete, and to fully convey the spirit of the present invention to those skilled in the art. In addition, the thickness or size of each layer in the drawings is exaggerated for convenience and clarity of explanation.
이하, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차(tolerance)에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명 사상의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings schematically showing ideal embodiments of the present invention. In the drawings, for example, depending on the manufacturing technique and / or tolerance, deformations of the illustrated shape can be expected. Therefore, embodiments of the inventive concept should not be interpreted as being limited to a specific shape of the region shown in this specification, but should include, for example, a change in shape resulting from manufacturing.
도 1 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 금속 판재의 열처리 장치(100)의 동작 순서를 개략적으로 나타내는 단면도들이고, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 금속 판재의 열처리 장치(200)를 개략적으로 나타내는 단면도이다.1 to 4 are cross-sectional views schematically showing an operation sequence of the
먼저, 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 금속 판재의 열처리 장치(100)는, 하금형(10)과, 상금형(20)과, 지지 실린더(30)와, 이동식 히터(40)와, 단열 부재(50) 및 제어부(미도시)를 포함할 수 있다.First, as shown in Figures 1 to 4, the metal plate
도 1에 도시된 바와 같이, 하금형(10)은, 금속 판재(P)를 열처리할 수 있도록, 가열된 금속 판재(P)의 하면인 제 1 면과 접촉하여 금속 판재(P)를 냉각시킬 수 있다. 또한, 상금형(20)은, 하금형(10)에 설치된 승하강 실린더(70)에 의해 하금형(10)과 가까워지는 방향 또는 멀어지는 방향으로 승하강할 수 있도록 설치되고, 금속 판재(P)의 상면인 상기 제 1 면의 반대면과 접촉하여 금속 판재(P)를 냉각시킬 수 있다.As shown in FIG. 1, the
더욱 구체적으로, 하금형(10) 및 상금형(20)은, 냉각 금형으로서, 열전도율이 뛰어난 구리로 형성될 수 있으며, 금속 판재(P)를 다이 냉각 방식으로 냉각 시킬 수 있도록 내부에 냉각수가 흐르는 냉각 채널(C) 또는 펠티에 효과에 의한 흡열 반응을 나타내는 열전소자가 형성되어, 하금형(10) 및 상금형(20)을 금속 판재(P)의 냉각 온도로 냉각시킬 수 있다.More specifically, the
또한, 승하강 실린더(70)는, 공압 실린더, 유압 실린더 및 전동 실린더 중 어느 하나가 사용될 수 있으며, 상기 제어부의 제어신호에 따라 신장 및 수축하여, 상금형(20)을 하금형(10)과 가까워지는 방향 또는 멀어지는 방향으로 승하강시킬 수 있다.In addition, the
도 1에 도시된 바와 같이, 지지 실린더(30)는, 하금형(10)에 승하강할 수 있도록 설치되어, 적어도 삼점 지지에 의해 금속 판재(P)를 하금형(10)과 상금형(20) 사이에서 지지할 수 있다. 더욱 구체적으로, 지지 실린더(30)는, 공압 실린더, 유압 실린더 및 전동 실린더 중 어느 하나가 사용될 수 있으며, 상기 제어부의 제어신호에 따라 신장 및 수축하여 금속 판재(P)를 하금형(10) 및 상금형(20)과 일정 거리 이격될 수 있도록 지지할 수 있다. 이때, 지지 실린더(30)는, 금속 판재(P)를 안정적으로 지지할 수 있도록, 사점 지지에 의해 금속 판재(P)를 지지하는 것이 바람직할 수 있다.As shown in Figure 1, the
또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 이동식 히터(40)는, 상금형(20)과 금속 판재(P) 사이에 슬라이딩 진입할 수 있도록 설치되어, 금속 판재(P)를 가열할 수 있다. 더욱 구체적으로, 이동식 히터(40)는, 금속 판재(P)를 비접촉식으로 가열할 수 있도록, 적외선 가열(NIR 가열)을 이용하는 광 가열체일 수 있다. 이외에도, 이동식 히터(40)는, 할로겐 램프나 LED 램프 등 다양한 램프 가열 방식을 이용한 광 가열체일 수 있다. 그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 이동식 히터(40)는, 반드시 도 2에 국한되지 않고, 금속 판재(P)를 접촉식으로 가열할 수 있도록, 카트리지 가열, 열전소자 가열, 통전 가열, 면상 가열 중 어느 하나를 이용하는 금형 가열체일 수도 있다.In addition, as shown in FIG. 2, the
또한, 이동식 히터(40)가 금속 판재(P)를 가열 시, 하금형(10)에 설치되어 냉각 온도로 유지되고 있는 지지 실린더(30)로 열전도가 발생하여, 금속 판재(P)의 열손실이 일어나는 것을 방지할 수 있도록, 지지 실린더(30)의 금속 판재 지지면에 단열 부재(50)가 설치될 수 있다.In addition, when the
이에 따라, 금속 판재(P)를 지지하는 지지 실린더(30)와 금속 판재(P) 사이에 단열 부재(50)가 형성되어, 금속 판재(P)와 지지 실린더(30)를 열적으로 분리함으로써, 가열 중의 금속 판재(P)의 온도가 지지 실린더(30)를 통해 전도되는 것을 방지하여 금속 판재(P)의 가열 효율을 높이고 균일한 가열이 일어나도록 유도할 수 있다.Accordingly, a
따라서, 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 금속 판재의 열처리 장치(100)의 열처리 과정은, 먼저, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 제어부의 제어신호에 의해 금속 판재(P)를 지지할 지지 실린더(30) 및 상금형(20)을 승하강 시키는 승하강 실린더(70)가 상승한 상태에서, 로봇 암(A) 등을 이용하여 금속 판재(P)가 하금형(10)과 상금형(20) 사이로 반입될 수 있다. 로봇 암(A)에 의해 하금형(10)과 상금형(20) 사이로 반입된 금속 판재(P)는, 상승된 지지 실린더(30)에 의해 하금형(10) 및 상금형(20)과 소정 거리 이격된 상태로 지지될 수 있다.Thus, as shown in Figures 1 to 4, the heat treatment process of the
더욱 구체적으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제어부는, 금속 판재(P)가 지지 실린더(30)에 의해 하금형(10) 및 상금형(20)과 소정 거리 이격되게 지지될 수 있도록, 지지 실린더(30)에 제어신호를 인가하여 승하강 실린더(70)에 의해 제 1 높이(H1)로 상승된 상금형(20) 보다 낮은 제 2 높이(H2)로 지지 실린더(30)를 상승시킬 수 있다.More specifically, as shown in Figure 2, the control unit, the metal plate (P) is supported by the
이어서, 상기 제어부의 제어신호에 의해 이동식 히터(40)가 상금형(20)과 금속 판재(P) 사이로 슬라이딩 이동하여 반입될 수 있다. 반입된 이동식 히터(40)는 금속 판재(P)의 위치와 대응되는 위치에 정지한 후, 금속 판재(P)를 가열할 수 있다.Subsequently, the
이어서, 도 3에 도시된 바와 같이, 금속 판재(P)의 가열 완료 후, 상기 제어부의 제어신호에 의해 이동식 히터(40)가 슬라이딩 이동하여 반출되고, 지지 실린더(30) 및 승하강 실린더(70)를 하강시킴으로써, 도 4에 도시된 바와 같이, 금속 판재(P)의 하면이 하금형(10)과 접촉하고 상면이 상금형(20)과 접촉하도록 할 수 있다.Subsequently, as shown in FIG. 3, after the heating of the metal plate P is completed, the
이때, 상기 제어부는, 금속 판재(P)의 하면과 하금형(10)의 접촉과 금속 판재(P)의 상면과 상금형(20)의 접촉이 동시에 일어날 수 있도록, 지지 실린더(30) 및 승하강 실린더(70)의 하강 속도를 적절히 제어할 수 있다. 이와 같은, 금속 판재(P)와 하금형(10) 및 상금형(20)이 접촉한 상태에서, 냉각 온도로 냉각된 하금형(10) 및 상금형(20)에 의해 금속 판재(P)의 냉각이 진행될 수 있다.At this time, the control unit, the lower surface of the metal plate (P) and the
금속 판재(P)의 냉각이 완료된 이후에는 다시 지지 실린더(30) 및 승하강 실린더(70)를 상승시켜, 금속 판재(P)가 하금형(10) 및 상금형(20)과 이격되는 위치로 이동시킨 후, 로봇 암(A)을 이용하여 금속 판재(P)를 외부로 반출시킬 수 있다.After the cooling of the metal plate P is completed, the
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 금속 판재의 열처리 장치(100)는, 금속 판재(P)의 냉각 금형(10, 20) 사이에서 이동가능한 이동식 히터(40)를 이용하여, 금속 판재(P)의 가열과 냉각을 하나의 열처리 장치에서 실시할 수 있다.Therefore, the
그러므로, 금속 판재(P)의 열처리 시, 가열 및 냉각 장치 간 금속 판재(P)의 이송에 따른 금속 판재(P)의 자연 냉각 문제를 해결할 수 있으며, 금속 판재의 열처리 장치(100)의 구조를 간단하게 구현하는 동시에, 금속 판재(P)의 균일한 가열 및 균일한 냉각을 구현함으로서, 금속 판재(P)의 우수한 열처리 품질을 확보하는 효과를 가질 수 있다.Therefore, during the heat treatment of the metal plate P, the natural cooling problem of the metal plate P according to the transfer of the metal plate P between the heating and cooling devices can be solved, and the structure of the
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 금속 판재의 열처리 장치(200)를 개략적으로 나타내는 단면도이다.5 is a cross-sectional view schematically showing a
도 5에 도시된 바와 같이, 이동식 히터(40)가 금속 판재(P)를 가열 시, 이동식 히터(40)의 열이 상금형(20)으로 전달되는 것을 방지할 수 있도록, 이동식 히터(40)와 상금형(20) 사이에 슬라이딩 진입할 수 있도록 차폐 부재(60)가 설치될 수 있다.As shown in FIG. 5, when the
더욱 구체적으로, 차폐 부재(60)는, 이동식 히터(40)의 열이 상금형(20)으로 전달되는 것을 방지할 수 있도록 일종의 단열재로 형성될 수 있으며, 이동식 히터(40)의 면적 보다 더 큰 면적으로 형성될 수 있다. 또한, 차폐 부재(60)의 하면에는 반사면이 형성되어 이동식 히터(40)의 상부로 방출되는 열이 금속 판재(P) 방향으로 반사되도록 유도할 수 있다. 더불어, 도시되진 않았지만, 차폐 부재(60)는, 금속 판재(P)와 하금형(10) 사이에도 슬라이딩 진입하여 가열 중의 금속 판재(P)의 열이 하금형(10)으로 전달되는 것을 방지할 수도 있다.More specifically, the shielding
따라서, 이동식 히터(40)가 금속 판재(P)를 가열 시, 이동식 히터(40) 또는 금속 판재(P)로부터 방출되는 열이 하금형(10) 또는 상금형(20)으로 전달되는 것을 방지하여, 냉각 금형인 하금형(10) 및 상금형(20)의 온도가 금속 판재(P)의 냉각 온도 이상으로 상승하는 것을 방지함으로써, 이에 따른 냉각효율 저하를 방지하는 효과를 가질 수 있다. 또한, 차폐 부재(60)에 의해 이동식 히터(40)로부터 방출되는 열이 금속 판재(P)로 집중되도록 유도함으로써, 금속 판재(P)의 가열 효율 또한 효과적으로 증가시킬 수 있다.Therefore, when the
따라서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 금속 판재의 열처리 장치(200)는, 금속 판재(P)의 냉각 금형(10, 20) 사이에서 이동가능한 이동식 히터(40)를 이용하여, 금속 판재(P)의 가열과 냉각을 하나의 열처리 장치에서 실시하고, 차폐 부재(60)를 이용하여 금속 판재(P)의 가열 효율 및 냉각 효율을 더욱 증가시킬 수 있다.Therefore, the
그러므로, 금속 판재(P)의 열처리 시, 가열 및 냉각 장치 간 금속 판재(P)의 이송에 따른 금속 판재(P)의 자연 냉각 문제를 해결할 수 있으며, 금속 판재의 열처리 장치(100)의 구조를 간단하게 구현하는 동시에, 금속 판재(P)의 균일한 가열 및 균일한 냉각을 구현함으로서, 금속 판재(P)의 우수한 열처리 품질을 확보하는 효과를 가질 수 있다.Therefore, during the heat treatment of the metal plate P, it is possible to solve the natural cooling problem of the metal plate P according to the transfer of the metal plate P between the heating and cooling devices, and the structure of the
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 금속 판재의 열처리 방법을 나타내는 순서도이다.6 is a flow chart showing a heat treatment method of a metal plate according to another embodiment of the present invention.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 금속 판재의 열처리 방법은, 금속 판재(P)를 하금형(10)과 상금형(20) 사이로 반입하여 지지 실린더(30)에 안착시키는 금속 판재 반입 단계(S10)와, 상금형(20)과 금속 판재(P) 사이에 이동식 히터(40)를 반입시켜 금속 판재(P)를 가열하는 금속 판재 가열 단계(S20)와, 금속 판재(P) 가열 후, 이동식 히터(40)를 반출시키고 상금형(20)과 지지 실린더(30)를 하강하여 금속 판재(P)를 냉각하는 금속 판재 냉각 단계(S30) 및 냉각 된 금속 판재(P)를 외부로 반출하는 금속 판재 반출 단계(S40)를 포함할 수 있다.As shown in Figure 6, the method of heat treatment of a metal plate according to another embodiment of the present invention, the metal plate (P) is carried between the
더욱 구체적으로, 금속 판재 반입 단계(S10)에서, 금속 판재(P)가 지지 실린더(30)에 의해 하금형(10) 및 상금형(20)과 소정 거리 이격되게 지지될 수 있도록, 지지 실린더(30)를 제 1 높이(H1)로 상승된 상금형(20) 보다 낮은 제 2 높이(H2)로 상승시킬 수 있다. 또한, 금속 판재 냉각 단계(S30)에서, 금속 판재(P)가 하금형(10) 및 상금형(20)과 접촉될 수 있도록, 지지 실린더(30)를 제 1 높이(H1) 만큼 하강시키고 상금형(20)을 제 2 높이(H2) 만큼 하강시킬 수 있다.More specifically, in the step of bringing in the metal plate (S10), the metal plate (P) is supported by the
또한, 금속 판재 가열 단계(S20)에서, 이동식 히터(40)에서 발생하는 열 및 가열되는 금속 판재(P)에서 발생하는 열이 하금형(10) 및 상금형(20)으로 전달되는 것을 방지할 수 있도록, 이동식 히터(40)와 상금형(20) 사이에 차폐 부재(60)를 반입시킬 수 있다.In addition, in the metal plate heating step (S20), heat generated in the
따라서, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 금속 판재의 열처리 방법은, 금속 판재(P)의 냉각 금형(10, 20) 사이에서 이동가능한 이동식 히터(40)를 이용하여, 금속 판재(P)의 가열과 냉각을 하나의 열처리 장치에서 실시할 수 있다.Therefore, the method of heat treatment of a metal plate according to another embodiment of the present invention, by using a
그러므로, 금속 판재(P)의 열처리 시, 가열 및 냉각 장치 간 금속 판재(P)의 이송에 따른 금속 판재(P)의 자연 냉각 문제를 해결할 수 있으며, 금속 판재의 열처리 장치(100)의 구조를 간단하게 구현하는 동시에, 금속 판재(P)의 균일한 가열 및 균일한 냉각을 구현함으로서, 금속 판재(P)의 우수한 열처리 품질을 확보하는 효과를 가질 수 있다.Therefore, during the heat treatment of the metal plate P, it is possible to solve the natural cooling problem of the metal plate P according to the transfer of the metal plate P between the heating and cooling devices, and the structure of the
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.The present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, but these are merely exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.
10: 하금형
20: 상금형
30: 지지 실린더
40: 이동식 히터
50: 단열 부재
60: 차폐 부재
70: 승하강 실린더
P: 금속 판재
C: 냉각 채널
100, 200: 금속 판재의 열처리 장치10: Ha-myung
20: Prize
30: support cylinder
40: removable heater
50: insulating member
60: shielding member
70: lifting cylinder
P: Metal plate
C: cooling channel
100, 200: metal plate heat treatment device
Claims (12)
상기 하금형에 설치된 승하강 실린더에 의해 상기 하금형과 가까워지는 방향 또는 멀어지는 방향으로 승하강할 수 있도록 설치되고, 상기 금속 판재의 상기 제 1 면의 반대면과 접촉하여 상기 금속 판재를 냉각시키는 상금형;
상기 하금형에 승하강할 수 있도록 설치되어, 상기 금속 판재를 상기 하금형과 상기 상금형 사이에서 지지하는 지지 실린더; 및
상기 상금형과 상기 금속 판재 사이에 슬라이딩 진입할 수 있도록 설치되어, 상기 금속 판재를 가열하는 이동식 히터;
를 포함하는, 금속 판재의 열처리 장치.A metal mold that cools the metal plate by contacting the heated first surface of the metal plate to heat-treat the metal plate;
It is installed so as to move up and down in the direction closer to or away from the lower mold by the elevating cylinder installed in the lower mold, and is in contact with the opposite side of the first side of the metal plate to cool the metal mold. ;
A support cylinder installed to move up and down on the lower mold, and supporting the metal plate between the lower mold and the upper mold; And
A movable heater installed to allow sliding entry between the upper mold and the metal plate to heat the metal plate;
The heat treatment apparatus of a metal plate containing.
상기 이동식 히터에 의해 상기 금속 판재를 가열 시, 상기 지지 실린더를 통해 상기 금속 판재의 열손실이 일어나는 것을 방지할 수 있도록, 상기 지지 실린더의 상기 금속 판재 지지면에 설치되는 단열 부재;
를 더 포함하는, 금속 판재의 열처리 장치.According to claim 1,
When the metal plate is heated by the movable heater, an insulating member installed on the metal plate support surface of the support cylinder to prevent heat loss of the metal plate through the support cylinder;
Further comprising, a heat treatment device for a metal plate.
상기 하금형 및 상기 상금형은,
상기 금속 판재를 다이 냉각 방식으로 냉각 시킬 수 있도록, 내부에 냉각수가 흐르는 냉각 채널 또는 열전소자가 형성되는, 금속 판재의 열처리 장치.According to claim 1,
The lower mold and the upper mold,
A cooling channel or a thermoelectric element through which cooling water flows is formed to cool the metal plate by a die cooling method, wherein the heat treatment device of the metal plate is formed.
상기 이동식 히터는,
상기 금속 판재를 비접촉식으로 가열할 수 있도록, 적외선 가열(NIR 가열)을 이용하는 광 가열체인, 금속 판재의 열처리 장치.According to claim 1,
The movable heater,
An optical heating chain using infrared heating (NIR heating) to heat the metal plate in a non-contact manner, and a heat treatment device for the metal plate.
상기 이동식 히터는,
상기 금속 판재를 접촉식으로 가열할 수 있도록, 카트리지 가열, 열전소자 가열, 통전 가열, 면상 가열 중 어느 하나를 이용하는 금형 가열체인, 금속 판재의 열처리 장치.According to claim 1,
The movable heater,
A mold heating chain using any one of cartridge heating, thermoelectric element heating, electrification heating, and surface heating so that the metal plate material can be heated in a contact manner, and a heat treatment device for the metal plate material.
상기 상금형 및 상기 지지 실린더의 승하강 구동 및 상기 이동식 히터의 슬라이딩 구동을 제어하는 제어부;
를 더 포함하는, 금속 판재의 열처리 장치.According to claim 1,
A control unit for controlling the up and down driving of the upper die and the support cylinder and the sliding driving of the movable heater;
Further comprising, a heat treatment device for a metal plate.
상기 제어부는,
상기 금속 판재의 가열 시, 상기 금속 판재가 상기 지지 실린더에 의해 상기 하금형 및 상기 상금형과 소정 거리 이격되게 지지될 수 있도록, 상기 지지 실린더에 제어신호를 인가하여 제 1 높이로 상승된 상금형 보다 낮은 제 2 높이로 상기 지지 실린더를 상승시키는, 금속 판재의 열처리 장치.The method of claim 6,
The control unit,
When the metal plate is heated, the metal plate is raised to a first height by applying a control signal to the support cylinder so that the metal plate can be supported at a predetermined distance from the lower mold and the upper mold by the support cylinder. A metal plate heat treatment apparatus for raising the support cylinder to a lower second height.
상기 금속 판재의 가열 시, 상기 이동식 히터의 열이 상기 상금형으로 전달되는 것을 방지할 수 있도록, 상기 이동식 히터와 상기 상금형 사이에 슬라이딩 진입할 수 있도록 설치되는 차폐 부재;
를 더 포함하는, 금속 판재의 열처리 장치.According to claim 1,
A shielding member installed to allow sliding entry between the movable heater and the upper mold to prevent heat of the movable heater from being transferred to the upper mold when heating the metal plate;
Further comprising, a heat treatment device for a metal plate.
상기 금속 판재를 상기 하금형과 상기 상금형 사이로 반입하여 상기 지지 실린더에 안착시키는 금속 판재 반입 단계;
상기 상금형과 상기 금속 판재 사이에 상기 이동식 히터를 반입시켜 상기 금속 판재를 가열하는 금속 판재 가열 단계;
상기 금속 판재 가열 후, 상기 이동식 히터를 반출시키고 상기 상금형과 상기 지지 실린더를 하강하여 상기 금속 판재를 냉각하는 금속 판재 냉각 단계; 및
냉각 된 상기 금속 판재를 외부로 반출하는 금속 판재 반출 단계;
를 포함하는, 금속 판재의 열처리 방법.A method for heat treatment of a metal plate using a heat treatment device for a metal plate according to any one of claims 1 to 8,
A metal plate material loading step of bringing the metal plate material between the lower metal mold and the upper metal mold and seating the support cylinder;
A metal plate heating step of heating the metal plate by bringing the movable heater between the upper mold and the metal plate;
After heating the metal plate, the metal plate cooling step of taking out the movable heater and cooling the metal plate by lowering the upper die and the support cylinder; And
A metal plate carrying out step of taking the cooled metal plate out to the outside;
A method of heat treatment of a metal plate comprising a.
상기 금속 판재 반입 단계에서,
상기 금속 판재가 상기 지지 실린더에 의해 상기 하금형 및 상기 상금형과 소정 거리 이격되게 지지될 수 있도록, 상기 지지 실린더를 상기 제 1 높이로 상승된 상금형 보다 낮은 상기 제 2 높이로 상승시키는, 금속 판재의 열처리 방법.The method of claim 9,
In the step of bringing in the metal plate,
A metal that raises the support cylinder to the second height lower than the upper mold raised to the first height so that the metal plate material can be supported at a predetermined distance from the lower mold and the upper mold by the support cylinder Method of heat treatment of sheet materials.
상기 금속 판재 냉각 단계에서,
상기 금속 판재가 상기 하금형 및 상기 상금형과 접촉될 수 있도록, 상기 지지 실린더를 상기 제 1 높이 만큼 하강시키고 상기 상금형을 상기 제 2 높이 만큼 하강시키는, 금속 판재의 열처리 방법.The method of claim 10,
In the metal plate cooling step,
A method of heat-treating a metal plate, so that the support cylinder is lowered by the first height and the upper mold is lowered by the second height so that the metal plate can contact the lower mold and the upper mold.
상기 금속 판재 가열 단계에서,
상기 이동식 히터의 열이 상기 상금형으로 전달되는 것을 방지할 수 있도록, 상기 이동식 히터와 상기 상금형 사이에 상기 차폐 부재를 반입시키는, 금속 판재의 열처리 방법.The method of claim 9,
In the metal plate heating step,
A method of heat-treating a metal plate, in which the shielding member is carried between the movable heater and the upper die to prevent heat of the movable heater from being transferred to the upper die.
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KR20220109541A (en) * | 2021-01-28 | 2022-08-05 | 한국생산기술연구원 | High Cooling Compression Press and Control Method by Heat Conduction |
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JPH07276490A (en) * | 1994-04-06 | 1995-10-24 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | Method and apparatus for heating and molding thermoplastic resin sheet |
KR100951042B1 (en) * | 2009-11-13 | 2010-04-05 | 현대하이스코 주식회사 | Hot press forming device for promoting cooling efficiency |
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- 2018-11-14 KR KR1020180140131A patent/KR102155045B1/en active IP Right Grant
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KR20220109541A (en) * | 2021-01-28 | 2022-08-05 | 한국생산기술연구원 | High Cooling Compression Press and Control Method by Heat Conduction |
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