KR20200076662A

KR20200076662A - 코팅된 강재의 프레스 방법 및 강재의 용도

Info

Publication number: KR20200076662A
Application number: KR1020207002759A
Authority: KR
Inventors: 폴 조셉 벨랑게르; 이그나시오 마틴 곤잘레스; 마누엘 로페즈 라게
Original assignee: 오토테크 엔지니어링 에스.엘.; 오토테크 엔지니어링 알＆디 유에스에이, 아이엔씨
Priority date: 2017-08-02
Filing date: 2018-08-02
Publication date: 2020-06-29
Also published as: EP3437750A1; EP3763455A1; US20230311185A1; WO2019025569A1; RU2742549C1; EP3661670A1; JP7160917B2; JP2020529926A; CN111344079A; US11633771B2; US20210362212A1; CA3070746A1; CN117983721A

Abstract

본 발명은 구조 부품의 열간 성형 방법의 예시에 관한 것이다. 상기 방법은 초고강도 강으로 제작된 블랭크를 알루미늄 코팅으로 가열하는 단계 및 상기 가열된 블랭크를 다단계 장치에서 성형하는 단계를 포함한다.

Description

코팅된 강재의 프레스 방법 및 강재의 용도

본 출원은 2017년 8월 2일에 출원된 유럽 특허 출원 제 EP17382531.6호의 이익을 주장한다.

본 발명은 열간 성형 구조 부품 제작 방법 및 열간 성형 공정에서 초고강도 강의 용도에 관한 것이다.

차량 구조 분야에 있어서, 경량 구조에 대한 기준을 충족시키기 위해 경량 재료 또는 경량 부품의 개발 및 구현이 점점 더 중요해지고 있다. C0₂방출량 감소 목표는 특히 중량 감소를 요구하고 있다. 탑승자의 안전에 대한 높아지는 관심은 또한 에너지 흡수를 향상시키면서, 충돌시 차량의 완전성을 향상시키는 재료의 채택으로 이어진다.

열간 성형 다이 ??칭(Hot Forming Die Quenching: HFDQ)(또한 열간 스탬핑(hot stamping) 또는 프레스 경화(press hardening)로도 알려짐) 공정은, 예컨대 붕소 강판을 사용하여, 예컨대 1,500MPa 또는 최대 2,000MPa의 인장강도를 갖는 초고강도 강(Ultra High Strength Steel: UHSS) 특성을 갖는 스탬핑된 부품을 생성한다. 다른 재료와 비교할 때 강도의 증가는 보다 얇은 게이지(guage) 재료를 사용할 수 있게 하고, 이는 종래의 냉간 스탬핑된 연강 부품에 비해 중량을 감소 시킬 수 있다.

부식 방지 개선을 위해, 열간 스탬핑 공정 전, 동안 또는 후에, 코팅을 적용할 수 있다. 예를 들어, 알루미늄-규소(Al-Si) 코팅 또는 아연(Zn) 코팅의 사용이 공지되어 있다.

모재 재료의 조성에 따라, 고 인장강도를 달성하기 위해 블랭크(balnk)를 ??칭(예컨대, 신속하게 냉각)할 필요가 있을 수 있다. 상대적으로 낮은 냉각 속도의 공기 냉각에 의해 실온으로 냉각되도록 방치함으로써 경화될 수 있는 강 재료의 예시가 또한 공지되어 있다. 이러한 강은는 "공기 경화성" 강이라 지칭될 수 있다.

열간 스탬핑 공정은 블랭크의 강도를 감소시키기 위해, 즉 열간 스탬핑 공정을 용이하게 하기 위해 열간 성형되는 블랭크를 예를 들어, 퍼니스(furnace) 시스템에 의해 소정의 온도, 또는 예컨데 오스테나이트화(austenization) 온도 이상으로 가열는 방식으로 수행된다. 가열된 블랭크는 예컨데, 블랭크와 비교하여 낮은 온도(즉, 실온) 및 온도 제어를 갖는 프레스 시스템에 의해 성형될 수 있고, 따라서 온도 차이를 이용한 성형 공정 및 열 처리가 수행될 수 있다.

열간 스탬핑 공정은 컨베이어 또는 가열된 블랭크를 퍼니스로부터 블랭크를 프레싱하도록 구성된 프레스 툴로 이송하는 이송장치를 포함할 수 있다. 퍼니스 시스템으로부터 상류에, 강재 코일로부터 직접 블랭크를 절단하기 위한 절단 스시템이 제공될 수 있다.

열간 성형 부재를 제작하기 위한 다단계 프레스 장치의 사용이 공지되어 있다. 다단계 프레스 장치는 상이한 블랭크 상에 상이한 작업을 동시에 수행하도록 구성된 복수개의 툴을 포함할 수 있다. 이러한 구성으로, 복수개의 블랭크는 프레스 장치의 각 행정(stroke) 동안 상이한 제작 단계를 동시에 거칠 수 있다. 다단계 장치의 효율성 및 성능은 상이한 제작 단계, 레이저 트리밍(laser trimming) 또는 하드 커팅(hard cutting)과 같은 복수개의 상이한 기계 또는 장치를 사용하는 시스템보다 높을 수 있다.

아연 코팅강 블랭크 사용시, 블랭크는 미세균열과 같은 문제를 감소시키거나 최소화하기 위해 열간 성형 공정 전에 특정 온도로 냉각될 필요가 있다. 블랭크가 냉각되면, 이는 외부 전-냉각 툴로부터 다단계 프레스 장치로 이송된다.

EP3067129 A1은 열간 성형 구조 부품의 제작을 위한 프레스 장치를 개시한다. 상기 시스템은 고정식 하부 본체, 이동식 상부 본체 및 상기 고정식 하부 본체에 대하여 상기 이동식 상부 본체의 프레스 진행을 상향 및 하향으로 제공하도록 구성된 기계장치를 포함한다. 상기 시스템은 선택된 부분이 국부적으로 상이한 미세구조 및 기계적 특성을 얻을 수 있도록 이전에 가열된 블랭크의 선택된 부분을 냉각 및/또는 가열하도록 구성된 냉각/가열 툴, 이는: 상부 및 하부 정합 다이를 포함하고, 상기 상부 및 하부 냉각 다이는 국부적으로 상이한 미세구조 및 기계적 특성을 갖는 상기 블랭크의 구역에 상응하는 상이한 온도에서 동작되도록 구성된 둘 이상의 다이 블럭을 포함하며, 및 상기 블랭크를 인출하도록 구성된 프레스 툴, 이때 상기 프레스 툴은 상기 냉각/가열 툴의 하류에 배치되는 것을 포함한다. 이러한 시스템은 특히 Usibor® (22MnB5)로 제작된 부품의 특정 영역에서 연성 및 에너지 흡수를 향상시키기 위하여 "연성 구역"을 만드는 것을 목적으로 한다. 22MnB5 붕소 강의 사용은 상이한 미세구조 및 상응하는 상이한 특성을 이루기 위해 냉각/가열 툴의 상이한 다이 블럭 및 하류 후-공정 툴 사이의 특정 온도 제어를 요한다.

EP3067128 A1은 열간 성형 구조 부품을 제작하기 위한 다단계 프레스 시스템을 개시한다. 상기 시스템은 고정식 하부 본체, 이동식 상부 본체 및 상기 고정식 하부 본체에 대하여 상기 이동식 상부 본체의 프레스 진행을 상향 및 하향으로 제공하도록 구성된 기계장치를 포함한다. 상기 시스템은 이전에 가열된 블랭크를 냉각시키도록 구성된 냉각 툴을 더 포함하고, 이는: 상부 및 하부 정합 다이를 포함하며, 상기 하부 다이는 상기 하부 본체에 하나 이상의 하부 편향(biasing) 부재로 연결되고 및/또는 상기 상부 다이는 상기 상부 본체에 하나 이상의 상부 편향 부재로 연결된다. 상기 시스템은 상기 블랭크를 인출하도록 구성된 프레스 툴을 더 포함하고, 이때 상기 프레스 툴은 상기 냉각 툴로부터 하류에 배치된다. 이러한 시스템은 특히 아연 코팅 초고강도 강의 사용을 목적으로 하다.

아연 코팅 강의 사용과 관련한 한가지 단점은 산화 아연층이 블랭크 상에 형성될 수 있다는 것이다. 다양한 응용에 있어서, 제작 공정 후에 산화 아연층을 제거하거나 감소시킬 필요가 있다. 예를 들어, 샷 블라스팅(shot blasting)은 산화 아연층을 부분적으로 또는 완전히 제거하는데 사용될 수 있다. 또한, 알루미늄-규소 코팅된 부품은 일반적으로 아연 코팅된 부품보다 용접성이 뛰어나다.

본 발명은 다단계 공정 및 장치의 개선을 모색한다.

첫 번째 양태는 다단계 장치에서의 구조 부품 시스템을 열간 성형하기 위한 방법에 관한 것이다. 상기 다단계 장치는 하부 본체, 이동 상부 본체, 상기 하부 본체에 대하여 상기 이동 상부 본체의 프레스 공정을 상향 및 하향으로 제공하도록 구성된 기계장치를 포함한다. 프레스 툴은 상부 및 하부 정합 다이를 포함하며, 각 프레싱 다이는 사용시 상기 블랭크에 대면하는 하나 이상의 작업면을 포함하고, 상기 상부 프레싱 다이는 상기 상부 본체와 연결되고 상기 하부 프레싱 다이는 상기 하부 본체와 연결된다. 상기 다단계 장치는 사용시 상기 블랭크에 대면하는 하나 이상의 작업면을 포함하는 상부 및 하부 다이를 포함하는 추가 툴을 더 포함하며, 상기 추가 툴의 상기 하부 다이는 상기 하부 본체에 연결되고 상기 추가 툴의 상기 상부 다이는 상기 상부 본체에 연결된다. 상기 방법은 알루미늄-규소 코팅으로 코팅된 초고강도 강(UHSS)으로 제작된 블랭크를 제공하는 단계, 오스테나이트화 온도 이상으로 상기 블랭크를 가열하는 단계, 및 상기 프레스 툴에서 상기 가열된 블랭크를 인출하여 상기 블랭크를 상기 프레스 툴 및 상기 추가 툴 사이로 이송하는 단계를 포함한다.

이러한 양태에 따르면, 알루미늄-규소 코팅된 UHSS 강 블랭크의 사용은 상기 산화아연층을 부분적으로 또는 완전히 제거하기 위한 샷 블라스팅이 필요치 않다. 다단계 장치의 사용으로 처리량을 향상시킬 수 있다.

상기 프레스 툴의 상기 상부 다이 및 상기 추가 툴을 상기 이동식 상부 본체에 연결하고 동일한 장치 내에 상기 툴들의 통합함으로써, 상기 프레스 툴 및 상기 추가 툴(들) 사이로부터의 이송 시간을 단축할 수 있고, 따라서, 상기 공정은 최적화되고 생산성은 향상될 수 있다. 또한, 상기 공정의 상기 상이한 공정이 진행되는 동안 상기 블랭크의 온도가 개선될 수 있다.

일부 예들에서, 상기 추가 툴은 상기 성형 툴의 상류에 배치된 냉각 툴이고, 상기 방법은 완전히 가열된 블랭크를 냉각시키는 단계를 포함한다.

일부 예들에서, 상기 냉각 툴의 상기 다이는 냉각수를 안내하는 채널을 포함한다. 상기 냉각 툴의 상기 다이는 대안으로 또는 추가적으로 공기를 안내하는 채널을 포함할 수 있다.

일부 예들에서, 블랭크가 가열될 수 있는 오스테나이트화 온도는 Ac3 온도일 수 있고, 상기 완전히 가열된 블랭크를 냉각하는 단계는 상기 블랭크를 600 ℃ 내지 800 ℃, 구체적으로 650 ℃ 내지 700 ℃ 사이의 온도로 냉각하는 단계를 포함할 수 있다.

일부 예들에서, 상기 블랭크는 50 및 300 ℃/s 사이의 속도로 냉각될 수 있다.

일부 예에서, 인출 전 상기 성형 툴 내의 상기 블랭크의 온도는 550 ℃ 내지 650 ℃ 범위일 수 있다.

일부 예들에서, 상기 추가 툴은 상기 성형 툴의 상류에 배치된 가열 툴이고, 상기 오스테나이트화 온도 이상으로 상기 블랭크를 가열하는 단계는 퍼니스에서 상기 블랭크를 제 1 온도로 가열하는 단계 및, 상기 가열 툴에서 상기 블랭크를 상기 제 1 온도로부터 제 2 온도로 가열하는 단계를 포함한다.

일부 예들에서, 상기 블랭크는 중량 퍼센트로, 0.15 내지 0.25%의 탄소, 최대 0.5%의 규소, 최대 2.5%의 망간, 0.002 내지 0.005%의 붕소 및 최대 0.05%의 크롬을 함유하는 UHSS로 제작될 수 있다. 일부 예들에서, 상기 UHSS는 알루미늄, 인 및 몰리브덴을 더 포함할 수 있다.

일부 예들에서, 상기 블랭크는 중량 퍼센트로 0.15 내지 0.25%의 탄소,최대 1%의 규소, 최대 2.5%의 망간, 0.002 내지 0.005%의 붕소 및 0.5 내지 0.7%의 크롬을 포함하는 UHSS로 제작될 수 있다.

대안적인 예에서, 상기 UHSS 재료는 중량 퍼센트로 0.15 내지 0.25% 탄소, 최대 0.5%의 규소, 최대 2.5%의 망간, 0.002 내지 0.005%의 붕소 및 최대 0.5%의 크롬, 바람직하게는 약 0.3%의 크롬을 포함한다. 일부 예들에서, 상기 UHSS는 알루미늄, 티타늄, 인 및 몰리브덴을 더 포함할 수 있다.

일부 예들에서, 상기 다단계 장치는 상기 프레스 툴로부터 하류에 제 1 후작업 툴을 더 포함하고, 상기 제 1 후작업 툴은 사용시 상기 블랭크에 대면하는 하나 이상의 작업면을 포함하는 상부 및 하부 제 1 후작업 다이를 포함하며, 상기 하부 제 1 후작업 다이는 상기 하부 본체에 연결되고 상기 상부 제 1 후작업 다이는 상기 상부 본체에 연결된다.

일부 예들에서, 상기 제 1 후작업 툴은 상기 제 1 후작업 동안 상기 블랭크의 상기 온도를 제어하기 위한 온도 제어 시스템을 더 포함할 수 있고, 상기 온도 제어 시스템은 상기 상부 및 하부 제 1 후작업 다이 내에 선택적으로 열전대(thermocouple)를 포함한다.

일부 예들에서, 상기 제 1 후-작업 툴의 다이는 냉각수 또는 냉각 공기를 안내하는 채널을 포함할 수 있다.

일부 예들에서, 상기 제 1 후-작업 툴의 다이는 고온 액체 또는 전도성 발열을 안내하는 하나 이상의 가열기 또는 채널을 더 포함할 수 있다.

일부 예들에서, 상기 다단계 장치는 상기 제 1 후작업 툴로부터 하류에 제 2 후작업 툴을 더 포함할 수 있고, 상기 제 2 후작업 툴은 사용시 상기 블랭크에 대면하는 하나 이상의 작업면을 포함하는 상부 및 하부 제 2 후작업 다이를 포함하며, 상기 하부 제 2 후작업 다이는 상기 하부 본체에 연결되고 상기 상부 제 2 후작업 다이는 상기 상부 본체에 연결된다.

일부 예들에서, 상기 제 2 후작업 툴은 상기 제 2 후작업 동안 상기 블랭크의 상기 온도를 제어하기 위한 온도 제어 시스템을 더 포함할 수 있고, 상기 온도 제어 시스템은 다이 내에 열전대를 선택적으로 포함할 수 있다.

일부 예들에서, 상기 제 2 후-작업 툴의 상기 다이는 냉각수 또는 냉각 공기를 안내하는 채널, 및/또는 고온 액체를 안내하는 하나 이상의 가열기 또는 채널을 포함할 수 있다.

후-작업 툴을 포함하는 다수개의 툴들을 상기 다단계 장치 내에 통합함으로써, 별도의 레이저 절단 시스템 및 공정이 필요치 않다.

일부 예들에서, 상기 프레스 툴의 상기 다이는 냉각수를 안내하는 채널 및/또는 공기를 안내하는 채널을 더 포함할 수 있다.

일부 예들에서, 상기 블랭크는 860 ℃ 및 910 ℃ 사이의 오스테나이트화 온도로 가열될 수 있다.

일부 예들에서, 상기 방법은 성형이 진행되는 동안 상기 블랭크를 냉각하는 단계를 더 포함할 수 있다. 선택적으로, 상기 블랭크는 성형이 진행되는 동안 450℃ 내지 250 ℃, 바람직하게는 320 ℃ 및 280 ℃ 사이의 온도로 냉각될 수 있다.

일부 예들에서, 상기 다단계 장치를 빠져나올 때 상기 블랭크의 상기 온도는 200 ℃ 미만일 수 있다.

두 번째 양태는 열간 성형 공정에서 알루미늄-규소 코팅을 갖는 초고강도 강(UHSS)의 사용에 관한 것이다. 상기 열간 성형 공정은 알루미늄-규소 코팅을 갖는 상기 UHSS로 제작된 블랭크를 오스테나이트화 온도 이상으로 가열하는 단계, 및 다단계 장치 내에서 상기 가열된 블랭크를 성형하는 단계를 포함하며, 상기 다단계 장치는 상기 다단계 장치 내에 통합된 냉각 툴 및 성형 툴을 포함하고, 상기 냉각 툴은 상기 성형 툴로부터 상류에 배치된다.

성형 단계에 앞서 냉각 단계를 통합함으로써, 상기 성형 단계의 주기 시간(cycle time)이 감소될 수 있다. 절단 작업과 같은 상기 다단계 장치에 통합된 다른 단계들은 이후 상기 성형 단계와 동시에 이뤄질 수 있으며 상기 주기 시간은 상대적으로 감소될 수 있다.

상기 다단계 장치는 일부 예들에서 단지 냉각 툴 및 성형 툴을 결합시키고, 상기 냉각 툴은 상기 성형 툴로부터 상류에 배치된다. 이러한 경우 전-냉각 단계의 통합에 따른 이점은 감소된 주기 시간에도 불구하고, 상기 성형의 최종 단계에서 생성된 블랭크/제품이 충분히 낮은 온도에 도달할 수 있다는 것이다. 이후, 뒤틀림과 같이 발생 가능한 변형이 방지될 수 있다.

또 다른 양태는 열간 성형 공정에서 알루미늄-규소 코팅을 갖는 초고강도 강(UHSS)의 사용에 관한 것이다. 상기 열간 성형 공정은 알루미늄-규소 코팅을 갖는 상기 UHSS로 제작된 블랭크를 오스테나이트화 온도 이상으로 가열하는 단계 및, 다단계 장치에 통합된 다단계 툴을 포함하는 상기 다단계 장치에서 상기 가열된 블랭크를 성형하는 단계를 포함하며, 상기 UHSS는 중량 퍼센트로 0.20 내지 0.25%의 탄소, 0.75 내지 1.5%의 규소 및 1.50 내지 2.50%의 망간을 포함한다. 바람직하게는, 상기 UHSS는 중량 퍼센트로 0.21 내지 0.25%의 탄소, 1.05 내지 1.33%의 규소, 2.06 내지 2.34%의 망간을 포함한다.

이러한 UHSS는 초고강도 특성을 갖는 말텐사이트(martensitic) 미세구조를 달성하기 위해 성형단계 동안 유의미한 냉각을 필요치 않는다. 대신에, 적어도 일부 경우에서 이러한 UHSS는 단순히 대기 환경에 의해 경화될 수 있다. 상기 냉각 툴 내에서 광범위한 냉각이 필요치 않는 경우에, 상기 다단계 공정의 상기 주기 시간은 따라서 짧아질 수 있다. 따라서 상기 공정의 생산량은 그에 따라 증가될 수 있다.

일부 예들에서, 상기 UHSS는 중량 퍼센트로 대략 0.22%의 탄소, 1.2%의 규소, 2.2%의 망간을 포함할 수 있다.

일부 예들에서, 상기 UHSS는 망간, 알루미늄, 티타늄, 붕소, 인, 황, 질소를 더 포함할 수 있다. 나머지는 철(및 불순물)로 구성된다.

또 다른 양태는 열간 성형 공정에서 알루미늄-구소 코팅을 갖는 초고강도 강(UHSS)의 사용에 관한 것이다. 상기 열간 성형 공정은 알루미늄-규소 코팅을 갖는 상기 UHSS로 제작된 블랭크를 오스테나이트화 온도 이상으로 가열하는 단계 및, 다단계 장치에서 상기 가열된 블랭크를 성형하는 단계를 포함하며, 상기 UHSS는 공기 경화성 강이다.

일부 예들에서, 상기 UHSS는 비공기 경화성 강일 수 있다. 비공기 경화성 강은 오스테나이트를 말테사이트로 변형시키기 위해서 신속하게 냉각될 필요가 있다. 이러한 강은 비강제적 공기 냉각에 의해 실온으로 냉각되게 하는 것으로는 완전하게 경화될 수 없다. 공기 냉각 속도 보다 더 빠른 냉각 속도가 오스테나이트를 말텐사이트로 변형하는데 필요할 수 있다. 예를 들어, 오스테나이트를 말텐사이트로 변형하기 위해서는 비공기 경화성 강은 25 ℃ /s 보다 높은 임계 냉각 속도를 필요로 한다. 상기 임계 냉각 속도는 본 원에서는 완전한 말텐사이트 구조가 형성되는 가장 느린 냉각 속도로 이해되어야 한다.

일부 예들에서, 상기 비공기-경화성 강은 22MnB5 강일 수 있다. Usibor® 1500P는 22MnB5 강의 일 예이다. Usibor®의 조성은 중량 퍼센트로 하기에 요약되어 있다 (나머지는 철(Fe) 및 불가피한 불순물이다):

열간 스탬핑 다이 ??칭 공정 후에, Usibor® 1500P는 예컨대 1.100MPa 의 항복강도 및 1.500MPa의 최종 인장강도를 가질 수 있다.

Usibor® 2000은 훨씬 더 높은 강도를 갖는 또다른 붕소 강이다. 열간 스탬핑 다이 ??칭 공정 후에, Usibor® 2000의 상기 항복강도는 1.400MPa 이상일 수 있고, 최종 인장강도는 1.800MPa 이상일 수 있다. Usibor® 2000의 조성은 최대 0.37 중량%의 탄소, 최대 1.4중량%의 망간, 최대 0.7중량%의 규소 및 최대 0.005중량%의 붕소를 포함한다.

또 다른 양태에서, 상기 열간 성형 공정은 알루미늄-규소 코팅을 갖는 UHSS로 제작된 블랭크를 오스테나이트화 온도 이상으로 가열하는 단계 및, 다단계 장치에서 상기 가열된 블랭크를 성형하는 단계를 포함하며, UHSS는 비공기 경화성 강이다. 상기 블랭크는 오스테나이트 총량을 말텐사이트로 완전히 변형하기에 미흡한 냉각 속도로 냉각될 수 있으며, 즉 냉각 속도는, 적어도 상기 공정의 일부가 진행되는 동안, 상기 강의 임계 냉각 속도보다 더 낮다. 비공기 경화성 강의 사용 결과 성형 공정의 최종 단계에서 상기 강의 미세구조는 완전한 말텐사이트계가 아니며, 따라서 고비율의 베이나이트를 갖는다. 따라서, 이러한 공정을 사용한 상기 열간-성형 블랭크에 의해 달성되는 상기 강도, 예컨대 인장 및/또는 항복강도는 상기 열간-성형 블랭크가 완전히 경화되는 경우 보다 더 낮을 것이다. 이러한 제품의 상기 강도는 상기 냉각 속도가 상기 임계 냉각 속도보다 더 높은 공정보다 약간 낮을 수 있지만, 이러한 제품의 주기 시간은 감소될 수 있으며, 여전히 원하는 강도 및 강성 요건을 갖는 부품을 얻을 수 있을 것이다.

또 다른 양태는 구조 부품을 열간 성형하기 위한 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 알루미늄-규소 코팅으로 코팅된 초고강도 강(UHSS)으로 제작된 블랭크를 제공하는 단계, 상기 블랭크를 오스테나이트화 온도 이상으로 가열하는 단계, 냉각 툴에서 상기 블랭크를 냉각하는 단계, 상기 블랭크를 상기 냉각 툴로부터 프레스 툴로 이송하는 단계 및 상기 프레스 툴에서 상기 블랭크를 인출하는 단계를 포함한다. 여기서, 상기 냉각 툴 및 상기 프레스 툴은 다단계 장치 내에 통합된다.

일부 예시들에서, 상기 UHSS는 비공기 경화성 강이며, 다단계 장치에서 열간 성형 후, 상기 비공기 경화 강의 항복강도는 500 내지 1600 MPa 범위이고 이의 최종 인장강도는 1000 내지 2000 MPa 범위일 수 있다. 일부 예들에서, 다단계 장치에서 열간 성형 후, 상기 비공기 경화 강의 항복강도는 700 내지 1400 MPa 범위일 수 있고 이의 최종 인장강도는 1200 내지 1800 MPa 범위일 수 있다. 유리한 예에서, 다단계 장치에서 열간 성형 후, 상기 비공기 경화 강의 항복강도는 900 내지 1100 MPa 범위일 수 있고 이의 최종 인장강도는 1400 내지 1600 MPa 범위일 수 있다.

일부 예들에서, 상기 비공기 경화성 UHSS는 중량 퍼센트로 0.20 내지 0.50%의 탄소, 바람직하게는 0.30 내지 0.40%의 탄소, 0.10 내지 0.70%의 규소, 0.65 내지 1.60%의 망간 및 0.001 내지 0.005%의 붕소를 포함할 수 있다. 또한, 상기 비공기 경화성 UHSS는 최대 0.025%의 인, 최대 0.01%의 황, 최대 0.08%의 크롬, 더 바람직하게는 최대 0.35%의 크롬, 및 최대 0.040%의 티타늄을 포함할 수 있다.

또 다른 양태는 본 원에 개시된 임의의 상기 방법 및 사용에 의해 얻을 수 있는 부품에 관한 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 제한 없는 예시들을 설명하기로 한다.
도 1은 일 예에 따른 다단계 프레스 시스템을 개략적으로 나타낸다.
도 2a 내지 2i는 다단계 공정의 예를 수행하는 동안 발생하는 일련의 상황을 개략적으로 도시한다.

도 1은 일 예에 따른 다단계 프레스 시스템을 개략적으로 나타낸다. 시스템(1)은 고정식 하부 본체(2), 이동식 상부 본체(3) 및 고정식 하부 본체(2)에 대하여 이동식 상부 본체(3)의 상향 및 하향 프레스 진행을 제공하도록 구성된 제공하도록 구성된 기계장치(미도시)를 포함한다.

고정식 하부 본체(2)는 크기가 큰 금속 블럭일 수 있다. 이러한 특정 예에서, 고정식 하부 본체(2)는 고정될 수 있다. 일부 예들에서, 고정식 하부 본체(2)에 통합된 다이 쿠션(미도시)이 제공될 수 있다. 쿠션은 블랭크 홀더의 힘을 수용하고 제어하도록 구성될 수 있다. 이동식 상부 본체(3)는 단단한 금속체일 수 있다. 이동식 상부 본체(3)는 행정 주기(상하 이동)를 제공할 수 있다.

프레스 시스템은, 예컨대 분당 약 30 행정을 수행하도록 구성될 수 있고, 따라서 각 행정 주기는 약 2초 일 수 있다. 행정 주기는 다른 예시들에 있어서 상이할 수 있다. 다단계 프레스 시스템에서 블랭크에 형성될 모든 작업은 동일한 주기 시간을 가질 필요가 있다.

프레스의 기계장치는 기계식, 유압식 또는 서보(servo) 기계식으로 구동될 수 있다. 고정식 하부 본체(2)에 대한 이동식 상부 본체(3)의 진행은 기계장치에 의해 결정될 수 있다. 이러한 특정 예에서, 프레스는 서보 기계식 프레스일 수 있고, 따라서 행정 동안 일정한 프레스 힘이 제공될 수 있다. 서보 기계식 프레스는 무한 슬라이드(ram) 속도 및 위치 제어가 제공될 수 있다. 서보 기계식 프레스는 또한 모든 슬라이드 위치에서 양호한 유용성 범위의 프레스 힘을 제공할 수 있고, 따라서, 유연성이 큰 프레스가 달성될 수 있다. 서보 구동 프레스는 금속 성형에서 공정 조건 및 생산성 향상력을 가지고 있다. 프레스는 예컨대 2000 Tn의 프레스 힘을 가질 수 있다.

일부 예들에서, 프레스는 기계식 프레스일 수 있고, 따라서 고정식 하부 본체(2)를 향하는 프레스 힘 진행은 구동 및 힌지 시스템에 의존할 수 있다. 기계식 프레스는 따라서 단위 시간당 더 높은 주기에 도달할 수 있다. 대안으로, 유압식 프레스가 또한 사용될 수 있다.

이전에 가열된 블랭크를 냉각시키도록 구성된 냉각 툴(10)은 도 1의 예에서 도시된다. 냉각 툴(10)은 상부(11) 및 하부(12) 정합 다이를 포함할 수 있다. 각 다이는 사용시 열간 성형될 블랭크(미도시)에 대면하는 상부 작업면(15) 및 하부 작업면(16)을 포함한다.

이러한 예에서, 하부 다이(12)는 제 1 하부 편향 부재(13) 및 하부 본체(2)로부터 미리 결정된 제 1 거리의 위치에 하부 다이(12)를 편향시키도록 구성 제 2 하부 편향 부재(14)로 하부 본체(2)에 연결된다. 일부 예들에서, 단일 하부 편향 부재가 제공될 수 있으며, 또는 둘 이상의 하부 편향 부재가 제공될 수 있다. 편향 부재는, 예를 들어, 스프링, 예컨대 기계식 스프링 또는 가스 스프링을 포함할 수 있지만, 일부 다른 편향 부재는 예컨대 유압식 기계장치일 수 있다.

일부 다른 예들에 있어서, 상부 다이(11)는 또한 상부 본체로부터 미리 결정된 제 2 거리의 위치에서 상부 다이를 편향시키도록 구성된 하나 이상의 상부 편향 부재로 상부 본체(3)에 연결될 수 있다.

상부 및/또는 하부 편향 부재의 삽입으로, 행정 주기(하부 본체(12)에 대해 이동식 상부 본체(3)의 상하 이동) 동안 상부 다이(11) 및 하부 다이(12) 사이의 접촉 시간은 조율되어 증가될 수 있다.

냉각 툴에서 편향 부재로 인해, 상부 및 하부 냉각 다이 사이의 접촉은 프레스 다이 및 성형 툴 (및 하부에 배치된 추가 툴)의 접촉 전에 생성될 수 있다. 따라서, 행동 주기 동안 냉각 다이 사이의 접촉 시간은 증가되거나 단축될 수 있어서 다소의 냉각을 허용한다.

이러한 편향 부재의 사용은 동일 장치에 통합된 다른 툴과 상이한 주기 시간을 갖게 한다. 이는 EP3067128에서 자세하게 설명된다. 다만, 본 발명의 범위 내에서, 편향 부재의 사용은 단지 선택적이다. 블랭크의 강 및 코팅에 따라, 편향 부재는 전혀 필요하지 않을 수 있다.

상부(11) 및 하부(12) 정합 다이는 다이 내에 제공된 채널을 통과하는 저온 유체, 예컨데 물 및/또는 저온 압축 공기를 갖는 채널(미도시)을 포함할 수 있다.

또한, 냉각 툴(10)은 고온 액체를 안내하는 하나 이상의 전기 가열기 또는 채널 및 다이의 온도를 조절하는 온도 센서를 포함할 수 있다. 더 높은 온도에서 동작하는 다이를 채택하는 다른 대안들 또한 예견될 수 있으며, 예컨대 내장된 카트리지 가열기(embedded cartridge heater)일 수 있다. 이는 상이한 두께의 블랭크, 예컨대 아주 빨리 냉각될 수 있는 매우 얇은 블랭크와 동작할 수 있고, 따라서 냉각 툴의 유연성이 개선될 수 있다. 센서들은 열전대일 수 있다.

또한, 상부(11) 및/또는 하부(12) 정합 다이는 냉각 판(미도시)을 구비할 수 있으며, 이는 각각의 다이에 대응되게 배치되는 냉각 시스템을 포함하는 상부 작업면(15) 및/또는 하부 작업면(16)의 대향 면에 위치할 수 있다. 냉각 시스템은 냉각 툴의 가열을 방지하거나 또는 적어도 감소시키기 위해 또는 냉각 툴에 여분의 냉각을 제공하기 위해 저온수 또는 임의의 다른 냉각 유체의 순환을 위한 냉각 채널을 포함할 수 있다.

예들에 있어서, 냉각 툴은 중심 부재, 예컨대 핀 및/또는 가이딩 장치를 구비할 수 있다.

블랭크를 성형하거나 인출하도록 구성된 프레스 툴(20)은 또한 동일한 프레스 장치 내에 통합된다. 프레스 툴(20)은 냉각 툴(10)로부터 하류에 배치된다. 프레스 툴(20)은 상부(21) 및 하부(22) 정합 다이를 포함한다.

상부 다이(21)는 사용시 열간 성형될 블랭크에 대면하는 상부 작업면(23)을 포함할 수 있다. 하부 다이(22)는 사용시 열간 성형될 블랭크에 대면하는 하부 작업면(24)을 포함할 수 있다. 상부 작업면(23)에 대향하는 상부 다이의 측부는 상부 본체(3)에 체결될 수 있고 하부 작업면(24)에 대향하는 하부 다이의 측부는 하부 본체(2)에 체결될 수 있다.

상부(21) 및 하부(22) 정합 다이는 다이 내에 제공된 채널을 통과하는 저온 유체, 예컨데 물 및/ 또는 저온 압축 공기를 갖는 채널을 포함할 수 있다. 수 채널의 경우, 채널에서의 물의 속도 순환은 높을 수 있으며, 따라서 물의 증발을 방지할 수 있다. 온도 측정에 기초하여 유체 온도 및 유속을 제어할 수 있는 제어 시스템이 더 제공될 수 있으며, 따라서 다이의 온도가 제어될 수 있다.

실시예에서, 프레스 시스템(20)은 블랭크를 유지하고 하부 다이(22)에 블랭크를 위치시키도록 구성된 블랭크 홀더(25)를 구비할 수 있다. 블랭크 홀더는 또한, 예컨대 하부 다이(22)로부터 미리 결정된 거리의 위치에서 소정 위치로 블랭크 홀더를 편향시키는 스프링을 구비할 수 있다.

이러한 예에서, 트리밍 및/또는 천공을 수행하도록 구성된 제 1 후-작업 툴(30)이 동일한 다단계 프레스 장치에 제공된다. 다른 예들에서, 어떠한 후-작업 툴도 다단계 프레스 장치에 통합될 수 없다는 점을 명백히 해야 한다.

제 1 후-작업 툴(30)은 프레스 툴(20)의 하류에 배치된다. 제 1 후작업 툴(30)은 상부(31) 및 하부(31) 정합 다이를 포함한다. 상부 정합 다이(32)는 상부 작업면(33)을 포함하고 하부 정합 다이(31)는 하부 작업면(34)을 포함할 수 있다. 작업면 모두는 사용시 블랭크에 대면한다.

상부 작업면(33)에 대향하는 상부 다이(32)의 측부는 상부 본체(3)에 체결될 수 있고 하부 작업면(34)에 대향하는 하부 다이(31)의 측부는 하부 본체(2)에 체결될 수 있다. 다이는 작업면에 배치되는 하나 이상의 나이프 및 절단날(미도시)을 포함할 수 있다.

제 1 후작업 툴(30)은 또한 고온 액체를 안내하는 하나 이상의 전기 가열기 또는 채널 및 다이의 온도를 조절하는 온도 센서를 더 포함할 수 있다. 센서는 열전대일 수 있다. 일부 예들에서, 상부 및 하부 다이 사이에 위치하는 블랭크의 온도는 사용시 미리 결정된 온도, 예컨대 200 ℃ 이상 또는 이에 근접한 온도로 유지되는 것이 바람직하다. 희망 온도는 사용되는 강에 따라 다를 수 있다. 일반적으로, 툴의 손상 없이 후작업을 여전히 수행할 수 있는 최소 온도가 결정될 수 있다.

일부 예들에서, 상부(32) 및 하부(31) 정합 다이는 다이 내에 제공된 채널을 통과하는 저온 유체, 예컨데 물 및/ 또는 저온 압축 공기를 갖는 채널을 포함할 수 있다.

일부 예들에 있어서, 제 1 후작업 툴(30)은 블랭크를 유지하고 하부 다이(31)에 블랭크를 위치시키도록 구성된 블랭크 홀더(미도시)를 구비할 수있다. 블랭크 홀더는 또한 하부 다이로 부터 미리 결정된 거리의 위치에 블랭크를 편향시키도록 구성된 하나 이상의 편향 부재를 구비할 수 있다.

이러한 예에서, 제 2 후-작업 툴(40)이 제공될 수 있다. 제 2 후-작업 툴(40)은 추가적으로 트리밍 및/또는 천공을 수행하도록 구성될 수 있다. 제 2 후-작업 툴(40)은 상부(42) 및 하부(41) 다이를 포함할 수 있다. 상부 다이(42)는 상부 작업면(43)을 포함할 수 있고 하부 다이(41)는 하부 작업면(44)을 포함할 수 있다. 사용시 작업면 모두는 열간 성형되는 블랭크에 대면할 수 있다. 작업면은 불균일할 수 있으며, 예컨대 돌출 부분과 함몰부를 포함할 수 있다.

프레스 툴(40)에서 다이는 열간 성형되는 블랭크와 상이한 온도를 가질 수 있고, 따라서 열 팽창이 고려될 수 있다. 예를 들어, 다이는 균형을 맞추기 위해 열간 성형되는 블랭크보다 2% 더 길고 및/또는 넓을 수 있다.

작업면(43)에 대향하는 상부 다이(42)의 측부는 상부 본체(3)에 체결될 수 있다. 작업면(44)에 대향하는 하부 다이(41)의 측부는 하부 본체(2)에 체결될 수 있다.

다이는 작업면에 배치된 하나 이상의 나이프 및 절단날을 포함할 수 있다.

일부 예들에서, 상부(42) 및 하부(41) 다이 사이의 거리를 조정하도록 구성된 조정 장치(미도시)가 제공될 수 있다. 이러한 방법으로, 사용시 상부(42) 및 하부(41) 다이 사이에 위치하는 블랭크는 각각의 상부 및 하부 다이의 작업면을 따라 변형될 수 있다.

일단 변형(및 따라서 블랭크를 보정)하기 위해 상부(42) 및 하부(41) 다이 사이의 거리의 조정이 수행되면, 열간 성형된 블랭크의 허용 오차를 개선할 수 있다. 일부 예들에서, 열간 성형 될 블랭크는 예컨대 블랭크의 한 부분에서 일부 다른 부분보다 더 두꺼운, 비-최적화된 두께를 갖는 영역을 포함할 수 있고, 따라서 두께는 최적화되어야 한다.

불균일한 작업면의 이러한 배열로, 작업면의 선택된 부분(예컨대, 블랭크 내의 반경 근처)에서의 거리는 비-최적화된 두께를 갖는 영역에서 또는 그 근처에서 조정될 수 있고, 따라서 재료는, 예컨대 비-최적화된 두께를 갖는 영역에 인접한 구역으로 유동하도록 변형될 수 있고, 따라서 블랭크를 따라 일정한 두께가 달성될 수 있다.

실시예에서, 조정 장치는 블랭크의 두께를 검출하도록 구성된 센서 시스템에 기초하여 제어될 수 있다.

일부 예들에서, 제 2 후-작업 툴(40)은 블랭크를 유지하고 블랭크를 하부 다이(41)에 위치시키도록 구성된 블랭크 홀더(미도시)를 구비할 수 있다.

추가적인 예들에서, 툴의 다이를 더 낮거나 또는 더 높은 온도에서 동작시키는 다른 방식이 또한 예상될 수 있다.

도면들은 실질적으로 사각형 또는 직사각형의 형상을 도시하고 있지만, 블럭은 임의의 다른 형상을 가질 수 있고 심지어 부분적으로 둥근 형상을 가질 수 있다는 것으로 이해되어야 한다.

자동 이송 장치(미도시), 예컨대 복수개의 산업용 로봇 또는 컨베이어는 또한 툴 사이에서 블랭크의 이송을 수행하기 위해 제공될 수 있다.

모든 예들에서, 온도를 제어하기 위한 온도 센서 및 제어 시스템은 임의의 툴 또는 이송 시스템 내에 제공될 수 있다. 툴은 또한 추가적인 냉각 시스템, 블랭크 홀더 등을 구비할 수 있다.

도 2a 내지 도 2i는 도 1에 이미 도시된 다단계 장치에 기초한 다단계 공정의 예를 수행하는 동안 발생하는 일련의 단계들을 개략적으로 도시한다.

간결성을 위해, 각도에 대한 참조가 도 2a(및 추가적인 도면들)와 관련하여 설명에 종종 포함된다. 각도에 대한 참조는 하부 본체와 관련하여 상부 본체의 대략적인 위치를 나타내는데 사용될 수 있다. 따라서, 예를 들어, 참조는 하부 본체에 대해 상부 본체가 0°의 위치에 있고 이는 상부 본체가 하부 본체에 대해 최고의 위치에 있다는 것을 나타내고 180°는 하부 본체에 대해 최저 위치(전체 접촉 위치)에 있다는 것을 나타낸다. 360°는 다시 최고 위치에 있는 상부 본체를 언급한다.

도 2a에서, AlSi(알루미늄-규소) 코팅을 갖는 초고강도 강(UHSS)으로 제작된 열간 성형될 블랭크(100)가 제공될 수 있다. AlSi 코팅은 특히 블랭크를 가열하는 동안 부식을 방지한다. 일부 예들에서, 공기 경화성 강이 사용될 수 있다. 일부 예들에서, UHSS는 0.20 내지 0.25%의 탄소; 0.75 내지 1.5%의 규소 및 1.50 내지 2.50%의 망간을 포함할 수 있다. 백분율은 중량으로 표현된다. 바람직한 실시예에서, UHSS는 0.21 내지 0.25%의 탄소; 1.05 내지 1.33%의 규소 및 2.06 내지 2.34%의 망간을 포함할 수 있다. 보다 바람직하게, UHSS는 약 0.22%의 탄소, 1.2%의 규소, 2.2%의 망간을 포함할 수 있다. 규소 및 망간의 양은 상온에서 공기로 블랭크를 경화시킬 수 있고, 따라서 ??칭을 회피할 수 있다 (따라서, 블랭크 제작 프레스 시간이 감소될 수 있다). 게다가, ??칭 단계를 위한 추가적인 냉각 다이는 냉각 동안 폐쇄된 상태로 유지되지 않기 때문에 행정 주기가 또한 감소될 수 있다. 재료는 상이한 백분율로 망간, 알루미늄, 티타늄, 붕소, 인, 황, 질소를 더 포함할 수 있다.

상이한 강 조성이 사용될 수 있다. 특히 EP 2 735 620 A1에 기재된 강 조성이 적합한 것으로 간주될 수 있다. EP 2 735 620의 표 1 및 단락 0016 내지 0021, 및 단락 0067 내지 0079의 고려사항이 구체적인 참조가 될 수 있다. 대안적으로, 비-공기 경화성 강이 사용될 수 있다.

초고강도 강(UHSS)은 850 ℃ 내지 900 ℃ 사이에서 Ac3 변형점(오스테나이트 변형점, 이하 “Ac3 점”이라 칭함)을 가질 수 있고, 예컨대 상기의 강 조성의 경우 Ac3는 860 ℃ 범위일 수 있다. Ms 변형점(말텐사이트화 시작 온도, 이하 “Ms 점” 이라 지칭)은 380 ℃ 내지 390 ℃ 사이일 수 있다. 상기 강 조성의 경우, Ms는 대략 386 ℃일 수 있다. Mf 변형점(말텐사이트화 최종 온도, 이하 “Mf 점”이라 지칭)은 270 ℃ 또는 그에 근접한 온도일 수 있다.

블랭크(100)는 적어도 오스테나이트화 온도에 도달하기 위해 가열될 수 있다. 가열은 가열 장치(미도시), 예컨대 퍼니스 내에서 수행될 수 있다. 도달하는 최대 온도는 코팅이 증발하지 않기 위해, 코팅에 의해 결정될 수 있다. 따라서, 가열은 Ac3 및 최대 허용 온도 사이에서 수행될 수 있다. 가열되는 시간은 수 분일 수 있으나, 이는 예컨대 블랭크의 두께에 따른다.

일단 블랭크(100)가 희망 온도로 가열되면, 블랭크(100)는 냉각 툴(10)으로 이송될 수 있다. 이는 자동 이송 장치(미도시), 예컨대 복수개의 로봇 또는 컨베이어에 의해 수행될 수 있다. 퍼니스(미도시) 및 냉각 툴(10) 사이에서 블랭크를 이송하는 시간은 2초 내지 3초 사이일 수 있다.

일부 예들에서, 중심 부재, 예컨대 핀 및/또는 가이딩 장치는 냉각 툴 상류에 제공될 수 있으며, 따라서 블랭크는 적절하게 중앙에 위할 수 있다.

프레스 상부 본체(3)는 프레스 기계장치를 사용하여 개방 위치(0° 위치)에 위치할 수 있다. 블랭크(100)는 상부 다이(11) 및 하부 다이(12) 사이에 위치할 수 있다. 일부 예들에서, 블랭크는 블랭크 홀더 상에 위치할 수 있다. 하부 다이(12)는 제 1 하부 편향 부재(13) 및 제 2 하부 편향 부재(14)를 사용하여 하부 본체(2)에 대해 미리 결정된 거리에 변위될 수 있다.

상기에서 언급한 바와 같이, 일부 다른 편향 부재로, 예컨대 유압식 기계장치가 가능할 수도 있지만, 편향 부재는 예를 들어, 스프링, 예컨대 기계식 스프링 또는 가스 스프링을 포함할 수 있다.

이러한 방식으로, 하부 다이(12)(및 따라서 하부 다이(12) 상에 위치하는 블랭크(100))는 하부 본체(2)로부터 제 1 미리 결정된 위치(하부 다이가 상부 다이에 의해 90° 내지 150° 사이로 접촉될 수 있는 위치)에 위치될 수 있다.

도 2b에서, 프레스가 고정식 하부 본체에 대해 이동식 상부 본체의 하류 프레스 진행을 수행하고 따라서 상부 다이(11)가 하부 다이(12)(및 따라서 하부 다이 상에 위치하는 블랭크)를 향해 이동되는 상태를 도시한다. 냉각 툴의 다이는 블랭크 아래로 향하게 되어 블랭크를 냉각시킨다.

일단 최종 희망 위치 (180° 위치)에 도달하면, 프레스 기계장치에 의한 상부 본체의 상향 프레스 공정이 제공될 수 있다. 제 1 하부 편향 부재(13) 및 제 2 편향 부재(14)는 원래 위치로 복귀할 수 있고, 즉 연장될 수 있다.

블랭크(100)는 예컨대 870 ℃ 내지 910 ℃로 미리 가열될 수 있다는 것이 이미 설명되었다. 블랭크는 냉각 툴(10)로 이송될 수 있고, 따라서 이송 기간 동안 온도는 750 ℃ 내지 850 ℃ 사이로 감소될 수 있다. 이러한 배열로, 블랭크(100)는 750 ℃ 내지 850 ℃ 사이의 온도에서 냉각 툴(10)에 배치될 수 있다. 이러한 예에서 블랭크는 냉각 툴 내에서 650 ℃ 내지 700 ℃ 사이의 온도로 냉각될 수 있다. 말텐사이트 미세구조를 얻기 위해 필요한 냉각의 일부는 따라서 블랭크의 사실상 인출 동안이 아니라, 냉각 툴에서 이미 수행될 수 있다. 결과적으로, 공정에서의 다음 단계, 즉 인출은 경우에 따라 단축되어, 주기 시간을 단축시키고 결과물을 증가시킬 수 있다.

다단계 장치(3) 내에 통합된 냉각 툴(10)로써, 블랭크를 외부 냉각 툴로부터 이송하기 위한 여분의 이동은 회피될 수 있기 때문에 블랭크를 냉각시키 위한 시간은 최적화할 수 있다. 이는 또한 시간을 절약할 수 있다. 또한, 툴 사이의 블랭크의 이동은 제한적일 수 있으며, 따라서 냉각 속도가 쉽게 제어된다.

도 2c에서, 블랭크(100)는 이미 냉각 공정을 거쳤으며, 따라서 블랭크(100)는 냉각 툴(10)로부터 프레스 툴(20)로 이송될 준비가 되어 있을 수 있다. 이송은 자동 이송 장치(미도시), 예컨대 복수개의 로봇 또는 컨베이어에 의해 수행될 수 있다. 상기에서 언급한 바와 같이, 블랭크는 650 ℃ 내지 700 ℃ 사이 또는 이에 근접한 온도에서 이송될 수 있다. 이송 시간으로 인해, 인출이 시작되기 전에 블랭크(100)는 550 ℃ 내지 650 ℃ 사이로 냉각될 수 있다. 블랭크(100)는 블랭크 홀더를 사용하여 하부 다이(22) 상에 이송 장치에 의해 배치될 수 있다.

이송 장치는 동일한 프레스 시스템 내에 통합되기 때문에, 이송 시간이 짧고, 온도 제어는 더 양호하다.

블랭크(100)가 이송되거나 또는 하부 다이(22) 상에 배치되는 동안, 자동 이송 장치 시스템은 블랭크(200)를 냉각 툴(10)에 제공하도록 동작될 수 있다. 그 결과, 냉각 툴(10)은 블랭크를 냉각시키기 위해 동작을 시작할 수 있다. 이러한 동작은 앞서 설명한 바와 같이 수행될 수 있다. 또한, 이러한 동작은 프레스 툴(20)의 동작과 동시에 수행될 수 있다.

이러한 방식으로, 프레스 상부 본체(3)는 프레스 기계장치를 사용하여 개방 위치(0℃ 위치)에 다시 위치될 수 있다. 블랭크(100)는 프레스 상부 다이(21) 및 프레스 하부 다이(22) 사이에 배치될 수 있다.

도 2d에서, 하향 프레스 진행은 완료되고, 블랭크(100)의 인출이 진행되고, 블랭크(200)의 냉각이 진행된다. 상향 프레스 진행이 제공될 수 있다. 성형 툴의 상부 다이의 작업면과 블랭크의 마지막 완전한 접촉(및 따라서 인출 작업의 종료)은 예컨대 180° 내지 200° 위치일 수 있다.

블랭크(100)의 온도는 사용되는 강의 유형에 따라, 예컨대 Ms 이하 또는 Mf 이하의 온도에 도달될 때까지 감소될 수 있다. 예컨대, EP 2 735 620에 개시된 UHSS조성의 경우, 적합한 온도는 300 ℃일 수 있다. 프레스 툴은 냉각 시스템을 구비할 수 있다. 냉각 시스템은 제어기에 의해 제어될 수 있고, 따라서 블랭크(100)의 온도는 감소되고 원하는 온도로 유지될 수 있다.

도 2e에서, 블랭크(100)는 또한 이미 인출되고, 따라서 블랭크(100)는 프레스 툴(20)로부터 제 1 후작업 툴(30), 예컨대 천공 및 트리밍 작업 툴로 이송될 준비가 된다. 이송은 자동 이송 장치(미도시), 예컨대 복수개의 산업용 로봇 또는 컨베이어에 의해 수행될 수 있다. 상기에서 언급한 바와 같이, 블랭크(100)는 프레스 툴(20)을 빠져 나와 300 ℃의 온도 또는 이에 근접한 온도에서 이송될 수 있다. 이송 시간으로 인해, 블랭크(100)는 280 ℃ 또는 이에 근접한 온도에서 냉각될 수 있고, 따라서 이 온도에서 제 1 후작업 툴에 배치될 수 있다. 블랭크(100)는 하부 다이(31) 상에 그리고 하부 다이(31) 및 상부 다이(32) 사이에 배치될 수 있다.

도 2e에서, 블랭크(100)가 이송되거나 또는 하부 다이(31) 상에 위치될 때, 자동 이송 시스템은 프레스 툴(20) 내에 블랭크(200)를 위치시키고 냉각 툴(10) 내에 블랭크(300)를 위치시키기 하기 위해 동작될 수 있다. 그 결과, 냉각 툴(10)은 상기에서 언급한 바와 같이 블랭크(300)를 프레싱하고 냉각 시키기 위해 동작을 시작할 수 있다. 동시에, 프레스 툴(20)은 또한 상기에서 언급한 바와 같이 블랭크(300)를 인출하고 냉각시키기 위해 동작을 시작할 수 있다.

이러한 방식으로, 프레스 상부 본체(32)는 프레스 기계장치를 사용하여 개방 위치(0°위치)에 위치될 수 있다. 프레스(1)는 고정식 하부 본체(2)에 대해 이동식 상부 본체(3)의 하향 프레스 진행이 제공될 수 있고, 따라서 상부 다이(32)는 하부 다이(31)를 향해 이동될 수 있다.

도 2f에서, 상부 다이(32)는 하향 프레스 진행 동안 프레스 툴 상부 다이(31) 및 프레스 툴 하부 다이(31) 사이에 배치된 블랭크(100)와 접촉할 수 있다.

프레스가 블랭크(100)와 접촉되는 동안, 절단날 또는 일부 다른 절단 부재를 사용하여 천공 작업이 수행될 수 있다. 일단 천공 작업이 완료되면, 트리밍 작업이 수행될 수 있다. 대안적인 예들에서, 트리밍 작업이 먼저 수행될 수 있고 트리밍 작업이 완료되면 천공 작업이 수행된다.

블랭크(100)가 후작업을 거치는 동안, 블랭크는 상기에서 언급한 가열 도구를 사용하여 가열될 수 있다. 툴을 손상시키지 않기 위해 강은 너무 단단할 수 없으며, 따라서 최저 온도가 준수되어야 한다.

180° 위치에 도달한 후, 상향 프레스 공정이 제공될 수 있다. 상부 다이(32)의 작업면과 블랭크의 마지막 완전한 접촉(및 따라서 작업의 종료)은 예를 들어 180° 내지 210° 사이의 위치일 수 있다.

도 2g 내지 도 2h는 블랭크(100)가 제 2 후작업 툴에 배치되고 또 다른 블랭크(400 l)가 냉각 툴에 배치되는 다음 단계들을 개략적으로 도시한다.

도 2g에서, 블랭크(100)는 제 1 후-작업 툴(30)로부터 제 2 후-작업 툴(40), 예컨대 천공, 트리밍 및 보정 툴로 이송될 수 있다. 이송은 자동 이송 장치(미도시), 예컨대 복수개의 로봇 또는 컨베이어에 의해 수행될 수 있다. 상기에서 언급한 바와 같이, 블랭크(100)는 제 1 후-작업 툴(30)을 빠져 나와 200℃의 온도 또는 이에 근접한 온도에서 이송될 수 있다.

프레스가 블랭크(100)와 접촉하는 동안, 천공 작업 또는 트리밍 작업 및/또는 보정 작업이 수행될 수 있다. 보정은 블랭크의 허용 오차를 개선하기 수행될 수 있다.

이러한 경우, 상부 다이(42) 및 하부 다이(41) 사이의 거리는 조정 장치를 사용하여 조정될 수 있다. 조정 장치는 블랭크(100)의 두께를 검출하도록 구성된 센서 시스템(미도시)에 기초하여 제어될 수 있다. 예를 들어, 블랭크가 상부 다이(42) 및 하부 다이(41)에 의해 프레싱될 수 있고, 따라서 블랭크의 일정한 두께가 달성될 수 있다.

일단 제 2 후-작업 툴의 동작이 완료되면, 블랭크(100)는 상온으로 냉각되도록 방치될 수 있다.

일단 상향 이동으로 프레스에 의해 개방 위치(0°위치)에 도달하게 되면, 블랭크(100)는 이송되어 상온에서 경화될 수 있다. 동시에, 자동 이송 장치는 냉각 툴(10)에 새로운 블랭크를, 제 2 후-작업 툴(40)에 블랭크(200), 제 1 후-작업 툴(30)에 블랭크(300) 및 프레스 툴(20)에 블랭크(400)를 제공하기 위해 동작될 수 있다. 그 결과, 모든 툴은 상기에서 언급한 바와 같이 동작을 시작할 수 있다. 도 2i 참조.

일부 예들에서, 블랭크(100)의 형상에 따라, 추가적인 도면 및 다른 작업, 예컨대 천공 및/또는 트리밍이 제공될 수 있다. 추가적인 예들에서, 후-작업 순서는 서로 바뀔 수 있다(예컨대, 선 절단 후 보정 또는 이와 반대).

다른 예들에서, 다단계 장치는 이전 예의 툴 중 두 개만을 구비할 수 있다. 예를 들어, 다단계 장치는 냉각 툴 및 성형 툴을 구비할 수 있다. 냉각 및 성형 툴은 전술한 예와 실질적으로 유사할 수 있다. 또 다른 예에서, 다단계 장치는 성형 툴 및 절단 툴을 구비할 수 있다. 또 다른 예에서, 냉각 툴, 성형 툴 및 후-작업 툴을 가질 수 있다.

이러한 모든 예들에서, (아연 코팅이 아닌) AlSi 코팅을 갖는 UHSS 강 기판을 사용한다는 것은 산화아연을 제거하기 위한 샷 블라스팅 또는 유사한 공정을 피할 수 있기 때문에, 공정 단계의 수가 감소될 수 있다는 것을 의미한다. 이는 보다 높은 효율성 및 비용절감으로 이어진다.

다단계 장치에 통합된 전-냉각 툴은 온도 제어가 향상되고 단계의 주기 시간이 감소될 수 있다는 것을 의미한다.

완전성의 이유로, 본 발명의 다양한 양태는 다음의 조항에서 설명된다:

제 1 조항

다단계 장치에서 열간 구조 부품 시스템을 제작 방법에 있어서, 다단계 장치는

하부 본체,

이동식 상부 본체,

하부 본체에 대하여 이동식 상부 본체의 상향 및 하향 프레스 진행을 제공하도록 구성된 기계장치, 및

블랭크를 인출하도록 구성된 프레스 툴을 포함하고, 프레스 툴은:

상부 및 하부 결합형 프레싱 다이, 각 프레싱 다이는 사용시 상기 블랭크에 대면하는 하나 이상의 작업면을 포함하고,

상부 프레싱 다이는 상부 본체에 연결되고 하부 프레싱 다이는 하부 본체에 연결되며, 및

추가 툴은

사용시 블랭크에 대면하는 하나 이상의 상부 및 하부 냉각 다이를 포함하고, 및

하부 냉각 툴은 하부 본체에 연결되고, 상부 냉각 다이는 상부 본체에 연결되며,

방법은

알루미늄-규소 코팅으로 코팅된 초강도 강(UHSS)으로 제작된 블랭크를 제공하는 단계;

블랭크를 오스테나이트화 온도 이상으로 가열하는 단계;

냉각 툴에서 완전히 가열된 블랭크를 냉각하는 단계;

프레스 툴에서 블랭크를 인출하고 블랭크를 냉각 툴과 프레스 툴 사이로 이송하는 단계를 포함한다.

제 2 조항

제 1 조항에 따르는 방법에 있어서, 추가 툴은 성형 툴로부터 상류에 배치된 냉각 툴이고, 방법은 완전히 가열된 블랭크를 냉각하는 단계를 포함한다.

제 3 조항

제 2 조항에 따르는 방법에 있어서, 냉각 툴의 다이는 냉각수를 안내하는 채널을 포함한다.

제 4 조항

제 2 조항에 따르는 방법에 있어서, 냉각 툴의 다이는 공기를 안내하는 채널을 포함한다.

제 5 조항

제 2 조항 내지 제 4 조항중 어느 한 조장에 따르는 방법에 있어서, 오스테나이트화 온도는 Ac3 온도이고, 완전히 가열된 블랭크를 냉각하는 단계는 블랭크를 600 ℃ 내지 800 ℃ 사이, 구체적으로 650 ℃ 내지 700 ℃ 사이의 온도로 냉각하는 단계를 포함한다.

제 6 조항

제 5 조 항에 따르는 방법에 있어서, 블랭크는 50 및 300 ℃/s 사이의 속도로 냉각된다.

제 7 조항

제 5 조항 또는 제 6 조항에 따르는 방법에 있어서, 성형 전에 성형 툴 내의 블랭크의 온도는 550 ℃ 내지 650 ℃ 범위이다.

제 8 조항

제 1 조항에 따르는 방법에 있어서, 상기 추가 툴은 성형 툴의 상류에 배치된 가열 툴이고, 오스테나이트화 온도 이상으로 블랭크를 가열하는 단계는 퍼니스에서 블랭크를 제 1 온도로 가열하는 단계 및, 가열 툴에서 블랭크를 상기 제 1 온도로부터 제 2 온도로 가열하는 단계를 포함한다.

제 9 조항

제 1 조항 내지 제 8 조항 중 어느 하나에 따르는 방법에 있어서, UHSS는 중량 퍼센트로 0.20 내지 0.25%의 탄소, 0.75 내지 1.5%의 규소 및 1.50 내지 2.50%의 망간을 포함하고, 바람직하게는 상기 UHSS는 중량 퍼센트로 0.21 내지 0.25%의 탄소, 1.05 내지 1.33%의 규소, 2.06 내지 2.34%의 망간을 포함한다.

제 10 조항

제 9 조항에 따르는 방법에 있어서, UHSS는 대략 0.22%의 탄소, 1.2%의 규소, 2.2%의 망간을 포함한다.

제 11 조항

제 9 조항 또는 제 10 조항에 따르는 방법에 있어서, UHSS는 망간, 알루미늄, 티타늄, 붕소, 인, 황, 질소를 더 포함한다.

제 12 조항

제 1 조항 내지 제 8 조항중 어느 한 조항에 따르는 방법에 있어서, UHSS는 중량 퍼센트로 0.17 내지 0.23%의 탄소, 최대 0.5%의 규소, 최대 2.5%의 망간, 최대 0.05%의 크롬, 및 0.002 내지 0.005%의 붕소를 포함한다.

제 13 조항

제 12 조항에 따르는 방법에 있어서, UHSS는 알루미늄, 티타늄, 인 및 몰리브덴을 더 포함한다.

제 14 조항

제 1 조항 내지 제 8 조항중 어느 한 조항에 따르는 방법에 있어서, UHSS는 공기 경화성 UHSS이다.

제 15 조항

제 1 조항 내지 제 8 조항중 어느 한 조항에 따르는 방법에 있어서, UHSS는 중량 퍼센트로 0.20 내지 0.5%의 탄소, 바람직하게는 0.30 내지 0.40%의 탄소, 0.10 내지 0.70%의 규소, 0.65 내지 1.60%의 망간 및 0.001 내지 0.005%의 붕소를 포함한다.

제 16 조항

제 1 조항 내지 제 8 조항중 어느 한 조항에 따르는 방법에 있어서, UHSS는 비공기 경화성 UHSS이다.

제 17 조항

제 1 조항 내지 제 16 조항중 어느 한 조항에 따르는 방법에 있어서, 다단계 장치는 상기 프레스 툴로부터 하류에 제 1 후작업 툴을 더 포함하고, 제 1 후작업 툴은 사용시 블랭크에 대면하는 하나 이상의 작업면을 포함하는 상부 및 하부 제 1 후작업 다이를 포함하며,

하부 제 1 후작업 다이는 하부 본체에 연결되고 상부 제 1 후작업 다이는 상부 본체에 연결된다.

제 18 조항

제 17 조항에 따르는 방법에 있어서, 제 1 후작업 툴은 제 1 후작업 동안 블랭크의 온도를 제어하기 위한 온도 제어 시스템을 더 포함하고, 온도 제어 시스템은 상부 및 하부 제 1 후작업 다이 내에 선택적으로 열전대를 포함한다.

제 19 조항

제 18 조항에 따르는 방법에 있어서, 제 1 후-작업 툴의 다이는 냉각수 또는 냉각 공기를 안내하는 채널을 포함한다.

제 20 조항

제 18 조항 또는 제 19 조항에 따르는 방법에 있어서, 제 1 후-작업 툴의 다이는 고온 액체 또는 전도성 발열을 안내하는 하나 이상의 가열기 또는 채널을 더 포함한다.

제 21 조항

제 17 조항 내지 제 20 조항중 어느 한 조항에 따르는 방법에 있어서, 다단계 장치는 제 1 후작업 툴로부터 하류에 제 2 후작업 툴을 더 포함하고, 제 2 후작업 툴은 사용시 블랭크에 대면하는 하나 이상의 작업면을 포함하는 상부 및 하부 제 2 후작업 다이를 포함하며, 및

하부 제 2 후작업 다이는 하부 본체에 연결되고 상부 제 2 후작업 다이는 상기 상부 본체에 연결된다.

제 22 조항

제 21 조항에 따르는 방법에 있어서, 제 2 후작업 툴은 제 1 후작업 동안 블랭크의 온도를 제어하기 위한 온도 제어 시스템을 더 포함하고, 온도 제어 시스템은 다이 내에 열전대를 선택적으로 포함한다.

제 23 조항

제 22 조항에 따르는 방법에 있어서, 제 2 후-작업 툴의 다이는 냉각수 또는 냉각 공기를 안내하는 채널, 및/또는 고온 액체를 안내하는 하나 이상의 가열기 또는 채널을 포함한다.

제 24 조항

제 1 조항 내지 제 23 조항 중 어느 하나에 따르는 방법에 있어서, 프레스 툴의 다이는 냉각수를 안내하는 채널 및/또는 공기를 안내하는 채널을 더 포함한다.

제 25 조항

제 1 조항 내지 24 조항 중 어느 하나에 따르는 방법에 있어서, 블랭크는 860 ℃ 및 910 ℃ 사이의 오스테나이트화 온도로 가열된다.

제 26 조항

제 1 조항 내지 25 조항 중 어느 하나에 따르는 방법에 있어서, 성형이 진행되는 동안 블랭크를 냉각하는 단계를 더 포함한다.

제 27 조항

제 26 조항에 따르는 방법에 있어서, 성형을 진행하는 동안 블랭크가 320 ℃ 및 280 ℃ 사이의 온도로 냉각된다.

제 28 조항

제 1 조항 내지 제 27 조항 중 어느 하나에 따르는 방법에 있어서, 다단계 장치를 빠져나올 때 상기 블랭크의 상기 온도는 200 ℃ 미만이다.

제 29 조항

열간 성형 공정에서 알루미늄-규소 코팅을 갖는 UHSS 강 블랭크의 사용에 있어서, 열간 성형 공정은

알루미늄-규소 코팅을 갖는 UHSS로 제작된 블랭크를 오스테나이트화 온도 이상으로 가열하는 단계, 및

다단계 장치 내에서 가열된 블랭크를 성형하는 단계를 포함하며, 다단계 장치는 다단계 장치 내에 통합된 냉각 툴 및 성형 툴을 포함하고, 냉각 툴은 성형 툴로부터 상류에 배치된다.

제 30 조항

제 29 조항에 따르는 사용에 있어서, UHSS는 공기 경화성 강이다.

제 31 조항

제 29 조항 또는 제 30 조항에 따르는 사용에 있어서, UHSS는 중량 퍼센트로 0.21 내지 0.25%의 탄소, 1.05 내지 1.33%의 규소, 2.06 내지 2.34%의 망간을 포함한다.

제 32 조항

제 31 조항에 따르는 사용에 있어서, UHSS는 대략 0.22%의 탄소, 1.2%의 규소, 2.2%의 망간을 포함한다.

제 33 조항

제 31 조항 또는 제 32 조항에 따르는 사용에 있어서, UHSS는 망간, 알루미늄, 티타늄, 붕소, 인, 황, 질소를 더 포함한다.

제 34 조항

제 29 조 항에 따르는 사용에 있어서, UHSS는 비공기 경화성 강이다.

제 35 조항

제 29 조항 또는 제 34 조항에 따르는 사용에 있어서, UHSS는 0.20 내지 0.5%의 탄소, 바람직하게는 0.30 내지 0.40%의 탄소, 0.10 내지 0.70%의 규소, 0.65 내지 1.60%의 망간 및 0.001 내지 0.005%의 붕소를 포함한다.

제 36 조항

제 29 조항 내지 제 35 조항 중 어느 한 조항에 따르는 사용에 있어서, 오스테나이트화 온도는 Ac3 온도이고, 완전히 가열된 블랭크는 냉각 툴 내에서 블랭크를 600℃ 내지 800℃ 사이, 구체적으로 650℃ 내지 700℃ 사이의 온도로 냉각한다.

제 37 조항

제 26 조항에 따르는 사용에 있어서, 성형 전에 성형 툴 내의 블랭크의 온도는 550 ℃ 내지 650 ℃ 범위이다.

제 38 조항

다단계 장치 내에 통합된 다단계 툴을 포함하는 다단계 장치에서 가열된 블랭크를 성형하는 단계를 포함하며,

UHSS는 중량 퍼센트로 0.21 내지 0.25%의 탄소, 1.05 내지 1.33%의 규소, 2.06 내지 2.34%의 망간을 포함한다.

제 39 조항

제 38 조항에 따르는 사용에 있어서, UHSS는 대략 0.22%의 탄소, 1.2%의 규소, 2.2%의 망간을 포함한다.

제 40 조항

제 38 조항 또는 제 39 조항에 따르는 사용에 있어서, UHSS는 망간, 알루미늄, 티타늄, 붕소, 인, 황, 질소를 더 포함한다.

제 41 조항

UHSS는 중량 퍼센트로 0.20% 내지 0.5%의 탄소, 바람직하게는 0.30 내지 0.40%의 탄소, 0.10 내지 0.70%의 규소, 0.65 내지 1.60%의 망간 및 0.001 내지 0.005%의 붕소를 포함하는 한다.

제 42 조항

제 38 조항 내지 제 41 조항 중 어느 하나에 따르는 사용에 있어서, 다단계 장치는 성형 툴 및 성형 툴로부터 하류에 배치되는 하나 이상의 후작업 툴을 포함한다.

제 43 조항

제 42 조항에 따르는 사용에 있어서, 다단계 장치는 성형 툴로부터 상류에 배치되는 냉각 툴을 포함한다.

제 44 조항

다단계 장치에서 가열된 블랭크를 성형하는 단계를 포함하며,

UHSS는 공기 경화식 강이다.

제 45 조항

UHSS는 비공기 경화식 강이다,

제 46 조항

알루미늄-규소 코팅을 갖는 UHSS로 제작된 블랭크를 오스테나이트화 온도 이상으로 가열하는 단계;

냉각 툴에서 블랭크를 냉각하는 단계;

블랭크를 냉각 툴로부터 프레스 둘로 이송하는 단계; 및

프레사 툴에서 블랭크를 인출하는 단계를 포함하고,

냉각 툴 및 프레스 툴은 다단계 장치 내에 통합된다.

제 47 조항

제 1 조항 내지 제 46 조항 중 어느 하나에 따른 임의의 방법 또는 사용에 의해 획득 가능한 부품.

본 출원에 다수의 예시들이 개시되었지만, 다른 대안, 변형, 사용 및/또는 이들의 등가물이 가능하다. 또한, 개시된 예들의 모든 가능한 조합들 역시 포함된다. 따라서, 본 발명의 범주는 특정 예들로 한정될 수 없으며, 후속하는 청구항의 공정한 판독에 의해서만 결정되어야 한다.

Claims

다단계 장치에서 열간 구조 부품 시스템을 제작하는 방법에 있어서, 상기 다단계 장치는,
하부 본체,
이동식 상부 본체,
상기 하부 본체에 대하여 상기 이동식 상부 본체의 상향 및 하향 프레스 진행을 제공하도록 구성된 기계장치, 및
상기 블랭크를 인출하도록 구성된 프레스 툴을 포함하고, 상기 프레스 툴은:
상부 및 하부 결합형 프레싱 다이, 각 프레싱 다이는 사용시 상기 블랭크에 대면하는 하나 이상의 작업면을 포함하고, 그리고
상기 상부 프레싱 다이는 상기 상부 본체에 연결되고 상기 하부 프레싱 다이는 상기 하부 본체에 연결되며, 상기 프레스 툴의 상류에 냉각 툴을 더 포함하고,
상기 냉각 툴은,
사용시 상기 블랭크에 대면하는 하나 이상의 작업면을 갖는 상부 및 하부 냉각 다이를 포함하고, 그리고
상기 하부 냉각 다이는 상기 하부 본체에 연결되고, 상기 상부 냉각 다이는 상기 상부 본체에 연결되며,
상기 방법은,
알루미늄-규소 코팅으로 코팅된 초강도강(UHSS)으로 제작된 블랭크를 제공하는 단계;
상기 블랭크를 오스테나이트화 온도 이상으로 가열하는 단계;
상기 냉각 툴에서 상기 완전히 가열된 블랭크를 냉각하는 단계; 및
상기 프레스 툴에서 상기 블랭크를 인출하고 상기 블랭크를 상기 냉각 툴과 상기 프레스 툴 사이로 이송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 냉각 툴의 상기 다이는 냉각수를 안내하는 채널을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 오스테나이트화 온도는 Ac3 온도이고, 상기 완전히 가열된 블랭크를 냉각하는 단계는 상기 블랭크를 600 ℃ 내지 800 ℃, 구체적으로 650 ℃ 내지 700 ℃ 사이의 온도로 냉각하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 3 항에 있어서,
성형 전에 상기 성형 툴 내의 상기 블랭크의 온도는 550 내지 650 ℃ 범위인 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항 내지 제 4 항에 있어서,
상기 UHSS는 중량 퍼센트로 0.21 내지 0.25%의 탄소, 1.05 내지 1.33%의 규소, 2.06 내지 2.34%의 망간을 포함하는 것을 특징으로 하는 벙법.
제 1 항 내지 제 4 항에 있어서,
상기 UHSS는 중량 퍼센트로 0.17 내지 0.23%의 탄소, 최대 0.5%의 규소, 최대 2.5%의 망간, 최대 0.05%의 크롬, 및 0.002 내지 0.005%의 붕소를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항 내지 제 4 항에 있어서,
상기 UHSS는 공기 경화성 UHSS인 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항 내지 제 4 항에 있어서,
상기 UHSS는 중량 퍼센트로 0.02 내지 0.5%의 탄소, 바람직하게는 0.30 내지 0.40%의 탄소, 0.10 내지 0.70%의 규소, 0.65 내지 1.60%의 망간 및 0.001 내지 0.005%의 붕소를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항 내지 제 4 항에 있어서,
상기 UHSS는 비공기 경화성 UHSS인 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항 내지 제 9 항에 있어서,
상기 다단계 장치는 상기 프레스 툴의 하류에 제 1 후작업 툴을 더 포함하고, 상기 제 1 후작업 툴은
사용시 상기 블랭크에 대면하는 하나 이상의 작업면을 포함하는 상부 및 하부 제 1 후작업 다이를 포함하며, 그리고
상기 하부 제 1 후작업 다이는 상기 하부 본체에 연결되고 상기 상부 제 1 후작업 다이는 상기 상부 본체에 연결되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 10 항에 있어서,
상기 제 1 후작업 툴은 상기 제 1 후작업 동안 상기 블랭크의 상기 온도를 제어하기 위한 온도 제어 시스템을 더 포함하고, 상기 온도 제어 시스템은 상기 다이 내에 선택적으로 열전대를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 11 항에 있어서,
상기 제 1 후작업 툴의 상기 다이는 냉각수 또는 냉각 공기를 안내하는 채널을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
상기 제 1 후작업 툴의 상기 다이는 고온 액체를 안내하는 하나 이상의 가열기 또는 채널을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항 내지 제 13 항에 있어서,
상기 블랭크를 가열하는 단계는 860 ℃ 및 910 ℃ 사이의 오스테나이트화 온도로 가열하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항 내지 제 14 항에 있어서,
성형이 진행하는 동안 상기 블랭크를 냉각하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 15 항에 있어서,
성형이 진행하는 동안 상기 블랭크가 320 ℃ 및 280 ℃ 사이의 온도로 냉각되는 것을 특징으로 하는 방법
제 1 항 내지 제 16 항에 있어서,
상기 다단계 장치를 빠져나올 때 상기 블랭크의 상기 온도는 200 ℃ 미만인 것을 특징으로 하는 방법.