KR100525316B1 - 블랭크의 액압 성형 방법 - Google Patents

Abstract

폐쇄형 프로파일은 갖는 블랭크는 경화가능한 강판으로 제조되며, 고온일 때 액압 성형된다. 공구는 냉각되고, 블랭크는 경화 온도로 가열되며 공구와 접촉하기 전에 경화되지 않도록 신속하게 성형되고 경화되도록 공구 및 액체 유체에 의해 급냉된다. 이러한 간단한 방식에서, 폐쇄형 프로파일을 가지며 복잡한 형태를 갖는 고강도강 제품이 제조될 수 있다. 이러한 제품은 예컨대 활형 범퍼 비임일 수 있다.

Description

블랭크의 액압 성형 방법 {A METHOD OF HYDROFORMING A BLANK}

본 발명은 압력 유체를 블랭크에 공급함으로써 분리형 공구 내에서 폐쇄형 프로파일을 갖는 블랭크의 액압 성형(hydroforming) 방법에 관한 것이다.

이미 공지된 기술은 실질적으로 양호한 성형성을 갖는 강에만 제한적으로 사용된다. 높은 항복 강도를 갖는 강은 신장율이 지나치게 작기 때문에, 성형의 정도가 적은 경우에만 사용될 수 있다. 그러나, 강 자체가 허용하는 것 보다 많은 성형이 요구되는 경우, 종래에는 여러 단계들로 액압 성형을 수행하고 그 성형 단계들 사이에 어닐링을 수행하였다.

본 발명의 목적은 신속하고 간단한 방식으로 고강도 제품을 제조하는 것이다.

본 발명에 따라, 공구는 냉각 상태로 유지되며, 경화 가능한 상기 블랭크는, 경화 온도로 가열되고 상기 공구 내에 위치되며 상기 공구와 접촉되도록 성형되게 가압되고 상기 공구로부터 제거되기 전, 경화될 때까지 상기 공구 및 압력 유체와 접촉 상태를 유지하며, 이러한 성형 공정은 매우 신속하게 이루어져 시간적으로 상기 블랭크가 상기 공구와 접촉하기 전에 경화될 수 없다.

경화가능한 블랭크는 붕소 합금 강판으로 제조될 수 있다. 압력 유체는 가스일 수 있으며, 바람직하게는 예컨대 물과 같은 액체이다. 또한, 오일이 사용될 수도 있다. 초기 냉각 효과가 감소될 것이기 때문에 액체를 예열시키는 것이 유리하다. 이러한 방식에서, 제품의 조직을 제어하기 위해 액체가 사용될 수 있다. 액체는 마르텐사이트 형성 온도(M_S) 이상의 온도로 예열될 수 있으며, 이로써 형성된 조직은 주로 베이나이트이다. 액체는 또한 저온으로 유지될 수 있어 제품의 조직은 베이나이트와 마르텐사이트가 혼재된 상태가 된다. 저온의 액체에서는 여전히 베이나이트 및 마르텐사이트 조직이 혼재할 것이며, 마르텐사이트 조직은 냉각하는 동안 어닐링될 것이다. 적절한 온도는 강의 분석 및 요구되는 제품의 특성을 변화시킨다. 간단한 시험을 통해, 원하는 특성의 제품을 제조할 수 있는 공구 및 액체의 온도를 용이하게 알아낼 수 있다. 강판의 두께가 1mm 내지 1.5mm 인 경우에, 약 200℃ 이하의 압력 액체의 온도는 조직에 미세한 영향만을 미치는 것으로 예상되지만, 이는 상온의 액체와 비교할 때 성형하는 동안 냉각을 감소시킬 것이다.

압력 유체의 온도는 상온 내지 약 500℃까지의 범위를 가지며, 주로 마르텐사이트 조직을 원하는 경우에는 50℃ 내지 200℃의 온도가 유리할 수 있다.

경화로 인해 성형성이 감소되기 때문에, 블랭크가 경화되기 전에 완전한 성형 또는 거의 완전한 성형이 완료되도록 유체 흐름량은 매우 커야 한다. 이는 성형이 대개 2초 내에 완료되어야함을 의미한다. 블랭크가 가압되기 전에 블랭크 내의 공기는 배출될 수 있지만, 성형 공정 동안 잔류할 수도 있다. 공기가 잔류하는 경우, 감소된 냉각이 유해하지 않은 위치에 공기가 잔류하는지 여부를 관찰하여야 한다. 두 개의 공구 부분들(수동형 공구)은 공구 내의 채널에서 순환하는 액체에 의해 냉각될 수 있다.

전술한 방법으로, 폐쇄형 프로파일을 갖는 범퍼 비임, 도어용 필라, 및 기타 자동차용 부품이 본 발명에 따라 제조될 수 있다. 적합하게, 예컨대 붕소강과 같은 경화 가능한 강재질을 갖는 용접형 강판으로 제조된 관 성형 블랭크가 사용될 수 있다. 완제품이 예컨대 1mm 내지 4mm의 원하는 두께를 갖도록 강판의 두께는 자유롭게 선택될 수 있다. 블랭크는 여러 강재질로 이루어질 수 있으며, 상이한 부품에서 상기한 강판 두께를 가질 수도 있다. 이러한 방식에서, 폐쇄형 프로파일 및 복잡한 형태를 갖는 제품이 고강도강으로 성형될 수도 있으며, 이는 형상 및 크기면에서 적은 허용공차를 가질 것이다.

Claims (4)

1. 폐쇄형 프로파일을 갖는 블랭크에 압력 유체를 공급함으로써 분리형 공구 내에서 상기 블랭크를 액압 성형하는 방법에 있어서,

   상기 공구는 냉각 상태로 유지되며, 경화 가능한 상기 블랭크는, 경화 온도로 가열되고 상기 공구 내에 위치되며 상기 공구와 접촉되도록 성형되게 가압되고 상기 공구로부터 제거되기 전, 경화될 때까지 상기 공구 및 압력 유체와 접촉 상태를 유지하며,

   이러한 성형 공정은 신속하게 이루어져 시간적으로 상기 블랭크가 상기 공구와 접촉하기 전에 경화될 수 없는 것을 특징으로 하는,

   블랭크의 액압 성형 방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 압력 유체는 액체인 것을 특징으로 하는,

   블랭크의 액압 성형 방법.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 성형이 2초 내에 수행될 수 있는 양의 상기 액체가 제공되는 것을 특징으로 하는,

   블랭크의 액압 성형 방법.
4. 제 1항 내지 제 3항중 어느 한 항에 있어서,

   상기 액체는 요구되는 경화 조직을 가질 수 있는 온도로 예열되는 것을 특징으로 하는,

   블랭크의 액압 성형 방법.