KR102070579B1 - Hot stamping method - Google Patents

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KR102070579B1
KR102070579B1 KR1020180144516A KR20180144516A KR102070579B1 KR 102070579 B1 KR102070579 B1 KR 102070579B1 KR 1020180144516 A KR1020180144516 A KR 1020180144516A KR 20180144516 A KR20180144516 A KR 20180144516A KR 102070579 B1 KR102070579 B1 KR 102070579B1
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cooling
boron alloy
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mold
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KR1020180144516A
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오명환
박상언
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주식회사 성우하이텍
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Abstract

The present invention relates to a hot stamping method, and more specifically, to a hot stamping method, which can successively produce through multi-process press forming, and can cool a boron alloy steel blank while transporting the same from a mold to another mold. To this end, the hot stamping method according to an embodiment of the present invention comprises: a heating step that a boron alloy steel blank is heated in a heating furnace to a first predetermined temperature at which the structure of the boron alloy steel blank undergoes phase transformation from ferrite to full austenite; a first forming step that the boron alloy steel blank, which is heated by the heating furnace, is transported to a first mold to be formed in a predetermined shape before being cooled below a second predetermined temperature at which the full austenite structure is maintained in the first mold; a preliminary cooling step that a high strength part in the boron alloy steel blank, which is formed by the first mold, is rapidly cooled to a third predetermined temperature by a first cooling unit, and a low strength part thereof is naturally cooled to a fourth predetermined temperature by air cooling; a second forming step that the boron alloy steel blank is formed in a product shape by a second mold, while the high strength part and the low strength part are cooled by a cooling channel in the second mold during the forming time, in order to have a fifth predetermined temperature and a sixth predetermined temperature respectively; and a final cooling step that the high strength part is naturally cooled to a final temperature by air cooling, and the low strength part is rapidly cooled to the final temperature by a second cooling unit, in order to manufacture a shaped product.

Description

핫 스탬핑 방법{HOT STAMPING METHOD}Hot Stamping Method {HOT STAMPING METHOD}

본 발명은 핫 스탬핑 방법에 관한 것으로, 구체적으로 다공정 프레스 성형을 통해 연속 생산이 가능하며, 금형에서 금형으로 이송하는 도중에 보론 합금강 블랭크를 냉각할 수 있는 핫 스탬핑 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a hot stamping method, and more particularly, to a continuous production through multi-process press molding, and to a hot stamping method capable of cooling a boron alloy steel blank during transfer from a mold to a mold.

일반적으로 자동차의 범퍼와 같은 빔류를 포함하는 차체는 스틸(Steel)계 강판 소재를 프레스(press) 가공하여 구성하며, 이들 강판 소재의 강성은 충돌 안정성에 지대한 영향을 미치게 된다.In general, a vehicle body including beams such as a bumper of an automobile is formed by pressing a steel-based steel sheet material, and the rigidity of the steel sheet material has a great influence on the collision stability.

이에 따라, 최근에는 강판 소재의 고강성화 및 경량화를 동시에 만족시키기 위하여 강판을 이용한 열간 프레스 성형 기술인 핫 스탬핑(Hot stamping)이 활발하게 연구되고 있다.Accordingly, in recent years, hot stamping, which is a hot press forming technology using steel sheets, has been actively studied to satisfy both high rigidity and light weight of steel sheets.

즉, 핫 스탬핑 기술은 강판을 적정온도(약 900℃)로 가열하여 프레스 금형 내에서 프레스 성형으로 한번에 성형한 후, 급속 냉각하여 고강도 차체 부품을 제조하는 성형 기술이다.In other words, hot stamping technology is a molding technology in which a steel sheet is heated to an appropriate temperature (about 900 ° C.), molded at a time by press molding in a press die, and then rapidly cooled to manufacture a high strength vehicle body part.

이러한 핫 스탬핑에 적용되는 소재로는 0.2중량% 내외의 탄소를 함유하며, 열처리 성능 향상을 위한 원소로 보론(Boron, B)을 사용하는 보론 강이 사용된다. As a material applied to such hot stamping, boron steel containing about 0.2% by weight of carbon and using boron (B) as an element for improving heat treatment performance is used.

여기서, 보론 강이 사용된 보론 강판은 미량의 보론을 첨가한 강판으로, 적정온도 조건에서의 오스테나이트 결정입계에서 보론이 원자 상태로 편석하여, 오스테나이트 결정입계의 자유에너지를 낮춤으로서 초석 페라이트 핵 생성을 억제시켜 강의 경화능(퀀칭 시, 마르텐사이트 형성으로 경화되는 강의 능력)을 현저히 개선하게 된다. Here, the boron steel sheet using boron steel is a steel sheet to which a small amount of boron is added. The boron is segregated at the austenite grain boundary at an appropriate temperature condition in an atomic state, thereby reducing the free energy of the austenite grain boundary, thereby reducing the cornerstone ferrite core. By suppressing the production, the hardenability of the steel (when quenched, the ability of the steel to harden due to martensite formation) is significantly improved.

이러한 보론 강판을 이용한 핫 스탬핑 성형은 기존의 고강도 강을 이용한 성형법과 달리 성형 전에 약 500 ~ 800MPs 정도의 인장강도를 가지는 페라이트 조직의 보론 강판을 900℃ 이상의 고온에서 오스테나이트화하여 고온 성형한 후, 급속 냉각시켜 1300 ~ 1600MPs 정도의 고 인장강도를 갖는 마르텐사이트 조직의 성형품을 생산한다.The hot stamping molding using the boron steel sheet is different from the conventional method using high strength steel, and after forming a high temperature by austenitizing a boron steel sheet having a tensile strength of about 500 to 800 MPs at a high temperature of 900 ° C. or higher, Rapid cooling to produce molded articles of martensitic structure with high tensile strength on the order of 1300 ~ 1600MPs.

따라서, 핫 스탬핑 성형을 통해 제작된 성형품은 일반 강판 부품보다 강도가 4 ~ 5배 높으면서 무게는 기존에 비해 최대 40%까지 줄일 수 있어 차체의 경량화와 고강도 특성을 동시에 이룰 수 있는 이점이 있다. Therefore, the molded product produced by hot stamping molding has the strength 4 to 5 times higher than the general steel sheet, while the weight can be reduced by up to 40% compared to the conventional, there is an advantage that can achieve the light weight and high strength characteristics of the vehicle body at the same time.

그러나, 종래의 경우에는 한번의 프레스 성형을 통해 900℃ 이상의 보론 강판을 25℃로 냉각하기 때문에 냉각 품질이 저하되며, 생산성이 낮아지는 문제가 발생한다. However, in the conventional case, since the boron steel sheet of 900 ° C. or more is cooled to 25 ° C. through one press molding, cooling quality is lowered and productivity is lowered.

이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.Matters described in this Background section are intended to enhance the understanding of the background of the invention, and may include matters other than the prior art already known to those skilled in the art.

본 발명의 실시 예는 다공정 프레스 성형을 통해 보론 합금강 블랭크를 성형하여 성형품을 제작하는 핫 스탬핑 방법을 제공한다.An embodiment of the present invention provides a hot stamping method for manufacturing a molded article by molding a boron alloy steel blank through multi-process press molding.

그리고 본 발명의 실시 예는 제1 금형을 통해 보론 합금강 블랭크를 성형한 후 제2 금형으로 보론 합금강 블랭크를 이송하는 과정에서 냉각 유닛을 통해 보론 합금강 블랭크를 냉각하는 핫 스탬핑 방법을 제공한다.An embodiment of the present invention provides a hot stamping method of cooling a boron alloy steel blank through a cooling unit in a process of transferring the boron alloy steel blank to a second mold after molding the boron alloy steel blank through a first mold.

본 발명의 일 실시 예에서는 가열로 내에서, 보론 합금강 블랭크의 조직이 페라이트에서 풀 오스테나이트 으로 상변태되는 온도인 제1 설정 온도까지 보론 합금강 블랭크를 가열하는 가열 단계; 상기 가열로에 의해 가열된 보론 합금강 블랭크를 제1 금형으로 이송하여 제1 금형 내에서 풀 오스테나이트 조직을 유지하는 온도인 제2 설정 온도 이하로 냉각되기 전에 일정 형상으로 성형하는 1차 성형 단계; 상기 제1 금형에 의해 성형된 보론 합금강 블랭크 중 고강도부를 제1 냉각 유닛에 의해 제3 설정 온도까지 급속 냉각하고, 저강도부를 공냉에 의해 제4 설정 온도까지 자연 냉각하는 예비 냉각 단계; 상기 보론 합금강 블랭크를 제2 금형에 의해 제품 형상으로 성형하는 동시에 상기 제2 금형 내부의 냉각 채널에 의해 성형 시간 동안 고강도부와 저강도부를 냉각하여 각각 제5 설정 온도와 제6 설정 온도까지 냉각하는 2차 성형 단계; 및 상기 고강도부를 공냉에 의해 최종 온도까지 자연 냉각하고, 저강도부를 제2 냉각 유닛에 의해 최종 온도까지 급속 냉각하여 성형품을 제작하는 최종 냉각 단계를 포함하는 핫 스탬핑 방법을 제공할 수 있다.In one embodiment of the present invention, in the heating furnace, the heating step of heating the boron alloy steel blank to a first set temperature, the temperature at which the structure of the boron alloy steel blank phase transformation from ferrite to full austenite; A primary molding step of transferring the boron alloy steel blank heated by the heating furnace to a first mold and molding the boron alloy steel blank into a predetermined shape before cooling to below a second set temperature which is a temperature for maintaining a full austenite structure in the first mold; A preliminary cooling step of rapidly cooling the high-strength portion of the boron alloy steel blank formed by the first mold to the third set temperature by the first cooling unit, and naturally cooling the low strength portion to the fourth set temperature by air cooling; The boron alloy steel blank is molded into a product shape by a second mold, and the high strength portion and the low strength portion are cooled by a cooling channel inside the second mold during the molding time to cool down to a fifth set temperature and a sixth set temperature, respectively. Secondary forming step; And a final cooling step of naturally cooling the high-strength portion to the final temperature by air cooling, and rapidly cooling the low-strength portion to the final temperature by the second cooling unit to produce a molded article.

또한, 상기 예비 냉각 단계는 상기 보론 합금강 블랭크의 저강도부를 풀 오스테나이트 조직에서 오스테나이트 조직에 페라이트 조직이 일부 공존하도록 제4 설정 온도까지 자연 냉각하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, the preliminary cooling step may include a step of naturally cooling the low-strength portion of the boron alloy steel blank to a fourth set temperature such that the ferrite tissue coexists partially in the austenite structure in the full austenite structure.

또한, 상기 2차 성형 단계는 상기 제2 금형 내에 설치된 냉각 채널을 통해 풀 오스테나이트 조직에서 마르텐사이트 조직으로 상변태되도록 상기 보론 합금강 블랭크의 고강도부를 제5 설정 온도까지 냉각하고, 오스테나이트 조직과 페라이트 조직이 공존하도록 저강도부를 제6 설정 온도까지 냉각하는 단계일 수 있다. In addition, the secondary forming step is to cool the high-strength portion of the boron alloy steel blank to the fifth set temperature to phase transformation from full austenite structure to martensite structure through a cooling channel installed in the second mold, austenite structure and ferrite structure The low intensity portion may be cooled to the sixth set temperature to coexist.

또한, 상기 2차 성형 단계는 상기 보론 합금강 블랭크를 상기 제2 금형의 상형 및 하형에 의해 제품 형상으로 성형, 트림 및 피어싱 중, 적어도 하나의 작업을 수행하는 단계를 포함할 수 있다. In addition, the secondary forming step may include performing at least one operation of forming, trimming and piercing the boron alloy steel blank into a product shape by the upper and lower molds of the second mold.

또한, 상기 최종 냉각 단계는 상기 보론 합금강 블랭크의 저강도부를 제2 냉각 유닛에 의해 오스테나이트 조직에서 마르텐사이트 조직으로 상변태시켜 마르텐사이트 조직과 페라이트 조직이 공존하도록 최종 온도까지 냉각하여 성형품을 제작하는 단계를 포함할 수 있다.In the final cooling step, the low-strength portion of the boron alloy steel blank is phase-transformed from the austenite structure to the martensite structure by the second cooling unit, thereby cooling the final temperature so that the martensite structure and the ferrite structure coexist to produce a molded article. It may include.

또한, 상기 제1 설정 온도는 900 내지 950 ℃의 범위 내에서 설정될 수 있다. In addition, the first set temperature may be set within the range of 900 to 950 ℃.

또한, 상기 제2 설정 온도는 650 내지 700 ℃의 범위 내에서 설정될 수 있다.In addition, the second set temperature may be set within the range of 650 to 700 ℃.

또한, 상기 제3 설정 온도는 450 내지 550 ℃의 범위 내에서 설정될 수 있다.In addition, the third set temperature may be set within the range of 450 to 550 ° C.

또한, 상기 제4 설정 온도는 570 내지 630 ℃의 범위 내에서 설정될 수 있다.In addition, the fourth set temperature may be set within the range of 570 to 630 ℃.

또한, 상기 제5 설정 온도는 200 내지 300 ℃의 범위 내에서 설정될 수 있다.In addition, the fifth set temperature may be set within the range of 200 to 300 ℃.

또한, 상기 제6 설정 온도는 450 내지 550 ℃의 범위 내에서 설정될 수 있다.In addition, the sixth set temperature may be set within the range of 450 to 550 ° C.

또한, 상기 최종 온도는 20 내지 170 ℃의 범위 내에서 설정될 수 있다.In addition, the final temperature may be set within the range of 20 to 170 ℃.

그리고, 본 발명의 일 실시 예에서는 가열로 내에서, 보론 합금강 블랭크의 조직이 페라이트에서 풀 오스테나이트 으로 상변태되는 온도인 제1 설정 온도까지 보론 합금강 블랭크를 가열하는 단계; 상기 가열로에 의해 가열된 보론 합금강 블랭크를 제1 설정 온도에서 공냉에 의해 준비 온도로 자연 냉각되어 제 1금형으로 이송하는 단계; 상기 제1 금형 내에서 풀 오스테나이트 조직을 유지하는 온도인 제2 설정 온도 이하로 냉각되기 전에 일정 형상으로 성형하는 단계; 상기 제1 금형에 의해 성형된 보론 합금강 블랭크 중 고강도부를 제1 냉각 유닛에 의해 제3 설정 온도까지 급속 냉각하고, 저강도부를 공냉에 의해 제4 설정 온도까지 자연 냉각하는 단계; 상기 보론 합금강 블랭크를 제2 금형에 의해 제품 형상으로 성형하는 동시에 상기 제2 금형 내부의 냉각 채널에 의해 성형 시간 동안 고강도부와 저강도부를 냉각하여 각각 제5 설정 온도와 제6 설정 온도까지 냉각하는 단계; 및 상기 고강도부를 공냉에 의해 최종 온도까지 자연 냉각하고, 저강도부를 제2 냉각 유닛에 의해 최종 온도까지 급속 냉각하여 성형품을 제작하는 단계를 포함하는 핫 스탬핑 방법을 제공할 수 있다.And, in one embodiment of the present invention, in the heating furnace, the step of heating the boron alloy steel blank to a first set temperature, the temperature at which the structure of the boron alloy steel blank phase transformation from ferrite to full austenite; Naturally cooling the boron alloy steel blank heated by the furnace to a preparation temperature by air cooling at a first set temperature and transferring the boron alloy steel blank to a first mold; Molding to a predetermined shape before cooling to below a second set temperature which is a temperature for maintaining a full austenite structure in the first mold; Rapidly cooling the high-strength portion of the boron alloy steel blank formed by the first mold to a third set temperature by a first cooling unit, and naturally cooling the low strength portion to a fourth set temperature by air cooling; The boron alloy steel blank is molded into a product shape by a second mold, and the high strength portion and the low strength portion are cooled by a cooling channel inside the second mold during the molding time to cool down to a fifth set temperature and a sixth set temperature, respectively. step; And naturally cooling the high-strength portion to the final temperature by air cooling, and rapidly cooling the low-strength portion to the final temperature by the second cooling unit to produce a hot stamping method.

본 발명의 실시 예는 다공정 프레스 성형을 통해 보론 합금강 블랭크를 성형할 수 있으므로 연속 생산이 가능할 수 있다.Embodiment of the present invention may be a continuous production of the boron alloy steel blank can be molded through the multi-process press molding.

또한, 금형에서 금형으로 이송 하는 도중에 보론 합금강 블랭크를 냉각할 수 있으므로 생산 품질을 향상시킬 수 있고, 성형품의 취출 속도를 향상시킬 수 있다.In addition, since the boron alloy steel blank can be cooled during the transfer from the mold to the mold, the production quality can be improved, and the ejection speed of the molded article can be improved.

그 외에 본 발명의 실시 예로 인해 얻을 수 있거나 예측되는 효과에 대해서는 본 발명의 실시 예에 대한 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시하도록 한다. 즉 본 발명의 실시 예에 따라 예측되는 다양한 효과에 대해서는 후술될 상세한 설명 내에서 개시될 것이다.In addition, the effects that can be obtained or predicted by the embodiments of the present invention will be disclosed directly or implicitly in the detailed description of the embodiments of the present invention. That is, various effects predicted according to an embodiment of the present invention will be disclosed in the detailed description to be described later.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 핫 스탬핑 방법을 수행하는 핫 스탬핑 장치를 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 핫 스탬핑 방법을 나타낸 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 핫 스탬핑 방법을 설명하기 위한 온도 변화에 따른 미세조직 모식도를 나타낸 그래프이다.1 is a block diagram showing a hot stamping apparatus for performing a hot stamping method according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating a hot stamping method according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a graph showing a microstructure schematic diagram of the temperature change for explaining the hot stamping method according to an embodiment of the present invention.

이하 첨부된 도면과 설명을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 핫 스탬핑 방법에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 다만, 하기에 도시되는 도면과 후술되는 상세한 설명은 본 발명의 특징을 효과적으로 설명하기 위한 여러 가지 실시 예들 중에서 바람직한 하나의 실시 예에 관한 것이다. 따라서, 본 발명의 실시 예들은 하기의 도면과 설명에만 한정되어서는 아니 될 것이다.Hereinafter, an operation principle of a hot stamping method according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings and description. However, the drawings shown below and the following detailed description relate to one preferred embodiment of various embodiments for effectively explaining the features of the present invention. Therefore, embodiments of the present invention should not be limited only to the following drawings and description.

또한, 하기에서 본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In addition, in the following description of the embodiments of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. In addition, terms to be described below are terms defined in consideration of functions in an embodiment of the present invention, which may vary according to a user's or operator's intention or custom. Therefore, the definition should be made based on the contents throughout the specification.

또한, 이하 실시 예는 본 발명의 핵심적인 기술적 특징을 효율적으로 설명하기 위해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 명백하게 이해할 수 있도록 용어를 적절하게 변형, 또는 통합, 또는 분리하여 사용할 것이나, 이에 의해 본 발명이 한정되는 것은 결코 아니다.In addition, the following embodiments will be used to appropriately modify, integrate, or separate terms, such that those skilled in the art to which the present invention pertains may clearly understand the technical features of the present invention. However, this invention is not limited by this.

이하, 본 발명의 일 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 핫 스탬핑 방법을 수행하는 핫 스탬핑 장치를 나타낸 구성도이다.1 is a block diagram showing a hot stamping apparatus for performing a hot stamping method according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 핫 스탬핑 장치는 가열로(120), 컨베이어(130), 이송 로봇(140), 제1 금형(150), 제1 냉각 유닛(170), 제2 금형(180) 및 제2 냉각 유닛(190)을 포함한다. Referring to FIG. 1, the hot stamping apparatus includes a heating furnace 120, a conveyor 130, a transfer robot 140, a first mold 150, a first cooling unit 170, a second mold 180, and a first mold. Two cooling units 190.

가열로(120)는 보론 합금강 블랭크(110)를 가열한다. The furnace 120 heats the boron alloy steel blank 110.

구체적으로, 보론 합금강 블랭크(110)는 이송 로봇(140)으로부터 보론 합금강 블랭크(110)를 투입받는다. 이때, 보론 합금강 블랭크(110)는 미량의 보론(Boron, B)이 첨가된 강판을 나타낼 수 있다.Specifically, the boron alloy steel blank 110 receives the boron alloy steel blank 110 from the transfer robot 140. In this case, the boron alloy steel blank 110 may represent a steel plate to which a small amount of boron (B) is added.

가열로(120)는 보론 합금강 블랭크(110)를 제1 설정 온도까지 가열한다. 여기서, 제1 설정 온도는 보론 합금강 블랭크(110)의 조직이 페라이트에서 오스테나이트로 상변태되는 온도를 나타낼 수 있다. The heating furnace 120 heats the boron alloy steel blank 110 to a first set temperature. Here, the first set temperature may represent a temperature at which the structure of the boron alloy steel blank 110 is phase transformed from ferrite to austenite.

컨베이어(130)는 가열로(120)와 제1 금형(150) 사이에 구성된다. 컨베이어(130)는 가열로(120)에서 가열된 보론 합금강 블랭크(110)를 제1 금형(150)으로 안내한다. 이러한 컨베이어(130)는 복수개의 롤러를 포함하여 가열로(120)로부터 공급된 보론 합금강 블랭크(110)를 제1 금형(150)으로 안내할 수 있다.The conveyor 130 is configured between the heating furnace 120 and the first mold 150. The conveyor 130 guides the boron alloy steel blank 110 heated in the heating furnace 120 to the first mold 150. The conveyor 130 may include a plurality of rollers to guide the boron alloy steel blank 110 supplied from the heating furnace 120 to the first mold 150.

이송 로봇(140)은 핫 스탬핑 공정에서 보론 합금강 블랭크(110)를 이동시킨다. The transfer robot 140 moves the boron alloy steel blank 110 in a hot stamping process.

즉, 이동 로봇은 컨베이어(130)에 의해 이동된 보론 합금강 블랭크(110)를 제1 금형(150)으로 투입시키고, 제1 금형(150)을 통해 성형된 보론 합금강 블랭크(110)를 제1 냉각 유닛(170)으로 이동시킨다. That is, the mobile robot inputs the boron alloy steel blank 110 moved by the conveyor 130 to the first mold 150, and first cools the boron alloy steel blank 110 formed through the first mold 150. Move to unit 170.

또한, 이동 로봇은 제2 금형(180)을 통해 성형된 보론 합금강 블랭크(110)를 제2 냉각 유닛(190)으로 이동시키고, 제2 냉각 유닛(190)을 통해 냉각된 성형품을 취출한다. In addition, the mobile robot moves the boron alloy steel blank 110 formed through the second mold 180 to the second cooling unit 190 and takes out the molded article cooled through the second cooling unit 190.

제1 금형(150)은 컨베이어(130)의 후방에 구성된다. 즉, 제1 금형(150)은 가열로(120)와 제1 냉각 유닛(170) 사이에 구헝된다. 제1 금형(150)은 가열로(120)에서 가열된 보론 합금강 블랭크(110)를 이송 로봇(140)을 통해 공급받는다. The first mold 150 is configured at the rear of the conveyor 130. That is, the first mold 150 is bent between the heating furnace 120 and the first cooling unit 170. The first mold 150 receives the boron alloy steel blank 110 heated in the heating furnace 120 through the transfer robot 140.

제1 금형(150)은 보론 합금강 블랭크(110)를 성형하기 위해 제1 상형(153) 및 제1 하형(155)을 포함한다. 제1 금형(150)에서 성형된 보론 합금강 블랭크(110)는 공냉에 의해 제1 설정 온도에서 준비 온도로 자연 냉각된다. 여기서, 준비 온도는 제1 금형(150)에서 보론 합금강 블랭크(110)를 성형하는 동안에 냉각된 온도를 나타낼 수 있다. The first mold 150 includes a first upper mold 153 and a first lower mold 155 to mold the boron alloy steel blank 110. The boron alloy steel blank 110 formed in the first mold 150 is naturally cooled from the first set temperature to the preparation temperature by air cooling. Here, the preparation temperature may refer to a temperature cooled while forming the boron alloy steel blank 110 in the first mold 150.

제1 상형(153)은 보론 합금강 블랭크(110)를 일정 형상으로 성형하기 위한 상부 성형면을 형성한다. The first upper mold 153 forms an upper molding surface for molding the boron alloy steel blank 110 into a predetermined shape.

제1 하형(155)은 제1 상형(153)과 대응하여 위치하며, 제1 상형(153)의 상부 성형면과 대응하여 하부 성형면을 형성한다. The first lower mold 155 is positioned corresponding to the first upper mold 153, and forms a lower molding surface corresponding to the upper molding surface of the first upper mold 153.

제1 냉각 유닛(170)은 제1 금형(150)의 후방에 구성된다. 즉, 제1 냉각 유닛(170)은 제1 금형(150)과 제2 금형(180) 사이에 구성되어, 제1 금형(150)에서 제2 금형(180)으로 보론 합금강 블랭크(110)를 이송하는 과정에서 보론 합금강 블랭크(110)를 냉각한다.The first cooling unit 170 is configured behind the first mold 150. That is, the first cooling unit 170 is configured between the first mold 150 and the second mold 180 to transfer the boron alloy steel blank 110 from the first mold 150 to the second mold 180. In the process of cooling the boron alloy steel blank (110).

제1 냉각 유닛(170)은 제1 금형(150)으로부터 공급받은 보론 합금강 블랭크(110)를 냉각하기 위해 제1 상측 에어 분사 노즐(173) 및 제1 하측 에어 분사 노즐(175)을 포함한다.The first cooling unit 170 includes a first upper air jet nozzle 173 and a first lower air jet nozzle 175 to cool the boron alloy steel blank 110 supplied from the first mold 150.

제1 상측 에어 분사 노즐(173)은 보론 합금강 블랭크(110)의 상측에 위치하며, 보론 합금강 블랭크(110)의 상면에 냉각 에어를 분사한다.The first upper air injection nozzle 173 is positioned above the boron alloy steel blank 110 and injects cooling air to the upper surface of the boron alloy steel blank 110.

제1 하측 에어 분사 노즐(175)은 보론 합금강 블랭크(110)의 하측에 위치하며, 보론 합금강 블랭크(110)의 하면에 냉각 에어를 분사한다.The first lower air injection nozzle 175 is positioned below the boron alloy steel blank 110 and injects cooling air to the lower surface of the boron alloy steel blank 110.

이러한 제1 냉각 유닛(170)은 보론 합금강 블랭크(110)에 대하여 요구 강성에 따라 구분된 고강도부(113)에 냉각 에어를 분사하여 제3 설정 온도까지 냉각시킨다. 한편, 보론 합금강 블랭크(110)의 저강도부(115)는 공냉에 의해 제4 설정 온도까지 자연 냉각된다. The first cooling unit 170 sprays cooling air to the high-strength portion 113 divided according to the required rigidity with respect to the boron alloy steel blank 110 to cool to the third set temperature. On the other hand, the low-strength portion 115 of the boron alloy steel blank 110 is naturally cooled to the fourth set temperature by air cooling.

이때, 보론 합금강 블랭크(110)의 고강도부(113)는 차량의 충돌 또는 전복 시 탑승자의 생존공간 확보를 위해 형상 유지가 필요하여 강한 강도가 요구되는 구역을 나타내며, 저강도부(115)는 차량의 충돌 또는 전복 시 충격 에너지를 흡수해야 하므로 낮은 강도가 요구되는 구역을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 보론 합금강 블랭크(110)의 고강도부(113)는 약 1500 MPa의 인장강도가 요구되고, 저강도부(115)는 약 600 ~ 1000 MPa의 인장강도가 요구될 수 있다.At this time, the high-strength portion 113 of the boron alloy steel blank 110 represents a region requiring a strong strength to maintain the shape in order to secure the living space of the occupant during collision or overturning of the vehicle, low-strength portion 115 is a vehicle This may indicate areas where low strength is required because the impact energy must be absorbed in the event of a collision or rollover. For example, the high strength portion 113 of the boron alloy steel blank 110 may require a tensile strength of about 1500 MPa, and the low strength portion 115 may require a tensile strength of about 600 to 1000 MPa.

제2 금형(180)은 제1 냉각 유닛(170)의 후방에 구성된다. 즉, 제2 금형(180)은 제1 냉각 유닛(170)과 제2 냉각 유닛(190) 사이에 구성된다. The second mold 180 is configured behind the first cooling unit 170. That is, the second mold 180 is configured between the first cooling unit 170 and the second cooling unit 190.

제2 금형(180)은 보론 합금강 블랭크(110)를 성형, 트림(trim) 및 피어싱(piercing) 중 적어도 하나의 작업을 수행하기 위해 제2 상형(183) 및 제2 하형(185)을 포함한다. The second mold 180 includes a second upper mold 183 and a second lower mold 185 to perform at least one of forming, trimming, and piercing the boron alloy steel blank 110. .

이렇게 제1 금형(150)을 통해 1차로 보론 합금강 블랭크(110)를 성형하고, 제2 금형(180)을 통해 2차로 보론 합금강 블랭크(110)를 성형하므로 연속 생산이 가능하며, 복잡한 형상의 성형품도 제작할 수 있다. Thus, the boron alloy steel blank 110 is firstly molded through the first mold 150, and the boron alloy steel blank 110 is secondly molded through the second mold 180, and thus continuous production is possible. Can also be produced.

제2 상형(183)은 보론 합금강 블랭크(110)를 제품 형상으로 성형하기 위한 상부 성형면을 형성한다. The second upper mold 183 forms an upper molding surface for molding the boron alloy steel blank 110 into a product shape.

제2 하형(185)은 제2 상형(183)과 대응하여 위치하며, 보론 합금강 블랭크(110)를 제품 형상으로 성형하기 위해 제2 상형(183)의 상부 성형면과 대응하여 하부 성형면을 형성한다.The second lower mold 185 is positioned corresponding to the second upper mold 183, and forms a lower molding surface corresponding to the upper molding surface of the second upper mold 183 to mold the boron alloy steel blank 110 into a product shape. do.

냉각 채널(187)은 제2 상형(183)의 상부 성형면 및 제2 하형(185)의 하부 성형면 각각의 둘레를 따라 설치된다.The cooling channel 187 is provided along the circumference of each of the upper forming surface of the second upper mold 183 and the lower forming surface of the second lower mold 185.

냉각 채널(187)은 내부에 냉각 유체가 순환하여 보론 합금강 블랭크(110)를 냉각한다. 이러한 냉각 유체는 보론 합금강 블랭크(110)를 냉각시킬 수 있으면 그 종류는 무관하다. 예를 들어, 냉각 유체는 에어 또는 물일 수 있다. The cooling channel 187 circulates cooling fluid therein to cool the boron alloy steel blank 110. Such cooling fluid is irrelevant as long as it can cool the boron alloy steel blank 110. For example, the cooling fluid can be air or water.

제2 금형(180)은 보론 합금강 블랭크(110)를 성형하는 동시에 냉각 채널(187)을 통해 성형 시간 동안 고강도부(113)와 저강도부(115)를 냉각하여 각각 제5 설정 온도와 제6 설정 온도까지 냉각한다. The second mold 180 forms the boron alloy steel blank 110 and simultaneously cools the high-strength portion 113 and the low-strength portion 115 during the molding time through the cooling channel 187 to form the fifth set temperature and the sixth temperature, respectively. Cool down to the set temperature.

여기서, 성형 시간은 보론 합금강 블랭크(110)를 성형하기 위해 설정된 시간을 나타낼 수 있다. 제5 설정 온도는 고강도부(113)의 조직이 풀 오스테나이트에서 마르텐사이트로 상변태되도록 설정된 온도를 나타낼 수 있다. 제6 설정 온도는 저강도부(115)의 오스테나이트 조직이 마르텐사이트 조직으로 변경되기 전인 온도를 나타내며, 저강도부(115)의 조직이 오스테나이트와 페라이트가 공존하도록 설정된 온도를 나타낼 수 있다.Here, the molding time may represent a time set for forming the boron alloy steel blank 110. The fifth set temperature may indicate a temperature at which the tissue of the high strength portion 113 is phase-transformed from full austenite to martensite. The sixth set temperature may indicate a temperature before the austenite structure of the low intensity unit 115 is changed to martensite structure, and the structure of the low intensity unit 115 may indicate a temperature at which austenite and ferrite coexist.

제2 냉각 유닛(190)은 제2 금형(180)의 후방에 구성되어, 보론 합금강 블랭크(110)를 냉각한다. The second cooling unit 190 is configured behind the second mold 180 to cool the boron alloy steel blank 110.

다시 말하면, 제2 냉각 유닛(190)은 제2 금형(180)에서 성형 및 냉각된 보론 합금강 블랭크(110)를 이송 로봇(140)을 통해 공급받는다. 제2 냉각 유닛(190)은 보론 합금강 블랭크(110)를 냉각하기 위해 제2 상측 에어 분사 노즐(193) 및 제2 하측 에어 분사 노즐(195)을 포함한다.In other words, the second cooling unit 190 receives the boron alloy steel blank 110 formed and cooled in the second mold 180 through the transfer robot 140. The second cooling unit 190 includes a second upper air jet nozzle 193 and a second lower air jet nozzle 195 to cool the boron alloy steel blank 110.

제2 상측 에어 분사 노즐(193)은 보론 합금강 블랭크(110)의 상측에 위치하며, 보론 합금강 블랭크(110)의 상면에 냉각 에어를 분사한다. The second upper air injection nozzle 193 is positioned above the boron alloy steel blank 110 and injects cooling air to the upper surface of the boron alloy steel blank 110.

제2 하측 에어 분사 노즐(195)은 보론 합금강 블랭크(110)의 하측에 위치하며, 보론 합금강 블랭크(110)의 하면에 냉각 에어를 분사한다.The second lower air injection nozzle 195 is positioned below the boron alloy steel blank 110 and injects cooling air to the lower surface of the boron alloy steel blank 110.

제2 냉각 유닛(190)은 보론 합금강 블랭크(110)의 고강도부(113) 및 저강도부(115) 중 저강도부(115)에만 제2 상측 에어 분사 노즐(193) 및 제2 하측 에어 분사 노즐(195)을 통해 최종 온도까지 냉각한다. 한편, 보론 합금강 블랭크(110)의 고강도부(113)는 공냉에 의해 최종 온도까지 자연 냉각된다.The second cooling unit 190 sprays the second upper air jet nozzle 193 and the second lower air jet only on the low strength part 115 of the high strength part 113 and the low strength part 115 of the boron alloy steel blank 110. Cool to final temperature through nozzle 195. On the other hand, the high strength portion 113 of the boron alloy steel blank 110 is naturally cooled to the final temperature by air cooling.

이하에서는 도 2 및 도 3을 참조하여 핫 스탬핑 방법을 설명하기로 한다. Hereinafter, a hot stamping method will be described with reference to FIGS. 2 and 3.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 핫 스탬핑 방법을 나타낸 순서도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 핫 스탬핑 방법을 설명하기 위한 온도 변화에 따른 미세조직 모식도를 나타낸 그래프이다.2 is a flowchart showing a hot stamping method according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a graph showing a microstructure according to the temperature change for explaining the hot stamping method according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 가열로(120)는 보론 합금강 블랭크(110)를 가열한다(S210). 다시 말하면, 가열로(120)는 적재된 보론 합금강 블랭크(110)를 이송 로봇(140)으로부터 순차적으로 투입받는다. 가열로(120)는 보론 합금강 블랭크(110)의 페라이트 조직이 풀 오스테나이트 조직으로 상변태되도록 보론 합금강 블랭크(110)를 제1 설정 온도까지 가열한다. 예를 들어, 제1 설정 온도는 900 내지 950 ℃의 범위 내에서 설정될 수 있다.2, the heating furnace 120 heats the boron alloy steel blank 110 (S210). In other words, the heating furnace 120 receives the loaded boron alloy steel blank 110 sequentially from the transfer robot 140. The heating furnace 120 heats the boron alloy steel blank 110 to a first set temperature so that the ferrite structure of the boron alloy steel blank 110 is phase transformed into full austenite structure. For example, the first set temperature may be set within the range of 900 to 950 ° C.

이에 따라, 가열로(120)에서 가열된 보론 합금강 블랭크(110)는 도 3의 도면번호 310번과 같이 페라이트 조직에서 풀 오스테나이트 조직으로 상변태될 수 있다.Accordingly, the boron alloy steel blank 110 heated in the furnace 120 may be phase-transformed from the ferrite structure to the full austenite structure as shown by reference numeral 310 of FIG. 3.

제1 금형(150)은 보론 합금강 블랭크(110)를 일정 형상으로 1차로 성형한다(S220).The first mold 150 primarily forms the boron alloy steel blank 110 in a predetermined shape (S220).

구체적으로, 컨베이어(130)는 가열로(120)에 의해 가열된 보론 합금강 블랭크(110)를 제1 금형(150)으로 안내하고, 이송 로봇(140)은 컨베이어(130)에 의해 이동한 보론 합금강 블랭크(110)를 제1 금형(150)으로 투입시킨다. 이러한, 보론 합금강 블랭크(110)는 가열로(120)에서 제1 금형(150)으로 이송하는 과정에서 공냉에 의해 준비 온도까지 자연적으로 냉각될 수 있다. 예를 들어, 준비 온도는 800 내지 850 ℃의 범위 중 하나의 온도일 수 있다.Specifically, the conveyor 130 guides the boron alloy steel blank 110 heated by the heating furnace 120 to the first mold 150, and the transfer robot 140 moves by the conveyor 130. The blank 110 is introduced into the first mold 150. The boron alloy steel blank 110 may be naturally cooled to a preparation temperature by air cooling in the process of transferring the heating furnace 120 to the first mold 150. For example, the preparation temperature can be a temperature in one of the ranges from 800 to 850 ° C.

이때, 자연 냉각된 보론 합금강 블랭크(110)는 도 3의 도면번호 320번과 같이 풀 오스테나이트 조직으로 이루어질 수 있다.At this time, the naturally cooled boron alloy steel blank 110 may be made of a full austenite structure as shown in 320 in FIG.

제1 금형(150)은 제1 상형(153) 및 제1 하형(155) 사이로 보론 합금강 블랭크(110)를 공급받는다. 제1 금형(150)은 제1 성형 시간 동안 제1 상형(153)의 상형 성형면 및 제1 하형(155)의 하형 성형면을 통해 일정 형상으로 보론 합금강 블랭크(110)를 성형한다. 여기서, 제1 성형 시간은 제1 금형(150)을 통해 보론 합금강 블랭크(110)를 성형하기 위해 설정된 시간으로, 미리 설정될 수 있다. 예를 들어, 제1 성형 시간은 3초 ~ 6초의 범위 내에서 설정될 수 있다. The first mold 150 receives the boron alloy steel blank 110 between the first upper mold 153 and the first lower mold 155. The first mold 150 molds the boron alloy steel blank 110 in a predetermined shape through the upper mold surface of the first upper mold 153 and the lower mold surface of the first lower mold 155 during the first molding time. Here, the first molding time is a time set for molding the boron alloy steel blank 110 through the first mold 150, and may be set in advance. For example, the first molding time may be set within the range of 3 seconds to 6 seconds.

이때, 제1 금형(150)에 의해 성형된 보론 합금강 블랭크(110)는 별도의 냉각 장치를 통해 냉각되지 않고, 제1 성형 시간 동안에 제2 설정 온도로 자연적으로 냉각될 수 있다. 예를 들어, 제2 설정 온도는 650 내지 700 ℃의 범위 내에서 설정될 수 있다. 보론 합금강 블랭크(110)는 도 3의 도면번호 330번과 같이 풀 오스테나이트 조직으로 이루어질 수 있다.In this case, the boron alloy steel blank 110 formed by the first mold 150 may be naturally cooled to the second set temperature during the first molding time without being cooled through a separate cooling device. For example, the second set temperature may be set within the range of 650 to 700 ° C. The boron alloy steel blank 110 may be formed of a full austenite structure as shown by reference numeral 330 of FIG. 3.

제1 냉각 유닛(170)은 보론 합금강 블랭크(110)를 예비 냉각시킨다(S230). 다시 말하면, 제1 냉각 유닛(170)은 제1 금형(150)에서 제2 금형(180)으로 보론 합금강 블랭크(110)를 이송하는 과정에서 보론 합금강 블랭크(110)의 고강도부(113)를 제1 상측 에어 분사 노즐(173) 및 제1 하측 에어 분사 노즐(175)에서 분사하는 냉각 에어를 통해 제3 설정 온도까지 급속 냉각한다. 예를 들어, 제3 설정 온도는 450 내지 550 ℃의 범위 내에서 설정될 수 있다. The first cooling unit 170 pre-cools the boron alloy steel blank 110 (S230). In other words, the first cooling unit 170 removes the high-strength portion 113 of the boron alloy steel blank 110 while transferring the boron alloy steel blank 110 from the first mold 150 to the second mold 180. 1 It cools rapidly to a 3rd set temperature via cooling air sprayed from the upper air jet nozzle 173 and the 1st lower air jet nozzle 175. For example, the third set temperature may be set within the range of 450 to 550 ° C.

이때, 제1 냉각 유닛(170)에 의해 냉각된 고강도부(113)는 도 3의 도면번호 340번과 같이 풀 오스테나이트 조직으로 이루어질 수 있다.At this time, the high strength portion 113 cooled by the first cooling unit 170 may be made of a full austenite structure as shown by reference numeral 340 of FIG.

그리고 보론 합금강 블랭크(110)의 저강도부(115)는 공냉에 의해 제4 설정 온도까지 자연적으로 냉각된다. 이때, 보론 합금강 블랭크(110)의 저강도부(115)는 도 3의 도면번호 350과 같이 풀 오스테나이트 조직에서 일부의 오스테나이트 조직이 연성의 페라이트 조직으로 변태되어, 오스테나이트 조직에 페라이트 조직이 일부 공존하는 상태이다.The low-strength portion 115 of the boron alloy steel blank 110 is naturally cooled to the fourth set temperature by air cooling. At this time, the low-strength portion 115 of the boron alloy steel blank 110, as shown in the reference numeral 350 of FIG. 3, a part of the austenite structure in the full austenite structure is transformed into a soft ferrite structure, the ferrite structure in the austenite structure Some coexist.

제2 금형(180)은 보론 합금강 블랭크(110)를 제품 형상으로 2차 성형하는 동시에 냉각한다(S240). The second mold 180 secondaryly cools the boron alloy steel blank 110 to a product shape at the same time (S240).

다시 말하면, 제2 금형(180)은 이송 로봇(140)으로부터 제1 냉각 유닛(170)에 의해 냉각된 보론 합금강 블랭크(110)를 투입받는다. 제2 금형(180)은 투입된 보론 합금강 블랭크(110)를 제2 상형(183) 및 제2 하형(185)의 합형에 의해 성형, 트림 및 피어싱 중 적어도 하나의 작업을 수행한다. In other words, the second mold 180 receives the boron alloy steel blank 110 cooled by the first cooling unit 170 from the transfer robot 140. The second mold 180 performs at least one of molding, trimming, and piercing of the injected boron alloy steel blank 110 by the combination of the second upper mold 183 and the second lower mold 185.

이후, 제2 금형(180) 내에 설치된 냉각 채널(187)은 제2 성형 시간 동안 보론 합금강 블랭크(110)의 고강도부(113)를 제5 설정 온도까지 방열 냉각하고, 저강도부(115)를 제6 설정 온도까지 방열 냉각한다. 여기서, 제2 성형 시간은 제2 금형(180)을 통해 보론 합금강 블랭크(110)를 성형하는 시간을 나타내며, 미리 설정될 수 있다. 예를 들어, 제2 성형 시간은 3초 ~ 6초의 범위 내에서 설정될 수 있다. 제5 설정 온도는 200 내지 300 ℃의 범위 내에서 설정될 수 있고, 제6 설정 온도는 450 내지 550 ℃의 범위 내에서 설정될 수 있다.Thereafter, the cooling channel 187 installed in the second mold 180 heat-cools the high-strength portion 113 of the boron alloy steel blank 110 to a fifth set temperature for the second molding time, and cools the low-strength portion 115. It heat-cools to 6th set temperature. Here, the second molding time represents a time for molding the boron alloy steel blank 110 through the second mold 180, and may be preset. For example, the second molding time may be set within the range of 3 seconds to 6 seconds. The fifth set temperature may be set within a range of 200 to 300 ° C., and the sixth set temperature may be set within a range of 450 to 550 ° C.

이에 따라, 보론 합금강 블랭크(110)의 고강도부(113)는 도 3의 도면번호 360번과 같이 풀 오스테나이트 조직에서 마르텐사이트 조직으로 상변태될 수 있다. 보론 합금강 블랭크(110)의 저강도부(115)는 도 3의 도면번호 370번과 같이 오스테나이트 조직과 페라이트 조직이 공존한다.Accordingly, the high strength portion 113 of the boron alloy steel blank 110 may be phase-transformed from full austenite tissue to martensite tissue as shown by reference numeral 360 of FIG. 3. In the low-strength portion 115 of the boron alloy steel blank 110, the austenitic structure and the ferrite structure coexist as shown by reference numeral 370 of FIG.

제2 냉각 유닛(190)은 보론 합금강 블랭크(110)를 냉각하여 성형품을 제작한다(S250). 다시 말하면, 제2 냉각 유닛(190)은 이송 로봇(140)을 통해 성형된 보론 합금강 블랭크(110)를 공급받는다. 보론 합금강 블랭크(110)의 고강도부(113)는 냉각 시간 동안 공냉에 의해 최종 온도까지 자연적으로 냉각된다. 제2 냉각 유닛(190)의 제2 상측 에어 분사 노즐(193) 및 제2 하측 에어 분사 노즐(195)은 보론 합금강 블랭크(110)의 저강도부(115)를 냉각 시간 동안 최종 온도까지 급속 냉각한다. 여기서, 냉각 시간은 보론 합금강 블랭크(110)를 냉각시키기 위해 설정된 시간으로, 미리 설정될 수 있다. 예를 들어, 냉각 시간은 3초 내지 9초의 범위 내에서 설정될 수 있다. 최종 온도는 성형품을 취출하기 위해 설정된 온도로, 예를 들어 20 내지 170 ℃의 범위 내에서 설정될 수 있다.The second cooling unit 190 cools the boron alloy steel blank 110 to produce a molded article (S250). In other words, the second cooling unit 190 is supplied with the boron alloy steel blank 110 formed through the transfer robot 140. The high strength portion 113 of the boron alloy steel blank 110 is naturally cooled to the final temperature by air cooling during the cooling time. The second upper air jet nozzle 193 and the second lower air jet nozzle 195 of the second cooling unit 190 rapidly cool the low intensity part 115 of the boron alloy steel blank 110 to a final temperature for a cooling time. do. Here, the cooling time is a time set for cooling the boron alloy steel blank 110, it may be set in advance. For example, the cooling time can be set within the range of 3 seconds to 9 seconds. The final temperature may be set at a temperature set for taking out the molded article, for example, in the range of 20 to 170 ° C.

이때, 보론 합금강 블랭크(110)의 저강도부(115)는 도 3의 도면번호 380번과 같이 오스테나이트 조직에서 마르텐사이트 조직으로 상변태되어, 마르텐사이트 조직과 페라이트 조직이 공존하는 상태이다.At this time, the low-strength portion 115 of the boron alloy steel blank 110 is a phase transformation from the austenite structure to the martensite structure, as shown by reference numeral 380 of FIG. 3, the martensite structure and the ferrite structure coexist.

이에 따라, 최종적으로 취출되는 성형품은 고강도부(113)와 저강도부(115)의 온도가 동일해지며, 서로 다른 인장강도를 가질 수 있다. Accordingly, the molded article finally taken out is the temperature of the high strength portion 113 and the low strength portion 115 is the same, it may have a different tensile strength.

한편, 여기서는 제1 금형(150) 및 제2 금형(180)을 통해 2차 성형하는 것을 예를 들어 설명하였지만, 보론 합금강 블랭크(110)를 성형품으로 성형할 수 있으며 성형 횟수는 한정되는 것이 아니다. On the other hand, the second molding through the first mold 150 and the second mold 180 has been described as an example, but the boron alloy steel blank 110 can be molded into a molded article and the number of moldings is not limited.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art to which the present invention pertains without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the claims below It will be appreciated that modifications and variations can be made.

100: 핫 스탬핑 장치
110: 보론 합금강 블랭크
113: 고강도부
115: 저강도부
130: 컨베이어
140: 이송 로봇
150: 제1 금형
170: 제1 냉각 유닛
180: 제2 금형
190: 제2 냉각 유닛
200: 성형품100: hot stamping device
110: boron alloy steel blank
113: high strength part
115: low intensity part
130: conveyor
140: transfer robot
150: first mold
170: first cooling unit
180: second mold
190: second cooling unit
200: molded article

Claims (16)

가열로 내에서, 보론 합금강 블랭크의 조직이 페라이트에서 풀 오스테나이트 으로 상변태되는 온도인 제1 설정 온도까지 보론 합금강 블랭크를 가열하는 가열 단계;
상기 가열로에 의해 가열된 보론 합금강 블랭크를 제1 금형으로 이송하여 제1 금형 내에서 풀 오스테나이트 조직을 유지하는 온도인 제2 설정 온도 이하로 냉각되기 전에 일정 형상으로 성형하는 1차 성형 단계;
상기 제1 금형에 의해 성형된 보론 합금강 블랭크 중 고강도부를 제1 냉각 유닛에 의해 제3 설정 온도까지 급속 냉각하고, 저강도부를 공냉에 의해 제4 설정 온도까지 자연 냉각하는 예비 냉각 단계;
상기 보론 합금강 블랭크를 제2 금형에 의해 제품 형상으로 성형하는 동시에 상기 제2 금형 내부의 냉각 채널에 의해 성형 시간 동안 고강도부와 저강도부를 냉각하여 각각 제5 설정 온도와 제6 설정 온도까지 냉각하는 2차 성형 단계; 및
상기 고강도부를 공냉에 의해 최종 온도까지 자연 냉각하고, 저강도부를 제2 냉각 유닛에 의해 최종 온도까지 급속 냉각하여 성형품을 제작하는 최종 냉각 단계;
를 포함하는 핫 스탬핑 방법.In a heating furnace, a heating step of heating the boron alloy steel blank to a first set temperature at which the structure of the boron alloy steel blank is phase transformed from ferrite to full austenite;
A primary molding step of transferring the boron alloy steel blank heated by the heating furnace to a first mold and molding the boron alloy steel blank into a predetermined shape before cooling to below a second set temperature which is a temperature for maintaining a full austenite structure in the first mold;
A preliminary cooling step of rapidly cooling the high-strength portion of the boron alloy steel blank formed by the first mold to the third set temperature by the first cooling unit, and naturally cooling the low strength portion to the fourth set temperature by air cooling;
The boron alloy steel blank is molded into a product shape by a second mold, and the high strength portion and the low strength portion are cooled by a cooling channel inside the second mold during the molding time to cool down to a fifth set temperature and a sixth set temperature, respectively. Secondary forming step; And
A final cooling step of naturally cooling the high-strength portion to the final temperature by air cooling and rapidly cooling the low-strength portion to the final temperature by a second cooling unit to produce a molded article;
Hot stamping method comprising a. 제1항에 있어서,
상기 예비 냉각 단계는
상기 보론 합금강 블랭크의 저강도부를 풀 오스테나이트 조직에서 오스테나이트 조직에 페라이트 조직이 일부 공존하도록 제4 설정 온도까지 자연 냉각하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 핫 스탬핑 방법.The method of claim 1,
The preliminary cooling step
And naturally cooling the low-strength portion of the boron alloy steel blank to a fourth set temperature such that the ferrite structure coexists partially in the austenite structure in the full austenite structure. 제2항에 있어서,
상기 2차 성형 단계는
상기 제2 금형 내에 설치된 냉각 채널을 통해 풀 오스테나이트 조직에서 마르텐사이트 조직으로 상변태되도록 상기 보론 합금강 블랭크의 고강도부를 제5 설정 온도까지 냉각하고, 오스테나이트 조직과 페라이트 조직이 공존하도록 저강도부를 제6 설정 온도까지 냉각하는 단계인 것을 특징으로 하는 핫 스탬핑 방법. The method of claim 2,
The secondary molding step
Cooling the high-strength portion of the boron alloy steel blank to the fifth set temperature to phase-transform the full austenitic structure to martensite structure through the cooling channel installed in the second mold, and the low-strength portion 6 to coexist with the austenitic structure and the ferrite structure. Hot stamping method characterized in that the step of cooling to a set temperature. 제1항에 있어서,
상기 2차 성형 단계는
상기 보론 합금강 블랭크를 상기 제2 금형의 상형 및 하형에 의해 제품 형상으로 성형, 트림 및 피어싱 중, 적어도 하나의 작업을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 핫 스탬핑 방법. The method of claim 1,
The secondary molding step
And performing at least one operation of forming, trimming and piercing the boron alloy steel blank into a product shape by the upper and lower molds of the second mold. 제3항에 있어서,
상기 최종 냉각 단계는
상기 보론 합금강 블랭크의 저강도부를 제2 냉각 유닛에 의해 오스테나이트 조직에서 마르텐사이트 조직으로 상변태시켜 마르텐사이트 조직과 페라이트 조직이 공존하도록 최종 온도까지 냉각하여 성형품을 제작하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 핫 스탬핑 방법. The method of claim 3,
The final cooling step
And a low-strength portion of the boron alloy steel blank is phase-transformed from the austenite structure to the martensite structure by the second cooling unit, thereby cooling to a final temperature such that the martensite structure and the ferrite structure coexist to produce a molded article. Hot stamping method. 제1항에 있어서,
상기 제1 설정 온도는 900 내지 950 ℃의 범위 내에서 설정되는 것을 특징으로 하는 핫 스탬핑 방법.The method of claim 1,
The first set temperature is hot stamping method, characterized in that set in the range of 900 to 950 ℃. 제1항에 있어서,
상기 제2 설정 온도는 650 내지 700 ℃의 범위 내에서 설정되는 것을 특징으로 하는 핫 스탬핑 방법.The method of claim 1,
The second set temperature is hot stamping method, characterized in that set in the range of 650 to 700 ℃. 제1항에 있어서,
상기 제3 설정 온도는 450 내지 550 ℃의 범위 내에서 설정되는 것을 특징으로 하는 핫 스탬핑 방법.The method of claim 1,
The third set temperature is hot stamping method, characterized in that set in the range of 450 to 550 ℃. 제1항에 있어서,
상기 제4 설정 온도는 570 내지 630 ℃의 범위 내에서 설정되는 것을 특징으로 하는 핫 스탬핑 방법.The method of claim 1,
The fourth set temperature is hot stamping method, characterized in that set in the range of 570 to 630 ℃. 제1항에 있어서,
상기 제5 설정 온도는 200 내지 300 ℃의 범위 내에서 설정되는 것을 특징으로 하는 핫 스탬핑 방법.The method of claim 1,
The fifth set temperature is hot stamping method, characterized in that set in the range of 200 to 300 ℃. 제1항에 있어서,
상기 제6 설정 온도는 450 내지 550 ℃의 범위 내에서 설정되는 것을 특징으로 하는 핫 스탬핑 방법.The method of claim 1,
The sixth set temperature is hot stamping method, characterized in that set in the range of 450 to 550 ℃. 제1항에 있어서,
상기 최종 온도는 20 내지 170 ℃의 범위 내에서 설정되는 것을 특징으로 하는 핫 스탬핑 방법.The method of claim 1,
The final temperature is hot stamping method, characterized in that set in the range of 20 to 170 ℃. 가열로 내에서, 보론 합금강 블랭크의 조직이 페라이트에서 풀 오스테나이트 으로 상변태되는 온도인 제1 설정 온도까지 보론 합금강 블랭크를 가열하는 단계;
상기 가열로에 의해 가열된 보론 합금강 블랭크를 제1 설정 온도에서 공냉에 의해 준비 온도로 자연 냉각되어 제 1금형으로 이송하는 단계;
상기 제1 금형 내에서 풀 오스테나이트 조직을 유지하는 온도인 제2 설정 온도 이하로 냉각되기 전에 일정 형상으로 성형하는 단계;
상기 제1 금형에 의해 성형된 보론 합금강 블랭크 중 고강도부를 제1 냉각 유닛에 의해 제3 설정 온도까지 급속 냉각하고, 저강도부를 공냉에 의해 제4 설정 온도까지 자연 냉각하는 단계;
상기 보론 합금강 블랭크를 제2 금형에 의해 제품 형상으로 성형하는 동시에 상기 제2 금형 내부의 냉각 채널에 의해 성형 시간 동안 고강도부와 저강도부를 냉각하여 각각 제5 설정 온도와 제6 설정 온도까지 냉각하는 단계; 및
상기 고강도부를 공냉에 의해 최종 온도까지 자연 냉각하고, 저강도부를 제2 냉각 유닛에 의해 최종 온도까지 급속 냉각하여 성형품을 제작하는 단계;
를 포함하는 핫 스탬핑 방법.In the furnace, heating the boron alloy steel blank to a first set temperature at which the structure of the boron alloy steel blank is phase transformed from ferrite to full austenite;
Naturally cooling the boron alloy steel blank heated by the heating furnace to a preparation temperature by air cooling at a first set temperature and transferring the boron alloy steel blank to a first mold;
Molding to a predetermined shape before cooling to below a second set temperature which is a temperature for maintaining a full austenite structure in the first mold;
Rapidly cooling the high strength portion of the boron alloy steel blank formed by the first mold to a third set temperature by a first cooling unit, and naturally cooling the low strength portion to a fourth set temperature by air cooling;
The boron alloy steel blank is molded into a product shape by a second mold, and the high strength portion and the low strength portion are cooled by a cooling channel inside the second mold during the molding time to cool down to a fifth set temperature and a sixth set temperature, respectively. step; And
Naturally cooling the high-strength portion to the final temperature by air cooling, and rapidly cooling the low-strength portion to the final temperature by a second cooling unit to produce a molded article;
Hot stamping method comprising a. 제13항에 있어서,
상기 준비 온도는 800 내지 850 ℃의 범위 중 하나의 온도인 것을 특징으로 하는 핫 스탬핑 방법.The method of claim 13,
The preparation temperature is hot stamping method, characterized in that the temperature in one of the range of 800 to 850 ℃. 제13항에 있어서,
상기 제4 설정 온도는 상기 보론 합금강 블랭크의 저강도부를 풀 오스테나이트 조직에서 오스테나이트 조직에 페라이트 조직이 일부 공존하도록 설정된 온도이며, 상기 제6 설정 온도는 상기 보론 합금강 블랭크의 오스테나이트 조직과 페라이트 조직이 공존하도록 설정된 온도인 것을 특징으로 하는 핫 스탬핑 방법.The method of claim 13,
The fourth set temperature is a temperature at which a part of the low-strength portion of the boron alloy steel blank is partially coexisted in the austenite structure in the austenite structure, and the sixth set temperature is the austenite structure and the ferrite structure of the boron alloy steel blank. Hot stamping method, characterized in that the temperature set to coexist. 제13항에 있어서,
상기 제1 설정 온도는 900 내지 950 ℃의 범위 내에서 설정되고, 상기 제2 설정 온도는 650 내지 700 ℃의 범위 내에서 설정되며, 상기 제3 설정 온도는 450 내지 550 ℃의 범위 내에서 설정되고, 상기 제4 설정 온도는 570 내지 630 ℃의 범위 내에서 설정되며, 상기 제5 설정 온도는 200 내지 300 ℃의 범위 내에서 설정되고, 상기 제6 설정 온도는 450 내지 550 ℃의 범위 내에서 설정되며, 상기 최종 온도는 20 내지 170 ℃의 범위 내에서 설정되는 것을 특징으로 하는 핫 스탬핑 방법

The method of claim 13,
The first set temperature is set within a range of 900 to 950 ° C., the second set temperature is set within a range of 650 to 700 ° C., and the third set temperature is set within a range of 450 to 550 ° C. The fourth set temperature is set within a range of 570 to 630 ° C., the fifth set temperature is set within a range of 200 to 300 ° C., and the sixth set temperature is set within a range of 450 to 550 ° C. The final temperature is hot stamping method, characterized in that set in the range of 20 to 170 ℃

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