KR102155045B1 - 금속 판재의 열처리 장치 및 열처리 방법 - Google Patents

금속 판재의 열처리 장치 및 열처리 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 금속 판재의 가열과 냉각을 하나의 열처리 장치에서 실시할 수 있는 금속 판재의 열처리 장치 및 열처리 방법에 관한 것으로서, 금속 판재를 열처리할 수 있도록, 가열된 상기 금속 판재의 제 1 면과 접촉하여 상기 금속 판재를 냉각시키는 하금형과, 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 상금형과, 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 히터를 포함할 수 있다.

Description

금속 판재의 열처리 장치 및 열처리 방법{Heat treatment apparatus for metal plate and heat treatment methods using the same}
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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 2 높이 만큼 하강시키고 상기 상금형을 상기 제 1 높이 만큼 하강시킬 수 있다.
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.
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.
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.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 여러 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 금속 판재의 열처리 장치(200)를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
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.
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.
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.
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.
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.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 금속 판재의 열처리 방법을 나타내는 순서도이다.
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.
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 2 높이(H2) 만큼 하강시키고 상금형(20)을 제 1 높이(H1) 만큼 하강시킬 수 있다.
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.
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.
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.
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.
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 장치

Claims (12)

  1. 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, 상기 금속 판재를 상기 하금형과 상기 상금형 사이에서 지지하는 지지 실린더;
    상기 상금형과 상기 금속 판재 사이에 슬라이딩 진입할 수 있도록 설치되어, 상기 금속 판재를 가열하는 이동식 히터; 및
    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 포함하는, 금속 판재의 열처리 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    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.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 이동식 히터는,
    상기 금속 판재를 비접촉식으로 가열할 수 있도록, 적외선 가열(NIR 가열)을 이용하는 광 가열체인, 금속 판재의 열처리 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    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.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 상금형 및 상기 지지 실린더의 승하강 구동 및 상기 이동식 히터의 슬라이딩 구동을 제어하는 제어부;
    를 더 포함하는, 금속 판재의 열처리 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    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.
  8. 제 1 항에 있어서,
    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.
  9. 제 1 항, 제 3 항, 제 4 항, 제 5 항, 제 6 항, 제 7 항 및 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 금속 판재의 열처리 장치를 이용한 금속 판재의 열처리 방법으로서,
    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.
  10. 제 9 항에 있어서,
    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.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 금속 판재 냉각 단계에서,
    상기 금속 판재가 상기 하금형 및 상기 상금형과 접촉될 수 있도록, 상기 지지 실린더를 상기 제 2 높이 만큼 하강시키고 상기 상금형을 상기 제 1 높이 만큼 하강시키는, 금속 판재의 열처리 방법.
  12. 제 9 항에 있어서,
    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.
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