KR20130041485A

KR20130041485A - Partial heating device and hot stamping method using the same

Info

Publication number: KR20130041485A
Application number: KR1020110105752A
Authority: KR
Inventors: 김도형; 이영수; 이보룡; 김영진; 문만빈
Original assignee: 현대하이스코 주식회사
Priority date: 2011-10-17
Filing date: 2011-10-17
Publication date: 2013-04-25
Also published as: KR101326411B1

Abstract

PURPOSE: A partial heating device and a hot stamping method using the same are provided to produce a product with partial hybrid strength through a blank with a single material by hot-stamping through a partial heating device. CONSTITUTION: A partial heating device(100) comprises a transfer table(120), an induction heating part(140), and a cooling control part(160). The transfer table transfers a blank. The induction heating part inductively heats the blank which is formed to cover one side of the transfer table and for being transferred. The cooling control part applies cold wind for cooling the blank which is formed to cover the other side of the transfer table for being transferred. The cooling control part comprises a heat exchange pipe and a ventilation fan. The ventilation fan compressively transfers the cold wind which exchanges heat with a heat exchange pipe to the surface of the blank.

Description

국부가열 장치 및 이를 이용한 핫스탬핑 성형 방법{PARTIAL HEATING DEVICE AND HOT STAMPING METHOD USING THE SAME}Local heating apparatus and hot stamping molding method using the same {PARTIAL HEATING DEVICE AND HOT STAMPING METHOD USING THE SAME}

본 발명은 가열된 블랭크 소재를 프레스 금형을 이용하여 성형함과 동시에 냉각하여 고강도의 부품을 제조하는 핫스탬핑 성형 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 블랭크 소재를 국부적으로 가열한 후 성형함으로써 국부적으로 이종 강도를 부품을 제조할 수 있도록 한 핫스탬핑 성형 방법 및 이를 위한 국부가열 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a hot stamping molding method for forming a high-strength part by simultaneously forming a heated blank material by using a press mold and cooling it, and more particularly, by locally heating and then molding a blank material locally. The present invention relates to a hot stamping molding method and a localized heating apparatus therefor, which allow the strength to be manufactured.

차량에는 다양한 강도를 갖는 부품들이 사용된다. 예를 들어 차량 충돌 또는 전복시 에너지를 흡수해야 하는 부분들은 비교적 약한 강도가 요구되며, 탑승자의 생존공간 확보를 위해 형상유지가 필요한 부분은 강한 강도가 요구된다.Vehicles with various strengths are used. For example, parts that need to absorb energy during a vehicle crash or rollover require relatively weak strength, and parts that need to maintain shape to secure a passenger's survival space need strong strength.

충돌시 에너지를 흡수해야 하는 부분이 강도가 지나치게 높으면 충격에너지를 적절하게 흡수하지 못하고 다른 부분으로 그대로 전달하게 되어, 오히려 탑승객과 차량의 다른 부품들에 과도한 충격을 전달하는 문제점을 가져오기 때문이다.If the part that needs to absorb energy at the time of collision is too high, the impact energy is not properly absorbed and transferred to another part as it is, rather it causes a problem of transmitting excessive shock to the passengers and other parts of the vehicle.

차량은 지속적으로 경량화와 원가절감이 요구 되고 있으며, 이에 따라 하나의 부품이 부분적으로 서로 다른 이종강도를 갖는 것이 필요하게 되었다.Vehicles are constantly required to be lighter in weight and lower in cost, and accordingly, it is necessary for one part to have different heterogeneous strengths.

부품의 일부 구간은 탑승자 보호를 위해 고강도가 요구되지만, 일부 구간은 충격 에너지 흡수를 위해 상대적으로 낮은 강도가 요구되는 것이다.
Some sections of the component require high strength to protect occupants, while others require relatively low strength to absorb impact energy.

이러한 부품에는 대표적으로 승용차의 B 필러를 예로 들 수 있다.Such parts are typically the B-pillar of a passenger car.

도 1은 자동차의 차체 구조와 B 필러 부분을 확대해서 나타낸 사시도이다.1 is an enlarged perspective view of a vehicle body structure and a B pillar portion of an automobile.

차량의 B 필러(1)는 승용차량의 프런트 도어(front door)와 리어 도어(rear door) 사이에서 차체의 바닥면과 루프(roof)를 연결하는 부분을 말한다.The B-pillar 1 of the vehicle refers to a portion connecting the floor of the vehicle body and the roof between the front door and the rear door of the passenger vehicle.

B 필러(1)는 하부(1b)는 상대적으로 낮은 인장강도가 요구되고, 상부(1a)는 높은 인장강도가 요구된다. 강도의 차이가 필요한 이유는 차량 충돌시 고강도로 형상이 유지되어야 하는 부분(전복시 루프를 지탱해야 하는 상부)과 찌그러지면서 충격을 흡수해야 하는 부분(타 차량과 측면 충돌 가능성이 높이 하부)이 동시에 필요하기 때문이다.The B pillar 1 requires a relatively low tensile strength of the lower portion 1b and a high tensile strength of the upper portion 1a. The reason for the difference in strength is that the portion where the shape should be maintained at the time of collision (the upper portion which should support the loop during the rollover) and the portion where the shock should be absorbed while collapsing Because it is necessary.

탑승객의 부상을 방지할 수 있는 안정된 공간을 확보하기 위하여 B 필러(1)의 상부(1a)는 형상이 유지되어야 하므로 고강도가 요구된다. B 필러(1)의 상부(1a) 강도가 확보되지 않으면 차량 전복될 경우 루프가 내려 앉아 탑승객의 안전에 큰 위협이 된다. 그러나 B 필러(1)의 하부(1b)는 변형이 되면서 충격에너지를 흡수해야 하므로 상대적으로 낮은 강도가 요구된다. B 필러(1)의 하부(1b)도 고강도를 가지게 되면 측면 충돌시 충돌에너지의 흡수가 이루어지지 않아 다른 구조재에 충격이 전달되기 때문이다.In order to secure a stable space that can prevent the injury of the passengers, the upper portion (1a) of the B-pillar (1) is required to maintain the shape, high strength is required. If the strength of the upper portion 1a of the B-pillar 1 is not secured, when the vehicle is overturned, the roof falls and poses a great threat to the safety of the passengers. However, since the lower portion 1b of the B-pillar 1 must be deformed and absorb impact energy, relatively low strength is required. If the lower portion 1b of the B-pillar 1 also has a high strength, the impact energy is transmitted to other structural members because the collision energy is not absorbed during side impact.

구체적인 요구 강도는 차량의 종류나 형태에 따라 다르겠지만, B 필러(1)의 상부(1a)의 경우 약 1500MPa의 인장강도가 요구되는 반면에, B 필러(1)의 하부(1b)의 경우에는 약 600MPa의 인장강도가 요구된다.The specific required strength will vary depending on the type or shape of the vehicle, but in the case of the upper portion 1a of the B pillar 1, a tensile strength of about 1500 MPa is required, whereas in the case of the lower portion 1b of the B pillar 1 A tensile strength of about 600 MPa is required.

종래에는 저강도의 소재로 부품을 형성한후, 고강도가 요구되는 부분에 별도의 보강재를 부착하는 방식을 사용하기도 하였으나, 하나의 부품이 구간적으로 다른 강도가 요구되는 경우 상부는 경화능이 높은 소재를 사용하고, 하부는 강도가 낮고 경화능이 낮은 소재를 사용하여 두 소재를 레이저로 용접하여 블랭크를 만들고 핫스탬핑 공정을 거쳐 최종 제품을 제작하고 있었다.Conventionally, after forming a part from a material of low strength, a method of attaching a separate reinforcement to a part requiring high strength is used. However, when one part is required to have different strength in a section, the upper part has a high hardenability. The lower part was made of low strength and low hardenability material, and the two materials were laser welded to make a blank and subjected to a hot stamping process to manufacture the final product.

그런데, 이렇게 이종의 소재를 용접하여 사용하는 것은 용접공정 추가에 의한 제조비용 상승이 불가피하며, 특히 핫스탬핑 후 용접부에서 강도가 저하되거나 터짐이 발생하는 등의 심각한 문제발생 우려가 잔존하게 된다. However, the welding of heterogeneous materials may inevitably increase the manufacturing cost due to the addition of a welding process. In particular, there is a concern that serious problems such as a decrease in strength or a burst occur in the weld after hot stamping remain.

이러한 문제점을 해소하기 위하여, 본 발명은 단일한 소재를 사용하여 구간 별로 다른 강도를 갖는 차량용 B 필러 부품을 제조할 수 있는 제조방법을 제공하기 위한 것이다.
In order to solve this problem, the present invention is to provide a manufacturing method capable of manufacturing a vehicle B-pillar parts having different strength for each section using a single material.

본 발명의 목적은 경화능을 가지는 블랭크 소재를 국부적으로 가열한 후 열간 성형하고 열처리함으로써 국부적으로 이종 강도를 가지는 제품을 제조할 수 있는 핫스탬핑 성형 방법을 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a hot stamping molding method capable of producing a product having locally dissimilar strength by locally heating a blank material having hardenability, followed by hot forming and heat treatment.

본 발명의 다른 목적은 신속하게 블랭크 소재를 국부적으로 가열할 수 있는 국부가열장치를 제공함에 잇다.
Another object of the present invention is to provide a local heating apparatus capable of rapidly heating a blank material locally.

본 발명은, 블랭크를 이송시키는 이송테이블; 상기 이송테이블의 일측을 감싸도록 형성되어 이송되는 블랭크를 유도가열는 유도가열히터부; 및 상기 이송테이블의 타측을 감싸도록 형성되어 이송되는 블랭크에 냉풍을 가해 냉각하는 냉각조절부;를 포함하는 국부가열장치를 제공한다.The present invention, the transfer table for transferring the blank; An induction heating heater unit configured to induce heating of a blank that is formed to surround one side of the transfer table; It provides a local heating device comprising a; and a cooling control unit for cooling by applying cold air to the blank is formed to surround the other side of the transfer table conveyed.

상기 냉각조절부는 냉각수를 공급받는 열교환파이프와, 상기 열교환파이프와 열교환한 냉풍을 블랭크 표면으로 압송하는 송풍팬을 포함한다.The cooling control unit includes a heat exchange pipe for receiving cooling water and a blowing fan for feeding cold air heat exchanged with the heat exchange pipe to the blank surface.

상기 송풍팬은 냉풍을 블랭크 이송방향과 나란한 방향으로 압송하거나, 냉풍을 상기 유도가열히터부에서 멀어지는 방향으로 압송하는 것이 바람직하다.The blowing fan is preferably for feeding the cold air in a direction parallel to the blank conveying direction, or the cold air in a direction away from the induction heating heater.

이 때, 상기 냉각조절부에서 공급되는 냉풍이 상기 유도가열히터부로 유입되는 것을 차단하는 격벽을 더 포함할 수 있다.In this case, the cooling air supplied from the cooling control unit may further include a barrier to block the inflow to the induction heating heater.

한편, 상기 이송테이블은 유도가열되지 않는 비도전성 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.
On the other hand, the transfer table is preferably made of a non-conductive material that is not induction heating.

그리고, 본 발명은 경화능을 갖는 블랭크를 마련하는 블랭크 마련 단계; 상기 블랭크를 국부적으로 유도가열함과 동시에 국부적으로 냉풍으로 냉각하여 하나의 블랭크에 AC3 온도 이상의 경화영역과 AC3 온도 미만의 비경화영역이 공존하도록 하는 국부 가열 단계; 및 상기 국부 가열된 블랭크를 프레스 성형하고 급속냉각하여 상기 경화영역에 마르텐사이트 조직을 형성시키는 성형 및 열처리 단계;를 포함하는 핫스탬핑 성형방법을 제공한다. And, the present invention provides a blank providing step of providing a blank having a hardenability; A local heating step of locally induction heating of the blank and cooling locally with cold air so that a hardened region of more than AC3 temperature and a non-cured region of less than AC3 temperature coexist in one blank; And forming and heat-treating the locally heated blanks by press molding and rapidly cooling to form martensite structures in the hardened region.

상기 국부 가열 단계에서, 상기 비경화영역은 상온이상 마르텐사이트 변태 시작 온도 -100℃ 범위를 가지는 것이 바람직하다.In the local heating step, the non-hardened region preferably has a martensite transformation start temperature of more than room temperature -100 ℃.

상기 국부 가열 단계와 상기 성형 및 열처리 단계 사이에, 가열된 블랭크를 프레스로 이송시키는 이송단계를 더 포함할 수 있다.The method may further include a transfer step of transferring the heated blank to the press between the local heating step and the forming and heat treatment step.

상기 이송단계는 7~8초 시간동안 이루어지는 것이 바람직하다.The transfer step is preferably made for 7 to 8 seconds.

상기 국부 가열 단계는 블랭크를 연속적으로 이동시키면서 이루어지되, 블랭크 이송 방향과 평행한 기준선을 중심으로 경화영역과 비경화영역이 분할되도록 이루어지면 더욱 바람직하다.
The local heating step may be performed while continuously moving the blank, but more preferably, the hardened region and the non-cured region are divided around a reference line parallel to the blank conveying direction.

본 발명에 따른 국부가열장치는 블랭크를 유도가열 방식으로 신속하게 가열하되, 상대적으로 낮은 강도가 요구되는 부분은 냉풍을 가하여 냉각시킴으로써 블랭크가 AC3 온도 이상의 경화영역과, AC3 온도 미만의 비경화영역을 가지도록 가열할 수 있다.The local heating apparatus according to the present invention heats the blank quickly by an induction heating method, but cools the portion requiring a relatively low strength by applying cold air, thereby cooling the blank to a hardened region of more than AC3 temperature and an uncured region of less than AC3 temperature. It can be heated to have.

따라서, 상기와 같은 국부가열장치를 사용하여 핫스탬핑 성형을 수행하면, 단일소재의 블랭크를 이용하여 국부적으로 이종 강도를 가지는 부품을 제조할 수 있다.
Therefore, when hot stamping molding is performed using the local heating apparatus as described above, a component having a locally different heterogeneous strength may be manufactured using a blank of a single material.

도 1은 자동차의 차체 구조와 B 필러 부분을 확대해서 나타낸 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 국부가열장치의 구조를 개략적으로 나타낸 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 국부가열장치의 구조를 개략적으로 나타낸 단면도,
도 4는 본 발명에 따른 국부가열장치의 냉각조절부의 구성을 나타낸 블럭도,
도 5는 본 발명에 따른 국부가열장치의 냉각조절부의 냉풍 공급방향의 일실시예를 나타낸 도면,
도 6은 본 발명에 따른 국부가열장치의 냉각조절부의 냉풍 공급방향의 다른실시예를 나타낸 도면,
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 핫스탬핑 성형 방법을 나타낸 공정순서도임.1 is an enlarged perspective view of a vehicle body structure and a B-pillar part of the vehicle;
2 is a perspective view schematically showing the structure of a local heating apparatus according to the present invention;
3 is a cross-sectional view schematically showing the structure of a local heating apparatus according to the present invention;
Figure 4 is a block diagram showing the configuration of the cooling control unit of the local heating apparatus according to the present invention,
5 is a view showing an embodiment of the cold air supply direction of the cooling control unit of the local heating apparatus according to the present invention,
6 is a view showing another embodiment of the cold wind supply direction of the cooling control unit of the local heating apparatus according to the present invention,
7 is a process flowchart showing a hot stamping molding method according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 국부가열 장치 및 이를 이용한 핫스탬핑 성형 방법의 실시예를 설명한다.Hereinafter, an embodiment of a local heating apparatus and a hot stamping molding method using the same will be described with reference to the accompanying drawings.

이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.In this process, the thicknesses of the lines and the sizes of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of explanation.

또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다.In addition, terms to be described later are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to the intention or custom of a user or an operator.

그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
Therefore, definitions of these terms should be made based on the contents throughout the specification.

도 2는 본 발명에 따른 국부가열장치의 구조를 개략적으로 나타낸 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 국부가열장치의 구조를 개략적으로 나타낸 단면도이다.2 is a perspective view schematically showing a structure of a local heating apparatus according to the present invention, and FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a structure of a local heating apparatus according to the present invention.

도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 국부가열장치(100)는 블랭크(10)를 이송시키는 이송테이블(120)과, 상기 이송테이블(120) 상에 이송되는 블랭크(10)의 일측면을 감싸며 통과하는 블랭크(10)의 경화영역(H)을 유도가열하는 유도가열히터부(140)와, 상기 이송테이블(120) 상에 이송되는 블랭크(10)의 타측면을 감싸며 블랭크(10)에 냉풍을 가해 블랭크의 비경화영역(C)를 냉각하는 냉각조절부(160)를 포함한다.As shown, the local heating apparatus 100 according to an embodiment of the present invention is a transfer table 120 for transferring the blank 10, and one side of the blank 10 is transferred on the transfer table 120 Induction heating heater 140 for induction heating the hardened area (H) of the blank 10 passing through the wrap and the blank 10 wrapped around the other side of the blank (10) transferred on the transfer table 120 Cooling control unit 160 for cooling the non-hardening area (C) of the blank by applying cold air to the.

이송테이블(120)은 그 위에 놓여진 블랭크(10)를 직선 방향으로 이송하기 위한 것이다. 본 발명에 따른 국부가열장치(100)는 이송테이블(120)에 이송되는 블랭크(10)를 국부적으로 가열함과 동시에 국부적으로 냉각함으로써, 하나의 블랭크에 AC3 온도 이상의 경화영역(H)과, AC3 온도 미만의 비경화영역(C)이 공존하도록 한다. 경화영역(H)과 비경화영역(C)은 온도에 의한 구분이나 도면에서는 설명의 편의를 위하여 경화영역(H)을 도트 해칭으로 표시하였다. 실질적으로 경화영역(H)과 비경화영역(C)의 사이에는 수십mm 폭의 오버랩 구간이 존재하게 된다. 오버랩 구간은 경화영역(H)과 비경화영역(C) 사이에서 온도가 급속하게 변경되는 부분이다.
The transfer table 120 is for transferring the blank 10 placed thereon in a linear direction. The local heating apparatus 100 according to the present invention locally heats and simultaneously cools the blank 10 conveyed to the transfer table 120, thereby providing a hardening region H of at least one temperature of AC3 and AC3 in one blank. The non-hardened region C below the temperature coexists. The hardened region H and the non-cured region C are shown by dot hatching in the hardened region H for the convenience of explanation in the division by the temperature or in the drawing. Substantially, an overlap section of several tens of millimeters in width exists between the hardened region H and the uncured region C. The overlap section is a portion where the temperature is rapidly changed between the hardened region H and the uncured region C.

이송테이블(120)은 AC3 온도 이상에서 변형되지 않는 내열성 재질로 이루어지는 것이 바람직하며, 아울러 유도가열에 의하여 가열되지 않도록 하기 위해서는 비도전성 재질로 이루어지는 것이 바람직하다. 이송테이블(120)이 유도가열의 영향을 받게 되는 경우 이송테이블(120)을 통해서 비경화영역(C)의 블랭크(10)에 많은 열이 전달될 수 있기 때문에, 이를 방지하기 위하여 이송테이블(120)은 유도가열에 의하여 가열되지 않는 비도전성 재질로 이루어지는 것이 바람직한 것이다.The transfer table 120 is preferably made of a heat resistant material that is not deformed at an AC3 temperature or higher, and is preferably made of a non-conductive material in order not to be heated by induction heating. When the transfer table 120 is affected by induction heating, a large amount of heat may be transferred to the blank 10 of the non-hardened region C through the transfer table 120, so that the transfer table 120 may be prevented. ) Is preferably made of a non-conductive material that is not heated by induction heating.

유도가열히터부(140)는 블랭크(10)의 일측을 감싸도록 ㄷ자 형상을 가지는 것이 바람직하다. ㄷ자 형상의 내부공간에 이송테이블(120)의 일측과 그 위로 이송되는 블랭크(10)가 수용될 수 있도록 하기 위한 것이다. 유도가열히터부(140)는 상하면에 유도가열코일(미도시)을 구비하여, 전자기 유도현상을 이용하여 블랭크(10)를 가열하게 된다.Induction heating heater 140 preferably has a U-shape to surround one side of the blank (10). One side of the transfer table 120 and the blank 10 to be transported therein is to be accommodated in the U-shaped interior space. Induction heating heater 140 is provided with an induction heating coil (not shown) on the upper and lower surfaces, to heat the blank 10 by using an electromagnetic induction phenomenon.

냉각조절부(160)는 블랭크(10)의 타측을 감싸도록 ㄷ자 형상을 가지는 것이 바람직하다. 냉각조절부(160)는 유도가열히터부(140)에 수용되지 않는 부분을 냉각하기 위한 것이다. 유도가열히터부(140)를 통과하는 부분은 유도가열현상에 의하여 직접적으로 가열되는데, 열이 유도가열히터부(140)를 통과하지 않는 부분들로 전도되므로, 냉각조절부(160)는 전도되는 열을 상쇄시키기 위하여 냉풍을 공급한다.Cooling control unit 160 preferably has a U-shape to surround the other side of the blank (10). Cooling control unit 160 is for cooling the portion that is not accommodated in the induction heating heater 140. The portion passing through the induction heating heater 140 is directly heated by the induction heating phenomenon, since the heat is conducted to the portions that do not pass through the induction heating heater 140, the cooling control unit 160 is conducted Cold air is supplied to offset heat.

결과적으로 유도가열히터부(140)를 통과하는 부분(경화영역)만 가열되고, 냉각조절부(160)를 통과하는 나머지부분(비경화영역)은 실질적으로 가열되지 않거나, 가열되더라도 온도 상승이 유도가열히터부(140)에 의하여 가열되는 경화영역(H)보다 상대적으로 미미하게 된다.As a result, only the portion (cured region) passing through the induction heating heater 140 is heated, and the remaining portion (non-cured region) passing through the cooling control unit 160 is not substantially heated or the temperature rise is induced even when heated. It becomes relatively insignificant than the curing region H heated by the heating heater 140.

유도가열히터부(140)에 의해서 가열되는 경화영역은 AC3 온도 이상으로 가열된 상태에서 성형과 열처리(급냉)과정을 거쳐 마르텐사이트(martensite) 조직을 가지게 되어 높은 강도를 가지게 되고, 냉각조절부(160)에 의해서 실질적으로 가열되지 않는 영역은 경화되지 않음으로써 상대적으로 낮은 강도와 높은 연성을 가지게 된다.
The hardened region heated by the induction heating heater 140 has a martensite structure through molding and heat treatment (quenching) in a state heated to an AC3 temperature or higher, and thus has a high strength, and a cooling control unit ( The area that is not substantially heated by the 160 is not cured, thereby having a relatively low strength and high ductility.

도 4는 본 발명에 따른 국부가열장치의 냉각조절부의 구성을 나타낸 블럭도이다.Figure 4 is a block diagram showing the configuration of the cooling control unit of the local heating apparatus according to the present invention.

도시된 바와 같이, 냉각조절부(160)는 냉각수를 공급받는 열교환파이프(162)와, 상기 열교환파이프(162)와 열교환한 공기(냉풍)를 블랭크 표면으로 압송하는 송풍팬(164)을 포함한다. 그리고, 상기 열교환파이프(162)에 냉각수를 공급하는 냉각탑(166)을 더 포함할 수 있다. 냉각탑(166)을 포함하는 경우 냉각수가 연속적으로 순환하게 되는데, 냉각탑(166)에서 냉각된 냉각수가 열교환파이프(162)로 보내져 공기와 열교환하여 냉풍을 공급하게 되고, 열교환파이프(162)를 통과하며 가열된 물은 냉각탑(166)으로 보내져 냉각된 후 다시 열교환파이프(162)로 순환된다.
As shown, the cooling control unit 160 includes a heat exchange pipe 162 for receiving cooling water and a blowing fan 164 for pumping air (cold air) heat exchanged with the heat exchange pipe 162 to the blank surface. . The cooling tower 166 may further include a cooling tower 166 for supplying cooling water to the heat exchange pipe 162. When the cooling tower 166 is included, the cooling water continuously circulates. The cooling water cooled in the cooling tower 166 is sent to the heat exchange pipe 162 to exchange heat with air to supply cold air, and passes through the heat exchange pipe 162. The heated water is sent to the cooling tower 166, cooled, and then circulated to the heat exchange pipe 162 again.

도 5는 본 발명에 따른 국부가열장치의 냉각조절부의 냉풍 공급방향의 일실시예를 나타낸 것이고, 도 6은 본 발명에 따른 국부가열장치의 냉각조절부의 냉풍 공급방향의 다른 실시예를 나타낸 것이다.Figure 5 shows an embodiment of the cold wind supply direction of the cooling control unit of the local heating apparatus according to the present invention, Figure 6 shows another embodiment of the cold wind supply direction of the cooling control unit of the local heating apparatus according to the present invention.

도 5는 냉풍이 블랭크의 이송방향과 나란하게 압송되도록 구성한 실시예를 나타낸 것이며, 도 6은 냉풍이 블랭크의 이송방향을 가로질러 압송되도록 구성한 실시예를 나타낸 것이다.FIG. 5 illustrates an embodiment in which cold air is pushed in parallel with a conveyance direction of a blank, and FIG. 6 illustrates an embodiment in which cold wind is pushed across a conveying direction of a blank.

이송테이블(120)로 이송되는 블랭크(10)는 도시한 바와 같이 기준선을 중심으로 경화영역(H)과 비경화영역(C)으로 나뉘게 되는데, 냉풍은 비경화영역(C)에만 공급되는 것이 효율적이다. 경화영역(H)은 성형온도인 AC3온도 이상으로 가열되어야 하는 부분이므로 냉풍이 경화영역(H)을 냉각시키게 되면 에너지의 낭비가 발생하기 때문이다. 이를 위해서는 냉풍의 공급 방향이 중요한데, 도 4와 같이 냉풍이 블랭크 진행방향과 나란한 방향으로 흐르도록 함으로써 냉풍이 경화영역(H)으로 유입되지 않도록 할 수 있다. 냉풍이 경화영역(H)으로 유입되는 것을 보다 효과적으로 차단하기 위해서 도시한 바와 같이, 격벽(150)을 형성할 수도 있다. 격벽(150)은 경화영역(H)과 비경화영역(S)을 구분하는 가상의 기준선(L)을 따라 형성되는 것이 바람직하다.The blank 10 conveyed to the transfer table 120 is divided into a hardened region H and a non-cured region C around a reference line as shown in the drawing. Cooling air is efficiently supplied only to the non-cured region C. to be. This is because the hardened region H is a portion to be heated above the AC3 temperature, which is a molding temperature, and thus, when the cold air cools the hardened region H, energy is wasted. To this end, the supply direction of the cold wind is important. As shown in FIG. 4, the cold wind flows in a direction parallel to the blank advancing direction so that the cold wind does not flow into the curing region H. In order to more effectively block cold air from flowing into the hardening region H, the partition wall 150 may be formed. The partition wall 150 may be formed along an imaginary reference line L that separates the hardened region H from the non-hardened region S.

도 6은 냉각조절부(160)의 냉풍이 기준선에서 유도가열히터부(140)의 반대방향으로 압송되는 형태를 나타낸 것이다. 냉풍이 이러한 흐름을 가지게 되면 직접적으로 경화영역에서 열을 전도받는 부분에서부터 열교환이 이루어지기 때문에 효과적으로 비경화영역(S)을 냉각시킬 수 있다. 도 6의 실시예의 경우에도 도 5의 실시예와 마찬가지로 냉풍이 유도가열히터부(140)로 유입되는 것을 감소시키기 위하여 격벽(150)을 구비할 수 있다.
6 illustrates a form in which cold air of the cooling control unit 160 is pumped in a direction opposite to the induction heating heater 140 at the reference line. When the cold wind has such a flow, since the heat exchange is directly performed at the portion where heat is conducted in the curing zone, the non-hardening zone S can be effectively cooled. In the case of the embodiment of FIG. 6, like the embodiment of FIG. 5, the partition wall 150 may be provided to reduce the inflow of cold air into the induction heating heater 140.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 핫스탬핑 성형 방법을 나타낸 공정순서도이다.7 is a process flowchart showing a hot stamping molding method according to an embodiment of the present invention.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 핫스탬핑 성형 방법은, 경화능을 갖는 블랭크를 마련하는 블랭크 마련 단계(S-60)와, 상기 블랭크를 국부적으로 유도가열함과 동시에 국부적으로 냉풍으로 냉각하여 하나의 블랭크에 AC3온도 이상의 경화영역과 AC3 온도 미만의 비경화영역이 공존하도록 하는 국부 가열 단계(S-62)와, 상기 국부 가열된 블랭크를 프레스 성형하고 급속냉각하여 상기 경화영역에 마르텐사이트 조직을 형성시키는 성형 및 열처리 단계(S-64)를 포함한다.As shown, the hot stamping molding method according to the present invention, a blank preparing step (S-60) for providing a blank having a hardenability, and locally by induction heating and cooling the blank at the same time locally cold cooling A local heating step (S-62) in which a hardened region above an AC3 temperature and a non-hardened region below an AC3 temperature coexists in a blank of the blank, and the locally heated blank is press-molded and rapidly cooled to form martensite structure in the hardened region. Forming and heat treatment step (S-64).

국부 가열 단계(S-62)는 상술한 국부가열장치를 이용하여 수행될 수 있다. 국부 가열 단계(S-62)에서, 비경화영역은 상온이상 마르텐사이트 변태 시작 온도 - 100℃ 이하(예를 들어 마르텐사이트 변태 시작 온도가 700℃ 라면, 마르텐사이트 변태 시작 온도 -100℃ 는 600℃ 가 됨)의 온도범위를 가지는 것이 바람직하다. 여기서 상온이라 함은 작업환경의 대기 온도를 의미하는 것으로 통상 25℃ 내외의 온도를 의미한다.The local heating step S-62 may be performed using the above-described local heating apparatus. In the local heating step (S-62), the non-hardened region is martensitic transformation start temperature -100 DEG C or lower (for example, if martensite transformation start temperature is 700 DEG C, martensite transformation start temperature -100 DEG C is 600 DEG C). It is desirable to have a temperature range ()). Here, the room temperature means the atmospheric temperature of the working environment, and usually means a temperature of about 25 ℃.

비경화영역의 온도 상한을 마르텐사이트 변태 시작 온도-100℃ 로 설정하는 이유는, 국부가열장치를 거친 블랭크는 이송 과정에서 경화영역으로 열을 전도 받아 온도가 상승하게 되는데, 이 때 온도 상승에 따라 이송과정에서 마르텐사이트 변태가 발생하지 않도록 하기 위해서이다.The reason why the upper limit of the temperature of the non-hardened region is set to the martensitic transformation start temperature is -100 ° C. The blank passed through the local heating apparatus receives heat to the hardened region during the transfer process, and the temperature rises. This is to prevent martensite transformation from occurring during the transfer process.

국부 가열 단계(S-62)와 상기 성형 및 열처리 단계(S-64) 사이에, 국부 가열된 블랭크를 프레스 금형으로 이송시키는 이송단계가 포함되며, 상기 이송단계는 7~8초 시간동안 이루어지는 것이 바람직하다. 이송시간이 상기 범위보다 길어지면 경화영역의 온도가 낮아져 원하는 강도향상의 효과를 달성할 수 없다. 이송시간은 짧을수록 유리하나 고속의 이송장치를 구현하기 위한 설비 비용이 증가하게 되므로, 이송시간을 상기 범위로 설정하는 것이 바람직하다.Between the local heating step (S-62) and the forming and heat treatment step (S-64), a transfer step for transferring the locally heated blank to the press mold is included, wherein the transfer step is performed for 7-8 seconds time desirable. If the transfer time is longer than the above range, the temperature of the hardened region is lowered to achieve the desired effect of improving the strength. The shorter the transfer time is advantageous, but the installation cost for implementing the high speed transfer device increases, so it is preferable to set the transfer time in the above range.

또한, 국부 가열 단계(S-62)는 블랭크를 연속적으로 이동시키면서 이루어지도록 하는 것이 생산성의 측면에서 유리하다. In addition, it is advantageous in terms of productivity that the local heating step S-62 is made while continuously moving the blank.

이렇게, 블랭크를 연속적으로 이동시키면서 국부 가열 단계(S-62)를 수행하는 경우, 블랭크 이송 방향과 평행한 기준선을 중심으로 경화영역과 비경화영역이 분할되도록 한다.
Thus, when performing the local heating step (S-62) while continuously moving the blank, the hardened region and the non-hardened region are divided around a reference line parallel to the blank conveying direction.

첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. It will be understood that the invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive.

100 : 국부가열장치
120 : 이송테이블
140 : 유도가열히터부
150 : 격벽
160 : 냉각조절부100: local heating device
120: transfer table
140: induction heating heater
150: bulkhead
160: cooling control unit

Claims

블랭크를 이송시키는 이송테이블;
상기 이송테이블의 일측을 감싸도록 형성되어 이송되는 블랭크를 유도가열는 유도가열히터부; 및
상기 이송테이블의 타측을 감싸도록 형성되어 이송되는 블랭크에 냉풍을 가해 냉각하는 냉각조절부;를 포함하는 국부가열장치.
A conveying table for conveying the blank;
An induction heating heater unit configured to induce heating of a blank that is formed to surround one side of the transfer table; And
And a cooling control unit which is formed to surround the other side of the transfer table and applies cooling air to the blank to be transferred.

제 1 항에 있어서,
상기 냉각조절부는
냉각수를 공급받는 열교환파이프와,
상기 열교환파이프와 열교환한 냉풍을 블랭크 표면으로 압송하는 송풍팬을 포함하는 것 특징으로 하는 국부가열장치.
The method of claim 1,
The cooling control unit
A heat exchange pipe receiving coolant,
And a blowing fan for conveying the cold air heat-exchanged with the heat-exchange pipe to the blank surface.

제 2 항에 있어서,
상기 송풍팬은
냉풍을 블랭크 이송방향과 나란한 방향으로 압송하는 것을 특징으로 하는 국부가열장치.
3. The method of claim 2,
The blowing fan is
Local heating device characterized in that for feeding cold air in a direction parallel to the blank conveying direction.

제 2 항에 있어서,
상기 송풍팬은
냉풍을 상기 유도가열히터부에서 멀어지는 방향으로 압송하는 것을 특징으로 하는 국부가열장치.
3. The method of claim 2,
The blowing fan is
Local heating device characterized in that for feeding cold air in a direction away from the induction heating heater.

제 1 항에 있어서,
상기 냉각조절부에서 공급되는 냉풍이
상기 유도가열히터부로 유입되는 것을 차단하는 격벽을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 국부가열장치.
The method of claim 1,
Cold air supplied from the cooling control unit
Local heating device further comprises a partition for blocking the inflow to the induction heating unit.

제 1 항에 있어서,
상기 이송테이블은
유도가열되지 않는 비도전성 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 국부가열장치.
The method of claim 1,
The transfer table
Local heating device, characterized in that made of a non-conductive material that does not induction heating.

경화능을 갖는 블랭크를 마련하는 블랭크 마련 단계;
상기 블랭크를 국부적으로 유도가열함과 동시에 국부적으로 냉풍으로 냉각하여 하나의 블랭크에 AC3온도 이상의 경화영역과 AC3 온도 미만의 비경화영역이 공존하도록 하는 국부 가열 단계; 및
상기 국부 가열된 블랭크를 프레스 성형하고 급속냉각하여 상기 경화영역에 마르텐사이트 조직을 형성시키는 성형 및 열처리 단계;를 포함하는 핫스탬핑 성형방법.
A blank preparing step of preparing a blank having a hardenability;
A local heating step of locally induction-heating the blank and cooling locally with cold air so that a hardened region of more than AC3 temperature and a non-cured region of less than AC3 temperature coexist in one blank; And
And molding and heat-treating the locally heated blanks to form martensite structure in the hardened region by press molding and rapid cooling.

제 7 항에 있어서,
상기 국부 가열 단계에서,
상기 비경화영역은 상온이상 마르텐사이트 변태 시작 온도 -100℃ 이하의 온도범위를 가지는 것을 특징으로 하는 핫스탬핑 성형방법.
The method of claim 7, wherein
In the local heating step,
The non-hardened region is hot stamping molding method characterized in that it has a temperature range of room temperature or more martensite transformation start temperature -100 ℃ or less.

제 7 항에 있어서,
상기 국부 가열 단계와 상기 성형 및 열처리 단계 사이에,
가열된 블랭크를 프레스로 이송시키는 이송단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 핫스탬핑 성형방법.
The method of claim 7, wherein
Between the local heating step and the forming and heat treatment step,
Hot stamping forming method further comprising the step of transferring the heated blank to the press.

제 9 항에 있어서,
상기 이송단계는
7~8초 시간동안 이루어지는 것을 특징으로 하는 핫스탬핑 성형방법.
The method of claim 9,
The transfer step
Hot stamping molding method characterized in that the time for 7 to 8 seconds.

제 7 항에 있어서,
상기 국부 가열 단계는
블랭크를 연속적으로 이동시키면서 이루어지는 것을 특징으로 하는 핫스탬핑 성형방법.
The method of claim 7, wherein
The local heating step
A hot stamping molding method comprising the steps of continuously moving a blank.

제 11 항에 있어서,
상기 국부 가열 단계는
블랭크 이송 방향과 평행한 기준선을 중심으로 경화영역과 비경화영역이 분할되도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 핫스탬핑 성형방법.The method of claim 11,
The local heating step
Hot-stamping molding method characterized in that the hardened area and the non-hardened area is divided about a reference line parallel to the blank conveying direction.