KR102157735B1 - Hot stamping method - Google Patents
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Abstract
본 발명은 제품을 제작하기 위해 공급되는 블랭크를 냉간성형하는 냉간성형 금형을 설계 및 제작하는 금형설계 및 금형제작 단계; 상기 블랭크를 제작된 냉간성형 금형에 투입한 후 제작하고자 하는 제품의 형상을 가지는 가제품으로 성형시키는 냉간성형 단계; 상기 냉간성형을 거쳐 성형된 가제품을 제작된 금형트림에 투입하여 트림시키는 금형트림 단계; 상기 금형트림에서 트림된 가제품을 가열로에서 고온으로 가열시키는 가열 단계; 상기 가열단계를 거친 가제품을 프레스 금형에 투입하여 가제품을 냉각시키면서 열처리하는 열처리 단계; 및 상기 냉간성형 단계를 거쳐 제작된 가제품을 트림하는 금형을 설계 및 제작하는 금형트림 설계 및 금형트림 제작 단계를 포함하되, 상기 금형트림 설계 및 금형트림 제작 단계는, 상기 금형설계 및 금형제작 단계 후 상기 금형트림 단계 이전에 진행되며, 상기 금형트림 설계 단계는, 트림된 가제품이 가열로에서 가열 시 팽창되는 양을 예측하기 위한 열간성형 예측 단계와, 가열된 가제품이 프레스 금형에서 열처리 시 수축하는 양을 예측하기 위한 열팽창 분석 단계와, 가열된 가제품이 프레스 금형에서 열처리 시 가제품의 코너 라운드 부위가 수축되는 양을 예측하기 위한 커브면 형상 오차 분석 단계를 포함하는 핫 스탬핑 공법을 제공한다.
따라서, 원소재를 초고장력강으로 변화시키는 열처리 이전에 트림시킴으로써 제품의 절단을 원활히 진행시킬 수 있고, 초고장력강을 절단 시 발생되는 유해가스를 차단시킬 수 있으며, 공정시간을 단축시켜 제품의 생산성을 향상시킬 수 있다.The present invention includes a mold design and mold manufacturing step of designing and manufacturing a cold forming mold for cold forming a blank supplied to manufacture a product; A cold forming step of injecting the blank into a manufactured cold forming mold and forming a temporary product having a shape of a product to be manufactured; A mold trim step of inserting the temporary product molded through the cold forming into a manufactured mold trim and trimming it; A heating step of heating the temporary product trimmed in the mold trim to a high temperature in a heating furnace; A heat treatment step of heat treatment while cooling the temporary product by putting the temporary product through the heating step into a press mold; And a mold trim design and mold trim manufacturing step of designing and manufacturing a mold for trimming the temporary product produced through the cold forming step, wherein the mold trim design and mold trim manufacturing steps include the mold design and mold manufacturing steps. After that, it proceeds before the mold trim step. Provides a hot stamping method including a thermal expansion analysis step to predict the amount of shrinkage and a curve surface shape error analysis step to predict the amount of shrinkage of the corner rounds of the temporary product when the heated temporary product is heat treated in a press mold do.
Therefore, cutting of the product can be smoothly performed by trimming the raw material before heat treatment to change it into ultra-high-strength steel, and harmful gases generated when cutting the ultra-high-strength steel can be blocked, and the productivity of the product is improved by shortening the process time. I can make it.
Description
본 발명은 핫 스탬핑 공법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량의 사고 시 강성이 부족하면 인명피해와 직결되는 부품인 센터필라(Center Pillar) 또는 레일루프(Rail Roof)를 블랭크를 이용하여 초고장력강으로 성형하면서 열처리를 수행할 수 있는 핫 스탬핑 공법에 관한 것이다.The present invention relates to a hot stamping method, and more particularly, a center pillar or rail roof, which is a component that is directly connected to personal injury if the rigidity is insufficient during an accident of a vehicle, is made of ultra-high strength steel using a blank. It relates to a hot stamping method capable of performing heat treatment while forming.
최근 자동차 산업분야의 기술개발 동향으로 저탄소 배출, 에너지 효율화 등을 위해 차체 경량화가 주된 이슈이고 이에 대표적인 기술로써 탄소섬유 강화 플라스틱(carbon fiber reinforced plastic, CFRP) 재료 기술과 핫 스탬핑(Hot Stamping) 공법 기술이 있다.As a technology development trend in the automotive industry, weight reduction is the main issue for low carbon emissions and energy efficiency, and representative technologies for this are carbon fiber reinforced plastic (CFRP) material technology and hot stamping technology. There is this.
이 중 핫 스탬핑 공법 기술은 950℃의 고온으로 가열된 철강소재를 금형에 넣고 프레스로 성형한 뒤 금형 내에서 급속 냉각시켜 열처리를 함으로써 소재의 인장강도를 600MPa에서 1470MPa 이상의 초고강력강으로 성형함으로써 일반 철강소재 대비 적은 중량으로 동일한 강도성능을 가질 수 있도록 하는 기술이다.Among them, the hot stamping technique is a general purpose by putting a steel material heated to a high temperature of 950°C into a mold, forming it with a press, and then rapidly cooling it in the mold to heat-treat the material. It is a technology that allows you to have the same strength performance with less weight than steel materials.
핫 스탬핑 공법 기술의 장점은 원소재를 초고강력강으로 만들수 있고 복잡한 형태로 가공할 수 있으며, 우수한 치수정밀도를 갖는다는 점이다. 또한 차체 경량화 효과에 의해 자동차 차체에 있어 핫 스탬핑 공법 기술을 적용하는 부위가 세계적으로 점차 증가하는 추세이다.The advantage of hot stamping technology is that raw materials can be made of ultra-high strength steel, can be processed into complex shapes, and have excellent dimensional accuracy. In addition, due to the weight reduction effect of the vehicle body, the number of parts to which the hot stamping method technology is applied is gradually increasing worldwide.
이러한 기존의 핫 스탬핑 공법은 가열, 핫포밍, 레이저 절단의 순서로 진행되며 기존의 핫 스탬핑 공법은 고가의 부대시설 요구, 긴 고정시간에 따른 낮은 생산성의 문제점 및 핫포밍 후에 레이저 절단 공정이 진행됨에 따라 초고장력강으로 제작된 제품을 레이저를 이용하여 절단함에 따라 초고장력강 제품의 절단이 원활히 진행되지 않고 절단 시 유해가스가 발생하는 문제점이 발생하였다.The existing hot stamping method proceeds in the order of heating, hot forming, and laser cutting, and the existing hot stamping method requires expensive auxiliary facilities, the problem of low productivity due to a long fixed time, and the laser cutting process proceeds after hot forming. Accordingly, as a product made of ultra-high-strength steel is cut using a laser, the cutting of the ultra-high-strength steel product does not proceed smoothly, and harmful gases are generated during cutting.
본 발명의 배경이 되는 기술은 대한민국 등록특허공보 제10-1581940호(2015. 12. 31. 공고)에 개시되어 있다.The technology behind the present invention is disclosed in Korean Patent Publication No. 10-1581940 (announced on December 31, 2015).
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 열처리된 제품을 절단하는 레이저 커팅 공정을 배제하고 냉간성형 단계 후 가열 단계 이전에 가제품을 트림시켜 제품의 절단을 원활히 진행되도록 진행하면서 유해가스가 발생되는 것을 방지할 수 있는 스탬핑 공법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention was created to solve the above problems, excluding the laser cutting process of cutting the heat-treated product, and trimming the temporary product before the heating step after the cold forming step so that the cutting of the product proceeds smoothly. Its purpose is to provide a stamping method that can prevent gas generation.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 제품을 제작하기 위해 공급되는 블랭크를 냉간성형하는 냉간성형 금형을 설계 및 제작하는 금형설계 및 금형제작 단계; 상기 블랭크를 제작된 냉간성형 금형에 투입한 후 제작하고자 하는 제품의 형상을 가지는 가제품으로 성형시키는 냉간성형 단계; 상기 냉간성형을 거쳐 성형된 가제품을 제작된 금형트림에 투입하여 트림시키는 금형트림 단계; 상기 금형트림에서 트림된 가제품을 가열로에서 고온으로 가열시키는 가열 단계; 상기 가열단계를 거친 가제품을 프레스 금형에 투입하여 가제품을 냉각시키면서 열처리하는 열처리 단계; 및 상기 냉간성형 단계를 거쳐 제작된 가제품을 트림하는 금형을 설계 및 제작하는 금형트림 설계 및 금형트림 제작 단계를 포함하되, 상기 금형트림 설계 및 금형트림 제작 단계는, 상기 금형설계 및 금형제작 단계 후 상기 금형트림 단계 이전에 진행되며, 상기 금형트림 설계 단계는, 트림된 가제품이 가열로에서 가열 시 팽창되는 양을 예측하기 위한 열간성형 예측 단계와, 가열된 가제품이 프레스 금형에서 열처리 시 수축하는 양을 예측하기 위한 열팽창 분석 단계와, 가열된 가제품이 프레스 금형에서 열처리 시 가제품의 코너 라운드 부위가 수축되는 양을 예측하기 위한 커브면 형상 오차 분석 단계를 포함하는 핫 스탬핑 공법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a mold design and mold manufacturing step of designing and manufacturing a cold forming mold for cold forming a blank supplied to manufacture a product; A cold forming step of injecting the blank into a manufactured cold forming mold and forming a temporary product having a shape of a product to be manufactured; A mold trim step of inserting the temporary product molded through the cold forming into a manufactured mold trim and trimming it; A heating step of heating the temporary product trimmed in the mold trim to a high temperature in a heating furnace; A heat treatment step of heat treatment while cooling the temporary product by putting the temporary product through the heating step into a press mold; And a mold trim design and mold trim manufacturing step of designing and manufacturing a mold for trimming the temporary product produced through the cold forming step, wherein the mold trim design and mold trim manufacturing steps include the mold design and mold manufacturing steps. After that, it proceeds before the mold trim step, and the mold trim design step includes a hot forming prediction step for predicting the amount of expansion when the trimmed temporary product is heated in a heating furnace, and when the heated temporary product is heat treated in a press mold. Provides a hot stamping method including a thermal expansion analysis step to predict the amount of shrinkage, and a curve surface shape error analysis step to predict the amount of shrinkage of the corner rounds of the temporary product when the heated temporary product is heat treated in a press mold. do.
본 발명에 따른 핫 스탬핑 공법에 있어서, 상기 금형설계 및 금형제작 단계는 금형설계 단계가 완료되면 금형제작 단계가 진행될 수 있으며, 상기 금형설계 단계는, 2D 형태의 블랭크를 3D 형태의 가제품으로 성형 시 필요한 블랭크의 양을 예측하기 위한 냉간성형 예측 단계와, 상기 냉간성형 단계를 거친 후 발생되는 가제품의 스프링 백을 분석하는 스프링 백 분석 단계와, 상기 냉간성형 단계를 거친 후 발생되는 가제품의 코너 라운드 부위의 두께 감소를 분석하는 성형면 형상 오차 분석 단계를 포함할 수 있고, 상기 성형면 형상 오차 분석 단계에서 가제품의 코너 라운드 부위의 두께 감소는 성형면 오차 데이터 맵을 이용할 수 있다.In the hot stamping method according to the present invention, the mold design and mold manufacturing step may proceed with the mold manufacturing step when the mold design step is completed, and the mold design step includes forming a 2D-shaped blank into a 3D-shaped temporary product. A cold forming prediction step to predict the amount of blank required during the cold forming step, a spring back analysis step of analyzing the spring back of the temporary product generated after the cold forming step, and the temporary product generated after the cold forming step The forming surface shape error analysis step of analyzing the thickness reduction of the corner round portion may be included. In the forming surface shape error analysis step, the forming surface error data map may be used to decrease the thickness of the corner round portion of the temporary product.
상기 금형설계 단계는 상기 냉간성형 단계, 상기 금형트림 단계, 상기 가열 단계 및 상기 열처리 단계를 순차적으로 거친 후 제작되는 제품의 강도 및 품질을 검사하는 검사 단계를 더 포함할 수 있다.The mold design step may further include an inspection step of inspecting the strength and quality of a product manufactured after sequentially passing through the cold forming step, the mold trimming step, the heating step, and the heat treatment step.
상기 금형설계 단계는, 상기 검사 단계를 통과한 최종 냉간성형 금형, 상기 금형트림 및 냉간성형 금형, 금형트림을 제작 시 수정된 내용을 데이트베이스화시키는 데이터베이스 저장 단계를 더 포함할 수 있다.The mold design step may further include a database storing step of database-setting the modified contents when the final cold forming mold passed the inspection step, the mold trim and cold forming mold, and the mold trim.
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상기 금형트림 설계 및 금형트림 제작단계는 금형트림 설계 단계가 완료되면 금형트림 제작 단계가 진행될 수 있다.In the mold trim design and mold trim manufacturing steps, when the mold trim design step is completed, the mold trim manufacturing step may be performed.
상기 열간성형 예측 단계 및 상기 열팽창 분석 단계는 팜스탬프 소프트웨어를 이용하여 가제품이 팽창 및 수축되는 양을 예측할 수 있고, 상기 커브면 형상 오차 분석 단계에서 가제품의 코너 라운드 부위가 수축되는 양은 커브면 오차 데이트 맵을 이용할 수 있다.In the hot forming prediction step and the thermal expansion analysis step, the amount of expansion and contraction of the temporary product can be predicted using palm stamp software, and the amount by which the corner round part of the temporary product is contracted in the curve surface shape error analysis step is a curved surface. You can use an error date map.
본 발명에 따른 핫 스탬핑 공법은 원소재를 초고장력강으로 변화시키는 열처리 이전에 트림시킴으로써 제품의 절단을 원활히 진행시킬 수 있고, 초고장력강을 절단 시 발생되는 유해가스를 차단시킬 수 있으며, 공정시간을 단축시켜 제품의 생산성을 향상시킬 수 있다.The hot stamping method according to the present invention can smoothly proceed the cutting of the product by trimming the raw material before the heat treatment to change it to the ultra-high-strength steel, can block harmful gases generated when cutting the ultra-high-strength steel, and shorten the process time. To improve the productivity of the product.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 핫 스탬핑 공법을 개략적으로 도시한 순서도이다.
도 2는 도 1에 도시된 금형설계 및 금형제작 단계의 금형설계 단계의 순서를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 금형트림 설계 및 금형트림 제작 단계의 금형트림 설계 단계의 순서를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4 및 도 5는 도 1에 도시된 핫 스탬핑 공법의 절차를 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a flowchart schematically illustrating a hot stamping method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram schematically showing a sequence of a mold design step in the mold design and mold manufacturing steps shown in FIG. 1.
FIG. 3 is a diagram schematically illustrating a sequence of a mold trim design step in the mold trim design and mold trim manufacturing steps shown in FIG. 1.
4 and 5 are views schematically showing a procedure of the hot stamping method shown in FIG. 1.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms or words used in the present specification and claims should not be construed as limited to their usual or dictionary meanings, and the inventors appropriately explain the concept of terms in order to describe their own invention in the best way. Based on the principle that it can be defined, it should be interpreted as a meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 핫 스탬핑 공법은 금형설계 및 금형제작 단계(S100)와, 냉간성형 단계(S200)와, 금형트림 단계(S300)와, 가열 단계(S400)와, 열처리 단계(S500)를 포함하고, 금형트림 설계 및 금형트림 제작 단계(S600)를 더 포함할 수 있다.1, the hot stamping method according to an embodiment of the present invention includes a mold design and mold manufacturing step (S100), a cold forming step (S200), a mold trim step (S300), and a heating step (S400). , Including the heat treatment step (S500), may further include a mold trim design and mold trim manufacturing step (S600).
상기 금형설계 및 금형제작 단계(S100)는 차량의 부품인 센터필라(Center Pillar) 또는 레일루프(Rail Roof)를 제작하기 위해 공급되는 블랭크(10)를 부품의 형상을 가지는 가제품으로 냉간성형하는 냉간성형 금형(20)을 설계한 후 설계된 냉간성형 금형(20)을 제작하는 단계이다.In the mold design and mold manufacturing step (S100), a blank 10 supplied to manufacture a center pillar or rail roof, which is a part of a vehicle, is cold formed into a temporary product having a shape of a component. This is a step of designing the cold forming
도 1, 도 2, 도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 금형설계 및 금형제작 단계(S100)는 금형설계 단계(S120)와 금형제작 단계(140)를 포함하고, 상기 금형설계 단계(S120)가 완료되면 금형제작 단계(S140)가 진행된다.1, 2, 4 and 5, the mold design and mold manufacturing step (S100) includes a mold design step (S120) and a mold manufacturing step (140), and the mold design step (S120) When is completed, the mold manufacturing step (S140) proceeds.
상기 금형설계 단계(S120)는 냉간성형 예측 단계(S121), 스프링 백 분석 단계(S122), 성형면 형상 오차 분석 단계(123)를 포함하고, 검사 단계(S124), 데이터베이스 저장 단계(S125)를 더 포함할 수 있다.The mold design step (S120) includes a cold forming prediction step (S121), a spring back analysis step (S122), a forming surface shape error analysis step 123, an inspection step (S124), and a database storage step (S125). It may contain more.
상기 냉간성형 예측 단계(S121)는 2D 형태의 원자재인 블랭크(10)를 3D 형태의 가제품으로 성형 시에 필요한 상기 블랭크(10)의 양을 예측하는 단계이며, 상기 냉간성형 예측 단계(S121)에서는 3D 형태의 가제품으로 성형 시 필요한 상기 블랭크(10)의 대략적인 양을 예측하게 된다.The cold forming prediction step (S121) is a step of predicting the amount of the blank 10 required when forming the blank 10, which is a raw material in a 2D form, into a temporary product in a 3D form, and the cold forming prediction step (S121) In the 3D shape, an approximate amount of the blank 10 required for molding into a temporary product is predicted.
상기 스프링 백 분석 단계(S122)는 후술되는 냉간성형 단계(S200)를 거쳐 냉간성형된 가제품의 스프링 백 현상을 분석하는 단계이다. 여기서, 스프링 백(spring back) 현상이란 소성 재료의 굽힘 가공에서 재료를 굽힌 다음 압력을 제거하면 원상으로 복귀되려는 현상을 말하며, 상기 스프링 백 분석 단계(S122)는 3D 형태의 성형된 가제품이 2D 형태로 원상복귀되기 위해 변형되는 양을 분석하는 단계이며, 가제품의 스프링 백은 "Autoform" 또는 "Pamstamp2g" 을 이용하여 분석하는 것이 바람직하며, 가제품의 스프링 백을 분석하는 프로그램인 "Autoform" 또는 "Pamstamp2g" 은 해당분야에서 널리 사용되는 프로그램인 바, 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.The spring back analysis step (S122) is a step of analyzing the spring back phenomenon of the temporary product cold-formed through the cold forming step (S200) to be described later. Here, the spring back phenomenon refers to a phenomenon that the material is bent in the bending process of the plastic material and then returns to its original state when the pressure is removed, and in the spring back analysis step (S122), the 3D shaped temporary product is 2D. This is the step of analyzing the amount of deformation to return to its original shape, and it is preferable to analyze the springback of the temporary product using "Autoform" or "Pamstamp2g", and "Autoform", a program that analyzes the springback of the temporary product. Alternatively, "Pamstamp2g" is a program widely used in the relevant field, and a detailed description thereof will be omitted.
상기 성형면 형상 오차 분석 단계(S123)는 후술되는 냉간성형 단계(S200)를 거친 후 냉간성형된 가제품의 코너 라운드 부위의 두께가 감소되는 양을 분석하는 단계이며, 상기 성형면 형상 오차 분석 단계(S123)에서 가제품의 코너 라운드 부위의 두께 감소는 성형면 오차 데이터 맵을 이용하는 것이 바람직하다.The forming surface shape error analysis step (S123) is a step of analyzing an amount by which the thickness of the corner round portion of the cold-formed temporary product is reduced after passing through the cold forming step (S200) to be described later, and the forming surface shape error analysis step In (S123), it is preferable to use the molding surface error data map to reduce the thickness of the corner round portion of the temporary product.
상기 검사 단계(S124)는 후술되는 냉간성형 단계(S200), 금형트림 단계(S300), 가열 단계(S400) 및 열처리 단계(S500)를 순차적으로 거친 후 제작되는 제품의 강도 및 품질을 검사하는 단계이며, 상기의 냉간성형 단계(S200), 금형트림 단계(S300), 가열 단계(S400) 및 열처리 단계(S500)를 순차적으로 거쳐 제작된 제품을 검사하는 것이 바람직하나, 사전에 상기의 과정을 거쳐 제작된 제품의 강도 및 품질을 예측하고, 예측된 강도 및 품질의 결과가 예상치보다 낮을 경우 열처리 단계(S500)를 수행하는 프레스 금형(50)의 냉각채널(미도시)를 수정하는 것이 바람직하다.The inspection step (S124) is a step of sequentially performing a cold forming step (S200), a mold trimming step (S300), a heating step (S400) and a heat treatment step (S500) to be described later, and then inspecting the strength and quality of the manufactured product. It is preferable to inspect the product manufactured through the cold forming step (S200), the mold trim step (S300), the heating step (S400) and the heat treatment step (S500) sequentially, but through the above process in advance It is preferable to predict the strength and quality of the manufactured product, and modify the cooling channel (not shown) of the
상기 금형설계 단계(S120)의 검사 단계(S124)가 완료되면 상기 검사 단계(S124)를 통과한 최종 냉간성형 금형(20), 금형트림(30) 및 상기 냉간성형 금형(20)과 금형트림(30)을 제작 시 수정된 내용을 데이터베이스화시키는 데이터베이스 저장 단계(S125)를 수행하는 것이 바람직하다.When the inspection step (S124) of the mold design step (S120) is completed, the final
도 1 및 도 5를 참조하면, 상기 냉간성형 금형(20)을 설계 및 제작하는 금형설계 및 금형제작 단계(S100)를 거친 후 제작된 냉간성형 금형(20)에 블랭크(10)를 투입한 후 제작하고자 하는 제품의 형상을 가지는 가제품으로 성형시키는 냉간성형 단계(S200)를 수행하게 된다.1 and 5, after passing through the mold design and mold manufacturing step (S100) of designing and manufacturing the cold forming
상기 냉간성형 단계(S200)를 거치면서 2D 형태를 가지는 원자재인 블랭크(10)가 3D 형태의 가제품으로 성형되며, 상기 냉간성형 단계(S200)를 거치면서 성형된 가제품은 금형트림 단계(S300)를 수행하게 된다.While passing through the cold forming step (S200), the blank 10, which is a raw material having a 2D shape, is formed into a 3D-shaped temporary product, and the temporary product molded through the cold forming step (S200) is mold trimmed (S300). ).
상기 금형트림 단계(S300)는 성형된 가제품을 미리 제작된 금형트림(30)에 투입하여 절단 및 트림시키는 단계이다. 상기 금형트림(30)에 성형된 가제품을 투입하여 절단 및 트림시킴으로 인하여 절단 및 트림 작업을 균일한하게 진행할 수 있고, 열처리되지 않은 가제품을 절단 및 트림시킴으로 인하여 유해가스가 발생되는 것을 방지하게 된다.The mold trim step (S300) is a step of cutting and trimming by inserting the molded temporary product into the
상기 금형트림 단계(S300)를 거친 가제품은 가열로(40)로 공급된 후 고온으로 가열되는 가열 단계(S400)를 수행하게 된다. 상기 가열 단계(S400)는 상기 가열로(40)의 내부로 공급된 가제품을 가열시키는 단계이며, 투입된 가제품을 930℃의 온도로 250초 동안 가열시킴으로써 상기 가열로(40)로 투입된 가제품을 국부적으로 팽창시키게 된다.The temporary product that has passed through the mold trim step (S300) is supplied to the
상기 가열 단계(S400)를 거친 가제품은 열처리 단계(S500)를 수행하게 된다. 상기 열처리 단계(S500)는 상기 가열 단계(S400)를 거친 가제품을 프레스 금형(50)에 투입한 후 냉각시켜 국부적으로 팽창된 가제품을 수축시키는 단계이다.The temporary product that has passed the heating step (S400) is subjected to the heat treatment step (S500). In the heat treatment step (S500), the temporary product that has undergone the heating step (S400) is put into the
상기 열치리 단계(S500)는 15초동안 가제품을 상기 프레스 금형(50) 내에서 냉각시킴으로써 국부적으로 수축시키며, 상기 열처리 단계(S500)를 거침으로 인하여 540MPa의 강도를 가지는 가제품이 1500MPa의 강도를 가지도록 변화되게 된다.The heat treatment step (S500) locally shrinks the temporary product by cooling it in the
상기 냉간성형 단계(S200)를 거쳐 제작된 가제품을 트림하는 금형을 설계 및 제작하는 금형트림 설계 및 제작 단계(S600)를 수행하는 것이 바람직하며, 상기 금형트림 설계 및 제작 단계(S600)는 상기 금형설계 및 금형제작 단계(S100) 후 상기 금형트림 단계(S300) 이전에 진행되는 것이 바람직하다.It is preferable to perform the mold trim designing and manufacturing step (S600) of designing and manufacturing a mold for trimming the temporary product manufactured through the cold forming step (S200), and the mold trim designing and manufacturing step (S600) It is preferable to proceed after the mold design and mold manufacturing step (S100) and before the mold trim step (S300).
도 1 및 도 3을 참조하면, 상기 금형트림 설계 및 제작 단계(S600)는 금형트림 설계 단계(S620)와 금형트림 제작 단계(S640)를 포함하고, 상기 금형트림 설계 단계(S620)가 완료되면 금형트림 제작 단계(S640)가 진행된다.1 and 3, the mold trim designing and manufacturing step (S600) includes a mold trim designing step (S620) and a mold trim manufacturing step (S640), and when the mold trim designing step (S620) is completed The mold trim production step (S640) proceeds.
도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 금형트림 설계 단계(S620)는 열간성형 예측 단계(S621), 열팽창 분석 단계(S622), 커브면 형상 오차 분석 단계(S623)를 포함한다. 상기 열간성형 예측 단계(S621)는 상기 금형트림 단계(S300)를 거친 가제품이 상기 가열로(40)에서 가열 시 팽창되는 양을 예측하는 단계이고, 상기 열팽창 분석 단계(S622)는 상기 가열로(40)에서 가열된 가제품이 상기 프레스 금형(50)에서 열처리 시 수축되는 양을 예측하는 단계이다. 3 and 4, the mold trim design step (S620) includes a hot forming prediction step (S621), a thermal expansion analysis step (S622), and a curved surface shape error analysis step (S623). The hot forming prediction step (S621) is a step of predicting the amount of expansion of the temporary product passed through the mold trim step (S300) when heated in the
상기 열간성형 예측 단계(S621) 및 상기 열팽창 분석 단계(S622)는 팜스탬프 소프트웨어를 이용하여 가제품이 팽창 및 수축되는 양을 예측하는 것이 바람직하며, 상기 팜스탬프 소프트웨어는 해당분야에서 널리 사용되는 것인 바, 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.In the hot forming prediction step (S621) and the thermal expansion analysis step (S622), it is preferable to predict the amount by which the temporary product expands and contracts using palm stamp software, and the palm stamp software is widely used in the field. In bar, detailed descriptions thereof will be omitted.
상기 커브면 형상 오차 분석 단계(S623)는 상기 가열로(40)에서 가열된 가제품이 상기 프레스 금형(50)에서 열처리 시 가제품의 코너 라운드 부위가 수축되는 양을 예측하기 위한 단계이다. 상기 커브면 형상 오차 분석 단계(S623)에서 가제품의 코너 라운드 부위가 수축되는 양은 커브면 오차 데이트 맵을 이용하는 것이 바람직하며, 이 역시 해당분야에서 널리 사용되는 것으로 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.The curve surface shape error analysis step (S623) is a step for predicting the amount of shrinkage of the corner round portion of the temporary product when the temporary product heated in the
도 1을 참조하면, 상기 블랭크(10)는 금형설계 및 금형제작 단계(S100)를 거쳐 제작된 냉간성형 금형(20)에 투입되어 가제품으로 냉간성형되는 냉간성형 단계(S200)를 거치게 되며, 상기 블랭크(10)는 상기 냉간성형 금형(20) 내에서 3초동안 냉간성형되고, 상기 블랭크(10)와 상기 냉간성형을 거친 제작된 가제품은 540MPa의 강도를 가진다.Referring to Figure 1, the blank 10 is put into the cold forming
상기 냉간성형 단계(S200)를 거친 가제품은 금형트림 단계(S300)를 수행하게 되며, 가제품이 금형트림(30)에 투입되면 3초동안 상기 금형트림(30)에 의해 절단 및 트림작업을 수행하게 된다.The temporary product that has passed through the cold forming step (S200) performs the mold trim step (S300), and when the temporary product is put into the
상기 금형트림 단계(S300)를 거친 후 가제품은 가열로(40)에서 가열되는 가열 단계(S400)를 수행하게 되고, 상기 가열 단계(S400)를 거친 가제품은 프레스 금형(50)에서 냉각되면서 열처리 단계(S500)를 거친 후 초고장력강 제품으로 제작되게 된다. After passing through the mold trim step (S300), the temporary product is heated in the
따라서, 원소재를 초고장력강으로 변화시키는 열처리 이전에 트림시킴으로써 제품의 절단을 원활히 진행시킬 수 있고, 초고장력강을 절단 시 발생되는 유해가스를 차단시킬 수 있으며, 공정시간을 단축시켜 제품의 생산성을 향상시킬 수 있다.Therefore, cutting of the product can be smoothly performed by trimming the raw material before heat treatment to change it to ultra-high-strength steel, and harmful gases generated when cutting the ultra-high-strength steel can be blocked, and the productivity of the product is improved by shortening the process time. I can make it.
본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.The present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, but these are only exemplary, and those of ordinary skill in the art will appreciate that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.
10 : 블랭크 20 : 냉간성형 금형
30 : 금형트림 40 : 가열로
50 : 프레스 금형10: blank 20: cold forming mold
30: mold trim 40: heating furnace
50: press mold
Claims (8)
상기 블랭크를 제작된 냉간성형 금형에 투입한 후 제작하고자 하는 제품의 형상을 가지는 가제품으로 성형시키는 냉간성형 단계;
상기 냉간성형을 거쳐 성형된 가제품을 제작된 금형트림에 투입하여 트림시키는 금형트림 단계;
상기 금형트림에서 트림된 가제품을 가열로에서 고온으로 가열시키는 가열 단계;
상기 가열단계를 거친 가제품을 프레스 금형에 투입하여 가제품을 냉각시키면서 열처리하는 열처리 단계; 및
상기 냉간성형 단계를 거쳐 제작된 가제품을 트림하는 금형을 설계 및 제작하는 금형트림 설계 및 금형트림 제작 단계를 포함하되,
상기 금형트림 설계 및 금형트림 제작 단계는,
상기 금형설계 및 금형제작 단계 후 상기 금형트림 단계 이전에 진행되며,
상기 금형트림 설계 단계는,
트림된 가제품이 가열로에서 가열 시 팽창되는 양을 예측하기 위한 열간성형 예측 단계와,
가열된 가제품이 프레스 금형에서 열처리 시 수축하는 양을 예측하기 위한 열팽창 분석 단계와,
가열된 가제품이 프레스 금형에서 열처리 시 가제품의 코너 라운드 부위가 수축되는 양을 예측하기 위한 커브면 형상 오차 분석 단계를 포함하는 핫 스탬핑 공법.
A mold design and mold manufacturing step of designing and manufacturing a cold forming mold for cold forming a blank supplied to manufacture a product;
A cold forming step of injecting the blank into a manufactured cold forming mold and forming a temporary product having a shape of a product to be manufactured;
A mold trim step of inserting the temporary product molded through the cold forming into a manufactured mold trim and trimming it;
A heating step of heating the temporary product trimmed in the mold trim to a high temperature in a heating furnace;
A heat treatment step of heat treatment while cooling the temporary product by putting the temporary product through the heating step into a press mold; And
Including a mold trim design and mold trim manufacturing steps for designing and manufacturing a mold for trimming the temporary product produced through the cold forming step,
The mold trim design and mold trim manufacturing steps,
It proceeds after the mold design and mold manufacturing steps and before the mold trim step,
The mold trim design step,
A hot forming prediction step to predict the amount that the trimmed household product expands when heated in the furnace,
A thermal expansion analysis step to predict the amount of shrinkage of the heated temporary product during heat treatment in the press mold,
Hot stamping method including a curve surface shape error analysis step to predict the amount of shrinkage of the corner rounds of the temporary product when the heated temporary product is heat treated in a press mold.
상기 금형설계 및 금형제작 단계는 금형설계 단계가 완료되면 금형제작 단계가 진행되며,
상기 금형설계 단계는,
2D 형태의 블랭크를 3D 형태의 가제품으로 성형 시 필요한 블랭크의 양을 예측하기 위한 냉간성형 예측 단계와,
상기 냉간성형 단계를 거친 후 발생되는 가제품의 스프링 백을 분석하는 스프링 백 분석 단계와,
상기 냉간성형 단계를 거친 후 발생되는 가제품의 코너 라운드 부위의 두께 감소를 분석하는 성형면 형상 오차 분석 단계를 포함하는 핫 스탬핑 공법.
The method according to claim 1,
In the mold design and mold manufacturing step, when the mold design step is completed, the mold manufacturing step proceeds,
The mold design step,
A cold forming prediction step to predict the amount of blank required when forming a 2D-shaped blank into a 3D-shaped temporary product,
A spring back analysis step of analyzing the spring back of the temporary product generated after the cold forming step,
Hot stamping method comprising a forming surface shape error analysis step of analyzing the thickness reduction of the corner round portion of the temporary product generated after the cold forming step.
상기 성형면 형상 오차 분석 단계에서 가제품의 코너 라운드 부위의 두께 감소는 성형면 오차 데이터 맵을 이용하는 것을 특징으로 하는 핫 스탬핑 공법.
The method according to claim 2,
In the forming surface shape error analysis step, the thickness of the corner round portion of the temporary product is reduced using a forming surface error data map.
상기 금형설계 단계는,
상기 냉간성형 단계, 상기 금형트림 단계, 상기 가열 단계 및 상기 열처리 단계를 순차적으로 거친 후 제작되는 제품의 강도 및 품질을 검사하는 검사 단계를 더 포함하는 핫 스탬핑 공법.
The method according to claim 2,
The mold design step,
The hot stamping method further comprising an inspection step of inspecting the strength and quality of a product produced after sequentially passing through the cold forming step, the mold trimming step, the heating step and the heat treatment step.
상기 금형설계 단계는,
상기 검사 단계를 통과한 최종 냉간성형 금형, 상기 금형트림 및 냉간성형 금형, 금형트림을 제작 시 수정된 내용을 데이트베이스화시키는 데이터베이스 저장 단계를 더 포함하는 핫 스탬핑 공법.
The method of claim 4,
The mold design step,
The hot stamping method further comprising a database storage step of database storage of the final cold forming mold that has passed the inspection step, the mold trim and the cold forming mold, and the modified content when the mold trim is produced.
상기 금형트림 설계 및 금형트림 제작단계는 금형트림 설계 단계가 완료되면 금형트림 제작 단계가 진행되는 것을 특징으로 하는 핫 스탬핑 공법.
The method according to claim 1,
In the mold trim design and mold trim manufacturing steps, a mold trim manufacturing step is performed when the mold trim design step is completed.
상기 열간성형 예측 단계 및 상기 열팽창 분석 단계는 팜스탬프 소프트웨어를 이용하여 가제품이 팽창 및 수축되는 양을 예측하고,
상기 커브면 형상 오차 분석 단계에서 가제품의 코너 라운드 부위가 수축되는 양은 커브면 오차 데이트 맵을 이용하는 것을 특징으로 하는 핫 스탬핑 공법.The method according to claim 1,
The hot forming prediction step and the thermal expansion analysis step predict the amount by which the temporary product expands and contracts using palm stamp software,
The hot stamping method, characterized in that the amount of shrinkage of the corner round portion of the temporary product in the curve surface shape error analysis step uses a curve surface error data map.
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