[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

KR102576917B1 - 금속 부품의 열처리 방법 및 장치 - Google Patents

금속 부품의 열처리 방법 및 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102576917B1
KR102576917B1 KR1020187024553A KR20187024553A KR102576917B1 KR 102576917 B1 KR102576917 B1 KR 102576917B1 KR 1020187024553 A KR1020187024553 A KR 1020187024553A KR 20187024553 A KR20187024553 A KR 20187024553A KR 102576917 B1 KR102576917 B1 KR 102576917B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
furnace
component
partial region
temperature
heating
Prior art date
Application number
KR1020187024553A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20180119579A (ko
Inventor
안드레아스 라이나르츠
예르크 빈켈
프랑크 빌덴
Original Assignee
슈바츠 게엠베하
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE102016201024.7A external-priority patent/DE102016201024A1/de
Priority claimed from DE102016201025.5A external-priority patent/DE102016201025A1/de
Priority claimed from DE102016201936.8A external-priority patent/DE102016201936A1/de
Priority claimed from DE102016202766.2A external-priority patent/DE102016202766A1/de
Priority claimed from DE102016118252.4A external-priority patent/DE102016118252A1/de
Application filed by 슈바츠 게엠베하 filed Critical 슈바츠 게엠베하
Publication of KR20180119579A publication Critical patent/KR20180119579A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102576917B1 publication Critical patent/KR102576917B1/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/0068—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for particular articles not mentioned below
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/0062—Heat-treating apparatus with a cooling or quenching zone
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/18—Hardening; Quenching with or without subsequent tempering
    • C21D1/19—Hardening; Quenching with or without subsequent tempering by interrupted quenching
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/62—Quenching devices
    • C21D1/673—Quenching devices for die quenching
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
    • C21D6/005—Heat treatment of ferrous alloys containing Mn
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/005—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment of ferrous alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0205—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips of ferrous alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/62—Quenching devices
    • C21D1/667—Quenching devices for spray quenching
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D2221/00—Treating localised areas of an article

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)
  • Tunnel Furnaces (AREA)
  • Furnace Details (AREA)
  • Heat Treatments In General, Especially Conveying And Cooling (AREA)

Abstract

본 발명은 금속 부품을 열처리하는 방법 및 장치와, 금속 부품을 열처리하는 가열로의 사용 방법에 관련된다. 본 발명은 고강도 망간 보론강으로 제조되며 선택적으로 사전 코팅된 부품들의 부분 경화에 사용될 수 있다. 본 발명에 따른 금속 부품(1)의 열처리 방법은 적어도: a) 금속 부품(1)을 제1 가열로(2)에서 가열하는 단계와; b) 부품(1)을 온도 제어 스테이션(3)으로 이동시키는 단계와; c) 부품(1)의 적어도 하나의 제1 부분 영역(4)을 온도 제어 스테이션(3) 내에서 냉각시키는 단계로, 부품(1)의 적어도 하나의 제1 부분 영역(4)과 적어도 하나의 제2 부분 영역(5) 간에 온도 차이가 설정되는 단계와; d) 부품(1)을 온도 제어 스테이션(3)으로부터 제2 가열로(6)로 이동시키는 단계와; 그리고 e) 부품(1)의 적어도 하나의 제1 부분 영역(4)을 복사열 및/또는 대류에 의해 적어도 200 K만큼 가열하는 단계를 구비한다.

Description

금속 부품의 열처리 방법 및 장치
본 발명은 금속 부품을 열처리하는 방법과 장치, 그리고 금속 부품을 가열하는 가열로의 사용방법에 관한 것이다. 본 발명은 특히 선택적으로 사전 코팅된 고강도 망간 보론강 제 부품의 부분 경화에 사용된다.
박강판(sheet steel)으로 제조된 안전 적합(safety-relevant) 차량의 바디 부(body part)를 생산하기 위해서는, 일반적으로 바디 부로 성형되는 동안 또는 그 이후에 박강판을 경화(harden)시킬 필요가 있다. 이를 위해, “프레스 경화(press hardening)”로 지칭되는 열처리(heat treatment) 방법이 자리를 굳혔다. 이 공정에서, 일반적으로 블랭크(blank; 소지)의 형태로 제공되는 박강판이 먼저 가열로(furnace)에서 가열된 다음, 프레스에서의 성형 작동 동안 냉각됨으로써 경화된다.
A 및 B 필라(pillar), 도어 내의 측면 충격 보호 빔(side impact protection beam), 문틀(sill), 프레임 부품, 범퍼, 플로어 또는 루프의 횡빔(transverse beam), 그리고 전방 및 후방 종빔(longitudinal beam) 등 자동차의 바디 부의 제조에 프레스 경화를 사용하고자 하는 노력이 최근 수년간 이뤄져 왔는데, 이들은 부분 영역(sub-region)들에서 강도가 달라지므로 바디 부들은 부분적으로 다른 기능들을 충족시킬 수 있다. 예를 들어 차량의 B 필라의 중앙 영역은 측면 충격의 경우 승객을 보호하기 위해 고강도를 가져야 한다. 이와 동시에 B 필라의 상단 및 하단 영역들은 비교적 저강도를 가져 측면 충격 동안 변형 에너지를 흡수할 수 있는 한편, B 필라의 설치 동안 다른 바디 부들과 용이한 연결을 가능하게 해야 한다.
이와 같이 부분적으로 경화된 바디 부를 형성하기 위해서는, 경화된 부품(component)이 부분 영역들에서 상이한 재질 미세구조 또는 강도 특성을 가질 필요가 있다. 경화 후에 상이한 재질 미세구조 또는 강도 특성들을 설정하기 위해서는 예를 들어 박강판이 미리 다른 박판 부분들이 서로 결합되어 제공되든가 프레스에서 부분적으로 달리 냉각되어 경화될 수 있다.
이를 대신하여 또는 이에 추가하여, 경화될 박강판을 프레스에서의 냉각 및 성형 단계 이전에 부분적으로 상이한 열처리 공정을 거치게 하는 대안(option)이 있다. 이를 위해, 예를 들어 박강판의 부분 영역만을 마르텐사이트(martensite) 등의 더 경질의 미세구조로의 변환(transformation)이 이뤄지도록 가열할 수 있다. 그러나 이러한 종류의 공정 제어는 일반적으로, 알루미늄 실리콘 코팅 등 박강판의 표면을 부식(scaling)으로부터 보호하는 코팅(coating)의 내부 확산(inward diffusion)이 열처리 공정에 효율적으로 융화될 수 없는 단점이 있다. 또한, 열전도를 통해 박강판의 온도를 부분적으로 제어하도록 설계된 접촉판(contact plate)을 통해 부분적 열처리를 수행하는 대안이 존재한다. 그러나 이는 판들과의 어느 정도의 접촉 시간을 요구하는데, 이는 일반적으로 후속(downstream) 프레스에 의해 달성 가능한 (최소) 사이클 타임(cycle time)보다 더 길다. 뿐만 아니라, 어느 정도의 접촉 시간과 프레스에서의 사이클 타임 간의 조정(coordination)이 해당 온도 제어 스테이션(station)들을 프레스 경화 제조라인(line)에 산업적 규모(industrial scale)로 통합하기 어렵게 하여 작동 동안의 생산 변동(production fluctuation)은 일반적으로 피할 수 없다.
이에 따라, 본 발명의 목적은 종래기술에 관해 전술한 문제들을 적어도 부분적으로 해결하는 것이다. 특히 금속 부품을 열처리하는 방법과 장치와 금속 부품을 가열하는 가열로의 사용방법(use)이 제공되는데, 이는 특히 부품의 부분적으로 상이한 열처리를 산업적 규모로 가능할 만큼 가능한 한 효율적으로 수행할 수 있게 한다. 뿐만 아니라, (본 발명) 방법, 장치 및 사용방법은 프레스 상류에 위치한 열처리 공정의 공정 세그먼트(process segment)의 전체 열처리 공정의 사이클 타임에 대한 영향을 감소시키는 데 도움이 된다.
이 목적들은 독립 청구항들의 특징들에 의해 달성된다. 본 발명(disclosed herein) 해법의 더 유용한 실시예들은 종속항들에 기재되어 있다. 종속항들에 개별적으로 열거된 특징들은 어떤 임의의 기술적으로 의미 있는 방식으로 서로 조합되어 본 발명의 새로운 실시예들을 구성할 수 있음에 유의해야 한다. 또한 청구항들에 기재된 특징들은 본 발명의 더 바람직한 실시예들이 표현된 상세한 설명에 더 상세히 명시 및 설명되어 있다.
금속 부품을 (부분적으로 상이하게) 열처리하는 본 발명에 따른 방법은 적어도 다음 단계들을 구비한다:
a) 부품을 제1 가열로에서 가열하는 단계와;
b) 부품을 온도 제어 스테이션(temperature control station)으로 이동시키는 단계와;
c) 온도 제어 스테이션에서 부품의 적어도 하나의 제1 부분 영역을 (부분적으로 및/또는 대류로) 냉각시키는 단계로, 부품의 적어도 하나의 제1 부분 영역과 적어도 하나의 제2 부분 영역 사이에 온도 차이가 설정되는 단계와;
d) 부품을 온도 제어 스테이션으로부터 제2 가열로로 이동시키는 단계와; 그리고
e) 부품의 적어도 하나의 제1 부분 영역을 적어도 200 K(켈빈; Kelvin)만큼 가열하는 단계.
방법 단계 a), b), c), d) 및 e)로 표시된 순서(sequence)는 이 방법의 정상적 공정으로부터 도출된 것이다. 개별 또는 복수의 방법 단계들은 동시에, 연속적으로, 및/또는 적어도 부분적으로 동시에 수행될 수 있다. 이 방법은 바람직하기로 여기 개시된 (본 발명) 장치를 사용하여 수행된다.
본 발명 방법은 특히 (강제) 부품의 목표 부품 영역 특정 열처리(targeted component zone-specific heat treatment) 또는 강제 부품의 여러 부분 영역들에 목표 특정 방식으로 다른 미세구조를 설정하는 데 사용된다. 바람직하기로, (본 발명) 방법은 선택적으로 사전 코팅된 (고강도) 망간 보론강(manganese-boron steel) 제 부품들을 부분적으로 경화시키는 데 사용된다.
특히 바람직한 방식에 있어서, 본 발명 방법은 부품의 부분적으로 상이한 열처리를 산업적 규모로도 신뢰성 있게 수행할 수 있게 해준다. 특히 온도 제어 스테이션 내의 냉각에 이어 다른 가열 공정 또는 열에너지의 공급 재개(renewed supply) 공정이 후속되므로, 프레스 상류에 위치한 열처리 공정의 공정 세그먼트의 전체 열처리 공정의 사이클 타임에 대한 영향이 감소될 수 있다. 바람직하기로 부품은 온도 제어 스테이션에 15초 미만, 특히 10초 미만, 더욱 바람직하기로 5초 미만 동안 체류한다. 그 다음, 부품은 배치 로(batch furnace) 내에 머물거나 온도 제어 스테이션에서 이전 또는 이후에 열처리되는 다른 부품들과 함께 연속 로(continuous furnace)를 통해 이송될 수 있다. 특히 바람직한 방식에 있어서, 이는 프레스의 상류에 위치한 열처리 공정의 사이클 타임을 프레스의 사이클 타임에 맞출 수 있게 한다. 뿐만 아니라, 본 발명은 특히, 부품의 냉각 또는 중간 냉각 영역을 어떤 시간 주기 이상(over) 등온으로 유지하여 이전에 형성된 오스테나이트(austenite)(미세구조)를 베이나이트(bainite), 페라이트(ferrite) 및/또는 펄라이트(pearlite) 등의 미세구조로 변환하는 공정 제어를 하지 않는다. 그 대신 놀랍게도 부품을 등온으로 유지하는 것에 비해 가열 재개 공정이 경화된 부품의 더 연질인(ductile) 영역에서 향상된, 특히 더 높은 인장 강도를 나타냄이 본 발명의 범위 내에서 밝혀졌다.
금속 부품은 바람직하기로 금속 블랭크(blank; 소지), 박강판 또는 적어도 부분적으로 사전 성형된(preformed) 반제품(semi-finished product)이다. 금속 부품은 바람직하기로 예를 들어 호칭 22MnB5을 가진 (망간) 보론강 등의 (경화 가능한) 강제로 포함하거나 제조된다. 더욱 바람직하기로 금속 부품은 적어도 대규모의 (금속) 코팅(coating)을 구비하거나 사전 코팅된다(pre-coated). 예를 들어 금속 코팅은 (주로) 아연을 포함하는 코팅 또는 (주로) 알루미늄 및/또는 실리콘을 포함하는 코팅이고, 특히 알루미늄/실리콘(Al/Si) 코팅으로 알려진 코팅이다.
단계 a)에서, (전체) 부품이 제1 가열로에서 가열된다. 바람직하기로 부품은 제1 가열로 내에서 균일하게(homogeneously or uniformly) 가열된다. 더욱 바람직하기로 제1 가열로 내에서(만) 예를 들어 가열 루프(heating loop) 및/또는 가열선(heating wire), 및/또는 적어도 하나의 (가스 가열) 복사관(radiant tube) 등의 적어도 하나의 전기 작동 가열 부재에 의해 (부품과 물리적 또는 전기적 접촉 없이) 복사열(radiant heat)로 가열된다.
단계 b)에서, 부품이 이동, 특히 제1 가열로로부터 온도 제어 스테이션으로 이동된다. 이를 위해 이송 유닛(transport unit)이 구비될 수 있는데, 예를 들어 적어도 롤러 테이블(roller table) 및/또는 (산업용) 로봇을 구비한다. 바람직하기로, 부품은 제1 가열로부터 온도 제어 스테이션까지 적어도 0.5m(미터) 주행(travel)한다. 부품은 보호 분위기(protective atmosphere) 내에서 주변 영역(ambient area)과 접촉하여 안내될 수 있다.
단계 c)에서, 부품의 적어도 제1 부분 영역이 온도 제어 스테이션 내에서 (적극적으로) 냉각된다. 이를 위해 부품의 적어도 하나의 제1 부분 영역(완전히 처리된 부품에서 더 연질인 영역)과 적어도 하나의 제2 부분 영역(완전히 처리된 부품에서 더 경질인 영역) 간에 온도 차이가 설정된다. 냉각 후 부품은 부분적으로 상이한 (부품) 온도들을 가지는데, 적어도 하나의 제1 부분 영역의 온도와 적어도 하나의 제2 부분 영역의 온도 간에 온도 차이가 설정된다. 뿐만 아니라, 단계 c)에서 부품의 부분 영역들 몇 개의 (다른) 온도 차이들이 설정될 수도 있다. 예를 들어, 부품에 각각 다른 것들과 상이한 온도를 가지는 셋 이상의 부분 영역들을 설정할 수 있다.
단계 c)에서의 냉각은 주로 대류(convection)에 의해 이뤄지는데, 특히 바람직하기로 유체를 배출하는 적어도 하나의 노즐에 의해 이뤄진다. 이를 위해, 노즐이 온도 제어 스테이션 내에 위치하여 제1 부분 영역을 지향할 수 있다. 유체는 예를 들어 공기, 질소, 물 또는 그 혼합물일 수 있다. 냉각은 바람직하기로 각각 유체를 배출하는 복수의 노즐들을 구비하는 노즐 어레이(nozzle array)에 의해 이뤄지는데, 특히 바람직하기로 노즐 어레이의 형태(shape) 및/또는 복수의 노즐들의 배치(arrangement)는 부품의 적어도 하나의 제1 부분 영역의 (원하는) 형상(geometry)에 맞춰진다.
냉각은 바람직하기로 복수의 노즐들에 의해 이뤄지는데, 특히 개별적 또는 그룹으로 작동될 수 있고 특히 (어떤) 유체 용적 유량(fluid volume flow)이 공급될 수 있는 적어도 5개, 더욱 바람직하기로 적어도 10개의 노즐들에 의해 이뤄진다. 노즐들은 바람직하기로 시간의 함수로 작동된다. 더욱 바람직하기로, 부품의 부분 영역들, 예를 들어 적어도 하나의 제1 부분 영역과 적어도 하나의 부분 영역 간에 하나 이상의 온도 차이가 의도적으로(deliberately) 설정되도록 하는 방식으로 (개별적 또는 그룹으로) 작동된다. 또한 노즐들은 부품들이 온도 제어 스테이션을 이탈할 때 이에 영향을 미칠 수 있는 온도 제어 스테이션 내의 주변 영향 조건(ambient influencing condition)들을 보상할 수 있는 방식으로 (개별적 또는 그룹으로) 작동될 수 있다. 특히 방지(prevention)를 의미하는 것으로 이해되어야 할 이러한 보상은, 예를 들어 모서리(edge)에 더 근접한 부품의 영역, 특히 부품 모서리에 더 근접한 적어도 하나의 제1 부분 영역의 영역이 모서리에서 더 멀리 위치한 부품의 영역, 특히 부품 모서리에서 더 멀리 위치한 적어도 하나의 제1 부분 영역의 영역이 더 낮은 온도로 냉각되어, 부품의 모서리 영역에서 더 신속한 냉각이 이뤄지도록 고려하거나 (거의) 보상할 수 있는데, 이는 온도 제어 스테이션을 이탈하며, 특히 주변 영역과의 열교환(heat exchange)에서 발생될 수 있다.
더욱 바람직하기로, 부품의 적어도 하나의 제2 부분 영역으로의 열에너지의 입력이, 적어도 하나의 제1 부분 영역의 냉각과 동시에 또는 적어도 부분적으로 동시에 이뤄진다. 바람직하기로, 부품의 적어도 하나의 제2 부분 영역(만)이 온도 제어 스테이션 내에서 열복사(heat radiation)에 노출되는데, 예를 들어 이는 온도 제어 스테이션 내에 위치하는 가열 루프 및/또는 가열선, 및/또는 적어도 하나의 (가스 가열) 복사관 등의, 특히 온도 제어 스테이션 내에 위치하고 (부품과 접촉하지 않는) 적어도 하나의 전기로 작동 또는 가열되는 가열 부재에 의해 이뤄진다.
부품의 적어도 하나의 제2 부분 영역으로의 열에너지의 입력은, 부품이 온도 제어 스테이션 내에 체류하는 동안, 온도 제어 스테이션 내에서 적어도 하나의 제2 부분 영역의 온도 하락(decrease) 및/또는 적어도 하나의 제2 부분 영역의 냉각속도(cooling rate)가 적어도 감소하는 방식으로 이뤄질 수 있다. 이 공정 제어는 단계 a)에서 부품이 Ac3 온도 이상(above)으로 가열될 때 특히 유용하다. 이와는 달리, 부품의 적어도 하나의 제2 부분 영역으로의 열에너지의 입력이, 부품의 적어도 하나의 제2 부분 영역이 (상당히) 가열, 적어도 약 50 K 만큼 가열되도록 하는 방식으로 이뤄질 수도 있다. 이 공정 제어는 단계 a)에서 부품이 Ac3 온도 이하(below), 특히 Ac1 온도 이하로 가열될 때 특히 유용하다.
단계 d)에서, 부품은 온도 제어 스테이션으로부터 제2 가열로로 이동된다. 이를 위해, 예를 들어 적어도 롤러 테이블 및/또는 (산업용) 로봇을 구비하는 이송 유닛(transport unit)이 구비될 수 있다. 부품은 바람직하기로 온도 제어 스테이션으로부터 제2 가열로로 적어도 0.5 m 주행한다. 부품은 주변 영역과 접촉하거나 보호 분위기 내에서 안내될 수 있다. 바람직하기로, 부품은 온도 제어 스테이션으로부터 꺼내진 즉시 제2 가열로로 바로 이송된다.
단계 e)에서, 적어도, 부품의 적어도 하나의 제1 부분 영역은 제2 가열로에서 적어도 200 K만큼 가열된다. 달리 말해, 제2 가열로에서 추가적인(another) 가열 공정이 이뤄지는데, 적어도 이전에 (적극적으로) 냉각된 적어도 하나의 제1 부분 영역이 적어도 200 K만큼 가열된다. 바람직하기로, 부품의 적어도 하나의 제1 부분 영역(만)이 제2 가열로에서, 가열 루프 및/또는 가열선, 및/또는 적어도 하나의 (가스 가열) 복사관 등의, 예를 들어 (부품과 접촉하지 않는) 적어도 하나의 전기로 작동되는 가열 부재에 의한 복사열로 가열된다. 단계 e)에서 더욱 바람직하기로, 적어도 하나의 제1 부분 영역의 가열과 동시에 또는 적어도 부분적으로 동시에, 부품의 적어도 하나의 제2 부분 영역이 제2 가열로 내에서 적어도 50 K, 특히 바람직하기로 70 K, 더욱 바람직하기로 적어도 100 K만큼, 특히 복사열로(만) 가열된다. 특히 바람직하기로, 부품의 적어도 하나의 제2 부분 영역은 단계 e)에서 Ac1 온도 이상, 특히 Ac3 온도 이상으로 가열된다. 이와는 달리 단계 e)에서, 부품이 제2 가열로에 체류하는 동안 특히 적어도 하나의 제1 부분 영역의 가열과 동시에 또는 적어도 부분적으로 동시에 적어도 하나의 제2 부분 영역에서의 온도 하락 및/또는 적어도 하나의 제2 부분 영역의 냉각속도가 적어도 감소된다.
달리 말해, 단계 e)에서 전체 부품에 대한 특히 복사열에 의한 열에너지의 입력이 이뤄질 수 있다. 예를 들어 제2 가열로는 (이를 위해) 특히 복사열로(만) 가열하는 로내(furnace interior)를 포함하는데, 그 안은 바람직하기로 거의 균일한 내부 온도가 지배(prevail)한다. 적어도 하나의 제1 부분 영역으로의 열에너지의 입력은 적어도 하나의 제1 부분 영역의 온도가 적어도 100 K, 바람직하기로 적어도 120 K, 특히 바람직하기로 적어도 150 K, 더욱 바람직하기로 적어도 200 K만큼 상승하도록 하는 방식으로 이뤄진다.
제2 가열로 내에서 적어도 하나의 제2 부분 영역으로의 열에너지의 입력은 바람직하기로 부품이 제2 가열로에 체류하는 동안 적어도 하나의 제2 부분 영역에서의 온도 하락 및/또는 적어도 하나의 제2 부분 영역의 냉각속도가 적어도 감소되도록 하는 방식으로 이뤄진다. 이 공정 제어는 부품이 단계 a)에서 Ac3 온도 이상의 온도까지 가열될 때 특히 유용하다. 이와는 달리, 제2 가열로 내에서 적어도 하나의 제2 부분 영역으로의 열에너지의 입력이, 부품의 적어도 하나의 제2 부분 영역이 (상당히) 가열, 특히 적어도 50 K, 특히 바람직하기로 적어도 70 K, 더욱 바람직하기로 적어도 100 K만큼 가열되거나 및/또는 Ac1 이상의 온도, 특히 Ac3 온도 이상으로 가열되도록 하는 방식으로 이뤄질 수 있다. 이 공정 제어는 단계 a)에서 부품이 Ac3 온도 이하, 특히 Ac1 온도 이하로 가열될 때 특히 유용하다.
(본 발명의) 한 바람직한 실시예에 따르면, 적어도 다음 단계들을 더 구비하는 방법이 제안된다:
f) 부품을 제2 가열로로부터 프레스 경화 툴(press hardening tool)로 이동시키는 단계와; 그리고
g) 부품을 프레스 경화 툴에서 성형 및 냉각시키는 단계.
바람직하기로, 단계 f)에서의 이동은 예를 들어 적어도 롤러 테이블 및/또는 (산업용) 로봇을 구비하는 이송 장치에 의해 이뤄진다. 바람직하기로, 부품은 제2 가열로로부터 프레스 경화 툴까지 적어도 0.5 m 주행된다. 부품은 주변 영역과 접촉하거나 보호 분위기 내에서 안내될 수 있다. 바람직하기로, 부품은 제2 가열로로부터 꺼내진 즉시 프레스 경화 툴로 바로 이송된다.
(본 발명의) 한 바람직한 실시예에 따르면, 부품은 단계 a)에서 Ac3 온도 이하, 특히 Ac1 온도 이하까지 가열될 것이 제안된다. Ac1 온도는 금속 부품, 특히 강제 부품이 가열될 때 페라이트로부터 오스테나이트로의 변환이 시작되는 온도이다.
(본 발명의) (다른) 바람직한 실시예에 따르면, 부품은 단계 a)에서 Ac3 온도 이상까지 가열될 것이 제안된다. Ac3 온도는 금속 부품, 특히 강제 부품이 가열될 때 페라이트로부터 오스테나이트로의 변환이 (전체적으로) 완료되는 온도이다.
(본 발명의) 한 바람직한 실시예에 따르면, 적어도 하나의 제1 부분 영역이 단계 c)에서 대류에 의해 Ac1 온도 이하의 온도까지 냉각될 것이 제안된다. 바람직하기로, 적어도 하나의 제1 부분 영역은 단계 c)에서, 특히 대류에 의해 550 ℃(섭씨 도) (823.15 K) 이하, 특히 바람직하기로 500 ℃ (773.15 K) 이하, 더욱 바람직하기로 450℃ (723.15 K) 이하까지 냉각된다.
(본 발명의) 다른 관점(aspect)에 의하면, 적어도 다음 단계들을 구비하는 금속 부품의 열처리 방법이 개시된다:
a) 부품을 특히 제1 가열로에서 복사열 및/또는 대류에 의해 적어도 500 K, 바람직하기로 적어도 600 K, 더욱 바람직하기로 적어도 800 K만큼 가열하는 단계와;
b) 부품의 적어도 제1 부분 영역을 특히 제1 가열로 하류에 위치하는 온도 제어 스테이션 내에서 (부분적으로 및/또는 대류로) 냉각시키는 단계로, 부품의 적어도 제1 부분 영역과 적어도 하나의 제2 부분 영역 간의 온도 차이가 적어도 100 K, 바람직하기로 적어도 150 K, 더욱 바람직하기로 적어도 200 K로 설정되는 단계와;
c) 부품의 적어도 제1 부분 영역을 특히 온도 제어 스테이션의 하류에 위치한 제2 가열로 내에서 복사열 및/또는 대류로 적어도 100 K, 바람직하기로 적어도 150 K, 더욱 바람직하기로 적어도 200 K만큼 가열하는 단계.
방법 단계 a), b), 및 c)들의 표시된 순서(sequence)는 이 방법의 정상적 공정 동안 도출된 것이다. 개별적인 또는 복수의 방법 단계들은 동시에, 연속적으로 및/또는 적어도 부분적으로 동시에 수행될 수 있다. 이 방법은 바람직하기로 여기 개시된 (본 발명) 장치를 사용하여 수행된다.
바람직하기로, 부품의 적어도 하나의 제1 부분 영역은 단계 c)에서 또는 제2 가열로 내에서 350 K 이하(no more than), 특히 바람직하기로 300 K 이하, 더욱 바람직하기로 250 K 이하만큼 가열된다. 단계 c) 또는 제2 가열로에서의 가열은 바람직하기로, 적어도 하나의 제1 부분 영역만이 적어도 100 K, 바람직하기로 적어도 150 K, 더욱 바람직하기로 적어도 200 K만큼 가열되도록 하는 방식으로 이뤄진다. 특히 바람직하기로, 부품의 적어도 하나의 제2 영역은 단계 c) 또는 제2 가열로에서 200 K 미만, 바람직하기로 150 K 미만, 더욱 바람직하기로 100 K 미만만큼 가열된다.
(본 발명의) 한 바람직한 실시예에 따르면, 단계 d)에서 부품이 동시에 성형 및 냉각될 것이 제안된다. 바람직하기로, 부품은 단계 d)에서 프레스 경화된다.
먼저 기재된 방법과 관련한 상세, 특징, 바람직한 실시예들은 여기 기재된 방법에도 마찬가지로(accordingly) 존재하며, 역도 마찬가지다. 이 점에 있어서, 특징들을 더 특징화하도록 위에 제공된 설명들은 여기에도 참고로 포함된다.
(본 발명의) 또 다른 관점에 따르면 적어도 다음을 포함하는 금속 부품의 열처리 장치가 개시된다:
- 특히 복사열 및/또는 대류를 통해 가열할 수 있는 제1 가열로와;
- 제1 가열로 하류에 위치하고, 부품의 적어도 하나의 제1 영역을 냉각하는 유체를 배출하도록 구비된 적어도 하나의 노즐이 위치 또는 고정(hold)되고, 부품의 적어도 하나의 제1 부분 영역과 적어도 하나의 제2 부분 영역 간에 온도 차이를 설정할 수 있는 온도 제어 스테이션과;
- 온도 제어 스테이션의 하류에 위치하고, 특히 복사열 및/또는 대류를 통해 가열할 수 있으며, 적어도 부품의 적어도 하나의 제1 부분 영역을 적어도 100 K, 바람직하기로 적어도 150 K, 더욱 바람직하기로 적어도 200 K만큼 가열하도록 구비 및 구성되는 제2 가열로.
이 장치는 바람직하기로 본 발명 방법을 수행하는 데 사용된다. 바람직하기로, 본 발명 방법을 수행하는 데 적합하고 이를 위해 구성된 전자 제어 회로가 장치에 배정된다. 특히 바람직하기로 제어 유닛은 적어도, 하나의 프로그램 제어 마이크로프로세서와 이를 위한 전자 메모리와, 메모리에 저장되어 본 발명 방법을 수행하도록 구비 및 구성된 제어 프로그램을 구비한다.
다른 바람직한 실시예에 따르면, 적어도 제1 가열로 또는 제2 가열로는 연속 로(continuous furnace) 또는 배치 로(batch furnace)이다. 바람직하기로 제1 가열로는 연속 로, 특히 롤러 하스 로(roller hearth furnace)이다. 제2 가열로는 특히 바람직하기로 연속 로, 롤러 하스 로 또는 배치 로, 특히 서로 상하로 위치하는 적어도 두 챔버(chamber)들을 구비하는 다층(multi-level) 배치 로이다.
제2 가열로는 바람직하기로 로내(furnace interior)를 포함하는데, 이는 특히 복사열에 의해서(만) 가열 가능하고, 바람직하기로 거의 균일한 내부 온도가 설정될 수 있다. 특히 제2 가열로가 다층 배치 로로 설계되었을 때, 이러한 로내들은 챔버들의 수에 대응하여 존재할 수 있다.
바람직하기로, 복사 (전용의) 열원은 제1 가열로 및/또는 제2 가열로 내에 위치한다. 적어도 하나의 전기 작동 가열 루프 및/또는 적어도 하나의 전기 작동 가열선 등의 (부품과 접촉하지 않는) 적어도 하나의 전자 작동 가열 부재는 제1 가열로의 로내 및/또는 제2 가열로의 로내에 위치한다. 이와 달리 또는 이에 추가하여, 적어도 하나의 특히 가스 가열, 복사관(radiant tube)이 제1 가열로의 로내 및/또는 제2 가열로의 로내에 위치할 수 있다. 바람직하기로, 복수의 복사관 가스버너들 또는 각각 적어도 하나의 가스버너가 그 내부로 연소하는 복사관들이 제1 가열로의 로내 및/또는 제2 가열로의 로내에 위치한다. 가스버너가 연소하는 복사관의 내부 영역이 분위기상(atmospherically) 로내와 분리되어 연소 가스 또는 배기 가스가 로내에 도달하고 이에 따라 가열로 분위기에 영향을 미칠 수 없도록 하는 것이 특히 바람직하다. 이러한 시스템은 “간접 가스 가열(indirect gas heating)”로도 지칭된다.
유체의 배출을 위해 구비 및 구성된 적어도 하나의 노즐이 온도 제어 스테이션에 위치 또는 고정(hold)된다. 특히 바람직하기로, 적어도 하나의 노즐은 부품의 제1 부분 영역을 향해 유체를 배출할 수 있도록 지향된다. 더욱 바람직하기로, 복수의 노즐들을 구비하는 노즐 어레이(nozzle array)가 온도 제어 스테이션 내에 위치하는데, 각 노즐은 유체를 배출하도록 구비 및 구성된다. 특히 바람직하기로 노즐 어레이의 형태(shape) 및/또는 복수의 노즐들의 배치(arrangement)는 부품의 적어도 하나의 제1 부분 영역의 (원하는) 형상(geometry)에 맞춰진다.
바람직하기로, 적어도 하나의 가열 유닛이 온도 제어 스테이션 내에 위치한다. 가열 유닛은 바람직하기로 부품의 적어도 하나의 제2 부분 영역에 열에너지를 투입하도록 구비 및 구성된다. 특히 바람직하기로, 가열 유닛은 부품의 적어도 하나의 제2 부분 영역으로의 열에너지의 투입이 적어도 하나의 노즐에 의한 부품의 적어도 하나의 제1 부분 영역의 냉각과 동시에 또는 적어도 부분적으로 동시에 이뤄지도록 하는 방식으로 온도 제어 스테이션 내에 위치 및/또는 지향된다. 바람직하기로, 가열 유닛은 적어도 하나의 복사 열원(만)을 구비한다. 특히 바람직하기로, 적어도 하나의 복사 열원은 적어도 하나의 전기 작동 가열 루프 및/또는 전기 작동 가열선 등 (부품과 접촉하지 않는) 적어도 하나의 전기 작동 가열 부재로 설계된다. 이와 달리 또는 이에 추가하여, 적어도 하나의 가스 가열 복사관이 복사 열원으로 구비될 수 있다.
뿐만 아니라, 장치는 제2 가열로의 하류에 위치하는 프레스 경화 툴을 구비할 수 있다. 프레스 경화 툴은 특히 동시에 또는 적어도 부분적으로 동시에 성형과 (적어도 부분적으로) 담금질(quenching)을 수행하도록 구비 및 구성된다.
(본 발명) 방법들과 관련하여 기재된 특징과 바람직한 실시예들은 마찬가지로(accordingly) 본 발명 장치에도 존재하며, 역도 마찬가지다. 이 점에 있어서, 특징들을 특징화하기 위해 위에 제공된 모든 설명들은 여기에도 참고로 포함된다.
(본 발명의) 다른 국면(aspect)에 의하면, 금속 부품의 적어도 부분 영역들을 복사열을 통해 적어도 100 K, 바람직하기로 적어도 150 K, 특히 적어도 200 K만큼 가열하는 가열로의 사용방법(use)이 개시되는데, 이에 따라 가열될 부품은 상이한 온도들로 제어된 적어도 두 부분 영역들을 이미 구비한다. 가열로는 바람직하기로 제1 가열로와 온도 제어 스테이션의 하류에 위치한 제2 가열로이다. 더욱 바람직하기로, 가열로에 의해 가열될 부분 영역들은 미리(적극적으로), 특히 대류로 부품의 부분 영역들이 냉각된다.
(본 발명) 방법 및/또는 장치들과 관련하여 전술한 특징과 바람직한 실시예들은 마찬가지로(accordingly) 여기 개시되는 사용방법에도 존재하며, 역도 마찬가지다. 이 점에 있어서, 이 특징들을 특징화하기 위해 위에 제공된 모든 설명들은 여기에도 참고로 포함된다.
이하 본 발명과 기술적 환경이 도면들에 기반하여 더 상세히 설명될 것이다. 본 발명은 제시된 예시적 실시예들에 한정되지 않음에 유의해야 할 것이다. 특히 명시적으로 달리 기재되지 않는 한, 도면들에 기재된 주제들의 부분적인 특성(aspect)들을 추출하여 다른 구성부들 및/또는 다른 도면들 및/또는 상세한 설명으로부터의 결과(finding)들과 조합하는 것도 가능하다. 개략적인 도면들에서:
도 1은 본 발명에 따른 장치의 도표;
도 2는 본 발명에 따른 장치에 사용될 수 있는 온도 제어 스테이션의 상세도;
도 3은 본 발명에 따른 한 장치 및/또는 본 발명에 따른 방법에 의해 달성 가능한 시간-온도 곡선; 그리고
도 4는 본 발명에 따른 다른 장치 및/또는 본 발명에 따른 방법에 의해 달성 가능한 시간-온도 곡선이다.
도 1은 제1 가열로(furnace)(2)와, 온도 제어 스테이션(temperature control station; 3)과, 제2 가열로(6)와, 그리고 프레스 경화 툴(press hardening tool; 7)을 구비하는. 금속 부품(1)을 열처리하는 본 발명에 따른 장치(8)를 개략적으로 도시한다. 이 장치(8)는 프레스 경화를 함께(here) 하는 열간 성형 라인(hot forming line)을 나타낸다. 온도 제어 스테이션은 제1 가열로(6)의 (바로) 하류에 위치하여, 장치(8)에 의해 처리될 부품(1)이 제1 가열로(6)를 떠나자마자 온도 제어 스테이션(3) 내로 바로 이송될 수 있다. 또한 온도 제어 스테이션(3)의 제2 가열로와 프레스 경화 툴(7)은 제2 가열로(6)의 (바로) 하류에 위치한다.
도 2는 예를 들어 도 1에 도시된 바와 같은 본 발명에 따른 장치(8)에 사용될 수 있는 온도 제어 스테이션(3)의 상세도를 도시한다. 부품(1)의 제1 부분 영역(sub-region)(4)을 냉각시키는 유체(10)를 배출하도록 구비 및 구성된 노즐(nozzle; 9)이 온도 제어 스테이션(3) 내에 위치한다. 또한, 부품(1)의 제2 부분 영역(5)에 열에너지를 입력하는 가열 유닛(heating unit; 11)이 온도 제어 스테이션(3) 내에 위치한다. 이를 위해 가열 유닛(11)은 예를 들어 전기 작동(electrically operated) 가열선(heating wire)로 설계된다.
도 3은 본 발명에 따른 장치(8) 및/또는 본 발명에 따른 방법에 의해 달성 가능한 시간-온도 곡선을 개략적으로 도시한다. 금속 부품의 온도(T) 또는 부품의 적어도 하나의 제1 부분 영역과 적어도 하나의 제2 부분 영역의 온도(T)가 시간(t)에 대해 작도되었다.
도 3에 도시된 시간-온도 곡선에 따르면, 금속 부품(1)은 먼저 시간(t1) 점까지 Ac1 온도 이하의 온도까지 균일하게 가열한다. 예를 들어 이 가열은 제1 가열로(2) 내에서 이뤄진다. 시간(t1) 점과 시간(t2) 점 사이에서 금속 부품이 제1 가열로로부터 온도 제어 스테이션으로 이송된다. 이 공정 중에 예를 들어 주변 영역으로의 방열(heat emission) 때문에 부품 온도는 약간 하락한다.
시간(t2) 점과 시간(t3) 점 사이에서 부품의 적어도 하나의 제1 부분 영역이 온도 제어 스테이션 내에서 (적극적으로) 냉각된다. 이는 시간(t2) 점과 시간(t3) 점 사이의 아래쪽 시간-온도 곡선에 기반하여 도 3에 도시되어 있다. 이와 동시에, 적어도 하나의 제2 부분 영역은 온도 제어 스테이션 내에서 (약간) 가열된다. 이는 시간(t2) 점과 시간(t3) 점 사이의 위쪽 시간-온도 곡선에 기반하여 도 3에 도시되어 있다. 이러한 방법으로 온도 제어 스테이션 내에서 적어도 하나의 제1 부분 영역과 적어도 하나의 제2 부분 영역 사이에 온도 차이(temperature difference; 12)가 설정된다.
시간(t3) 점과 시간(t4) 점 사이에서, 부품은 온도 제어 스테이션으로부터 제1 가열로와 다른 제2 가열로로 이송된다. 온도 제어 스테이션에서 설정된 부분적으로 상이한 온도들은 예를 들어 주변 영역으로의 방열 때문에 이 공정 동안 약간 하락한다.
부품은 제2 가열로에서 부품의 적어도 하나의 제1 부분 영역의 온도가 적어도 150 K만큼 상승하도록 하는 방식으로 시간(t4) 점부터 시간(t5) 점까지 가열된다. 또한 제2 가열로 내에서의 가열은, 이와 동시에 부품의 적어도 하나의 제2 부분 영역의 온도가 Ac3 온도 이상이 되도록 하는 방식으로 이뤄진다.
시간(t5) 점과 시간(t6) 점 사이에서, 부품은 제2 가열로로부터 프레스 경화 툴로 이송된다. 제2 가열로에서 설정된 부분적으로 상이한 온도들은 예를 들어 주변 영역으로의 방열 때문에 이 공정 동안 약간 하락한다.
시간(t6) 점부터 공정의 종료까지 (전체) 부품은 프레스 경화 툴 내에서 담금질된다(quenched). 마르텐사이트 미세구조(martensitic microstructure)가 부품의 적어도 하나의 제2 부분 영역에 적어도 부분적으로 또는 대부분 형성될 수 있는데, 이는 비교적 고강도이고 비교적 낮은 연성(ductility)을 가진다. 공정 동안 부품의 적어도 하나의 제1 부분 영역은 어느 점에서도 Ac1 온도를 초과하지 않아 부품의 적어도 하나의 제1 부분 영역은 페라이트 미세구조(ferritic microstructure)로 남아있어, 기본적으로 부품의 적어도 하나의 제1 부분 영역에는 변환이 이뤄지지 않는데, 이는 비교적 저강도이고 비교적 연성이 높다.
도 4는 본 발명에 따른 장치 및/또는 본 발명에 따른 방법에 의해 달성 가능한 다른 시간-온도 곡선을 개략적으로 도시한다. 먼저 금속 부품은 시간(t1) 점에서 Ac3 온도 이상 상승하도록 균일하게 가열된다.
예를 들어 이 가열은 제1 가열로 내에서 이뤄진다. 시간(t1) 점과 시간(t2) 점 사이에서 금속 부품이 제1 가열로로부터 온도 제어 스테이션으로 이송된다. 이 공정 중에 부품 온도는 약간 하락한다.
시간(t2) 점과 시간(t3) 점 사이에서 부품의 적어도 하나의 제1 부분 영역이 온도 제어 스테이션 내에서 (적극적으로) 냉각된다. 이는 시간(t2) 점과 시간(t3) 점 사이의 아래쪽 시간-온도 곡선에 기반하여 도 4에 도시되어 있다. 이와 동시에 부품의 적어도 하나의 제2 부분 영역의 온도는 온도 제어 스테이션 내에서 약간 하락한다. 이는 시간(t2) 점과 시간(t3) 점 사이의 위쪽 시간-온도 곡선에 기반하여 도 4에 도시되어 있다. 부품의 적어도 하나의 제2 부분 영역의 온도의 이 (소극적인) 하락은 부품의 적어도 하나의 제1 부분 영역의 동시의 (적극적인) 냉각에 비해 상당히 더 낮은 냉각속도(cooling rate)를 가진다. 온도 제어 스테이션 내에서 적어도 하나의 제1 부분 영역과 적어도 하나의 제2 부분 영역 사이에 온도 차이(12)가 설정되는 것이 도 4에서 명확하다.
시간(t3) 점과 시간(t4) 점 사이에서, 부품은 온도 제어 스테이션으로부터 제1 가열로와 다른 제2 가열로로 이송된다. 온도 제어 스테이션에서 설정된 부분적으로 상이한 온도들은 이 공정 동안 약간 하락한다.
부품은 제2 가열로에서 부품의 적어도 하나의 제1 부분 영역의 온도가 적어도 150 K만큼 상승하도록 하는 방식으로 시간(t4) 점부터 시간(t5) 점까지 가열된다. 또한 제2 가열로 내에서의 가열은, 이와 동시에 부품의 적어도 하나의 제2 부분 영역의 냉각속도가 주변 영역으로 방열하는 동안의 냉각속도에 비해 감소되도록 하는 방식으로 이뤄진다.
시간(t5) 점과 시간(t6) 점 사이에서, 부품은 제2 가열로로부터 프레스 경화 툴로 이송된다. 제2 가열로에서 설정된 부분적으로 상이한 온도들은 예를 들어 주변 영역으로의 방열 때문에 이 공정 동안 약간 하락한다.
시간(t6) 점부터 공정의 종료까지 (전체) 부품은 프레스 경화 툴 내에서 담금질된다. 마르텐사이트 미세구조가 부품의 적어도 하나의 제2 부분 영역에 적어도 부분적으로 또는 대부분 형성될 수 있는데, 이는 비교적 고강도이고 비교적 낮은 연성을 가진다. 부품의 적어도 하나의 제1 부분 영역에 베이나이트 미세구조(bainitic microstructure)를 적어도 부분적으로 또는 대부분 형성될 수 있는데, 이는 비교적 저강도이고 비교적 연성이 높다.
1: 부품(component)
2: 제1 가열로(first furnace)
3: 온도 제어 스테이션(temperature control station)
4: 제1 부분 영역(first sub-region)
5: 제2 부분 영역(second sub-region)
6: 제2 가열로(second furnace)
7: 프레스 경화 툴(press hardening tool)
8: 장치(device)
9: 노즐(nozzle)
10: 유체(fluid)
11: 가열 유닛(heating station)
12: 온도 차이(temperature difference)

Claims (10)

  1. 금속 부품(1)의 열처리 방법으로:
    a) 금속 부품(1)을 제1 가열로(2)에서 가열하는 단계와;
    b) 금속 부품(1)을 온도 제어 스테이션(3)으로 이동시키는 단계와;
    c) 금속 부품(1)의 적어도 하나의 제1 부분 영역(4)을 온도 제어 스테이션(3) 내에서 냉각시키는 단계로, 금속 부품(1)의 적어도 하나의 제1 부분 영역(4)과 적어도 하나의 제2 부분 영역(5) 간에 온도 차이가 설정되는 단계와;
    d) 금속 부품(1)을 온도 제어 스테이션(3)으로부터 제2 가열로(6)로 이동시키는 단계와; 그리고
    e) 제2 가열로(6) 내의 금속 부품(1) 전체에 열을 도입하는 단계로서, 상기 금속 부품(1)의 적어도 하나의 제1 부분 영역(4)이 제2 가열로(6)에서 적어도 200 K만큼 가열되는 단계를 포함하되,
    상기 제1 가열로(2)는 연속로 또는 배치로로 구성되고, 상기 제2 가열로(6)는 연속로 또는 배치로로 구성되는,
    금속 부품의 열처리 방법.
  2. 청구항 1에서,
    f) 금속 부품(1)을 제2 가열로(6)로부터 프레스 경화 툴(7)로 이동시키는 단계와; 그리고
    g) 금속 부품(1)을 프레스 경화 툴(7) 내에서 성형 및 냉각시키는 단계를
    더 구비하는 금속 부품의 열처리 방법.
  3. 청구항 1 또는 2에서,
    단계 a)에서 금속 부품(1)이 Ac3 온도 이하까지 가열되는 금속 부품의 열처리 방법.
  4. 청구항 1 또는 2에서,
    단계 a)에서 금속 부품(1)이 Ac3 온도 이상까지 가열되는 금속 부품의 열처리 방법.
  5. 청구항 1에서,
    단계 c)에서 적어도 하나의 제1 부분 영역(4)이 대류에 의해 Ac1 온도 이하까지 냉각되는 금속 부품의 열처리 방법.
  6. 금속 부품(1)의 열처리 방법으로:
    a) 제1 가열로(2)에서, 금속 부품(1)을 복사열 및/또는 대류에 의해 적어도 500 K만큼 가열하는 단계와;
    b) 상기 제1 가열로(2)의 하류에 위치하는 온도 제어 스테이션(3)에서, 금속 부품(1)의 적어도 하나의 제1 부분 영역(4)을 냉각시키는 금속 단계로, 금속 부품(1)의 적어도 하나의 제1 부분 영역(4)과 적어도 하나의 제2 부분 영역(5) 간에 적어도 100 K의 온도 차이가 설정되는 단계와; 그리고
    c) 상기 온도 제어 스테이션(3)의 하류에 위치하는 제2 가열로(6)에서, 상기 제2 가열로(6)의 금속 부품(10) 전체에 열을 도입하는 단계로서, 상기 금속 부품(1)의 적어도 하나의 제1 부분 영역(4)이 복사열 및/또는 대류에 의해 적어도 100 K만큼 가열되는 단계를 포함하되,
    상기 제1 가열로(2)는 연속로 또는 배치로로 구성되고, 상기 제2 가열로(6)는 연속로 또는 배치로로 구성되는,
    금속 부품의 열처리 방법.
  7. 청구항 6에서,
    금속 부품(1)이 단계 d)에서 동시에 성형 및 냉각되는 금속 부품의 열처리 방법.

  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
KR1020187024553A 2016-01-25 2017-01-25 금속 부품의 열처리 방법 및 장치 KR102576917B1 (ko)

Applications Claiming Priority (11)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016201025.5 2016-01-25
DE102016201024.7A DE102016201024A1 (de) 2016-01-25 2016-01-25 Wärmebehandlungsverfahren und Wärmebehandlungsvorrichtung
DE102016201025.5A DE102016201025A1 (de) 2016-01-25 2016-01-25 Wärmebehandlungsverfahren und Wärmebehandlungsvorrichtung
DE102016201024.7 2016-01-25
DE102016201936.8 2016-02-09
DE102016201936.8A DE102016201936A1 (de) 2016-02-09 2016-02-09 Wärmebehandlungsverfahren und Wärmebehandlungsvorrichtung
DE102016202766.2 2016-02-23
DE102016202766.2A DE102016202766A1 (de) 2016-02-23 2016-02-23 Wärmebehandlungsverfahren und Wärmebehandlungsvorrichtung
DE102016118252.4A DE102016118252A1 (de) 2016-09-27 2016-09-27 Verfahren und Vorrichtung zur Wärmebehandlung eines metallischen Bauteils
DE102016118252.4 2016-09-27
PCT/EP2017/051507 WO2017129599A1 (de) 2016-01-25 2017-01-25 Verfahren und vorrichtung zur wärmebehandlung eines metallischen bauteils

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180119579A KR20180119579A (ko) 2018-11-02
KR102576917B1 true KR102576917B1 (ko) 2023-09-08

Family

ID=57963177

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020187024553A KR102576917B1 (ko) 2016-01-25 2017-01-25 금속 부품의 열처리 방법 및 장치

Country Status (8)

Country Link
US (1) US11078553B2 (ko)
EP (1) EP3408419A1 (ko)
JP (1) JP7112329B2 (ko)
KR (1) KR102576917B1 (ko)
CN (1) CN109312416A (ko)
BR (1) BR112018014951B1 (ko)
MX (1) MX2018008996A (ko)
WO (1) WO2017129599A1 (ko)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017115755A1 (de) * 2017-07-13 2019-01-17 Schwartz Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Wärmebehandlung eines metallischen Bauteils
EP3530760A1 (de) * 2018-02-23 2019-08-28 Benteler Automobiltechnik GmbH Verfahren zum herstellen eines warmumgeformten und gehärteten stahlblechbauteils
DE102018114058A1 (de) 2018-06-13 2019-12-19 Eisenmann Se Vorrichtung und Verfahren zur partiellen Wärmebehandlung eines flachen Werkstücks
EP3868902B1 (en) 2020-02-21 2022-09-21 C.R.F. Società Consortile per Azioni Method for moulding a sheet into a component of complex shape having areas with different mechanical properties, particularly a motor-vehicle component, and kiln for heating a sheet prior to a forming step.
EP3868901B1 (en) 2020-02-21 2022-09-21 C.R.F. Società Consortile per Azioni Method for moulding a sheet into a component of complex shape having areas with different mechanical properties, particularly a motor-vehicle component, and kiln for heating a sheet prior to a forming step.
DE102020111615A1 (de) * 2020-04-29 2021-11-04 Schwartz Gmbh Verfahren zum Nachrüsten einer Wärmebehandlungsanlage
DE102020133461A1 (de) * 2020-12-15 2022-06-15 Schwartz Gmbh Thermisches Behandeln von Bauteilen
KR102456443B1 (ko) 2021-01-28 2022-10-21 한국생산기술연구원 열전도 방식에 의한 고냉각능 압축프레스 및 그 제어 방법

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010150683A1 (ja) * 2009-06-22 2010-12-29 新日本製鐵株式会社 鋼板の熱間プレス成形方法、鋼板の熱間プレス成形装置、及び鋼成形部材
US20120090741A1 (en) 2010-10-15 2012-04-19 Benteler Automobiltechnik Gmbh Method for producing a hot-formed and press-hardened metal component

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3531334A (en) * 1966-10-10 1970-09-29 Inland Steel Co Quench system
DE10208216C1 (de) * 2002-02-26 2003-03-27 Benteler Automobiltechnik Gmbh Verfahren zur Herstellung eines metallischen Bauteils
JP5571415B2 (ja) * 2010-03-05 2014-08-13 山陽特殊製鋼株式会社 連続熱処理装置
DE102010049205B4 (de) * 2010-10-13 2012-04-26 Elisabeth Braun Warmumformlinie und Verfahren zum Warmumformen von blechförmigem Material
KR101277864B1 (ko) * 2011-03-31 2013-06-21 주식회사 포스코 열간 성형용 블랭크 열처리 장치 및 열간 성형품 제조방법
EP2548975A1 (de) * 2011-07-20 2013-01-23 LOI Thermprocess GmbH Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines gehärteten metallischen Bauteils mit mindestens zwei Bereichen unterschiedlicher Duktilität
US9951395B2 (en) * 2012-03-13 2018-04-24 Asteer Co., Ltd. Method for strengthening steel plate member
CN104936716B (zh) 2013-01-18 2016-09-07 株式会社神户制钢所 热压成形钢构件的制造方法
DE102013104229B3 (de) 2013-04-25 2014-10-16 N. Bättenhausen Industrielle Wärme- und Elektrotechnik GmbH Vorrichtung zum Presshärten von Bauteilen
DE102013010946B3 (de) * 2013-06-28 2014-12-31 Daimler Ag Verfahren und Anlage zum Herstellen eines pressgehärteten Stahlblechbauteils
JP6100676B2 (ja) 2013-11-12 2017-03-22 株式会社神戸製鋼所 合金鋼の球状化熱処理方法
DE102014201259A1 (de) 2014-01-23 2015-07-23 Schwartz Gmbh Wärmebehandlungsvorrichtung

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010150683A1 (ja) * 2009-06-22 2010-12-29 新日本製鐵株式会社 鋼板の熱間プレス成形方法、鋼板の熱間プレス成形装置、及び鋼成形部材
US20120090741A1 (en) 2010-10-15 2012-04-19 Benteler Automobiltechnik Gmbh Method for producing a hot-formed and press-hardened metal component

Also Published As

Publication number Publication date
WO2017129599A1 (de) 2017-08-03
US11078553B2 (en) 2021-08-03
JP7112329B2 (ja) 2022-08-03
US20190032162A1 (en) 2019-01-31
JP2019508582A (ja) 2019-03-28
EP3408419A1 (de) 2018-12-05
MX2018008996A (es) 2019-01-10
BR112018014951B1 (pt) 2022-10-04
BR112018014951A2 (pt) 2018-12-26
CN109312416A (zh) 2019-02-05
KR20180119579A (ko) 2018-11-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102576917B1 (ko) 금속 부품의 열처리 방법 및 장치
US11473163B2 (en) Method and device for heat treatment of a metal component
US11359254B2 (en) Heat treatment method and heat treatment device
US20190119768A1 (en) Hot forming tool with infrared light source
JP7437466B2 (ja) 熱処理方法
JP7261267B2 (ja) 熱処理方法及び熱処理装置
US20190024203A1 (en) Method for heat treatment of a metal component
DE102016118252A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Wärmebehandlung eines metallischen Bauteils
US11142807B2 (en) Temperature control station for partially thermally treating a metal component
KR102619541B1 (ko) 열처리 방법 및 열처리 장치
KR20160058746A (ko) 강판의 알루미늄-실리콘 확산코팅
KR102672035B1 (ko) 금속 부품의 열처리 방법 및 장치
DE102016118253A1 (de) Verfahren zur Wärmebehandlung eines metallischen Bauteils

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant