KR100276327B1 - 아연도금특성 및 연성이 우수한60㎏/㎟급 고강도 냉연강판의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차, 일반건축 및 가구 등의 구조용으로 사용되는 도금용 60kg/㎟급고강도 냉연강판의 제조방법에 관한 것이며, 그 목적은 아연 도금 특성 및 연성이 우수한 60kg/㎟급 고강도 냉연강판의 제조방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 60kg/㎟급 고강도 냉연강판의 제조방법에 있어서, 중량%로 C: 0.08-0.12%, Si: 0.05%이하, Mn: 0.6-1.2%, P: 0.08-0.12%, A1: 0.02-0.08%, Ti: 0.03-0.06%, Nb: 0.02-0.05% Ti/Nb의 비가 0.4∼2.5의 범위를 만족하고, 나머지 Fe 및 기타 불가피하게 함유되는 불순물로 이루어지는 강 슬라브를 재가열하고, Ar₃변태점 이상의 온도에서 마무리 압연한 후 권취한 다음, 냉간압연하고, 이어 740∼880℃의 온도범위 에서 20초∼2분동안 소둔하고, 냉각한 다음, 바로 460-550℃의 온도 범위에서 30초∼5분 동안 열처리한후 도금처리하여 이루어지는 아연도금특성 및 연성이 우수한 60kg/㎟급 고강도 냉연강판의 제조방법에 관한 것을 그 기술적 요지로 한다.

Description

아연도금특성 및 연성이 우수한 60kg/㎟급 고강도 냉연강판의 제조방법

본 발명은 자동차, 일반건축 및 가구 등의 구조용으로 사용되는 도금용 6Okg/㎟급 고강도 냉연강판의 제조방법에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 아연도금특성 및 연성이 우수한 60kg/㎟급 고강도 냉연강판의 제조방법에 관한 것이다.

종래의 고강도 강판은 망간, 실리콘 및 탄소함량을 높여 제조하므로서 강도 특성이 우수하지만, 많은 양의 합금 원소를 첨가하므로서 도금이 되지 않는 부위가 발생하는 등 도금 특성이 열악한 단점이 있다.

특히, 실리콘은 강도를 향상하는데는 효과적이면서 가격이 저렴하여 많이 이용하는 원소이지만, 첨가량이 많을 경우 실리콘 산화물의 생성으로 부분적으로 도금이 되지 않는 현상을 나타내어 도금특성에 좋지 않은 영향을 미치는 원소이다. 또한, 망간 역시 합금원소의 가격이 저렴하여 강도를 높이기 위한 합금원소로 많이 이용되지만 실리콘에 비해 그 정도는 낮지만 첨가량이 많을 경우 망간산화물의 생성으로 도금특성을 해친다는 면에서 실리콘과 거의 동일하다. 이와 같이 종래의 고강도강판은 강도를 증가시키기 위하여 이러한 저가의 합금원소를 다량 첨가하므로서 도금특성이 일반 강판에 비해 열등한 단점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기 종래문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로써, 도금 특성에 영향이 적은 합금원소를 첨가하여 강판의 강도를 증가하므로써 인장강도 60kg/㎟이상을 확보하면서 도금특성 및 연성을 크게 개선한 고강도 강판을 제공하는데, 그목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 60kg/㎟급 고강도 냉연강판의 제조방법에 있어서, 중량%로 C: 0.08-0.12%, Si: 0.05%이하, Mn: 0.6-1.2%, P: 0.08-0.12%, Al: 0.02-0.08%, Ti: 0.03-0.06%, Nb: 0.02-0.05% Ti/Nb의 비가 0.4∼2.5의 범위를 만족하고, 나머지 Fe 및 기타 불가피하게 함유되는 불순물로 이루어지는 강 슬라브를 재가열하고, Ar₃변태점 이상의 온도에서 마무리 압연한 후 권취한 다음, 냉간압연하고, 이어 740∼880℃의 온도범위에서 20초∼2분동안 소둔하고, 냉각한 다음, 바로 460-550℃의 온도 범위에서 30초∼5분 동안 열처리한 후 도금 처리하여 이루어지는, 아연도금특성 및 연성이 우수한 60kg/㎟급 고강도 냉연강판의 제조방법에 관한 것이다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

상기 탄소는 그 함량을 0.08% 이하로 첨가할 경우 강판의 강도를 확보하기 어렵고 그 함량이 0.12%이상일 경우 강중에 많은 시멘타이트의 생성으로 연신율이 낮아지므로 0.08-0.12%의 범위로 첨가하는 것이 바람직하다.

상기 실리콘은 그 함량이 0.05%이상일 경우 도금후 도금면에 미도금 부분이 발생하므로 0.05%이하로 첨가하는 것이 바람직하다.

상기 망간은 강판의 강도를 용이하게 확보하기 위해 첨가하는 원소로 0.6%이하에서는 인장강도의 확보가 곤란하며 1.2%이상 첨가할 경우 도금후에 미도금 부분이 발생하므로 0.6-1.2%의 범위로 첨가하는 것이 바람직하다.

상기 알루미늄은 강중 산소를 제거하기 위해 첨가하는 원소로 첨가량이 0.02%이하일 경우 강도를 확보하기 위해 첨가하는 티타늄의 회수율이 낮아지며 0.08%이상 첨가할 경우 그 효과가 거의 없으므로 0.02-0.08%의 범위로 첨가하는 것이 바람직하다.

상기 인은 가장 효과적인 고용강화 원소중의 하나로 강판의 강도를 확보하기 위해 첨가하는 원소이다. 본 발명강의 목표강도를 확보하기 위해 최소한 0.08%이상 첨가해야 하며 0.12%이상 첨가할 경우 강도는 상승하지만 과도한 첨가로 인한 취성 우려와 강도상승에 대해 연신율저하가 크므로 0.08-0.12%의 범위로 첨가하는 것이 바람직하다.

상기 티타늄은 강력한 탄, 질화물 형성원소로서 질화물, 탄화물 및 황화물 등을 생성하여 석출강화 및 결정립 미세화에 의한 강화 작용을 한다. 본 발명에서는 목표강도를 확보하기 위해 최소한 0.03%이상 첨가해야 하며 0.06%이상 첨가할 경우 Ti(Fe, P)석출물의 생성으로 인의 첨가에 의한 고용강화 효과가 저하하므로 0.03-0.06%의 범위로 첨가하는 것이 바람직하다.

상기 니오븀은 강중에서 탄, 질화물을 생성하여 석출강화 및 결정립미세화에 의한 강화효과가 큰 원소로 본 발명의 목표강도를 확보하기 위한 최소한의 첨가량이 0.02%이며 0.05%이상 첨가할 경우 연신율이 크게 저하하므로 0.02-0.05%의 범위로 첨가하는 것이 바람직하다.

상기 Ti/Nb비에 대해서는 그 이유는 불명확하지만 둘중 하나의 원소 첨가량이 다른 원소에 비해 월등히 많을 경우 연신율이 크게 저하하므로 Ti/Nb첨가비를 제한하였다. Ti/Nb비가 0.5이하 즉 티타늄의 첨가량이 니오븀의 첨가량에 비해 월등히 많을 경우 연신율이 크게 저하하며 Ti/Nb비가 2.5이상 즉 니오븀의 첨가량의 티타늄의 첨가량에 비해 월등히 많을 경우 연신율이 크게 저하하므로 Ti/Nb의 비는 0.4-2.5%의 범위를 만족하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 조성되는 강 슬라브를 통상의 방법으로 재가열한후 열간압연 하는데, 이때 열간압연 마무리 온도는 열간압연중 압연립조직의 생성에 의한 재질의 불균일 현상을 막기 위하여 Ar₃변태온도 이상으로 하는 것이 바람직하다.

상기와 같은 조건으로 열간압연한 후 권취하고, 이어 통상의 방법으로 냉간압연한 다음, 740-880℃의 온도범위에서 소둔하는 것이 바람직하다.

그 이유는, 소둔온도가 740℃이하의 경우 소둔온도가 너무 낮아 연신율이 크게 저하되며 소둔온도가 880℃이상의 경우 소둔온도가 너무 높아 결정립의 조대화되어 강도확보가 곤란하기 때문이다.

이때의 소둔시간은 소둔온도에서 재결정하여 적당한 강도 및 연신율 확보에 필요한 최소한의 시간이 20초이며 2분 이상 장시간 소둔할 경우 장시간 소둔에 대한 효과가 거의 없으므로 20초∼2분 동안 소둔하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 소둔처리한 후, 통상의 냉각속도로 460-550℃온도까지 냉각한 다음, 460-550℃의 온도범위에서 30초∼5분간 열처리하는 것이 바람직하다.

도금처리이전의 열처리온도를 460℃-550℃로 제한한 것은 열처리온도가 460℃이하일 경우 도금처리욕의 온도가 강판의 온도보다 낮아 도금시 불량발생의 확률이 높으므로 하한온도를 460℃로 하였다. 열처리온도가 550℃보다 높을 경우 열처리중 탄화물의 석출량이 적어 연성이 저하하므로 상한 온도를 550℃로 하였다.

이때, 열처리시간의 경우 탄화물이 석출하여 연성을 향상시키기 위해서는 총분한 석출시간이 필요한데 최소한의 시간이 30초이므로 최소값을 30초로 하였으며, 5분 이상에서는 유지시간대비 석출량이 적기 때문에 상한값을 5분으로 하였다. 이후, 실시되는 도금처리는 통상의 조건으로 실시 하여도 우수한 도금특성을 가지므로 본 발명에서 도금조건은 제한하지 않는다.

이하, 본 발명을 실시예를 통하여 구체적으로 설명한다.

[실시예 1]

하기 표 1과 같은 조성으로 용해된 성분강의 강괴를 1250℃ 가열로에 1시간 유지후 열간압연을 실시하였다. 이때 열간마무리 압연온도는 900℃, 권취온도는 650℃로 하였으며, 최종두께를 5.5mmt로 하였다. 열간압연판은 냉간압하율을 64%로 하여 최종두께를 2.0mmt로 냉간압연하였다. 냉간압연판은 탈지한 후 90초동안 소둔하였다. 소둔후 열처리 온도까지의 냉각속도는 -15℃로 하였으며, 이후 열처리한 다음 도금을 실시하였으며 이때 도금욕의 온도는 460℃로 하였다.

상기 소둔온도, 열치리온도, 시간조건은 하기 표 2와 같이하였다.

도금처리가 끝난 시편은 인장시험편으로 가공하여 인장시험을 실시하였으며, 이때 시편은 ASTM A370 표준 크기로 하였다. 도금특성은 도금처리후 표면에 미도금 발생여부를 육안으로 관찰하여 평가한 후, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

[표 1]

[표 2]

표 1, 2에 나타난 바와같이 본 발명의 범위에 속하는 발명재(1-5)는 인장강도 60kg/㎟이상, 연신율 25%이상으로 기계적 성질이 매우 우수하며, 도금후 미도금 발생 부위가 전혀 없어 도금특성도 매우 양호하였다. 비교재(1)의 경우 도금특성은 양호하지만 탄소함량이 본 발명강의 범위보다 높아 연신율 19.3%로 매우 낮았다. 또한, 비교재(2)의 경우 기계적 성질은 대체로 양호한 수준이지만 망간의 함량이 높아 미도금 현상이 발생하였다. 비교재(3,4)의 경우 (Ti/Nb)의 비가 본발명의 범위인 0.4-2.5를 벗어난 6.0과 0.2로 Ti함량이 Nb의 함량에 비해 매우 높거나 Nb의 함량이 Ti의 함량에 비해 매우 낮아 연신율이 낮았다. 비교재(5)의 경우 인의 함량이 매우 낮아 인장강도 56.9kg/㎟로 목표로 하는 인장강도보다 낮았다. 비교재(6)의 경우 소둔온도가 본발명의 범위보다 낮아 재결정립이 미세하여 강도는 높지만 연신율이 낮았다.

비교재(7)의 경우 소둔온도가 본 발명강의 범위보다 높아 인장강도가 본 발명의 목표보다 낮았다. 비교재(8)의 경우 도금이전 열처리 온도가 본 발명의 범위보다 높아 연신율이 매우 낮았다. 비교재(9)의 겅우 도금처리전 열처리를 하지 않은 경우인데 인장강도는 다소 높지만 연신율이 매우 낮았다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 도금특성에 영향이 적은 합금 원소를 첨가하여 강성분계를 설계하고, 제조조건을 제어함으로써 종래재와 비교하여 인장강도 6Okg/㎟급으로 유지하면서, 아연도금특성 및 고강도、냉연강판을 제공할 수 있고, 상기 제공된 강판은 도금되어 자동차, 일반건축 및 가구 등의 구조용으로 적용될 수 있는 유용한 효과가 있다.

Claims (1)

1. (정정) 6Okg/㎟급 고강도 냉연강판의 제조방법에 있어서, 중량%로 C: 0.08-0.12%, Si: 0.05%이하, Mn: 0.6-1.2%, P: 0.08-0.12%, Al: 0.02-0.08%, Ti: 0.03-0.06%, Nb: 0.02-0.05%, Ti/Nb의 비가 0.4∼2.5의 범위를 만족하고, 나머지 Fe 및 기타 불가피하게 함유되는 불순물로 이루어지는 강 슬라브를 재가열하고, Ar₃변태점 이상의 온도에서 마무리 압연한 후 권취한 다음, 냉간압연하고, 이어 740∼880℃의 온도범위 에서 20초∼2분동안 소둔하고, 냉각한 다음, 바로 460-550℃의 온도 범위에서 30초∼5분 동안 열처리한후 도금처리하여 이루어짐을 특징으로 하는 아연도금특성 및 연성이 우수한 6Okg/㎟급 고강도 냉연강판의 제조방법.