KR101024232B1 - 파인 블랭킹 가공성이 우수한 강판 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

FB 가공성이 우수하고, 또한 FB 가공 후의 성형 가공성도 우수한 강판 및 그 제조 방법을 제공한다. 질량％ 로, C : 0.1 ∼ 0.5％, Si : 0.5％ 이하, Mn : 0.2 ∼ 1.5％, P, S 를 적정 범위로 조정한 조성과, 평균 입경이 10㎛ ∼ 20㎛ 미만인 페라이트와, 페라이트 입내 탄화물의 평균 입경이 0.3 ∼ 1.5㎛ 인 조직을 갖는 강판으로 한다. 이로써, FB 가공성, 금형 수명, 및 FB 가공 후의 가공성 (사이드 벤드 신장) 이 우수한 강판이 된다.

강판

Description

파인 블랭킹 가공성이 우수한 강판 및 그 제조 방법{STEEL PLATE HAVING EXCELLENT FINE BLANKING PROCESSABILITY AND METHOD FOR MANUFACTURE THEREOF}

본 발명은 자동차 부품 등의 용도에 바람직한 강판에 관련된 것으로서, 특히 정밀 펀칭 가공 (이하, 파인 블랭킹 가공, 또는 FB 가공이라고도 한다) 이 실시되는 용도에 바람직한 파인 블랭킹 가공성이 우수한 강판에 관한 것이다.

복잡한 기계 부품을 제조하는 데에는 치수 정밀도의 향상, 제조 공정의 단축 등의 관점에서 파인 블랭킹 가공이 절삭 가공에 비해 매우 유리한 가공 방법인 것으로 알려져 있다.

통상적인 펀칭 가공에서는 공구간의 클리어런스는 피펀칭재인 금속판 판 두께의 5 ∼ 10％ 정도이나, 파인 블랭킹 가공은 통상적인 펀칭 가공과는 달리, 공구간의 클리어런스를 거의 제로 (실제로는 피펀칭재인 금속판 판 두께의 2％ 이하 정도) 로 매우 작게 설정함과 함께, 추가로 공구 절단날 부근의 재료에 압축 응력을 작용시켜 펀칭하는 가공 방법이다. 그리고, 파인 블랭킹 가공은

(1) 공구 절단날로부터의 균열 발생을 억제하여, 통상적인 펀칭 가공에서 볼 수 있는 파단면이 거의 제로가 되어, 가공면 (펀칭 단면) 이 거의 100％ 전단면인 평활한 가공면이 얻어진다,

(2) 치수 정밀도가 좋다,

(3) 복잡한 형상을 1 공정으로 펀칭한다

등의 특징을 갖고 있다. 그러나, 파인 블랭킹 가공에 있어서는 재료 (금속판) 가 받는 가공도는 매우 까다로운 것이 된다. 또한, 파인 블랭킹 가공에서는 공구간의 클리어런스를 거의 제로로 하여 실시하기 때문에, 금형에 대한 부하가 과대해져 금형 수명이 짧아진다는 문제가 있다. 이 때문에, 파인 블랭킹 가공이 적용되는 재료에는 우수한 파인 블랭킹 가공성을 구비함과 함께, 금형 수명의 저하를 방지하는 것이 요구되어 왔다.

이와 같은 요망에 대하여, 예를 들어, 특허 문헌 1 에는 C : 0.15 ∼ 0.90 중량％, Si : 0.4 중량％ 이하, Mn : 0.3 ∼ 1.0 중량％ 를 함유하는 조성과, 구상화율 80％ 이상, 평균 입경 0.4 ∼ 1.0㎛ 의 탄화물이 페라이트 매트릭스로 분산된 조직을 갖고, 절결 인장 신장이 20％ 이상인, 정밀 펀칭 가공성이 우수한 고탄소 강판이 제안되어 있다. 특허 문헌 1 에 기재된 기술에 의하면, 정밀 펀칭성이 개선되고, 또한 금형 수명도 개선되는 것으로 되어 있다.

그러나, 특허 문헌 1 에 기재된 고탄소 강판은 파인 블랭킹 가공 후의 성형 가공성이 떨어진다는 문제가 있었다.

또한, 특허 문헌 2 에는 C : 0.08 ∼ 0.19％, Si, Mn, Al 을 적정량 함유하고, Cr : 0.05 ∼ 0.80％, B : 0.0005 ∼ 0.005％ 를 함유하는 강편에, 적정한 열간 압연을 실시하여 강판으로 한, 정밀 펀칭용 강판이 제안되어 있다. 특허 문헌 2 에 기재된 강판은 항복 강도가 낮고, 또한 충격값이 높아 파인 블랭킹 가공성 이 우수하고, 저왜역 n 값이 높아 복합 성형 가공성이 우수하고, 또한 단시간 급속 가열 담금질성도 우수한 강판인 것으로 되어 있다. 그러나, 특허 문헌 2 에는 파인 블랭킹 가공성에 대한 구체적인 평가가 나타나 있지 않다. 또한, 특허 문헌 2 에 기재된 강판은 파인 블랭킹 가공 후의 성형 가공성이 떨어진다는 문제가 있었다.

또한, 특허 문헌 3 에는 C : 0.15 ∼ 0.45％ 를 함유하고, Si, Mn, P, S, Al, N 함유량을 적정 범위로 조정한 조성을 갖고, 또한, 펄라이트 + 세멘타이트 분율이10％ 이하, 또한 페라이트 입자의 평균 입경이 10 ∼ 20㎛ 인 조직을 갖는 전조 (轉造) 가공이나 파인 블랭킹 가공에 있어서의 성형성이 우수한 고탄소 강판이 제안되어 있다. 특허 문헌 3 에 기재된 고탄소 강판에서는 파인 블랭킹 가공성이 우수하고, 또한 파인 블랭킹 가공에 있어서의 금형 수명도 개선되는 것으로 되어 있다. 그러나, 특허 문헌 3 에 기재된 고탄소 강판은 파인 블랭킹 가공 후의 성형 가공성이 떨어진다는 문제가 있었다.

또한, 특허 문헌 1, 특허 문헌 2, 특허 문헌 3 에 기재된 강판은 모두, 최근 엄격한 가공 조건의 파인 블랭킹 가공에 있어서는 만족할 수 있는 충분한 파인 블랭킹 가공성을 구비하고 있다고는 할 수 없고, 또 금형 수명도 충분히 개선되어 있는 않은 데다가, 파인 블랭킹 가공 후의 성형 가공성이 떨어진다는 문제가 남아 있었다.

당초, 파인 블랭킹 가공은 기어 부품 등에서도 파인 블랭킹 가공 후에 가공이 이루어지지 않은 부품에 적용되어 왔다. 그러나, 최근에는 자동차 부품 (리 클라이닝 부품 등) 에 대한 파인 블랭킹 가공의 적용이 확대되는 경향이 있어, 파인 블랭킹 가공 후에 신장 플랜지 가공이나 팽창 가공 등을 필요로 하는 부품에 대한 적용이 검토되고 있다. 이 때문에, 자동차 부품으로서, 파인 블랭킹 가공성이 우수한 데다가, 파인 블랭킹 가공 후의 신장 플랜지 가공이나 팽창 가공 등의 성형 가공성도 우수한 강판이 열망되고 있다.

신장 플랜지 가공성을 개선하는 기술로는 지금까지 수많은 제안이 이루어지고 있다. 예를 들어, 특허 문헌 4 에는 C : 0.20 ∼ 0.33％ 를 함유하고, Si, Mn, P, S, sol.Al, N 함유량을 적정 범위로 조정하고, 또한 Cr : 0.15 ∼ 0.7％ 를 함유하는 조성을 갖고, 펄라이트를 함유하고 있어도 되는 페라이트·베이나이트 혼합 조직을 갖는 신장 플랜지성이 우수한 내마모용 열연 강판이 제안되어 있다. 특허 문헌 4 에 기재된 열연 강판에서는 상기한 조직으로 함으로써 구멍 확장률이 높아져 신장 플랜지성이 향상되는 것으로 되어 있다. 또한, 특허 문헌 5 에는 C : 0.2 ∼ 0.7％ 를 함유하는 조성을 갖고, 탄화물 평균 입경이 0.1㎛ 이상 1.2㎛ 미만, 탄화물을 함유하지 않는 페라이트 입자의 체적률이 15％ 이하인 조직을 갖는 신장 플랜지성이 우수한 고탄소 강판이 제안되어 있다. 특허 문헌 5 에 기재된 고탄소 강판에서는 펀칭시의 단면에서의 보이드의 발생을 억제하여, 구멍 확장 가공에 있어서의 크랙 신장을 늦출 수 있어, 신장 플랜지성이 향상되는 것으로 되어 있다.

또한, 특허 문헌 6 에는 C : 0.2％ 이상을 함유하는 조성을 갖고, 페라이트 및 탄화물을 주체로 하고, 탄화물 입경이 0.2㎛ 이하, 페라이트 입경이 0.5 ∼ 1㎛ 인 조직을 갖는 펀칭성과 담금질성이 우수한 고탄소 강판이 제안되어 있다. 이로써, 버 높이와 금형 수명에 의해 결정되는 펀칭성과, 담금질성 모두 향상되는 것으로 되어 있다.

특허 문헌 1 : 일본 공개특허공보 2000-265240호

특허 문헌 2 : 일본 공개특허공보 소59-76861호

특허 문헌 3 : 일본 공개특허공보 2001-140037호

특허 문헌 4 : 일본 공개특허공보 평9-49065호

특허 문헌 5 : 일본 공개특허공보 2001-214234호

특허 문헌 6 : 일본 공개특허공보 평9-316595호

발명의 개시

그러나, 특허 문헌 4, 특허 문헌 5 에 기재된 기술은 모두, 종래의 펀칭 가공을 실시하는 것을 전제로 한 것으로서, 클리어런스가 거의 제로가 되는 파인 블랭킹 가공의 적용을 고려한 것은 아니다. 따라서, 까다로운 파인 블랭킹 가공 후에, 동일한 신장 플랜지성을 확보하는 것은 어렵고, 비록 확보할 수 있어도 금형 수명이 짧아진다는 문제가 있다.

또한, 특허 문헌 6 에 기재된 기술에서는 페라이트 입경을 0.5 ∼ 1㎛ 의 범위로 할 필요가 있고, 이와 같은 페라이트 입경을 갖는 강판을 안정적으로 공업적으로 제조하기가 곤란하여, 제품 수율의 저하에 연결된다는 문제가 있었다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제를 감안하여 이루어진 것으로서, 파인 블랭킹 가공성이 우수하고, 또한 파인 블랭킹 가공 후의 성형 가공성도 우수한 강판 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자들은 상기한 목적을 달성하기 위해서, 파인 블랭킹 가공성 (이하, FB 가공성으로 약기한다) 에 미치는 금속 조직의 영향, 특히 페라이트, 탄화물의 형태 및 분포 상태의 영향에 대하여 예의 연구하였다.

그 결과, FB 가공성, FB 가공 후의 성형 가공성 및 금형 수명은 페라이트 입내에 존재하는 탄화물의 입경 및 페라이트 입경과 밀접한 관계에 있는 것을 알아내었다. 그리고, 소정 범위의 조성을 갖는 강 소재에, 열간 압연의 마무리 압연 조건 및 그 후의 냉각을 적정 조건으로 하여, 거의 100％ 의 펄라이트 조직을 갖는 열연 강판으로 하고, 또한 적정 조건의 열연판 소둔을 실시하여, 금속 조직을 평균 페라이트 입경이 10㎛ 초과 20㎛ 미만, 페라이트 입내 탄화물의 평균 입경을 0.3 ∼ 1.5㎛ 로 한, 페라이트 + 세멘크이트 (입상 탄화물) 조직으로 함으로써, FB 가공성, 금형 수명 및 FB 가공 후의 성형 가공성 (사이드 벤드 신장) 이 현저히 향상되는 것을 새롭게 알아내었다.

FB 가공에서는 클리어런스 제로, 압축 응력 상태에서 재료가 가공된다. 그 때문에, 재료에는 큰 변형을 받고, 그 변형 중에 균열이 발생하는 경우가 있다. 균열이 발생하면 펀칭면에 파단면이 나타난다. 균열의 발생 방지에는 탄화물의 구상화가 중요한 것으로 되어 있다. 그러나, 탄화물이 조대하게 페라이트 입내에 존재하는 경우에는 큰 변형시에 탄화물간에서 보이드가 발생되기 쉬워져, 보이드 성장에 의한 균열 발생은 피할 수 없는 것으로 생각되어, 페라이트 입내의 탄화물 직경과 FB 가공성에 대하여 조사하였다. 또한, 금형 수명에 관해서도, 페라이트 입내에 미세한 탄화물이 존재하면, 공구 절단날의 마모가 촉진되어 금형 수명이 저하되게 될 것으로 본 발명자들은 추찰하였다. 또한, FB 가공 후에 성형 가공이 실시된 경우에는 FB 가공성에 발생한 균열들이 연결되어 성형 가공성의 저하를 초래하게 되는 것으로 본 발명자들은 생각하였다.

먼저, 본 발명의 기초가 된 실험 결과에 대하여 설명한다.

질량％ 로, 0.34％C-0.2％Si-0.8％Mn 을 함유하는 고탄소강 슬라브 (S35C 상당) 에, 1150℃ 로 가열한, 후, 5 패스의 조압연, 7 패스의 마무리 압연으로 이루어지는 열간 압연을 실시하여, 판 두께 4.2㎜ 의 열연 강판으로 하였다. 또한, 열간 압연의 마무리 압연에 있어서의 총압하율을 10 ∼ 40％ 로 변화시키고, 압연 종료 온도를 860℃, 권취 온도를 600℃ 로 하고, 마무리 압연 후에 냉각 속도를 공랭 (5℃/s) ∼ 250℃/s 까지 변화시켜 냉각하였다. 또한, 공랭 이외의 냉각 (강제 냉각) 을 한 경우의 냉각 정지 온도는 650℃ 로 하였다. 이어서 이들 열연 강판에 산세를 한 후, 열연판 소둔으로서 배치 소둔 (720℃ × 40h) 을 하였다.

이들 열연판 소둔이 실시된 강판에 대하여, 먼저 금속 조직을 관찰하였다.

금속 조직의 관찰에서는 얻어진 강판으로부터 시험편을 채취하고, 그 시험편의 압연 방향에 평행한 단면을 연마하여, 나이탈 부식시킨 후, 판 두께 1/4 위치에 대하여, 주사형 전자 현미경 (SEM) 으로 금속 조직을 관찰하여, 페라이트 입경 및 페라이트 탄화물 입내 입경을 측정하였다.

페라이트 입경 및 페라이트 입내의 탄화물 입경은 촬상한 조직에 대하여, Media Cybernetics 사 제조의 화상 해석 소프트 "Image Pro Plus ver.4.0" 을 사용하여 화상 해석 처리로 정량화하였다. 페라이트 입경은 각 페라이트 입자에 대하여 그 면적을 측정하고, 얻어진 면적으로부터 원 상당 직경을 구하여, 각각의 입경으로 하였다. 얻어진 각 페라이트 입경을 산술 평균하고, 그 값을 그 강판의 페라이트 평균 입경으로 하였다.

또한, 촬상한 조직에 있어서, 화상 해석에 의해 페라이트 입계상에 존재하는 탄화물과 페라이트 입내에 존재하는 탄화물을 식별하여, 페라이트 입내에 존재하는 각 탄화물에 대하여, 탄화물 외주상의 2 점과 탄화물의 상당 타원 (탄화물과 동면적이고, 또한 1 차 및 2 차 모멘트가 동일한 타원) 의 중심을 통과하는 직경을 2˚마다 측정하여 원 상당 직경을 구하고, 각각의 탄화물 입경으로 하였다. 얻어진 각 탄화물 입경을 산술 평균하여, 그 값을 그 강판의 탄화물 평균 입경으로 하였다. 또한, 측정한 탄화물의 입자수는 각 3000 개로 하였다.

또한, 얻어진 강판으로부터 시험편 (크기 : 100 × 80㎜) 을 채취하여, FB 테스트를 하였다. FB 테스트는 110t 유압 프레스기를 이용하여, 시험편으로부터 크기 : 60㎜ × 40㎜ (코너부 반경 R : 10㎜) 의 샘플을, 공구간의 클리어런스 : 0.060㎜ (판 두께의 1.5％), 가공력 : 8.5ton, 윤활 : 있음의 조건으로 펀칭하였다. 펀칭된 샘플의 단면 (펀칭면) 에 대하여, 표면 조도 (십점 평균 조도 Rz) 를 측정하여, FB 가공성을 평가하였다. 또한, 시험편은 클리어런스에 대한 판 두께 편차의 영향을 없애기 위해, 미리 양면을 등량씩 연삭하여 판 두께를 4.0±0.010㎜ 로 하였다.

표면 조도의 측정은 R 부를 제외한 4 개의 단면으로 하고, 각 단면 (판 두께면) 에서, 도 3 에 나타내는 바와 같이 펀치측 표면 0.5㎜ 에서 판 두께 방향으로 3.9㎜ 까지의 범위에서 또한 표면에 평행하게 (X 방향) 10㎜ 의 영역을, 촉침식 표면 조도계로 판 두께 방향 (t 방향) 으로 100㎛ 피치로 35 회 주사하고, JIS B 0601-1994 에 준거하여, 각 주사선에 있어서의 표면 조도 Rz 를 측정하였다. 또한, 측정면의 표면 조도 Rz 는 각각의 주사선의 Rz 를 합계하여, 그 평균값으로 하였다. 상기와 동일한 방법으로 4 개의 단면을 측정하여, 다음 식 Rz ave = (Rz 1 + Rz 2 + Rz 3 + Rz 4) / 4 (여기에서, Rz 1, Rz 2, Rz 3, Rz 4 : 각 면의 Rz) 로 정의되는 평균 표면 조도 : Rz ave (㎛) 를 산출하였다.

일반적으로는 펀칭 단면에 있어서의 파단면의 출현이 10％ 이하인 경우를 「FB 가공성이 우수하다」라고 하는데, 본 발명에서는 평균 표면 조도 : Rz ave 가 10㎛ 이하로 작아질수록 FB 가공성이 우수한 것으로 하였다.

또한, 사용한 공구 (금형) 의 수명을 평가하였다. FB 가공에 있어서의 펀칭 횟수가 300 회에 이른 시점에서의 샘플 단면 (펀칭면) 의 표면 조도 (십점 평균 조도 Rz) 를 측정하여, 금형 수명을 평가하였다.

또한, 얻어진 강판으로부터, FB 가공에 의해 시험편 (크기 : 40㎜ ×170㎜ (압연 방향)) 을 펀칭하고, 사이드 벤드 시험을 하여, FB 가공 후의 가공성 (사이드 벤드 신장성) 을 평가하였다. FB 가공은 공구간의 클리어런스 : 0.060㎜ (판 두께의 1.5％), 가공력 : 8.5ton, 윤활 : 있음의 조건으로 실시하였다.

사이드 벤드 시험은 나가이 등 (나가이 요시노리, 나가이 야스토모 : PK 기보, N0.6 (1995), p14) 방법에 준거하여, 시험편의 측면 (판면) 을 구속한 상태에서, 사이드 벤드 시험을 하여, 판 두께 관통 균열시의 신장을 측정하였다. 신장을 평가하는 측의 시험편 단면은 170㎜ 길이측의 FB 가공면으로 하였다. 또한, 시험편에는 파단시의 신장을 평가하기 위한 표점을 표점간 거리 50㎜ 에서 표시선을 기입하였다. 시험수는 각 강판 2 장으로 하고, 얻어진 신장값의 평균값을 사이드 벤드 신장값으로 하였다.

열간 압연의 마무리 압연에서의 총압하율 및 마무리 압연 후의 평균 냉각 속도에 따라 페라이트 평균 입경 및 페라이트 입내의 탄화물 평균 입경이 변화하였다. 얻어진 결과를 도 1, 도 2 에 나타낸다.

도 1 은 페라이트 평균 입경과 사이드 벤드 신장의 관계를 나타낸다. 도 1 로부터, 페라이트 평균 입경이 10㎛ 초과가 되면, 사이드 벤드 신장이 45％ 를 초과하여 매우 양호한 값을 나타내어, 양호한 FB 가공 후의 가공성을 나타내는 것을 알 수 있다. 또한, 페라이트 평균 입경이 20㎛ 이상에서는 FB 가공 후의 버가 커져, FB 가공성이 저하되었다. 또한, 도 2 는 페라이트 평균 입경이 10㎛ 초과 20㎛ 미만인 경우에 있어서의 페라이트 입내 탄화물 평균 입경과 FB 가공 펀칭면의 평균 표면 조도 Rz ave 의 관계를 나타낸다. 도 2 로부터, 페라이트 입내 탄화물 평균 입경이 1.5㎛ 이하인 경우에는 Rz ave 가 10㎛ 이하로 양호한 FB 가공성을 나타내는 것을 알 수 있다. 또한, 페라이트 입내 탄화물 평균 입경이 0.3㎛ 미만인 경우, 30000 회 펀칭 후의 펀칭면의 평균 표면 조도가 10㎛ 를 초과하여 금형 수명이 저하되었다.

본 발명은 상기한 지견에 기초하여, 추가로 연구를 거듭하여 완성된 것이다. 즉, 본 발명의 요지는 다음과 같다.

(1) 질량％ 로, C : 0.1 ∼ 0,5％, Si : 0.5％ 이하, Mn : 0.2 ∼ 1.5％, P : 0.03％ 이하, S : 0.02％ 이하를 함유하고, 잔부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 조성과, 페라이트 및 탄화물을 주체로 하는 조직을 갖고, 상기 페라이트의 평균 입경이 10㎛ 초과 20㎛ 미만, 상기 탄화물 중, 페라이트 입내에 존재하는 탄화물의 평균 입경이 0.3 ∼ 1.5㎛ 인 것을 특징으로 하는 파인 블랭킹 가공성이 우수한 강판.

(2) (1) 에 있어서, 상기 조성에 더하여 추가로, 질량％ 로, Al : 0.1％ 이하를 함유하는 조성으로 하는 것을 특징으로 하는 강판.

(3) (1) 또는 (2) 에 있어서, 상기 조성에 더하여 추가로, 질량％ 로, Cr : 3.5％ 이하, Mo : 0.7％ 이하, Ni : 3.5％ 이하, Ti : 0.01 ∼ 0.1％ 및 B : 0.0005 ∼ 0.005％ 중에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상을 함유하는 조성으로 하는 것을 특징으로 하는 강판.

(4) 강 소재를 가열하고 압연을 하여 열연판으로 하는 열간 압연과, 그 열연판에 소둔을 하는 열연판 소둔을 순차 실시하는 강판의 제조 방법에 있어서, 상기 강 소재를, 질량％ 로, C : 0.1 ∼ 0.5％, Si : 0.5％ 이하, Mn : 0.2 ∼ 1.5％, P : 0.03％ 이하, S : 0.02％ 이하를 함유하고, 잔부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 조성을 갖는 강 소재로 하고, 상기 열간 압연을, 마무리 압연에서의 800 ∼ 950℃ 온도역의 총압하율을 25％ 이상, 마무리 압연의 종료 온도를 800 ∼ 950℃ 로 하고, 그 마무리 압연의 종료 후에, 50℃/s 이상 120℃/s 미만의 평균 냉각 속도로 냉각시키고, 500 ∼ 700℃ 의 범위의 온도에서 그 냉각을 정지하여, 450 ∼ 600℃ 에서 권취하는 처리로 하며, 상기 열연판 소둔을, 소둔 온도 : 600 ∼ 720℃ 로 하는 처리로 하는 것을 특징으로 하는 파인 블랭킹 가공성이 우수한 강판의 제조 방법.

(5) (4) 에 있어서, 상기 조성에 더하여 추가로, 질량％ 로, Al : 0.1％ 이하를 함유하는 조성으로 하는 것을 특징으로 하는 강판의 제조 방법.

(6) (4) 또는 (5) 에 있어서, 상기 조성에 더하여 추가로, 질량％ 로, Cr : 3.5％ 이하, Mo : 0.7％ 이하, Ni : 3.5％ 이하, Ti : 0.01 ∼ 0.1％ 및 B : 0.0005 ∼ 0.005％ 중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상을 함유하는 조성으로 하는 것을 특징으로 하는 강판의 제조 방법.

본 발명에 의하면, FB 가공성이 우수하고, 게다가 FB 가공 후의 성형 가공성 (사이드 벤드 신장성) 도 우수한 강판을 용이하게 게다가 저가로 제조할 수 있어, 산업상 각별한 효과를 발휘한다. 또한, 본 발명에 의하면, FB 가공성이 우수한 강판이 되어, FB 가공 후의 단면 처리를 할 필요가 없어, 제조 공사 기간의 단축이 가능하여 생산성이 향상됨과 함께, 제조 비용의 삭감이 가능해진다는 효과도 있다.

도 1 은 페라이트 평균 입경과 FB 가공 후의 사이드 벤드 신장의 관계를 나타내는 그래프이다.

도 2 는 FB 가공성 (펀칭면의 평균 표면 조도 : Rz ave) 과 페라이트 입내 탄화물 평균 입경의 관계를 나타내는 그래프이다.

도 3 은 FB 가공 후의 펀칭면의 표면 조도 측정 영역을 모식적으로 설명하는 설명도이다.

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

먼저, 본 발명 강판의 조성 한정 이유에 대하여 설명한다. 또한, 조성에 있어서의 질량％ 는 특별히 언급하지 않는 한, 간단히 ％ 라고 기입한다.

C : 0.1 ∼ 0.5％

C 는 열연 소둔 후 및 담금질 후의 경도에 영향을 미치는 원소로서, 본 발명에서는 0.1％ 이상의 함유를 필요로 한다. C 가 0.1％ 미만에서는 자동차용 부품으로서 요구되는 경도를 얻을 수 없게 된다. 한편, 0.5％ 를 초과하는 다량의 함유는 강판이 석질화되기 때문에, 공업적으로 충분한 금형 수명을 확보할 수 없게 된다. 이 때문에, C 는 0.1 ∼ 0.5％ 의 범위로 한정하였다.

Si : 0.5％ 이하

Si 는 탈산제로서 작용함과 함께, 고용 강화에 의해 강도 (경도) 를 증가시키는 원소인데, 0.5％ 를 초과하여 다량으로 함유하면 페라이트상이 경질화되어, FB 가공성을 저하시킨다. 또 0.5％ 를 초과하여 Si 를 함유하면, 열연 단계에서 적(赤) 스케일이라고 하는 표면 결함이 발생한다. 이 때문에, Si 는 0.5％ 이하로 한정하였다. 또한, 바람직하게는 0.35％ 이하이다.

Mn : 0.2 ∼ 1.5％

Mn 은 고용 강화에 의해 강의 강도가 증가함과 함께, 담금질성 향상에 유효 하게 작용하는 원소이다. 이와 같은 효과를 얻기 위해서는 0.2％ 이상 함유하는 것이 바람직한데, 1.5％ 를 초과하여 과잉으로 함유하면, 고용 강화가 지나치게 강해져 페라이트가 경질화되어 FB 가공성이 저하된다. 이 때문에, Mn 은 0.2 ∼ 1.5％ 의 범위로 한정하였다. 또한, 바람직하게는 0.6 ∼ 0.9％ 이다.

P : 0.03％ 이하

P 는 입계 등에 편석하여 가공성을 저하시키기 때문에, 본 발명에서는 최대한 저감시키는 것이 바람직하지만, 0.03％ 까지는 허용할 수 있다. 이와 같은 점에서 P 는 0.03％ 이하로 한정하였다. 또한, 바람직하게는 0.02％ 이하이다.

S : 0.02％ 이하

S 는 강 중에서는 MnS 등의 황화물을 형성하여 개재물로서 존재하고, FB 가공성을 저하시키는 원소로서, 최대한 저감시키는 것이 바람직하지만, 0.02％ 까지는 허용할 수 있다. 이와 같은 점에서 S 는 0.02％ 이하로 한정하였다. 또한, 바람직하게는 0.01％ 이하이다.

상기한 성분이 기본 조성인데, 본 발명에서는 상기한 기본 조성에 추가로, Al, 및/또는 Cr, Mo, Ni, Ti 및 B 중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상을 함유할 수 있다.

Al : 0.1％ 이하

Al 은 탈산제로서 작용함과 함께, N 과 결합하여 AIN 을 형성하고, 오스테나이트 입자의 조대화 방지에 기여하는 원소이다. B 와 함께 함유하는 경우에는 N 을 고정시키고, 담금질성 향상에 유효한 B 량의 저감을 방지하는 효과도 갖는다. 이와 같은 효과는 0.02％ 이상의 함유에서 현저해지는데, 0.1％ 를 초과하는 함유는 강의 청정도를 저하시킨다. 이 때문에, 함유하는 경우에는 Al 에는 0.1％ 이하로 한정하는 것이 바람직하다. 또한, 불가피적 불순물로서의 Al 은 0.01％ 이하이다.

Cr, Mo, Ni, Ti, B 는 모두, 담금질성의 향상, 또한 뜨임 연화 저항의 향상에 기여하는 원소로서, 필요에 따라 선택하여 함유할 수 있다.

Cr : 3.5％ 이하

Cr 은 담금질성의 향상에 유효한 원소로서, 이와 같은 효과를 얻기 위해서는 0.1％ 이상 함유하는 것이 바람직한데, 3.5％ 를 초과하는 함유는 FB 가공성이 저하됨과 함께, 뜨임 연화 저항의 과도한 증대를 초래한다. 이 때문에, Cr 은 함유하는 경우에는 3.5％ 이하로 한정하는 것이 바람직하다. 또한, 보다 바람직하게는 0.2 ∼ 1.5％ 이다.

Mo : 0.7％ 이하

Mo 는 담금질성의 향상에 유효하게 작용하는 원소로서, 이와 같은 효과를 얻기 위해서는 0.05％ 이상 함유하는 것이 바람직한데, 0.7％ 를 초과하는 함유는 강의 경질화를 초래하여 FB 가공성이 저하된다. 이 때문에, Mo 는 함유하는 경우에는 0.7％ 이하로 한정하는 것이 바람직하다. 또한, 보다 바람직하게는 0.1 ∼ 0.3％ 이다.

Ni : 3.5％ 이하,

Ni 는 담금질성을 향상시키는 원소로서, 이와 같은 효과를 얻기 위해서는 0.1％ 이상 함유하는 것이 바람직한데, 3.5％ 를 초과하는 함유는 강의 경질화를 초래하여, FB 가공성이 저하된다. 이 때문에, Ni 는 함유하는 경우에는 3.5％ 이하로 한정하는 것이 바람직하다. 또한, 보다 바람직하게는 0.1 ∼ 2.0％ 이다.

Ti : 0.01 ∼ 0.1％

Ti 는 N 과 결합하여 TiN 을 형성하기 쉬워, 담금질시의 γ 입자의 조대화 방지에 유효하게 작용하는 원소이다. 또한, B 와 함께 함유하는 경우에는 BN 을 형성하는 N 을 저감시키기 위해, 담금질성 향상에 필요한 B 의 첨가량을 줄일 수 있다는 효과도 갖는다. 이와 같은 효과를 얻기 위해서는 0.01％ 이상의 함유를 필요로 한다. 한편, 0.1％ 를 초과하는 함유는 TiC 등의 석출에 의해 페라이트가 석출 강화되어 경질화되어, 금형 수명의 저하를 초래한다. 이 때문에, 함유하는 경우에는 Ti 는 0.01 ∼ 0.1％ 의 범위로 한정하는 것이 바람직하다. 또한, 보다 바람직하게는 0.015 ∼ 0.08％ 이다.

B : 0.0005 ∼ 0.005％

B 는 오스테나이트 입계에 편석하여, 미량으로 담금질성을 개선시키는 원소로서, 특히 Ti 와 복합 첨가한 경우에 효과적이다. 담금질성 개선을 위해서는 0.0005％ 이상의 함유를 필요로 한다. 한편, 0.005％ 를 초과하여 함유해도, 그 효과가 포화되어, 함유량에 맞는 효과를 기대할 수 없게 되어 경제적으로 불리해진다. 이 때문에, 함유하는 경우에는 B 는 0.0005 ∼ 0.005％ 의 범위로 한정하는 것이 바람직하다. 또한, 보다 바람직하게는 0.0008 ∼ 0.004％ 이다.

상기한 성분 이외의 잔부는 Fe 및 불가피적 불순물이다. 또한, 불가피적 불순물로는 예를 들어, N : 0.01％ 이하, O : 0.01％ 이하, Cu : 0.1％ 이하를 허용할 수 있다.

다음으로, 본 발명 강판의 조직 한정 이유에 대하여 설명한다.

본 발명 강판은 페라이트 및 탄화물을 주체로 하는 조직을 갖는다. 페라이트 및 탄화물을 주체로 하는 조직이란, 페라이트와 탄화물로 체적률로 95％ 이상이 되는 조직을 말한다. 즉, 본 발명 강판은 거의 페라이트 및 탄화물로 이루어지는 조성을 갖는데, 페라이트, 탄화물 이외의 상을 체적률 5％ 정도까지 허용할 수 있다.

본 발명의 강판에서는 페라이트의 입경은 평균 입경으로 10㎛ 초과 20㎛ 미만으로 한다. 페라이트의 평균 입경이 10㎛ 이하에서는 도 1 에 나타내는 바와 같이, FB 가공 후의 사이드 벤드 성장이 저하된다. 이 이유는 분명하지 않지만, 본 발명자들이 추찰하는 바, 페라이트 평균 입경이 10㎛ 이하로 작아지면, 페라이트 입계에서는 확산 속도가 빨라, 페라이트 입계에 존재하는 탄화물의 평균 입경이 커지기 쉽기 때문에, FB 가공시의 큰 변형에 의해 페라이트 입계상의 탄화물간에 보이드가 발생, 성장하여 균열이 발생하기 쉽고, 그 균열이 FB 가공 후의 성형 가공시에 진전, 합체되어, FB 가공 후의 사이드 벤드 성장이 저하된 것으로 생각된다. 한편, 페라이트 평균 입경이 20㎛ 이상에서는 연질화되어 금형 수명은 향상되지만, 가공 후의 버 높이가 현저히 증대된다. 이 때문에, 페라이트의 평균 입경은 10㎛ 초과 20㎛ 미만으로 한정하였다. 또한, 바람직하게는 12 ∼ 18 ㎛ 이다.

또한, 본 발명 강판에서는 탄화물 중, 페라이트 입내 탄화물의 평균 입경은 0.3 ∼ 1.5㎛ 의 범위로 한다. 페라이트 입내에 존재하는 탄화물의 평균 입경이 0.3㎛ 미만에서는 강판이 경질화되어 금형 수명이 저하된다. 한편, 1.5㎛ 를 초과하여 조대화되면, 도 2 에 나타내는 바와 같이 FB 가공시의 큰 변형에 의해 탄화물간에 보이드가 발생, 성장하여 균열이 되어, 파단면이 발생하고 가공면 (펀칭면) 의 조도가 증대되어, FB 가공성이 저하된다. 이 때문에, 페라이트 입내 탄화물의 평균 입경은 0.3 ∼ 1.5㎛ 의 범위로 한정하였다.

다음으로, 본 발명 강판의 바람직한 제조 방법에 대하여 설명한다.

상기한 조성을 갖는 용강을, 전로 등의 상용의 용제 방법으로 용제하여, 연속 주조법 등의 상용의 주조 방법에 의해 강 소재 (슬라브) 로 하는 것이 바람직하다.

이어서, 얻어진 강 소재에는 강 소재를 가열하고 압연하여 열연판으로 하는 열간 압연을 실시한다.

열간 압연은 마무리 압연에 있어서의 800 ∼ 950℃ 온도역의 총압하율을 25％, 마무리 압연의 종료 온도를 800 ∼ 950℃ 로 하고, 그 마무리 압연의 종료 후에, 50℃/s 이상의 평균 냉각 속도로 냉각시켜, 500 ∼ 700℃ 범위의 온도에서 냉각을 정지하여, 450 ∼ 600℃ 에서 권취하는 처리로 한다.

본 발명에 있어서의 열간 압연에서는 마무리 압연의 종료 온도와, 그 후의 냉각 조건을 조정함으로써, 거의 100％ 의 펄라이트 조직을 갖는 열연 강판이 얻어 진다. 또한, 본 발명에 있어서의 열간 압연에서는 마무리 압연에 있어서의 800 ∼ 950℃ 온도역의 총압하율을 25％ 이상으로 함으로써, 적정한 열연판 소둔 후에, 페라이트의 평균 입경이 10㎛ 초과 20㎛ 미만인 조직이 얻어진다.

마무리 압연에 있어서의 800 ∼ 950℃ 온도역의 총압하율 : 25％ 이상

열간 압연의 마무리 압연에 있어서, 압하율을 크게 함으로써, 오스테나이트 입경이 작아지고, 그에 따라 변태 후의 페라이트 입경이 미세해져, 열연판 소둔에 있어서 미세한 펄라이트가 갖는 높은 입계 에너지를 구동력으로 하여, 페라이트 입자의 성장이 촉진된다.

여기에서, 특히 950℃ 를 초과하는 고온에서는 재결정에 의해 오스테나이트 입경이 커지기 쉬워지기 때문에, 950℃ 이하의 온도역에서의 압하 영향이 크다.

펄라이트는 열연판 소둔에 의해, 폴리고날페라이트와 구상 세멘타이트로 변화한다. 이 열연판 소둔에 의해 생성되는 페라이트의 평균 입경을 10㎛ 초과 20㎛ 미만으로 하려면, 마무리 압연에 있어서의 800 ∼ 950℃ 온도역의 총압하율을, 통상적으로 이루어지는 압연보다 큰 압하율인 25％ 이상으로 한다. 800 ∼ 950℃ 온도역의 총압하율이 25％ 미만에서는 압하율이 부족하여, 페라이트 입경을 원하는 범위로 하는 것이 곤란해진다. 또한, 총압하율의 상한은 압연 부하의 관점에서 35％ 이하로 하는 것이 바람직하다. 또한, 보다 바람직하게는 25 ∼ 33％ 이다.

마무리 압연의 종료 온도 : 800 ∼ 950℃

마무리 압연의 종료 온도가 950℃ 를 초과하여 높아지면, 발생하는 스케일이 두꺼워져 산세성이 저하되는 데다가, 강판 표층에서 탈탄층이 발생되는 경우가 있어 페라이트 입경이 조대해지기 쉽다. 한편, 마무리 압연의 종료 온도가 800℃ 미만에서는 압연 부하의 증대가 현저해져, 압연기에 대한 과대한 부하가 문제가 된다. 이 때문에, 마무리 압연의 종료 온도는 800 ∼ 950℃ 범위 내의 온도로 하는 것이 바람직하다.

마무리 압연 종료 후의 평균 냉각 속도 : 50℃/s 이상 120℃/s 미만

마무리 압연 종료 후, 50℃/s 이상의 평균 냉각 속도로 냉각시킨다. 또한, 그 평균 냉각 속도는 마무리 압연의 종료 온도에서 그 냉각 (강제 냉각) 의 정지 온도까지의 평균 냉각 속도이다. 평균 냉각 속도가 50℃/s 미만에서는 냉각 중에 탄화물을 함유하지 않는 페라이트가 발생하여, 냉각 후의 조직이 페라이트 + 펄라이트인 불균일한 조직이 되어, 거의 100％ 의 펄라이트로 이루어지는 균일한 조직을 확보할 수 없게 된다. 열연판 조직이 페라이트 + 펄라이트인 불균일한 조직에서는 탄화물의 분포도 균일해져, 그 후의 열연판 소둔을 아무리 연구해도, 입내에 존재하는 탄화물이 조대해지기 쉽기 때문에, 마무리 압연 종료후의 평균 냉각 속도를 50℃/s 이상으로 한정하는 것이 바람직하다. 또한, 마무리 압연 종료 후의 평균 냉각 속도는 120℃/s 미만으로 하는 것이, 베이나이트의 생성을 방지하는 관점에서 바람직하다. 평균 냉각 속도가 120℃/s 이상이 되면, 강판 표층부와 판 두께 중앙부에서 조직이 상이하기 때문에, 열연판 소둔 후에 표층부와 판 두께 중앙부에서 변형능이 상이하기 때문에, 금형 수명, FB 가공성, FB 가공 후의 성형 가공성이 저하되기 쉬워진다. 이 때문에, 마무리 압연 종료 후의 평균 냉 각 속도는 50℃/s 이상 120℃/s 미만으로 하는 것이 바람직하다.

냉각 정지 온도 : 500 ∼ 700℃

상기 냉각 (강제 냉각) 을 정지시키는 온도는 500 ∼ 700℃ 로 하는 것이 바람직하다. 냉각 정지 온도가 500℃ 미만에서는 경질인 베이나이트나 마텐자이트가 발생하여 열연판 소둔이 장시간이 된다는 문제나, 권취시에 균열이 발생하는 등 조업상의 문제가 발생한다. 한편, 냉각 정지 온도가 700℃ 를 초과하여 고온이 되면, 페라이트 변태 노이즈가 700℃ 근방이기 때문에, 냉각 정지 후의 방랭 중에 페라이트가 발생하여, 거의 100％ 의 펄라이트로 이루어지는 균일한 조직을 확보할 수 없게 된다. 이와 같은 점에서, 냉각의 정지 온도는 500 ∼ 700℃ 범위 내의 온도로 한정하는 것이 바람직하다. 또한, 보다 바람직하게는 500 ∼ 650℃, 더욱 바람직하게는 500 ∼ 600℃ 이다.

냉각을 정지시킨 후, 열연판은 즉시 코일 형상으로 권취된다.

권취 온도 : 450 ∼ 600℃ 권취 온도가 450℃ 미만에서는 권취시에 강판에 균열이 발생하여 조업상 문제가 된다. 한편, 권취 온도가 600℃ 를 초과하면, 권취 중에 페라이트가 생성된다는 문제가 있다.

또한, 바람직하게는 500 ∼ 600℃ 이다

이와 같이 하여 얻은 열연판 (열연 강판) 은 산세 또는 숏 블라스트 등에 의해 표면의 산화 스케일을 제거한 후, 소둔 온도 : 600 ∼ 720℃ 로 하는 열연판 소둔이 실시된다. 거의 100％ 의 펄라이트 조직을 갖는 열연판에 적정한 열연판 소둔을 실시함으로써, 탄화물의 구상화가 촉진되어, 페라이트 입경이 원하는 범위 로 조정됨과 함께, 페라이트 입내의 탄화물 입경을 소정의 범위로 조정할 수 있게 된다.

열연판 소둔의 소둔 온도 : 600 ∼ 720℃

소둔 온도가 600℃ 미만에서는 페라이트 입내 탄화물의 평균 입경이 0.3㎛ 미만이 된다. 한편, 720℃ 를 초과하여 고온이 되면, 페라이트 입내 탄화물의 평균 입경이 1.5㎛ 를 초과하여, FB 가공성이 저하된다. 또한, 열연판 소둔의 유지 시간은 특별히 한정할 필요는 없지만, 탄화물 입경을 원하는 범위 내로 조정하기 위해서는 8h 이상으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 80h 를 초과하면 페라이트 입자가 과도하게 조대화되어, 페라이트 입내 탄화물 평균 입경이 1.5㎛ 를 초과할 우려가 있기 때문에, 80h 이하로 하는 것이 바람직하다.

표 1 에 나타내는 조성을 갖는 강 소재 (슬라브) 를 출발 소재로 하였다. 이들 강 소재를, 표 2 에 나타내는 가열 온도로 가열한 후, 표 2 에 나타내는 열간 압연 조건에 의해 판 두께 4.2㎜ 의 열연판으로 하였다.

열간 압연 조건으로서, 마무리 압연에 있어서의 800℃ ∼ 950℃ 온도역에 있어서의 총압하율, 마무리 압연의 압연 종료 온도, 마무리 압연 종료 후의 냉각에 있어서의 평균 냉각 속도, 냉각 정지 온도 및 권취 온도를 변화시켰다.

이들 열연판에, 이어서 배치 소둔, 및 산세 처리를 하였다. 얻어진 강판에 대하여, 조직 관찰, FB 가공성, FB 가공 후의 가공성 (사이드 벤드 신장성) 에 대하여 평가하였다. 시험 방법은 다음과 같다.

(1) 조직 관찰

얻어진 강판으로부터 조직 관찰용 시험편을 채취하였다. 그리고, 시험편의 압연 방향에 평행한 단면을 연마하여, 나이탈 부식시킨 후, 판 두께 1/4 위치에 대하여, 주사형 전자 현미경 (SBM) (배율, 페라이트 : 1000 배, 탄화물 : 3000 배) 으로 금속 조직을 관찰 (시야수 : 30 지점) 하여, Media Cybernetics 사 제조의 화상 해석 소프트 "Image Pro Plus ver.4.0" 을 사용하여 화상 해석 처리로 페라이트 및 탄화물의 체적률, 페라이트 입경, 페라이트 입내 탄화물의 입경을 측정하였다.

페라이트 및 탄화물의 체적률은 SEM (배율 : 3000 배) 으로 금속 조직을 관찰 (시야수 : 30 지점) 하여, 탄화물을 뺀 페라이트의 면적과 탄화물의 면적을 합산한 면적을, 전체 시야 면적으로 나누어 면적율을 구하고, 이것을 페라이트 및 탄화물의 체적률로서 판단하였다. 페라이트 입경은 각 페라이트 입자에 대하여 그 면적을 측정하고, 얻어진 면적으로부터 원 상당 직경을 구하여 각각의 입경으로 하였다. 얻어진 각 페라이트 입경을 산술 평균하여, 그 값을 그 강판의 평균 페라이트 입경으로 하였다. 또한, 측정한 면적률은 각 500 개로 하였다.

페라이트 입내 탄화물의 입경은 금속 조직 관찰 (배율 : 3000 배) 의 각 시야 (시야수 : 30 지점) 로, 화상 해석에 의해, 페라이트 입내에 존재하는 탄화물을 식별하고, 페라이트 입내에 존재하는 각 탄화물에 대하여, 탄화물 외주상의 2 점과 탄화물의 상당 타원 (탄화물과 동면적, 또한 1 차 및 2 차 모멘트가 동등한 타원) 의 중심을 통과하는 직경을 2˚마다 측정하여 원 상당 직경을 구하고, 이것을 각각의 탄화물 입경으로 하여, 얻어진 탄화물 입경을 평균한 값을 페라이트 입내 탄화 물의 평균 입경으로 하였다. 또한, 측정한 탄화물의 입자수는 각 3000 개로 하였다.

(2) FB 가공성

얻어진 강판으로부터 시험판 (크기 : 100 × 80㎜) 을 채취하여 FB 테스트를 실시하였다. FB 테스트는 110t 유압 프레스기를 이용하여, 시험편으로부터 크기 : 60㎜ × 40㎜ (코너부 반경 R : 10㎜) 의 샘플을, 공구간의 클리어런스 : 0.060㎜ (판 두께의 1.5％), 가공력 : 8.5ton, 윤활 : 있음의 조건으로 펀칭하였다. 펀칭된 샘플의 단면 (펀칭면) 에 대하여, 표면 조도 (십점 평균 조도 Rz) 를 측정하여, FB 가공성을 평가하였다. 또한, 시험편은 클리어런스에 대한 판 두께 편차의 영향을 없애기 위해, 미리 양면을 등량씩 연삭하여, 판 두께를 4.0±0.010㎜ 로 하였다.

즉, 표면 조도의 측정은 R 부를 제외한 4 개의 단면으로 하고, 각 단면 (판 두께면) 에서, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 펀치측 표면 0.5㎜ 에서 판 두께 방향으로 3.9㎜ 까지의 범위에서 또한 표면에 평행하게 (X 방향) 10㎜ 의 영역을, 촉침식 표면 조도계로 판 두께 방향 (t 방향) 으로 100㎛ 피치로 35 회 주사하고, JIS S B 0601-1994 에 준거하여, 각 주사선에 있어서의 표면 조도 Rz 를 측정하였다. 또한, 측정면의 표면 조도 Rz 는 각각의 주사선의 Rz 를 합계하여, 그 평균값으로 하였다. 상기와 동일한 방법으로 4 개의 단면을 측정하여, 다음 식

Rz ave = (Rz 1 + Rz 2 + Rz 3 + Rz 4) / 4

(여기에서, Rz 1, Rz 2, Rz 3, Rz 4 : 각 면의 Rz)

로 정의되는 평균 표면 조도 : Rz ave (㎛) 를 산출하여, FB 가공성을 평가하였다.

또한, 상기한 바와 같이 본 발명에서는 Rz ave 가 10㎛ 이하로 작아질수록 FB 가공성이 우수한 것으로 하였다.

또한, FB 가공으로서 문제가 되는 큰 버 (높은 버) 의 발생 유무를 관찰하였다.

또한, 사용한 공구 (금형) 의 수명을 평가하였다. FB 가공에 있어서의 펀칭 횟수가 3000 회에 이른 시점에서의 샘플 단면 (펀칭면) 의 표면 조도 (십점 평균 조도 Rz) 를 측정하여, 금형 수명을 평가하였다. 또한, 표면 조도의 측정 방법은 상기한 방법과 동일하게 하였다. 샘플 단면의 평균 표면 조도 Rz ave 가 10㎛ 이하를 ○, 10㎛ 초과 ∼ 16㎛ 이하를 △, 16㎛ 초과를 × 로서 평가하였다.

(3) FB 가공 후의 가공성 (사이드 벤드 신장성)

얻어진 강판으로부터, FB 가공에 의해 시험편 (크기 : 40㎜ × 170㎜ (압연 방향)) 을 펀칭하고, 사이드 벤드 시험을 하여 FB 가공 후의 가공성 (사이드 벤드 신장성) 을 평가하였다.

또한, 시험편은 클리어런스에 대한 판 두께 편차의 영향을 없애기 위해서, 미리 양면을 등량씩 연삭하여, 판 두께를 4.0±0.10㎜ 로 하였다. FB 가공은 공구간의 클리어런스 : 0.060㎜ (판 두께의 1.5％), 가공력 : 8.5ton, 윤활 : 있음의 조건으로 하였다.

사이드 벤드 시험은 나가이 등 (나가이 요시노리, 나가이 야스토모 : PK 기보, N0.6 (1995), p14) 방법에 준거하여, 시험편의 측면 (판면) 을 구속한 상태에서, 사이드 벤드 시험을 하여, 판 두께 관통 균열시의 신장을 측정하였다. 신장을 평가하는 측의 시험편 단면은 170㎜ 길이측의 FB 가공면으로 하였다. 또한, 시험편에는 파단시의 신장을 평가하기 위한 표점을 표점간 거리를 50㎜ 로 하여 표시선을 기입하였다. 시험수는 각 강판 2 장으로 하고, 얻어진 신장값의 평균값을 사이드 벤드 신장값으로 하였다. 사이드 벤드 신장값이 45％ 이상인 경우를 ○, 45％ 미만인 경우를 × 로 하여, FB 가공 후의 가공성 (사이드 벤드 신장성) 을 평가하였다.

얻어진 결과를 표 3 에 나타낸다.

본 발명예는 모두, 펀칭면의 표면 조도 Rz ave 가 10㎛ 이하로서, FB 가공성이 우수하고, 또한, 펀칭 횟수 : 30000 회시의 펀칭면 표면도 매끄럽고 (평가 : ○), 금형 수명의 저하도 확인되지 않았다. 또한, 본 방법예는 FB 가공 후의 사이드 벤드 신장성 (가공성) 도 우수하다. 또한, 본 발명예에서는 모두 페라이트 및 탄화물의 체적률 합계는 95％ 이상이 되어, 페라이트 및 탄화물을 주체로 하는 조직으로 되어 있는 것을 확인하였다. 한편, 본 발명의 범위를 벗어나는 비교예는 펀칭면의 평균 표면 조도 Rz ave 가 10㎛ 를 초과하여 거칠어져 FB 가공성이 저하되거나, FB 가공시에 큰 버가 발생하거나, 또는 금형 수명이 저하되거나, 또는 FB 가공 후의 사이드 벤드 신장성 (가공성) 이 저하되거나, 혹은 FB 가공성, 금형 수명, FB 가공 후의 사이드 벤드 신장성 (가공성) 모두가 저하되었다.

Claims (6)

1. 질량％ 로,

   C : 0.1 ∼ 0,5％, Si : 0% 초과, 0.5％ 이하,

   Mn : 0.2 ∼ 1.5％, P : 0% 초과, 0.03％ 이하,

   S : 0% 초과, 0.02％ 이하

   를 함유하고, 잔부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 조성과, 페라이트 및 탄화물을 포함하는 조직을 갖고, 상기 페라이트의 평균 입경이 10㎛ 초과 20㎛ 미만, 상기 탄화물 중, 페라이트 입내에 존재하는 탄화물의 평균 입경이 0.3 ∼ 1.5㎛ 인 것을 특징으로 하는 파인 블랭킹 가공성이 우수한 강판.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 조성에 더하여 추가로, 질량％ 로, Al : 0% 초과, 0.1％ 이하를 함유하는 조성으로 하는 것을 특징으로 하는 강판.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 조성에 더하여 추가로, 질량％ 로, Cr : 0% 초과, 3.5％ 이하, Mo : 0% 초과, 0.7％ 이하, Ni : 0% 초과, 3.5％ 이하, Ti : 0.01 ∼ 0.1％ 및 B : 0.0005 ∼ 0.005％ 중에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상을 함유하는 조성으로 하는 것을 특징으로 하는 강판.
4. 강 소재를 가열하고 압연을 하여 열연판으로 하는 열간 압연과, 그 열연판에 소둔을 하는 열연판 소둔을 순차 실시하는 강판의 제조 방법에 있어서,

   상기 강 소재를, 질량％ 로,

   C : 0.1 ∼ 0.5％, Si : 0% 초과, 0.5％ 이하,

   Mn : 0.2 ∼ 1.5％, P : 0% 초과, 0.03％ 이하,

   S : 0% 초과, 0.02％ 이하

   를 함유하고, 잔부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 조성을 갖는 강 소재로 하고, 상기 열간 압연을, 마무리 압연에서의 800 ∼ 950℃ 온도역의 총압하율을 25％ 이상, 마무리 압연의 종료 온도를 800 ∼ 950℃ 로 하고, 그 마무리 압연의 종료 후에, 50℃/s 이상 120℃/s 미만의 평균 냉각 속도로 냉각시키고, 500 ∼ 700℃ 의 범위의 온도에서 그 냉각을 정지하여, 450 ∼ 600℃ 에서 권취하는 처리로 하며, 상기 열연판 소둔을, 소둔 온도 : 600 ∼ 720℃ 로 하는 처리로 하는 것을 특징으로 하는 파인 블랭킹 가공성이 우수한 강판의 제조 방법.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 조성에 더하여 추가로, 질량％ 로, Al : 0% 초과, 0.1％ 이하를 함유하는 조성으로 하는 것을 특징으로 하는 강판의 제조 방법.
6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,

   상기 조성에 더하여 추가로, 질량％ 로, Cr : 0% 초과, 3.5％ 이하, Mo : 0% 초과, 0.7％ 이하, Ni : 0% 초과, 3.5％ 이하, Ti : 0.01 ∼ 0.1％ 및 B : 0.0005 ∼ 0.005％ 중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상을 함유하는 조성으로 하는 것을 특징으로 하는 강판의 제조 방법.

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