KR101115801B1 - Zn-plated steel sheet for hot pressed parts and method for manufacturing hot pressed parts having excellent corrosion resistance and electro-painting properties - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 열간프레스 성형용 아연도금강판 및 이를 이용한 내식성 및 전착도장성이 우수한 열간프레스 성형부품의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 열간 프레스 공정시 도금층의 열화를 방지하여 안정적인 도금층을 확보함으로써 내식성이 우수하고, 도금층 표면에 연속적인 피막을 형성시켜 전착도장성을 향상시킨 열간프레스 성형용 아연도금강판 및 이를 이용한 내식성 및 전착도장성이 우수한 열간프레스 성형부품의 제조방법을 제공한다.
The present invention relates to a method for manufacturing a hot-rolled galvanized steel sheet and a hot press molded part having excellent corrosion resistance and electrodeposition coating property using the same, and more particularly, by preventing the deterioration of the plating layer during the hot press process to secure a stable plating layer. The present invention provides a method of manufacturing a hot press molded galvanized steel sheet having excellent corrosion resistance and a continuous coating formed on the surface of a plating layer to improve electrodeposition coating properties, and excellent corrosion resistance and electrodeposition coating property using the same.
최근 환경 규제에 따른 자동차 연비 감소를 목적으로 고강도 강판에 대한 수요가 급증하고 있다. 자동차 강판이 고강도화 됨에 따라 프레스 성형시 마모, 파단 등이 발생하기 쉬우며 복잡한 제품 성형이 곤란해진다. 따라서 이러한 문제점을 해결하고자 강판을 가열하여 열간 상태에서 성형 가공하는 열간 프레스 공정에 의한 제품 생산이 크게 증가하고 있다.
Recently, the demand for high strength steel sheet is rapidly increasing in order to reduce fuel consumption of automobiles due to environmental regulations. As automobile steel sheet is strengthened, wear, fracture, etc. occur easily during press molding, and complicated product molding is difficult. Therefore, in order to solve this problem, the production of products by the hot press process of forming a steel sheet in a hot state by heating the steel sheet has been greatly increased.
열간 프레스 강판은 통상 800~900℃로 가열한 상태에서 프레스 가공을 거치게 되는데 가열시 강판 표면이 산화되어 스케일이 생성되게 된다. 따라서 제품 성형후 스케일을 제거하는 쇼트 브라스트와 같은 별도의 공정이 필요하게 되며, 제품의 내식성 또한 도금재에 비하여 열위하게 된다.
Hot press steel sheet is usually subjected to press working in a state heated to 800 ~ 900 ℃, when heating the surface of the steel sheet is oxidized to generate a scale. Therefore, a separate process such as a short blast to remove the scale after forming the product is required, and the corrosion resistance of the product is also inferior to the plating material.
따라서, 이러한 문제점을 해결하고자, 미국등록특허 US6296805호에서와 같이 강판 표면에 Al계 도금을 실시하여 가열로에서 도금층이 유지되면서 강판 표면의 산화 반응을 억제하고 Al의 부동태 피막 형성을 이용하여 내식성을 증대시키는 제품이 개발되어 상용화 되어 있다.
Therefore, in order to solve this problem, as Al-based plating is applied to the surface of the steel sheet as in US Pat. Increasing products have been developed and commercialized.
그러나, 상기 Al 도금재의 경우 고온에서의 내열성은 우수하지만 희생 양극 방식의 Zn 도금에 비하여 내식성이 열위하며 또한 제조 단가가 증가하게 되는 단점이 있다.
However, the Al plating material is excellent in heat resistance at high temperature but inferior in corrosion resistance compared to the sacrificial anode type Zn plating has a disadvantage in that the manufacturing cost increases.
그러나, Zn의 경우 Al에 비하여 고온에서의 내열성이 크게 열위하여 통상적인 방법으로 제작된 Zn 도금강판은 800~900℃의 고온에서 Zn층의 합금화 및 고온 산화로 도금층이 불균일하게 형성되고 도금층중 Zn의 비율이 30% 미만으로 하향되어 내부식성 측면에서 도금재로서의 기능이 축소되는 문제가 있다.
However, in the case of Zn, the Zn plated steel sheet manufactured by the conventional method is inferior to Al in heat resistance at a high temperature, and the plating layer is nonuniformly formed by alloying and high temperature oxidation of the Zn layer at a high temperature of 800 to 900 ° C. The ratio of is lowered to less than 30% there is a problem that the function as a plating material is reduced in terms of corrosion resistance.
본 발명의 일측면은 아연 도금을 이용한 도금재를 열간 프레스 성형시 아연도금층의 열화 또는 소실되는 것을 방지하여 내식성이 우수하고, 도금층 표면에 연속적인 피막을 형성시킬 수 있는 열간프레스 성형용 아연도금강판 및 이를 이용한 내식성 및 전착도장성이 우수한 열간프레스 성형부품의 제조방법을 제공한다.
One side of the present invention is excellent in corrosion resistance by preventing deterioration or loss of the zinc plated layer during hot press molding of the plated material using zinc plating, hot-dip galvanized steel sheet for hot press molding that can form a continuous coating on the surface of the plating layer And it provides a method for producing a hot press molded part excellent in corrosion resistance and electrodeposition coating using the same.
본 발명의 일측면은 소지강판; 상기 소지강판 위에 형성된 산화반응시 산소 1몰당 깁스자유에너지 감소량의 절대값이 Cr보다 작은 금속 및 Al의 농화층; 상기 농화층 위에 형성된 아연도금층을 포함하고, One side of the present invention is a steel sheet; A thickening layer of Al and a metal having an absolute value of the Gibbs free energy reduction amount per mole of oxygen during the oxidation reaction formed on the base steel sheet smaller than Cr; Including a galvanized layer formed on the thickening layer,
상기 농화층은 Al을 30중량% 이상 포함하며, 상기 산화반응시 산소 1몰당 깁스자유에너지 감소량의 절대값이 Cr보다 작은 금속은 상기 농화층 및 도금층 전체 중 상기 농화층에 70중량% 이상 함유된 열간프레스 성형용 아연도금강판을 제공한다.
The thickening layer contains at least 30% by weight of Al, and the metal having an absolute value of Gibbs free energy reduction per mole of oxygen during the oxidation reaction is smaller than Cr is contained in the thickening layer of the thickening layer and the entire plating layer by 70% by weight or more. It provides a galvanized steel sheet for hot press forming.
이때, 상기 농화층의 두께는 0.1~1㎛인 것이 바람직하다.
At this time, the thickness of the concentrated layer is preferably 0.1 ~ 1㎛.
한편, 본 발명의 또다른 일측면은 소지강판을 소둔 열처리하는 단계; 상기 소둔 열처리 후 Al이 0.05~0.5중량%, 산화반응시 산소 1몰당 깁스자유에너지 감소량의 절대값이 Cr보다 작은 금속이 0.01~0.5중량%, 잔부 Zn 및 기타 불가피한 불순물로 이루어지는 아연도금욕에 침지하여 아연도금하는 단계; 상기 아연도금된 강판을 산화성 분위기에서 2~10℃/초의 승온속도로 750~950℃까지 가열한 후 10분 이하로 유지하는 단계; 및 상기 가열 후 유지된 강판을 600~900℃의 온도범위에서 프레스 성형하는 단계를 포함하는 내식성 및 전착도장성이 우수한 열간프레스 성형부품의 제조방법을 제공한다.
On the other hand, another side of the present invention is the step of annealing the steel sheet holding; After the annealing heat treatment, Al is immersed in a zinc plating bath composed of 0.05 to 0.5% by weight of Al, 0.01 to 0.5% by weight of metal having an absolute value of Gibbs free energy reduction per mole of oxygen during oxidation, and less than Cr, balance Zn and other unavoidable impurities. Galvanizing step; Heating the galvanized steel sheet to an oxidizing atmosphere at a heating rate of 2 to 10 ° C./sec to 750 to 950 ° C. and then maintaining the galvanized steel sheet for 10 minutes or less; And it provides a method of producing a hot press molded part excellent in corrosion resistance and electrodeposition coating comprising the step of pressing the steel sheet maintained after the heating at a temperature range of 600 ~ 900 ℃.
이때, 상기 소둔 열처리하는 단계는 700~900℃이하의 온도범위에서 행하는 것이 바람직하다.
At this time, the annealing heat treatment is preferably carried out at a temperature range of 700 ~ 900 ℃ or less.
또한, 상기 아연도금하는 단계는 상기 산화반응시 산소 1몰당 깁스자유에너지 감소량의 절대값이 Cr보다 작은 금속으로, Ni, Fe, Co, Cu, Sn, Sb로 이루어진 그룹에서 선택된 1종 이상을 사용하는 것이 보다 바람직하다.
The zinc plating may be performed by using one or more selected from the group consisting of Ni, Fe, Co, Cu, Sn, and Sb as metals in which the absolute value of Gibbs free energy reduction per mole of oxygen is less than Cr during the oxidation reaction. It is more preferable to do.
또한, 상기 아연도금하는 단계는 430~500℃의 온도범위를 갖는 도금욕에 침지하여 행하는 것이 바람직하다.
In addition, the zinc plating step is preferably performed by immersing in a plating bath having a temperature range of 430 ~ 500 ℃.
한편, 상기 아연도금하는 단계 후 600℃이하의 온도범위에서 합금화 열처리를 행하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
On the other hand, after the step of galvanizing may further comprise the step of performing an alloying heat treatment in a temperature range of less than 600 ℃.
또한, 상기 소둔 열처리하는 단계는 중량%로 C: 0.1~0.4%, Si: 2.0% 이하(0%는 제외), Mn: 0.1~4.0%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 이루어지는 소지강판에 대해 행하는 것이 바람직하다.
In addition, the annealing heat treatment step is carried out for the base steel sheet consisting of C: 0.1 ~ 0.4%, Si: 2.0% or less (excluding 0%), Mn: 0.1 ~ 4.0%, the balance Fe and other unavoidable impurities in weight% It is preferable.
이때, 상기 소둔 열처리하는 단계는 N: 0.001~0.02%, B: 0.0001~0.01%, Ti: 0.001~0.1%, Nb: 0.001~0.1%, V: 0.001~0.1%, Cr: 0.001~1.0%, Mo: 0.001~1.0%, Sb: 0.001~0.1% 및 W: 0.001~0.3%로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 1종 이상을 더 포함하는 소지강판에 대해 행하는 것이 보다 바람직하다.
At this time, the annealing step is N: 0.001 ~ 0.02%, B: 0.0001 ~ 0.01%, Ti: 0.001 ~ 0.1%, Nb: 0.001 ~ 0.1%, V: 0.001 ~ 0.1%, Cr: 0.001 ~ 1.0%, It is more preferable to carry out with respect to the steel plate further containing 1 or more types chosen from the group which consists of Mo: 0.001-1.0%, Sb: 0.001-0.1%, and W: 0.001-0.3%.
본 발명의 일측면에 따르면, 아연 도금을 이용한 도금재를 열간 프레스 성형시 아연도금층의 열화 또는 소실되는 것을 방지함으로써 내식성 및 표면특성을 향상시킬 수 있고, 상기 도금층 위에 연속적인 산화피막을 형성시킴으로써 전착도장성도 향상시킨 열간프레스 성형부품을 얻을 수 있다.
According to an aspect of the present invention, the corrosion resistance and surface properties can be improved by preventing deterioration or loss of the zinc plated layer during hot press molding of the plated material using zinc plating, and electrodeposition by forming a continuous oxide film on the plated layer. A hot press molded part having improved paintability can be obtained.
이하, 본 발명의 열간 프레스 성형용 아연도금강판에 대해 설명한다.Hereinafter, the galvanized steel sheet for hot press forming of this invention is demonstrated.
본 발명의 일측면은 소지강판; 상기 소지강판 위에 형성된 산화반응시 산소 1몰당 깁스자유에너지 감소량의 절대값이 Cr보다 작은 금속 및 Al의 농화층; 상기 농화층 위에 형성된 아연도금층을 포함하고, One side of the present invention is a steel sheet; A thickening layer of Al and a metal having an absolute value of the Gibbs free energy reduction amount per mole of oxygen during the oxidation reaction formed on the base steel sheet smaller than Cr; Including a galvanized layer formed on the thickening layer,
상기 농화층은 Al을 30중량% 이상 포함하며, 상기 산화반응시 산소 1몰당 깁스자유에너지 감소량의 절대값이 Cr보다 작은 금속은 상기 농화층 및 도금층 전체 중 상기 농화층에 70중량% 이상 함유된 열간프레스 성형용 아연도금강판을 제공한다.
The thickening layer contains at least 30% by weight of Al, and the metal having an absolute value of Gibbs free energy reduction per mole of oxygen during the oxidation reaction is smaller than Cr is contained in the thickening layer of the thickening layer and the entire plating layer by 70% by weight or more. It provides a galvanized steel sheet for hot press forming.
상기와 같이, 소지강판과 아연도금층 사이의 계면에 산화반응시 산소 1몰당 깁스자유에너지 감소량의 절대값이 Cr보다 작은 금속과 Al이 농화된 구조를 갖는 것이 아연도금층의 열화를 방지하는 데에 매우 유리하다. 즉, 계면에 농화된 산화반응시 산소 1몰당 깁스자유에너지 감소량의 절대값이 Cr보다 작은 금속은 열간 프레스 가열시에 도금층 내로 들어가 Zn-Fe에 고용됨으로써 아연이 소지강판으로 확산되는 것을 억제하고, 계면에 농화된 Al은 열간 프레스 가열시에 도금층 표층으로 확산되어 Al2O3 산화피막을 연속적으로 형성하여 아연도금층을 보호하게 되는 것이다.
As described above, it is very important to prevent the deterioration of the galvanized layer having a structure in which the absolute value of the Gibbs free energy reduction amount per mole of oxygen is less than Cr and the Al is concentrated at the interface between the base steel sheet and the galvanized layer. It is advantageous. That is, during the oxidation reaction concentrated at the interface, the metal whose absolute value of Gibbs free energy reduction per mole of oxygen is less than Cr enters into the plating layer during hot press heating and is dissolved in Zn-Fe to suppress zinc from diffusing into the base steel sheet. Al concentrated at the interface diffuses into the surface layer of the plating layer during hot press heating to continuously form an Al 2 O 3 oxide film to protect the zinc plating layer.
따라서, 상기 농화층에는 Al이 30중량% 이상 농화되어 상기 산화피막을 용이하게 생성하는 것이 바람직하고, 산화반응시 산소 1몰당 깁스자유에너지 감소량의 절대값이 Cr보다 작은 금속은 상기 농화층 및 도금층 전체 중 상기 농화층에 70중량% 이상 함유하는 것이 도금층 내 아연확산을 방지하는 3원상을 형성하는 데에 유리하다. 특히, 상기 산화반응시 산소 1몰당 깁스자유에너지 감소량의 절대값이 Cr보다 작은 금속은 Al과의 반응성이 강하므로, 계면에 많은 양이 농화될 수록 열간프레스 가열시 Al2O3 산화피막을 형성하는 Al을 계면에 더 많이 농화시키는 역할을 하게 된다.
Therefore, it is preferable that the thickening layer is 30 wt% or more of Al, so that the oxide film is easily generated, and the metal having the absolute value of the Gibbs free energy reduction amount per mole of oxygen less than Cr during the oxidation reaction is the thickening layer and the plating layer. Containing at least 70% by weight of the concentrated layer in total is advantageous for forming a ternary phase to prevent zinc diffusion in the plating layer. Particularly, since the metal having a smaller absolute value of Gibbs free energy reduction per mole of oxygen during the oxidation reaction is less than Cr, the reactivity with Al is strong, and as the amount is increased at the interface, an Al 2 O 3 oxide film is formed during hot press heating. It will concentrate more Al to the interface.
이때, 상기 농화층의 두께는 0.1~1㎛인 것이 바람직하다. 상기 두께가 0.1㎛에 미달하면 실질적으로 산화반응시 산소 1몰당 깁스자유에너지 감소량의 절대값이 Cr보다 작은 금속과 Al이 계면에 농화된 양이 충분치 않아 열간 프레스 가열시에 상기 산화피막이나 3원상을 잘 형성하지 못하고, 상기 두께가 1㎛를 초과하면 열간 프레스 가열시에 도금층 위에 산화물층이 너무 두껍게 형성되어 용접성을 열화시키므로, 상기 두께는 0.1~1㎛로 제한하는 것이 바람직하다.
At this time, the thickness of the concentrated layer is preferably 0.1 ~ 1㎛. If the thickness is less than 0.1 μm, the amount of metal and Al that is less than Cr in the absolute value of Gibbs free energy reduction per mole of oxygen during the oxidation reaction is not sufficient. If the thickness is more than 1 μm, the oxide layer is formed too thick on the plating layer during hot press heating, thereby degrading the weldability. Therefore, the thickness is preferably limited to 0.1 to 1 μm.
이하, 본 발명의 열간프레스 성형부품의 제조방법에 대해 설명한다.Hereinafter, the manufacturing method of the hot press molding part of this invention is demonstrated.
본 발명의 일측면은 소지강판을 소둔 열처리하는 단계; 상기 소둔 열처리 후 Al이 0.05~0.5중량%, 산화반응시 산소 1몰당 깁스자유에너지 감소량의 절대값이 Cr보다 작은 금속이 0.01~0.5중량%, 잔부 Zn 및 기타 불가피한 불순물로 이루어지는 아연도금욕에 침지하여 아연도금하는 단계; 상기 아연도금된 강판을 산화성 분위기에서 2~10℃/초의 승온속도로 750~950℃까지 가열한 후 10분 이하로 유지하는 단계; 및 상기 가열 후 유지된 강판을 600~900℃의 온도범위에서 프레스 성형하는 단계를 포함하는 내식성 및 전착도장성이 우수한 열간프레스 성형부품의 제조방법을 제공한다.
One side of the present invention comprises the steps of annealing the steel sheet holding; After the annealing heat treatment, Al is immersed in a zinc plating bath composed of 0.05 to 0.5% by weight of Al, 0.01 to 0.5% by weight of metal having an absolute value of Gibbs free energy reduction per mole of oxygen during oxidation, and less than Cr, balance Zn and other unavoidable impurities. Galvanizing step; Heating the galvanized steel sheet to an oxidizing atmosphere at a heating rate of 2 to 10 ° C./sec to 750 to 950 ° C. and then maintaining the galvanized steel sheet for 10 minutes or less; And it provides a method of producing a hot press molded part excellent in corrosion resistance and electrodeposition coating comprising the step of pressing the steel sheet maintained after the heating at a temperature range of 600 ~ 900 ℃.
먼저, 도금욕 조성을 검토하면, 도금욕내에 Al이 0.05~0.5중량%로 포함되는 것이 바람직하다. Al이 도금욕에 포함되어 있으면 용융도금시에 Al이 소지강판과 도금층 계면에 단독 또는 합금상태로 농화되고, 이와 같이 계면에 농화된 Al은 열간 프레스 가열시 도금층 표면으로 확산되어 도금층 위에 산화물을 형성하게 된다. 이때, 형성된 산화물은 Al2O3를 주성분으로 하고, 그 형태는 연속적인 피막 형태를 이루는데, 이러한 피막은 도금층 내에 Zn가 열화되는 것을 방지하는 중요한 역할을 한다.
First, when the plating bath composition is examined, it is preferable that Al is contained in the plating bath at 0.05 to 0.5% by weight. If Al is included in the plating bath, Al is concentrated at the interface of the base steel plate and the plating layer alone or in an alloy state during hot dip plating, and the Al concentrated at this interface diffuses to the surface of the plating layer during hot press heating to form an oxide on the plating layer. Done. At this time, the oxide formed is mainly composed of Al 2 O 3 , the form of the continuous film form, this film plays an important role in preventing Zn deterioration in the plating layer.
이때, 도금층 표면에 형성되는 Al2O3층은 도금층 표면 위에 연속적으로 형성되어 있어야 하고 평균 두께는 10~300nm인 것이 바람직하다. Al2O3 산화 피막이 불연속적으로 형성되거나 연속적인 경우에 있어서도 평균 두께가 10nm 이하가 되면 열간 프레스 가열 공정중에 상기 표면 보호적인 역할을 하는 산화 피막이 파손되어 도금층내 Zn 산화물의 발달을 급격하게 촉진시킬 우려가 있으므로 충분한 내열성을 갖추기 어렵게 된다. 또한 Al2O3 산화 피막의 평균 두께가 300nm 이상이 되면 산화물로 인하여 용접 특성이 저하될 우려가 있기 때문에 도금층 표면에 형성되는 산화 피막의 평균 두께는 10~300nm로 한정하다.
At this time, the Al 2 O 3 layer formed on the surface of the plating layer should be continuously formed on the surface of the plating layer, the average thickness is preferably 10 ~ 300nm. Even when the Al 2 O 3 oxide film is discontinuously formed or continuous, if the average thickness is 10 nm or less, the oxide film which acts as a surface protection during the hot press heating process may be damaged to rapidly promote the development of Zn oxide in the plating layer. Since there is a concern, it becomes difficult to have sufficient heat resistance. In addition, when the average thickness of the Al 2 O 3 oxide film is 300 nm or more, the welding properties may be deteriorated due to the oxide. Therefore, the average thickness of the oxide film formed on the surface of the plating layer is limited to 10 to 300 nm.
이때, 상기 Al2O3로 이루어진 연속적인 산화 피막의 위에 ZnO, MnO 및 기타 불순물로 이루어진 산화물이 추가로 형성되며, 이와 같이 도금층 위에 형성되는 산화물층의 총 평균 두께는 0.01~5㎛인 것이 보다 바람직하다. 상기 산화물층의 두께가 5㎛를 초과하게 되면 산화물이 부스러지기 쉽고 성장 응력이 집중되어 산화물이 표면에서 박리되기 쉬어 산화물이 존재하는 상태에서 제품을 이용할 수 없기 때문에, 열간 프레스 후에 예를 들어 쇼트 브라스트 공정과 같이 표면의 산화물을 제거하는 공정이 별도로 필요한 문제가 있다. 또한, 상기 산화물층의 두께가 0.01㎛ 미만이면 아연도금층의 열화 방지 효과가 미미하므로, 상기 산화물층의 두께는 0.01~5㎛인 것이 바람직하다.
At this time, an oxide made of ZnO, MnO and other impurities is further formed on the continuous oxide film made of Al 2 O 3 , and thus the total average thickness of the oxide layer formed on the plating layer is 0.01 to 5 μm. desirable. When the thickness of the oxide layer exceeds 5 μm, the oxide tends to be brittle and growth stress is concentrated and the oxide is easily peeled off from the surface, so that the product cannot be used in the presence of the oxide. There is a problem that a process for removing oxides on the surface, such as a test process, is required separately. In addition, when the thickness of the oxide layer is less than 0.01 μm, the deterioration prevention effect of the galvanized layer is insignificant, so that the thickness of the oxide layer is preferably 0.01 to 5 μm.
특히, 상기와 같이 Al2O3 산화물이 연속적으로 형성되면 그 후 전착 도장 처리시에 도장성이 매우 우수하고, 형성된 도막의 밀착성을 향상시키는 데에도 크게 기여할 수 있다. 따라서, 별도의 인산염 처리를 생략하더라도 인산염 처리시와 동일한 수준의 도막 형성이 가능하기 때문에, 경제성 및 생산성 측면에서 매우 효율적일 수 있다. 뿐만 아니라, 도금욕 내의 Al은 도금시에 소지강판과 도금층의 계면에 인히비션 층(inhibition layer)을 형성하여 도금성을 향상시키는 데에도 기여한다.
In particular, Al 2 O 3 as described above When oxide is continuously formed, coating property is very excellent at the time of electrodeposition coating process after that, and it can greatly contribute to improving the adhesiveness of the formed coating film. Therefore, even if the separate phosphate treatment is omitted, since the same level of coating film formation as that of the phosphate treatment is possible, it can be very efficient in terms of economy and productivity. In addition, Al in the plating bath contributes to the improvement of the plating property by forming an activation layer at the interface between the base steel sheet and the plating layer during plating.
따라서, 도금욕 내에 Al이 상기의 역할을 수행하기 위해서는 최소한 도금욕 내에 Al이 0.05중량% 이상으로 포함되어 있어야 하고, 다만 0.5중량%를 초과할 경우 상기 계면에 인히비션 층이 과도하게 형성되어 합금화를 지나치게 억제하여 아연도금층 내의 융점 상승 효과가 미미하여 열화가 되기 쉬운 문제가 발생할 수 있으므로, 도금욕 내 Al의 함량은 0.05~0.5중량%로 제어하는 것이 바람직하다.
Therefore, in order for Al to perform the above-mentioned role in the plating bath, Al should be included in the plating bath at least 0.05% by weight or more, but if it exceeds 0.5% by weight, the activation layer is excessively formed at the interface. Since the alloying is excessively suppressed and the melting point increase effect in the galvanized layer is insignificant, a problem may easily occur. Therefore, the Al content in the plating bath is preferably controlled to 0.05 to 0.5% by weight.
다음으로, 도금욕 내에 산화반응시 산소 1몰당 깁스자유에너지 감소량의 절대값이 Cr보다 작은 금속을 0.01~0.5중량%로 첨가되는 것이 바람직하다. 산화반응시 산소 1몰당 깁스자유에너지 감소량의 절대값이 Cr보다 작은 금속은 용융아연 도금시에 소지강판과 도금층의 계면에 농화되는데, 이와 같이 농화된 금속은 열간 프레스 가열시에 도금층 내에 확산되어 Zn, Fe와 만나 3원상을 형성하게 된다. 상기 3원상은 소지강판의 Fe, Mn 등의 성분들이 도금층 내로 확산되는 것을 억제하는 역할을 하고, 이와 동시에 도금층 내의 Zn가 소지강판으로 소실되는 것을 방지하는 역할을 하게 된다. 또한, 산화반응시 산소 1몰당 깁스자유에너지 감소량의 절대값이 Cr보다 작은 금속은 Al과의 반응성이 강하여 용융아연 도금시에 상기 산화반응시 산소 1몰당 깁스자유에너지 감소량의 절대값이 Cr보다 작은 금속의 농화층 위에 더 많은 Al을 포함하는 Al 농화층을 형성시킨다.
Next, it is preferable to add 0.01 to 0.5% by weight of a metal whose absolute value of the Gibbs free energy reduction per mole of oxygen during the oxidation reaction in the plating bath is smaller than Cr. In the oxidation reaction, metals having an absolute decrease in the amount of Gibbs free energy per mole of oxygen less than Cr are concentrated at the interface between the base steel plate and the plating layer during hot dip galvanizing. Thus, the concentrated metal diffuses into the plating layer during hot press heating, and Zn , Fe meets with each other to form a ternary phase. The ternary phase serves to suppress diffusion of components such as Fe, Mn, etc. of the steel sheet into the plating layer, and at the same time serves to prevent the Zn in the plating layer from being lost to the steel sheet. In addition, metals having an absolute reduction in the amount of Gibbs free energy reduction per mole of oxygen during the oxidation reaction have a high reactivity with Al, and thus absolute values of the Gibbs free energy reduction per mole of oxygen during the oxidation reaction during the hot dip zinc plating are smaller than Cr. An Al thickening layer containing more Al is formed on the metal thickening layer.
따라서, 산화반응시 산소 1몰당 깁스자유에너지 감소량의 절대값이 Cr보다 작은 금속이 상기와 같은 내열성 확보 역할을 하기 위해서는 최소한 도금욕 내에 0.01중량% 이상 포함되어야 하고, 만약 그 양이 0.5중량%를 초과할 경우 도금욕내 드로스가 생성되어 도금품질이 저하될 수 있으니, 상기 첨가량은 0.01~0.5중량%로 제어되는 것이 바람직하다.
Therefore, in order to ensure the heat resistance of the metal whose absolute value of Gibbs free energy reduction amount per mole of oxygen is less than Cr in the oxidation reaction, at least 0.01 wt% or more in the plating bath should be included, and if the amount is 0.5 wt% If exceeding, dross is generated in the plating bath, so that the plating quality may be degraded. The addition amount is preferably controlled to 0.01 to 0.5% by weight.
상기 산화반응시 산소 1몰당 깁스자유에너지 감소량의 절대값이 Cr보다 작은 금속은 프레스 가열시에 Zn-Fe상에 고용되는데, 그 고용되는 양이 0.008중량% 이상이 되어야 상기 3원상이 충분히 형성되어 750℃ 이상의 고온에서도 아연도금층의 Zn가 소지강판으로 확산되는 것을 억제하고 아연도금층을 안정적으로 유지시킬 수 있다.
In the oxidation reaction, the metal of which the absolute value of the Gibbs free energy reduction amount per mole of oxygen is less than Cr is dissolved in the Zn-Fe phase during press heating. Even at a high temperature of 750 ° C. or higher, Zn of the galvanized layer can be prevented from being diffused into the steel sheet and the zinc plated layer can be stably maintained.
이때, 상기 소둔 열처리하는 단계는 700~900℃이하의 온도범위에서 행하는 것이 바람직하다. 상기 소둔 열처리 온도가 700℃에 미달하면 소둔온도가 너무 낮아 강의 재질특성 확보가 어렵고, 상기 온도가 900℃를 초과하게 되면, 산화물의 성장 속도가 빨라지게 되어 본 발명에서 강판과 용융아연도금층 사이에 얇은 산화피막을 형성하기 어렵게 된다.
At this time, the annealing heat treatment is preferably carried out at a temperature range of 700 ~ 900 ℃ or less. When the annealing heat treatment temperature is less than 700 ℃ annealing temperature is too low to secure the material properties of the steel, when the temperature exceeds 900 ℃, the growth rate of the oxide is faster between the steel sheet and the hot dip galvanized layer in the present invention It becomes difficult to form a thin oxide film.
상기 소둔분위기의 이슬점 온도는 -10℃ 이하가 바람직하다. 상기 혼합가스는 수소(H2)가스의 비율은 3~15 부피%이고, 나머지는 질소(N2)가스인 혼합가스가 바람직하다. H2의 비율이 3% 미만에서는 분위기 가스의 환원력이 저하되어 산화물의 생성이 용이하고 H2의 비율이 15%를 초과하는 경우, 환원력은 좋아지지만 환원력의 증가대비, 제조 비용의 증가로 너무 과다하여 경제적으로 불리하다.
The dew point temperature of the annealing atmosphere is preferably -10 ° C or lower. The mixed gas is a hydrogen (H 2 ) gas is a ratio of 3 to 15% by volume, the balance is a nitrogen (N 2 ) gas is preferably a mixed gas. If the ratio of H 2 is less than 3%, the reducing power of the atmosphere gas is reduced, and the production of oxides is easy. If the ratio of H 2 is more than 15%, the reducing power is improved, but it is too much due to the increase in manufacturing cost, compared to the increase in reducing power. It is economically disadvantageous.
또한, 상기 아연도금하는 단계는 상기 산화반응시 산소 1몰당 깁스자유에너지 감소량의 절대값이 Cr보다 작은 금속으로, Ni, Fe, Co, Cu, Sn, Sb로 이루어진 그룹에서 선택된 1종 이상을 사용하는 것이 보다 바람직하다. 깁스자유에너지 감소량의 절대값이 Cr 보다 클 경우 상기 코팅된 금속 자체가 산화되어 내열성 개선 효과가 없다. 상기 금속으로는 대표적으로 Ni, Fe가 적용된다. 이외에도 Co, Cu, Sn, Sb 등이 적용될 수 있고, 이들의 혼합 내지 합금화된 상태로 도포될 수도 있는데, Fe는 합금상태로 도포되는 것이 보다 바람직하다.
The zinc plating may be performed by using one or more selected from the group consisting of Ni, Fe, Co, Cu, Sn, and Sb as metals in which the absolute value of Gibbs free energy reduction per mole of oxygen is less than Cr during the oxidation reaction. It is more preferable to. If the absolute value of the Gibbs free energy reduction amount is greater than Cr, the coated metal itself is oxidized and there is no effect of improving heat resistance. Ni and Fe are typically applied as the metal. In addition, Co, Cu, Sn, Sb and the like may be applied, and may be applied in a mixed or alloyed state of these, Fe is more preferably applied in the alloy state.
또한, 상기 아연도금하는 단계는 430~500℃의 온도범위를 갖는 도금욕에 침지하여 행하는 것이 바람직하다. 상기 도금욕 온도가 430℃에 미달하면 도금욕이 충분한 유동성을 갖지 못하게 되고, 반대로 도금욕 온도가 500℃를 초과하면 도금욕내 드로스 발생이 빈번해져 생산효율이 저하되므로, 상기 도금욕 온도는 430~500℃로 제어하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 상기 온도가 460℃ 이상이 되도록 할 경우 도금층과 소지강판의 계면에 Mn보다 산화성이 약한 금속과 Al을 충분히 농화시키기에 더욱 효과적이다.
In addition, the zinc plating step is preferably performed by immersing in a plating bath having a temperature range of 430 ~ 500 ℃. If the plating bath temperature is less than 430 ℃ the plating bath does not have sufficient fluidity, on the contrary, if the plating bath temperature exceeds 500 ℃ dross occurs frequently in the plating bath to reduce the production efficiency, the plating bath temperature is 430 It is preferable to control to -500 degreeC. More preferably, when the temperature is 460 ° C. or more, it is more effective to sufficiently concentrate Al and a metal having a less oxidizing property than Mn at the interface between the plating layer and the base steel sheet.
상기 용융아연도금은 5~30㎛의 두께가 되도록 행한다. 상기 용융아연도금층의 두께가 5㎛ 미만일 경우 열간 프레스 가열로에서 도금층내의 합금화가 과도하게 되어 열간 프레스 가공 후 도금층 중 Zn량이 현저히 떨어지며, 상기 도금층의 두께가 30㎛를 초과하는 경우, 열간 프레스 가열로에서 도금층의 합금화가 지연되어 도금층 표면에 산화물이 빠르게 성장하며, 또한 제조 비용 측면에서도 불리하게 되기 때문에 30㎛이내로 제한한다.
The hot dip galvanizing is performed so as to have a thickness of 5 to 30 µm. If the thickness of the hot-dip galvanized layer is less than 5㎛ the alloy in the plating layer in the hot press heating furnace is excessive, the amount of Zn in the plating layer after the hot press working significantly falls, when the thickness of the plating layer exceeds 30㎛, hot press heating furnace In this case, the alloying of the plating layer is delayed, so that the oxide grows rapidly on the surface of the plating layer, and it is also disadvantageous in terms of manufacturing cost.
한편, 상기 아연도금하는 단계 후 600℃이하의 온도범위에서 합금화 열처리를 행하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 도금 후 합금화 열처리를 수행하는 경우 합금화 열처리의 온도는 600℃ 이하로 제한한다. 600℃를 초과하는 경우, 도금층의 합금화가 진행되어 열간 프레스 가열로에서 내열성이 증가하지만, 도금층의 취화로 균열이 발생할 수 있으며 가열로 내에서 도금층 표면에 스케일의 성장이 증가하기 때문에 합금화 열처리 온도를 600℃ 이하로 제한하고, 바람직하게는 500℃ 이하로 제한하여 도금층 내 Fe를 5중량% 이하로 억제함으로써 도금층내 미세 크랙 발생을 효과적으로 방지할 수도 있고, 만약 상기 온도를 450℃ 이하로 억제할 경우 미세 크랙의 발생을 억제하기에 보다 바람직하다.
On the other hand, after the zinc plating step may further comprise the step of performing an alloying heat treatment in a temperature range of less than 600 ℃. When performing the alloying heat treatment after the plating, the temperature of the alloying heat treatment is limited to 600 ° C or less. If the temperature exceeds 600 ° C, alloying of the plating layer proceeds to increase the heat resistance in the hot press heating furnace, but the alloying heat treatment temperature may be increased because cracking may occur due to embrittlement of the plating layer and scale growth increases on the surface of the plating layer in the heating furnace. By limiting to less than 600 ℃, preferably less than 500 ℃ by suppressing the Fe in the plating layer to 5% by weight or less, it is possible to effectively prevent the occurrence of fine cracks in the plating layer, if the temperature is suppressed to 450 ℃ or less It is more preferable to suppress the occurrence of fine cracks.
또한, 상기 소둔 열처리하는 단계는 중량%로 C: 0.1~0.4%, Si: 2.0% 이하(0%는 제외), Mn: 0.1~4.0%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 이루어지는 소지강판에 대해 행하는 것이 바람직하다.
In addition, the annealing heat treatment step is carried out for the base steel sheet consisting of C: 0.1 ~ 0.4%, Si: 2.0% or less (excluding 0%), Mn: 0.1 ~ 4.0%, the balance Fe and other unavoidable impurities in weight% It is preferable.
C: 0.1~0.4%C: 0.1 ~ 0.4%
C는 강판의 강도를 증가시키는 핵심원소로서, 오스테나이트 및 마르텐사이트의 경질상을 생성시킨다. C의 함량이 0.1% 미만인 경우에서는 오스테 나이트 단상역에서 열간 프레스를 행하더라도 목표로 하는 강도 확보가 어려우므로, C의 함량을 0.1% 이상 첨가하는 것이 바람직하다. C의 함량이 0.4%를 초과하게 되면 인성 및 용접성의 저하가 발생할 가능성이 높아지고, 강도가 과도하게 높아져서 소둔 및 도금 공정에서 통판성을 저해하는 등 제조공정에서 불리한 점이 있으므로 C의 상한은 0.4% 이하로 제한한다.
C is a key element for increasing the strength of steel sheet, and produces a hard phase of austenite and martensite. In the case where the content of C is less than 0.1%, even if hot pressing is performed in the austenitic single-phase zone, it is difficult to secure the target strength, and therefore, it is preferable to add the content of C at least 0.1%. If the content of C exceeds 0.4%, the likelihood of deterioration of toughness and weldability is increased, and the strength is excessively high, so that there is a disadvantage in the manufacturing process, such as impairing the flowability in the annealing and plating process, so the upper limit of C is 0.4% or less. Limited to
Mn: 0.1~4.0%Mn: 0.1 ~ 4.0%
Mn은 고용강화 원소로서 강도 상승에 크게 기여할 뿐만 아니라 오스테나이트에서 페라이트로 변태를 지연시키는데 중요한 역할을 한다. Mn의 함량이 0.1% 미만인 경우에는 오스테나이트에서 페라이트 변태온도(Ae3)가 높아져서 강판을 오스테아니트 단상에서 프레스 가공하기 위하여는 그만큼 높은 열처리 온도가 필요하다. 반면, Mn의 함량이 4.0%를 초과하게 되면 용접성, 열간 압연성 등이 열화될 수 있어 바람직하지 않다. 이때 Mn에 의한 페라이트 변태 온도 (Ae3)의 저감 및 소입성을 충분하게 확보하기 위하여는 Mn의 함량을 0.5% 이상 함유하는 것이 보다 바람직하다.
Mn, as a solid solution strengthening element, not only contributes greatly to the strength increase, but also plays an important role in delaying the transformation from austenite to ferrite. If the Mn content is less than 0.1%, the ferrite transformation temperature (Ae3) is increased in austenite, so that a high heat treatment temperature is required to press-process the steel sheet on the austenite single phase. On the other hand, when the content of Mn exceeds 4.0%, weldability, hot rolling property and the like may deteriorate, which is not preferable. At this time, the content of Mn is more preferably 0.5% or more in order to sufficiently reduce the ferrite transformation temperature (Ae3) and hardenability due to Mn.
Si: 2% 이하(0%는 제외)Si: 2% or less (except 0%)
Si는 탈산을 목적으로 첨가되는 성분으로서, 상기 Si의 함량이 2%를 초과하면 열연판의 산세가 곤란하여 열연강판 미산세 및 미산세된 산화물에 의한 스케일성 표면 결함을 유발할 수 있을 뿐더러 소둔시 강 표면에 SiO2 산화물이 생성되어 미도금이 발생할 수 있기 때문에, Si의 상한은 2%로 한정하는 것이 바람직하다.
Si is a component added for the purpose of deoxidation. If the content of Si exceeds 2%, it is difficult to pickle the hot rolled sheet, which may cause scale surface defects due to hot pickled sheet and unpickled oxide. Since SiO 2 oxide may be generated on the steel surface and unplating may occur, the upper limit of Si is preferably limited to 2%.
이때, 상기 소둔 열처리하는 단계는 N: 0.001~0.02%, B: 0.0001~0.01%, Ti: 0.001~0.1%, Nb: 0.001~0.1%, V: 0.001~0.1%, Cr: 0.001~1.0%, Mo: 0.001~1.0%, Sb: 0.001~0.1% 및 W: 0.001~0.3%로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 1종 이상을 더 포함하는 소지강판에 대해 행하는 것이 보다 바람직하다.
At this time, the annealing step is N: 0.001 ~ 0.02%, B: 0.0001 ~ 0.01%, Ti: 0.001 ~ 0.1%, Nb: 0.001 ~ 0.1%, V: 0.001 ~ 0.1%, Cr: 0.001 ~ 1.0%, It is more preferable to carry out with respect to the steel plate further containing 1 or more types chosen from the group which consists of Mo: 0.001-1.0%, Sb: 0.001-0.1%, and W: 0.001-0.3%.
N: 0.001~0.02%N: 0.001-0.02%
N는 0.001% 미만시 제강과정에서 N를 제어하기 위한 제조비용이 크게 상승할 수 있기 때문에 그 하한을 0.001%로 한다. N 함유량이 0.02% 초과하게 되면, 제조 공정상 강판을 용해 및 연주를 하기 어려워 제조비용이 상승할 수 있고, AlN에 의한 슬라브 균열이 발생하기 쉽기 때문에 그 상한을 0.02%로 한다.
If the N is less than 0.001%, the manufacturing cost for controlling N in the steelmaking process can significantly increase, so the lower limit is set to 0.001%. When the N content is more than 0.02%, it is difficult to dissolve and perform the steel sheet in the manufacturing process, so that the manufacturing cost may increase, and slab cracking due to AlN is likely to occur, so the upper limit thereof is made 0.02%.
B: 0.0001~0.01%B: 0.0001-0.01%
B는 오스테나이트에서 페라이트 변태를 지연시키는 원소로서, 그 함량이 0.0001% 미만에서는 그 효과를 충분히 달성하기 어렵고, B의 함량이 0.01% 초과시에는 그 효과가 포화될 뿐만 아니라 열간 가공성을 떨어뜨리기 때문에 그 상한을 0.01%로 제한하는 것이 바람직하다.
B is an element that delays ferrite transformation in austenite, and its content is difficult to achieve sufficiently when the content is less than 0.0001%, and when the content of B is more than 0.01%, the effect is not only saturated but also degrades hot workability. It is preferable to limit the upper limit to 0.01%.
Ti, Nb 또는 V: 0.001~0.1%Ti, Nb or V: 0.001 to 0.1%
Ti, Nb 및 V은 강판의 강도 상승, 입경 미세화 및 열처리성을 향상시키는 데에 유효한 원소이다. 상기 함량이 0.001% 미만에서는 상기 효과를 충분히 얻을 수 없고, 0.1% 초과시에는 제조비용 상승 및 과다한 탄,질화물 생성으로 원하는 강도 및 항복강도 상승의 효과를 기대할 수 없으므로, 상한을 0.1%로 한정하는 것이 바람직하다.
Ti, Nb and V are effective elements for increasing the strength of the steel sheet, miniaturizing the grain size and improving heat treatment properties. If the content is less than 0.001%, the above effect cannot be sufficiently obtained. If the content exceeds 0.1%, the effect of the desired strength and yield strength increase cannot be expected due to an increase in manufacturing cost and excessive carbon and nitride production. Therefore, the upper limit is limited to 0.1%. desirable.
Cr 또는 Mo: 0.001~1.0%Cr or Mo: 0.001-1.0%
Cr과 Mo은 경화능을 크게 할 뿐만 아니라, 열처리형 강판의 인성을 증가시키기 때문에, 높은 충돌에너지 특징이 요구되는 강판에 첨가하면 그 효과가 더욱 크고, 상기 함량이 0.001% 미만에서는 상기의 효과를 충분히 얻을 수 없고, 1.0% 초과에서는 그 효과가 포화될 뿐만 아니라 제조 비용이 상승하기 때문에 그 상한을 1.0%로 제한하는 것이 바람직하다.
Since Cr and Mo not only increase the hardenability but also increase the toughness of the heat-treated steel sheet, the effect is greater when added to a steel sheet that requires high impact energy characteristics, and the effect is lower when the content is less than 0.001%. It is preferable to limit the upper limit to 1.0% because it cannot be sufficiently obtained and the effect is saturated not only in 1.0% but also the manufacturing cost increases.
Sb: 0.001~0.1%Sb: 0.001-0.1%
Sb는 열간압연시 입계의 선택산화를 억제함으로써 스케일의 생성이 균일해지고, 열간압연재 산세성을 향상시키는 역할을 하는 원소이다. Sb 함량이 0.001%미만에서는 그 효과를 달성하기 어렵고, Sb 함량이 0.1% 초과시 그 효과가 포화될 뿐만 아니라, 제조 비용이 상승하고 열간 가공시 취성을 일으킬 수 있으므로 그 상한을 0.1%로 제한하는 것이 바람직하다.
Sb is an element which plays a role of making the generation of scale uniform by suppressing selective oxidation of grain boundaries during hot rolling and improving pickling properties of hot rolled materials. If the Sb content is less than 0.001%, the effect is difficult to achieve, and if the Sb content is more than 0.1%, the effect is not only saturated, but the manufacturing cost may be increased and brittleness may occur during hot working, so the upper limit is limited to 0.1%. desirable.
W: 0.001~0.3%W: 0.001-0.3%
W은 강판의 열처리 경화능을 향상시키는 원소임과 동시에, W 함유 석출물이 강도 확보에 유리하게 작용하는 원소로서, 그 함량이 0.001% 미만이면 상기 효과를 충분히 얻을 수 없고, 상기 함량이 0.3%를 초과하게 되면 상기 효과가 포화될 뿐만 아니라, 제조 비용이 높아지는 문제점이 있으므로, 상기 함량은 0.001~0.3%로 제한하는 것이 바람직하다.
W is an element that improves the heat treatment hardenability of the steel sheet and at the same time, W-containing precipitates are advantageous for securing strength, and when the content is less than 0.001%, the above effect cannot be sufficiently obtained, and the content is 0.3%. When exceeded, the effect is not only saturated, but also increases the manufacturing cost, the content is preferably limited to 0.001 ~ 0.3%.
상기 용융아연도금강판을 제조한 후에 열간 프레스 공정에 들어가데 되는데, 먼저 용융아연도금강판을 열처리하는 과정을 거친다. 상기 열처리하는 단계는 2~10℃/초의 승온속도로 산화성 분위기에서 750~950℃로 가열하고 10분 이하로 유지하는 것이 바람직하다. 상기 승온속도가 2℃/초 미만일 경우 가열로에서의 재로시간이 과도하여 져서 도금층이 열화되기 쉽고, 승온 속도가 10℃/초를 초과할 때는 아연도금층이 합금화가 충분히 이루어지지 않은 상태에서 도금층의 온도가 과도하게 상승하여 아연도금층이 열화될 위험성이 있기 때문이다.
After the hot-dip galvanized steel sheet is manufactured, the hot pressing process is performed. First, the hot-dip galvanized steel sheet is subjected to a heat treatment process. The heat treatment step is preferably heated to 750 ~ 950 ℃ in an oxidizing atmosphere at a temperature rising rate of 2 ~ 10 ℃ / second and maintained for 10 minutes or less. When the temperature increase rate is less than 2 ℃ / sec, the plating time is easy to deteriorate due to excessive time in the heating furnace, and when the temperature increase rate exceeds 10 ℃ / second, the galvanized layer is not sufficiently alloyed This is because there is a risk that the galvanized layer deteriorates due to excessive temperature rise.
가열시 최고 온도는 750~950℃이며 최고 온도에서의 유지 시간은 10분 이내가 바람직하다. 상기 최고 온도가 750℃에 미달하면 강의 미세조직이 오스테나이트 영역으로 충분하게 변태되지 않아 강도 확보가 용이하지 않고, 경제성 측면에서 상한은 950℃로 한정하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 온도에서의 유지 시간이 너무 길 경우에는 도금의 표면 품질이 저하될 우려가 있으므로, 30분을 초과하면 안 되고, 보다 바람직하게는 10분 이내로 제한하는 것이 효과적이다.
When heating, the maximum temperature is 750 ~ 950 ℃ and the holding time at the maximum temperature is preferably within 10 minutes. When the maximum temperature is less than 750 ° C, the steel microstructure is not sufficiently transformed into the austenite region, and thus it is not easy to secure the strength. In addition, when the holding time at the above temperature is too long, the surface quality of the plating may be lowered. Therefore, it should not exceed 30 minutes, and more preferably within 10 minutes is effective.
특히, 산화성 분위기에서 750~950℃로 가열하게 되면 강판의 표면에 Al2O3층이 형성되어 도금층의 Zn이 휘발되는 것을 억제하는 보호층으로 작용하는데, 이러한 보호층이 연속적으로 잘 형성되기 위해서는 가열분위기 중 산소분압이 10-40atm 이상인 것이 유리하고, 보다 바람직하게는 10-5atm 이상일 경우에 상기 보호층이 더욱 원활하게 형성될 수 있다.
In particular, when heated to 750 ~ 950 ℃ in an oxidizing atmosphere to form an Al 2 O 3 layer on the surface of the steel sheet to act as a protective layer to suppress the volatilization of Zn of the plating layer, in order to form such a protective layer continuously It is advantageous that the oxygen partial pressure in the heating atmosphere is 10 -40 atm or more, and more preferably, the protective layer can be more smoothly formed in the case of 10 -5 atm or more.
상기 열처리 후 600~900℃의 온도범위에서 프레스 성형을 행하여 열간 프레스 성형부품을 제조한다. 상기 온도가 600℃에 미달하면 오스테나이트가 페라이트로 변태하여 열간 프레스를 수행하더라도 충분한 강도를 확보하기 어렵고, 경제성 측면에서 상한은 900℃로 한정하는 것이 바람직하다.
After the heat treatment, press molding is performed at a temperature range of 600 to 900 ° C. to manufacture hot press molded parts. When the temperature is less than 600 ℃, it is difficult to secure sufficient strength even if the austenite is transformed to ferrite to perform a hot press, it is preferable to limit the upper limit to 900 ℃ in terms of economics.
이하, 실시예를 통해 본 발명을 상세히 설명하지만, 이는 본 발명의 보다 완전한 설명을 위한 것이고, 하기 개별실시예에 의해 본 발명의 권리범위가 제한되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples, which are intended for a more complete description of the present invention, and the scope of the present invention is not limited by the following individual examples.
(( 실시예Example ))
먼저, 표 1에 기재된 조성을 가진 강재를 냉간 압연한 강판을 대상으로 실험하였다.
First, the steel plate which cold-rolled the steel material which has a composition of Table 1 was tested.
상기 강판을 표 2에 기재된 조성을 갖는 도금욕에 침지하여 용융아연도금을 행하고나서 도금층 두께를 측정하였고, 그후 표 2에 기재된 조건으로 열간 프레스 공정을 실시하고나서 다시 도금층 두께를 측정하였다. 이때, 도금층의 두께는 도금층 표층으로부터 수직 방향으로 Zn 함량이 30중량% 이상인 지점까지의 길이를 측정하여 나타내었다.
The steel sheet was immersed in a plating bath having the composition shown in Table 2 to perform hot dip galvanizing, and then the thickness of the plated layer was measured. Then, after performing a hot press process under the conditions shown in Table 2, the thickness of the plated layer was measured again. In this case, the thickness of the plating layer was measured by indicating the length from the surface layer of the plating layer to the point where the Zn content is 30% by weight or more in the vertical direction.
첨가
금속Plating bath
adding
metal
첨가
금속의
함량
(중량%)Plating bath
adding
Metallic
content
(weight%)
Al의
함량
(중량%)Plating bath
Al
content
(weight%)
(㎛)Zn plating layer thickness
(Μm)
온도
(℃)Alloying
Temperature
(℃)
프레스
가열
온도
(℃)Hot
Press
heating
Temperature
(℃)
프레스
가열
시간
(분)Hot
Press
heating
time
(minute)
도금층 두께
(㎛)After hot press
Plating layer thickness
(Μm)
먼저, 발명예 1 내지 4는 도금욕 내에 Cr보다 산화성이 약한 금속인 Ni이나 Co이 0.05~0.5중량%로 포함되어 있고, Al도 0.1~0.3중량% 범위로 포함되어 있으므로, 도금층의 Zn가 소지강판으로 소실되거나 외부로 열화되는 것을 효과적으로 방지할 수 있을 것이고, 결과적으로 열간 프레스 후에 도금층이 1.5배 이상 더 안정적으로 두꺼워졌음을 확인할 수 있다.
First, Inventive Examples 1 to 4 contain Ni or Co, which is a metal that is weaker than Cr, in 0.05 to 0.5% by weight, and Al is also included in the range of 0.1 to 0.3% by weight. It can be effectively prevented from being lost to the steel sheet or deteriorated to the outside, and as a result it can be confirmed that after the hot pressing, the plating layer thickened more than 1.5 times more stably.
이에 반해, 비교예 1 내지 3은 도금욕 내에 Al은 포함되어 있으나, Mn보다 산화성이 약한 금속이 전혀 포함되어 있지 않고, 비교예 4는 Mn보다 약한 산화성 원소로서 Ni이 함유되어 있으나 그 양이 0.008%로 미미하여 열간 프레스 가열시에 도금층 내에 Zn의 소실을 방지하는 3원상이 거의 형성되지 못하고 도금층이 소지강판 내로 확산되었을 것이고, 결과적으로도 열간 프레스 가열 후에는 Zn가 30중량% 이상인 도금층 부분이 전혀 남아있지 않았음을 알 수 있었다.On the contrary, Comparative Examples 1 to 3 contained Al in the plating bath, but did not contain any metal having a weaker oxidizing property than Mn, and Comparative Example 4 contained Ni as a oxidizing element weaker than Mn, but the amount was 0.008. At the time of hot press heating, the ternary phase which prevented the loss of Zn in the plating layer was hardly formed, and the plating layer would diffuse into the base steel sheet. It was found that it did not remain.
Claims (9)
상기 농화층은 Al을 30중량% 이상 100중량% 미만 포함하며, 상기 산화반응시 산소 1몰당 깁스자유에너지 감소량의 절대값이 Cr보다 작은 금속은 상기 농화층 및 도금층 전체 중 상기 농화층에 70중량% 이상 함유된 열간프레스 성형용 아연도금강판.
Steel plate; A thickening layer of Al and a metal having an absolute value of the Gibbs free energy reduction amount per mole of oxygen during the oxidation reaction formed on the base steel sheet smaller than Cr; Including a galvanized layer formed on the thickening layer,
The thickening layer may contain at least 30% by weight of Al and less than 100% by weight, and the metal having an absolute value of Gibbs free energy reduction per mole of oxygen during the oxidation reaction smaller than Cr is 70% by weight of the thickening layer among the thickening layer and the whole plating layer. Galvanized steel sheet for hot press molding containing more than%.
상기 농화층의 두께는 0.1~1㎛인 열간프레스 성형용 아연도금강판.
The method according to claim 1,
The thickened layer is a galvanized steel sheet for hot press forming the thickness of 0.1 ~ 1㎛.
상기 소둔 열처리 후 Al이 0.05~0.5중량%, 산화반응시 산소 1몰당 깁스자유에너지 감소량의 절대값이 Cr보다 작은 금속이 0.01~0.5중량%, 잔부 Zn 및 기타 불가피한 불순물로 이루어지는 430~500℃의 온도범위를 갖는 아연도금욕에 침지하여 아연도금하는 단계;
상기 아연도금된 강판을 합금화 열처리를 행하지 않고 산화성 분위기에서 2~10℃/초의 승온속도로 750~950℃까지 가열한 후 10분 이하로 유지하는 단계; 및
상기 가열 후 유지된 강판을 600~900℃의 온도범위에서 프레스 성형하는 단계를 포함하는 내식성 및 전착도장성이 우수한 열간프레스 성형부품의 제조방법.
Annealing heat treatment of the steel sheet in the temperature range of 700 ~ 900 ℃;
Al of 0.05 to 0.5% by weight after the annealing heat treatment, 0.01 to 0.5% by weight of the metal of less than Cr, the absolute value of Gibbs free energy reduction per mole of oxygen in the oxidation reaction, the balance of 430 ~ 500 ℃ of Zn and other unavoidable impurities Galvanizing by immersing in a zinc plating bath having a temperature range;
Heating the galvanized steel sheet to 750 to 950 ° C. at an elevated temperature rate of 2 to 10 ° C./sec in an oxidizing atmosphere without performing alloying heat treatment, and then maintaining the galvanized steel sheet for 10 minutes or less; And
Method for producing a hot press molded part excellent in corrosion resistance and electrodeposition coating comprising the step of pressing the steel sheet maintained after the heating at a temperature range of 600 ~ 900 ℃.
상기 아연도금하는 단계는 상기 산화반응시 산소 1몰당 깁스자유에너지 감소량의 절대값이 Cr보다 작은 금속으로, Ni, Fe, Co, Cu, Sn, Sb로 이루어진 그룹에서 선택된 1종 이상을 사용하는 내식성 및 전착도장성이 우수한 열간프레스 성형부품의 제조방법.
The method according to claim 3,
The galvanizing step is a metal whose absolute value of Gibbs free energy reduction amount per mole of oxygen during the oxidation reaction is less than Cr, and uses at least one selected from the group consisting of Ni, Fe, Co, Cu, Sn, and Sb. And a method for producing hot press molded parts having excellent electrodeposition coating properties.
상기 소둔 열처리하는 단계는 중량%로 C: 0.1~0.4%, Si: 2.0% 이하(0%는 제외), Mn: 0.1~4.0%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 이루어지는 소지강판에 대해 행하는 내식성 및 전착도장성이 우수한 열간프레스 성형부품의 제조방법.
The method according to claim 3 or 5,
The annealing heat treatment may be performed by weight percent C: 0.1-0.4%, Si: 2.0% or less (excluding 0%), Mn: 0.1-4.0%, balance Fe and other inevitable impurities. Method of manufacturing hot press molded parts with excellent electrodeposition coating properties.
상기 소둔 열처리하는 단계는 N: 0.001~0.02%, B: 0.0001~0.01%, Ti: 0.001~0.1%, Nb: 0.001~0.1%, V: 0.001~0.1%, Cr: 0.001~1.0%, Mo: 0.001~1.0%, Sb: 0.001~0.1% 및 W: 0.001~0.3%로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 1종 이상을 더 포함하는 소지강판에 대해 행하는 내식성 및 전착도장성이 우수한 열간프레스 성형부품의 제조방법.The method according to claim 8,
The annealing heat treatment step is N: 0.001-0.02%, B: 0.0001-0.01%, Ti: 0.001-0.1%, Nb: 0.001-0.1%, V: 0.001-0.1%, Cr: 0.001-1.0%, Mo: A method for producing a hot press molded part having excellent corrosion resistance and electrodeposition coating property on a base steel sheet further comprising at least one member selected from the group consisting of 0.001 to 1.0%, Sb: 0.001 to 0.1%, and W: 0.001 to 0.3%.
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