KR101452925B1 - 고강도 부품의 제조방법 및 이에 따라 제조된 고강도 부품 - Google Patents

고강도 부품의 제조방법 및 이에 따라 제조된 고강도 부품 Download PDF

Info

Publication number
KR101452925B1
KR101452925B1 KR1020070066689A KR20070066689A KR101452925B1 KR 101452925 B1 KR101452925 B1 KR 101452925B1 KR 1020070066689 A KR1020070066689 A KR 1020070066689A KR 20070066689 A KR20070066689 A KR 20070066689A KR 101452925 B1 KR101452925 B1 KR 101452925B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
steel
tensile strength
strength
mpa
nitrate
Prior art date
Application number
KR1020070066689A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20090003760A (ko
Inventor
김동삼
한상원
박영준
정희원
Original Assignee
일진제강 주식회사
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
Application filed by 일진제강 주식회사 filed Critical 일진제강 주식회사
Priority to KR1020070066689A priority Critical patent/KR101452925B1/ko
Priority to PCT/KR2008/003891 priority patent/WO2009005292A1/en
Publication of KR20090003760A publication Critical patent/KR20090003760A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101452925B1 publication Critical patent/KR101452925B1/ko

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C8/00Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C8/40Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using liquids, e.g. salt baths, liquid suspensions
    • C23C8/42Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using liquids, e.g. salt baths, liquid suspensions only one element being applied
    • C23C8/48Nitriding
    • C23C8/50Nitriding of ferrous surfaces
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING 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
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/34Methods of heating
    • C21D1/44Methods of heating in heat-treatment baths
    • C21D1/46Salt baths

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)

Abstract

본 발명은 철강재 부품에 대해, 먼저 형상을 가공한 후에, 강도를 향상시키는 방법을 통해, 생산성 및 가공성의 향상과 고강도화를 동시에 이룰 수 있도록 한 것으로, 이를 위하여, 제1인장강도를 갖는 철강재를 소정 형상의 완성된 부품 형상을 갖는 제1부재로 가공하는 단계와, 상기 제1부재를 비시안계 질산염을 포함하는 염욕 내에서 질화시켜 상기 제1인장강도보다 큰 제2인장강도를 갖는 제2부재를 형성하는 단계를 포함하는 고강도 부품의 제조방법 및 이에 따라 제조된 고강도 부품을 제공한다.

Description

고강도 부품의 제조방법 및 이에 따라 제조된 고강도 부품 {Manufacturing method of high strength part and the high strength part thereby}
본 발명은 고강도 부품의 제조방법 및 이에 따라 제조된 고강도 부품에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 가공성과 고강도 확보를 동시에 만족할 수 있는 고강도 부품의 제조방법 및 이에 따라 제조된 고강도 부품에 관한 것이다.
최근 자동차 부품과 같은 철강소재로 만들어지는 부품들은 경량화와 함께 고강도에 대한 요구가 높아지고 있다. 이러한 고강도화에 대한 요구에 부응하여 최근의 고강도 부품은 인장강도 400MPa 이상의 고강도 강판을 사용하여 이를 프레스 등 다양한 성형 공정으로 원하는 부품의 형상으로 가공함으로써 제조된다. 상기 고강도 강으로는 DP(Dual Phase)강, CP(Complex Phase)강, TRIP(TRansformation Induced Plasticity)강, TWIP(TWinning Induced Plasticity)강 등이 있다.
그런데, 상기와 같은 고강도 강판을 이용하여 원하는 부품의 형상으로 가공하기 위해서는 해당 강판의 인장강도에 맞는 가공방법을 선택해야 한다. 뿐만 아니라, 강판의 인장강도에 맞도록 이를 가공하는 성형장치의 금형 등도 더 높은 강도로 이루어져 있어야 한다. 물론, 인장강도가 높아짐에 따라 가공방법, 특히 소성가 공에 큰 제약이 따르게 됨은 당연하다 할 것이다.
이러한 고강도 강판의 가공성 저하는 부품 전체의 생산성 저하 및 원가 상승을 초래하게 된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 철강재 부품에 대해, 먼저 형상을 가공한 후에, 강도를 향상시키는 방법을 통해, 생산성 및 가공성의 향상과 고강도화를 동시에 이룰 수 있는 고강도 부품의 제조방법 및 이를 통해 제조된 고강도 부품을 제공하는 데에 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 제1인장강도를 갖는 철강재를 소정 형상의 완성된 부품 형상을 갖는 제1부재로 가공하는 단계와, 상기 제1부재를 비시안계 질산염을 포함하는 염욕 내에서 질화시켜 상기 제1인장강도보다 큰 제2인장강도를 갖는 제2부재를 형성하는 단계를 포함하는 고강도 부품의 제조방법을 제공한다.
상기 제1부재의 가공 단계는 상기 철강재를 성형 가공하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 성형가공은 프레스 성형, 하이드로 포밍, 밴딩, 절삭 또는 연마를 포함할 수 있다.
상기 철강재는 0.2 wt% 이하의 탄소 함량을 갖는 강일 수 있는 데, 저탄소강, 극저탄소강 또는 IF강일 수 있다.
상기 철강재는 연신율이 15% 이상인 철강재일 수 있다.
상기 제1인장강도는 500MPa 이하, 더욱 바람직하게는 400MPa 이하일 수 있 다.
상기 제2인장강도는 400 내지 1,100 MPa일 수 있다.
상기 제2부재를 형성하는 단계는 상기 비시안계 질산염을 400℃ 내지 700℃의 온도로 유지시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제2부재를 형성하는 단계는 상기 제1부재를 상기 염욕 내에 1분 내지 24시간 침지하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 비시안계 질산염은 KNO3, KNO2, Ca(NO3)2, NaNO3 및 NaNO2로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 염을 포함할 수 있다.
상기 제2부재의 표면 산화 스케일을 제거해 제3부재를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제3부재를 용접 또는 도장하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명은 또한, 상기와 같은 제조방법으로 제조된 고강도 부품을 제공한다.
상기와 같이 이루어지는 본 발명에 따르면, 제1인장강도를 갖는 철강재로 완성된 부품 형상을 갖는 제1부재를 제조한 후, 이를 비시안계 질화처리에 의해 제1인장강도보다 큰 제2인장강도를 갖는 제2부재를 형성함으로써, 부품의 형상을 성형하는 단계에서 성형 가공성을 향상시킬 수 있고, 원소재에 맞는 기존의 가공방법을 그대로 이용할 수 있으며, 이에 따라 추가 설비를 하지 않고도 충분히 고강도의 부품을 제조할 수 있다. 뿐만 아니라, 강도가 낮고 연신율이 높은 가공성이 좋은 원 소재를 사용할 경우, 금형 등과 같은 가공설비의 내구성 및 수명을 더욱 높일 수 있다. 그리고, 완성된 형상을 갖는 제품에 대하여 원하는 인장강도를 쉽게 얻을 수 있어, 다양한 부품 수요에 쉽게 대응할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대해 보다 상세하게 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 고강도 부품의 제조방법의 일 예를 설명하기 위한 블록도이다.
본 발명의 일 예에 따른 고강도 부품의 제조방법은, 먼저, 제1인장강도를 갖는 철강재를 이용하여, 이 철강재에 적합한 가공 방법으로, 소정 형상의 완성된 부품 형상을 갖는 제1부재로 가공하는 단계(S1)를 거친다. 이 때, 상기 철강재의 가공은 하나의 단계만으로 진행될 수 있으나, 반드시 이에 한정되지 않으며, 둘 이상의 단계로 구성될 수 있다. 예컨대, 상기 철강재로 강판을 사용할 경우, 이 강판을 프레스 가공에 의해 중간부재로 제조한 후, 이를 다시 프레스 가공으로 원하는 부품으로 형성할 수 있다. 또한, 철강재로 코일을 사용할 경우, 코일을 파이프로 제조한 후, 이 파이프를 가공하여 다시 원하는 형상의 부품으로 만들 수 있다. 이러한 제1부재의 가공법으로는 프레스 성형, 하이드로포밍(hydroforming)법, 밴딩, 절삭, 연마 등 다양한 가공법이 적용될 수 있다. 이 단계(S1)에 따라 제조된 제1부재는 완성된 부품의 형상을 갖도록 하는 것이 바람직하고, 후속 단계에서 형상을 성형하기 위해 가공하지 않도록 하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 철강재의 인장강도, 즉, 제1인장강도는 가공성의 향상을 위해, 낮은 정도의 것이 바람직하다. 이는 일반적으로 고강도 부품에 요구되는 인장강도보다 낮은 것이 바람직한 데, 이에 따라, 특수한 가공방법을 사용하지 않고 기존의 가공방법을 사용하여 손쉽게 가공할 수 있게 된다. 이러한 가공성의 향상은 고강도 부품의 제조를 위한 설비를 별도로 하지 않고, 기존의 설비를 그대로 이용할 수 있기 때문에 더욱 경제적이다.
이처럼 가공성이 좋도록 하기 위해, 상기 철강재는 탄소의 함량이 0.2wt% 이하로 적어 인장강도가 낮고 연신율이 높은 저탄소강을 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 철강재로는 저탄소강, 극저탄소강, IF(Interstitisal Free)강 등 심가공용으로 제작된 소재이면 어떠한 것이든 무방하다. 그리고, 상기 철강재의 연신율은 15% 이상인 것이 바람직하다. 또한, 상기 제1인장강도는 500MPa 이하, 400MPa 이하일 수 있다. 인장강도 500MPa 이하의 IF강 및 극저탄소강은 연신율이 최대 50% 이상 확보될 수 있으므로, 부품의 형상을 성형하기 쉽다. 이러한 저강도의 철강재는 그 제조 공정도 DP강, CP강, TRIP강, TWIP강과 같은 고강도강에 비해 짧고, 합금 첨가량도 적어 저렴하게 생산할 수 있다. 이 단계(S1)에서 DP강, CP강, TRIP강, TWIP강과 같은 고강도강을 직접 사용할 경우, 제품 디자인 특성에 의해 각 부품마다 다양한 인장강도 등급의 제품을 생산하여 각 등급별 각각의 제품을 생산해야 하나, 본 발명은 한 등급의 인장강도 조건을 갖는 철강재를 사용하여 후처리 공정에 의해 다양한 등급으로 강도를 향상시키므로, 생산성은 더욱 증대된다.
이 단계(S1)에서는 고강도강을 사용하는 것과는 달리 연신율이 좋은 소재를 사용하기 때문에 복잡한 형태의 프레스 성형을 할 수 있어 제품 성형에 다양성을 부과할 수 있다. 또한, 전술한 바와 같이 하이드로포밍 가공을 사용할 수 있어 파이프 및 튜브 등의 성형도 자유로이 할 수 있다.
이에 비해, 고강도강을 성형할 경우에는 그 높은 강도 대비 낮은 연신율로 인하여 복잡한 형상의 프레스 성형을 할 수 없고, 필요에 따라 프레스 성형 시 소재를 가열하여 성형하는 공정을 추가해야 한다. 또한, 면 성형의 제한으로 인해 구조 강도를 높일 수 없어 철강재 자체의 강도에만 의지할 수밖에 없다. 따라서, 800MPa 이상의 고강도강으로 부품 성형을 할 경우 밴딩과 같은 단순한 공정 밖에는 사용하기 어렵다.
다음으로, 상기와 같은 제1부재를 비시안계 질산염이 포함된 염욕에서 침지시켜 제2인장강도를 갖는 제2부재를 형성한다(S2).
이 단계(S2)에서 사용되는 비시안계 질산염을 이용한 염욕 질화처리는 종래의 시아나이드(Cynide, CN), 즉, 시안계가 함유된 KCN, NaCN 등의 용융염을 이용하여 금속 내부에 질소와 탄소가 동시에 침투하는 침탄 질화방식이 아닌, 비시안계 용융염을 사용하여 질소만이 금속 내부로 침투하도록 하는 질화방식이다. 이 때, 사용되는 비시안계 질산염은 KNO3, KNO2, Ca(NO3)2, NaNO3 및 NaNO2로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 염을 포함한다.
본 단계(S2)의 질화방법은 염욕 속에 KNO3, KNO2, Ca(NO3)2, NaNO3 및 NaNO2로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 염을 넣은 후, 상기 염을 용융시켜 400 내지 700℃의 온도로, 더욱 바람직하게는 550 내지 680℃의 온도로 일정하 게 유지시킨다. 이후, 상기 염욕에 제1부재를 일정 시간, 예컨대 1분 내지 24시간 동안 침지시켜 질화한다. 예컨대, 인장강도 300MPa 등급의 IF 강으로 제조된 자동차 부품을 600℃의 질산염(KNO3/NaNO3)에 2~4시간 침지하였을 경우 강도는 400~700MPa 등급을 갖는 자동차 부품이 된다.
상기 질산염은 보통 300℃ 부근에서 용융하기 시작하며 400℃ 이상에서부터 천천히 분해(Decomposition) 반응을 하여 하기 반응식들과 같이 질소 및 질소 산화물을 생성한다. 따라서 400℃ 이하에서는 질산염의 반응이 없기 때문에 상기 제1부재 내로 질소가 확산해 들어가지 못하며 700℃이상에서는 분해 반응이 너무 활발하여 제1부재에 확산해 들어가는 양보다 대기 중에 방출되는 양이 많아 비효율적이다. 따라서 질산염의 분해 반응 온도와 제1부재에서의 확산이 효율적으로 일어나는 550℃ 에서부터 680℃ 온도 범위가 그중 가장 바람직하다.
하기 반응식1은 NaNO3 및 NaNO2의 용융염욕의 질소 생성반응을 나타낸다.
[반응식1]
NaNO3 → NaNO2 + 1/2O2
2NaNO2 → Na2O + NO2 + NO
2NaNO2 + 2NO → 2NaNO3 + N2
하기 반응식2는 KNO3 및 KNO2의 용융염욕의 질소 생성반응을 나타낸다.
[반응식2]
KNO3 → KNO2 + 1/2O2
2KNO2 → K2O + NO2 + NO
2KNO2 + 2NO → 2KNO3 + N2
하기 반응식3은 Ca(NO3)2의 용융염욕의 질소 생성반응을 나타낸다.
[반응식3]
Ca(NO3)2 → CaO + 2NO2 + 1/2O2
2NO2 → 2O2 + N2
이러한 비시안계염을 이용한 염욕 질화방법에 따라, 제1부재에는 질소의 고용층이 형성되어 제2부재가 된다.
이러한 질화처리로 인해, 상기 제2부재는 그 강도가 매우 향상된다. 이렇게 질화처리된 제2부재의 제2인장강도는 약 400~1100 MPa이며, 이는 질화온도 및 질화시간에 따라 적절히 선택할 수 있다.
본 발명에 따르면, 이처럼 가공성이 좋은 철강재로 최종 부품의 형상을 갖는 제1부재를 형성한 후에, 이를 위 질화처리에 의해 강도를 증가시켜, 고강도의 부품을 생산할 수 있다. 따라서, 가공성에 제약을 받지 않고도 고강도 부품을 제조할 수 있는 것이다.
물론, 종래의 자동차용 부품의 경우에도 일부 부품의 제조 후에 질화처리를 실시하는 경우가 있었다. 그러나, 이 때의 염욕 질화처리는 엄밀하게 질탄화처리이 며, 가스 및 이온 질화 등의 순수한 질화처리일 경우라도 습동 또는 접동 부품의 습동면 또는 접동면에서의 표면경화 작용으로 내마모성을 높이기 위한 것이고, 또, 탄소가 습동면 또는 접동면에서의 윤활제 역할을 하도록 한 것으로, 본 발명과 같이 강도를 증가시키는 방법과는 구별된다.
이렇게 종래의 표면처리의 일환으로 사용되었던 질화처리방법은 강 중에 포함된 Ti, Al 등의 합금원소가 질소와 반응하여 TiN, AlN 등의 석출물을 만듦으로써 석출경화를 일으키는 것으로, 이에 따라 표면 경도를 상승시키는 것이다. 그러나, 본 발명의 경우, 인장강도가 낮은 저탄소강인 제1부재를 질화처리함에 따라 질소가 강 중에 고용되어 고용강화가 일어난다. 따라서, 질소가 고용된 질소 고용층이 강 중에 충분한 깊이까지 형성될 수 있다.
이 질소 고용층의 깊이는 질화처리 시간 및 온도에 따라 달라지는 데, 질화 시간이 증가할수록 질소 고용층의 깊이도 증가한다.
예컨대, 탄소가 0.2wt% 이하로 함유된 저탄소강으로 만들어진 제1부재를 680℃의 NaNO3 용융염욕에서 질화처리한 경우 표면으로부터 3.0mm의 내부까지 질화되어 종래의 일반적인 질화 방법으로 질화된 깊이에 비해 약 6배 이상 증가되었다. 일반적인 자동차용 강판 부품이 두께 1T(1.0mm) 내외의 강으로 제조되는 점을 감안할 때, 본원 발명은 강의 양쪽 표면으로부터 질화되는 깊이를 감안하면, 전체 두께에 걸쳐 질소 고용층을 형성할 수 있는 것이다. 따라서, 이는 단지 표면에만 국한하여 질화처리층을 형성시키는 종래의 질화법과는 비교되지 않게 강도를 향상시킬 수 있 게 된다.
이러한 질화방식은 본 출원인에 의한 선행 출원인 대한민국 특허출원 제2006-0049077호에 더욱 상세히 설명되어 있다.
이렇게 제2부재를 형성한 후에는 제2부재 표면의 산화 스케일을 제거하는 단계(S3)를 거쳐 제3부재를 형성한다. 이 산화 스케일을 제거하는 단계(S3)는 제품의 특성에 맞게 산세 및 샌드/쇼트 블러스트(Sand/Short Blast) 방법이 있다.
그리고, 이 제3부재를 자동차와 같은 피장착 장치에 장착될 수 있도록 용접 및/또는 도장 단계(S4)를 거쳐, 최종 완성된 고강도 부품을 형성한다.
<실시예1>
먼저, 인장강도가 350MPa이고, 연신율이 40%인 IF강을 생산 또는 이 조건의 IF강을 철강재로서 사용하였다. 상기 IF 강을 열간 및 냉간 압연을 통해 코일로 제조한 후, 파이프 조관기를 이용하여 파이프로 제조하였다. 다음으로, 이렇게 제조된 파이프를 하이드로포밍(Hydroforming)방법을 이용해 ㄷ자(또는 U자)로 절곡된 최종 형상의 제1부재를 성형하였다. 이 제1부재는 자동차의 엔진 받침대(크레들)의 형상이 된다.
이렇게 성형된 제1부재를 630℃로 유지된 비시안계 질산염에 침지시켰다. 이 질산염은 NaNO3 및 KNO3를 혼합하여 사용하였다. 상기 제1부재는 상기 질산염에 2 내지 12시간 동안 침지시켜 열처리함으로써 제2부재를 형성하였다.
다음으로, 이 제2부재를 염욕에서 꺼낸 후, 표면에 생긴 산화 스케일을 산세 및 샌드/쇼트 블러스트 방식에 의하여 제거해, 제3부재를 형성한 후, 용접 및 도장 을 하여 최종 제품을 성형하였다.
도 2는 이러한 본 실시예에 따른 시험예들의 응력-변형율 곡선을 나타낸 것인 데, 시험예 1은 630℃에서 2시간 침지한 경우, 시험예 2는 630℃에서 4시간 침지한 경우, 시험예3은 630℃에서 6시간 침지한 경우, 시험예4는 630℃에서 8시간 침지한 경우를 각각 나타낸다.
도 2에서 볼 수 있듯이, 모두 400MPa 이상의 고강도를 얻었음을 알 수 있다.
이처럼 본 발명에 따르면, 고강도강에서는 적용하기 어려운 하이드로포밍(Hydroforming)방법을 이용하여 부품을 제조할 수 있으며, 아울러 450MPa~800MPa의 강도 등급을 가진 자동차 부품을 생산할 수 있게 된다.
<실시예2>
인장강도가 400MPa이고, 연신율이 30% 등급인 IF강을 생산 또는 이 조건의 IF강을 철강재로서 사용하였다. 상기 IF 강을 열간 및 냉간 압연 공정을 통해 프레스 판재로 생산하였다. 생산된 판재를 프레스 가공법으로 성형하여 자동차용 범퍼 보강재 형상을 갖는 제1부재를 형성하였다.
이렇게 성형된 제1부재를 670℃의 NaNO3 질산염을 포함하는 염욕에 침지시켰다. 상기 제1부재는 상기 질산염욕에 24시간 동안 침지시켜 열처리함으로써 제2부재를 형성하였다.
다음으로, 이 제2부재를 염욕에서 꺼낸 후, 표면에 생긴 산화 스케일을 산세 및 샌드/쇼트 블러스트 방식에 의하여 제거해, 제3부재를 형성한 후, 용접 및 도장을 하여 최종 제품을 성형하였다.
도 3은 이러한 본 실시예에 따른 시험예들의 응력-변형율 곡선을 나타낸 것인 데, 시험예 5는 670℃에서 12시간 침지한 경우, 시험예 6은 670℃에서 8시간 침지한 경우, 시험예7은 670℃에서 5시간 침지한 경우, 시험예8은 670℃에서 3시간 침지한 경우를 각각 나타낸다. 그리고, 비교예는 상기 질화처리를 하지 않은 경우를 나타낸다.
시험예5는 인장강도 1066MPa, 시험예6은 인장강도 953MPa, 시험예7은 인장강도 672MPa, 시험예8은 인장강도 577MPa, 시험예9는 인장강도 405MPa을 나타내었다.
이처럼 본 발명에 따르면, 일반적인 프레스 성형으로 손쉽게 성형할 수 있는 400MPa의 원소재로 부품을 성형한 후, 열처리함으로써 약 600MPa~1100MPa의 강도 등급을 가진 자동차 부품을 생산할 수 있게 된다.
<실시예3>
인장강도가 400MPa이고, 연신율이 30% 등급인 IF강을 생산 또는 이 조건의 IF강을 철강재로서 사용하였다. 상기 IF 강을 성형하여 자동차용 부품 형상의 제1부재를 형성하였다.
이 제1부재를 592℃의 비시안계 질산염을 포함하는 염욕에 침지시켜 26시간동안 질화처리하였다.
도 4는 이 때의 질화 시간에 따른 인장강도의 변화를 나타낸 것인 데, 시간이 흐를수록 제품의 인장강도는 점차 증가하는 것을 알 수 있다.
또한 위 조건에서 염욕의 온도를 550℃, 600℃, 650℃로 다르게 하여 각각 6시간동안 질화처리할 경우, 인장강도와 연신율은 하기 표1과 같이 나타난다.
질화 온도 (℃) 인장 강도 (MPa) 연신율(%)
550 540 28
600 720 17
650 880 12
위 표1과 같이 염욕의 온도가 증가할 경우 인장 강도와 연신율 또한 상승함을 알 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
본 발명은 자동차용 철강재 부품을 비롯하여 다양한 철강재 부품에 적용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 고강도 부품의 제조방법의 각 단계를 나타낸 블록도,
도 2는 본 발명의 실시예1과 관련한 응력-변형율 그래프,
도 3은 본 발명의 실시예2와 관련한 응력-변형율 그래프,
도 4는 본 발명의 실시예3과 관련하여 질화시간과 인장강도의 관계를 도시한 그래프.

Claims (15)

  1. 제1인장강도를 갖고 0.2 wt% 이하의 탄소 함량을 갖는 철강재를 소정 형상의 완성된 부품 형상을 갖는 제1부재로 가공하는 단계; 및
    상기 제1부재를 비시안계 질산염을 포함하는 염욕 내에서 질화시켜 상기 제1인장강도보다 큰 제2인장강도를 갖는 제2부재를 형성하는 단계;를 포함하고,
    상기 제2부재를 형성하는 단계는,
    상기 비시안계 질산염을 400℃ 내지 700℃의 온도로 유지시키는 단계; 및
    상기 제1부재를 상기 염욕 내에 1분 내지 24시간 침지하는 단계;를 포함하고,
    상기 비시안계 질산염은 KNO3, KNO2, Ca(NO3)2, NaNO3 및 NaNO2로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 염을 포함하는 고강도 부품의 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1부재의 가공 단계는 상기 철강재를 성형가공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고강도 부품의 제조방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 성형가공은 프레스 성형, 하이드로 포밍, 밴딩, 절삭, 또는 연마를 포함하는 것을 특징으로 하는 고강도 부품의 제조방법.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 철강재는 저탄소강, 극저탄소강 또는 IF강인 것을 특징으로 하는 고강도 부품의 제조방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 철강재는 연신율이 15% 이상인 철강재인 것을 특징으로 하는 고강도 부품의 제조방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1인장강도가 500MPa 이하인 것을 특징으로 하는 고강도 부품의 제조방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1인장강도가 400MPa 이하인 것을 특징으로 하는 고강도 부품의 제조방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제2인장강도가 400 내지 1,100 MPa인 것을 특징으로 하는 고강도 부품의 제조방법.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제2부재의 표면 산화 스케일을 제거해 제3부재를 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고강도 부품의 제조방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제3부재를 용접 또는 도장하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고강도 부품의 제조방법.
  15. 삭제
KR1020070066689A 2007-07-03 2007-07-03 고강도 부품의 제조방법 및 이에 따라 제조된 고강도 부품 KR101452925B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070066689A KR101452925B1 (ko) 2007-07-03 2007-07-03 고강도 부품의 제조방법 및 이에 따라 제조된 고강도 부품
PCT/KR2008/003891 WO2009005292A1 (en) 2007-07-03 2008-07-02 Manufacturing method of high strength part and the high strength part thereby

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070066689A KR101452925B1 (ko) 2007-07-03 2007-07-03 고강도 부품의 제조방법 및 이에 따라 제조된 고강도 부품

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20090003760A KR20090003760A (ko) 2009-01-12
KR101452925B1 true KR101452925B1 (ko) 2014-10-21

Family

ID=40226250

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070066689A KR101452925B1 (ko) 2007-07-03 2007-07-03 고강도 부품의 제조방법 및 이에 따라 제조된 고강도 부품

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR101452925B1 (ko)
WO (1) WO2009005292A1 (ko)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3928087A (en) * 1972-11-14 1975-12-23 Armco Steel Corp Method of strengthening low carbon steel and product thereof
KR20040021556A (ko) * 2002-09-04 2004-03-10 파커 네쓰쇼리 고교 가부시키카이샤 강화된 내식성을 가진 금속부재의 염욕질화(鹽浴窒化)에의한 제조방법

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3998666A (en) * 1975-07-30 1976-12-21 United States Steel Corporation Subscale reaction strengthening of low carbon ferrous metal stock
JP3970323B2 (ja) * 1996-06-05 2007-09-05 デュラセル、インコーポレーテッド リチウム化リチウム酸化マンガンスピネルの改良された製造法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3928087A (en) * 1972-11-14 1975-12-23 Armco Steel Corp Method of strengthening low carbon steel and product thereof
KR20040021556A (ko) * 2002-09-04 2004-03-10 파커 네쓰쇼리 고교 가부시키카이샤 강화된 내식성을 가진 금속부재의 염욕질화(鹽浴窒化)에의한 제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
WO2009005292A1 (en) 2009-01-08
KR20090003760A (ko) 2009-01-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100473741C (zh) 软质镀锡板及其制造方法
JP5054378B2 (ja) 薄鋼板製造方法
JP5126857B2 (ja) 加工性に優れた肌焼鋼管の製造方法
KR930001519B1 (ko) 강판의 제조방법
CN112771184B (zh) 被覆钢构件、被覆钢板及它们的制造方法
CN111041353A (zh) 一种具有低高温摩擦系数的600MPa级无镀层热成形钢及其制备方法
US4046601A (en) Method of nitride-strengthening low carbon steel articles
JP2018012874A (ja) ボルト用鋼線の製造方法
JPH04124216A (ja) 成形性の良好な高炭素薄鋼板の製造方法
KR101452925B1 (ko) 고강도 부품의 제조방법 및 이에 따라 제조된 고강도 부품
JP2000063935A (ja) 窒化部品の製造方法
JP2549039B2 (ja) 歪の小さい高強度歯車の浸炭窒化熱処理方法
JPH10226817A (ja) 軟窒化用鋼材の製造方法及びその鋼材を用いた軟窒化部品
JPH0535203B2 (ko)
JPH10226818A (ja) 軟窒化用鋼材の製造方法及びその鋼材を用いた軟窒化部品
KR101062036B1 (ko) 용접 및 충격특성이 우수한 열처리 경화형 강판 및 그 제조방법
CN102912102A (zh) 用于冷挤压金属结构件的GCr15盘卷冷拔材的制造方法
CN115612816B (zh) 含硼钢制备复相钢、热成形用钢镀层板的方法
JP3970678B2 (ja) 表面処理工具
KR101062122B1 (ko) 열처리 경화형 열간 프레스 강판 및 그 제조방법
JPH0680164B2 (ja) 焼結鍛造品の製造方法
KR20100005970A (ko) 자동차용 변속 기어 제조방법
KR100240043B1 (ko) 금형소재의 열처리 제조방법
JPH11335734A (ja) 軟窒化用鋼材の製造方法及びその鋼材を用いた軟窒化部品
JPH09256045A (ja) 軟窒化用鋼材の製造方法及びその鋼材を用いた軟窒化部品

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171011

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180918

Year of fee payment: 5