KR102203043B1

KR102203043B1 - 알루미늄계 코팅 및 아연 코팅으로 코팅된 시트로부터 인산염처리 가능한 부품을 생산하는 방법

Info

Publication number: KR102203043B1
Application number: KR1020207006461A
Authority: KR
Inventors: 크리스띠앙 알레리; 에릭 자께송; 다니엘 샤레이
Original assignee: 아르셀러미탈
Priority date: 2015-02-19
Filing date: 2016-01-22
Publication date: 2021-01-14
Also published as: ZA201704918B; KR20200027578A; EP3259380B1; CN107250414A; TR201900880T4; JP2018513909A; PL3259380T3; CA2977173A1; ES2707368T3; RU2017132500A; EP3259380A1; RU2017132500A3; US20180044774A1; RU2686164C2; UA117994C2; MX2017010574A; BR112017016132A2; KR20170116102A; CN107250414B; CA2977173C

Abstract

본 발명은, 두께 1.1 ㎛ 이하의 제 2 아연 코팅을 더 포함하는 알루미늄계 코팅으로 코팅된 강 시트; 코팅된 강 시트의 제조 방법; 강 시트로부터 프레스-경화된 부품을 제조하는 방법; 프레스-경화된 부품; 및 프레스-경화된 부품의 용도에 관한 것이다.

Description

알루미늄계 코팅 및 아연 코팅으로 코팅된 시트로부터 인산염처리 가능한 부품을 생산하는 방법{METHOD OF PRODUCING A PHOSPHATABLE PART FROM A SHEET COATED WITH AN ALUMINIUM-BASED COATING AND A ZINC COATING}

본 발명은 알루미늄계 코팅 및 아연 코팅으로 코팅된 시트로부터 제조된 프레스 경화된 강 부품의 생산 방법에 관한 것이다. 부품은 인산염처리 (phosphatation) 에 관하여 양호한 특성을 갖고, 따라서 양호한 페인트 점착 (paint adhesion) 을 나타낸다. 특히 자동차 부품을 제조하기 위한 것이다.

프레스 경화된 부품은 양호한 내식성과 양호한 열적 특성을 갖는 알루미늄계 합금으로 코팅될 수도 있다. 일반적으로, 이러한 부품을 제조하는 방법은 강 시트를 획득하는 단계, 그 시트를 절단하여 블랭크를 획득하는 단계, 그 블랭크를 가열하는 단계, 프레스-경화한 다음 냉각시켜서 마텐자이트 또는 마텐자이트-베이나이트 변태 경화시키는 단계를 포함하고, 따라서 강의 조직은 적어도 75 % 의 등축정 철, 5 % 이상 20 % 이하의 양의 마텐자이트, 10 % 이하의 양의 베이나이트를 포함한다. 이로써 획득되는 경화된 부품은 매우 양호한 기계적 특성을 갖는다.

보통, 프레스-경화된 부품에 페인트 층, 특히 전기영동 층 (cataphoresis layer) 이 추가된다. 인산염처리가 종종 미리 행해진다. 이러한 방식에서, 코팅될 경화된 부분의 표면 상에 인산염 결정이 형성되어, 페인트의 점착, 특히 특히 전기영동 층의 점착을 증가시킨다.

알루미늄계 합금으로 코팅된 부품은 인산염처리 불가능하고, 즉 코팅의 표면 상에 인산염 결정이 형성되지 않는다. 따라서, 페인트 필름의 추가는 이전의 인산염처리 없이 직접적으로 행해진다. 알루미늄계 합금으로 코팅된 부품의 표면의 미소거칠기 (microroughness) 는 페인트 점착을 가능하게 한다. 그럼에도 불구하고, 일부 조건에서는 페인트가 부품의 표면 상에 균일하게 분포되지 않아, 적청 (red rust) 의 영역이 발생한다. 적청은 페인트가 알루미늄계 코팅에 깊게 매립된 영역에 나타난다.

특허출원 EP2270257 이 알려져 있다. 이는 제 1 알루미늄계 코팅, 및 우르츠광 조직을 갖는 제 2 코팅을 포함하는 프레스-경화용 강 시트를 개시하고 있고, 화합물은 바람직하게는 산화아연 (ZnO) 이다. ZnO 코팅은 프레스-경화법 후에 인산염처리가 수행될 수 있게 한다. 그럼에도 불구하고, 실제로, 이 방법의 구현은 부품의 표면에서의 인산염 결정 커버리지 정도를 대략 20 내지 70 % 로 비교적 낮아지게 한다. 이 정도의 커버리지는 부품의 표면에 양호한 페인트 점착을 가능하게 할 수 없기 때문에 용인될 수 없다.

본 발명의 목적은 코팅된 강 시트로부터 인산염처리 가능한 프레스-경화된 부품 (따라서, 양호한 페인트 점착을 나타냄) 을 제공함으로써 종래 기술의 단점을 개선하는 것이다. 특히, 부품의 표면에서의 높은 인산염 결정 커버리지 정도, 특히 80% 이상의 커버리지 정도를 획득하기 위해 인산염처리될 수 있는 프레스-경화된 제품을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 상기 강 시트의 제조 방법에 관한 것이다.

또, 유리한 생산성 조건 하에서 인산염처리 가능한 프레스-경화된 부품을 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.

또, 자동차 부품의 제조를 위한 프레스-경화된 부품의 용도에 관한 것이다.

이를 위해, 본 발명의 대상은 청구항 1 에 따른 강 시트이다. 강 시트는 청구항 2 내지 9 의 특징을 또한 포함할 수도 있다.

또한, 본 발명의 대상은 청구항 10 에 따라 코팅된 강 시트를 제조하기 위한 방법이다. 이 제조 방법은 청구항 11 내지 13 의 특징을 또한 포함할 수도 잇다.

또한, 본 발명의 대상은 청구항 14 에 따른 프레스-경화된 부품의 제조 방법이다. 이 제조 방법은 청구항 15 내지 16 의 특징을 또한 포함할 수도 있다.

또한, 본 발명의 대상은 청구항 17 에 따른 프레스-경화된 부품이다. 이 부품은 청구항 18 내지 20 의 특징을 또한 포함할 수도 있다.

마지막으로, 본 발명의 대상은 청구항 21 에 따른 프레스-경화된 부품의 용도이다.

본 발명의 추가적인 특징 및 이점은 이하의 설명을 읽음으로써 분명해질 것이다.

본 발명을 설명하기 위해, 다양한 실시형태들 및 테스트들이 비제한적인 예를 통해, 특히 도면을 참조하여 설명될 것이다.

도 1 은 본 발명의 실시형태에 따른 코팅된 강 시트의 개략도이다.
도 2 는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 코팅된 강 시트의 개략도이다.
도 1 및 도 2 에 있어서, 도시된 층들의 두께는 단지 설명의 목적으로 제공되며, 다양한 층들의 실제 스케일 표현으로 간주될 수 없다.
도 3 및 도 4 는 는 일 측에 두게 1 ㎛, 2 ㎛ 및 3 ㎛ 의 전기도금에 의해 성막된 제 2 아연 코팅을 가지며 두께 25 ㎛ 의 제 1 알루미늄계 코팅을 구비하는 강 시트로부터의 경화된 부품의 실제 크기를 도시한다.
도 5 는 표준 VDA 231-102 에 대한 부식 사이클을 보여준다.

다음의 용어가 정의된다:

- "아연 코팅" 은 아연 및 가능하게는 불순물을 주로 포함하는 코팅을 의미한다. 바람직하게는, 코팅은 아연 및 가능하게는 불순물을 함유한다.

- "알루미늄계 코팅" 은 중량 조성으로 50 % 초과, 바람직하게는 70 % 이상, 더 바람직하게는 85 % 이상, 유리하게는 88 % 이상의 양의 알루미늄을 포함하는 코팅을 의미한다. 이 코팅은 합금화될 수도 또는 합금화되지 않을 수도 있다.

- "인산염 결정 커버리지 정도" 는 백분율에 의해 규정된다. 0 % 는 부품의 표면이 인산염 결정으로 전혀 덮이지 않은 것을 의미하고, 100 % 는 부품의 표면이 완전히 덮인 것을 의미한다.

도 1 내지 도 5 그리고 이후의 본 발명에서, "강" 또는 "강 시트" 라는 표현은, 부품이 500 ㎫ 이상, 바람직하게는 1000 ㎫ 이상, 유리하게는 1500 ㎫ 이상의 인장 강도를 획득할 수 있게 하는 조성을 갖는 프레스-경화용 강 시트를 지칭한다. 강 시트의 중량 조성은 바람직하게는, 0.03% ≤ C ≤ 0.50%; 0.3% ≤ Mn ≤ 3.0%; 0.05% ≤ Si ≤ 0.8%; 0.015% ≤ Ti ≤ 0.2%; 0.005% ≤ Al ≤ 0.1%; 0% ≤ Cr ≤ 2.50%; 0% ≤ S ≤ 0.05%; 0% ≤ P ≤ 0.1%; 0% ≤ B　≤ 0.010%; 0% ≤ Ni ≤ 2.5%; 0% ≤ Mo ≤ 0.7%; 0% ≤ Nb ≤ 0.15%; 0% ≤ N ≤ 0.015%; 0% ≤ Cu ≤ 0.15%; 0% ≤ Ca ≤ 0.01%; 0% ≤ W ≤ 0.35% 이고, 조성의 잔부는 철 및 프로세스로부터 유래하는 불가피한 불순물을 포함한다.

예컨대, 강 시트는 다음의 중량 조성:

0.20% ≤ C ≤ 0.25%

0.15% ≤ Si ≤ 0.35%

1.10% ≤ Mn ≤ 1.40%

0% ≤ Cr ≤ 0.30%

0% ≤ Mo ≤ 0.35%

0% ≤ P ≤ 0.025%

0% ≤ S ≤ 0.005%

0.020% ≤ Ti ≤ 0.060%

0.020% ≤ Al ≤ 0.060%

0.002% ≤ B ≤ 0.004%

을 갖는 22MnB5 시트로서, 조성의 잔부가 철 및 프로세스로부터 유래하는 불가피한 불순물인, 22MnB5 시트이다.

또한, 강 시트는, 다음의 중량 조성:

0.24% ≤ C ≤ 0.38%

0.40% ≤ Mn ≤ 3%

0.10% ≤ Si ≤ 0.70%

0.015% ≤ Al ≤ 0.070%

0% ≤ Cr ≤ 2%

0.25% ≤ Ni ≤ 2%

0.020% ≤ Ti ≤ 0.10%

0% ≤ Nb ≤ 0.060%

0.0005% ≤ B ≤ 0.0040%

0.003% ≤ N ≤ 0.010%

0.0001% ≤ S ≤ 0.005%

0.0001% ≤ P ≤0.025%

을 갖는 Usibor

2000 시트로서,

티타늄 및 질소의 양이

Ti/N > 3.42

를 만족시키고,

탄소, 망간, 크롬 및 규소의 양이

을 만족시키고,

상기 조성은 선택적으로 다음의 원소:

0.05% ≤ Mo ≤ 0.65%

0.001% ≤ W ≤ 0.30%

0.0005% ≤ Ca ≤ 0.005%

중 하나 이상을 포함하고,

상기 조성의 잔부가 철 및 프로세스로부터 유래하는 불가피한 불순물인, Usibor

2000 시트일 수도 있다.

다른 예에서, 강 시트는 다음의 중량 조성:

0.040% ≤ C ≤ 0.100%

0.80% ≤ Mn ≤ 2.00%

0% ≤ Si ≤ 0.30%

0% ≤ S ≤ 0.005%

0% ≤ P ≤ 0.030%

0.010% ≤ Al ≤ 0.070%

0.015% ≤ Nb ≤ 0.100%

0.030% ≤ Ti ≤ 0.080%

0% ≤ N ≤ 0.009%

0% ≤ Cu ≤ 0.100%

0% ≤ Ni ≤ 0.100%

0% ≤ Cr ≤ 0.100%

0% ≤ Mo ≤ 0.100%

0% ≤ Ca ≤ 0.006%

을 갖는 Ductibor

500 시트로서, 상기 조성의 잔부가 철 및 프로세스로부터 유래하는 불가피한 불순물인, Ductibor

500 시트이다.

강 시트는 열간 압연에 의해 생산되고, 원하는 두께에 따라 선택적으로 냉간 압연될 수도 있다.

우선, 본 발명은 코팅된 강 시트에 관한 것이다. 도 1 은 본 발명에 따른 시트 (1) 의 일 실시형태를 도시한다. 1.1 ㎛ 이하, 바람직하게는 1.0 ㎛ 이하, 더 바람직하게는 0.7 ㎛ 이하, 우선적으로 0.5 ㎛ 이하의 두께를 갖는 제 2 아연 코팅 (3) 을 더 포함하는 알루미늄계 코팅 (2) 이 제공된다. 유리하게는, 아연 코팅은 0.1 ㎛ 이상의 두께를 갖는다.

이론에 구애됨이 없이, 이러한 두께 조건이 충족되지 않는다면, 특히 아연 두께가 너무 크면, 열처리 중에 모든 아연이 산화아연 (ZnO) 으로 산화되지 않는다. 실제로, 노에 존재하는 산소가 아연 코팅 내로 확산되어 이를 완전히 산화시키는데는 너무 오래 걸릴 것이다. 따라서, 아연의 일부는 액체 상태에 너무 오래 남을 것이고, 여전히 액체 인 아연은 알루미늄계 코팅 내로 확산되고 그러고 나서 강 내로 확산될 것이다. 기재 내에 깊게 확산된 아연은 상부 층들, 즉 알루미늄계 코팅 및 전기영동 층의 점착 상실 및 취성을 유발할 수도 있다.

또한, 두께 조건이 충족되지 않으면, 아연 코팅의 두께가 증가함에 따라 표면의 미소거칠기가 증가하여 전기영동 층의 성막 후에 적청의 영역을 촉진할 수도 있다.

그러므로, 대부분의 경우, 인산염 결정 커버리지 정도가 낮으면, 전기영동 층의 불량 점착 위험이 존재한다. 그러나, 일부 경우에는, 인산염 결정 커버리지 정도가 높더라도, 전기영동 층의 점착 손실 및 이 전기영동 층 하에서 적청에 대한 불량한 저항성의 위험이 존재한다.

마지막으로, 액체 상태에 너무 오래 남아 있는 아연이 열처리가 일어나는 노를 오염시킬 위험이 존재한다.

알루미늄계 코팅은 바람직하게는 용융 금속 욕에서 용융 도금 (hot dipping) 에 의해 행해진다. 보통, 욕은 3% 이하의 철 및 9% 내지 12 % 의 규소를 포함하고, 잔부는 알루미늄이다. 층의 두께는 예컨대 5 ㎛ 내지 50 ㎛, 바람직하게는 10 ㎛ 내지 35 ㎛ 이다. 열간 변형에 앞서 열처리 중에, 코팅은 부식, 마멸, 마모 및 피로에 대한 높은 저항성을 나타내는 합금층을 형성한다.

바람직하게는, 알루미늄계 코팅의 두께와 아연 코팅의 두께의 곱 (product) 이 2 내지 25, 바람직하게는 4 내지 25, 더 바람직하게는 4 내지 16, 유리하게는 6 내지 13 이고, 아연 코팅의 두께는 1.1 ㎛ 이하, 바람직하게는 1.0 ㎛ 이하, 더 바람직하게는 0.7 ㎛ 이하, 우선적으로는 0.5 ㎛ 이하이다.

이론에 구애됨이 없이, 이러한 조건이 충족되지 않으면, 특히 알루미늄계 코팅의 두께가 너무 높으면, 알루미늄계 코팅이 액상에 너무 오래 유지될 수 있다. 따라서, 열처리 시작 시에 형성된 ZnO 층 및 알루미늄계 코팅은 오랜 기간에 걸쳐 상호작용할 것이다. 이러한 상호 작용은 알루미늄에 의한 ZnO 층의 Zn 으로의 환원을 초래할 수 있으며, 이 과정은 느린 동역학에 의해 지배된다.

아연 코팅 (3) 은 적절한 방법, 예컨대 시멘테이션, 전기도금, 또는 진공 하에서의 음속 제트 증착 (sonic jet vapor deposition) 에 의해 성막될 수 있다.

일 실시형태에 따르면, 아연 코팅은 전기도금에 의해, 예컨대 황산아연 (ZnSO₄) 욕에 침지시킴으로써 성막된다. 유리하게는, 욕의 온도 (T3) 는 70℃ 미만이고, T3 는 바람직하게는 50℃ 내지 60℃ 이다.

다른 실시형태에 따르면, 아연 코팅은 시멘테이션에 의해 성막된다. 아연 코팅이 시멘테이션에 의해 성막되는 때, 분무에 의해 또는 침지에 의해 행해진다. 따라서, 알루미늄계 코팅으로 코팅된 강 시트는 수산화나트륨 (NaOH) 및 산화아연 (ZnO) 의 용액으로 분무되거나 욕에 침지된다. 유리하게는, 침지 또는 분무는 1 내지 20 초의 시간 (t4) 동안 행해지고, t4 는 바람직하게는 5 내지 10 초이다. 40 내지 60 ℃ 의 온도 (T4) 에서 행해지고, T4 는 바람직하게는 60 ℃ 이다.

특정 이론에 구애됨이 없이, NaOH 와 ZnO 혼합물은 다음의 반응: 2NaOH + ZnO → Na₂ZnO₂ + H₂O 에 따라 아연산나트륨 (Na₂ZnO₂) 의 형성을 가능하게 한다. 그러므로, Na₂ZnO₂ 는 알루미늄계 코팅에 존재하는 알루미늄과 반응하여, 다음의 반응: 2Al + 3Na₂ZnO₂ + 2H₂O → 3Zn + 2NaAlO₂ + 4NaOH 에 따라, 알루미늄계 코팅으로 코팅된 강 시트 상에 아연 코팅을 형성할 것이다.

다른 실시형태에 따르면, 진공 하에서의 음속 제트 증착에 의해 아연 코팅이 성막된다. 이 실시형태에 따르면, 바람직하게는 6×10^-2 내지 2×10^-1 mbar 의 압력 P₅ 의 진공 챔버에서 적어도 600℃, 바람직하게는 700℃ 의 온도 T5 에서 가열된 아연 욕을 담은 도가니의 유도 가열에 의해 아연 금속 증기가 생성된다. 증기는 코팅될 기재의 표면으로 향하는 음속 제트를 형성하도록 바람직하게는 캘리브레이티드 (calibrated) 출구 오리피스로 이어지는 도관을 통해 도가니로부터 벗어난다.

유리하게는, JVD 에 의해 행해지는 아연 성막 이전에, 알루미늄계 코팅이 제공된 강 시트는, 중량 조성으로 적어도 10 % 크롬을 포함하며 잔부가 철, 니켈, 탄소, 몰리브덴, 규소, 망간, 인 또는 황과 같은 부가적인 원소, 및 제조 프로세스와 관련된 불순물인 스테인리스강의 얇은 층으로 코팅된다. 바람직하게는, 스테인리스강 층은 적어도 10 % 크롬, 적어도 8 % 니켈을 포함히고, 잔부가 철, 전술한 부가적인 원소, 및 제조 프로세스와 관련된 불순물이다. 이 층은 바람직하게는, 중량으로 16 ≤ Cr ≤ 18% 및 10 ≤ Ni ≤ 14% 를 포함하는 스테인리스강 316 이다. 예컨대, 이 층은 중량 조성이 C = 0.02%; 16 ≤ Cr ≤ 18%; 10.5 ≤ Ni ≤ 13%; 2 ≤ Mo ≤ 2.5%, Si = 1%; Mn = 2%; P = 0.04% 및 S = 0.03% 인 스테인리스강 316L 이다. 그 두께는 예컨대 2 ㎚ 이상, 바람직하게는 2 내지 15 ㎚ 일 수 있다. 도 2 는 이러한 실시형태를 보여주는데, 시트 (21) 는 알루미늄계 코팅 (22), 얇은 스테인리스강 층 (23), 및 제 3 아연 코팅 (24) 으로 코팅되어 있다. 스테인리스강 층은 당업자에게 알려진 임의의 방법에 의해 성막될 수도 있다. 예컨대, 전기도금에 의해 또는 음극 마그네트론 스퍼터링에 의해 성막된다.

아연 코팅을 성막하는데 사용된 성막 방법에 상관없이, 아연 코팅 층의 점착을 증가시키기 위해 알칼리성 탈지 (alkaline degreasing) 가 행해질 수도 있다. 유리하게는, 탈지는 예컨대 NaOH 및/또는 수산화칼륨 (KOH), 및 계면활성제를 포함하는 알칼리성 욕을 사용하여 행해진다. 탈지는 1 내지 120 초, 바람직하게는 2 내지 20 초의 시간 (t6) 동안 침지 또는 분무에 의해 행해지는 것이 유리하다. 탈지 온도 (T6) 는 30℃ 내지 90℃ 이고, T6 는 바람직하게는 60℃ 이다. 욕의 pH 는 10 내지 14 이다.

산 탈지 (acid degreasing) 가 또한 고려될 수 있다. 이 경우, 화학적 욕은 예컨대 인산 (H₃PO₄) 및 계면활성제를 포함한다. 욕의 pH 는 0 내지 2 이다.

시행된 탈지의 타입에 상관없이, 일반적으로 헹굼이 후속된다.

그러고 나서, 본 발명에 따른 강 시트는 프레스-경화된다. 이 방법은 본 발명에 따라 미리 코팅된 강 시트를 제공한 후 그 시트를 절단하여 블랭크를 획득하는 것을 포함한다. 그러고 나서, 이 블랭크는 비보호성 분위기에서 840℃ 내지 950℃, 바람직하게는 840℃ 내지 930℃ 의 강의 오스테나이트화 온도 (T1) 로 가열된다. 바람직하게는, 블랭크는 불활성 분위기 또는 공기를 포함하는 분위기에서 3 내지 12 분, 바람직하게는 4 내지 10 분의 시간 (t1) 동안 가열된다. 이 열처리 동안, 아연 코팅은 ZnO 로 산화된다.

열처리 후, 블랭크는 열간 스탬핑 공구로 전달되어, 600 내지 830 ℃ 의 온도 (T2) 에서 열간 스탬핑된다. 그리고, 획득된 부품은 공구 자체 내에서 또는 특정 냉각 공구로 전달된 후에 냉각된다.

냉각 속도는 강의 조성의 함수로서 제어되어서, 프레스-경화 프로세스 종료 시의 그 최종 미세조직이 마텐자이트를 주로 포함하고, 바람직하게는 마텐자이트, 또는 마텐자이트와 베이나이트를 함유하거나 또는 적어도 75 % 등축정 페라이트, 5 % 이상 20 % 이하의 양의 마텐자이트, 및 10 % 이하의 양의 베이나이트를 포함한다.

따라서, ZnO 층을 구비하는 인산염처리 가능한 프레스-경화된 부품이 본 발명에 따라 획득된다.

자동차 분야의 경우, 인산염처리 후, 각 부품은 전기영동 욕에 담가진다. 프라이머 페인트 층, 베이스코트 페인트 층, 그리고 선택적으로는 톱코트 층을 순차적으로 적용하는 것을 또한 고려할 수 있다.

부품에 전기영동 층을 적용하기 전에, 전기영동 층의 점착을 보장하기 위해 사전에 탈지되고 나서 인산염처리된다. 본 발명에 따른 경화된 부품의 인산염처리 후, ZnO 층 및 그 ZnO 층 상의 인산염 결정 층을 포함하는 프레스-경화된 부품이 획득된다. 경화된 부품의 표면 상의 높은 인산염 결정 커버리지 정도가 존재한다. 바람직하게는, 부품 표면 상의 인산염 결정 커버리지 정도는 80% 이상, 더 바람직하게는 90% 이상, 유리하게는 99% 이상이다.

전기영동 층은 부식으로부터 부품을 추가적으로 보호한다. 보통 스프레이 건으로 적용되는 프라이머 페인트 층은 부품의 최종 외관을 준비하고, 이를 스톤 칩 및 UV 로부터 보호한다. 베이스코트 페인트 층은 부품에 그의 색상과 최종 외관을 제공한다. 톱코트 층은 부품 표면에 양호한 기계적 저항성, 공격적인 화학 작용제에 대한 내성 및 양호한 표면 외관을 제공한다.

일반적으로, 인산염처리 층의 두께는 1 ㎛ 내지 2 ㎛ 이다. 부품에 최적의 표면 외관을 보호하고 보장하기 위해 사용된 페인트 필름들은 예컨대 8 ㎛ 내지 25 ㎛ 두께의 전기영동 층, 35 ㎛ 내지 45 ㎛ 두께의 프라이머 페인트 층 및 40 ㎛ 내지 50 ㎛ 두께의 베이스 페인트 층을 포함한다.

페인트 필름들이 톱코트 층을 더 포함하는 경우, 다양한 페인트 층의 두께는 일반적으로 다음과 같다:

- 전기영동 층: 8 ㎛ 내지 25 ㎛, 바람직하게는 20 ㎛ 미만,

- 프라이머 페인트 층: 45 ㎛ 미만,

- 베이스 페인트 층: 20 ㎛ 미만, 및 톱코트 층: 55 ㎛ 미만.

바람직하게는, 페인트 필름들의 총 두께는 120 ㎛ 미만, 또는 심지어 100 ㎛ 미만이다.

이제, 지시적이지만 제한적이지 않은 시험에 의해 본 발명을 설명한다.

예

모든 시험에서 다음의 강이 사용되었다: Usibor

1500 또는 22MnB5. 이들은 중량 조성으로 9% 규소, 3% 철 및 88% 알루미늄을 포함하는 두께 14 또는 25 ㎛ 의 알루미늄계 코팅으로 코팅되었다.

예에 사용된 Usibor

1500 강 시트의 중량 조성은 다음과 같다: C = 0.2252%; Mn = 1.1735%; P = 0.0126%; S = 0.0009%; N = 0.0037%; Si = 0.2534%; Cu = 0.0187%; Ni = 0.0197%; Cr = 0.180%; Sn = 0.004%; Al = 0.0371%; Nb = 0.008%; Ti = 0.0382%; B = 0.0028 %; Mo = 0.0017%; As = 0.0023% 및 V = 0.0284%.

예컨대, "Usibor

AluSi

14 ㎛" 는 중량 조성으로 9% 규소, 3% 철, 및 88% 알루미늄을 포함하는 두께 14 ㎛ 의 알루미늄계 코팅을 갖는 앞서 규정된 Usibor

1500 강을 나타낸다.

예컨대, "22MnB5 AlSi 14 ㎛" 는 중량 조성으로 9% 규소, 3% 철, 및 88% 알루미늄을 포함하는 두께 14 ㎛ 의 알루미늄계 코팅을 구비하는 22MnB5 강을 나타낸다.

예 1: 인산염처리성 ( phosphatability ) 시험 및 아연 거동 시험:

인산염처리성 시험은 특히 프레스-경화된 부품의 표면에서의 커버리지 정도를 평가함으로써 프레스-경화된 부품에서의 인산염 결정의 분포를 결정하기 위해 사용된다.

예 1a:

먼저, 1, 2 및 3 으로 지정된 일련의 3 개의 샘플들을 만든다.

샘플 1 및 샘플 2 는 EP2270257 에 기재된 방법에 따라 두께 0.2 ㎛ 를 가지는 제 2 ZnO 코팅 및 제 1 알루미늄계 코팅이 제공된 22MnB5 강 시트로부터 획득된다.

샘플 3 은 Usibor

AluSi

25 ㎛ 강 시트로부터 획득된다.

샘플 4 는 두께 0.17 ㎛ 의 시멘테이션에 의해 성막된 아연 코팅을 더 구비하는 Usibor

AluSi

25 ㎛ 강 시트로부터 획득된다. 아연 성막은 150 gL^- ¹ 의 농도로 NaOH 를 그리고 15 gL^- ¹ 의 농도로 ZnO 를 포함하는 욕에 5 초 동안의 침지에 의해 행해진다. 욕의 온도는 60 ℃ 이다.

각 샘플을 위해, 코팅된 강 시트를 절단하여 블랭크를 획득한다. 그러고 나서, 블랭크를 5 분 내지 5 분 30 초의 시간 동안 900 ℃ 의 온도에서 가열한다. 그러고 나서, 블랭크를 프레스로 전달하고 열간 스탬핑하여 부품을 획득한다. 마지막으로, 상기 부품을 냉각시켜 마텐자이트 변태 경화시킨다.

그러고 나서, 온도 55 ℃ 에서 Gardoclean

5176 및 Gardobond

H 7352 의 용액을 사용하여 탈지를 행한다. 후속하여, 물로 헹군다. 그러고 나서, 주위 온도에서 Gardolene

V6513 의 용액을 사용한 침지에 의해 부품의 표면을 활성화시킨다. 마지막으로, 50 ℃ 의 온도에서 Gardobond

24 TA 의 용액을 포함하는 욕에 3 분간 침지에 의해 인산염처리를 행한다. 부품을 물로 헹군 후, 고온 공기로 건조시킨다. 이 인산염처리된 샘플들의 표면을, SEM 을 사용하여 관찰한다. 결과를 아래 표에 나타낸다:

샘플 4 만이 경화된 부품에서 높은 인산염 결정 커버리지 정도를 나타낸다는 것을 알 수 있다.

예 1b:

4, 5 및 6 으로 지정된 다른 일련의 샘플들을 만든다.

샘플 4 는 두께 1 ㎛ 를 가지는 전기도금에 의해 성막된 제 2 아연 코팅이 시트의 일 측에 더 제공된 Usibor

AluSi

25 ㎛ 강 시트로부터 획득된다.

샘플 5 는 두께 2 ㎛ 를 가지는 전기도금에 의해 성막된 제 2 아연 코팅이 시트의 일 측에 더 제공된 Usibor

AluSi

25 ㎛ 강 시트로부터 획득된다.

샘플 6 은 두께 3 ㎛ 를 가지는 전기도금에 의해 성막된 제 2 아연 코팅이 시트의 일 측에 더 제공된 Usibor

AluSi

25 ㎛ 강 시트로부터 획득된다.

전기도금에 의한 아연 성막을 위해, 먼저, 80 ℃ 의 온도에서 Novaclean

301 용액에 3 초간 침지에 의해 시트의 탈지를 행한다. 탈지에 후속하여, 물로 헹군다. 그 후, 주위 온도에서 황산 용액에 4 초간 침지에 의해 광택화 (brightening) 를 행한다. 광택화에 후속하여, 물로 헹군다. 그러고 나서, 50 ℃ 의 온도에서 황산 (H₂SO₄) 및 황산아연 (ZnSO₄) 을 포함하는 전해 욕 (electrolytic bath) 에 시트를 침지한다. 강 시트에 인가된 전류 밀도는 80 A/dm² 이다. 욕의 pH 는 0.8 이다.

그러고 나서, 예에 설명된 프레스-경화법을 이 샘플들에 적용한다. 이 경우, 블랭크는 6 분 30 초의 시간 (t1) 동안 900 ℃ 의 온도 (T1) 에서 가열된다. 그러고 나서, 인산염처리된 샘플들의 표면을, SEM 을 사용하여 관찰한다. 결과를 아래 표에 나타낸다:

샘플 4 만이 경화된 부품의 표면에서 높은 인산염 결정 커버리지 정도를 나타낸다는 것을 알 수 있다.

각 샘플 4 내지 6 에서, 900 ℃ 에서의 열처리 동안 아연의 거동을 또한 관찰하였다. 아연 성막이 일어난 측과 아연으로 코팅되지 않은 반대측에서 아연의 거동을 연구하였다. 도 3 및 도 4 는 4, 5, 6 순서대로 배치된 샘플 4, 5 및 6 을 보여준다. 결과를 아래 표에 나타낸다:

샘플 4 의 경우, 열처리 중에 아연의 거동이 양호하였는 것, 즉 보고할 중요한 점이 없다는 것을 알 수 있다. 그렇지만, 아연 층의 두께가 2 ㎛ 또는 3 ㎛ 인 때 (샘플 5 및 6), 아연은 반대측에서 확산한다. 아연 확산은 오스테나이트화 및 프레스경화를 위한 열처리가 일어나는 노에서 산업적 스케일에 해롭다.

예 1c:

7, 8 및 9 로 지정된 다른 일련의 샘플들을 만든다.

샘플들은 황산아연 욕을 사용하여 전기도금에 의해 성막된 제 2 아연 코팅이 시트의 일 측에 더 제공된 Usibor

AluSi

14 ㎛ 강 시트로부터 획득된다. 샘플에 따라, 아연 코팅의 두께는 0.5 ㎛ 로부터 1.5 ㎛ 까지 달라진다.

301 용액에 3 초간 침지에 의해 시트의 탈지를 행한다. 탈지에 후속하여, 물로 헹군다. 그 후, 주위 온도에서 황산 용액에 4 초간 침지에 의해 광택화를 행한다. 광택화에 후속하여, 물로 헹군다. 그러고 나서, 50 ℃ 의 온도에서 H₂SO₄ 및 ZnSO₄ 를 포함하는 전해 욕에 시트를 침지한다. 강 시트에 인가된 전류 밀도는 15 A/dm² 이다. 욕의 pH 는 3 이다.

각 샘플을 위해, 코팅된 시트를 절단하여 블랭크를 획득한다. 그러고 나서, 블랭크를 5 분 30 초의 시간 동안 900 ℃ 의 온도에서 가열한다. 그러고 나서, 블랭크를 프레스로 전달하고 열간 스탬핑하여 부품을 획득한다. 마지막으로, 상기 부품을 냉각시켜 마텐자이트 변태 경화시킨다.

그러고 나서, 획득되는 경화된 부품에 예 1a 에서 기재한 것처럼 탈지 및 인산염처리를 행한다. 이 인산염처리된 샘플들의 표면을 SEM 으로 관찰한다. 결과를 아래 표에 나타낸다:

모든 샘플이 경화된 부품의 표면에서 높은 인산염 결정 커버리지 정도를 나타낸다는 것을 알 수 있다.

예 2: 전기영동 층의 점착 시험:

이 방법은 프레스-경화된 부품 상의 성막된 전기영동 층의 점착을 결정하기 위해 사용된다.

예 1c 에서 획득된 샘플 7 내지 9 에 20 ㎛ 전기영동 층이 성막된다. 이를 위해, PPG Industries 사의 Pigment 페이스트

W9712 및 Resin 블렌드

W7911 을 함유하는 수용액을 포함하는 욕에 샘플 7 내지 9 를 담근다. 처음 30 초 동안의 0 내지 180 V 의 전압 구배로, 180 초 동안 180 V 의 전압을 인가한다. 전기영동 성막이 행해진 다음, 부품을 물로 헹군 후, 30 분간 온도 178 ℃ 의 오븐에서 경화시킨다. 이로써, 페인트칠한 프레스-경화된 부품이 획득된다.

예 2a: 건식 E-코트 점착 시험:

페인트칠한 부품에 그리드를 만드는데 커터가 사용된다. 그 후, 부품으로부터 벗겨진 페인트를 육안으로 평가한다: 0 은 우수함, 즉 페인트가 벗겨지지 않음을 나타내고, 5 는 매우 불량, 즉 65% 이상의 페인트가 벗겨짐을 나타낸다. 결과를 아래 표에 나타낸다:

0.5 ㎛ 또는 1.0 ㎛ 의 두께를 갖는 아연 코팅을 구비한 강 시트로부터 경화된 부품이 제조되는 때에 페인트 점착이 우수하다는 것을 알 수 있다. 그러나, 1.5 ㎛ 의 두께를 갖는 아연 층을 갖는 강 시트로부터 경화된 부품이 제조되는 때, 전기영동 층의 점착은 매우 불량하다.

예 2b: 습식 E 코트 점착 시험:

마지막으로, 페인트칠한 부품을 50 ℃ 의 온도에서 10 일간 폐쇄 챔버의 탈염수에 침지한다. 그러고 나서, 예 2a 에서 설명된 그리드를 만든다. 다음의 결과가 획득되었다:

0.5 ㎛ 또는 1.0 ㎛ 의 두께를 갖는 아연 코팅을 구비한 강 시트로부터 경화된 부품이 제조되는 때 페인트 점착은 매우 양호하다는 것을 알 수 있다. 그러나, 1.5 ㎛ 의 두께를 갖는 아연 층을 구비한 강 시트로부터 경화된 부품이 제조되는 때, 전기영동 층의 점착은 불량하다.

예 3: 부식 시험:

이 방법은 내식성, 특히 페인트칠한 부품에의 적청의 존재를 결정하기 위해 사용된다.

예 2 에서 설명한 방법을 적용하여 샘플 16 내지 18 을 제조하였다. 이 예에서, 성막된 전기영동 층의 두께는 8 ㎛ 이다. 이를 위해, 전기영동 층 성막을 위한 총 시간을 30 초로 줄였다.

이 시험은 페인트칠한 부품에 새로운 VDA 231-102 표준에 따른 6 개의 부식 사이클을 가하는 것으로 구성된다. 사이클은 밀폐 챔버 내에 샘플을 위치시키는 것으로 이루어지며, 온도는 50 ℃ 로부터 -15 ℃ 로 변화되며 습도 레벨은 50% 로부터 100% 로 변화되면서 1 중량% 염화나트륨의 수용액을 3 ㎖/h 의 속도로 샘플에 분무한다. 이 사이클이 도 5 에 도시되어 있다.

적청의 존재는 육안으로 평가된다: 3 은 우수함, 즉 적청이 거의 또는 전혀 부존재함을 나타내고, 0 는 매우 불량, 즉 다량의 적청이 존재함을 나타낸다.

두께 0.5 ㎛ 또는 1.0 ㎛ 의 아연 코팅을 구비한 강 시트로부터 페인트칠한 부품이 제조되는 경우, 적청에 대한 저항성이 매우 양호하다는 것을 알 수 있다. 그러나, 두께 1.5 ㎛ 의 아연 도금을 구비한 강 시트로부터 페인트칠한 부품이 제조되는 경우, 적청에 대한 저항성이 불량하다.

따라서, 본 발명에 따라 경화된 부품은 양호한 페인트 점착 및 적청에 대한 양호한 저항성을 가능하게 한다.

예 4: 점착 시험:

이 방법은 샌드위치 형태로 함께 접합된 두 개의 강을 분리하는데 요구되는 힘을 결정하기 위해 사용된다. 이들 강은 본 발명에 따라 아연-코팅된 또는 코팅되지 않은 Usibor

AluSi

강 시트로부터 획득된다.

이를 위해, 샘플 19 및 20 은 0.6 ㎛ 의 두께를 가지는 전기도금에 의해 성막된 제 2 아연 코팅이 더 제공된 Usibor

AluSi

14 ㎛ 강 시트로부터 획득되었다.

샘플 21 및 22 는 0.6 ㎛ 의 두께를 가지는 전기도금에 의해 성막된 제 2 아연 코팅이 더 제공된 Usibor

AluSi

25 ㎛ 강 시트로부터 획득되었다.

샘플 23 및 24 는 Usibor

AluSi

25 ㎛ 강 시트로부터 획득되었다.

전기도금에 의한 아연 성막을 위해, 우선, 80 ℃ 의 온도에서 Garboclean

S5170-S5093 용액을 분무함으로써 시트의 제 1 탈지를 행한다. 그 후, 40 ℃ 의 온도에서 동일한 용액에 침지함으로써 제 2 탈지를 행한다. 탈지에 후속하여, 물로 헹군다. 그 후, 황산 용액으로 광택화를 행한다. 광택화에 후속하여, 물로 헹군다. 그 후, H₂SO₄ 및 ZnSO₄ 를 포함하는 전해 욕에 시트를 침지한다. 그 후, 각 경우에, 코팅되지 않은 또는 아연-코팅된 Usibor

AluSi

강 시트를 절단하여 블랭크를 획득한다. 그러고 나서, 블랭크를 5 내지 10 분의 시간 동안 900 ℃ 의 온도에서 가열한다. 그러고 나서, 블랭크를 프레스로 전달하고 열간 스탬핑하여 부품을 획득한다. 마지막으로, 상기 부품을 냉각시켜 마텐자이트 변태 경화시킨다.

각 샘플을 위해, 2 개의 동등한 강 시트들이 DOW 사의 Betamate 1480V203G 크래시 접착제를 사용하여 접합되었다. 그러고 나서, 크래시 접착제를 경화시키기 위해, 이 샘플들은 180 ℃ 에서 30 분간 가열되었다. 냉각 후, 2 개의 강 시트를 분리하기 위해 각 시트의 양측에 기계적 응력이 가해진다. 그러고 나서, 평균 전단 응력이 메가파스칼 (㎫) 단위로 측정된다. 결과를 아래 표에 나타낸다:

각 샘플에 대해 높은 전단 응력이 획득된다는 것을 알 수 있다. 따라서, 샘플 19 내지 22 에서, 이는 Zn-계 접합 계면들, 즉 열처리 중에 획득되는 ZnO 층과 알루미늄계 코팅 사이의 계면과 동일한 ZnO 층과 크래시 접착제 사이의 계면이 약하지 않다는 것을 의미한다.

예 5: 확산 수소 시험 (diffused hydrogen test)

이 방법은 오스테나이트 열처리 중에 흡수된 수소의 양을 결정하기 위해 사용된다.

샘플 25 는 0.6 ㎛ 의 두께를 가지는 전기도금에 의해 성막된 제 2 아연 코팅이 더 제공된 Usibor

AluSi

25 ㎛ 강 시트로부터 획득되었다.

샘플 26 은 Usibor

AluSi

25 ㎛ 강 시트로부터 획득된다.

전기도금에 의한 아연 성막을 위해, 예 4 에서 설명한 방법을 반복하였다.

그러고 나서, 각 샘플을 위해, 코팅되지 않은 또는 아얀-코팅된 Usibor

AluSi

강 시트를 절단하여 블랭크를 획득한다. 그러고 나서, 블랭크를 6 분 30 초의 시간 동안 900 ℃ 의 온도에서 가열한다. 그러고 나서, 블랭크를 프레스로 전달하고 열간 스탬핑하여 부품을 획득한다. 마지막으로, 상기 부품을 냉각시켜 마텐자이트 변태 경화시킨다.

마지막으로, TDA 또는 Thermal Desorption Analyser 를 사용하여 열탈착 (thermal desorption) 에 의해 열처리 중에 샘플에 의해 흡수된 수소의 양을 측정하였다. 이를 위해, 석영 챔버 내에 놓인 각 샘플을 질소 스트림 하에서 적외선 노에서 느리게 가열한다. 방출되는 수소/질소 혼합물은 누출 검출기에 의해 포착되고, 질량 분석계로 수소의 농도가 측정된다. 결과를 아래 표에 나타낸다:

샘플이 코팅되지 않은 강 시트이든지 또는 본 발명에 따른 아연으로 코팅된 강 시트이든지 확산된 산소의 탈착량이 유사하다는 것을 알 수 있다.

예 6: 용접 시험:

예 6a: 용접 범위

이 방법은 샘플에 대한 유효 용접 강도 범위 (valid welding intensity range), 즉 금속 코팅으로부터 금속의 날림 (expulsion) 과 같은 단점없이 점용접이 수행될 수 있는 강도 범위를 결정하기 위해 사용된다. 용접 범위는 자동차 제조 명세서에 따라 일반적으로 1 kA 보다 더 커야 한다.

샘플 27 은 0.6 ㎛ 의 두께를 가지는 전기도금에 의해 성막된 제 2 아연 코팅이 더 제공된 Usibor

AluSi

14 ㎛ 강 시트로부터 획득되었다.

전기도금에 의한 성막을 위해, 예 4 에서 설명한 방법을 반복하였다.

그러고 나서, 샘플을 절단하여 블랭크를 획득하였다. 블랭크를 5 분 30 초의 시간 동안 900 ℃ 의 온도에서 가열하였다. 그러고 나서, 블랭크를 프레스로 전달하고 열간 스탬핑하여 부품을 획득하였다. 마지막으로, 상기 부품을 냉각시켜 마텐자이트 변태 경화시켰다.

샘플 28 은 예 5 에서 설명한 방법을 적용하여 제조되었다.

이 시험에서, 각 샘플을 위해, 2 개의 동등한 강 시트들이 점용접되었다. 이를 위해, 전극들은 본 발명에 따라 코팅된 각 강 시트의 양측에 위치된다. 전극들 사이에 450 daN 의 압축력이 적용된다. 전극들에 인가된 주파수 50 ㎐ 의 교류가 샘플을 통해 지나가서, 2 개의 강 시트들이 용접될 수 있게 한다. 또한, 용융 금속이 배출되는 최대 강도 (Imax) 를 결정하기 위해, 시험 초기에 3 kA 의 강도가 설정되고 점차 증가된다. 그 후, 점용접의 직경이 허용되는 임계치 미만인 최소 강도 (Imin) 를 결정하기 위해 강도는 점차 감소된다. 용접 범위의 경계는 Imax 및 Imin 이다. 결과를 아래 표에 나타낸다:

각 샘플의 용접 범위가 1 kA 보다 크다는 것을 알 수 있다.

예 6b: 기계적 성질

이 방법은 점용접의 기계적 성질을 결정하기 위해 사용된다. 이를 위해, 점용접이 부서질 때까지 점용접에 기계적 응력이 가해진다.

샘플 29 및 31 은 각각 예 6a 의 샘플 27 및 28 이다.

샘플 30 및 32 는 각각 Usibor

AluSi

14 ㎛ 및 Usibor

AluSi

25 ㎛ 강 시트로부터 획득된다.

이 시험에서, 샘플들은 십자 형태로 용접된 2 개의 동등한 강 시트들을 포함한다. 점용접을 부수기 위해 힘이 가해진다. 십자 인장 강도 (CTS) 로 알려진 이 힘은 daN 단위로 표현된다. 이는 점용접의 직경 및 금속 두께 (즉, 강 및 금속 코팅의 두께) 의 함수이다. 이는 기재의 두께를 곱한 점용접 직경의 곱에 대한 CTS 값의 비인 계수 α 를 산출하는 것을 가능하게 한다. 이 계수는 daN/㎟ 단위로 표현된다. 결과를 아래 표에 나타낸다:

샘플 29 및 30 그리고 샘플 31 및 32 에 대한 계수 α 가 유사하다는 것을 알 수 있다.

예 6c: 전극 수명

이 방법은 전극 수명, 즉 한 쌍의 전극이 너무 악화되어 점용접의 품질이 더 이상 용인 불가능하기 전까지 그 전극으로 수행될 수 있는 점용접의 수를 결정하기 위해 사용된다.

샘플 33 및 34 는 각각 예 6a 의 샘플 27 및 28 이다.

이 시험은 점용접을 수행하는데 사용된 동일한 쌍의 전극으로 행해져야 하고, 점용접의 직경은 100 회의 용접마다 측정되어야 한다. 실제로, 용접을 위해 한 쌍의 전극이 더 사용될수록, 점용접의 직경이 더 감소할 것이다. 그러므로, 자동차 제조 명세서에 점용접에 대한 임계 직경이 존재한다. 이 임계 직경은 일반적으로

로 기술되고, 여기서 t 는 금속의 두께, 즉 시트의 두께 (단위 ㎜) 이다. 이 직경 미만에서, 전극은 마모된 것으로 간주된다.

점용접의 직경은 수행된 용접의 수의 함수로서 측정되었다. 샘플 33 및 34 의 금속 두께가 1.5 ㎜ 이므로, 점용접의 임계 직경은 4.89 ㎜ 이다. 시험은 1000 개의 용접 포인트 후에 중단되었다. 결과를 아래 표에 나타낸다:

점용접의 직경이 수행된 모든 용접에서 한계값 4.89 ㎜ 보다 훨씬 훨씬 크다는 것을 알 수 있다. 또한, 용접의 직경이 200 내지 1000 용접에서 매우 적게 감소한다는 것을 알 수 있다.

Claims

알루미늄계 코팅으로 코팅된 프레스 경화용 강 시트로서,
1.1 ㎛ 이하의 두께를 갖는 제 2 아연 코팅을 더 포함하고,
상기 알루미늄계 코팅과 상기 아연 코팅 사이에 스테인리스강의 층을 더 포함하고,
상기 제 2 아연 코팅은 Zn 만으로 이루어지고,
상기 알루미늄계 코팅은 3 % 이하의 철 및 9 % 내지 12 % 의 규소를 포함하고, 잔부가 알루미늄인 것을 특징으로 하는, 프레스 경화용 강 시트.
제 1 항에 있어서,
상기 아연 코팅의 두께는 1.0 ㎛ 이하인 것을 특징으로 하는, 프레스 경화용 강 시트.
제 2 항에 있어서,
상기 아연 코팅의 두께는 0.7 ㎛ 이하인 것을 특징으로 하는, 프레스 경화용 강 시트.
제 1 항에 있어서,
상기 강 시트는 적어도 일 측에서 두께 5 ㎛ 내지 50 ㎛ 의 알루미늄계 코팅으로 코팅되는 것을 특징으로 하는, 프레스 경화용 강 시트.
제 1 항에 있어서,
상기 알루미늄계 코팅은 상기 아연 코팅과 직접 접촉하는 것을 특징으로 하는, 프레스 경화용 강 시트.
제 1 항에 있어서,
상기 강 시트는 적어도 일 측에서 두께 10 ㎛ 내지 35 ㎛ 의 알루미늄계 코팅으로 코팅되는 것을 특징으로 하는, 프레스 경화용 강 시트.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 강 시트는 다음과 같은 중량 조성:
0.20% ≤ C ≤ 0.25%
0.15% ≤ Si ≤ 0.35%
1.10% ≤ Mn ≤ 1.40%
0% ≤ Cr ≤ 0.30%
0% ≤ Mo ≤ 0.35%
0% ≤ P ≤ 0.025%
0% ≤ S ≤ 0.005%
0.020% ≤ Ti ≤ 0.060%
0.020% ≤ Al ≤ 0.060%
0.002% ≤ B ≤ 0.004%
를 갖고, 상기 조성의 잔부가 철 및 프로세스로부터 유래하는 불가피한 불순물인 것을 특징으로 하는, 프레스 경화용 강 시트.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 강 시트의 중량 조성은
0.24% ≤ C ≤ 0.38%
0.40% ≤ Mn ≤ 3%
0.10% ≤ Si ≤ 0.70%
0.015% ≤ Al ≤ 0.070%
0% ≤ Cr ≤ 2%
0.25% ≤ Ni ≤ 2%
0.020% ≤ Ti ≤ 0.10%
0% ≤ Nb ≤ 0.060%
0.0005% ≤ B ≤ 0.0040%
0.003% ≤ N ≤ 0.010%
0.0001% ≤ S ≤ 0.005%
0.0001% ≤ P ≤0.025%
이고,
티타늄 및 질소의 양이
Ti/N > 3.42
를 만족시키고,
탄소, 망간, 크롬 및 규소의 양이

을 만족시키고,
상기 조성은 선택적으로 다음의 원소:
0.05% ≤ Mo ≤ 0.65%
0.001% ≤ W ≤ 0.30%
0.0005% ≤ Ca ≤ 0.005%
중 하나 이상을 포함하고,
상기 조성의 잔부가 철 및 프로세스로부터 유래하는 불가피한 불순물인 것을 특징으로 하는, 프레스 경화용 강 시트.
제 1 항에 따른 강 시트의 제조 방법으로서,
아연 코팅은 시멘테이션, 전기도금, 또는 진공 하에서의 음속 제트 증착 (sonic jet vapor deposition) 에 의해 행해지는, 강 시트의 제조 방법.
제 9 항에 있어서,
상기 아연 코팅은 시멘테이션 또는 전기도금에 의해 성막되고, 상기 코팅은 상기 알루미늄계 코팅에 직접 성막되는 것을 특징으로 하는, 강 시트의 제조 방법.
제 10 항에 있어서,
시멘테이션에 의해 성막된 상기 아연 코팅은 침지 (immersion) 또는 분무 (spraying) 에 의해 행해지는 것을 특징으로 하는, 강 시트의 제조 방법.
제 9 항에 있어서,
상기 코팅이 음속 제트 증기에 의해 진공 하에서 성막되는 때, 상기 알루미늄계 코팅과 상기 아연 코팅 사이에 상기 스테인리스강의 얇은 층이 성막되는 것을 특징으로 하는, 강 시트의 제조 방법.
인산염처리 가능한 (phosphatable) 코팅으로 코팅된 프레스 경화된 부품의 제조 방법으로서, 다음의 순차적인 단계들:
A) 프레스 경화를 위해, 제 1 항에 따른, 또는 제 9 항에 따른 방법에 의해 제조된 강 시트를 제공하는 단계,
B) 단계 A) 에서 획득된 시트를 절단하여 블랭크를 획득하는 단계, 그 다음에,
C) 상기 블랭크를 840℃ 내지 950℃ 의 온도 T1 에서 가열하여, 강 중에 전적으로 오스테나이트 조직을 획득하는 단계, 그 다음에,
D) 상기 블랭크를 프레스로 이송하는 단계,
E) 상기 블랭크를 열간 프레싱하여 부품을 획득하는 단계,
F) 단계 E) 에서 획득된 부품을 냉각시켜, 적어도 75 % 등축정 철, 5 % 이상 20 % 이하의 양의 마텐자이트, 10 % 이하의 양의 베이나이트로 구성된 강 중의 마텐자이트 또는 마텐자이트-베이나이트 조직을 획득하는 단계
를 포함하는, 프레스 경화된 부품의 제조 방법.
제 13 항에 있어서,
단계 C) 는 불활성 분위기 또는 공기를 포함하는 분위기에서 3 내지 12 분의 시간 t1 동안 실시되는 것을 특징으로 하는, 프레스 경화된 부품의 제조 방법.
제 13 항에 있어서,
단계 E) 동안에, 열간 프레싱은 600 ℃ 내지 830 ℃ 의 온도 T2 에서 행해지는 것을 특징으로 하는, 프레스 경화된 부품의 제조 방법.
제 13 항에 따른 방법에 의해 획득될 수 있는 경화된 부품으로서,
ZnO 층을 포함하고,
추가적인 인산염처리 단계 G) 후에 획득되는 상기 ZnO 층 상의 인산염 결정층 (phosphate crystal layer) 을 더 포함하는, 경화된 부품.
제 16 항에 있어서,
상기 부품의 표면에서의 인산염 결정 커버리지 정도가 90 % 이상인 것을 특징으로 하는, 경화된 부품.
제 17 항에 있어서,
상기 부품의 표면에서의 인산염 결정 커버리지 정도가 99 % 이상인 것을 특징으로 하는, 경화된 부품.
제 16 항에 있어서,
상기 인산염 결정층 상에 전기영동 층 (cataphoresis layer) 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 경화된 부품.
제 16 항에 있어서,
상기 부품은 자동차 부품의 제조를 위해 사용되는 것을 특징으로 하는, 경화된 부품.