KR102264726B1 - STEEL SHEET PLATED WITH Al-Fe ALLOY FOR HOT PRESS FORMING HAVING EXCELLENT CORROSION RESISTANCE, HOT PRESS FORMED PART, AND HEAT RESISTANCE, AND MANUFACTURING METHOD THE SAME - Google Patents

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Abstract

본 발명은 소지강판 및 상기 소지강판 상에 형성된 합금화 도금층을 포함하는 알루미늄-철 합금 도금 강판으로서, 상기 합금화 도금층은, 상기 소지강판 상에 형성되고, 중량%로 Al: 5~30% 을 포함하는 합금화 층(I); 상기 합금화 층(I) 상에 형성되고, 중량%로 Al: 30~60% 을 포함하는 합금화 층(II); 및 상기 합금화 층(II) 상에 형성되고, 중량%로 Al: 20~50% 을 포함하는 합금화 층(III)을 포함하고, 상기 합금화 층(II) 내부에 중량%로, Al: 20~50% 및 Si: 5~20% 를 포함하는 FeAl(Si) 합금상이 분산하여 분포하고 있고, 원상당 직경이 5㎛ 이하인 FeAl(Si) 합금상의 수밀도가 103개/mm2 이상인 열간성형용 알루미늄-철 합금 도금 강판을 제공한다.The present invention is an aluminum-iron alloy plated steel sheet comprising a base steel sheet and an alloy plating layer formed on the base steel sheet, wherein the alloy plating layer is formed on the base steel sheet, and Al: 5 to 30% by weight. alloying layer (I); an alloying layer (II) formed on the alloying layer (I) and comprising Al: 30-60% by weight; and an alloying layer (III) formed on the alloying layer (II) and comprising Al: 20-50% by weight, in the alloying layer (II) by weight, Al: 20-50% % and Si: FeAl(Si) alloy phase containing 5-20% is dispersed and distributed, and the number density of FeAl(Si) alloy phase with an equivalent circle diameter of 5 μm or less is 10 3 pieces/mm 2 or more aluminum for hot forming- An iron alloy plated steel sheet is provided.

Description

내식성 및 내열성이 우수한 열간성형용 알루미늄-철 합금 도금 강판, 열간 프레스 성형 부재 및 이들의 제조방법{STEEL SHEET PLATED WITH Al-Fe ALLOY FOR HOT PRESS FORMING HAVING EXCELLENT CORROSION RESISTANCE, HOT PRESS FORMED PART, AND HEAT RESISTANCE, AND MANUFACTURING METHOD THE SAME}An aluminum-iron alloy plated steel sheet for hot forming with excellent corrosion resistance and heat resistance, a hot press-formed member, and a manufacturing method thereof , AND MANUFACTURING METHOD THE SAME}

본 발명은 내식성 및 내열성이 우수한 열간성형용 알루미늄-철 합금 도금 강판, 이를 이용하여 제조된 열간 프레스 성형 부재 및 이들의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an aluminum-iron alloy plated steel sheet for hot forming excellent in corrosion resistance and heat resistance, a hot press-formed member manufactured using the same, and a method for manufacturing the same.

최근 석유 에너지 자원의 고갈과 환경에 관한 높은 관심으로 인하여 자동차의 연비 향상에 대한 규제는 날로 강력해지고 있다. 재료적인 측면에서 자동차의 연비를 향상시키기 위한 하나의 방법으로서 사용되는 강판의 두께를 감소시키는 것을 들 수 있으나, 두께를 감소시킬 경우 자동차의 안전성에 문제가 발생할 수 있으므로, 반드시 강판의 강도 향상이 뒷받침되어야 한다.Recently, due to the depletion of petroleum energy resources and high interest in the environment, regulations on improving fuel efficiency of automobiles are getting stronger day by day. In terms of material, reducing the thickness of the steel sheet used as a method for improving the fuel efficiency of the vehicle is mentioned. However, since reducing the thickness may cause a problem in the safety of the vehicle, the strength improvement of the steel sheet must be supported. should be

이와 같은 이유로 고강도 강판에 대한 수요가 지속적으로 발생하였으며, 다양한 종류의 강판이 개발된 바 있다. 그런데 이들 강판은 그 자체로 높은 강도를 가지고 있기 때문에 가공성이 불량하다는 문제가 있다. 즉, 강판의 등급별로 강도와 연신율의 곱이 항상 일정한 값을 가지려는 경향을 가지고 있기 때문에, 강판의 강도가 높아질 경우에는 가공성의 지표가 되는 연신율이 감소하게 된다는 문제가 있었다.For this reason, the demand for high-strength steel sheets has been continuously generated, and various types of steel sheets have been developed. However, since these steel sheets have high strength themselves, there is a problem in that the workability is poor. That is, since the product of the strength and the elongation for each grade of the steel sheet always tends to have a constant value, when the strength of the steel sheet increases, there is a problem that the elongation, which is an index of workability, decreases.

이러한 문제를 해결하기 위하여 열간 프레스 성형법이 제안된 바 있다. 열간 프레스 성형법은 강판을 가공하기 좋은 고온에서 가공한 후 이를 낮은 온도로 급냉함으로써 강판 내에 마르텐사이트 등의 저온 조직을 형성시켜, 최종 제품의 강도를 높이는 방법이다. 이와 같이 할 경우에는 높은 강도를 가지는 부재를 제조할 때 가공성의 문제를 최소화 할 수 있다는 장점이 있다.In order to solve this problem, a hot press forming method has been proposed. The hot press forming method is a method of increasing the strength of the final product by forming a low-temperature structure such as martensite in the steel sheet by processing the steel sheet at a high temperature suitable for processing and then cooling the steel sheet to a low temperature. In this case, there is an advantage that the problem of workability can be minimized when manufacturing a member having high strength.

그런데 상기 열간 프레스 성형법에 의할 경우에는 강판을 고온으로 가열하기 때문에 강판 표면이 산화되고 따라서 프레스 성형 이후에 강판 표면의 산화물을 제거하는 과정이 추가되어야 한다는 문제가 있었다. 이러한 문제점을 해결하기 위한 방법으로 특허문헌 1 이 제안된 바 있다. 상기 특허문헌 1 에서는 알루미늄 도금을 실시한 강판을 열간 프레스 성형 또는 상온 성형 후 가열하고 급냉하는 과정(간략히 '후 열처리')에 이용하고 있고, 알루미늄 도금층이 강판 표면에 존재하기 때문에 가열 시에 강판이 산화되지는 않는다.However, in the case of the hot press forming method, since the steel sheet is heated to a high temperature, the surface of the steel sheet is oxidized, and thus there is a problem that a process of removing oxides from the surface of the steel sheet must be added after press forming. Patent Document 1 has been proposed as a method for solving these problems. In Patent Document 1, an aluminum-plated steel sheet is used in a process of heating and quenching after hot press forming or room temperature forming (simply 'post heat treatment'), and since the aluminum plating layer is present on the surface of the steel sheet, the steel sheet is oxidized during heating. it doesn't happen

그러나, 특허문헌 1 과 같이 표면에 알루미늄 도금층이 존재하여 가열 시에 강판이 산화되지 않는다고 하더라도 가열 및 성형 후에 얻어지는 부재는 여전히 부식 환경에 노출되게 된다. 특히, 도금된 강판을 가열하는 과정에서 알루미늄 도금층으로 소지철이 확산하여 강판의 표면에는 경질의 Fe 및 Al 의 합금층이 형성되는데, 상기 합금층의 경우에는 경질로서 취약하기 때문에 도금층에 크랙이 발생할 우려가 있고 그에 따라 소지강판이 부식환경에 노출되어 내식성이 저하되는 문제가 있다.However, even if the steel sheet is not oxidized during heating due to the presence of an aluminum plating layer on the surface as in Patent Document 1, the member obtained after heating and forming is still exposed to a corrosive environment. In particular, in the process of heating the plated steel sheet, the base iron is diffused into the aluminum plating layer to form a hard alloy layer of Fe and Al on the surface of the steel sheet. In the case of the alloy layer, cracks may occur in the plating layer because it is hard and fragile. There is a problem in that the base steel sheet is exposed to a corrosive environment and the corrosion resistance is lowered accordingly.

미국 특허공보 제6,296,805호US Patent Publication No. 6,296,805

본 발명은 내식성 및 내열성이 우수한 열간 프레스 성형 부재를 제조할 수 있는 알루미늄-철 합금 도금 강판과, 이를 이용한 열간 프레스 성형 부재, 및 이들의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide an aluminum-iron alloy plated steel sheet capable of manufacturing a hot press-formed member having excellent corrosion resistance and heat resistance, a hot press-formed member using the same, and a method for manufacturing the same.

본 발명의 과제는 상술한 내용에 한정되지 아니한다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 본 발명 명세서의 전반적인 사항으로부터 본 발명의 추가적인 과제를 이해하는데 아무런 어려움이 없을 것이다.The object of the present invention is not limited to the above. Those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will have no difficulty in understanding the additional problems of the present invention from the general description of the present invention.

본 발명의 일 측면은 소지강판 및 상기 소지강판 상에 형성된 합금화 도금층을 포함하는 알루미늄-철 합금 도금 강판으로서, 상기 합금화 도금층은, 상기 소지강판 상에 형성되고, 중량%로 Al: 5~30% 을 포함하는 합금화 층(I); 상기 합금화 층(I) 상에 형성되고, 중량%로 Al: 30~60% 을 포함하는 합금화 층(II); 및 상기 합금화 층(II) 상에 형성되고, 중량%로 Al: 20~50% 을 포함하는 합금화 층(III)을 포함하고, 상기 합금화 층(II) 내부에 중량%로, Al: 20~50% 및 Si: 5~20% 를 포함하는 FeAl(Si) 합금상이 분산하여 분포하고 있고, 원상당 직경이 5㎛ 이하인 상기 FeAl(Si) 합금상의 수밀도가 103 개/mm2 이상인 열간성형용 알루미늄-철 합금 도금 강판이다.One aspect of the present invention is an aluminum-iron alloy plated steel sheet comprising a base steel plate and an alloy plating layer formed on the base steel plate, wherein the alloy plating layer is formed on the base steel plate, and Al: 5 to 30% by weight An alloying layer comprising (I); an alloying layer (II) formed on the alloying layer (I) and comprising Al: 30-60% by weight; and an alloying layer (III) formed on the alloying layer (II) and comprising Al: 20-50% by weight, in the alloying layer (II) by weight, Al: 20-50% % and Si: FeAl(Si) alloy phase containing 5 to 20% is dispersed and distributed, and the number density of the FeAl(Si) alloy phase having an equivalent circle diameter of 5 μm or less is 10 3 pieces/mm 2 or more Aluminum for hot forming - It is an iron alloy plated steel plate.

상기 합금화 도금층은 상기 합금화 층(III) 상에 형성되고, 중량%로 Al: 30~60% 을 포함하는 합금화 층(IV)을 더 포함할 수 있다.The alloy plating layer may further include an alloying layer (IV) formed on the alloying layer (III) and containing 30 to 60% of Al by weight.

상기 소지강판은 중량%로, C : 0.04~0.5%, Si : 0.01~2%, Mn : 0.1~5%, P : 0.001~0.05%, S : 0.0001~0.02%, Al : 0.001~1%, N : 0.001~0.02%, 잔부 Fe 및 기타 불순물을 포함할 수 있다.The base steel sheet is in weight%, C: 0.04 to 0.5%, Si: 0.01 to 2%, Mn: 0.1 to 5%, P: 0.001 to 0.05%, S: 0.0001 to 0.02%, Al: 0.001 to 1%, N: 0.001 to 0.02%, the balance may include Fe and other impurities.

상기 소지강판은 중량%로, B : 0.001~0.01%, Cr : 0.01~1%, Ti : 0.001~0.2% 중 1종 이상을 더 포함할 수 있다.The base steel sheet may further include one or more of B: 0.001 to 0.01%, Cr: 0.01 to 1%, and Ti: 0.001 to 0.2% by weight%.

본 발명의 다른 일 측면은 상술한 알루미늄-철 합금 도금 강판을 열간 프레스 성형하여 얻어진 열간 프레스 성형 부재로서, 상기 합금화 층(II) 내부에 중량%로, Al: 20~50% 및 Si: 5~20% 를 포함하는 FeAl(Si) 합금상이 분산하여 분포하고 있고, 원상당 직경이 5㎛ 이하인 FeAl(Si) 합금상의 수밀도가 104 개/mm2 이상인 열간 프레스 성형 부재이다.Another aspect of the present invention is a hot press-formed member obtained by hot press forming the above-described aluminum-iron alloy plated steel sheet, in the alloying layer (II) in weight%, Al: 20-50% and Si: 5~ It is a hot press-formed member in which a FeAl(Si) alloy phase containing 20% is dispersed and distributed, and the number density of an FeAl(Si) alloy phase having an equivalent circle diameter of 5 μm or less is 10 4 pieces/mm 2 or more.

본 발명의 다른 일 측면은 소지강판 표면을 알루미늄 도금하고 권취하여 알루미늄 도금 강판을 얻는 단계; 알루미늄 도금 강판을 소둔하여 알루미늄-철 합금 도금 강판을 얻는 단계; 및 알루미늄-철 합금 도금 강판을 냉각하는 단계를 포함하는 알루미늄-철 합금 도금 강판의 제조방법으로서, 상기 알루미늄 도금량은 강판의 한쪽면 기준으로 30~200g/m2이고, 알루미늄 도금 후 250℃까지의 냉각속도를 20℃/초 이하로 하고, 권취 시 권취 장력을 0.5~5kg/mm2으로 하며, 상기 소둔은 상소둔 로에서 550~750℃의 가열 온도 범위에서 30분~50시간 실시되며, 상기 소둔 시 상온에서 상기 가열 온도까지 가열할 때, 평균 승온 속도를 10~100℃/h로 하되, 400~500℃ 구간의 평균 승온 속도를 1~15℃/h로 하고, 상기 상소둔 로내 분위기 온도와 강판 온도간 차이를 5~80℃로 하는 열간성형용 알루미늄-철 합금 도금 강판의 제조방법이다.Another aspect of the present invention comprises the steps of obtaining an aluminum plated steel sheet by aluminum plating and winding the surface of the base steel sheet; annealing the aluminized steel sheet to obtain an aluminum-iron alloy coated steel sheet; and cooling the aluminum-iron alloy plated steel sheet, wherein the aluminum plating amount is 30 to 200 g/m 2 based on one side of the steel sheet, and up to 250° C. after aluminum plating The cooling rate is 20 ° C / sec or less, the winding tension is 0.5 to 5 kg / mm 2 during winding, and the annealing is carried out for 30 minutes to 50 hours in a heating temperature range of 550 to 750 ° C in an upper annealing furnace, When heating from room temperature to the heating temperature during annealing, the average temperature increase rate is 10 to 100 ° C / h, but the average temperature increase rate in the 400 to 500 ° C section is 1 to 15 ° C / h, and the atmospheric temperature in the upper annealing furnace It is a method of manufacturing an aluminum-iron alloy plated steel sheet for hot forming in which the difference between the temperature and the steel sheet temperature is 5 to 80°C.

상기 소지강판은 중량 %로, C : 0.04~0.5%, Si : 0.01~2%, Mn : 0.1~5%, P : 0.001~0.05%, S : 0.0001~0.02%, Al : 0.001~1%, N : 0.001~0.02%, 잔부 Fe 및 기타 불순물을 포함할 수 있다.The base steel sheet in weight %, C: 0.04 to 0.5%, Si: 0.01 to 2%, Mn: 0.1 to 5%, P: 0.001 to 0.05%, S: 0.0001 to 0.02%, Al: 0.001 to 1%, N: 0.001 to 0.02%, the balance may include Fe and other impurities.

상기 소지강판은 중량%로, B : 0.001~0.01%, Cr : 0.01~1%, Ti : 0.001~0.2% 중 1종 이상을 더 포함할 수 있다.The base steel sheet may further include one or more of B: 0.001 to 0.01%, Cr: 0.01 to 1%, and Ti: 0.001 to 0.2% by weight%.

본 발명의 다른 일 측면은 상술한 제조방법에 의해 제조된 열간성형용 알루미늄-철 합금 도금 강판을 Ac3~950℃ 의 온도범위에서 1~15분간 열처리한 후 열간 프레스 성형하는 열간 프레스 성형 부재의 제조방법이다.Another aspect of the present invention is to heat-treat an aluminum-iron alloy plated steel sheet for hot forming manufactured by the above-described manufacturing method at a temperature range of Ac3 to 950° C. for 1 to 15 minutes, followed by hot press forming. way.

본 발명의 일 측면에 따른 알루미늄-철 합금 도금 강판에는 소지강판 상에 합금화 층 (I)~(III) 또는 합금화 층 (I)~(IV)으로 이루어지고 열간 성형을 위한 가열에도 용융되지 않는 합금화 도금층이 형성되어 있어 내열성이 우수한 효과가 있다.The aluminum-iron alloy plated steel sheet according to one aspect of the present invention has an alloying layer (I) to (III) or an alloying layer (I) to (IV) on the base steel sheet and does not melt even when heated for hot forming. Since the plating layer is formed, there is an effect of excellent heat resistance.

또한 본 발명의 일 측면에 따른 알루미늄-철 합금 도금 강판은 상기 합금화 층(II) 내에 미세한 FeAl(Si) 합금상이 분산하여 분포해 있음으로써, 경질의 합금화 층(II)에서 발생하는 균열 형성을 효과적으로 억제할 수 있어 우수한 내식성을 얻을 수 있는 효과가 있다.In addition, in the aluminum-iron alloy plated steel sheet according to an aspect of the present invention, a fine FeAl(Si) alloy phase is dispersed and distributed in the alloying layer (II), thereby effectively preventing crack formation occurring in the hard alloying layer (II). It can be suppressed, and there is an effect that excellent corrosion resistance can be obtained.

본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시 형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.Various and advantageous advantages and effects of the present invention are not limited to the above, and will be more easily understood in the course of describing specific embodiments of the present invention.

도 1 은 발명예 1 에 의하여 제조된 알루미늄-철 합금 도금 강판의 도금층의 단면을 관찰한 주사전자현미경 사진이다.
도 2 는 합금화 층(III) 상에 합금화 층(IV)이 형성된 변형례로서 발명예 2 에 의하여 제조된 알루미늄-철 합금 도금 강판의 도금층의 단면을 관찰한 주사전자현미경 사진이다.
도 3 은 비교예 1 에 의하여 제조된 알루미늄-철 합금 도금 강판의 도금층의 단면을 관찰한 주사전자현미경 사진이다.
도 4 는 발명예 1 에 의하여 제조된 알루미늄-철 합금 도금 강판에 대해 열간 프레스 성형을 실시한 후의 도금층의 단면을 관찰한 주사전자현미경 사진이다.
도 5 는 비교예 1 에 의하여 제조된 알루미늄-철 합금 도금 강판에 대해 열간 프레스 성형을 실시한 후의 도금층의 단면을 관찰한 주사전자현미경 사진이다.
도 6 은 실시예에서 열간 성형후 도금층 특성 및 부재의 내식성 평가를 위해 사용한 금형의 단면도이다.
1 is a scanning electron microscope photograph of a cross section of a plating layer of an aluminum-iron alloy plated steel sheet manufactured according to Invention Example 1. FIG.
2 is a scanning electron microscope photograph of a cross-section of the plating layer of the aluminum-iron alloy plated steel sheet manufactured according to Invention Example 2 as a modified example in which the alloying layer (IV) is formed on the alloying layer (III).
3 is a scanning electron microscope photograph of a cross-section of the plating layer of the aluminum-iron alloy plated steel sheet prepared in Comparative Example 1. FIG.
4 is a scanning electron microscope photograph of observing a cross section of a plating layer after hot press forming on the aluminum-iron alloy plated steel sheet manufactured according to Invention Example 1. FIG.
FIG. 5 is a scanning electron microscope photograph of observing a cross section of a plating layer after hot press forming on the aluminum-iron alloy plated steel sheet manufactured in Comparative Example 1. FIG.
6 is a cross-sectional view of a mold used for evaluation of properties of a plating layer and corrosion resistance of a member after hot forming in Examples.

이하 본 발명의 일 측면에 따른 알루미늄-철 합금 도금 강판에 대하여 자세히 설명한다. 본 발명에서 각 원소를 함량을 나타낼 때 특별히 달리 정하지 아니하는 한, 중량%를 의미한다는 것에 유의할 필요가 있다. 또한, 결정이나 조직의 비율은 특별히 달리 표현하지 아니하는 한 면적을 기준으로 한다.Hereinafter, an aluminum-iron alloy plated steel sheet according to an aspect of the present invention will be described in detail. In the present invention, when expressing the content of each element, it is necessary to note that unless otherwise specified, it means weight %. In addition, the ratio of crystals or tissues is based on the area unless otherwise indicated.

[알루미늄-철 합금 도금 강판][Aluminum-iron alloy plated steel sheet]

본 발명의 일 측면에 따른 알루미늄-철 합금 도금 강판은 소지강판 및 상기 소지강판 상에 형성된 합금화 도금층을 포함하며, 상기 합금화 도금층은 소지상판 상에 형성되고 Al 함량이 5~30%인 합금화 층(I), 상기 합금화 층(I) 상에 형성되고 Al 함량이 30~60%인 합금화 층(II); 및 상기 합금화 층(II) 상에 형성되고 Al 함량이 20~50%인 합금화 층(III)을 포함한다. 또한 본 발명의 일 변형례로서 상기 합금화 층(III) 상에 상기 합금화 층(II)과 동일한 합금조성의 합금화 층(IV)을 더 포함할 수도 있다.An aluminum-iron alloy plated steel sheet according to an aspect of the present invention includes a base steel sheet and an alloy plating layer formed on the base steel sheet, wherein the alloy plating layer is formed on the upper base plate and has an Al content of 5 to 30% ( I), an alloying layer (II) formed on the alloying layer (I) and having an Al content of 30-60%; and an alloying layer (III) formed on the alloying layer (II) and having an Al content of 20 to 50%. In addition, as a modification of the present invention, an alloying layer (IV) having the same alloy composition as that of the alloying layer (II) may be further included on the alloying layer (III).

한편, 본 발명의 일 측면에 따르면, 중량%로, 상기 합금화 층(I)은 Al: 5~30%를 포함할 수 있고, 상기 합금화 층(II)은 Al: 40~60%를 포함할 수 있고, 상기 합금화 층(III)은 Al: 20~40%를 포함할 수 있다.On the other hand, according to one aspect of the present invention, by weight, the alloying layer (I) may include Al: 5-30%, the alloying layer (II) may include Al: 40-60% And, the alloying layer (III) may include Al: 20 to 40%.

또한, 본 발명의 일 측면에 따르면, 중량%로, 상기 합금화 층(I)은 은 Al: 5~30%를 포함할 수 있고, 상기 합금화 층(II)은 Al: 45~60%를 포함할 수 있고, 상기 합금화 층(III)은 Al: 20~40%를 포함할 수 있다.In addition, according to one aspect of the present invention, in weight %, the alloying layer (I) may include silver Al: 5-30%, and the alloying layer (II) may include Al: 45-60%. and the alloying layer (III) may include Al: 20 to 40%.

소지강판에 알루미늄을 도금한 후 열처리를 실시하면, 소지강판의 Fe 가 Al 함량이 높은 알루미늄 도금층으로 확산된다. 이때 도금층에서 Al 와 Fe 간의 합금화가 이루어지며, Fe 의 합금화 정도에 따라 합금화 층(I)~(III)으로 이루어진 층 구조가 형성되게 된다.When heat treatment is performed after plating aluminum on the base steel sheet, Fe of the base steel sheet is diffused into the aluminum plating layer with a high Al content. At this time, alloying between Al and Fe is made in the plating layer, and a layer structure consisting of alloying layers (I) to (III) is formed according to the alloying degree of Fe.

또한 본 발명의 일 변형례로서 합금화 열처리의 조건에 따라 상기 합금화 층(III) 상에 합금화 층(IV)이 형성될 수 있다. 상기 합금화 층(IV)의 형성은 소지강판의 Fe 와 도금층의 Al, Si 의 합금화 거동에 영향을 받으며, 본 발명에서 알루미늄 도금 후 실시하는 상소둔 공정의 온도와 시간에 따라 형성 여부가 결정된다. 통상적으로 상소둔 시간이 짧은 열처리 조건에서 열처리하였을 경우 주로 형성될 수 있으며, 실질적으로 합금화 층(II)와 합금조성 범위 등의 구성이 동일하다. 상기 합금화 층(IV)이 형성되는 이유는 정확히 밝혀진 바는 없으나, 상기 합금화 층(II)와 합금화 층(IV)는 Si 의 고용도가 거의 없는 상으로서, 합금화 중 도금층 내에 존재하는 Si 의 경우 AlFe(Si)상인 합금화 층(III)으로 이동하게 되고, 주위에 Si 고용도가 없는 합금화 층(II)와 합금화 층(IV)가 형성되는 것으로 생각된다. 이때 상소둔 시간이 충분하면 지속적인 합금화 반응으로 상대적으로 합금화 층(III)이 표층 방향으로 성장하여 합금화 층(IV)가 존재하지 않는 형태로 나타나는 것으로 생각된다.In addition, as a modification of the present invention, the alloying layer (IV) may be formed on the alloying layer (III) according to the conditions of the alloying heat treatment. The formation of the alloying layer (IV) is affected by the alloying behavior of Fe of the base steel sheet and Al, Si of the plating layer, and whether or not to be formed is determined according to the temperature and time of the phase annealing process performed after aluminum plating in the present invention. In general, it can be mainly formed when heat treatment is performed under heat treatment conditions in which the phase annealing time is short, and the alloying layer (II) has substantially the same configuration as the alloy composition range. The reason why the alloying layer (IV) is formed is not known precisely, but the alloying layer (II) and the alloying layer (IV) are phases with little solid solubility of Si, and in the case of Si present in the plating layer during alloying, AlFe It is thought that the (Si) phase migrates to the alloying layer (III), and the alloying layer (II) and the alloying layer (IV) without Si solid solution are formed around it. At this time, if the phase annealing time is sufficient, it is considered that the alloying layer (III) is relatively grown in the surface layer direction due to the continuous alloying reaction, so that the alloying layer (IV) does not exist.

한편 본 발명의 일 측면에 따른 알루미늄-철 합금 도금 강판은 상기 합금화 층(II)내에 중량%로, Al: 20~50% 및 Si: 5~20% 를 포함하는 미세한 FeAl(Si)합금상이 분산하여 분포하고 있다. 상기 FeAl(Si) 합금상은 본 발명의 알루미늄-철 합금 도금 강판의 제조과정에서 형성될 수 있는 Al-Fe-Si 화합물로서, 열처리 조건과 각 성분의 구성비에 따라 매우 다양한 상이 형성될 수 있을 뿐만 아니라, 형성되는 위치도 달라지게 된다. 또한, FeAl(Si) 합금상은 상기 합금화 층(II)과 비교하여 경도가 낮은 연질의 특성을 가지고 있다.Meanwhile, in the aluminum-iron alloy plated steel sheet according to an aspect of the present invention, a fine FeAl(Si) alloy phase containing Al: 20-50% and Si: 5-20% is dispersed in the alloying layer (II) in weight %. is distributed. The FeAl(Si) alloy phase is an Al-Fe-Si compound that can be formed in the manufacturing process of the aluminum-iron alloy plated steel sheet of the present invention, and a wide variety of phases can be formed depending on the heat treatment conditions and the composition ratio of each component. , the location where it is formed is also different. In addition, the FeAl(Si) alloy phase has a soft characteristic having a lower hardness than that of the alloying layer (II).

또한 본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 FeAl(Si) 합금상에 있어서, Al 함량은 22~35%일 수 있고, Si 함량은 5~16%일 수 있다.Also, according to an aspect of the present invention, in the FeAl(Si) alloy phase, the Al content may be 22 to 35%, and the Si content may be 5 to 16%.

또한 본 발명은 합금화 층(II) 내에서 원상당 직경이 5㎛ 이하인 FeAl(Si) 합금상의 수밀도가 103 개/mm2 이상인 것을 특징으로 한다. 한편, 보다 바람직하게는 상기 합금화 층(II) 내에서 원상당 직경이 5㎛ 이하인 FeAl(Si) 합금상의 수밀도가 5 ×103 개/mm2 이상일 수 있고, 보다 바람직하게는 104 개/mm2 이상일 수 있다.In addition, the present invention is characterized in that the number density of FeAl(Si) alloy phases having an equivalent circle diameter of 5 μm or less in the alloying layer (II) is 10 3 pieces/mm 2 or more. On the other hand, more preferably, the number density of the FeAl(Si) alloy phase having an equivalent circle diameter of 5 μm or less in the alloying layer (II) may be 5 × 10 3 pieces/mm 2 or more, more preferably 10 4 pieces/mm It can be 2 or more.

여기서, 상기 FeAl(Si) 합금상의 원상당 직경은 도금층에 수직한 단면 관찰 시 입자의 면적과 동일 면적을 가지는 원의 직경을 의미하며, 상기 원상당 직경은 도금층에 수직한 단면에서의 주사전자현미경 관찰을 통하여 쉽게 측정할 수 있다. 일반적으로 열간성형을 위한 가열 시 도금층과 소지철의 합금화 반응에 의해서 합금화 층(II) 내에 존재하는 FeAl(Si) 합금상의 수와 분율은 증가하나, 열간 성형 전 도금 강판에서의 FeAl(Si) 합금상의 수밀도는 열간성형 시 형성되는 FeAl(Si) 합금상의 분포 및 수밀도에 중요한 역할을 한다. 또한, 합금화 도금층의 주요 구성상인 합금화 층(II)의 경우, 경도가 높아 성형 중 곡률부와 같은 형상이 복잡한 부위에서 합금화 도금층에 균열이 쉽게 발생하게 되는데, 상대적으로 연성을 가지는 FeAl(Si) 합금상이 일정량 이상 분산 분포하게 되면 이러한 합금화 도금층의 균열을 효과적으로 억제할 수 있어, 곡률부에서 도금층 균열에 의한 내식성 열위를 방지할 수 있다.Here, the equivalent circle diameter of the FeAl(Si) alloy phase means the diameter of a circle having the same area as the area of the particles when observing a cross section perpendicular to the plating layer, and the equivalent circle diameter is a scanning electron microscope in a cross section perpendicular to the plating layer. It can be easily measured by observation. In general, when heating for hot forming, the number and fraction of FeAl(Si) alloy phases present in the alloying layer (II) increase due to the alloying reaction between the plating layer and the base iron, but FeAl(Si) alloy in the plated steel sheet before hot forming. The number density of the phase plays an important role in the distribution and number density of the FeAl(Si) alloy phase formed during hot forming. In addition, in the case of the alloying layer (II), which is the main constituent phase of the alloying plating layer, cracks are easily generated in the alloying plating layer in a region having a complex shape such as a curvature during molding due to high hardness. FeAl(Si) alloy having relatively ductility When the phase is dispersed and distributed more than a certain amount, it is possible to effectively suppress the cracking of the alloy plating layer, and thus, it is possible to prevent inferiority in corrosion resistance due to cracking of the plating layer in the curved portion.

경질의 합금화 층(II) 내에 FeAl(Si) 합금상의 수밀도를 일정량 이상으로 제어하는 것이 중요하며, 원상당 직경이 5㎛ 이하인 FeAl(Si) 합금상의 수밀도가 103 개/mm2 미만이 되면 FeAl(Si) 합금상의 분산분포에 의한 곡률부 도금층 균열을 억제하는 효과가 부족하여 곡률부에서의 내식성이 나빠질 수 있다. 따라서 본 발명에서 원상당 직경이 5㎛ 이하인 FeAl(Si) 합금상의 수밀도는 103개/mm2 이상으로 제한할 수 있다. 상기 FeAl(Si) 합금상의 수밀도는 높을수록 바람직하므로 그 상한은 별도로 한정하지 않을 수 있으나, 비제한적인 일 구현례로서 108개/mm2 이하로 할 수 있다. 상기 FeAl(Si) 합금상의 수밀도가 108개/mm2를 초과하게 되면, 도금층내 연질상의 분율이 높아져 도금층의 내스크래치성이 떨어질 가능성이 있기 때문이다.It is important to control the number density of the FeAl(Si) alloy phase in the hard alloying layer (II) to a certain amount or more, and when the number density of the FeAl(Si) alloy phase with an equivalent circle diameter of 5 μm or less is less than 10 3 pieces/mm 2 , FeAl The effect of suppressing cracks in the plating layer at the curvature due to the dispersion distribution of the (Si) alloy phase is insufficient, and corrosion resistance at the curvature may deteriorate. Therefore, in the present invention, the number density of the FeAl(Si) alloy phase having an equivalent circle diameter of 5 μm or less may be limited to 10 3 pieces/mm 2 or more. Since the higher the number density of the FeAl(Si) alloy phase is, the upper limit may not be specifically limited, but as a non-limiting embodiment, it may be 10 8 pieces/mm 2 or less. When the number density of the FeAl(Si) alloy phase exceeds 10 8 pieces/mm 2 , the soft phase fraction in the plating layer is increased, and thus scratch resistance of the plating layer may be deteriorated.

본 발명의 일 변형례에 따라 합금화 층(III) 상에 합금화 층(IV)이 형성되는 경우, 상기 합금화 층(IV) 내에 FeAl(Si) 합금상이 포함될 수도 있다. 다만 만일 상기 합금화 층(IV)이 너무 얇게 형성된 경우에는 FeAl(Si) 합금상이 형성될 공간이 부족하여 포함되지 않을 수도 있다.When the alloying layer (IV) is formed on the alloying layer (III) according to a modification of the present invention, an FeAl(Si) alloy phase may be included in the alloying layer (IV). However, if the alloying layer (IV) is formed too thinly, the FeAl(Si) alloy phase may not be included due to insufficient space.

한편 본 발명의 소지강판은 열간 프레스 성형용 강판으로서, 열간 프레스 성형에 사용된다면 그 조성을 특별히 제한하지 않는다. 다만, 본 발명의 일 측면에 따를 경우 중량%로 C : 0.04~0.5%, Si : 0.01~2%, Mn : 0.1~5%, P : 0.001~0.05%, S : 0.0001~0.02%, Al : 0.001~1%, N : 0.001~0.02%, 잔부 Fe 및 기타 불순물을 포함한다. 이하 각 성분계에 대해 상세히 설명한다.On the other hand, the base steel sheet of the present invention is a steel sheet for hot press forming, and if used for hot press forming, its composition is not particularly limited. However, according to one aspect of the present invention, C: 0.04 to 0.5%, Si: 0.01 to 2%, Mn: 0.1 to 5%, P: 0.001 to 0.05%, S: 0.0001 to 0.02%, Al: 0.001~1%, N: 0.001~0.02%, the balance contains Fe and other impurities. Hereinafter, each component system will be described in detail.

C : 0.04~0.5%C: 0.04~0.5%

상기 C 는 열처리 부재의 강도를 상향시키기 위해 필수적인 원소로서 적정한 양으로 첨가될 수 있다. 즉, 열처리 부재의 강도를 충분하기 확보하기 위해서 상기 C는 0.04% 이상 첨가될 수 있다. 바람직하게는 상기 C 함량의 하한은 0.1%이상일 수 있다. 다만, 그 함량이 너무 높으면 냉연재를 생산하는 경우 열연재를 냉간압연할 때 열연재 강도가 너무 높아 냉간압연성이 크게 열위하게 될 뿐만 아니라, 점용접성을 크게 저하시키기 때문에, 충분한 냉간압연성과 점용접성을 확보하기 위해 0.5% 이하로 첨가될 수 있다. 또한, 상기 C 함량은 0.45% 이하일 수 있으며, 보다 바람직하게는 0.4% 이하로 그 함량을 제한할 수도 있다.The C may be added in an appropriate amount as an essential element in order to increase the strength of the heat treatment member. That is, in order to sufficiently secure the strength of the heat treatment member, 0.04% or more of C may be added. Preferably, the lower limit of the C content may be 0.1% or more. However, if the content is too high, in the case of producing cold-rolled materials, the strength of the hot-rolled material is too high when cold-rolling the hot-rolled material, so that not only the cold-rollability is greatly inferior, but also the spot weldability is greatly reduced. In order to secure weldability, 0.5% or less may be added. In addition, the C content may be 0.45% or less, and more preferably, the C content may be limited to 0.4% or less.

Si : 0.01~2%Si: 0.01~2%

상기 Si 는 제강에서 탈산제로 첨가되어야 할 뿐만 아니라, 열간 프레스 성형 부재의 강도에 가장 크게 영향을 미치는 탄화물 생성을 억제하는 역할을 한다. 본 발명에서는 열간 프레스 성형에 있어서 마르텐사이트 생성 후 마르텐사이트 라스(lath) 입계로 탄소를 농화시켜 잔류오스테나이트를 확보하기 위하여 0.01% 이상의 함량으로 첨가될 수 있다. 또한, 압연 후 강판에 알루미늄 도금을 행할 때 충분한 도금성을 확보하기 위해서 상기 Si 함량의 상한을 2%로 정할 수 있다. 바람직하게는 상기 Si 함량을 1.5% 이하로 제한할 수도 있다.The Si not only has to be added as a deoxidizer in steelmaking, but also serves to suppress the formation of carbides, which have the greatest influence on the strength of the hot press-formed member. In the present invention, it may be added in an amount of 0.01% or more in order to secure retained austenite by concentrating carbon to the martensite lath grain boundary after the formation of martensite in hot press forming. In addition, the upper limit of the Si content may be set to 2% in order to secure sufficient plating property when aluminum plating is performed on the steel sheet after rolling. Preferably, the Si content may be limited to 1.5% or less.

Mn : 0.1~5%Mn: 0.1~5%

상기 Mn 은 고용강화 효과를 확보할 수 있을 뿐만 아니라 열간 프레스 성형 부재에 있어서 마르텐사이트를 확보하기 위한 임계냉각속도를 낮추기 위하여 0.1% 이상의 함량으로 첨가될 수 있다. 또한, 강판의 강도를 적절하게 유지함으로써 열간 프레스 성형 공정 작업성을 확보하고, 제조원가를 절감하며, 점용접성을 향상시킨다는 점에서 상기 Mn 함량은 5% 이하로 제한 할 수 있다. The Mn may be added in an amount of 0.1% or more in order to not only secure a solid solution strengthening effect, but also lower a critical cooling rate for securing martensite in a hot press-formed member. In addition, the Mn content may be limited to 5% or less in terms of securing the workability of the hot press forming process by properly maintaining the strength of the steel sheet, reducing the manufacturing cost, and improving the spot weldability.

P : 0.001~0.05%P: 0.001~0.05%

상기 P 는 강 내에 불순물로서 존재하며, 가급적 그 함량이 적을수록 유리하다. 따라서, 본 발명에서 P 함량을 0.05% 이하로 제한할 수 있으며, 바람직하게는 0.03% 이하로 제한될 수도 있다. P는 적으면 적을수록 유리한 불순물 원소이기 때문에 그 함량의 상한을 특별히 정할 필요는 없다. 다만, P 함량을 과도하게 낮추기 위해서는 제조비용이 상승할 우려가 있으므로, 이를 고려할 경우에는 그 하한을 0.001%로 할 수 있다.The P is present as an impurity in the steel, and it is advantageous as the content thereof is as small as possible. Therefore, in the present invention, the P content may be limited to 0.05% or less, preferably limited to 0.03% or less. Since P is an impurity element which is advantageous as it is small, it is not necessary to specifically set an upper limit of its content. However, in order to excessively lower the P content, there is a concern that the manufacturing cost may increase, and in this case, the lower limit may be set to 0.001%.

S : 0.0001~0.02%S: 0.0001~0.02%

상기 S 는 강 중에 불순물로서, 부재의 연성, 충격특성 및 용접성을 저해하는 원소이기 때문에 최대함량을 0.02%로 제한하며, 바람직하게는 0.01% 이하로 제한할 수 있다. 또한 그 최소함량이 0.0001% 미만에서는 제조비용이 상승될 수 있으므로, 그 함량의 하한을 0.0001%로 할 수 있다.S is an impurity in steel, and since it is an element that inhibits ductility, impact properties and weldability of members, the maximum content is limited to 0.02%, preferably 0.01% or less. In addition, if the minimum content is less than 0.0001%, the manufacturing cost may increase, so the lower limit of the content may be 0.0001%.

Al : 0.001~1%Al: 0.001~1%

상기 Al 은 Si 과 더불어 제강에서 탈산 작용을 하여 강의 청정도를 높일 수 있으며, 상기 효과를 얻기 위해 0.001% 이상의 함량으로 첨가될 수 있다. 또한, Ac3 온도가 너무 높아지지 않도록 하여 열간 프레스 성형시 필요한 가열을 적절한 온도범위에서 할 수 있도록 하기 위하여 상기 Al의 함량은 1% 이하로 제한할 수 있다.The Al may increase the cleanliness of the steel by deoxidizing it together with Si, and may be added in an amount of 0.001% or more to obtain the above effect. In addition, the Al content may be limited to 1% or less in order to prevent the Ac3 temperature from becoming too high so that heating required for hot press molding can be performed in an appropriate temperature range.

N : 0.001~0.02%N: 0.001~0.02%

상기 N은 강 중에 불순물로 포함되는 원소로서, 슬라브 연속주조 시에 크랙 발생에 대한 민감도를 감소시키고, 충격특성을 확보하기 위해서는 그 함량이 낮을 수록 유리하며, 따라서 0.02% 이하로 포함할 수 있다. 하한을 특별히 정할 필요가 있으나, 제조비용의 상승 등을 고려하면 N 함량을 0.001% 이상으로 정할 수도 있다.The N is an element included as an impurity in steel, and in order to reduce the sensitivity to cracking during continuous casting of the slab, and to secure impact properties, the lower the content, the more advantageous, so it can be included in 0.02% or less. Although it is necessary to specifically set the lower limit, the N content may be set to 0.001% or more in consideration of the increase in manufacturing cost.

본 발명의 일 측면에 따른 알루미늄-철 합금 도금 강판은 상술한 합금조성 이외에 추가로, B : 0.001~0.01%, Cr : 0.01~1%, Ti : 0.001~0.2% 중 1종 이상을 더 포함할 수 있다.The aluminum-iron alloy plated steel sheet according to an aspect of the present invention may further include one or more of B: 0.001 to 0.01%, Cr: 0.01 to 1%, and Ti: 0.001 to 0.2% in addition to the alloy composition described above. can

B : 0.001~0.01%B: 0.001~0.01%

상기 B 은 소량의 첨가로도 경화능을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 구오스테나이트 결정립계에 편석되어 P 및/또는 S 의 입계 편석에 의한 열간 프레스 성형 부재의 취성을 억제할 수 있는 원소이다. 따라서 B는 0.0001% 이상 첨가될 수 있다. 다만, 0.01%를 초과하면 그 효과가 포화될 뿐만 아니라, 열간압연에서 취성을 초래하므로 그 상한을 0.01%로 할 수 있으며, 바람직하게는 상기 B 함량을 0.005% 이하로 할 수 있다.B is an element capable of not only improving hardenability even with a small amount of addition, but also segregating at prior austenite grain boundaries to suppress brittleness of the hot press-formed member due to grain boundary segregation of P and/or S. Therefore, B may be added in an amount of 0.0001% or more. However, if it exceeds 0.01%, the effect is not only saturated, and since it causes brittleness in hot rolling, the upper limit may be set to 0.01%, and preferably, the B content may be 0.005% or less.

Cr : 0.01~1%Cr: 0.01~1%

상기 Cr 은 Mn 과 유사하게 고용강화 효과와 열간성형 시의 경화능을 향상시키기 위하여 첨가하는 원소로서, 상기 효과를 얻기 위해 0.01% 이상 첨가할 수 있다. 다만, 부재의 용접성을 확보하기 위해서 그 함량을 1% 이하로 제한할 수 있으며, 또한 1%를 초과하면 첨가량 대비 경화능 향상 효과도 미약하기 때문에 원가 측면에서도 불리하다.The Cr is an element added to improve the solid solution strengthening effect and hardenability during hot forming similarly to Mn, and may be added in an amount of 0.01% or more to obtain the above effect. However, in order to secure the weldability of the member, the content may be limited to 1% or less, and if it exceeds 1%, the effect of improving hardenability compared to the amount added is also weak, which is disadvantageous in terms of cost.

Ti : 0.001~0.2%Ti: 0.001~0.2%

상기 Ti 는 미세 석출물 형성으로 열처리 부재의 강도 상승과 결정립 미세화에 따른 부재의 충돌성능 향상에 효과가 있을 뿐만 아니라, B 이 첨가되는 경우에는 N 와 우선 반영하여 B 의 첨가 효과를 극대화 시키는 효과가 있다. 상기 효과를 얻기 위해 Ti 는 0.001%이상 첨가할 수 있다. 다만, Ti 함량이 증가함에 따라 야기되는 조대한 TiN 형성은 부재의 충돌성능을 열위하게 하기 때문에 그 함량을 0.2% 이하로 제한할 수 있다.The Ti has an effect of increasing the strength of the heat-treated member by forming fine precipitates and improving the collision performance of the member due to grain refinement, as well as maximizing the effect of adding B by first reflecting N when B is added. . In order to obtain the above effect, Ti may be added in an amount of 0.001% or more. However, since the formation of coarse TiN caused by an increase in the Ti content deteriorates the collision performance of the member, the content may be limited to 0.2% or less.

상술한 성분 이외의 잔부로서는 철(Fe) 및 불가피한 불순물을 들 수 있으며, 또한 열간 프레스 성형용 강판에 포함될 수 있는 성분이라면 특별히 추가적인 첨가를 제한하지 않는다.The remainder other than the above-mentioned components may include iron (Fe) and unavoidable impurities, and additional addition is not particularly limited as long as the components may be included in the steel sheet for hot press forming.

통상의 알루미늄 도금 열간성형용 강판은 알루미늄 도금층의 융점이 열간성형을 위한 가열온도보다 낮아 내열성이 부족하며, 이로 인하여 열간성형을 위해 가열 중 도금층이 용융되어 가열로 내 롤을 오염시키거나, 급속가열이 불가능한 단점이 있다. 하지만 본 발명에 따라 제조된 열간 프레스 성형용 강판의 경우 알루미늄-철 합금화 도금층을 가지며, 상기 합금화 도금층의 융점은 약 1160℃ 이상으로서 열간성형을 위한 가열온도 보다 높기 때문에 우수한 내열성을 나타낼 수 있다.Conventional aluminum-plated steel sheet for hot forming has insufficient heat resistance because the melting point of the aluminum plating layer is lower than the heating temperature for hot forming. There is an impossible disadvantage to this However, in the case of the steel sheet for hot press forming manufactured according to the present invention, it has an aluminum-iron alloy plated layer, and the melting point of the alloy plated layer is about 1160° C. or higher, which is higher than the heating temperature for hot forming, so it can exhibit excellent heat resistance.

상술한 합금조성 및 층 구조를 가지는 합금화 도금층 및 소지강판으로 이루어진 알루미늄-철 합금 도금 강판을 Ac3~950℃ 의 온도범위, 1~15분의 열처리 후 열간 프레스 성형하여 열간 프레스 성형 부재를 제조할 수 있다. An aluminum-iron alloy plated steel sheet composed of an alloy plated layer and a base steel sheet having the above alloy composition and layer structure is subjected to heat treatment in a temperature range of Ac3 to 950 ° C. for 1 to 15 minutes, followed by hot press forming to manufacture a hot press-formed member. have.

구체적으로, 본 발명의 다른 일 측면은 상술한 알루미늄-철 합금 도금 강판을 열간 프레스 성형하여 얻어진 열간 프레스 성형 부재로서, 상기 합금화 층(II) 내부에 중량%로, Al: 20~50% 및 Si: 5~20% 를 포함하는 FeAl(Si) 합금상이 분산하여 분포하고 있고, 원상당 직경이 5㎛ 이하인 FeAl(Si) 합금상의 수밀도가 104 개/mm2 이상인 열간 프레스 성형 부재이다.Specifically, another aspect of the present invention is a hot press formed member obtained by hot press forming the above-described aluminum-iron alloy plated steel sheet, in the alloying layer (II) in weight%, Al: 20-50% and Si : A hot press-formed member in which a FeAl(Si) alloy phase containing 5 to 20% is dispersed and distributed, and the number density of an FeAl(Si) alloy phase having an equivalent circle diameter of 5 μm or less is 10 4 pieces/mm 2 or more.

즉, 본 발명에 따른 알루미늄-철 합금 도금 강판을 열간 프레스 성형하여 제조한 열간 프레스 성형 부재는 원상당 직경이 5㎛ 이하이고 연질인 FeAl(Si) 합금상이 경질의 합금화 층(II)내에 104개/mm2 이상의 수밀도로 분산 분포하여 열간 성형시 곡률부와 같은 형상이 복잡한 부위에서 도금층 내 균열 형성을 억제함으로써 내식성이 향상될 수 있다. That is, the hot press-formed member manufactured by hot press forming the aluminum-iron alloy plated steel sheet according to the present invention has an equivalent circle diameter of 5 μm or less and the soft FeAl(Si) alloy phase is 10 4 in the hard alloying layer (II). Corrosion resistance can be improved by distributing and distributing at a number density of pieces/mm 2 or more to suppress the formation of cracks in the plating layer in areas with complex shapes such as curvatures during hot forming.

한편, 상기 열간 프레스 성형 부재에 있어서, 상기 원상당 직경이 5㎛ 이하인 FeAl(Si) 합금상의 수밀도는 바람직하게는 2×104개/mm2 이상, 보다 바람직하게는 3×104개/mm2 이상일 수 있다.On the other hand, in the hot press-formed member, the number density of the FeAl(Si) alloy phase having an equivalent circle diameter of 5 μm or less is preferably 2×10 4 pieces/mm 2 or more, more preferably 3×10 4 pieces/mm It can be 2 or more.

또한, 열간 프레스 성형 부재에서의 상기 FeAl(Si) 합금상의 수밀도는 높을수록 바람직하므로 그 상한은 별도로 한정하지 않을 수 있으나, 비제한적인 일 구현례로서 109개/mm2 이하로 할 수 있다. 성형 부재에서 상기 FeAl(Si) 합금상의 수밀도가 109개/mm2 를 초과하게 되면, 도금층의 경도 하락으로 인해 내치핑성이 떨어질 가능성이 있다.In addition, since the higher the number density of the FeAl(Si) alloy phase in the hot press-formed member, the upper limit may not be specifically limited, but as a non-limiting embodiment, it may be 10 9 pieces/mm 2 or less. When the number density of the FeAl(Si) alloy phase in the molded member exceeds 10 9 pieces/mm 2 , there is a possibility that the chipping resistance may be deteriorated due to a decrease in the hardness of the plating layer.

또한, 특별히 한정하는 것은 아니나, 본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 FeAl(Si) 합금상에 있어서, Al 함량은 22~35%일 수 있고, Si 함량은 5~16%일 수 있다.Further, although not particularly limited, according to an aspect of the present invention, in the FeAl(Si) alloy phase, the Al content may be 22 to 35%, and the Si content may be 5 to 16%.

이하, 본 발명의 다른 일 측면에 따른 알루미늄-철 합금 도금 강판의 제조방법에 대해 자세히 설명한다. 다만, 하기의 열간 프레스 성형용 알루미늄-철 합금 도금 강판의 제조방법은 일 예시일 뿐이며, 본 발명의 열간 프레스 성형용 알루미늄-철 합금 도금 강판이 반드시 본 제조방법에 의해 제조되어야 한다는 것은 아니며, 어떠한 제조방법이라도 본 발명의 청구범위를 충족하는 방법이라면 본 발명의 각 구현례를 구현하는데 아무런 문제가 없다는 것에 유의할 필요가 있다.Hereinafter, a method of manufacturing an aluminum-iron alloy plated steel sheet according to another aspect of the present invention will be described in detail. However, the following manufacturing method of the aluminum-iron alloy plated steel sheet for hot press forming is only an example, and the aluminum-iron alloy plated steel sheet for hot press forming of the present invention does not necessarily have to be manufactured by this manufacturing method, and any It should be noted that even if the manufacturing method is a method that satisfies the claims of the present invention, there is no problem in implementing each embodiment of the present invention.

[알루미늄-철 합금 도금 강판의 제조방법][Manufacturing method of aluminum-iron alloy plated steel sheet]

본 발명의 알루미늄-철 합금 도금 강판은 열간 압연 또는 냉간 압연된 소지강판을 준비하고, 상기 소지강판의 표면에 용융 알루미늄 도금을 실시한 후, 도금 강판에 합금화를 위한 소둔 처리를 함으로써 얻을 수 있다.The aluminum-iron alloy plated steel sheet of the present invention can be obtained by preparing a hot-rolled or cold-rolled base steel sheet, performing hot-dip aluminum plating on the surface of the base steel sheet, and then annealing the plated steel sheet for alloying.

알루미늄 도금 공정aluminum plating process

상술한 합금조성을 가지는 소지강판을 준비하고, 상기 소지강판의 표면에 적절한 조건으로 알루미늄 도금하고, 이를 권취하여 알루미늄 도금 강판(코일)을 얻는 과정이 수행된다.Preparing a base steel sheet having the above-described alloy composition, aluminum plating on the surface of the base steel sheet under appropriate conditions, and winding it to obtain an aluminum-plated steel sheet (coil) is performed.

먼저 압연된 강판의 표면에 편면기준 30~200g/m2의 도금량으로 알루미늄 도금 처리를 할 수 있다. 알루미늄 도금은 통상 type I 이라고 명명되는 AlSi 도금(80% 이상의 Al과 5~20%의 Si를 포함, 필요에 따라 추가적인 원소도 포함 가능)이나, type II라고 명명되는 Al을 90% 이상 포함하고 필요에 따라 추가적인 원소를 포함하는 도금 모두 사용할 수 있다. 도금층을 형성하기 위해 용융 알루미늄 도금을 행할 수 있으며, 도금 전에 강판에 대한 소둔 처리를 실시할 수도 있다. 도금 시 적절한 도금량은 한쪽면 기준으로 30~200g/m2 이다. 도금량이 너무 많을 경우에는 표면까지 합금화하는데 시간이 과다하게 소요될 수 있으며, 반대로 도금량이 너무 적을 경우에는 충분한 내식성을 얻기 어렵다.First, aluminum plating can be performed on the surface of the rolled steel sheet with a coating amount of 30 to 200 g/m 2 on one side. Aluminum plating is usually AlSi plating, which is called type I (it contains 80% or more of Al and 5 to 20% of Si, additional elements may be included if necessary), but contains 90% or more of Al, which is called type II, and is required Depending on the type of plating, any plating containing additional elements may be used. To form a plating layer, hot-dip aluminum plating may be performed, and an annealing treatment may be performed on the steel sheet before plating. Appropriate plating amount for plating is 30~200g/m 2 based on one side. If the amount of plating is too large, it may take too much time to alloy to the surface. Conversely, if the amount of plating is too small, it is difficult to obtain sufficient corrosion resistance.

다음으로 알루미늄 도금 후 250℃까지의 냉각속도를 20℃/초 이하로 하여 냉각할 수 있다. 알루미늄 도금 후 냉각속도는 도금층과 소지철 사이에 확산 억제층 형성에 영향을 주며, 알루미늄 도금 후 냉각속도가 너무 빠르면, 확산 억제층이 균일하게 형성되지 못하여 이후 행해지는 소둔 처리 시 코일의 합금화 거동이 불균일해 질 수 있다. 따라서, 알루미늄 도금 후 250℃까지의 냉각속도는 20℃/초 이하로 할 수 있다.Next, after aluminum plating, cooling can be performed at a cooling rate of up to 250°C of 20°C/sec or less. The cooling rate after aluminum plating affects the formation of the diffusion suppression layer between the plating layer and the base iron. If the cooling rate after aluminum plating is too fast, the diffusion suppression layer cannot be formed uniformly, so the alloying behavior of the coil during the subsequent annealing treatment is reduced. may become uneven. Accordingly, the cooling rate up to 250°C after aluminum plating can be set to 20°C/sec or less.

도금 후 강판을 권취하여 코일을 얻을 때, 코일의 권취 장력을 0.5~5 kg/mm2 로 조절할 수 있다. 코일의 권취 장력의 조절에 따라 이후 행해지는 소둔 처리 시 코일의 합금화 거동과 표면 품질이 달라질 수 있다.When a coil is obtained by winding a steel sheet after plating, the winding tension of the coil can be adjusted to 0.5-5 kg/mm 2 . According to the adjustment of the winding tension of the coil, the alloying behavior and surface quality of the coil may be changed during the subsequent annealing treatment.

소둔 공정Annealing process

알루미늄 도금된 강판에 대하여 다음과 같은 조건으로 소둔 처리를 실시하여 알루미늄-철 합금 도금 강판을 얻을 수 있다.An aluminum-iron alloy plated steel sheet can be obtained by subjecting the aluminum-plated steel sheet to an annealing treatment under the following conditions.

알루미늄 도금 강판(코일)은 상소둔로(BAF, Batch annealing furnace)에서 가열된다. 강판을 가열할 때, 열처리 목표 온도와 유지 시간은 강판 온도를 기준으로 550~750℃인 범위 내(본 발명에서는 이 온도 범위에서 소재가 도달하는 최고 온도를 가열 온도라고 함)에서 30분~50시간 유지하는 것이 바람직하다. 한편, 보다 바람직하게는 상기 열처리 목표 온도는 600~750℃의 범위일 수 있고, 상기 유지 시간은 30분~10시간일 수 있다.The aluminum plated steel sheet (coil) is heated in a batch annealing furnace (BAF). When heating the steel sheet, the target heat treatment temperature and holding time are within the range of 550 to 750 ° C based on the steel sheet temperature (in the present invention, the highest temperature that the material reaches in this temperature range is called the heating temperature) for 30 minutes to 50 It is desirable to keep time. On the other hand, more preferably, the heat treatment target temperature may be in the range of 600 ~ 750 ℃, the holding time may be 30 minutes ~ 10 hours.

여기서 유지시간이라 함은 코일온도가 목표 온도에 도달한 후 냉각개시까지의 시간이다. 합금화가 충분하게 이루어지지 않을 경우에는 롤 레벨링 시 도금층이 박리될 수 있으므로 충분한 합금화를 위해서 가열 온도를 550℃ 이상으로 할 수 있다. 또한, 표층에 산화물이 과다하게 생성되는 것을 방지하고 점 용접성을 확보하기 위해서 상기 가열 온도는 750℃ 이하로 할 수 있다. 또한, 도금층을 충분하게 확보하는 동시에 생산성의 저하를 방지하기 위하여 상기 유지 시간은 30분~50시간으로 정할 수 있다. 경우에 따라서는 강판의 온도는 가열 온도에 도달할 때까지 냉각 과정 없이 온도가 계속 상승하는 형태의 가열 패턴을 가질 수도 있고, 목표온도 이하의 온도에서 일정시간 유지 후 승온하는 형태의 가열 패턴을 적용할 수도 있다.Here, the holding time is the time from when the coil temperature reaches the target temperature to the start of cooling. If the alloying is not made sufficiently, the plating layer may be peeled off during roll leveling, so the heating temperature may be set to 550° C. or higher for sufficient alloying. In addition, the heating temperature may be 750° C. or less in order to prevent excessive formation of oxides on the surface layer and secure spot weldability. In addition, in order to sufficiently secure the plating layer and to prevent a decrease in productivity, the holding time may be set to 30 minutes to 50 hours. In some cases, the temperature of the steel sheet may have a heating pattern in which the temperature continues to rise without a cooling process until the heating temperature is reached, and a heating pattern in which the temperature is raised after maintaining the temperature below the target temperature for a certain period of time is applied You may.

상술한 가열 온도로 강판을 가열할 때, 충분한 생산성을 확보하고 전 강판(코일)에서 도금층을 균일하게 합금화시키기 위해서는 전체 온도 구간(상온부터 가열 온도까지의 구간)에 대한 강판(코일) 온도 기준으로 평균 승온 속도가 10~100℃/h로 되도록 할 수 있다. 한편, 상기 평균 승온 속도는 보다 바람직하게는 10~50℃/h일 수 있고, 가장 바람직하게는 10~30℃/h일 수 있다. 전체적인 평균 승온 속도는 위와 같은 수치 범위에서 제어할 수 있지만, 본 발명의 일 구현례에서는 압연 시 혼입된 압연유가 기화되는 상기 온도구간에서 압연유가 잔존하여 표면 얼룩 등을 야기하는 것을 방지하면서 충분한 생산성을 확보하기 위하여 승온 시 400~500℃ 구간의 평균 승온 속도를 1~15℃/h로 하여 가열할 수 있다. 한편, 상기 승온 시 400~500℃ 구간의 평균 승온 속도는 보다 바람직하게는 2~10℃/h일 수 있다.When heating the steel sheet to the above-mentioned heating temperature, in order to ensure sufficient productivity and uniformly alloy the plating layer in the entire steel sheet (coil), the steel sheet (coil) temperature for the entire temperature section (the section from room temperature to the heating temperature) The average temperature increase rate may be 10 to 100° C./h. On the other hand, the average temperature increase rate may be more preferably 10 ~ 50 ℃ / h, most preferably 10 ~ 30 ℃ / h. The overall average temperature increase rate can be controlled within the above numerical range, but in one embodiment of the present invention, the rolling oil remains in the temperature section at which the mixed rolling oil is vaporized during rolling, preventing surface stains, etc., while preventing sufficient productivity In order to secure the temperature, it can be heated at an average temperature increase rate of 1 to 15 °C/h in the 400 to 500 °C section. On the other hand, the average temperature increase rate in the 400 ~ 500 ℃ section during the temperature increase may be more preferably 2 ~ 10 ℃ / h.

상소둔로 내 분위기 온도와 강판 온도간 차이를 5~80℃로 할 수 있다. 한편, 상기 상소둔로 내 분위기 온도와 강판 온도간 차이는 보다 바람직하게는 5~50℃일 수 있고, 가장 바람직하게는 5~30℃일 수 있다.The difference between the ambient temperature in the upper annealing furnace and the temperature of the steel sheet can be 5 to 80°C. On the other hand, the difference between the atmospheric temperature and the steel sheet temperature in the upper annealing furnace may be more preferably 5 ~ 50 ℃, most preferably 5 ~ 30 ℃.

일반적인 상소둔로의 가열은 강판(코일)을 직접 가열하는 방식보다는 소둔로 내 분위기 온도 상승을 통하여 강판(코일)을 가열하는 방식을 취한다. 이런 경우에 분위기 온도와 코일 온도 간의 차이는 피할 수 없으나, 강판 내 위치별 재질 및 도금 품질 편차를 최소화 하기 위해서는 열처리 목표 온도 도달시점을 기준으로 분위기 온도와 강판 온도간 차이를 80℃ 이하로 할 수 있다. 온도차이는 가능한 작게 하는 것이 이상적이나 이는 승온속도를 느리게 하여 전체 평균 승온 속도 조건을 충족하기 어려울 수도 있으므로 이를 고려한다면 5℃ 이상으로 할 수 있다. 여기서, 강판의 온도는 장입된 강판(코일) 바닥부(코일 중에서 가장 낮은 부분을 의미한다)의 온도를 측정한 것을 의미하며, 분위기 온도는 가열로의 내부 공간의 중심에서 측정한 온도를 의미한다.The general heating of the upper annealing furnace takes the method of heating the steel sheet (coil) through an increase in the atmospheric temperature in the annealing furnace rather than the method of directly heating the steel sheet (coil). In this case, the difference between the ambient temperature and the coil temperature is unavoidable, but in order to minimize the material and plating quality deviation by location in the steel sheet, the difference between the ambient temperature and the steel sheet temperature should be 80°C or less based on the time when the target heat treatment temperature is reached have. It is ideal to make the temperature difference as small as possible, but it may be difficult to satisfy the overall average temperature increase rate condition by slowing the temperature increase rate. Here, the temperature of the steel plate means measuring the temperature of the bottom (meaning the lowest part of the coil) charged steel plate (coil), and the ambient temperature means the temperature measured at the center of the internal space of the heating furnace. .

열간 프레스 성형 공정hot press forming process

상술한 제조방법에 의해 제조된 열간성형용 알루미늄-철 합금 도금 강판에 대해 열간 프레스 성형을 행하여 열간 프레스 성형 부재를 제조할 수 있다. 이때, 열간 프레스 성형은 당해 기술분야에 일반적으로 이용되는 방법을 이용할 수 있으며, 비제한적인 일 구현례로서 Ac3~950℃ 의 온도범위에서 1~15분간 열처리한 후 열간 프레스 성형할 수 있다.A hot press-formed member can be manufactured by performing hot press forming on the aluminum-iron alloy plated steel sheet for hot forming manufactured by the above-described manufacturing method. In this case, the hot press forming may use a method generally used in the art, and as a non-limiting example, after heat treatment at a temperature range of Ac3 to 950° C. for 1 to 15 minutes, hot press forming may be performed.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 한다. 다만, 하기의 실시예는 본 발명을 예시하여 보다 상세하게 설명하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 권리범위를 한정하기 위한 것이 아니라는 점에 유의할 필요가 있다. 본 발명의 권리범위는 특허청구범위에 기재된 사항과 이로부터 합리적으로 유추되는 사항에 의해 결정되는 것이기 때문이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples. However, it is necessary to note that the following examples are only intended to illustrate the present invention in more detail and are not intended to limit the scope of the present invention. This is because the scope of the present invention is determined by the matters described in the claims and matters reasonably inferred therefrom.

(실시예)(Example)

먼저 소지강판으로 하기 표 1 의 조성을 가지는 열간 프레스 성형용 냉간압연 강판을 준비하고, 강판의 표면에 Al-9%Si-2.5%Fe 조성을 가지는 type I 도금욕으로 강판 표면을 도금하였다. 도금 시 도금량은 한쪽 면당 70g/m2으로 조절하였고, 알루미늄 도금 후 250℃까지의 냉각속도를 12℃/초로 냉각한 후, 권취장력을 2.2kg/mm2으로 조절하여 권취하였다. 이 상태의 도금 강판을 비교예 1 로 하였으며, 비교예 1 의 도금층 단면을 주사전자현미경으로 관찰한 사진을 도 3 에 나타내었다. 또한 비교예 1 의 도금층의 융점은 약 660℃ 내외로 측정되었다.First, a cold-rolled steel sheet for hot press forming having the composition shown in Table 1 below was prepared as a base steel sheet, and the surface of the steel sheet was plated with a type I plating bath having a composition of Al-9%Si-2.5%Fe on the surface of the steel sheet. During plating, the plating amount was adjusted to 70 g/m 2 per side, and after aluminum plating, the cooling rate to 250° C. was cooled to 12° C./sec, and the winding tension was adjusted to 2.2 kg/mm 2 and wound up. The plated steel sheet in this state was used as Comparative Example 1, and a photograph obtained by observing the cross section of the plating layer of Comparative Example 1 with a scanning electron microscope is shown in FIG. 3 . In addition, the melting point of the plating layer of Comparative Example 1 was measured to be about 660 ℃.

원소element CC SiSi MnMn AlAl PP SS NN CrCr TiTi BB Ac3Ac3 함량(%)content(%) 0.220.22 0.180.18 1.171.17 0.030.03 0.0080.008 0.00130.0013 0.00450.0045 0.170.17 0.0280.028 0.00250.0025 825℃825℃

이후 도금된 강판을 상소둔로에서 다음과 같은 조건으로 650℃까지 가열하였다.Thereafter, the plated steel sheet was heated to 650° C. in an upper annealing furnace under the following conditions.

- 650℃까지의 전체 평균 승온 속도: 18℃/h- Overall average heating rate up to 650℃: 18℃/h

- 400~500℃ 온도 구간의 평균 승온 속도: 10℃/h- Average temperature increase rate in 400~500℃ temperature section: 10℃/h

- 가열 온도에서 분위기와 강판 사이의 온도 차이: 20℃- Temperature difference between atmosphere and steel plate at heating temperature: 20℃

가열 후 동일한 온도에서 10시간 유지하였으며, 이후 강판을 공냉하여 열간성형용 알루미늄-철 합금 도금 강판을 얻었으며, 이를 발명예 1 로 하였다. 그리고 상기 합금 도금 강판의 단면을 주사전자현미경으로 관찰(도 1 참조)하여 도금층 구조와 합금화 층(II) 내 원상당 직경이 5㎛ 이하인 FeAl(Si) 합금상의 수밀도를 확인하고, 이를 표 3 에 나타내었다. 또한 발명예 1 의 합금화 층(II)의 융점을 측정하였으며, 약 1160℃ 의 융점을 가지는 것으로 확인되었다.After heating, it was maintained at the same temperature for 10 hours, and then the steel sheet was air-cooled to obtain an aluminum-iron alloy plated steel sheet for hot forming, which was referred to as Invention Example 1. And by observing the cross section of the alloy-coated steel sheet with a scanning electron microscope (see Fig. 1), the number density of the FeAl(Si) alloy phase having an equivalent circle diameter of 5 μm or less in the plating layer structure and the alloying layer (II) was confirmed, and this is shown in Table 3 indicated. In addition, the melting point of the alloying layer (II) of Inventive Example 1 was measured, and it was confirmed to have a melting point of about 1160°C.

한편 소지강판으로 하기 표 2 의 조성을 가지는 열간 프레스 성형용 냉간압연 강판을 준비하고, 강판의 표면에 Al-8%Si-1.5%Fe 조성을 가지는 type I 도금욕으로 강판을 표면을 도금하였다. 도금 시 도금량은 한쪽 면당 60g/m2으로 조절하였고, 알루미늄 도금 후 250℃까지의 냉각속도를 7.5℃/초로 냉각한 후, 권취장력을 3.5kg/mm2으로 조절하여 권취하였다. 이 상태의 도금 강판을 비교예 2 로 하였다.Meanwhile, a cold rolled steel sheet for hot press forming having the composition shown in Table 2 below was prepared as a base steel sheet, and the surface of the steel sheet was plated with a type I plating bath having Al-8%Si-1.5%Fe composition on the surface of the steel sheet. During plating, the plating amount was adjusted to 60 g/m 2 per side, and after aluminum plating, the cooling rate to 250° C. was cooled to 7.5° C./sec, and then the winding tension was adjusted to 3.5 kg/mm 2 and wound up. The plated steel sheet in this state was referred to as Comparative Example 2.

원소element CC SiSi MnMn AlAl PP SS NN CrCr TiTi BB Ac3Ac3 함량(%)content(%) 0.240.24 0.250.25 1.551.55 0.020.02 0.010.01 0.00240.0024 0.0090.009 0.20.2 0.040.04 0.0030.003 821℃821℃

이후 도금된 강판을 상소둔로에서 다음과 같은 조건으로 670℃까지 가열하였다.Thereafter, the plated steel sheet was heated to 670°C in the upper annealing furnace under the following conditions.

- 670℃까지의 전체 평균 승온 속도: 12℃/h- Overall average heating rate up to 670℃: 12℃/h

- 400~500℃ 온도 구간의 평균 승온 속도: 5℃/h- Average temperature increase rate in 400~500℃ temperature section: 5℃/h

- 가열 온도에서 분위기와 강판 사이의 온도 차이: 15℃- Temperature difference between atmosphere and steel plate at heating temperature: 15℃

가열 후 동일한 온도에서 1시간 유지하였으며, 이후 강판을 공냉하여 열간성형용 알루미늄-철 합금 도금 강판을 얻었으며, 이를 발명예 2 로 하였다. 그리고 상기 합금 도금 강판의 단면을 주사전자현미경으로 관찰(도 2 참조)하여 도금층 구조와 합금화 층(II) 내 원상당 직경이 5㎛ 이하인 FeAl(Si) 합금상의 수밀도를 확인하고, 이를 표 3 에 나타내었다.After heating, it was maintained at the same temperature for 1 hour, and then the steel sheet was air-cooled to obtain an aluminum-iron alloy plated steel sheet for hot forming, which was referred to as Invention Example 2. And by observing the cross section of the alloy-coated steel sheet with a scanning electron microscope (see Fig. 2), the number density of the FeAl(Si) alloy phase having an equivalent circle diameter of 5 μm or less in the plating layer structure and the alloying layer (II) was confirmed, and this is shown in Table 3 indicated.

구분division 합금화 도금층 Al 함량 (wt.%)Al content of alloy plating layer (wt.%) 합금화 층(II) 내 원상당 직경이 5㎛ 이하인 FeAl(Si) 합금상 수밀도(개/mm2)Number density of FeAl(Si) alloy phases with an equivalent circle diameter of 5 μm or less in alloying layer (II) (pcs/mm 2 ) 합금화층(I)alloying layer (I) 합금화층(II)alloying layer (II) 합금화층(III)alloying layer (III) 합금화층(IV)alloying layer (IV) 발명예1Invention Example 1 26.926.9 57.357.3 37.237.2 -- 1.65×104 1.65×10 4 발명예2Invention Example 2 29.029.0 55.555.5 31.831.8 46.946.9 3.73×104 3.73×10 4

또한, 상기 비교예 1, 2의 도금 강판의 단면을 주사전자현미경으로 관찰하여 도금층 구조를 확인하고, 각 도금층에서의 Al 함량을 측정하여 이를 하기 표 4에 나타내었다.In addition, the cross-sections of the plated steel sheets of Comparative Examples 1 and 2 were observed with a scanning electron microscope to confirm the plated layer structure, and the Al content in each plated layer was measured and shown in Table 4 below.

구분division Al 함량 (wt.%)Al content (wt.%) 합금화층alloy layer Al층Al layer 비교예1Comparative Example 1 56.256.2 97.697.6 비교예2Comparative Example 2 58.758.7 96.896.8

상기 표 3, 4에서와 같이, 본 발명에 의한 발명예 1, 2의 경우, 도 2에 나타낸 바와 같이, 소지강판 상에, 합금화층(I),(II),(III)이 순차로 형성되어 있었다. 반면, 비교예 1, 2의 경우, 도 3에 나타낸 바와 같이, 소지 강판 상에, Fe 및 Al으로 이루어지는 합금화층이 형성되고, 상기 합금화층 상에 Al을 95% 이상 함유하는 알루미늄층이 형성됨을 확인하였다.As shown in Tables 3 and 4, in the case of Inventive Examples 1 and 2 according to the present invention, as shown in FIG. 2, alloying layers (I), (II), (III) are sequentially formed on the base steel sheet. had been On the other hand, in the case of Comparative Examples 1 and 2, as shown in FIG. 3, an alloying layer made of Fe and Al is formed on the base steel sheet, and an aluminum layer containing 95% or more of Al is formed on the alloying layer. Confirmed.

따라서, 비교예 1, 2에 해당하는 도금 강판의 경우, 본 발명의 합금화층 (I) 상에 형성되는 합금화층(II)에 대응되는 층이 없었고, 따라서 합금화 층(II) 내 원상당 직경이 5㎛ 이하인 FeAl(Si) 합금상 수밀도 역시 측정할 수 없었다.Therefore, in the case of the plated steel sheets corresponding to Comparative Examples 1 and 2, there was no layer corresponding to the alloying layer (II) formed on the alloying layer (I) of the present invention, and therefore the equivalent circle diameter in the alloying layer (II) was The number density of the FeAl(Si) alloy phase of 5 μm or less could not be measured either.

이러한 발명예 1, 2와 비교예 1, 2에 따라 얻어진 도금 강판의 내열성을 평가하기 위하여 900℃의 온도에서 열처리를 행하였다. 상기 발명예 1, 2의 경우, 합금화 도금층의 융점이 900℃보다 높기 때문에 용융이 일어나지 않아 내열성이 우수한 것이었다. 반면, 비교예 1, 2의 경우에는 Al층의 융점이 900℃보다 낮아 용융되어 내열성이 열위함을 확인하였다.In order to evaluate the heat resistance of the plated steel sheets obtained according to Inventive Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2, heat treatment was performed at a temperature of 900°C. In the case of Inventive Examples 1 and 2, since the melting point of the alloy plating layer was higher than 900°C, melting did not occur and the heat resistance was excellent. On the other hand, in Comparative Examples 1 and 2, it was confirmed that the melting point of the Al layer was lower than 900 ° C.

한편, 상기 발명예 1, 2의 합금 도금 강판 및 비교예 1, 2의 도금 강판을 900℃에서 6분간 가열한 후, 도 6 의 금형으로 열간 프레스 성형을 실시하여 열간 프레스 성형 부재를 얻었다.On the other hand, the alloy plated steel sheets of Inventive Examples 1 and 2 and the plated steel sheets of Comparative Examples 1 and 2 were heated at 900° C. for 6 minutes, and then hot press formed with the mold of FIG. 6 to obtain a hot press formed member.

얻어진 부재의 일부를 채취하여 단면을 주사전자현미경으로 관찰하였으며, 부재의 합금화 층(II)에서의 원상당 직경이 5㎛ 이하인 FeAl(Si) 합금상의 크기 및 수밀도를 측정하였고, 이를 표 5 에 나타내었다.A part of the obtained member was taken and the cross-section was observed with a scanning electron microscope, and the size and number density of an FeAl(Si) alloy phase having an equivalent circle diameter of 5 μm or less in the alloying layer (II) of the member were measured, which are shown in Table 5 It was.

한편, 발명예 1의 도금 강판을 열간 프레스 성형한 후의 도금층의 단면을 관찰한 주사전자현미경 사진을 도 4에 나타내었고, 발명예 1에 따른 열간 프레스 성형 부재는 소지강판 상에 합금화층(I),(II),(III)이 순차로 형성됨을 확인하였다.On the other hand, a scanning electron microscope photograph observing the cross section of the plated layer after hot press forming of the plated steel sheet of Inventive Example 1 is shown in FIG. 4 , and the hot press-formed member according to Inventive Example 1 is an alloying layer (I) on the base steel sheet It was confirmed that , (II), (III) were sequentially formed.

또한, 비교예 1의 도금 강판을 열간 프레스 성형한 후의 도금층의 단면을 관찰한 주사전자현미경 사진을 도 5에 나타내었고, 비교예 1에 따른 열간 프레스 성형 부재는 소지강판 상에, 3개의 합금화층이 순차로 형성되어 있었다.In addition, a scanning electron microscope photograph observing the cross section of the plating layer after hot press forming of the plated steel sheet of Comparative Example 1 is shown in FIG. 5, and the hot press formed member according to Comparative Example 1 is on the base steel sheet, three alloying layers was formed in this order.

이 때, 내식성 평가를 위해 상기 부재를 CCT 26 cycle 후 단위 면적당 무게 감량을 측정하였고, 단위 면적당 무게 감량이 10㎎/㎠ 이상이면 열위한 것으로 판단하였다.At this time, for the evaluation of corrosion resistance, the weight loss per unit area was measured for the member after 26 CCT cycles, and if the weight loss per unit area was 10 mg/cm 2 or more, it was judged to be inferior.

또한, 내열성 평가를 위해 열간 프레스 성형 시에 합금화 도금층의 용융 유무를 관찰하였고, 합금화 도금층이 용융되는 것을 열위한 것으로 판단하였다.In addition, for the evaluation of heat resistance, the presence or absence of melting of the alloy plating layer during hot press forming was observed, and it was determined that the melting of the alloy plating layer was poor.

구분division 합금화 층(II) 내 FeAl(Si) 합금상FeAl(Si) alloy phase in alloying layer (II) 단위면적당
무게감량
(㎎/㎠)
per unit area
weight loss
(mg/cm2)
내식성corrosion resistance 내열성heat resistance
Al (wt%)Al (wt%) Si(wt%)Si (wt%) 원상당 직경이 5㎛ 이하인 FeAl(Si) 합금상 수밀도 (개/mm2)Number density of FeAl(Si) alloy phase with an equivalent circle diameter of 5㎛ or less (pcs/mm 2 ) 발명예1Invention Example 1 25.825.8 9.89.8 4.16×104 4.16×10 4 4.474.47 양호Good 양호Good 발명예2Invention Example 2 23.223.2 8.88.8 7.07×104 7.07×10 4 5.895.89 양호Good 양호Good 비교예1Comparative Example 1 28.128.1 11.711.7 9.8×103 9.8×10 3 12.3812.38 불량bad 불량bad 비교예2Comparative Example 2 35.535.5 13.813.8 6.4×103 6.4×10 3 15.0115.01 불량bad 불량bad

상기 표 5 에서 볼 수 있는 바와 같이, 발명예 1 및 2 에 따른 알루미늄-철 합금 도금 강판을 이용하여 제조한 열간 프레스 성형 부재는 양호한 내식성을 나타내고 있으나, 비교예 1 및 2 의 경우 단위 면적당 무게 감량이 10㎎/㎠ 이상으로서 내식성이 불량한 것을 확인할 수 있었다.As can be seen in Table 5, the hot press-formed members manufactured using the aluminum-iron alloy plated steel sheets according to Inventive Examples 1 and 2 showed good corrosion resistance, but in Comparative Examples 1 and 2, weight loss per unit area It was confirmed that the corrosion resistance was poor as this 10 mg/cm 2 or more.

또한 발명예 1 및 2 의 경우 합금화 도금층의 융점이 열간 프레스 성형을 위한 가열온도보다 높았기 때문에, 최종 제조된 열간 프레스 성형 부재 내에서 합금화 도금층이 용융되지 않아 우수한 내열성을 가지는 것을 확인할 수 있었다.In addition, in Inventive Examples 1 and 2, since the melting point of the alloy plating layer was higher than the heating temperature for hot press forming, it was confirmed that the alloy plating layer did not melt in the final manufactured hot press forming member and had excellent heat resistance.

반면, 비교예 1 및 2의 경우 합금화 도금층의 융점이 열간 프레스 성형을 위한 가열온도보다 낮았기 때문에, 열간 프레스 성형을 위해 가열하던 중에 합금화 도금층이 용융되어 가열로 내 롤을 오염시키거나, 급속가열이 불가능하였다.On the other hand, in Comparative Examples 1 and 2, since the melting point of the alloy plating layer was lower than the heating temperature for hot press forming, the alloy plating layer was melted during heating for hot press forming to contaminate the rolls in the heating furnace, or rapid heating This was impossible.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 따라서 본 발명의 권리 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 청구범위뿐만 아니라, 이와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.As described above, in the detailed description of the present invention, a preferred embodiment of the present invention has been described, but those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains may make various modifications without departing from the scope of the present invention. Of course, this is possible. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments and should be defined by the claims to be described later, as well as equivalents thereof.

Claims (9)

소지강판 및 상기 소지강판 상에 형성된 합금화 도금층을 포함하는 알루미늄-철 합금 도금 강판으로서,
상기 합금화 도금층은,
상기 소지강판 상에 형성되고, 중량%로 Al: 5~30% 을 포함하는 합금화 층(I);
상기 합금화 층(I) 상에 형성되고, 중량%로 Al: 30~60% 을 포함하는 합금화 층(II); 및
상기 합금화 층(II) 상에 형성되고, 중량%로 Al: 20~50% 을 포함하는 합금화 층(III)을 포함하고,
상기 합금화 층(II) 내부에 중량%로, Al: 20~50% 및 Si: 5~20% 를 포함하는 FeAl(Si) 합금상이 분산하여 분포하고 있고, 원상당 직경이 5㎛ 이하인 FeAl(Si) 합금상의 수밀도가 103개/mm2 이상 108개/mm2 이하이고,
상기 원상당 직경은 상기 합금화 층(II)에 수직한 단면에서 측정된 입자의 면적과 동일 면적을 가지는 원의 직경을 의미하는 열간성형용 알루미늄-철 합금 도금 강판.
As an aluminum-iron alloy plated steel sheet comprising a base steel sheet and an alloy plating layer formed on the base steel sheet,
The alloy plating layer,
An alloying layer (I) formed on the base steel sheet and comprising Al: 5 to 30% by weight;
an alloying layer (II) formed on the alloying layer (I) and comprising Al: 30-60% by weight; and
Formed on the alloying layer (II), Al in weight %: comprising an alloying layer (III) comprising 20-50%,
FeAl(Si) alloy phase containing Al: 20-50% and Si: 5-20% by weight in the alloying layer (II) is dispersed and distributed, and FeAl(Si) having an equivalent circle diameter of 5 μm or less ) The number density of the alloy phase is 10 3 / mm 2 or more and 10 8 / mm 2 or less,
The equivalent circle diameter means the diameter of a circle having the same area as the area of the particles measured in a cross section perpendicular to the alloying layer (II) for hot forming aluminum-iron alloy plated steel sheet.
제 1 항에 있어서,
상기 합금화 도금층은, 상기 합금화 층(III) 상에 형성되고, 중량%로 Al: 30~60% 을 포함하는 합금화 층(IV)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열간성형용 알루미늄-철 합금 도금 강판.
The method of claim 1,
The alloy plated layer is formed on the alloying layer (III), and Al: by weight %: Aluminum-iron alloy plated steel sheet for hot forming, characterized in that it further comprises an alloying layer (IV) containing 30 to 60% .
제 1 항에 있어서,
상기 소지강판은 중량%로, C : 0.04~0.5%, Si : 0.01~2%, Mn : 0.1~5%, P : 0.001~0.05%, S : 0.0001~0.02%, Al : 0.001~1%, N : 0.001~0.02%, 잔부 Fe 및 기타 불순물을 포함하는 것을 특징으로 하는 열간성형용 알루미늄-철 합금 도금 강판.
The method of claim 1,
The base steel sheet is in weight%, C: 0.04 to 0.5%, Si: 0.01 to 2%, Mn: 0.1 to 5%, P: 0.001 to 0.05%, S: 0.0001 to 0.02%, Al: 0.001 to 1%, N: Aluminum-iron alloy plated steel sheet for hot forming, characterized in that it contains 0.001 to 0.02%, the remainder Fe and other impurities.
제 3 항에 있어서,
상기 소지강판은 중량%로, B : 0.001~0.01%, Cr : 0.01~1%, Ti : 0.001~0.2% 중 1종 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열간성형용 알루미늄-철 합금 도금 강판.
4. The method of claim 3,
The base steel sheet is, by weight%, B: 0.001 to 0.01%, Cr: 0.01 to 1%, Ti: Aluminum-iron alloy plated steel sheet for hot forming, characterized in that it further comprises at least one of 0.001 to 0.2%.
◈청구항 5은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈◈Claim 5 was abandoned when paying the registration fee.◈ 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 따른 알루미늄-철 합금 도금 강판을 열간 프레스 성형하여 얻어진 열간 프레스 성형 부재로서,
상기 합금화 층(II) 내부에 중량%로, Al: 20~50% 및 Si: 5~20% 를 포함하는 FeAl(Si) 합금상이 분산하여 분포하고 있고, 원상당 직경이 5㎛ 이하인 FeAl(Si) 합금상의 수밀도가 104개/mm2 이상 109개/mm2 이하이고,
상기 원상당 직경은 상기 합금화 층(II)에 수직한 단면에서 측정된 입자의 면적과 동일 면적을 가지는 원의 직경을 의미하는 열간 프레스 성형 부재.
A hot press formed member obtained by hot press forming the aluminum-iron alloy plated steel sheet according to any one of claims 1 to 4, comprising:
FeAl(Si) alloy phase containing Al: 20-50% and Si: 5-20% by weight in the alloying layer (II) is dispersed and distributed, and FeAl(Si) having an equivalent circle diameter of 5 μm or less ) the number density of the alloy phase is 10 4 / mm 2 or more and 10 9 / mm 2 or less,
The equivalent circle diameter means a diameter of a circle having the same area as the area of the particles measured in a cross section perpendicular to the alloying layer (II).
소지강판 표면을 알루미늄 도금하고 권취하여 알루미늄 도금 강판을 얻는 단계;
알루미늄 도금 강판을 소둔하여 알루미늄-철 합금 도금 강판을 얻는 단계; 및
알루미늄-철 합금 도금 강판을 냉각하는 단계를 포함하는 알루미늄-철 합금 도금 강판의 제조방법으로서,
상기 알루미늄 도금량은 강판의 한쪽면 기준으로 30~200g/m2이고,
알루미늄 도금 후 250℃까지의 냉각속도를 20℃/초 이하로 하고,
권취 시 권취 장력을 0.5~5kg/mm2으로 하며,
상기 소둔은 상소둔 로에서 550~750℃의 가열 온도 범위에서 30분~50시간 실시되며,
상기 소둔 시 상온에서 상기 가열 온도까지 가열할 때, 평균 승온 속도를 10~100℃/h로 하되, 400~500℃ 구간의 평균 승온 속도를 1~15℃/h로 하고,
상기 상소둔 로내 분위기 온도와 강판 온도간 차이를 5~80℃로 하는 열간성형용 알루미늄-철 합금 도금 강판의 제조방법.
Obtaining an aluminum-plated steel sheet by aluminum plating and winding the surface of the base steel sheet;
annealing the aluminized steel sheet to obtain an aluminum-iron alloy coated steel sheet; and
A method of manufacturing an aluminum-iron alloy plated steel sheet comprising the step of cooling the aluminum-iron alloy plated steel sheet,
The aluminum plating amount is 30-200 g/m 2 based on one side of the steel sheet,
After aluminum plating, the cooling rate to 250°C is 20°C/sec or less,
When winding, the winding tension should be 0.5~5kg/mm 2 ,
The annealing is carried out for 30 minutes to 50 hours at a heating temperature range of 550 to 750 ° C in an upper annealing furnace,
When heating from room temperature to the heating temperature during the annealing, the average temperature increase rate is 10 ~ 100 ℃ / h, but the average temperature increase rate of the 400 ~ 500 ℃ section is 1 ~ 15 ℃ / h,
A method of manufacturing an aluminum-iron alloy plated steel sheet for hot forming in which the difference between the atmospheric temperature in the upper annealing furnace and the steel sheet temperature is 5 to 80°C.
제 6 항에 있어서,
상기 소지강판은 중량 %로, C : 0.04~0.5%, Si : 0.01~2%, Mn : 0.1~5%, P : 0.001~0.05%, S : 0.0001~0.02%, Al : 0.001~1%, N : 0.001~0.02%, 잔부 Fe 및 기타 불순물을 포함하는 것을 특징으로 하는 열간성형용 알루미늄-철 합금 도금 강판의 제조방법.
7. The method of claim 6,
The base steel sheet in weight %, C: 0.04 to 0.5%, Si: 0.01 to 2%, Mn: 0.1 to 5%, P: 0.001 to 0.05%, S: 0.0001 to 0.02%, Al: 0.001 to 1%, N: 0.001 ~ 0.02%, the remainder Fe and other impurities for hot forming, characterized in that it contains an aluminum-iron alloy plated steel sheet manufacturing method.
제 7 항에 있어서,
상기 소지강판은 중량%로, B : 0.001~0.01%, Cr : 0.01~1%, Ti : 0.001~0.2% 중 1종 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열간성형용 알루미늄-철 합금 도금 강판의 제조방법.
8. The method of claim 7,
The base steel sheet is, by weight%, B: 0.001 to 0.01%, Cr: 0.01 to 1%, Ti: 0.001 to 0.2% of the aluminum-iron alloy plated steel sheet for hot forming, characterized in that it further comprises at least one of manufacturing method.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 따른 열간성형용 알루미늄-철 합금 도금 강판을 Ac3~950℃ 의 온도범위에서 1~15분간 열처리한 후 열간 프레스 성형하는 열간 프레스 성형 부재의 제조방법.
[Claim 5] A method of manufacturing a hot press-formed member by heat-treating the aluminum-iron alloy plated steel sheet for hot forming according to any one of claims 1 to 4 at a temperature range of Ac3 to 950°C for 1 to 15 minutes and then hot press forming.
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