KR102299558B1 - 내식성이 우수한 핫스탬핑 부품 제조방법 및 이에 의해 제조된 핫스탬핑 부품 - Google Patents

내식성이 우수한 핫스탬핑 부품 제조방법 및 이에 의해 제조된 핫스탬핑 부품 Download PDF

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Abstract

내식성이 우수한 핫스탬핑 부품 제조방법 및 이에 의해 제조된 핫스탬핑 부품과 관련한 발명이 개시된다. 한 구체예에서 상기 핫스탬핑 부품 제조방법은 실리콘(Si) 6~12 중량%, 마그네슘(Mg) 0.3~2.0 중량% 및 잔부의 알루미늄(Al)을 포함하는 도금욕에 강소재를 침지하여, 상기 강소재의 표면에 도금층을 형성하여 도금강판을 제조하는 단계; 상기 도금강판을 850~960℃로 가열하는 단계; 및 상기 가열된 도금강판을 프레스 금형으로 이송하여 핫스탬핑 성형하는 단계;를 포함한다.

Description

내식성이 우수한 핫스탬핑 부품 제조방법 및 이에 의해 제조된 핫스탬핑 부품 {MANUFACTURING METHOD FOR HOT STAMPING PRODUCT HAVING EXCELLENT CORROSION RESISTANCE PROPERTY AND HOT STAMPING PRODUCT THEREOF}
본 발명은 내식성이 우수한 핫스탬핑 부품 제조방법 및 이에 의해 제조된 핫스탬핑 부품에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 내식성, 성형성 및 용접성이 우수한 핫스탬핑 부품 제조방법 및 이에 의해 제조된 핫스탬핑 부품에 관한 것이다.
지구 환경 대응과 차량 연비개선을 위하여 차량 경량화는 전세계적인 이슈이다. 차량 경량화를 위해서는 경량재료 적용, 차량 디자인이나 재료 변경을 통한 마찰계수 저감을 통한 방법도 있다. 한편, 차량 경량화 뿐만 아니라 충돌안전성 법 규제를 회피하기 위하여, 재료적인 측면에서 초고강도강의 적용은 필수적이다.
초고강도강은 열을 가해 성형성을 높인 핫스탬핑 공법과 상온에서 가공하는 콜드 스팸핑 공법으로 나뉜다. 각각의 장단점이 있지만 핫스탬핑 공법은 성형후 스프링백을 억제하면서 쉽게 부품을 성형할 수 있다는 장점이 있지만, 공정비용이 높고 고온에서 표면산화를 억제하는 방법이 필요하다.
이에 1960년대 말부터 개발되어온 알루미늄-실리콘(Al-Si) 도금이 핫스탬핑에 적용되고 있다. 그러나 Al-Si 도금은 내고온산화성은 우수하지만, 핫스탬핑후 도금층이 다공질이이서 쉽게 오염물질이 도금층을 통과하여 내부 모재로 침투하여 내식성이 취약한 문제가 있었다. 또한 성형시 많은 균열들이 존재하여 지금까지는 외부부품이 아닌 내부부품용도로 적용되어 왔다.
그러나 2010년 초반 차체(Body in white) 기준, 2~5 중량%인 핫스탬핑 부품의 적용비율은, 최근 충돌법규와 경량화를 대응하기 위해 20 중량%를 넘어서고 있다. 이 때문에 점진적으로 핫스탬핑 부품이 외부로 노출되고 있어 내식성의 향상이 고객으로부터 요구되고 있는 실정이다.
도금층의 내식성 강화를 위해서 최근 마그네슘(Mg) 등의 2A족 성분의 적용이 증가하고 있다. Al-Si에 2A족을 첨가하면 경우, 표면의 부식생성물로 인하여 표면기공을 억제하고 도금의 전위를 낮춰 부식생성물로 인한 내식성이 강화된다. 또한, 도금의 용융시 알루미늄(Al)보다 마그네슘(Mg)이 우선적으로 산화되어 도금 용융액중 수소의 혼입을 억제하기도 한다. 그러나 이러한 2A족 성분의 경우, 도금욕(Bath) 과의 안정성이 매우 취약하므로 이에 대한 최적 성분계의 개발이 필수적이다.
본 발명과 관련한 배경기술은 일본 등록특허공보 제6558436호(2019.08.14. 공고, 발명의 명칭: 용융아연계 도금강판)에 개시되어 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 내식성이 우수하면서, 핫스탬핑 공정시 성형성 및 용접성이 우수한 핫스탬핑 부품 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 도금 밀착성과 도금 품질이 우수한 핫스탬핑 부품 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 도금 욕 안정성 및 공정 안정성이 우수한 핫스탬핑 부품 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 핫스탬핑 부품 제조방법에 의해 제조된 핫스탬핑 부품에 관한 것이다.
본 발명의 하나의 관점은 핫스탬핑 부품 제조방법에 관한 것이다. 한 구체예에서 상기 핫스탬핑 부품 제조방법은 실리콘(Si) 6~12 중량%, 마그네슘(Mg) 0.3~2.0 중량% 및 잔부의 알루미늄(Al)을 포함하는 도금욕에 강소재를 침지하여, 상기 강소재의 표면에 도금층을 형성하여 도금강판을 제조하는 단계; 상기 도금강판을 850~960℃로 가열하는 단계; 및 상기 가열된 도금강판을 프레스 금형으로 이송하여 핫스탬핑 성형하는 단계;를 포함한다.
한 구체예에서 상기 강소재는 탄소(C): 0.15~0.40 중량%, 실리콘(Si): 0.05~1.0 중량%, 망간(Mn): 0.1~3.0 중량%, 인(P): 0 초과 0.05 중량% 이하, 황(S): 0 초과 0.03 중량% 이하, 알루미늄(Al): 0 초과 0.1 중량% 이하, 보론(B): 0.0005~0.01 중량% 및 잔량의 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물을 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 도금층은 편면 기준 50~150g/㎡의 부착량으로 형성될 수 있다.
한 구체예에서 상기 도금욕의 온도는 590~640℃일 수 있다.
본 발명의 다른 관점은 상기 핫스탬핑 부품 제조방법에 의해 제조된 핫스탬핑 부품에 관한 것이다. 한 구체예에서 상기 핫스탬핑 부품은 베이스 강판; 및 상기 베이스 강판의 표면에 형성된 도금층;을 포함하며, 상기 도금층은 실리콘(Si), 마그네슘(Mg) 및 알루미늄(Al)의 합에 대하여, 실리콘(Si) 6~12 중량%, 마그네슘(Mg) 0.3~2.0 중량% 및 잔부의 알루미늄(Al)을 포함한다.
한 구체예에서 상기 베이스 강판은 탄소(C): 0.15~0.40 중량%, 실리콘(Si): 0.05~1.0 중량%, 망간(Mn): 0.1~3.0 중량%, 인(P): 0 초과 0.05 중량% 이하, 황(S): 0 초과 0.03 중량% 이하, 알루미늄(Al): 0 초과 0.1 중량% 이하, 보론(B): 0.0005~0.01 중량% 및 잔량의 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물을 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 도금층은 편면 기준 50~150g/㎡의 부착량으로 형성될 수 있다.
본 발명의 핫스탬핑 부품 제조방법을 적용시, 내식성이 우수하면서, 핫스탬핑 공정시 성형성 및 용접성이 우수하고, 도금층의 표면 품질과 도금층의 밀착성이 우수하며, 도금 욕 안정성 및 공정 안정성이 우수할 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 구체예에 따른 핫스탬핑 부품 제조방법을 나타낸 것이다.
도 2는 실시예 및 비교예의 도금강판 표면, 핫스탬핑 부품의 표면과 미세조직을 나타낸 사진이다.
도 3은 비교예 핫스탬핑 부품 표면의 성분 분석 그래프이다.
도 4는 실시예 및 비교예 핫스탬핑 부품 표면의 성분 분석 그래프이다.
도 5는 실시예 및 비교예의 핫스탬핑 부품의 내식성 평가 결과를 나타낸 사진이다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다. 이때, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 발명을 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
핫스탬핑 부품 제조방법
본 발명의 하나의 관점은 핫스탬핑 부품 제조방법에 관한 것이다. 도 1은 본 발명의 한 구체예에 따른 핫스탬핑 부품 제조방법을 나타낸 것이다. 상기 도 1을 참조하면, 상기 핫스탬핑 부품 제조방법은 (S10) 도금강판 제조단계; (S20) 가열단계; 및 (S30) 핫스탬핑 성형단계;를 포함한다.
보다 구체적으로, 상기 핫스탬핑 부품 제조방법은 (S10) 실리콘(Si) 6~12 중량%, 마그네슘(Mg) 0.3~2.0 중량% 및 잔부의 알루미늄(Al)을 포함하는 도금욕에 강소재를 침지하여, 상기 강소재의 표면에 도금층을 형성하여 도금강판을 제조하는 단계; (S20) 상기 도금강판을 850~960℃로 가열하는 단계; 및 (S30) 상기 가열된 도금강판을 프레스 금형으로 이송하여 핫스탬핑 성형하는 단계;를 포함한다.
이하, 본 발명에 따른 핫스탬핑 부품 제조방법을 단계별로 상세히 설명하도록 한다.
(S10) 도금강판 제조단계
상기 단계는 도금욕에 강소재를 침지하여, 상기 강소재의 표면에 도금층을 형성하여 도금강판을 제조하는 단계이다.
강소재의 부식은 자연적인 현상으로 전기화학적인 반응이며, 양극, 음극 및 이들을 있는 전기적회로의 3대 구성요소를 가진다. 상기 이 3대 구성 요소중 하나라도 억제시 강판의 내식성이 개선된다.
일반적으로 도금의 내식성 강화는 (1) 도금자체의 부식물질 투과저항성 강화(Barrier effect), (2) 도금층의 희생방식 도입(전위강하), (3) 부식생성물의 생성을 통한 부식물질 투과저항성 강화 및 (4) 강력한 배리어 특성을 가진 도장과의 밀착성 강화 등을 이용한다. 도금층의 주 성분인 알루미늄(Al)의 표준 환원전위는 -1.66V이다. 따라서 이보다 낮은 2A족들을 비롯한 금속들을 도금측에 포함시, 도금층의 희생 방식성을 높이며, Al보다 우선적으로 부식되어 부식생성물로 도금층을 보호할 수 있다.
상기 도금층에 포함되는 성분은 독성 및 환경부하가 적어야 하며, 도금용 용액이 안정되어 품질이 균일하고 경제적 특성이 우수해야 한다. 또한, 상기 도금층에 포함되는 성분은 850~960℃ 가열하여 핫스탬핑 성형 후, 품질에 악영향이 없어야 한다. 이 기준에 부합되는 대표적인 성분은 마그네슘(Mg), (표준 환원전위: -2.37V) 이다.
그러나, 아연-마그네슘(ZnMg) 합금에서 보듯이 마그네슘의 양에 따라 도금욕 (Melting Bath) 및 도금표면 품질이 균일하지 않기 때문에 내식성을 나타내며 공정안정성을 가지는 최적의 성분범위가 요구된다. 따라서 본 발명은 내식성을 확보하면서 균일한 도금품질을 확보하는 최적의 범위를 제시한다.
본 발명의 도금욕은 실리콘(Si) 6~12 중량%, 마그네슘(Mg) 0.3~2.0 중량% 및 잔부의 알루미늄(Al)을 포함한다.
상기 실리콘(Si)은 도금욕 유동성을 증가시키며, 알루미늄이 강소재로 확산하는 것을 방지할 수 있다. 상기 실리콘을 6 중량% 미만으로 포함시 그 첨가 효과가 미미하며, 12 중량%를 초과하여 포함시 내식성이 저하되거나, 핫스탬핑 부품의 용접성 및 성형성이 저하될 수 있다.
상기 마그네슘(Mg)을 0.3 중량% 미만으로 포함시 핫스탬핑 부품의 내식성 개선 효과가 미미하며, 2.0 중량%를 초과하여 포함시 산화물 이상석출에 의해 도금층 표면의 균일성이 저하되며, 도금욕의 욕 안정성이 저하될 수 있다.
한 구체예에서 전술한 성분의 도금욕에 강소재를 침지하여, 상기 강소재의 양면에 도금액을 형성한 다음, 가스와이핑 등으로 도금액 부착량을 조절하여 도금층을 형성할 수 있다.
한 구체예에서 상기 도금층은 편면 기준 50~150g/㎡의 부착량으로 형성될 수 있다. 상기 조건에서 상기 핫스탬핑 부품의 내식성이 우수하며, 성형성이 우수할 수 있다.
한 구체예에서 상기 도금욕의 온도는 590~640℃일 수 있다. 상기 조건에서 도금층의 표면 품질과 부착력이 우수할 수 있다.
한 구체예에서 상기 강소재는 탄소(C): 0.15~0.40 중량%, 실리콘(Si): 0.05~1.0 중량%, 망간(Mn): 0.1~3.0 중량%, 인(P): 0 초과 0.05 중량% 이하, 황(S): 0 초과 0.03 중량% 이하, 알루미늄(Al): 0 초과 0.1 중량% 이하, 보론(B): 0.0005~0.01 중량% 및 잔량의 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물을 포함할 수 있다.
탄소(C)
상기 탄소(C)는 강의 강도, 경도를 결정하는 주요 원소이며, 핫스탬핑(또는 열간 프레스) 공정 이후, 강소재의 인장강도를 확보하는 목적으로 첨가된다. 한 구체예에서 상기 탄소(C)는 상기 강소재 전체중량에 대하여 0.15~0.40 중량% 포함될 수 있다. 상기 범위로 포함시 본 발명의 핫스탬핑 부품의 취성 제어가 용이하면서, 기계적 강도와 인성이 우수할 수 있다.
실리콘(Si)
실리콘(Si)은 강소재 내 페라이트 안정화 원소로 작용하며, 페라이트를 청정하게 해줌으로써 연성을 향상시키며, 저온역 탄화물 형성을 억제함으로써 오스테나이트 내 탄소 농화도를 향상시키는 기능을 수행할 수 있다. 나아가, 열연, 냉연, 핫스탬핑 조직 균질화(펄라이트, 망간 편석대 제어) 및 페라이트 미세 분산의 핵심 원소이다. 한 구체예에서 상기 실리콘(Si)은 상기 강소재 전체중량에 대하여 0.05~1.0 중량% 포함될 수 있다. 상기 범위로 포함시 강소재의 페라이트 안정화 효과 및 조직 균질화 효과가 우수할 수 있다.
망간(Mn)
상기 망간(Mn)은 열처리시 소입성 및 강도 증가 목적으로 첨가된다. 한 구체예에서 상기 망간(Mn)은 상기 강소재 전체중량에 대하여 0.1~3.0 중량% 포함될 수 있다. 상기 범위로 포함시 강소재의 연성 및 인성 저하를 방지하면서, 강도가 우수할 수 있다.
인(P)
상기 인(P)은 편석이 잘 되는 원소로 강의 인성을 저해하는 원소이다. 한 구체예에서 상기 인(P)은 상기 강소재 전체중량에 대하여 0 초과 0.05 중량% 이하로 포함될 수 있다. 상기 범위로 포함시 강소재의 인성 저하를 방지할 수 있다.
황(S)
상기 황(S)은 가공성 및 물성을 저해하는 원소이다. 한 구체예에서 상기 황(S)은 상기 강소재 전체중량에 대하여 0 초과 0.05 중량% 이하로 포함될 수 있다. 상기 범위로 포함시 강소재의 열간 가공성 저하 및 조대한 개재물 생성에 의한 크랙 발생 등의 표면 결함을 방지할 수 있다.
알루미늄(Al)
상기 알루미늄(Al)은 탈산재로 사용되는 동시에 실리콘(Si)과 같이 시멘타이트 석출을 억제하고 오스테나이트를 안정화하는 역할을 하여 강도를 향상시키는 역할을 할 수 있다. 한 구체예에서 상기 알루미늄(Al)은 상기 강소재 전체중량에 대하여 0 초과 0.1 중량% 이하로 포함될 수 있다. 상기 범위로 포함시 강소재의 강도가 우수하면서, 공정 부하를 방지하고 기계적 물성 저하 및 표면 결함 발생을 방지할 수 있다.
보론(B)
상기 보론(B)은 마르텐사이트 조직을 확보함으로써, 상기 강소재의 소입성 및 강도를 확보하는 목적으로 첨가되며, 오스테나이트 결정립 성장 온도 증가로 결정립 미세화 효과를 가진다. 한 구체예에서 상기 보론(B)은 상기 강소재 전체중량에 대하여 0.0005~0.01 중량% 포함될 수 있다. 상기 범위로 포함시 소입성 및 강도를 용이하게 확보할 수 있다.
한 구체예에서 상기 강소재 전체중량에 대하여 티타늄(Ti), 니오븀(Nb), 몰리브덴(Mo) 및 바나듐(V) 중 1종 또는 2종 이상의 성분의 총 합을 0.5 중량% 이하로 더 포함할 수 있다.
티타늄(Ti)
상기 티타늄(Ti)은 핫스탬핑 열처리 후 석출물 형성에 의한 소입성 강화 및 재질 상향 목적으로 첨가될 수 있다. 또한 고온에서 Ti(C,N) 등의 석출상을 형성하여, 오스테나이트 결정립 미세화에 효과적으로 기여한다.
한 구체예에서 상기 강소재는 티타늄(Ti), 니오븀(Nb), 몰리브덴(Mo) 및 바나듐(V) 중 1종 또는 2종 이상의 성분의 총 합을 0.5 중량% 이하로 더 포함할 수 있다. 상기 함량 조건으로 포함시 상기 핫스탬핑 부품의 크랙 등의 결함 발생 및 인성 저하를 방지하면서, 기계적 물성이 우수할 수 있다.
니오븀(Nb)
상기 니오븀(Nb)은 상기 강소재의 마르텐사이트(Martensite) 패캣 크기(Packet size) 감소에 따른 강도 및 인성 증가를 목적으로 첨가될 수 있다.
몰리브덴(Mo)
상기 몰리브덴(Mo)은 열간 압연 및 핫스탬핑 중 석출물의 조대화 억제 및 소입성 증대를 통해 상기 강소재의 강도 향상에 기여할 수 있다.
바나듐(V)
상기 바나듐(V)은 탄화물 생성 원소이고 석출물을 생성시켜 핫스탬핑, 담금질한 강소재의 강도를 확보하는데 기여할 수 있다.
한 구체예에서 상기 강소재는 상술한 합금 조성을 포함하는 슬라브재를 통상의 방법을 사용하여 제조될 수 있다.
예를 들면 상기 강소재는, 상술한 합금 조성을 포함하는 슬라브재를 재가열하는 단계; 상기 재가열된 슬라브재를 열간 압연하여 열간압연재를 제조하는 단계; 상기 열간압연재를 냉각 및 권취하여 열연코일을 제조하는 단계; 상기 열연코일을 산세 후 냉간압연하여 냉연판재를 제조하는 단계; 및 상기 냉연판재를 소둔처리하는 단계;를 포함하여 제조될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
(S20) 가열단계
상기 단계는 상기 도금강판을 850~960℃로 가열하는 단계이다. 상기 도금강판을 850℃ 미만의 온도에서 가열시 최종 미세조직이 마르텐사이트 조직으로 변태되지 않아 강도 확보가 어려우며, 960℃를 초과하여 가열시 오스테나이트 결정립이 과대하게 성장하여 핫스탬핑 부품의 강도가 저하될 수 있다.
(S30) 핫스탬핑 성형단계
상기 단계는 상기 가열된 도금강판을 프레스 금형으로 이송하여 핫스탬핑 성형하는 단계이다. 예를 들면, 상기 핫스탬핑 성형은, 가열로에 장입되어 가열된 도금강판을 가열로로부터 취출하여 프레스 금형으로 이송하고; 프레스 금형을 형폐하고 프레스 성형하여 성형체를 제조함과 동시에, 상기 성형체를 급랭하는 단계;를 포함하여 이루어질 수 있다. 예를 들면 상기 성형체의 급랭은 10℃/s 이상의 냉각속도로 이루어질 수 있다. 상기 조건에서 기계적 강도가 우수한 핫스템핑 부품을 제조할 수 있다.
본 발명의 핫스탬핑 부품 제조방법을 적용시, 내식성이 우수하면서, 핫스탬핑 공정시 성형성 및 용접성이 우수하고, 도금층의 표면 품질과 도금층의 밀착성이 우수하며, 도금 욕 안정성 및 공정 안정성이 우수할 수 있다.
핫스탬핑 부품 제조방법에 의해 제조된 핫스탬핑 부품
본 발명의 다른 관점은 상기 핫스탬핑 부품 제조방법에 의해 제조된 핫스탬핑 부품에 관한 것이다. 한 구체예에서 상기 핫스탬핑 부품은 베이스 강판; 및 상기 베이스 강판의 표면에 형성된 도금층;을 포함하며, 상기 도금층은 실리콘(Si), 마그네슘(Mg) 및 알루미늄(Al)의 합에 대하여, 실리콘(Si) 6~12 중량%, 마그네슘(Mg) 0.3~2.0 중량% 및 잔부의 알루미늄(Al)을 포함한다. 상기 도금층의 구성 성분은, 전술한 바와 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하도록 한다.
한 구체예에서 상기 베이스 강판은 탄소(C): 0.15~0.40 중량%, 실리콘(Si): 0.05~1.0 중량%, 망간(Mn): 0.1~3.0 중량%, 인(P): 0 초과 0.05 중량% 이하, 황(S): 0 초과 0.03 중량% 이하, 알루미늄(Al): 0 초과 0.1 중량% 이하, 보론(B): 0.0005~0.01 중량% 및 잔량의 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물을 포함할 수 있다. 상기 베이스 강판의 구성 성분은, 전술한 바와 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하도록 한다.
한 구체예에서 상기 도금층은 편면 기준 50~150g/㎡의 부착량으로 형성될 수 있다.
한 구체예에서 상기 도금층은, 상기 핫스탬핑 공정 중 철 성분(Fe)의 확산에 의해 형성되는 Al-Si-Fe상을 포함하고, 상기 마그네슘(Mg) 도금층 표면으로 부상하여 Mg2Si 상형태로 형성되며, 이로 인해 내식성 향상 효과가 우수할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.
실시예 1
(1) 강소재 제조: 탄소(C): 0.15~0.40 중량%, 실리콘(Si): 0.05~1.0 중량%, 망간(Mn): 0.1~3.0 중량%, 인(P): 0 초과 0.05 중량% 이하, 황(S): 0 초과 0.03 중량% 이하, 알루미늄(Al): 0 초과 0.1 중량% 이하, 보론(B): 0.0005~0.01 중량% 및 잔량의 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물을 포함하는 슬라브재를 재가열하고, 상기 재가열된 슬라브재를 열간 압연하여 열간압연재를 제조한 다음 상기 열간압연재를 냉각 및 권취하여 열연코일을 제조하였다. 상기 열연코일을 산세 후 냉간압연하여 냉연판재를 제조하고, 상기 냉연판재를 소둔처리하여 강소재를 제조하였다.
(2) 도금강판 제조: 실리콘(Si) 6~12 중량%, 마그네슘(Mg) 0.5 중량% 및 잔부의 알루미늄(Al)을 포함하는 온도: 590~640℃의 도금욕에 강소재를 침지하여 강소재의 표면에 도금액을 형성한 다음, 가스와이핑 등으로 상기 도금액 부착량을 편면 기준 50~150g/㎡으로 조절하여 도금층을 형성하여 도금강판을 제조하였다.
상기 도금강판을 가열로에 장입하여 850~960℃로 가열하고, 상기 가열된 도금강판을 프레스 금형으로 이송하여 핫스탬핑 성형하였다. 구체적으로 상기 가열로에 장입되어 가열된 도금강판을 가열로로부터 취출하여 프레스 금형으로 이송하고; 프레스 금형을 형폐하고 프레스 성형하여 성형체를 제조함과 동시에, 상기 성형체를 급랭하는 단계를 포함하여 핫스탬핑 성형하여, 핫스탬핑 부품을 제조하였다.
비교예 1
마그네슘(Mg)을 포함하지 않는 도금욕에 강소재를 침지하여 도금강판을 제조한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 핫스탬핑 부품을 제조하였다.
비교예 2
마그네슘(Mg)을 0.1 중량% 포함하는 도금욕에 강소재를 침지하여 도금강판을 제조한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 핫스탬핑 부품을 제조하였다.
비교예 3
마그네슘(Mg): 3.5 중량%를 포함하는 도금욕에 강소재를 침지하여 도금강판을 제조한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 핫스탬핑 부품을 제조하였다.
상기 실시예 1 및 비교예 1~3에 대하여, 도금강판 표면, 핫스탬핑 성형된 핫스탬핑 부품의 표면과, 표면 미세조직을 하기 도 2에 나타내었다. 상기 도 2를 참조하면, 실시예 1의 경우 핫스탬핑 부품 표면의 기공 크기가 감소하여 부식생성물의 투과 속도를 저하시켜 내식성이 우수함을 알 수 있었다. 반면 Al-Si 도금층을 형성한 비교예 1과 본 발명의 마그네슘 함량치에 미달하는 비교예 2의 경우, 다공성 표면이 형성되어 부식생성물이 쉽게 투과되어 부식성이 저하되었으며, 본 발명의 마그네슘 함량을 초과 적용한 비교예 3의 경우 산화물이 이상 석출되어 표면의 균일성이 저하됨을 알 수 있었다.
도 3은 비교예 1~2 핫스탬핑 부품 표면의 성분 분석 그래프이며, 도 4는 실시예 1 및 비교예 3 핫스탬핑 부품 표면의 성분 분석 그래프이다. 상기 도 3 및 도 4를 참조하면, 실시예 1 및 비교예 3 핫스탬핑 부품 표면의 도금층에서 마그네슘(Mg) 산화물이 확인됨을 알 수 있다.
도 5는 실시예 1 및 비교예 1~2의 핫스탬핑 부품의 내식성 평가 결과를 나타낸 사진이다. 상기 내식성 평가는 VDA233-102 기준에 의거하여 실시하였으며(12 Phase), 치핑(chipping)은 6 Phase 후에 실시하였다. 상기 도 5의 결과를 참조하면, 본 발명의 실시예 1은 비교예 1~2에 비하여 내식성이 향상되었으며, 부식환경에 의해 표면에 노출된 부식생성물의 도금층 하부로의 부식 전파를 억제하는 효과가 우수함을 알 수 있었다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

Claims (7)

  1. 실리콘(Si) 6~12 중량%, 마그네슘(Mg) 0.3~0.5 중량% 및 잔부의 알루미늄(Al)을 포함하는 590~640℃의 도금욕에 강소재를 침지하여, 상기 강소재의 표면에 도금층을 형성하여 도금강판을 제조하는 단계;
    상기 도금강판을 850~960℃로 가열하는 단계; 및
    상기 가열된 도금강판을 프레스 금형으로 이송하여 핫스탬핑 성형하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 핫스탬핑 부품 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 강소재는 탄소(C): 0.15~0.40 중량%, 실리콘(Si): 0.05~1.0 중량%, 망간(Mn): 0.1~3.0 중량%, 인(P): 0 초과 0.05 중량% 이하, 황(S): 0 초과 0.03 중량% 이하, 알루미늄(Al): 0 초과 0.1 중량% 이하, 보론(B): 0.0005~0.01 중량% 및 잔량의 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물을 포함하는 것을 특징으로 하는 핫스탬핑 부품 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 도금층은 편면 기준 50~150g/㎡의 부착량으로 형성되는 것을 특징으로 하는 핫스탬핑 부품 제조방법.
  4. 삭제
  5. 삭제
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  7. 삭제
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KR20150075435A (ko) * 2013-12-25 2015-07-06 주식회사 포스코 내식성 및 마이크로 균열 저항성이 우수한 알루미늄 합금도금강판, 이를 이용한 열간 프레스 성형품 및 그 제조방법
KR20160091399A (ko) * 2013-12-27 2016-08-02 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤 열간 프레스 강판 부재, 그 제조 방법 및 열간 프레스용 강판

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