KR102413549B1 - 핫 스탬핑용 블랭크, 이의 제조 방법, 핫 스탬핑 부품, 및 이의 제조 방법 - Google Patents

핫 스탬핑용 블랭크, 이의 제조 방법, 핫 스탬핑 부품, 및 이의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 핫 스탬핑용 블랭크의 제조 방법은 알루미늄, 및 실리콘을 포함하는 도금욕에 강판을 침지하여 상기 강판 상에 도금층을 형성하는 단계; 및 상기 도금층이 형성된 강판을 제1 온도에서 제1 시간 동안 가열하는 단계를 포함하고, 상기 제1 온도는 540℃ 내지 600℃이고, 상기 도금층을 형성하는 도금량은 40 g/m2 이상 60 g/m2 이하이다.

Description

핫 스탬핑용 블랭크, 이의 제조 방법, 핫 스탬핑 부품, 및 이의 제조 방법 {BLANK FOR HOT STAMPING, METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME, HOT STAMPING COMPONENT, AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 핫 스탬핑용 블랭크, 이의 제조 방법, 핫 스탬핑 부품, 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
자동차 산업에서 환경 규제와 안전 기준의 강화에 따라 고강도를 가지면서도 경량화된 차량 소재에 대한 필요성이 증대되고 있다. 이러한 고강도 및 경량성 차량 소재를 제조하는 공법으로서 핫 스탬핑 기술이 주목받고 있으며, 핫 스탬핑 소재에 대한 연구개발이 활발하게 이루어지고 있다.
핫 스탬핑 공정은 일반적으로 가열/성형/냉각/트림으로 이루어지며 공정 중 소재의 상변태, 및 도금의 합금화 등의 미세조직의 변화를 이용할 수 있다.
최근에는 핫 스탬핑 공정으로 제조된 핫 스탬핑 부품에서 발생하는 지연 파단, 내식성, 용접성 및 굽힘성을 향상시키려는 연구가 활발하게 진행되고 있다. 이와 관련된 기술로는 대한민국 특허공개공보 제10-2018-0095757호(발명의 명칭: 핫 스탬핑 부품의 제조방법) 등이 있다.
제10-2018-0095757호
본 발명의 실시예들은 핫 스탬핑 공정 시 수소지연파단, 및 금형 소착을 방지 또는 최소화하고, 내식성 및 굽힘성을 향상시킬 수 있는 핫 스탬핑용 블랭크, 이의 제조 방법, 핫 스탬핑 부품, 및 이의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 핫 스탬핑용 블랭크의 제조 방법은 알루미늄, 및 실리콘을 포함하는 도금욕에 강판을 침지하여 상기 강판 상에 도금층을 형성하는 단계; 및 상기 도금층이 형성된 강판을 제1 온도에서 제1 시간 동안 가열하는 단계를 포함하고, 상기 제1 온도는 540℃ 내지 600℃이고, 상기 도금층을 형성하는 도금량은 40 g/m2 이상 60 g/m2 이하이다.
상기 도금층은 0 이상 17 ㎛ 이하의 두께를 가지도록 형성될 수 있다.
상기 제1 시간은 10분 이상 120분 미만일 수 있다.
상기 제1 온도가 540℃ 내지 570℃일 때 상기 제1 시간은 60분 이상 120분 미만이고, 상기 제1 온도가 570℃ 내지 600℃일 때, 상기 제1 시간은 10분 이상 60분 미만일 수 있다.
상기 강판 상에 도금층을 형성하는 단계는, 상기 강판 상에 Al-Si 도금층을 형성하는 단계일 수 있다.
상기 도금층이 형성된 강판을 가열하는 단계에서는, 상기 강판의 적어도 일부와 상기 도금층이 상호 확산되어 합금화층이 형성될 수 있다.
상기 합금화층은 단일층으로 구비될 수 있다.
상기 합금화층이 형성된 강판을 재단하여 블랭크를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 핫 스탬핑용 블랭크는 강판; 및 상기 강판 상에 위치하며 단일층으로 구비되는 합금화층을 구비하고, 상기 합금화층은 0 이상 17 ㎛ 이하의 두께를 가질 수 있다.
상기 합금화층의 경도는 950 Hv 이하일 수 있다.
상기 합금화층이 상기 강판과 인접하지 않는 일 표면으로부터의 깊이가 8 ㎛ 이내인 지점에서, 상기 합금화층의 평균 경도는 300 Hv 이상 900 Hv 이하일 수 있다.
상기 합금화층은 FeAlSi 합금을 포함하는 단일층으로 구비될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 핫 스탬핑 부품의 제조 방법은 도금층이 형성된 강판을 제1 온도에서 제1 시간 동안 가열하는 단계; 상기 가열된 강판을 재단하여 블랭크를 형성하는 단계; 상기 블랭크를 단계적으로 가열하는 다단 가열 단계; 및 상기 다단 가열된 블랭크를 Ac3 내지 1,000℃의 온도로 가열하는 균열 가열 단계를 포함하고, 상기 제1 온도는 540℃ 내지 600℃이고, 상기 도금층을 형성하는 도금량은 40 g/m2 이상 60 g/m2 이하이다.
상기 도금층은 0 이상 17 ㎛ 이하의 두께를 가지도록 형성될 수 있다.
상기 제1 시간은 10분 이상 120분 미만일 수 있다.
상기 제1 온도가 540℃ 내지 570℃일 때 상기 제1 시간은 60분 이상 120분 미만이고, 상기 제1 온도가 570℃ 내지 600℃일 때, 상기 제1 시간은 10분 이상 60분 미만일 수 있다.
상기 다단 가열 단계, 및 상기 균열 가열 단계는, 서로 다른 온도 범위를 가지는 복수의 구간을 구비한 가열로 내에서 이루어질 수 있다.
상기 복수의 구간에서 상기 블랭크를 다단 가열하는 구간의 길이와 상기 블랭크를 균열 가열하는 구간의 길이의 비는 1:1 내지 4:1을 만족할 수 있다.
상기 복수의 구간의 온도는 상기 가열로의 입구로부터 상기 가열로의 출구 방향으로 증가할 수 있다.
상기 블랭크를 다단 가열하는 구간 중 서로 인접한 두 개의 구간들 간의 온도 차는 0℃ 보다 크고 100℃ 이하일 수 있다.
상기 균열 가열 단계 이후에, 상기 균열 가열된 블랭크를 상기 가열로로부터 프레스 금형으로 이송하는 단계; 상기 이송된 블랭크를 핫 스탬핑하여 성형체를 형성하는 단계; 및 상기 형성된 성형체를 냉각하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 핫 스탬핑 부품은 강판; 및 상기 강판 상에 위치하며, 단일층으로 구비되는 합금화층을 포함하고, 상기 합금화층은 α-Fe 상을 포함한다.
상기 합금화층은 0 이상 17 ㎛ 이하의 두께를 가질 수 있다.
상기 합금화층의 경도는 950 Hv 이하일 수 있다.
상기 합금화층이 상기 강판과 인접하지 않는 일 표면으로부터의 깊이가 8 ㎛ 이내인 지점에서, 상기 합금화층의 평균 경도는 300 Hv 이상 900 Hv 이하일 수 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 핫 스탬핑 공정 전에 알루미늄-실리콘(Al-Si) 도금층이 형성된 강판을 제1 온도에서 제1 시간 동안 가열함으로써, 강판 상에 단일층으로 구비되는 전체 합금화층을 형성할 수 있다.
또한, 강판 상에 합금화층이 형성된 블랭크를 다단 가열, 및 균열 가열하여 핫 스탬핑 부품을 제조함으로써, 제조된 부품의 수소취성, 및 내박리성이 향상될 수 있다.
또한, 상기 핫 스탬핑 공정 전의 강판 가열 단계 수행과 함께 강판 상의 도금층을 형성하는 도금량을 줄임으로써, 경제성을 도모할 뿐만 아니라 강판 상에 단일층으로 형성되는 전체 합금화층의 연질 특성을 향상시키고, 이에 따라 핫 스탬핑 부품의 크랙 형성이 감소하고, 내식성 및 굽힘성이 향상될 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 핫 스탬핑용 블랭크의 단면을 도시한 단면도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 핫 스탬핑용 블랭크의 제조 방법을 개략적으로 도시한 순서도이다.
도 3은 도 2의 강판을 제조하는 공정을 개략적으로 도시한 순서도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 핫 스탬핑용 블랭크의 제조 방법에 있어서, 강판과 도금층이 합금화되는 구간을 도시한 그래프이다.
도 5는 가열 단계(S120)가 생략된 핫 스탬핑용 블랭크의 제조 방법을 이용하여 제조된 핫 스탬핑용 블랭크의 단면을 도시한 단면도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 핫 스탬핑 부품의 단면을 도시한 단면도이다.
도 7은 도 6의 핫 스탬핑 부품의 특성을 설명하기 위한 단면도이다.
도 8은 도 6의 핫 스탬핑 부품의 특성을 설명하기 위한 분석 위치에 따른경도 그래프이다.
도 9는 가열 단계(S120)가 생략된 핫 스탬핑용 부품의 단면을 도시한 단면도이다.
도 10은 일 실시예에 따른 핫 스탬핑 부품의 제조 방법을 개략적으로 도시한 순서도이다.
도 11은 일 실시예에 따른 핫 스탬핑 부품의 제조 방법의 다단 가열 단계,및 균열 가열 단계에 있어서, 복수의 구간을 구비한 가열로를 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 12는 가열 단계(S310)가 생략된 핫 스탬핑 부품의 제조 방법을 이용하여 제조된 부품의 단면을 도시한 도면이다.
도 13은 철(Fe)-알루미늄(Al) 상태도를 나타낸 도면이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과, 및 특징 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.
이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
이하의 실시예에서, 막, 영역, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 위에 또는 상에 있다고 할 때, 다른 부분의 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기, 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 진행될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하기로 한다.
도 1은 일 실시예에 따른 핫 스탬핑용 블랭크의 단면을 도시한 단면도이다.
도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 핫 스탬핑용 블랭크(10)는 강판(100), 및 상기 강판(100) 상에 배치된 제1 합금화층(200)을 포함할 수 있다.
강판(100)은 소정의 합금 원소를 소정 함량 포함하도록 주조된 강 슬라브에 대해 열연 공정, 및/또는 냉연 공정을 진행하여 제조된 강판일 수 있다. 일 예로, 강판(100)은 탄소(C), 실리콘(Si), 망간(Mn), 인(P), 황(S), 티타늄(Ti), 보론(B), 잔부의 철(Fe), 및 기타 불가피한 불순물을 포함할 수 있다. 또한, 강판(100)은 니오븀(Nb), 몰리브덴(Mo), 및 알루미늄(Al) 중 하나 이상의 성분을 더 포함할 수 있다.
탄소(C)는 강판(100)의 강도, 및 경도를 결정하는 주요 원소이며, 핫 스탬핑 공정 이후, 강판(100)의 인장강도, 및 소입성 특성을 확보하기 위한 목적으로 첨가된다. 일 예로, 탄소는 강판(100) 전체 중량에 대하여 0.19wt% 내지 0.38wt%로 포함될 수 있다. 탄소의 함량이 0.19wt% 미만인 경우, 강판(100)의 기계적 강도를 확보하기 어려울 수 있다. 반면에 탄소의 함량이 0.38wt%를 초과하면, 강판(100)의 인성이 저하되거나 취성 제어 문제가 야기될 수 있다.
실리콘(Si)은 고용 강화 원소로서 강판(100)의 강도, 및 연성을 향상시킬 수 있다. 또한, 실리콘은 수소 취성에 의한 균열의 기점이 되는 시멘타이트의 생성을 억제하는 역할을 수행할 수 있다. 이러한 실리콘은 강판(100) 전체 중량에 대하여 0.1wt% 내지 1wt%로 포함될 수 있다. 실리콘의 함량이 0.1wt% 미만인 경우, 상술한 효과를 얻기 어려우며, 반대로 실리콘의 함량이 1wt%를 초과하면, 강판(100)의 도금 특성이 저하될 수 있다.
망간(Mn)은 열처리 시 소입성, 및 강도 증가 목적으로 첨가된다. 망간은 강판(100) 전체 중량에 대하여 1wt% 내지 2wt%로 포함될 수 있다. 망간의 함량이 1wt% 미만인 경우, 결정립 미세화 효과가 충분하지 못하여, 핫 스탬핑 부품의 경질상 분율이 미달될 수 있다. 반면에, 망간의 함량이 2wt%를 초과하면, 망간 편석 또는 펄라이트 밴드에 의한 연성 및 인성이 저하될 수 있으며, 굽힘 성능 저하의 원인이 되고 불균질 미세조직이 발생할 수 있다.
인(P)은 강판(100)의 인성이 저하되는 것을 방지하기 위해 첨가된다. 인은 강판(100) 전체 중량에 대하여 0 초과 0.03wt% 이하로 포함될 수 있다. 인의 함량이 0.03wt%를 초과하면, 인화철 화합물이 형성되어 인성이 저하되고, 제조 공정 중 강판(100)에 크랙이 유발될 수 있다.
황(S)은 강판(100) 전체 중량에 대하여 0 초과 0.01wt% 이하로 포함될 수 있다. 황의 함량이 0.01wt%를 초과하면, 열간 가공성이 저하되고, 거대 개재물 생성에 의해 크랙 등 표면 결함이 발생할 수 있다.
크롬(Cr)은 강판(100)의 소입성, 및 강도를 향상시키는 목적으로 첨가된다. 크롬은 강판(100) 전체 중량에 대하여 0.1wt% 내지 0.6wt%로 포함될 수 있다. 크롬의 함량이 0.1wt% 미만인 경우, 소입성, 및 강도 향상의 효과가 충분하지 않을 수 있다. 반면에 크롬의 함량이 0.6wt%를 초과하면, 생산비 증가와 강판(100)의 인성이 저하될 수 있다.
티타늄(Ti)은 핫 스탬핑 열처리 후 석출물 형성에 의한 소입성 강화, 및 재질 상향 목적으로 첨가된다. 또한, 티타늄은 고온에서 Ti(C,N) 등의 석출상을 형성하여, 오스테나이트 결정립 미세화에 효과적으로 기여할 수 있다. 티타늄은 강판(100) 전체 중량에 대하여 0.01wt% 내지 0.05wt%로 포함될 수 있다. 티타늄의 함량이 0.01wt% 미만인 경우, 석출물 형성이 미미하며 결정립 미세화 효과가 충분하지 않을 수 있다. 반면에 티타늄이 0.05wt% 초과인 경우, 연신율 하락, 및 인성 저하가 발생될 수 있다.
보론(B)은 마르텐사이트 조직을 확보함으로써, 강판(100)의 소입성, 및 강도를 확보하는 목적으로 첨가되며, 오스테나이트 결정립 성장 온도 증가로 결정립 미세화 효과를 가진다. 보론은 강판(100) 전체 중량에 대하여 0.001wt% 내지 0.005wt%로 포함될 수 있다. 보론의 함량이 0.001wt% 미만인 경우, 소입성 향상 효과가 충분하지 않을 수 있다. 반면에 보론의 함량이 0.005wt%를 초과하는 경우, 취성 위험성과 연신율 열위 위험성이 증가할 수 있다.
일 예로, 제1 합금화층(200)은 강판(100)의 적어도 일면에 형성되며, 단일층으로 구비될 수 있다. 예컨대, 제1 합금화층(200)은 FeAlSi 합금으로 구비될 수 있다.
제1 합금화층(200)은 0 이상 17 ㎛ 이하의 두께를 가질 수 있고, 제1 합금화층(200)의 경도는 약 950 Hv 이하일 수 있다. 더 구체적으로는, 제1 합금화층(200)이 상기 강판(100)과 인접하지 않는 일 표면(본 도면에서는 상부면)으로부터의 깊이가 약 7 ㎛ 이내인 지점에서, 제1 합금화층(200)의 평균 경도는 약 300 Hv 이상 약 900 Hv 이하일 수 있다. 일 실시예에 따른 핫 스탬핑 블랭크(10)로부터 제조되는 핫 스탬핑 부품(20)(도 6 참고)의 경도 특성에 관하여는 후술하는 관련 도면에서 더 상세히 설명한다.
후술하는 바와 같이, 강판(100), 및 상기 강판(100) 상에 형성된 알루미늄-실리콘(Al-Si) 도금층을 제1 온도에서 제1 시간 동안 가열함으로써, 강판(100)과 알루미늄-실리콘(Al-Si) 도금층이 합금화되어 제1 합금화층(200)이 형성될 수 있다. 이때, 강판(100) 상에는 알루미늄-실리콘(Al-Si) 도금층이 잔존하지 않고, 강판(100)의 적어도 일부와 알루미늄-실리콘(Al-Si) 도금층이 전체 합금화될 수 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 핫 스탬핑용 블랭크의 제조 방법을 개략적으로 도시한 순서도이고, 도 3은 도 2의 강판을 제조하는 공정을 개략적으로 도시한 순서도이다. 이하에서는 도 2, 및 도 3을 참조하여 핫 스탬핑용 블랭크의 제조 방법을 설명한다.
도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 핫 스탬핑용 블랭크의 제조 방법은 도금층 형성 단계(S110), 및 가열 단계(S120)를 포함할 수 있다.
도금층 형성 단계(S110)는 도 3에 도시된 바와 같이, 강 슬라브의 열간 압연 단계(S210), 냉각/권취 단계(S220), 냉간 압연 단계(S230), 소둔 열처리 단계(S240), 및 용융 도금 단계(S250)를 포함할 수 있다. 먼저, 강판을 형성하는 공정의 대상이 되는 반제품 상태의 강 슬라브를 준비한다. 이때, 상기 강 슬라브는 탄소(C): 0.19wt% 내지 0.38wt%, 실리콘(Si): 0.1wt% 내지 1wt%, 망간(Mn): 1wt% 내지 2wt%, 인(P): 0 초과 0.03wt% 이하, 황(S): 0 초과 0.01wt% 이하, 크롬(Cr): 0.1wt% 내지 0.6wt%, 티타늄(Ti): 0.01wt% 내지 0.05wt%, 보론(B): 0.001wt% 내지 0.005wt%, 및 잔부의 철(Fe)과 불가피한 불순물을 포함할 수 있다.
열간 압연을 위해 상기 강 슬라브의 재가열 단계가 진행된다. 강 슬라브 재가열 단계에서는 연속 주조 공정을 통해 확보한 강 슬라브를 소정의 온도로 재가열하는 것을 통하여, 주조 시 편석된 성분을 재고용하게 된다. 일 예로, 슬라브 재가열 온도(Slab Reheating Temperature, SRT)는 1,200℃ 내지 1,400℃일 수 있다. 슬라브 재가열 온도(SRT)가 1,200℃보다 낮은 경우에는 주조 시 편석된 성분이 충분히 재고용되지 못해 합금 원소의 균질화 효과를 크게 보기 어렵고, 티타늄(Ti)의 고용 효과를 크게 보기 어려울 수 있다. 슬라브 재가열 온도(SRT)가 높을수록 균질화에 유리하나, 슬라브 재가열 온도(SRT)가 1,400℃를 초과할 경우에는 오스테나이트 결정 입도가 증가하여 강도 확보가 어려울 뿐만 아니라 과도한 가열 공정으로 인하여 강판의 제조 비용이 상승할 수 있다.
열간 압연 단계(S210)에서는 재가열된 강 슬라브를 소정의 마무리 압연 온도에서 열간 압연한다. 일 예로, 마무리 압연 온도(Finishing Delivery Temperature: FDT)는 880℃ 내지 950℃일 수 있다. 이때, 마무리 압연 온도(FDT)가 880℃보다 낮으면, 이상영역 압연에 의한 혼립 조직이 발생으로 강판의 가공성 확보가 어렵고, 미세조직 불균일에 따라 가공성이 저하되는 문제가 있을 뿐만 아니라 급격한 상 변화에 의해 열간 압연 중 통판성의 문제가 발생할 수 있다. 마무리 압연 온도(FDT)가 950℃를 초과할 경우에는 오스테나이트 결정립이 조대화될 수 있다. 또한, TiC 석출물이 조대화되어 핫 스탬핑 부품의 성능이 저하될 수 있다.
냉각/권취 단계(S220)에서는 열간 압연된 강판을 소정의 권취 온도(Coiling Temperature: CT)까지 냉각하여 권취한다. 일 예로, 상기 권취 온도는 550℃ 내지 800℃일 수 있다. 상기 권취 온도는 탄소(C)의 재분배에 영향을 미치며, 권취 온도가 550℃ 미만일 경우에는 과냉으로 인한 저온상 분율이 높아져 강도가 증가할 수 있고, 냉간 압연 시 압연부하가 심화될 우려가 있으며, 연성이 급격히 저하될 수 있다. 반대로, 권취 온도가 800℃를 초과할 경우에는 이상 결정입자 성장이나 과도한 결정입자 성장으로 성형성, 및 강도 열화가 발생할 수 있다.
냉간 압연 단계(S230)에서는 권취된 강판을 언코일링(uncoiling)하여 산세 처리한 후, 냉간 압연한다. 이때, 산세는 권취된 강판, 즉 상기의 열연과정을 통하여 제조된 열연 코일의 스케일을 제거하기 위한 목적으로 실시하게 된다.
소둔 열처리 단계(S240)는 상기 냉연 강판을 700℃ 이상의 온도에서 소둔 열처리하는 단계이다. 일 예로, 소둔 열처리는 냉연 판재를 가열하고, 가열된 냉연 판재를 소정의 냉각 속도로 냉각하는 단계를 포함한다.
용융 도금 단계(S250)는 소둔 열처리된 강판에 대해 도금층을 형성하는 단계이다. 일 예로, 용융 도금 단계(S250)에서, 상기 소둔 열처리된 강판, 즉, 강판 상에 알루미늄-실리콘(Al-Si) 도금층을 형성할 수 있다.
구체적으로, 용융 도금 단계(S250)에서 상기 강판을 8 wt% 내지 12 wt%의 실리콘(Si), 및 여분의 알루미늄(Al)을 포함하는 용융 도금욕에 침지시킬 수 있다. 이때, 용융 도금욕은 400℃ 내지 700℃의 온도를 유지할 수 있다. 도금층은 상기 강판(100)의 양면 기준 40 g/m2 내지 200 g/m2, 바람직하게는 약 40 g/m2 내지 약 60 g/m2의 도금량으로 도금됨으로써 형성될 수 있다. 도금량이 약 40 g/m2 이하인 경우 핫 스탬핑 블랭크/부품의 내식성을 확보하기 어렵고, 약 60 g/m2 이상인 경우 FeAl 합금층 형성에 따라 크랙 등의 표면 결함이 발생하기 쉬워지는 문제점이 있을 수 있다. 도금량에 따라 형성되는 제1 합금화층은 0 이상 17 ㎛ 이하의 두께를 가지도록 형성될 수 있다.
가열 단계(S120)는 알루미늄-실리콘(Al-Si) 도금층이 형성된 강판을 가열하는 단계이다. 보다 구체적으로, 가열 단계(S120)는 알루미늄-실리콘(Al-Si) 도금층이 형성된 강판을 가열하여 제1 합금화층을 형성하는 단계이다.
가열 단계(S120)에서 알루미늄-실리콘(Al-Si) 도금층이 형성된 강판을 가열하는 가열 시간과 가열 온도는 하기 수학식을 만족할 수 있다.
<수학식>
In(t) = α + (β/(R x T))
이때, t는 가열 시간, α는 도금량에 따른 보정계수, β는 도금층에 포함된 실리콘(Si) 함량에 따른 보정계수, R은 기체상수, 및 T는 가열 온도이다. 상기 수학식에서 가열 온도(T)는 절대 온도를 의미한다.
일 실시예에 따른 핫 스탬핑용 블랭크의 제조 방법에 있어서, 강판 상에 형성된 알루미늄-실리콘(Al-Si) 도금층의 도금량은 40 g/m2 내지 60 g/m2일 수 있으므로, 도금량에 따른 보정계수 α는 -31.09 내지 -10.36의 값을 가질 수 있다.
또한, β는 알루미늄-실리콘(Al-Si) 도금층에 포함된 실리콘(Si) 함량, 및 실리콘(Si)의 활성화에너지를 고려하여 84752.2 J/mol 내지 254256.5 J/mol 의 값을 가질 수 있다.
일 예로, 가열 단계(S120)에서는 알루미늄-실리콘(Al-Si) 도금층이 형성된 강판을 가열 온도(T)로 가열할 수 있다. 예컨대, 가열 단계(S120)에서는 알루미늄-실리콘(Al-Si) 도금층이 형성된 강판을 제1 온도에서 가열할 수 있다. 이때, 제1 온도는 540℃ 내지 600℃일 수 있다. 제1 온도가 540℃ 미만인 경우, 강판의 적어도 일부와 알루미늄-실리콘(Al-Si) 도금층이 합금화되는데 필요한 시간이 증가하여 공정 상 로스(Loss)가 발생할 수 있다. 반면에, 제1 온도가 600℃ 초과인 경우, 후술할 핫 스탬핑 부품의 제조 공정 시 블랭크의 표면에 액상이 형성되어 금형 소착 문제가 발생할 수 있다.
일 예로, 가열 단계(S120)에서는 알루미늄-실리콘(Al-Si) 도금층이 형성된 강판을 가열 시간(t) 동안 가열할 수 있다. 예컨대, 가열 단계(S120)에서는 알루미늄-실리콘(Al-Si) 도금층이 형성된 강판을 제1 시간 동안 가열할 수 있다. 이때, 제1 시간은 10분 내지 120분, 구체적으로 10분 이상 120분 미만일 수 있다. 구체적으로, 제1 온도가 540℃ 내지 570℃일 때, 제1 시간은 60분 이상 120분 미만일 수 있고, 제1 온도가 570℃ 내지 600℃일 때, 제1 시간은 10분 이상 60분 미만일 수 있다. 제1 시간이 10분 미만인 경우, 강판과 알루미늄-실리콘(Al-Si) 도금층이 완전히 합금화되지 않을 수 있다. 반면에, 제1 시간이 120분 초과인 경우, 과도한 가열 시간으로 인해 핫 스탬핑 부품의 생산성이 저하될 수 있다.
가열 단계(S120)에 있어서, 제1 온도가 540℃인 경우 알루미늄-실리콘(Al-Si) 도금층이 전체 합금화되는데 필요한 최소 시간이 약 60분일 수 있다. 즉, 가열 단계(S120)에 있어서, 알루미늄-실리콘(Al-Si) 도금층이 형성된 강판을 540℃에서 약 60분 이상 가열해야 전체 합금화층이 형성될 수 있다. 따라서, 제1 온도가 540℃보다 클 경우, 전체 합금화층을 형성할 수 있는 최소 시간이 60분보다 작아질 수 있으며, 최소 시간은 10분 내지 60분 사이일 수 있다.
또한, 가열 단계(S120)에 있어서, 제1 온도가 600℃인 경우 알루미늄-실리콘(Al-Si) 도금층이 전체 합금화되는데 필요한 최소 시간이 약 10분일 수 있다. 즉, 가열 단계(S120)에 있어서, 알루미늄-실리콘(Al-Si) 도금층이 형성된 강판을 600℃에서 약 10분 이상 가열해야 전체 합금화층이 형성될 수 있다. 따라서, 제1 온도가 600℃보다 작을 경우, 전체 합금화층을 형성할 수 있는 최소 시간이 10분보다 커질 수 있으며, 최소 시간은 10분 내지 60분 사이일 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 핫 스탬핑용 블랭크의 제조 방법에 있어서, 강판과 도금층이 합금화되는 구간을 도시한 그래프이다. 보다 구체적으로, 도 4는 수학식을 만족하는 가열 온도에 따른 가열 시간을 도시한 그래프에서, 도금층이 합금화되는 구간을 도시한 도면이다.
앞서 언급한 바와 같이, 가열 단계(S120)에서는 알루미늄-실리콘(Al-Si) 도금층이 형성된 강판을 제1 온도로, 제1 시간 동안 가열함으로써, 강판의 적어도 일부와 알루미늄-실리콘(Al-Si) 도금층이 합금화되어, 전체 합금화층이 형성될 수 있다..
따라서, 도 4의 A 구간에 해당하는 경우, 강판의 적어도 일부와 알루미늄-실리콘(Al-Si) 도금층이 상호 확산되어 제1 합금화층이 형성될 수 있다. 이때, 형성된 제1 합금화층은 단일층으로 구비될 수 있다. 예컨대, 제1 합금화층은 FeAlSi 합금으로 구비될 수 있다. 일 예로, 강판 상에는 알루미늄-실리콘(Al-Si) 도금층이 잔존하지 않고, 강판의 적어도 일부와 알루미늄-실리콘(Al-Si) 도금층이 전체 합금화될 수 있다.
이후, 블랭크 형성 단계가 수행될 수 있다. 블랭크 형성 단계는 제1 합금화층이 형성된 강판을 재단하여 블랭크를 형성하는 단계일 수 있다. 블랭크 형성 단계에서는 제1 합금화층이 형성된 강판을 목적에 따라 원하는 형상으로 재단하여 블랭크를 형성할 수 있다.
일 예로, 블랭크 형성 단계는 가열 단계(S120) 이전에 수행될 수 있다. 예를 들어, 알루미늄-실리콘(Al-Si) 도금층이 형성된 강판을 재단하여 블랭크를 형성한 후, 상기 형성된 블랭크를 가열하는 가열 단계(S120)가 수행될 수 있다.
도 5는 가열 단계(S120)가 생략된 핫 스탬핑용 블랭크의 제조 방법을 이용하여 제조된 핫 스탬핑용 블랭크(10')의 단면을 도시한 단면도이다.
도 1, 및 도 5를 참조하면, 가열 단계(S120)를 포함하는 핫 스탬핑용 블랭크의 제조 방법을 이용하여 제조된 핫 스탬핑용 블랭크(10)는 강판(100), 및 상기 강판(100) 상에 배치된 제1 합금화층(200)으로 구비될 수 있다. 제1 합금화층(200)은 강판(100)과 상기 강판(100) 상에 형성된 알루미늄-실리콘(Al-Si) 도금층이 합금화된 것일 수 있다. 구체적으로, 강판(100), 및 상기 강판(100) 상에 미리 설정된 도금량을 기초로 형성된 알루미늄-실리콘(Al-Si) 도금층을 제1 온도에서 제1 시간 동안 가열함으로써, 강판(100)과 알루미늄-실리콘(Al-Si) 도금층이 합금화되어 제1 합금화층(200)이 형성될 수 있다. 이때, 강판(100) 상에는 알루미늄-실리콘(Al-Si) 도금층이 잔존하지 않고, 강판(100)의 적어도 일부와 알루미늄-실리콘(Al-Si) 도금층이 전체 합금화될 수 있다. 상기 미리 설정된 도금량은 약 40 g/m2 내지 약 60 g/m2 일 수 있다.
가열 단계(S120)가 생략된 핫 스탬핑용 블랭크의 제조 방법을 이용하여 제조된 핫 스탬핑용 블랭크(10')는 강판(100), 상기 강판 상에 배치된 제1 합금화층(200'), 및 상기 제1 합금화층(200') 상에 배치된 알루미늄-실리콘(Al-Si) 도금층(250')으로 구비될 수 있다.
이를 통해, 가열 단계(S120)가 수행된 핫 스탬핑용 블랭크에서는 강판(100) 상에 형성된 알루미늄-실리콘(Al-Si) 도금층이 모두 제1 합금화층(200)으로 합금화되지만, 가열 단계(S120)가 생략된 핫 스탬핑용 블랭크에서는 강판(100) 상에 알루미늄-실리콘(Al-Si) 도금층이 일부 잔존하는 것을 확인할 수 있다.
따라서, 가열 단계(S120)가 수행된 핫 스탬핑용 블랭크 상에 형성된 알루미늄-실리콘(Al-Si) 도금층이 모두 제1 합금화층(200)으로 합금화되므로, 고온 열처리를 통한 오스테나이징 과정에서 표면에 알루미늄-실리콘(Al-Si) 액상 형성에 따른 수소 유입, 및 금형 소착 문제를 방지하거나 최소화할 수 있다.
도 6은 일 실시예에 따른 핫 스탬핑 부품의 단면을 도시한 단면도이다.
도 6을 참조하면, 일 실시예에 따른 핫 스탬핑 부품(20)은 강판(100), 및 상기 강판(100) 상에 위치하며 단일층으로 구비되는 제2 합금화층(300)을 포함할 수 있다.
제2 합금화층(300)은 강판(100)의 적어도 일면에 형성되며, 알루미늄(Al)을 포함할 수 있다. 제2 합금화층(300)은 합금화된 철(Fe), 알루미늄(Al), 및 실리콘(Si)을 포함할 수 있다. 일 예로, 제2 합금화층(300)은 α-Fe 상을 가지는 단일층일 수 있다.
제2 합금화층(300)의 두께(d1)는 0 이상 17 ㎛ 이하일 수 있다. 제2 합금화층(300)의 두께(d1)는 전술한 바에 따른 제1 합금화층(200)을 형성하는 도금량에 따라 형성되는 두께일 수 있다.
제2 합금화층(300)의 경도는 950 Hv 이하일 수 있다. 제2 합금화층(300)이 강판(100)과 인접하지 않는 일 표면, 즉 상부면으로부터의 깊이가 7 ㎛ 이내인 지점에서, 제2 합금화층(300)의 평균 경도는 300 Hv 이상 900 Hv 이하일 수 있다. 제2 합금화층(300)의 경도 특성에 관하여는 후술하는 도 7에서 더 상세히 설명한다.
실시예에 따라서, 본 도면에 도시되지는 않았으나 핫 스탬핑 부품은 제2 합금화층(300) 상에 배치된 표면층을 더 포함할 수 있다. 표면층은 알루미늄(Al)을 80wt% 이상 포함하는 층으로, 강판(100)이 산화되는 것을 방지할 수 있다. 일 예로, 강판 상에 배치된 표면층의 평균 두께는 100nm 내지 200nm일 수 있다.
도 7은 후술하는 가열 단계(310)(도 10 참고)가 생략된 핫 스탬핑 부품 제조 방법에 의해 제조된 핫 스탬핑 부품(20')의 단면을 도시한 단면도이다.
도 7을 참조하면, 핫 스탬핑 부품(20')은 강판(100), 및 상기 강판(100) 상에 위치하며 순차적으로 적층된 제1 층(310), 제2 층(320), 및 제3 층(330)을 구비하는 제2' 합금화층(300')을 포함할 수 있다.
도 7의 핫 스탬핑 부품(20')의 기반이 되는 핫 스탬핑 블랭크의 도금층을 형성하는 도금량은 약 60 g/m2 초과일 수 있고, 일 예로 약 85 g/m2 약 95 g/m2일 수 있다.
제2' 합금화층(300')은 강판(100)의 적어도 일면에 형성되며, 알루미늄(Al)을 포함할 수 있다. 제2' 합금화층(300')은 강판(100) 상에 순차적으로 적층된 제1 층(310), 제2 층(320), 및 제3 층(330)을 포함할 수 있다.
제1 층(310)은 합금화된 철(Fe), 알루미늄(Al), 및 실리콘(Si)을 포함할 수 있다. 일 예로, 제1 층(310)은 α-Fe상을 가질 수 있다. 제2 층(320)은 Fe2Al5상을 포함할 수 있다. 일 예로, 합금화층(300)에 대한 제2 층(320)의 면적분율은 0% 초과 33% 이하일 수 있다. 합금화층(300)에 대한 제2 층(320)의 면적분율이 33%를 초과하는 경우, 핫 스탬핑 부품의 제조 방법에 의해 제조된 핫 스탬핑 부품의 내박리성, 및 수소취성이 저하될 수 있다. 제3 층(330)은 FeAl상을 포함할 수 있다.
한편, 제1 층(310)은 200Hv 내지 800Hv의 경도를 가질 수 있고, 제2 층(320)은 700Hv 내지 1,200Hv의 경도를 가질 수 있으며, 제3 층(330)은 200Hv 내지 800Hv의 경도를 가질 수 있다.
실시예에 따라서, 핫 스탬핑 부품은 제2' 합금화층(300') 상에 배치된 표면층을 더 포함할 수 있다. 표면층은 알루미늄(Al)을 80wt% 이상 포함하는 층으로, 강판(100)이 산화되는 것을 방지할 수 있다. 일 예로, 강판 상에 배치된 표면층의 평균 두께는 100nm 내지 200nm일 수 있다.
이하, 도 8 및 도 9를 함께 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 핫 스탬핑 부품의 경도 특성에 관하여 설명한다.
도 8은 도 6의 핫 스탬핑 부품의 특성을 설명하기 위한 단면도이고, 도 9은 도 6의 핫 스탬핑 부품의 특성을 설명하기 위한 분석 위치에 따른경도 그래프이다. 도 8의 핫 스탬핑 부품은 강판(100) 및 강판(100) 상에 배치되는 제2 합금화층(300)을 포함하고, 본 도면에는 제2 합금화층(300)의 경도 특성을 설명하기 위해 이격 분포된 복수의 분석 위치(P; P0 내지 P10 포함)가 도시되어 있다. 이하, P0를 최초 위치, P1 내지 P10 각각을 제1 내지 제10 위치로 지칭할 수 있다. 복수의 분석 위치(P)는 두께(d1) 방향으로 균일한 간격으로 이격 되어 분포할 수 있다.
이하 실시예들은, 경도 분석 방법은 마이크로 비커스 경도기를 이용하여 압입하중 10g 기준으로 분석한 결과이다.
도 8 및 도 9를 함께 참조하면, 제1 내지 제7 위치(P1~P7)는 제2 합금화층(300) 내에 분포하고, 제8 내지 제10 위치(P8~P10)는 강판(100) 내 합금화층(300)과 인접한 부분(820 면 부근)에 분포하도록 설정한 경우를 예로 들어 설명한다. P1으로부터 P7으로 갈수록 강판(100)에 근접하며, P1으로부터 P10으로 갈수록 제1 표면(810)으로부터 깊어진다.
제2 합금화층(300)의 제1 내지 제7 위치(P1~P7)에서의 경도는 950 Hv 이하일 수 있다. 일 예로, 제2 합금화층(300)의 두께(d1)는 약 17 ㎛ 이하일 수 있고, 제1 내지 제7 위치(P1~P7)는 상기 두께(d1) 내에 위치하는 지점일 수 있다.
도 8을 참조하면, 제2 합금화층(300)은 강판(100)과 인접하지 않는 제1 표면(810) 및 상기 제1 표면(810)과 대향하고 강판(100)과 인접하는 제2 표면(820)을 포함할 수 있다. 제2 합금화층(300)은 상기 제1 표면(810)으로부터 소정의 두께인 제2 두께(d2)를 가지는 일부 영역에서 300 Hv 이상 900 Hv 이하의 평균 경도를 가질 수 있다. 일 예로, 제2 두께(d2)는 전체 두께(d1)를 등간격으로 분포하는 7개의 분석 위치로 나누어 분석할 때 3개 구간에 대한 값일 수 있다. 즉, 전체 두께(d1)는 약 17㎛이고 복수의 분석 위치(P0~P7)는 등간격으로 위치하므로, 상기 제2 두께(d2)는 약 8 ㎛ (17×3/7≒8)일 수 있다. 이때, 제1 내지 제4 위치(P1~P4)는 상기 제1 표면(810)으로부터 제2 두께(d2)를 가지는 영역 내부에 위치할 수 있다.
도 9를 참조하면, 후술하는 가열 단계(310)가 생략된 제조 방법에 의해 생성된 핫 스탬핑 부품의 경도 특성을 나타낸 제1 곡선(910)과, 본 발명의 일 실시예에 따른 가열 단계(310)가 포함된 제조 방법에 의해 생성된 핫 스탬핑 부품의 경도 특성을 나타낸 제2 곡선(920)이 도시되어 있다. 일 예로, 제1 곡선(910)은 도 7의 핫 스탬핑 부품(20')의 경도 특성 곡선이고, 제2 곡선(920)은 도 6의 핫 스탬핑 부품(20)의 경도 특성 곡선일 수 있다.
먼저 제2 곡선(920)을 참조하면, 전술한 바와 같이 최초 위치(P0) 및 제2 합금화층(300) 내에 존재하는 제1 내지 제7 위치(P1~P7)에서 경도는 약 950 hv 이하일 수 있다. 더 구체적으로는 최초 위치(P0) 및 제1 내지 제4 위치(P1~P4)에서 평균 경도가 약 300 hv 이상 약 900 hv 이하임을 확인할 수 있다. 반면, 제1 곡선(910)을 참조하면 합금화층 내 위치(P1~P7 지점, 특히 P1~P4 지점)에서의 경도가 약 900 hv를 초과하는 것을 확인할 수 있다. 더 상세하게는, 제2 합금화층(300)의 경도는 제1 표면(810)으로부터의 깊이가 약 8 ㎛ 이내인 영역(P0~P3 지점)에서는 약 600hv 내지 약 900hv이고, 약 8 ㎛ 내지 약 17 ㎛인 영역(P3~P7 지점)에서는 약 300hv 내지 약 600hv일 수 있다.
이하에서는, [표 1]을 실시예로 들어 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나, 하기의 실시예는 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 하기의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다. 하기의 실시예는 본 발명의 범위 내에서 당업자에 의해 적절히 수정, 변경될 수 있다. 일 예로, 두 곡선(910, 920)의 분석 위치 별 경도의 구체적인 수치는 하기 [표 1]과 같다.
경도(Hv)
P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 P10
910 905 1049 1382 813 443 515 474 854 851 1084
920 900 744 707 495 366 365 387 1122 959 929
여기서 도 9와 전술한 도 6 및 도 7을 함께 참조하면, 가열 단계(S310)가 포함된 핫 스탬핑 부품의 제조 방법을 이용하여 제조된 핫 스탬핑 부품(20)은 단일층으로 구비되는 제2 합금화층(300)을 포함하고, 제2 합금화층(300)은 α-Fe 상을 포함할 수 있다. 한편, 가열 단계(S310)가 생략된 제조 방법을 이용하여 제조된 핫 스탬핑 부품(20')은 제2' 합금화층(300')을 포함할 수 있다. 제2' 합금화층(300')은 순차적으로 적층된 제1 층(310), 제2 층(320) 및 제3 층(330)을 포함할 수 있다. 이때, 제1 층(310)은 α-Fe를 포함할 수 있고, 제2 층(320)은 Fe2Al5를 포함할 수 있으며, 제3 층(330)은 FeAl를 포함할 수 있다.
가열 단계(S310)가 포함된 제조 방법을 이용하여 제조된 핫 스탬핑 부품(20)의 제2 합금화층(300)은 단일층으로 형성되지만, 가열 단계(S310)가 생략된 제조 방법을 이용하여 제조된 핫 스탬핑 부품(20')에 포함된 제2' 합금화층(300')은 순차적으로 적층된 다중층으로 형성되는 것을 확인할 수 있다.
따라서, 다단 가열 단계(S330), 및 균열 가열 단계(S340) 이전에 블랭크를 미리 가열(가열 단계(S310))하고, 도금량을 제어한 경우, 최종적인 핫 스탬핑 부품(20)에 포함된 제2 합금화층(300)은 α-Fe 상을 포함하는 단일층으로 구비되는 것을 확인할 수 있다. 전술한 바와 같이, 도 6의 핫 스탬핑 부품(20)의 단일층으로 구비된 제2 합금화층(300)의 평균 경도가 도 9의 핫 스탬핑 부품(20')의 다중층으로 구비된 제2' 합금화층(300')의 평균 경도보다 낮은 것을 확인하였다. 일반적으로 상 별로 경도를 비교하면 Fe2Al5> FeAl> α-Fe 이고, 용접성은 α-Fe> Fe2Al5> FeAl인 것으로 알려져 있다. 이에 따라, 상기 핫 스탬핑 부품(20)의 특성은 제2 합금화층(300)이 포함하는 α-Fe 상이 제2' 합금화층(300')이 포함하는 Fe2Al5, FeAl 상에 비하여 연질 특성이 강하고 이에 따라 핫 스탬핑 부품의 크랙 발생 빈도가 현저히 감소하기 때문일 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 핫 스탬핑 부품은 크랙 발생 빈도가 감소함에 따라 내식성 뿐만 아니라 용접성, 굽힘성 또한 향상될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예와 같이 도금량을 감소시킴과 동시에 전술한 가열 단계(310)를 포함하는 제조 방법에 의해 핫 스탬핑 부품을 제조함으로써 경제성을 도모함과 동시에 내식성 저하의 문제를 방지할 수 있다.
도 10은 일 실시예에 따른 핫 스탬핑 부품의 제조 방법을 개략적으로 도시한 순서도이다.
도 10을 참조하면, 일 실시예에 따른 핫 스탬핑 부품의 제조 방법은 가열 단계(S310), 블랭크 형성 단계(S320), 다단 가열 단계(S330), 균열 가열 단계(S340), 이송 단계(S350), 형성 단계(S360), 및 냉각 단계(S370)를 포함할 수 있다.
가열 단계(S310)는 알루미늄-실리콘(Al-Si) 도금층이 형성된 강판을 가열하는 단계이다. 보다 구체적으로, 가열 단계(S310)는 알루미늄-실리콘(Al-Si) 도금층이 형성된 강판을 가열하여 제1 합금화층을 형성하는 단계이다. 이때, 알루미늄-실리콘(Al-Si) 도금층이 형성된 강판은 도 3에 도시된 강 슬라브의 열간 압연 단계(S210), 냉각/권취 단계(S220), 냉간 압연 단계(S230), 소둔 열처리 단계(S240), 및 용융 도금 단계(S250)를 통해 제조될 수 있다.
가열 단계(S310)에서 알루미늄-실리콘(Al-Si) 도금층이 형성된 강판을 가열하는 가열 시간과 가열 온도는 하기 수학식을 만족할 수 있다.
<수학식>
In(t) = α + (β/(R x T))
이때, t는 가열 시간, α는 도금량에 따른 보정계수, β는 도금층에 포함된 실리콘(Si) 함량에 따른 보정계수, R은 기체상수, 및 T는 가열 온도이다. 상기 수학식에서 가열 온도(T)는 절대 온도를 의미한다.
일 실시예에 따른 핫 스탬핑용 부품의 제조 방법에 있어서, 강판 상에 형성된 알루미늄-실리콘(Al-Si) 도금층의 도금량은 40 g/m2 내지 60 g/m2일 수 있으므로, 도금량에 따른 보정계수 α는 -31.09 내지 -10.36의 값을 가질 수 있다.
또한, β는 알루미늄-실리콘(Al-Si) 도금층에 포함된 실리콘(Si) 함량, 및 실리콘(Si)의 활성화에너지를 고려하여 84752.2 J/mol 내지 254256.5 J/mol 의 값을 가질 수 있다.
일 예로, 가열 단계(S310)에서는 알루미늄-실리콘(Al-Si) 도금층이 형성된 강판을 가열 온도(T)로 가열할 수 있다. 예컨대, 가열 단계(S310)에서는 알루미늄-실리콘(Al-Si) 도금층이 형성된 강판 제1 온도에서 가열할 수 있다. 이때, 제1 온도는 540 ℃ 내지 600℃일 수 있다. 제1 온도가 540℃ 미만인 경우, 강판의 적어도 일부와 알루미늄-실리콘(Al-Si) 도금층이 합금화되는데 필요한 시간이 증가하여 공정 상 로스(Loss)가 발생할 수 있다. 반면에, 제1 온도가 600℃ 초과인 경우, 핫 스탬핑 부품의 제조 공정 시 블랭크의 표면에 액상이 형성되어 금형 소착 문제가 발생할 수 있다.
일 예로, 가열 단계(S310)에서는 알루미늄-실리콘(Al-Si) 도금층이 형성된 강판을 가열 시간(t) 동안 가열할 수 있다. 예컨대, 가열 단계(S310)에서는 알루미늄-실리콘(Al-Si) 도금층이 형성된 강판을 제1 시간 동안 가열할 수 있다. 이때, 제1 시간은 10분 내지 120분, 구체적으로 10분 이상 120분 미만일 수 있다. 구체적으로, 제1 온도가 540℃ 내지 570℃일 때, 제1 시간은 60분 이상 120분 미만일 수 있고, 제1 온도가 570℃ 내지 600℃일 때, 제1 시간은 10분 이상 60분 미만일 수 있다. 제1 시간이 10분 미만인 경우, 강판과 알루미늄-실리콘(Al-Si) 도금층이 완전히 합금화되지 않을 수 있다. 반면에, 제1 시간이 120분 초과인 경우, 과도한 가열 시간으로 인해 핫 스탬핑 부품의 생산성이 저하될 수 있다.
가열 단계(S310)에 있어서, 제1 온도가 540℃인 경우 알루미늄-실리콘(Al-Si) 도금층이 전체 합금화되는데 필요한 최소 시간이 약 60분일 수 있다. 즉, 가열 단계(S310)에 있어서, 알루미늄-실리콘(Al-Si) 도금층이 형성된 강판을 540℃에서 약 60분 이상 가열해야 전체 합금화층이 형성될 수 있다. 따라서, 제1 온도가 540℃보다 클 경우, 전체 합금화층을 형성할 수 있는 최소 시간이 60분보다 작아질 수 있으며, 최소 시간은 10분 내지 60분 사이일 수 있다.
또한, 가열 단계(S310)에 있어서, 제1 온도가 600℃인 경우 알루미늄-실리콘(Al-Si) 도금층이 전체 합금화되는데 필요한 최소 시간이 약 10분일 수 있다. 즉, 가열 단계(S310)에 있어서, 알루미늄-실리콘(Al-Si) 도금층이 형성된 강판을 600℃에서 약 10분 이상 가열해야 전체 합금화층이 형성될 수 있다. 따라서, 제1 온도가 600℃보다 작을 경우, 전체 합금화층을 형성할 수 있는 최소 시간이 10분보다 커질 수 있으며, 최소 시간은 10분 내지 60분 사이일 수 있다.
일 예로, 제1 온도가 600℃인 경우 알루미늄-실리콘(Al-Si) 도금층이 α-Fe 상을 포함하는 단일층으로 전체 합금화되는데 약 20분 내지 약 50분이 소요될 수 있고, 바람직하게는 약 50분일 수 있다.
가열 단계(S310)를 수행한 후 후술하는 다단 가열 및/또는 균열 가열 단계를 수행하는 경우, 핫 스탬핑 부품에서는 블랭크 상의 최초의 알루미늄-실리콘(Al-Si) 도금층으로부터 형성될 수 있는 FeAl, Fe2Al5 상을 포함하는 층이 소멸되고 최종적으로 α-Fe 상을 포함하는 단일층으로 구비되는 제2 합금화층(300)이 생성될 수 있다.
블랭크 형성 단계(S320)는 제1 합금화층이 형성된 강판을 재단하여 블랭크를 형성하는 단계일 수 있다. 블랭크 형성 단계(S320)에서는 제1 합금화층이 형성된 강판을 목적에 따라 원하는 형상으로 재단하여 블랭크를 형성할 수 있다.
일 예로, 블랭크 형성 단계(S320)는 가열 단계(S310) 이전에 수행될 수도 있다. 예를 들어, 알루미늄-실리콘(Al-Si) 도금층이 형성된 강판을 재단하여 블랭크를 형성한 후, 상기 형성된 블랭크를 가열하는 가열 단계(S310)가 수행될 수 있다.
다단 가열 단계(S330)는 블랭크를 단계적으로 가열하는 단계일 수 있고, 균열 가열 단계(S340)는 균일한 온도로 다단 가열된 블랭크를 가열하는 단계일 수 있다. 다단 가열 단계(S330)에서는 블랭크가 가열로 내에 구비된 복수의 구간을 통과하며 단계적으로 승온될 수 있다. 가열로 내에 구비된 복수의 구간 중 다단 가열 단계(S330)가 수행되는 구간은 복수 개 존재할 수 있고, 블랭크가 투입되는 가열로의 입구로부터 블랭크가 취출되는 가열로의 출구 방향으로 높아지도록 각 구간별로 온도가 설정되어 블랭크를 단계적으로 승온시킬 수 있다. 다단 가열 단계(S330) 이후에 균열 가열 단계(S340)가 이루어질 수 있다. 균열 가열 단계(S340)에서는 다단 가열된 블랭크가 Ac3 내지 1,000℃의 온도로 설정된 가열로의 구간을 통과하며 열처리될 수 있다. 바람직하게는 균열 가열 단계(S340)에서는 다단 가열된 블랭크를 930℃ 내지 1,000℃의 온도에서 균열 가열할 수 있다. 더욱 바람직하게는 균열 가열 단계(S340)에서는 다단 가열된 블랭크를 950℃ 내지 1,000℃의 온도에서 균열 가열할 수 있다. 또한, 가열로 내에 구비된 복수의 구간 중 균열 가열 단계(S340)가 수행되는 구간은 적어도 하나 이상일 수 있다.
도 11은 일 실시예에 따른 핫 스탬핑 부품의 제조 방법의 다단 가열 단계,및 균열 가열 단계에 있어서, 복수의 구간을 구비한 가열로를 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 11을 참조하면, 일 실시예에 따른 가열로는 서로 다른 온도 범위를 가지는 복수의 구간을 구비할 수 있다. 보다 구체적으로, 가열로는 제1 온도 범위(T1)를 가지는 제1 구간(P1), 제2 온도 범위(T2)를 가지는 제2 구간(P2), 제3 온도 범위(T3)를 가지는 제3 구간(P3), 제4 온도 범위(T4)를 가지는 제4 구간(P4), 제5 온도 범위(T5)를 가지는 제5 구간(P5), 제6 온도 범위(T6)를 가지는 제6 구간(P6), 및 제7 온도 범위(T7)를 가지는 제7 구간(P7)을 구비할 수 있다.
일 예로, 다단 가열 단계(S330)에서는 블랭크가 가열로 내에 정의된 복수의 구간(예를 들어, 제1 구간(P1) 내지 제4 구간(P4))을 통과하며 단계적으로 다단 가열될 수 있다. 또한, 균열 가열 단계(S340)에서는 제1 구간(P1) 내지 제4 구간(P4)에서 다단 가열된 블랭크가 제5 구간(P5) 내지 제7 구간(P7)에서 균열 가열될 수 있다.
제1 구간(P1) 내지 제7 구간(P7)은 차례대로 가열로 내에 배치될 수 있다. 제1 온도 범위(T1)를 가지는 제1 구간(P1)은 블랭크가 투입되는 가열로의 입구와 인접하고, 제7 온도 범위(T7)를 가지는 제7 구간(P7)은 블랭크가 배출되는 가열로의 출구와 인접할 수 있다. 따라서, 제1 온도 범위(T1)를 가지는 제1 구간(P1)이 가열로의 첫 번째 구간일 수 있고, 제7 온도 범위(T7)를 가지는 제7 구간(P7)이 가열로의 마지막 구간일 수 있다. 가열로의 복수의 구간들 중 제5 구간(P5), 제6 구간(P6), 및 제7 구간(P7)은 다단 가열이 수행되는 구간이 아닌 균열 가열이 수행되는 구간일 수 있다.
가열로 내에 구비된 복수의 구간의 온도, 예컨대 제1 구간(P1) 내지 제7 구간(P7)의 온도는 블랭크가 투입되는 가열로의 입구로부터 블랭크가 취출되는 가열로의 출구 방향으로 증가할 수 있다. 다만, 제5 구간(P5), 제6 구간(P6) 및 제7 구간(P7)의 온도는 동일할 수도 있다. 또한, 가열로 내에 구비된 복수의 구간 중 서로 인접한 두 개의 구간들 간의 온도 차는 0℃ 보다 크고 100℃ 이하일 수 있다. 예를 들어, 제1 구간(P1)과 제2 구간(P2)의 온도 차는 0℃ 보다 크고 100℃ 이하일 수 있다.
일 예로, 제1 구간(P1)의 제1 온도 범위(T1)는 840℃ 내지 860℃일 수 있고, 835℃ 내지 865℃일 수 있다. 제2 구간(P2)의 제2 온도 범위(T2)는 870℃ 내지 890℃일 수 있고, 865℃ 내지 895℃일 수 있다. 제3 구간(P3)의 제3 온도 범위(T3)는 900℃ 내지 920℃일 수 있고, 895℃ 내지 925℃일 수 있다. 제4 구간(P4)의 제4 온도 범위(T4)는 920℃ 내지 940℃일 수 있고, 915℃ 내지 945℃일 수 있다. 제5 구간(P5)의 제5 온도 범위(T5)는 Ac3 내지 1,000℃일 수 있다. 바람직하게는 제5 구간(P5)의 제5 온도 범위(T5)는 930℃ 이상 1,000℃이하일 수 있다. 더욱 바람직하게는 제5 구간(P5)의 제5 온도 범위(T5)는 950℃ 이상 1,000℃이하일 수 있다. 제6 구간(P6)의 제6 온도 범위(T6), 및 제7 구간(P7)의 제7 온도 범위(T7)는 제5 구간(P5)의 제5 온도 범위(T5)와 동일할 수 있다.
도 11에서는 일 실시예에 따른 가열로가 서로 다른 온도 범위를 가지는 일곱 개의 구간을 구비한 것으로 도시되어 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 가열로 내에는 서로 다른 온도 범위를 가지는 다섯 개, 여섯 개, 또는 여덟 개 등의 구간이 구비될 수도 있다.
균열 가열 단계(S340)는 가열로의 복수의 구간 중 마지막 부분에서 이루어질 수 있다. 일 예로, 균열 가열 단계는 가열로의 제5 구간(P5), 제6 구간(P6), 및 제7 구간(P7)에서 이루어질 수 있다. 가열로 내에 복수의 구간이 구비되는 경우, 하나의 구간의 길이가 길면 상기 구간 내에서 온도 변화가 생기는 등의 문제점이 존재할 수 있다. 따라서, 균열 가열 단계가 수행되는 구간은 제5 구간(P5), 제6 구간(P6), 및 제7 구간(P7)으로 구분되되, 상기 제5 구간(P5), 제6 구간(P6), 및 상기 제7 구간(P7)은 가열로 내에서 동일한 온도 범위를 가질 수 있다.
균열 가열 단계(S340)에서는 다단 가열된 블랭크를 Ac3 내지 1,000℃의 온도에서 균열 가열할 수 있다. 바람직하게는 균열 가열 단계(S340)에서는 다단 가열된 블랭크를 930℃ 내지 1,000℃의 온도에서 균열 가열할 수 있다. 더욱 바람직하게는 균열 가열 단계(S340)에서는 다단 가열된 블랭크를 950℃ 내지 1,000℃의 온도에서 균열 가열할 수 있다.
일 예로, 블랭크가 다단 가열되는 구간의 길이(D1)와 블랭크가 균열 가열되는 구간의 길이(D2)의 비는 1:1 내지 4:1일 수 있다. 보다 구체적으로, 블랭크가 다단 가열되는 구간인 제1 구간(P1) 내지 제4 구간(P4)의 길이의 합과 블랭크가 균열 가열되는 구간인 제5 구간(P5), 내지 제7 구간(P7)의 길이의 합의 비는 1:1 내지 4:1을 만족할 수 있다. 블랭크가 균열 가열되는 구간의 길이가 증가하여 블랭크가 다단 가열되는 구간의 길이(D1)와 블랭크가 균열 가열되는 구간의 길이(D2)의 비가 1:1을 초과할 경우, 균열 가열 구간에서 오스테나이트(FCC) 조직이 생성되어 블랭크 내로 수소 침투량이 증가하여 지연파단이 증가할 수 있다. 또한, 블랭크가 균열 가열되는 구간의 길이가 감소하여 블랭크가 다단 가열되는 구간의 길이(D1)와 블랭크가 균열 가열되는 구간의 길이(D2)의 비가 4:1 미만인 경우, 균열 가열 구간(시간)이 충분히 확보되지 않아 핫 스탬핑 부품의 제조 공정에 의해 제조된 부품의 강도가 불균일할 수 있다.
일 예로, 가열로 내에 구비된 복수의 구간 중 균일 가열 단계(S340)가 수행되는 구간의 길이는 가열로의 총 길이의 20% 내지 50%일 수 있다. 또한, 다단 가열 단계(S330), 및 균열 가열 단계(S340)에서, 가열로 내에는 서로 다른 두께를 가지는 적어도 두 개의 블랭크가 동시에 이송될 수 있다.
일 예로, 블랭크는 가열로 내에서 180초 내지 360초 동안 체류할 수 있다. 즉, 블랭크가 다단 가열, 및 균열 가열되는 시간은 180초 내지 360초일 수 있다. 블랭크가 가열로 내에 체류하는 시간이 180초 미만일 경우, 목적하는 균열 온도에서 충분히 균열되기 어려울 수 있다. 또한, 블랭크가 가열로 내에 체류하는 시간이 360초를 초과할 경우, 블랭크 내부로 침투하는 수소의 양이 증가하여 지연 파단의 위험이 높아지고, 핫 스탬핑 후의 내식성이 저하될 수 있다.
이송 단계(S350)는 가열된 블랭크를 가열로로부터 프레스 금형으로 이송하는 단계이다. 이송 단계(S350)에서 가열된 블랭크는 10초 내지 15초 동안 공랭될 수 있다.
형성 단계(S360)는 이송된 블랭크를 핫 스탬핑하여 성형체를 형성하는 단계이다. 냉각 단계(S370)는 형성된 성형체를 냉각하는 단계이다.
프레스 금형에서 최종 부품형상으로 성형하는 것과 동시에 성형체를 냉각하여 최종 제품이 형성될 수 있다. 프레스 금형에는 내부에 냉매가 순환하는 냉각 채널이 구비될 수 있다. 프레스 금형에 구비된 냉각 채널을 통하여 공급되는 냉매에 순환에 의해 가열된 블랭크를 급랭시킬 수 있게 된다. 이때, 판재의 스프링 백(spring back) 현상을 방지함과 더불어 원하는 형상을 유지하기 위해서는 프레스 금형을 닫은 상태에서 가압하면서 급랭을 실시할 수 있다. 가열된 블랭크를 성형 및 냉각 조작을 함에 있어, 마르텐사이트 종료 온도까지 평균냉각속도를 최소 10℃/s 이상으로 냉각할 수 있다. 블랭크는 프레스 금형 내에서 3초 내지 20초간 유지될 수 있다. 프레스 금형 내 유지 시간이 3초 미만일 경우, 소재의 냉각의 충분히 이뤄지지 않아 잔존 열에 의한 부위 별 온도 편차로 취수 품질에 영향을 줄 수 있다. 또한, 충분한 양의 마르텐사이트가 생성되지 않아 기계적 물성이 확보되지 않을 수 있다. 반면에, 프레스 금형 내 유지 시간이 20초를 초과하는 경우, 프레스 금형 내 유지 시간이 길어져 생산성이 저하될 수 있다.
도 12는 가열 단계(S310)가 생략된 핫 스탬핑 부품의 제조 방법을 이용하여 제조된 부품의 단면을 도시한 도면이다.
도 6, 및 도 12를 참조하면, 가열 단계(S310)가 포함된 핫 스탬핑 부품의 제조 방법을 이용하여 제조된 핫 스탬핑 부품(20)은 단일층으로 구비되는 제2 합금화층(300)을 포함하고, 제2 합금화층(300)은 α-Fe를 포함할 수 있다.
가열 단계(S310)가 생략된 제조 방법을 이용하여 제조된 핫 스탬핑 부품(20'')도 제2 합금화층(300'')을 포함할 수 있다. 가열 단계(S310)가 생략된 제조 방법을 이용하여 제조된 핫 스탬핑 부품의 제2 합금화층(300'')은 순차 적층된 제1 층(310'), 제2 층(320'), 제3 층(330'), 및 제4 층(340')을 포함할 수 있다. 이때, 제1 층(310')은 α-Fe를 포함할 수 있고, 제2 층(320')은 Fe2Al5를 포함할 수 있으며, 제3 층(330')은 FeAl를 포함할 수 있고, 제4 층(340')은 Fe2Al5를 포함할 수 있다.
가열 단계(S310)가 포함된 제조 방법을 이용하여 제조된 핫 스탬핑 부품에 포함된 제2 합금화층(300)의 최외각층은 FeAl 상이지만, 가열 단계(S310)가 생략된 제조 방법을 이용하여 제조된 핫 스탬핑 부품에 포함된 제2 합금화층(300')의 최외각층은 Fe2Al5 상인 것을 확인할 수 있다.
따라서, 다단 가열 단계(S330), 및 균열 가열 단계(S340) 이전에 블랭크를 미리 가열(가열 단계(S310))하는 경우, 최종적인 핫 스탬핑 부품에 포함된 제2 합금화층(300)에는 Fe2Al5 상이 형성되지 않는 것을 확인할 수 있다.
Fe2Al5 상이 FeAl 상에 비해 크랙 발생 빈도가 높고, 크랙 전파도가 높은 것으로 알려져 있다. 일 실시예에 따른 핫 스탬핑 부품의 제조 방법을 통해 부품을 제조하는 경우, 제2 합금화층(300)의 최외각에 존재하는 Fe2Al5 상이 소멸되므로, 크랙이 발생하는 빈도가 낮아지고, 크랙의 전파가 억제되어 제조된 부품의 내박리성이 향상될 수 있다.
강판 상에 알루미늄-실리콘(Al-Si) 도금층이 형성된 블랭크를 핫 스탬핑 공정 온도로 가열 시, 알루미늄-실리콘(Al-Si) 도금층의 적어도 일부가 합금화층을 형성하지 못하고 잔존하여, 액상의 알루미늄-실리콘(Al-Si)층이 형성되는 경우가 존재하였다. 이때, 액상의 알루미늄-실리콘(Al-Si)층은 합금화층에 비해 수소 확산 속도가 빠르고, 표면 수소 흡착력이 강하므로, 액상의 알루미늄-실리콘(Al-Si)층을 통해 강판 내로 수소가 유입되어 수소지연파괴가 발생하는 문제점이 존재하였다. 또한, 액상의 알루미늄-실리콘(Al-Si)층이 금형에 소착되어 생산성이 저하되는 문제점이 존재하였다.
도 13은 철(Fe)-알루미늄(Al) 상태도를 나타낸 도면이다.
도 13을 참조하면, 철(Fe)-알루미늄(Al) 상태도에서 FeAl3의 용융점은 약 1160℃이고, Fe2Al5의 용융점은 약 1169℃인 것을 확인할 수 있다. 따라서, FeAl 합금을 형성하는 경우, 알루미늄-실리콘(Al-Si)의 용융점(약 660℃)보다 높은 용융점을 가질 수 있다. 따라서, 알루미늄-실리콘(Al-Si) 도금층은 약 900 내지 950℃에서 액상이 형성될 수 있고, Fe-Al 합금상은 동일 온도에서 액상이 형성되지 않는다. 따라서, 핫 스탬핑 부품의 제조 방법에 있어서 가열 단계(310)를 수행하는 경우 합금화층의 용융점이 상승함에 따라 가열시 합금화층의 액상 형성을 방지할 수 있고, 이에 따라 금형 소착이 저감될 수 있다.
일 예로, 알루미늄-실리콘(Al-Si) 도금층이 형성된 강판을 가열(다단 가열, 및 균열 가열)하기 전에, 제1 온도에서 제1 시간 동안 알루미늄-실리콘(Al-Si) 도금층이 형성된 강판을 가열함으로써, 강판의 적어도 일부와 알루미늄-실리콘(Al-Si) 도금층이 합금화되어 제1 합금화층(200)이 형성될 수 있다. 이후, 상기 제1 합금화층(200)이 형성된 강판을 가열(다단 가열, 및 균열 가열)하여 핫 스탬핑 부품을 제조함으로써, 제조된 부품의 수소지연파괴를 방지 또는 최소화할 수 있고 동시에 공정 과정에서 금형 소착 현상 발생하는 것을 방지 또는 최소화할 수 있다.
이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

Claims (25)

  1. 알루미늄, 및 실리콘을 포함하는 도금욕에 강판을 침지하여 상기 강판 상에 도금층을 형성하는 단계; 및
    상기 도금층이 형성된 강판을 제1 온도에서 제1 시간 동안 가열하여 상기 강판의 적어도 일부와 상기 도금층을 상호 확산시켜 상기 강판 상에 단일층으로 구비되는 합금화층을 형성하는 단계;
    를 포함하고,
    상기 제1 온도는 540℃ 내지 600℃이고,
    상기 제1 시간은 10분 이상 120분 미만이되, 상기 제1 온도가 540℃ 내지 570℃일 때 상기 제1 시간은 60분 이상 120분 미만이고, 상기 제1 온도가 570℃ 내지 600℃일 때, 상기 제1 시간은 10분 이상 60분 미만이며,
    상기 도금층을 형성하는 도금량은 40 g/m2 이상 60 g/m2 이하이고,
    상기 합금화층은 FeAlSi 합금을 포함하는 단일층으로 구비되는, 핫 스탬핑용 블랭크의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 도금층은 0 초과 17 ㎛ 이하의 두께를 가지도록 형성되는, 핫 스탬핑용 블랭크의 제조 방법.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 강판 상에 도금층을 형성하는 단계는,
    상기 강판 상에 Al-Si 도금층을 형성하는 단계인, 핫 스탬핑용 블랭크의 제조 방법.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 합금화층이 형성된 강판을 재단하여 블랭크를 형성하는 단계를 더 포함하는, 핫 스탬핑용 블랭크의 제조 방법.
  9. 강판; 및
    상기 강판 상에 위치하며 단일층으로 구비되는 합금화층;
    을 구비하고,
    상기 강판은 탄소(C): 0.19wt% 내지 0.38wt%, 실리콘(Si): 0.1wt% 내지 1wt%, 망간(Mn): 1wt% 내지 2wt%, 인(P): 0 초과 0.03wt% 이하, 황(S): 0 초과 0.01wt% 이하, 크롬(Cr): 0.1wt% 내지 0.6wt%, 티타늄(Ti): 0.01wt% 내지 0.05wt%, 보론(B): 0.001wt% 내지 0.005wt%, 및 잔부의 철(Fe)과 불가피한 불순물을 포함하고,
    상기 합금화층은 FeAlSi 합금을 포함하는 단일층으로 구비되고,
    상기 합금화층은 0 초과 17 ㎛ 이하의 두께를 가지는, 핫 스탬핑용 블랭크.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 합금화층의 경도는 0 초과 950 Hv 이하인, 핫 스탬핑용 블랭크.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 합금화층이 상기 강판과 인접하지 않는 일 표면으로부터의 깊이가 8 ㎛ 이내인 지점에서, 상기 합금화층의 평균 경도는 300 Hv 이상 900 Hv 이하인, 핫 스탬핑용 블랭크.
  12. 삭제
  13. 도금층이 형성된 강판을 제1 온도에서 제1 시간 동안 가열하는 단계;
    상기 가열된 강판을 재단하여 블랭크를 형성하는 단계;
    상기 블랭크를 단계적으로 가열하는 다단 가열 단계; 및
    상기 다단 가열된 블랭크를 Ac3 내지 1,000℃의 온도로 가열하는 균열 가열 단계;
    를 포함하고,
    상기 제1 온도는 540℃ 내지 600℃이고, 상기 제1 시간은 10분 이상 120분 미만이며,
    상기 도금층을 형성하는 도금량은 40 g/m2 이상 60 g/m2 이하인, 핫 스탬핑 부품의 제조 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 도금층은 0 초과 17 ㎛ 이하의 두께를 가지도록 형성되는, 핫 스탬핑 부품의 제조 방법.
  15. 삭제
  16. 제13항에 있어서,
    상기 제1 온도가 540℃ 내지 570℃일 때 상기 제1 시간은 60분 이상 120분 미만이고,
    상기 제1 온도가 570℃ 내지 600℃일 때, 상기 제1 시간은 10분 이상 60분 미만인, 핫 스탬핑 부품의 제조 방법.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 다단 가열 단계, 및 상기 균열 가열 단계는,
    서로 다른 온도 범위를 가지는 복수의 구간을 구비한 가열로 내에서 이루어지는, 핫 스탬핑 부품의 제조 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 복수의 구간에서 상기 블랭크를 다단 가열하는 구간의 길이와 상기 블랭크를 균열 가열하는 구간의 길이의 비는 1:1 내지 4:1을 만족하는, 핫 스탬핑 부품의 제조 방법.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 복수의 구간의 온도는 상기 가열로의 입구로부터 상기 가열로의 출구 방향으로 증가하는, 핫 스탬핑 부품의 제조 방법.
  20. 제17항에 있어서,
    상기 블랭크를 다단 가열하는 구간 중 서로 인접한 두 개의 구간들 간의 온도 차는 0℃ 보다 크고 100℃ 이하인, 핫 스탬핑 부품의 제조 방법.
  21. 제17항에 있어서,
    상기 균열 가열 단계 이후에,
    상기 균열 가열된 블랭크를 상기 가열로로부터 프레스 금형으로 이송하는 단계;
    상기 이송된 블랭크를 핫 스탬핑하여 성형체를 형성하는 단계; 및
    상기 형성된 성형체를 냉각하는 단계;
    를 더 포함하는, 핫 스탬핑 부품의 제조 방법.
  22. 삭제
  23. 삭제
  24. 삭제
  25. 삭제
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