KR102666358B1 - Hot pressed member and method of producing same - Google Patents

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Abstract

지르코늄계 화성 처리를 실시한 후에 전착 도장을 행했을 때의 도막 밀착성 및 도장 후 내식성이 우수한 열간 프레스 부재를 제공한다. 본 발명의 열간 프레스 부재는, 하지 강판과, 상기 하지 강판의 적어도 편면에, 편면당의 부착량이 40∼400g/㎡로 형성된, α-Fe상 및 Γ상을 포함하는 Fe-Zn-Al-Mg계 합금 도금층과, 상기 Fe-Zn-Al-Mg계 합금 도금층 상에 형성된, Zn, Al 및 Mg를 함유하는 산화물층을 갖고, 입사 각도 25°의 Co-Kα(파장 1.79021Å)를 선원으로 한 X선 회절에 의한, 41.5°≤2θ≤43.0°에 존재하는 Γ상의 (411)면의 회절 피크의 강도 IΓ와, 51.0°≤2θ≤52.0°에 존재하는 α-Fe상의 (110)면의 회절 피크의 강도 Iα의 비 IΓ/Iα가 0.5 이하이고, 상기 산화물층의 Al 농도와 Mg 농도의 합이 28원자% 이상인 것을 특징으로 한다.Provided is a hot pressed member having excellent coating film adhesion when electrodeposition coating is performed after zirconium-based chemical conversion treatment and excellent corrosion resistance after coating. The hot pressed member of the present invention is a Fe-Zn-Al-Mg system containing an α-Fe phase and a Γ phase formed on at least one side of the base steel plate and an adhesion amount per side of 40 to 400 g/m2. X has an alloy plating layer and an oxide layer containing Zn, Al, and Mg formed on the Fe-Zn-Al-Mg alloy plating layer, and uses Co-Kα (wavelength 1.79021 Å) at an incident angle of 25° as a source. By line diffraction, the intensity I Γ of the diffraction peak of the (411) plane of the Γ phase existing at 41.5°≤2θ≤43.0° and the diffraction of the (110) plane of the α-Fe phase existing at 51.0°≤2θ≤52.0° The peak intensity I α ratio I Γ /I α is 0.5 or less, and the sum of the Al concentration and Mg concentration of the oxide layer is 28 atomic% or more.

Description

열간 프레스 부재 및 그의 제조 방법{HOT PRESSED MEMBER AND METHOD OF PRODUCING SAME}Hot press member and manufacturing method thereof {HOT PRESSED MEMBER AND METHOD OF PRODUCING SAME}

본 발명은, 열간 프레스 부재 및 그의 제조 방법, 그리고 열간 프레스용 도금 강판에 관한 것이다.The present invention relates to a hot pressed member, a method for manufacturing the same, and a plated steel sheet for hot pressing.

종래부터, 자동차의 서스펜션 부재나 차체 구조 부재 등의 대부분은, 소정의 강도를 갖는 강판을 프레스 가공하여 제조되어 있다. 최근, 지구 환경의 보전이라는 관점에서, 자동차 차체의 경량화가 열망되어, 사용하는 강판을 고강도화하여, 그의 판두께를 저감하는 노력이 계속되고 있다. 그러나, 강판의 고강도화에 수반하여 그의 프레스 가공성이 저하하기 때문에, 강판을 소망하는 부재 형상으로 가공하는 것이 곤란해지는 경우가 많아지고 있다.Conventionally, most automobile suspension members and body structural members have been manufactured by pressing steel sheets with a predetermined strength. Recently, from the viewpoint of preserving the global environment, there is a desire to reduce the weight of automobile bodies, and efforts are being made to increase the strength of the steel plates used and reduce their plate thickness. However, as the strength of the steel sheet increases, its press workability decreases, and it is increasingly difficult to process the steel sheet into a desired member shape.

이러한 문제에 대하여, 가열된 강판을, 다이와 펀치로 이루어지는 금형을 이용하여 가공함과 동시에 급냉함으로써, 가공의 용이화와 고강도화의 양립을 가능하게 한 열간 프레스라고 불리우는 가공 기술이 제안되어 있다. Zn 합금 도금 강판은, 가열 후에 하지 강판과 비교하여 전기 화학적으로 열등한 도금층이 잔존하는 점에서, 높은 방청성을 갖는 열간 프레스용 강판으로서 주목받고 있고, 이 Zn 합금 도금 강판을 이용한 열간 프레스 부재 및 그의 제조 방법이 제안되어 있다.In response to this problem, a processing technology called hot pressing has been proposed, which enables both ease of processing and increased strength by processing a heated steel sheet using a mold consisting of a die and a punch while simultaneously rapidly cooling it. Zn alloy-plated steel sheets are attracting attention as steel sheets for hot pressing with high rust prevention properties because a plating layer that is electrochemically inferior to the base steel sheet remains after heating, and hot press members and their production using this Zn-alloy-plated steel sheets. A method is proposed.

특허문헌 1에는, 도금층 중의 Al 농도 {Al}이 0.2∼1.0g/㎡의 범위 내이고, 도금층 중의 Mg 농도 {Mg}(질량%)가 상기 Al 농도와의 관계에서 0.10≤{Mg}/{Al}≤5를 만족하는 열간 프레스용 도금 강판과, 이 열간 프레스용 도금 강판을 가열 후, 열간 프레스하여 얻은 열간 프레스 부재가 기재되어 있다.In Patent Document 1, the Al concentration {Al} in the plating layer is in the range of 0.2 to 1.0 g/m2, and the Mg concentration {Mg} (mass %) in the plating layer is 0.10 ≤ {Mg}/{ A hot press plated steel sheet that satisfies Al}≤5 and a hot press member obtained by heating and then hot pressing the hot press plated steel sheet are described.

일본공개특허공보 2006-265706호Japanese Patent Publication No. 2006-265706

특허문헌 1에 기재된 열간 프레스 부재는, 인산 아연계 화성 처리를 실시한 후에 전착 도장을 행했을 때의 도장 후 내식성이 우수한 것이 특허문헌 1에 기재되어 있다. 여기에서, 최근에는, 종래의 인산 아연계 화성 처리를 대신하여, 지르코늄계 화성 처리가 보급되기 시작하고 있다. 그 때문에, 열간 프레스 부재에는, 지르코늄계 화성 처리를 실시한 후에 전착 도장을 행했을 때의 도막 밀착성 및 도장 후 내식성도 요구되고 있었다. 그러나, 본 발명자들이 검토한 결과, 상기 특허문헌 1에 개시되는 열간 프레스 부재는, 인산 아연계 화성 처리를 실시한 후에 전착 도장을 행했을 때의 도장 후 내식성은 우수하기는 하지만, 지르코늄계 화성 처리를 실시한 후에 전착 도장을 행했을 때의 도막 밀착성 및 도장 후 내식성이 불충분한 것이 판명되었다.Patent Document 1 describes that the hot pressed member described in Patent Document 1 has excellent post-coating corrosion resistance when electrodeposition coating is applied after zinc phosphate-based chemical conversion treatment. Here, in recent years, zirconium-based chemical conversion treatment has begun to spread instead of the conventional zinc phosphate-based chemical conversion treatment. Therefore, for hot pressed members, coating film adhesion when electrodeposition coating is applied after zirconium-based chemical conversion treatment and corrosion resistance after coating were also required. However, as a result of examination by the present inventors, the hot pressed member disclosed in Patent Document 1 has excellent post-coating corrosion resistance when electrodeposition coating is applied after zinc phosphate-based chemical conversion treatment, but is poor in zirconium-based chemical conversion treatment. It was found that the coating film adhesion when electrodeposition coating was applied and the corrosion resistance after coating were insufficient.

그래서 본 발명은, 상기 과제를 감안하여, 지르코늄계 화성 처리를 실시한 후에 전착 도장을 행했을 때의 도막 밀착성 및 도장 후 내식성이 우수한 열간 프레스 부재와, 그의 적합한 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Therefore, in view of the above problems, the present invention aims to provide a hot pressed member with excellent coating film adhesion when electrodeposition coating is performed after zirconium-based chemical conversion treatment and excellent corrosion resistance after coating, and a suitable manufacturing method thereof.

또한, 본 발명은, 그러한 열간 프레스 부재를 얻기 위한 소재로서 적합한 열간 프레스용 도금 강판을 제공하는 것을 목적으로 한다.Additionally, the present invention aims to provide a plated steel sheet for hot pressing that is suitable as a material for obtaining such hot pressed members.

상기 과제를 해결하기 위해 본 발명자들은 예의 연구를 행하여, 이하의 인식을 얻었다.In order to solve the above problems, the present inventors conducted intensive research and obtained the following knowledge.

열간 프레스 부재의 Fe-Zn-Al-Mg계 합금 도금층에 있어서, Fe3Zn10상 등의 전기 화학적으로 열등한 금속 간 화합물로 이루어지는 Γ상의 석출을 제한하고, 또한, 당해 도금층 상에 형성되는 Zn-Al-Mg 함유 산화물층에 있어서, Al 농도 및 Mg 농도의 합계를 크게 함으로써, 지르코늄계 화성 처리를 실시한 후에 전착 도장을 행했을 때의 도막 밀착성 및 도장 후 내식성을 향상시킬 수 있다.In the Fe-Zn-Al-Mg alloy plating layer of the hot pressed member, precipitation of the Γ phase consisting of an electrochemically inferior intermetallic compound such as the Fe3Zn10 phase is limited, and the Zn-Al-Mg formed on the plating layer is limited. In the oxide-containing layer, by increasing the total of the Al concentration and Mg concentration, the coating film adhesion when electrodeposition coating is performed after zirconium-based chemical conversion treatment and corrosion resistance after coating can be improved.

상기와 같은, Γ상의 석출량이 적은 Fe-Zn-Al-Mg계 합금 도금층과, Al 농도 및 Mg 농도의 합계가 큰 산화물층을 갖는 열간 프레스 부재를 제조하기 위해서는, 소정의 Al량 및 Mg량을 갖고, 또한, 액상선 온도가 400℃ 이하가 되는 Zn-Al-Mg계 합금 도금층을 갖는 열간 프레스용 도금 강판을, 비교적 저온으로 가열 후, 열간 프레스할 필요가 있다.In order to manufacture a hot pressed member having a Fe-Zn-Al-Mg alloy plating layer with a small amount of precipitation of the Γ phase as described above and an oxide layer with a large sum of Al concentration and Mg concentration, predetermined amounts of Al and Mg are used. In addition, it is necessary to hot press a plated steel sheet for hot pressing having a Zn-Al-Mg alloy plating layer whose liquidus temperature is 400°C or lower after heating to a relatively low temperature.

상기 인식에 기초하여 완성된 본 발명의 요지 구성은 이하와 같다.The main structure of the present invention completed based on the above recognition is as follows.

[1] 하지 강판과,[1] Base steel plate,

상기 하지 강판의 적어도 편면에, 편면당의 부착량이 40∼400g/㎡로 형성된, α-Fe상 및 Γ상을 포함하는 Fe-Zn-Al-Mg계 합금 도금층과,A Fe-Zn-Al-Mg-based alloy plating layer containing an α-Fe phase and a Γ phase formed on at least one side of the base steel plate at an adhesion amount of 40 to 400 g/m2 per side,

상기 Fe-Zn-Al-Mg계 합금 도금층 상에 형성된, Zn, Al 및 Mg를 함유하는 산화물층An oxide layer containing Zn, Al, and Mg formed on the Fe-Zn-Al-Mg alloy plating layer.

을 갖고,With

입사 각도 25°의 Co-Kα(파장 1.79021Å)를 선원으로 한 X선 회절에 의한, 41.5°≤2θ≤43.0°에 존재하는 Γ상의 (411)면의 회절 피크의 강도 IΓ와, 51.0°≤2θ≤52.0°에 존재하는 α-Fe상의 (110)면의 회절 피크의 강도 Iα의 비 IΓ/Iα가 0.5 이하이고,The intensity of the diffraction peak I Γ of the (411) plane of the Γ phase existing at 41.5°≤2θ≤43.0°, 51.0°, by The ratio I Γ /I α of the intensity I α of the diffraction peak of the (110) plane of the α-Fe phase existing at ≤2θ≤52.0° is 0.5 or less,

상기 산화물층의 Al 농도와 Mg 농도의 합이 28원자% 이상인The sum of the Al concentration and Mg concentration of the oxide layer is 28 atomic% or more.

것을 특징으로 하는 열간 프레스 부재.A hot press member characterized in that.

[2] 하지 강판과,[2] Base steel plate,

상기 하지 강판의 적어도 편면에, 편면당의 부착량이 30∼180g/㎡로 형성된, 질량%로, Al: 3∼10% 및 Mg: 0.2∼0.8%를 포함하고, 잔부가 Zn 및 불가피적 불순물인 성분 조성을 갖고, 대기 분위기하에 있어서의 액상선 온도가 400℃ 이하인 Zn-Al-Mg계 합금 도금층A component is formed on at least one side of the base steel plate with an adhesion amount per side of 30 to 180 g/m2, and contains Al: 3 to 10% and Mg: 0.2 to 0.8% in mass%, with the balance being Zn and inevitable impurities. A Zn-Al-Mg-based alloy plating layer having a composition and a liquidus temperature of 400°C or less in an air atmosphere.

을 갖는 열간 프레스용 도금 강판을, Ac3 변태점∼1000℃의 온도 범위로 가열 후, 열간 프레스하는 것을 특징으로 하는 열간 프레스 부재의 제조 방법.A method of manufacturing a hot press member, comprising heating a plated steel sheet for hot pressing to a temperature range of Ac 3 transformation point to 1000° C. and then hot pressing it.

[3] 상기 Zn-Al-Mg계 합금 도금층의 성분 조성이, 추가로, 질량%로, Ca, Sr, Mn, V, Cr, Mo, Ti, Ni, Co, Sb, Zr 및 B로부터 선택되는 적어도 1종을, 합계로 1% 이하의 범위에서 포함하는, 상기 [2]에 기재된 열간 프레스 부재의 제조 방법.[3] The composition of the Zn-Al-Mg alloy plating layer is further selected from Ca, Sr, Mn, V, Cr, Mo, Ti, Ni, Co, Sb, Zr and B in mass%. The method for manufacturing a hot pressed member according to [2] above, comprising at least one type in a total amount of 1% or less.

[4] 하지 강판과,[4] Base steel plate,

상기 하지 강판의 적어도 편면에, 편면당의 부착량이 30∼180g/㎡로 형성된, 질량%로, Al: 3∼10% 및 Mg: 0.2∼0.8%를 포함하고, 잔부가 Zn 및 불가피적 불순물인 성분 조성을 갖고, 대기 분위기하에 있어서의 액상선 온도가 400℃ 이하인 Zn-Al-Mg계 합금 도금층A component is formed on at least one side of the base steel plate with an adhesion amount per side of 30 to 180 g/m2, and contains Al: 3 to 10% and Mg: 0.2 to 0.8% in mass%, with the balance being Zn and inevitable impurities. A Zn-Al-Mg-based alloy plating layer having a composition and a liquidus temperature of 400°C or less in an air atmosphere.

을 갖는 것을 특징으로 하는 열간 프레스용 도금 강판.A plated steel sheet for hot pressing, characterized in that it has a.

[5] 상기 Zn-Al-Mg계 합금 도금층의 성분 조성이, 추가로, 질량%로, Ca, Sr, Mn, V, Cr, Mo, Ti, Ni, Co, Sb, Zr 및 B로부터 선택되는 적어도 1종을, 합계로 1% 이하의 범위에서 포함하는, 상기 [4]에 기재된 열간 프레스용 도금 강판.[5] The composition of the Zn-Al-Mg alloy plating layer is further selected from Ca, Sr, Mn, V, Cr, Mo, Ti, Ni, Co, Sb, Zr and B in mass%. The plated steel sheet for hot pressing according to [4] above, which contains at least one type in a total amount of 1% or less.

본 발명의 열간 프레스 부재는, 지르코늄계 화성 처리를 실시한 후에 전착 도장을 행했을 때의 도막 밀착성 및 도장 후 내식성이 우수하다. 또한, 본 발명의 열간 프레스 부재의 제조 방법에 의하면, 지르코늄계 화성 처리를 실시한 후에 전착 도장을 행했을 때의 도막 밀착성 및 도장 후 내식성이 우수한 열간 프레스 부재를 제조할 수 있다.The hot pressed member of the present invention is excellent in coating film adhesion when electrodeposition coating is applied after zirconium-based chemical conversion treatment and in corrosion resistance after coating. In addition, according to the method for manufacturing a hot pressed member of the present invention, a hot pressed member that is excellent in coating film adhesion when electrodeposition coating is performed after zirconium-based chemical conversion treatment and excellent corrosion resistance after coating can be manufactured.

본 발명의 열간 프레스용 도금 강판은, 지르코늄계 화성 처리를 실시한 후에 전착 도장을 행했을 때의 도막 밀착성 및 도장 후 내식성이 우수한 열간 프레스 부재를 제조하기 위한 소재로서 적합하다.The plated steel sheet for hot pressing of the present invention is suitable as a material for manufacturing hot pressed members with excellent coating film adhesion when electrodeposition coating is performed after zirconium-based chemical conversion treatment and excellent corrosion resistance after coating.

도 1은 발명예를 대표하여, No.2에 의한 열간 프레스 부재의 Fe-Zn-Al-Mg계 합금 도금층의 단면 SEM 화상이다.
도 2는 비교예를 대표하여, No.8에 의한 열간 프레스 부재의 Fe-Zn-Al-Mg계 합금 도금층의 단면 SEM 화상이다.
Figure 1 is a cross-sectional SEM image of the Fe-Zn-Al-Mg-based alloy plating layer of the hot pressed member according to No. 2, representing the invention example.
Figure 2 is a cross-sectional SEM image of the Fe-Zn-Al-Mg-based alloy plating layer of a hot pressed member according to No. 8, representing a comparative example.

(발명을 실시하기 위한 형태)(Form for carrying out the invention)

(열간 프레스 부재)(no hot press)

본 발명의 일 실시 형태에 의한 열간 프레스 부재는, 하지 강판과, 상기 하지 강판의 적어도 편면에 형성된 Fe-Zn-Al-Mg계 합금 도금층과, 상기 Fe-Zn-Al-Mg계 합금 도금층 상에 형성된 산화물층을 갖는다.A hot pressed member according to an embodiment of the present invention includes a base steel plate, a Fe-Zn-Al-Mg-based alloy plating layer formed on at least one side of the base steel plate, and a Fe-Zn-Al-Mg-based alloy plating layer on the Fe-Zn-Al-Mg-based alloy plating layer. It has an oxide layer formed.

[하지 강판][Not steel plate]

본 실시 형태의 열간 프레스 부재에 있어서의 하지 강판은, 특별히 한정되지 않지만, 열간 프레스 부재의 인장 강도 TS를 1470㎫ 이상으로 하기 위해서는, 후기의 열간 프레스용 도금 강판의 항에서 설명하는 성분 조성을 갖는 강판을 이용하는 것이 바람직하다.The base steel sheet in the hot pressed member of the present embodiment is not particularly limited, but in order to make the tensile strength TS of the hot pressed member 1470 MPa or more, a steel sheet having the component composition described in the later section of plated steel sheet for hot pressing is used. It is desirable to use .

[Fe-Zn-Al-Mg계 합금 도금층][Fe-Zn-Al-Mg alloy plating layer]

본 실시 형태의 열간 프레스 부재에 있어서의 Fe-Zn-Al-Mg계 합금 도금층은, α-Fe상 및 Γ상을 포함하고, 바람직하게는, α-Fe상 및 Γ상으로 이루어진다.The Fe-Zn-Al-Mg based alloy plating layer in the hot pressed member of this embodiment contains an α-Fe phase and a Γ phase, and preferably consists of an α-Fe phase and a Γ phase.

α-Fe상은, Fe를 주체로 하고 Zn, Al 및 Mg를 함유하는 고용체상이다. Zn-Al-Mg계 합금 도금층을 갖는 열간 프레스용 도금 강판에 열간 프레스를 실시하면, 도금층 중의 Zn, Al 및 Mg가 하지 강판으로 확산되고, 이 확산 영역에 있어서 Fe를 주체로 하고 Zn, Al 및 Mg를 함유하는 고용체상(α-Fe상)을 형성한다. α-Fe상은, 도금 강판에 있어서의 하지 강판의 표층부를 침식하도록 형성되지만, 열간 프레스 부재에 있어서는, 일반적으로, 하지 강판 상에 위치하는 Fe-Zn-Al-Mg계 합금 도금층의 일부를 구성하는 것이라고 해석된다.The α-Fe phase is a solid solution phase mainly composed of Fe and containing Zn, Al, and Mg. When a hot press plated steel sheet with a Zn-Al-Mg alloy plating layer is subjected to hot pressing, Zn, Al, and Mg in the plating layer diffuse into the base steel sheet, and in this diffusion region, Fe is the main material, and Zn, Al, and A solid solution phase (α-Fe phase) containing Mg is formed. The α-Fe phase is formed to erode the surface layer of the base steel sheet in a plated steel sheet, but in a hot pressed member, it generally constitutes a part of the Fe-Zn-Al-Mg-based alloy plating layer located on the base steel sheet. It is interpreted that

Γ상은, Zn을 주체로 하고, Al, Mg 및, Fe를 함유하는 금속 간 화합물로 이루어지는 상으로서, 주로, Fe3Zn10상으로 이루어진다. 또한, Γ1상은 Γ상과 유사한 결정 구조를 갖고, X선 회절에 의해 판별하는 것이 곤란한 점에서, 본 명세서에 있어서 「Γ상」은, Γ1상도 포함하는 것으로 한다. Γ상을 구성하는 다른 조성의 금속 간 화합물로서는, Fe4Zn9, FeZn4, Fe5Zn21 등이 예시된다. 열간 프레스 시에, 하지 강판으로의 확산에 기여하지 않고 잔존하는 Zn-Al-Mg계 합금 도금층이, 하지 강판으로부터 확산된 Fe를 취입함으로써, 금속 간 화합물로 이루어지는 Γ상이 형성되고, 열간 프레스 부재에 있어서, Fe-Zn-Al-Mg계 합금 도금층의 일부를 구성한다.The Γ phase is a phase composed of an intermetallic compound mainly composed of Zn and containing Al, Mg, and Fe, and is mainly composed of the Fe3Zn10 phase. In addition, since the Γ phase has a similar crystal structure to the Γ phase and is difficult to determine by X-ray diffraction, the term "Γ phase" in this specification shall also include the Γ phase. Examples of intermetallic compounds of different compositions constituting the Γ phase include Fe4Zn9, FeZn4, and Fe5Zn21. During hot pressing, the Zn-Al-Mg-based alloy plating layer that remains without contributing to diffusion into the base steel sheet blows in the Fe diffused from the base steel sheet, forming a Γ phase made of an intermetallic compound, and forming a Γ phase in the hot press member. In this case, it constitutes a part of the Fe-Zn-Al-Mg alloy plating layer.

여기에서, α-Fe상 및 Γ상은, 열간 프레스 부재의 Fe-Zn-Al-Mg계 합금 도금층의 단면 SEM 화상에 있어서, 명확하게 상이한 콘트라스트를 갖는 점에서, 각각 식별 가능하다. 도 1 및 도 2를 참조하여, 열간 프레스 부재의 표층부에 있어서 비교적 밝게 보이는 부분이 Γ상이고, 비교적 어둡게 보이는 부분이 α-Fe상이다. 또한, α-Fe상 및 Γ상은, 입사 각도 25°의 Co-Kα(파장 1.79021Å)를 선원으로 한 X선 회절에 의해 동정(同定)할 수 있다.Here, the α-Fe phase and the Γ phase can each be identified because they have clearly different contrasts in the cross-sectional SEM image of the Fe-Zn-Al-Mg alloy plating layer of the hot pressed member. Referring to FIGS. 1 and 2, the portion that appears relatively bright in the surface layer portion of the hot pressed member is the Γ phase, and the portion that appears relatively dark is the α-Fe phase. In addition, the α-Fe phase and the Γ phase can be identified by X-ray diffraction using Co-Kα (wavelength 1.79021 Å) at an incident angle of 25° as a source.

Fe-Zn-Al-Mg계 합금 도금층 중의 Γ상은, 하지 강판이나 α-Fe상과 비교하여 현저하게 열등한 전위를 갖기 때문에, 부식 환경에 폭로되었을 때에, 우선적으로 부식된다. 즉, Γ상은 하지 강판이나 α-Fe상에 대하여 희생 방식능을 나타낸다.Since the Γ phase in the Fe-Zn-Al-Mg alloy plating layer has a significantly inferior potential compared to the base steel sheet or the α-Fe phase, it is preferentially corroded when exposed to a corrosive environment. In other words, the Γ phase exhibits sacrificial anti-corrosion ability to the underlying steel plate or α-Fe phase.

여기에서, 인산 아연계의 화성 처리 피막은, Zn계 합금에 대하여 우수한 부식 인히비터로서의 기능을 갖는다. 그 때문에, Zn-Al-Mg계 합금 도금 강판을 열간 프레스하여 얻은 열간 프레스 부재에 인산 아연계 화성 처리를 실시한 후에 전착 도장한 부재가, 도막, 화성 처리 피막 및, 도금층을 관통하여 하지 강판까지 도달하는 손상을 받아, 희생 방식 상태가 되어도, Γ상의 부식 속도는 작고, 도막하에서의 부식 속도는 충분히 작아, 실사용 환경에 있어서 도장 후 내식성은 문제가 되지 않는다.Here, the zinc phosphate-based chemical conversion film functions as an excellent corrosion inhibitor for the Zn-based alloy. Therefore, after applying zinc phosphate-based chemical conversion treatment to a hot pressed member obtained by hot pressing a Zn-Al-Mg alloy plated steel sheet, the electrodeposition-coated member penetrates the coating film, chemical conversion film, and plating layer to reach the underlying steel plate. Even if it is damaged and becomes a sacrificial corrosion state, the corrosion rate of the Γ phase is small and the corrosion rate under the coating film is sufficiently low, so that corrosion resistance after painting is not a problem in an actual use environment.

이에 대하여, 지르코늄 산화물계의 화성 처리 피막은, Zn계 합금에 대한 부식 인히비터 기능을 갖지 않는다. 그 때문에, 희생 방식 상태가 된 후에, Γ상의 부식 속도가 크고, 그 결과, 도막하에서의 부식 속도는 커진다. 그리고, Γ상의 양이 많아, Fe-Zn-Al-Mg계 합금 도금층 중에 Γ상이 분단되지 않고 연속적으로 존재하는 경우에는, 희생 방식 상태가 되었을 때에, 도막하 환경에 있어서 Γ상의 부식이 면 내에 전파되어, 도막 부풀음 등의 외관 불량으로서 시인된다. 따라서, 지르코늄계 화성 처리를 적용하는 경우는, 도장 후 내식성의 확보를 위해 Γ상의 양을 제한하는 것이 중요하다.In contrast, the zirconium oxide-based chemical conversion film does not have a corrosion inhibitor function for the Zn-based alloy. Therefore, after entering the sacrificial corrosion protection state, the corrosion rate of the Γ phase is large, and as a result, the corrosion rate under the coating film becomes large. In addition, when the amount of Γ phase is large and the Γ phase exists continuously without being divided in the Fe-Zn-Al-Mg alloy plating layer, when a sacrificial corrosion state is reached, corrosion of the Γ phase propagates within the surface in the environment under the coating film. This is recognized as appearance defects such as swelling of the coating film. Therefore, when applying zirconium-based chemical conversion treatment, it is important to limit the amount of Γ phase to ensure corrosion resistance after painting.

그래서 본 실시 형태에서는, 열간 프레스 부재에 지르코늄계 화성 처리를 실시한 후에 전착 도장을 행했을 때의 도장 후 내식성을 향상하기 위한 필요 조건의 하나로서, Fe3Zn10상 등의 전기 화학적으로 열등한 금속 간 화합물로 이루어지는 Γ상의 석출을 제한하는 것이 중요하다. 구체적으로는, 입사 각도 25°의 Co-Kα(파장 1.79021Å)를 선원으로 한 X선 회절에 의한, 41.5°≤2θ≤43.0°에 존재하는 Γ상의 (411)면의 회절 피크의 강도 IΓ와, 51.0°≤2θ≤52.0°에 존재하는 α-Fe상의 (110)면의 회절 피크의 강도 Iα의 비 IΓ/Iα가 0.5 이하인 것이 중요하다. IΓ/Iα가 0.5 초과인 경우, 열간 프레스 부재에 지르코늄계 화성 처리를 실시한 후에 전착 도장을 행했을 때의 도장 후 내식성이 불충분해진다. IΓ/Iα가 0.5 이하이면, Fe-Zn-Al-Mg계 합금 도금층 중에서 Γ상은 α-Fe상에 의해 충분히 분단되어, 열간 프레스 부재에 지르코늄계 화성 처리를 실시한 후에 전착 도장을 행했을 때에 우수한 도장 후 내식성을 얻을 수 있다.Therefore, in this embodiment, as one of the necessary conditions for improving post-coating corrosion resistance when electrodeposition coating is performed after zirconium-based chemical conversion treatment on a hot pressed member, an electrochemically inferior intermetallic compound such as Fe3Zn10 phase is used. It is important to limit precipitation of the Γ phase. Specifically, the intensity of the diffraction peak of the (411) plane of Γ phase at 41.5°≤2θ≤43.0°, I Γ, by X-ray diffraction using Co-Kα (wavelength 1.79021Å) at an incident angle of 25° as a source It is important that the ratio I Γ /I α of the intensity I α of the diffraction peak of the (110) plane of the α-Fe phase existing at 51.0°≤2θ≤52.0° is 0.5 or less. When I Γ /I α exceeds 0.5, corrosion resistance after coating becomes insufficient when electrodeposition coating is performed after zirconium-based chemical conversion treatment is performed on the hot pressed member. If I Γ /I α is 0.5 or less, the Γ phase in the Fe-Zn-Al-Mg alloy plating layer is sufficiently divided by the α-Fe phase, and when electrodeposition coating is performed after zirconium-based chemical conversion treatment is performed on the hot pressed member. Excellent corrosion resistance can be achieved after painting.

IΓ/Iα의 값은 작을수록 바람직하기 때문에, 하한은 특별히 한정되지 않지만, 상기와 같이 X선 회절로 측정했을 때에 검출되는 IΓ/Iα의 값은, 통상 0.01 이상이 된다.Since a smaller value of I Γ /I α is more preferable, the lower limit is not particularly limited, but the value of I Γ /I α detected when measured by X-ray diffraction as described above is usually 0.01 or more.

또한, 상기의 입사 각도 및 선원 이외의 X선 회절의 측정 조건에 대해서는, 비 IΓ/Iα에 영향을 주는 것은 아니지만, 후술의 실시예에 기재된 조건을 채용할 수 있다. In addition, regarding the measurement conditions for

편면당의 부착량: 40∼400g/㎡Adhesion amount per side: 40∼400g/㎡

열간 프레스 부재의 Fe-Zn-Al-Mg계 합금 도금층의 부착량을 40∼400g/㎡로 함으로써, 내식성이 우수한 열간 프레스 부재를 얻을 수 있다. 부착량이 40g/㎡ 미만이면, 소망하는 내식성을 갖는 열간 프레스 부재를 얻을 수 없다. 부착량이 400g/㎡를 초과하면, 열간 프레스 후의 도금층의 응고 수축의 영향으로, 도금층 내를 횡단하는 크랙의 개수가 현저하게 커져, 도금층 내의 밀착성이 현저하게 열화한다. 열간 프레스 부재의 도금층의 부착량은, 바람직하게는 50g/㎡ 이상으로 하고, 보다 바람직하게는 60g/㎡ 이상으로 한다. 또한, 열간 프레스 부재의 도금층의 부착량은, 바람직하게는 350g/㎡ 이하로 하고, 보다 바람직하게는 300g/㎡ 이하로 한다.By setting the adhesion amount of the Fe-Zn-Al-Mg-based alloy plating layer on the hot pressed member to 40 to 400 g/m 2, a hot pressed member excellent in corrosion resistance can be obtained. If the adhesion amount is less than 40 g/m2, a hot pressed member having desired corrosion resistance cannot be obtained. If the adhesion amount exceeds 400 g/m 2, the number of cracks crossing the inside of the plated layer increases significantly due to the influence of solidification and shrinkage of the plated layer after hot pressing, and the adhesion within the plated layer significantly deteriorates. The adhesion amount of the plating layer on the hot pressed member is preferably 50 g/m 2 or more, and more preferably 60 g/m 2 or more. Additionally, the adhesion amount of the plating layer on the hot pressed member is preferably 350 g/m 2 or less, and more preferably 300 g/m 2 or less.

본 명세서에 있어서, 열간 프레스 부재의 「Fe-Zn-Al-Mg계 합금 도금층의 편면당의 부착량」은, 이하의 방법으로 구하는 것으로 한다. 평가 대상으로 하는 열간 프레스 부재를 펀칭 가공하여, 48㎜φ의 시료 3개를 채취한다. 그 후, 각 시료에 있어서 부착량을 평가하는 편면과는 반대측의 비평가면을 마스킹한다. 우선, 실온의 20% 산화 크롬(Ⅵ) 수용액에, 각 시료를 10분간 침지함으로써, 산화물층을 용해하고, 각 시료를 계량한다. 다음으로, 헥사메틸렌테트라민 3.5g을 첨가한 500mL의 35% 염산 수용액을 1L로 메스 업한 용액에, 각 시료를 120분간 침지함으로써, Fe-Zn-Al-Mg계 합금 도금층을 용해하고, 각 시료를 재차 계량한다. Fe-Zn-Al-Mg계 합금 도금층의 용해 전후의 질량차로부터, 각 시료에 있어서의 단위 면적당의 부착량을 산출한다. 그리고, 3시료의 평균값을, 편면당의 부착량으로 한다.In this specification, the “adhesion amount per side of the Fe-Zn-Al-Mg alloy plating layer” of the hot pressed member is determined by the following method. The hot press member subject to evaluation is punched, and three samples of 48 mm phi are collected. Thereafter, in each sample, the non-equivalent surface on the opposite side to the surface on which the amount of adhesion is evaluated is masked. First, each sample is immersed in a 20% chromium(VI) oxide aqueous solution at room temperature for 10 minutes to dissolve the oxide layer, and each sample is weighed. Next, each sample was immersed in 1 L of 500 mL of 35% hydrochloric acid aqueous solution to which 3.5 g of hexamethylenetetramine was added for 120 minutes to dissolve the Fe-Zn-Al-Mg alloy plating layer, and each sample Weigh again. From the mass difference before and after dissolution of the Fe-Zn-Al-Mg alloy plating layer, the adhesion amount per unit area in each sample is calculated. Then, the average value of the three samples is taken as the adhesion amount per side.

[산화물층][Oxide layer]

본 실시 형태의 열간 프레스 부재에 있어서의 산화물층은, Fe-Zn-Al-Mg계 합금 도금층 상에 형성되고, Zn, Al 및 Mg를 함유한다. Zn-Al-Mg계 합금 도금층을 갖는 열간 프레스용 도금 강판에 열간 프레스를 실시하면, 도금층 중의 Zn, Al 및 Mg가 가열 분위기 중에 존재하는 산소와 결합하여, Zn, Al 및 Mg를 함유하는 산화물층이 형성된다. 또한, 산화물층은, Al 산화물을 주체로 하지만, 도금층에 함유되는 Zn이나 Mg를 함유하고, 추가로 하지 강판을 구성하는 원소, 예를 들면 Fe, Mn, Cr 등을 함유해도 좋다.The oxide layer in the hot pressed member of this embodiment is formed on the Fe-Zn-Al-Mg alloy plating layer and contains Zn, Al, and Mg. When hot pressing is performed on a plated steel sheet for hot pressing having a Zn-Al-Mg alloy plating layer, Zn, Al, and Mg in the plating layer combine with oxygen present in the heating atmosphere, forming an oxide layer containing Zn, Al, and Mg. This is formed. In addition, the oxide layer is mainly composed of Al oxide, but may also contain Zn or Mg contained in the plating layer, and may further contain elements constituting the base steel sheet, such as Fe, Mn, Cr, etc.

본 실시 형태에서는, 열간 프레스 부재에 지르코늄계 화성 처리를 실시한 후에 전착 도장을 행했을 때의 도장 후 내식성을 향상하기 위한 또 하나의 필요 조건으로서, 산화물층의 Al 농도와 Mg 농도의 합이 28원자% 이상인 것이 중요하다. 산화물층의 Al 농도와 Mg 농도의 합이 28원자% 미만인 경우, 상기의 IΓ/Iα가 0.5 이하였다고 해도, 열간 프레스 부재에 지르코늄계 화성 처리를 실시한 후에 전착 도장을 행했을 때의 도장 후 내식성이 불충분해진다. 이는, 산화물층을 구성하는 Zn 농도가 큰 경우, 화성 처리액과 산화물층의 반응이 불균일해져, 산화물층의 표면에 생성되는 지르코늄계 화성 처리 피막의 두께의 불균일이 커지기 때문이라고 추정된다. 즉, 화성 처리 피막이 얇아지는 개소가 형성되기 쉬워져, 산화물층과 화성 처리 피막, 혹은 화성 처리 피막과 도막의 사이의 밀착성이 저하하거나, 혹은 화성 처리 피막의 피복이 불완전해지기 때문이라고 추정된다. 이에 대하여, 산화물층의 Al 농도와 Mg 농도의 합이 28원자% 이상이면, 지르코늄계 화성 처리 피막이 건전하게 생성되기 때문에, 열간 프레스 부재에 지르코늄계 화성 처리를 실시한 후에 전착 도장을 행했을 때에 우수한 도장 후 내식성을 얻을 수 있다.In this embodiment, as another necessary condition for improving post-coating corrosion resistance when electrodeposition coating is performed after zirconium-based chemical conversion treatment on a hot pressed member, the sum of the Al concentration and Mg concentration of the oxide layer is 28 atoms. It is important that it is more than %. When the sum of the Al concentration and the Mg concentration of the oxide layer is less than 28 atomic%, even if the above I Γ /I α is 0.5 or less, after applying zirconium-based chemical conversion treatment to the hot pressed member and then electrodeposition coating. Corrosion resistance becomes insufficient. This is presumed to be because, when the concentration of Zn constituting the oxide layer is large, the reaction between the chemical treatment liquid and the oxide layer becomes uneven, and the unevenness in the thickness of the zirconium-based chemical treatment film formed on the surface of the oxide layer increases. In other words, it is presumed that this is because areas where the chemical conversion film becomes thin tend to form, and the adhesion between the oxide layer and the chemical conversion film, or between the chemical conversion film and the coating film, decreases, or the coverage of the chemical conversion film becomes incomplete. On the other hand, when the sum of the Al concentration and Mg concentration of the oxide layer is 28 atomic% or more, a zirconium-based chemical conversion treatment film is soundly created, so excellent coating is obtained when electrodeposition coating is performed after zirconium-based chemical conversion treatment on a hot pressed member. After corrosion resistance can be obtained.

또한, 산화물층의 Al 농도와 Mg 농도의 합이 28원자% 미만인 경우, 산화물층이 깨지기 쉬워지기 때문에, 열간 프레스 부재에 지르코늄계 화성 처리를 실시한 후에 전착 도장을 행했을 때의 도막 밀착성이 불충분해진다. 이에 대하여, 산화물층의 Al 농도와 Mg 농도의 합이 28원자% 이상이면, 산화물층이 충분한 강도를 갖기 때문에, 열간 프레스 부재에 지르코늄계 화성 처리를 실시한 후에 전착 도장을 행했을 때의 도막 밀착성이 양호해진다.In addition, when the sum of the Al concentration and Mg concentration of the oxide layer is less than 28 atomic%, the oxide layer becomes brittle, so the coating film adhesion becomes insufficient when electrodeposition coating is performed after zirconium-based chemical conversion treatment is performed on the hot pressed member. . On the other hand, if the sum of the Al concentration and Mg concentration of the oxide layer is 28 atomic% or more, the oxide layer has sufficient strength, so the coating film adhesion when electrodeposition coating is performed after zirconium-based chemical conversion treatment on the hot pressed member is performed. It gets better.

산화물층의 Al 농도와 Mg 농도의 합의 상한은 특별히 한정되지 않는다. 단, 과잉으로 고농도의 Al과 Mg를 함유하는 산화물층은, 도장 하지 처리용의 화성 처리액과 같은 산성 환경하에 있어서 화학적으로 안정되어, 화성 처리 피막의 형성을 방해하는 경우가 있다. 따라서, 산화물층의 Al 농도와 Mg 농도의 합은 50원자% 이하로 하는 것이 바람직하다.The upper limit of the sum of the Al concentration and Mg concentration of the oxide layer is not particularly limited. However, the oxide layer containing excessively high concentrations of Al and Mg is chemically stable in an acidic environment such as a chemical treatment liquid for painting base treatment, and may prevent the formation of a chemical conversion film. Therefore, it is preferable that the sum of the Al concentration and Mg concentration of the oxide layer is 50 atomic% or less.

본 실시 형태에 있어서, 산화물층은 Fe-Zn-Al-Mg계 합금 도금층 상에 매우 얇게 형성되기 때문에, 도 1에 나타내는 바와 같이, 단면 SEM 화상에서는 시인할 수 없는 경우도 있다. 단, 산화물층은, 열간 프레스 부재의 표층부의 단면을, SEM과 조합한 에너지 분산형 X선 분석(EDX)에 의해 측정하여, 원소 매핑을 행함으로써, 산소가 검출되는 영역으로서 동정할 수 있다. 또한, 본 명세서에 있어서 「산화물층의 Al 농도와 Mg 농도」는, 이하의 방법에 의해 측정되는 값으로 한다. 즉, 열간 프레스 부재의 평탄부로부터 단면 관찰용의 시험편을 채취한다. 시험편의 Fe-Zn-Al-Mg계 합금 도금층 및 산화물층을 포함하는 단면을, 가속 전압 15㎸의 주사 전자 현미경(SEM)을 이용하여 10000배로 관찰하고, 임의의 3개소에 있어서, 산화물층의 조성을 에너지 분산형 X선 분석(EDX)에 의해 측정한다. 3개소의 Al 농도 및 Mg 농도의 가산 평균을, 각각 「산화물층의 Al 농도」 및 「산화물층의 Mg 농도」라고 한다.In this embodiment, since the oxide layer is formed very thinly on the Fe-Zn-Al-Mg alloy plating layer, as shown in FIG. 1, it may not be visible in a cross-sectional SEM image. However, the oxide layer can be identified as a region where oxygen is detected by measuring the cross section of the surface layer of the hot pressed member using energy dispersive X-ray analysis (EDX) combined with SEM and performing elemental mapping. In addition, in this specification, “Al concentration and Mg concentration in the oxide layer” are values measured by the following method. That is, a test piece for cross-sectional observation is taken from the flat part of the hot pressed member. A cross section including the Fe-Zn-Al-Mg alloy plating layer and the oxide layer of the test piece was observed at 10,000 times using a scanning electron microscope (SEM) with an acceleration voltage of 15 kV, and the oxide layer was observed at any three locations. Composition is determined by energy dispersive X-ray analysis (EDX). The added average of the Al concentration and Mg concentration at three locations is called “Al concentration in the oxide layer” and “Mg concentration in the oxide layer,” respectively.

(열간 프레스 부재의 제조 방법)(Method for manufacturing hot pressed members)

본 발명의 일 실시 형태에 의한 열간 프레스 부재의 제조 방법은, 후기하는 본 발명의 일 실시 형태에 의한 열간 프레스용 도금 강판을, Ac3 변태점∼1000℃의 온도 범위로 가열 후, 열간 프레스하는 것을 특징으로 한다.A method for manufacturing a hot pressed member according to an embodiment of the present invention includes heating a plated steel sheet for hot pressing according to an embodiment of the present invention described later to a temperature range of Ac 3 transformation point to 1000°C, and then hot pressing. It is characterized by

열간 프레스 전의 열간 프레스용 강판의 가열 온도를 Ac3 변태점∼1000℃로 함으로써, 상기에서 설명한, α-Fe상 및 Γ상을 갖는 Fe-Zn-Al-Mg계 합금 도금층 그리고 소정의 Al 농도 및 Mg 농도를 갖는 산화물층을 얻을 수 있다. 가열 온도가 Ac3 변태점보다 낮으면, 열간 프레스 후에 있어서, Fe-Zn-Al-Mg계 합금 도금층의 IΓ/Iα가 0.5를 초과해 버린다. 그 결과, 열간 프레스 부재에 지르코늄계 화성 처리를 실시한 후에 전착 도장을 행했을 때의 도장 후 내식성이 불충분해진다. 가열 온도가 1000℃를 초과하면, 소망하는 산화물층을 얻을 수 없어, 열간 프레스 부재에 지르코늄계 화성 처리를 실시한 후에 전착 도장을 행했을 때의 도막 밀착성 및 도장 후 내식성이 불충분해진다. 또한, 여기에서 말하는 「가열 온도」란, 강판의 최고 도달 온도를 말한다. 또한, 본 명세서에 있어서, 「Ac3 변태점」은, 강판의 성분 조성에 기초하여, 이하의 식으로부터 산출한 값으로 한다.By setting the heating temperature of the steel sheet for hot pressing before hot pressing to Ac 3 transformation point to 1000°C, the Fe-Zn-Al-Mg alloy plating layer having the α-Fe phase and Γ phase as described above, and the predetermined Al concentration and Mg An oxide layer with high concentration can be obtained. If the heating temperature is lower than the Ac 3 transformation point, I Γ /I α of the Fe-Zn-Al-Mg alloy plating layer will exceed 0.5 after hot pressing. As a result, when electrodeposition coating is applied after zirconium-based chemical treatment is applied to a hot pressed member, post-coating corrosion resistance becomes insufficient. If the heating temperature exceeds 1000°C, the desired oxide layer cannot be obtained, and the coating film adhesion when electrodeposition coating is performed after zirconium-based chemical conversion treatment on the hot pressed member and corrosion resistance after coating become insufficient. In addition, the “heating temperature” herein refers to the highest temperature reached by the steel sheet. In addition, in this specification, “Ac 3 transformation point” is a value calculated from the following formula based on the chemical composition of the steel sheet.

Ac3 변태점(℃)=910-203C1/2+44.7Si-4Mn+11CrAc 3 transformation point (℃) = 910 - 203C 1/2 + 44.7Si - 4Mn + 11Cr

또한, 식의 우변에 있어서의 원소 기호는, 각 원소의 함유량을 나타내고, Cr을 함유하지 않는 경우는, Cr=0으로 한다.In addition, the element symbol on the right side of the formula indicates the content of each element, and when Cr is not contained, Cr = 0.

가열 온도로 승온 후의 보존유지 시간에 대해서는 하등 한정되는 것은 아니지만, Γ상을 소실시켜, 열간 프레스 시의 액체 금속 취화 균열을 회피하는 관점에서, 보존유지 시간은 30초 이상으로 하는 것이 바람직하다. 보존유지 시간 중에 로 내의 수증기를 취입하는 것에 의한 수소 침입을 피하는 관점에서는, 보존유지 시간은 5분 이내로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 3분 이내, 더욱 바람직하게는 2분 이내로 한다.There is no limitation on the preservation time after raising the temperature to the heating temperature, but from the viewpoint of eliminating the Γ phase and avoiding liquid metal embrittlement cracking during hot pressing, the preservation time is preferably 30 seconds or more. From the viewpoint of avoiding hydrogen intrusion due to blowing of water vapor in the furnace during the storage time, the storage time is preferably within 5 minutes, more preferably within 3 minutes, and even more preferably within 2 minutes.

열간 프레스용 강판을 가열하는 방법은 하등 한정되는 것이 아니라, 전기로나 가스로에 의한 로 가열, 통전 가열, 유도 가열, 고주파 가열, 화염 가열 등이 예시된다.The method of heating the steel sheet for hot pressing is not limited at all, and examples include furnace heating using an electric furnace or gas furnace, electric heating, induction heating, high-frequency heating, and flame heating.

열간 프레스에서는, 상기와 같이 가열된 열간 프레스용 도금 강판에, 성형용 금형을 이용하여 프레스 성형 및 퀀칭을 동시에 실시하여, 소정 형상의 열간 프레스 부재를 얻는다. 열간 프레스의 조건은 특별히 한정되지 않고, 정법을 채용할 수 있다.In hot pressing, press forming and quenching are simultaneously performed on the plated steel sheet for hot pressing heated as described above using a forming mold to obtain a hot pressed member of a predetermined shape. The conditions of hot pressing are not particularly limited, and the regular method can be adopted.

(열간 프레스용 도금 강판)(Plated steel sheet for hot pressing)

본 발명의 일 실시 형태에 의한 열간 프레스용 도금 강판은, 하지 강판과, 상기 하지 강판의 적어도 편면에, 편면당의 부착량이 30∼180g/㎡로 형성된, 질량%로, Al: 3∼10% 및 Mg: 0.2∼0.8%를 포함하고, 잔부가 Zn 및 불가피적 불순물인 성분 조성을 갖고, 대기 분위기하에 있어서의 액상선 온도가 400℃ 이하인 Zn-Al-Mg계 합금 도금층을 갖는 것을 특징으로 한다.A plated steel sheet for hot pressing according to an embodiment of the present invention is formed of a base steel sheet and at least one side of the base steel sheet with an adhesion amount per side of 30 to 180 g/m2, and Al: 3 to 10% in mass%, and It is characterized by having a Zn-Al-Mg-based alloy plating layer containing Mg: 0.2 to 0.8%, with the balance being Zn and inevitable impurities, and having a liquidus temperature of 400° C. or lower in an air atmosphere.

[하지 강판][Not steel plate]

1470㎫ 이상의 인장 강도 TS를 갖는 열간 프레스 부재를 얻으려면, 하지 강판으로서, 예를 들면, 질량%로, C: 0.20∼0.35%, Si: 0.1∼0.5%, Mn: 1.0∼3.0%, P: 0.1% 이하, S: 0.05% 이하, Al: 0.1% 이하, N: 0.01% 이하를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물인 성분 조성을 갖는 강판을 이용하는 것이 바람직하다. 또한, 하지 강판은 냉연 강판 및 열연 강판의 어느 것이나 상관없다. 각 성분 원소의 한정 이유를, 이하에 설명한다.To obtain a hot pressed member having a tensile strength TS of 1470 MPa or more, as the base steel sheet, for example, in mass%, C: 0.20 to 0.35%, Si: 0.1 to 0.5%, Mn: 1.0 to 3.0%, P: It is preferable to use a steel sheet containing 0.1% or less, S: 0.05% or less, Al: 0.1% or less, and N: 0.01% or less, with the remainder being Fe and inevitable impurities. Additionally, the base steel sheet may be either a cold rolled steel sheet or a hot rolled steel sheet. The reason for limitation of each component element is explained below.

C: 0.20∼0.35%C: 0.20 to 0.35%

C는, 강 조직으로서 마르텐사이트 등을 형성시킴으로써 강도를 향상시킨다. 1470㎫ 이상의 TS를 얻기 위해서는, C량을 0.20% 이상으로 할 필요가 있다. 한편, C량이 0.35%를 초과하면, 스폿 용접부의 인성이 열화한다. 따라서, C량은 0.20∼0.35%로 하는 것이 바람직하다.C improves strength by forming martensite etc. as a steel structure. In order to obtain TS of 1470 MPa or more, the amount of C needs to be 0.20% or more. On the other hand, when the C amount exceeds 0.35%, the toughness of the spot weld zone deteriorates. Therefore, it is preferable that the amount of C is 0.20 to 0.35%.

Si: 0.1∼0.5%Si: 0.1 to 0.5%

Si는, 강을 강화하여 양호한 재질을 얻는 데에 유효한 원소이다. 그러기 위해서는, Si량을 0.1% 이상으로 할 필요가 있다. 한편, Si량이 0.5%를 초과하면, 페라이트가 안정화되기 때문에, 퀀칭성이 저하한다. 따라서, Si량은 0.1∼0.5%로 하는 것이 바람직하다.Si is an element effective in strengthening steel and obtaining good materials. To achieve this, it is necessary to set the Si amount to 0.1% or more. On the other hand, when the Si content exceeds 0.5%, ferrite becomes stabilized and hardenability decreases. Therefore, it is preferable that the amount of Si is 0.1 to 0.5%.

Mn: 1.0∼3.0%Mn: 1.0 to 3.0%

Mn은, 강의 고강도화에 유효한 원소이다. 기계 특성이나 강도를 확보하기 위해서는, Mn량을 1.0% 이상으로 할 필요가 있다. 한편, Mn량이 3.0% 초과하면, 어닐링 시의 표면 농화가 증가하여, 도금 밀착성의 확보가 곤란해진다. 따라서, Mn량은 1.0∼3.0%로 하는 것이 바람직하다.Mn is an element effective in increasing the strength of steel. In order to ensure mechanical properties and strength, the Mn amount needs to be 1.0% or more. On the other hand, if the Mn amount exceeds 3.0%, surface thickening during annealing increases, making it difficult to secure plating adhesion. Therefore, it is preferable that the Mn amount is 1.0 to 3.0%.

P: 0.1% 이하P: 0.1% or less

P량이 0.1%를 초과하면, 주조 시의 오스테나이트 입계로의 P 편석에 수반하는 입계 취화에 의해, 국부 연성의 열화를 통하여 강도와 연성의 밸런스가 저하한다. 따라서, P량은 0.1% 이하로 하는 것이 바람직하다. 또한, 제강 비용의 관점에서, P량은 0.01% 이상으로 하는 것이 바람직하다.If the P amount exceeds 0.1%, the balance between strength and ductility decreases through deterioration of local ductility due to grain boundary embrittlement accompanying P segregation to austenite grain boundaries during casting. Therefore, it is preferable that the amount of P is 0.1% or less. Additionally, from the viewpoint of steelmaking costs, it is preferable that the P amount is 0.01% or more.

S: 0.05% 이하S: 0.05% or less

S는, MnS 등의 개재물이 되어, 내충격성의 열화나 용접부의 메탈 플로우를 따른 균열의 원인이 된다. 따라서, S량은 최대한 저감하는 것이 바람직하고, 0.05% 이하로 하는 것이 바람직하다. 또한, 양호한 신장 플랜지성을 확보하기 위해, S량은 보다 바람직하게는 0.01% 이하로 한다. 또한, 제강 비용의 관점에서, S량은 0.002% 이상으로 하는 것이 바람직하다.S becomes inclusions such as MnS and causes deterioration of impact resistance and cracking along the metal flow in the weld zone. Therefore, it is desirable to reduce the amount of S as much as possible, and preferably 0.05% or less. Additionally, in order to ensure good stretch flangeability, the amount of S is more preferably set to 0.01% or less. Additionally, from the viewpoint of steelmaking costs, it is preferable that the amount of S is 0.002% or more.

Al: 0.1% 이하Al: 0.1% or less

Al량이 0.1%를 초과하면, 하지 강판의 블랭킹 가공성이나 퀀칭성이 저하한다. 따라서, Al량은 0.1% 이하로 하는 것이 바람직하다. 또한, 탈산재로서의 효과를 확보하는 관점에서, Al량은 0.01% 이상으로 하는 것이 바람직하다.If the Al amount exceeds 0.1%, the blanking workability and quenching properties of the base steel sheet decrease. Therefore, it is preferable that the Al amount is 0.1% or less. Additionally, from the viewpoint of ensuring the effect as a deoxidizing agent, the Al amount is preferably set to 0.01% or more.

N: 0.01% 이하N: 0.01% or less

N량이 0.01%를 초과하면, 열간 압연 시나 열간 프레스 전의 가열 시에 AlN이 생성되어, 하지 강판의 블랭킹 가공성이나 퀀칭성이 저하한다. 따라서, N량은 0.01% 이하로 하는 것이 바람직하다. 또한, 제강 비용의 관점에서, N량은 0.001% 이상으로 하는 것이 바람직하다.If the N amount exceeds 0.01%, AlN is generated during hot rolling or during heating before hot pressing, and the blanking workability and quenching properties of the base steel sheet deteriorate. Therefore, it is preferable that the amount of N is 0.01% or less. Additionally, from the viewpoint of steelmaking costs, it is preferable that the N amount is 0.001% or more.

상기 원소 이외의 잔부는 Fe 및 불가피적 불순물이다. 단, 이하의 이유에 의해, 질량%로, Nb: 0.05% 이하, Ti: 0.05% 이하, B: 0.0002∼0.005%, Cr: 0.1∼0.3%, Sb: 0.003∼0.03% 중으로부터 선택된 적어도 1종을, 필요에 따라서 적절히 함유시켜도 좋다.The remainder other than the above elements is Fe and inevitable impurities. However, for the following reasons, at least one selected from among Nb: 0.05% or less, Ti: 0.05% or less, B: 0.0002 to 0.005%, Cr: 0.1 to 0.3%, and Sb: 0.003 to 0.03% in mass% for the following reasons. You may contain it appropriately as needed.

Nb: 0.05% 이하Nb: 0.05% or less

Nb는 강의 강화에 유효한 성분이지만, 과잉으로 포함되면 형상 동결성이 저하한다. 따라서, Nb를 함유시키는 경우, Nb량은 0.05% 이하로 한다.Nb is an effective ingredient in strengthening steel, but if it is contained in excess, shape freezing properties decrease. Therefore, when Nb is contained, the amount of Nb is set to 0.05% or less.

Ti: 0.05% 이하Ti: 0.05% or less

Ti도 Nb와 마찬가지로 강의 강화에는 유효하지만, 과잉으로 포함되면 형상 동결성이 저하한다. 따라서, Ti를 함유시키는 경우, Ti량은 0.05% 이하로 한다.Ti, like Nb, is effective in strengthening steel, but if it is included in excess, the shape freezing property deteriorates. Therefore, when Ti is contained, the amount of Ti is set to 0.05% or less.

B: 0.0002∼0.005%B: 0.0002 to 0.005%

B는, 오스테나이트 입계로부터의 페라이트 생성 및 성장을 억제하는 작용을 갖는다. 그 때문에, B량은 0.0002% 이상으로 하는 것이 바람직하다. 한편, 과잉인 B의 첨가는 성형성을 크게 해친다. 따라서, B를 함유시키는 경우, B량은 0.005% 이하로 한다.B has the effect of suppressing the production and growth of ferrite from austenite grain boundaries. Therefore, it is preferable that the amount of B is 0.0002% or more. On the other hand, addition of excess B greatly impairs formability. Therefore, when B is contained, the amount of B is set to 0.005% or less.

Cr: 0.1∼0.3%Cr: 0.1 to 0.3%

Cr은, 강의 강화 및 퀀칭성을 향상시키기 때문에 유용하다. 이러한 효과를 발현하기 위해서는, Cr량은 0.1% 이상으로 하는 것이 바람직하다. 한편, 합금 비용의 관점에서, Cr을 함유시키는 경우, Cr량은 0.3% 이하로 한다.Cr is useful because it strengthens steel and improves quenching properties. In order to achieve this effect, it is preferable that the Cr amount is 0.1% or more. On the other hand, from the viewpoint of alloy cost, when Cr is contained, the amount of Cr is set to 0.3% or less.

Sb: 0.003∼0.03%Sb: 0.003 to 0.03%

Sb는, 열간 프레스 중에 강판 표층의 탈탄을 억지(抑止)하는 효과가 있다. 이러한 효과를 발현하기 위해서는, Sb량을 0.003% 이상으로 하는 것이 바람직하다. 한편, Sb량이 0.03%를 초과하면, 압연 하중의 증가를 초래하기 때문에 생산성이 저하한다. 따라서, Sb를 함유시키는 경우, Sb량은 0.03% 이하로 한다.Sb has the effect of suppressing decarburization of the surface layer of the steel sheet during hot pressing. In order to achieve this effect, it is preferable that the Sb amount is 0.003% or more. On the other hand, if the Sb amount exceeds 0.03%, the rolling load increases and productivity decreases. Therefore, when Sb is contained, the amount of Sb is set to 0.03% or less.

[Zn-Al-Mg계 합금 도금층][Zn-Al-Mg alloy plating layer]

본 실시 형태에 있어서, 열간 프레스용 도금 강판의 Zn-Al-Mg계 합금 도금층은, 질량%로, Al: 3∼10% 및 Mg: 0.2∼0.8%를 포함하고, 잔부가 Zn 및 불가피적 불순물이고, 또한, 대기 분위기하에 있어서의 액상선 온도가 400℃ 이하가 되는 성분 조성을 갖는 것으로 한다.In this embodiment, the Zn-Al-Mg-based alloy plating layer of the plated steel sheet for hot pressing contains Al: 3 to 10% and Mg: 0.2 to 0.8% in mass%, with the balance being Zn and inevitable impurities. In addition, it shall have a component composition such that the liquidus temperature in an air atmosphere is 400°C or lower.

Al: 3∼10%Al: 3 to 10%

Al 함유율이 3% 미만인 경우, 열간 프레스 후에 있어서, Fe-Zn-Al-Mg계 합금 도금층의 IΓ/Iα가 0.5를 초과해 버리고, 또한, 산화물층의 Al 농도와 Mg 농도의 합이 28원자% 미만이 되어 버린다. 그 결과, 열간 프레스 부재에 지르코늄계 화성 처리를 실시한 후에 전착 도장을 행했을 때의 도막 밀착성 및 도장 후 내식성이 불충분해진다. 또한, Al 함유율이 3% 미만인 경우, Mg 함유율에 따라서는, 후술의 액상선 온도를 400℃ 이하로 할 수 없다. 한편, Al 함유율이 10% 초과인 경우, 후술의 액상선 온도를 400℃ 이하로 할 수 없어, 열간 프레스 후에 있어서, Fe-Zn-Al-Mg계 합금 도금층의 IΓ/Iα가 0.5를 초과해 버린다. 그 결과, 열간 프레스 부재에 지르코늄계 화성 처리를 실시한 후에 전착 도장을 행했을 때의 도장 후 내식성이 불충분해진다. 따라서, Al 함유율은 3∼10%로 한다.When the Al content is less than 3%, I Γ /I α of the Fe-Zn-Al-Mg alloy plating layer exceeds 0.5 after hot pressing, and the sum of the Al concentration and Mg concentration of the oxide layer is 28. It becomes less than atomic percent. As a result, the coating film adhesion and corrosion resistance after coating become insufficient when electrodeposition coating is applied after zirconium-based chemical conversion treatment is applied to the hot pressed member. Additionally, when the Al content is less than 3%, the liquidus temperature described later cannot be set to 400°C or lower depending on the Mg content. On the other hand, when the Al content is more than 10%, the liquidus temperature described later cannot be lower than 400°C, and I Γ /I α of the Fe-Zn-Al-Mg alloy plating layer exceeds 0.5 after hot pressing. do it As a result, when electrodeposition coating is applied after zirconium-based chemical treatment to a hot pressed member, post-coating corrosion resistance becomes insufficient. Therefore, the Al content rate is set to 3 to 10%.

Mg: 0.2∼0.8%Mg: 0.2 to 0.8%

Mg 함유율이 0.2% 미만인 경우, 열간 프레스 후에 있어서, Fe-Zn-Al-Mg계 합금 도금층의 IΓ/Iα가 0.5를 초과해 버린다. 그 결과, 열간 프레스 부재에 지르코늄계 화성 처리를 실시한 후에 전착 도장을 행했을 때의 도장 후 내식성이 불충분해진다. 따라서, Mg 함유율은 0.2% 이상으로 하고, 바람직하게는 0.3% 이상으로 하고, 보다 바람직하게는 0.4% 이상으로 한다. 한편, Mg 함유율이 0.8% 초과인 경우, 열간 프레스 후에 있어서, 산화물층의 Al 농도와 Mg 농도의 합이 28원자% 미만이 되어 버린다. 그 결과, 열간 프레스 부재에 지르코늄계 화성 처리를 실시한 후에 전착 도장을 행했을 때의 도막 밀착성 및 도장 후 내식성이 불충분해진다. 따라서, Mg 함유율은 0.8% 이하로 하고, 바람직하게는 0.7% 이하로 하고, 보다 바람직하게는 0.6% 이하로 한다.When the Mg content is less than 0.2%, I Γ /I α of the Fe-Zn-Al-Mg alloy plating layer exceeds 0.5 after hot pressing. As a result, when electrodeposition coating is applied after zirconium-based chemical treatment to a hot pressed member, post-coating corrosion resistance becomes insufficient. Therefore, the Mg content rate is set to 0.2% or more, preferably 0.3% or more, and more preferably 0.4% or more. On the other hand, when the Mg content is more than 0.8%, the sum of the Al concentration and the Mg concentration in the oxide layer becomes less than 28 atomic% after hot pressing. As a result, the coating film adhesion and corrosion resistance after coating become insufficient when electrodeposition coating is applied after zirconium-based chemical conversion treatment is applied to the hot pressed member. Therefore, the Mg content rate is set to 0.8% or less, preferably 0.7% or less, and more preferably 0.6% or less.

대기 분위기하에 있어서의 액상선 온도: 400℃ 이하Liquidus temperature under atmospheric conditions: 400°C or less

본 실시 형태에서는, Al 함유율과 Mg 함유율을 적절히 제어함으로써, 대기 분위기하에 있어서의 Zn-Al-Mg계 합금 도금층의 액상선 온도를 400℃ 이하로 하는 것이 중요하다. 액상선 온도가 400℃ 초과인 경우, 열간 프레스 후에 있어서, Fe-Zn-Al-Mg계 합금 도금층의 IΓ/Iα가 0.5를 초과해 버린다. 그 결과, 열간 프레스 부재에 지르코늄계 화성 처리를 실시한 후에 전착 도장을 행했을 때의 도장 후 내식성이 불충분해진다. 액상선 온도의 하한은 특별히 한정되지 않지만, 상기 Al 함유율과 Mg 함유율의 범위에서는, 액상선 온도는 대체로 380℃ 이상이 된다. Zn-Al-Mg계 합금층의 대기 분위기하에 있어서의 액상선 온도는, 열역학 계산 소프트웨어 Thermo Calc로 데이터베이스를 이용하여 계산함으로써 구할 수 있다.In this embodiment, it is important to set the liquidus temperature of the Zn-Al-Mg alloy plating layer in an air atmosphere to 400°C or lower by appropriately controlling the Al content and Mg content. When the liquidus temperature exceeds 400°C, I Γ /I α of the Fe-Zn-Al-Mg alloy plating layer exceeds 0.5 after hot pressing. As a result, when electrodeposition coating is applied after zirconium-based chemical treatment to a hot pressed member, post-coating corrosion resistance becomes insufficient. The lower limit of the liquidus temperature is not particularly limited, but within the range of the Al content rate and the Mg content rate, the liquidus temperature is generally 380°C or higher. The liquidus temperature of the Zn-Al-Mg alloy layer in an air atmosphere can be obtained by calculating using a database using thermodynamic calculation software Thermo Calc.

또한, Zn-Al-Mg계 합금 도금층에 포함되는 불가피적 불순물로서는, 도금 처리 중에 도금욕과 하지 강판의 반응으로 도금층 중에 취입되는 하지 강판 성분이나, 도금욕 중의 불가피적 불순물을 들 수 있다. 도금층 중에 취입되는 하지 강판 성분으로서는, Fe가 0.01%∼수% 정도 포함된다. 도금욕 중의 불가피적 불순물의 종류로서는, 예를 들면, Fe, Cr, Cu, Mo, Ni, Zr 등을 들 수 있다. 도금층 중의 Fe에 대해서는, 하지 강판으로부터 취입되는 Fe와, 도금욕으로부터 취입되는 Fe를 구별하여 정량할 수는 없다. 불가피적 불순물의 총 함유량은 특별히 한정은 하지 않지만, 열간 프레스 공정에서 도금층을 균일하게 용융시킨다는 관점에서, Fe를 제외한 불가피적 불순물량은 합계로 1질량% 이하인 것이 바람직하다.In addition, unavoidable impurities contained in the Zn-Al-Mg alloy plating layer include components of the underlying steel sheet incorporated into the plating layer due to the reaction between the plating bath and the underlying steel sheet during plating treatment, and unavoidable impurities in the plating bath. The base steel sheet component incorporated into the plating layer contains about 0.01% to several% of Fe. Examples of inevitable impurities in the plating bath include Fe, Cr, Cu, Mo, Ni, and Zr. Regarding Fe in the plating layer, it is not possible to distinguish and quantify Fe blown in from the base steel sheet and Fe blown in from the plating bath. The total content of inevitable impurities is not particularly limited, but from the viewpoint of uniformly melting the plating layer in the hot pressing process, the total amount of inevitable impurities excluding Fe is preferably 1% by mass or less.

Zn-Al-Mg계 합금 도금층의 성분 조성은, 추가로, 질량%로, Ca, Sr, Mn, V, Cr, Mo, Ti, Ni, Co, Sb, Zr 및 B로부터 선택되는 적어도 1종을, 합계로 1% 이하의 범위에서 포함할 수도 있다.The component composition of the Zn-Al-Mg alloy plating layer further comprises at least one selected from Ca, Sr, Mn, V, Cr, Mo, Ti, Ni, Co, Sb, Zr and B in mass%. , may be included in a total amount of 1% or less.

편면당의 부착량: 30∼180g/㎡Adhesion amount per side: 30∼180g/㎡

Zn-Al-Mg계 합금 도금층의 부착량을 30∼180g/㎡로 함으로써, 내식성 및 열간 프레스 시의 액체 금속 취화 균열에 대한 내성이 우수한 열간 프레스 부재를 얻을 수 있다. 부착량이 30g/㎡ 미만이면, 소망하는 내식성을 갖는 열간 프레스 부재를 얻을 수 없다. 부착량이 180g/㎡를 초과하면, 열간 프레스 전의 가열 공정에서 합금화가 완료되지 않고 액상이 잔존하여, 액체 금속 취화 균열이 발생하는 경우가 있다. Zn-Al-Mg계 합금 도금층의 부착량은, 바람직하게는 45g/㎡ 이상으로 하고, 보다 바람직하게는 55g/㎡ 이상으로 한다. 또한, Zn-Al-Mg계 합금 도금층의 부착량은, 바람직하게는 120g/㎡ 이하로 하고, 보다 바람직하게는 100g/㎡ 이하로 한다.By setting the adhesion amount of the Zn-Al-Mg alloy plating layer to 30 to 180 g/m2, a hot pressed member with excellent corrosion resistance and resistance to liquid metal embrittlement cracking during hot pressing can be obtained. If the adhesion amount is less than 30 g/m2, a hot pressed member having desired corrosion resistance cannot be obtained. If the adhesion amount exceeds 180 g/m2, alloying is not completed in the heating process before hot pressing, the liquid phase remains, and liquid metal embrittlement cracks may occur. The adhesion amount of the Zn-Al-Mg-based alloy plating layer is preferably 45 g/m 2 or more, and more preferably 55 g/m 2 or more. Additionally, the adhesion amount of the Zn-Al-Mg alloy plating layer is preferably 120 g/m 2 or less, and more preferably 100 g/m 2 or less.

본 명세서에 있어서, 「Zn-Al-Mg계 합금 도금층의 편면당의 부착량」은, 이하의 방법으로 구하는 것으로 한다. 평가 대상으로 하는 Zn-Al-Mg계 합금 도금 강판을 펀칭 가공하여, 48㎜φ의 시료 3개를 채취하고, 각 시료를 계량한다. 그 후, 각 시료에 있어서 부착량을 평가하는 편면과는 반대측의 비평가면을 마스킹한다. 그 후, 헥사메틸렌테트라민 3.5g을 첨가한 500mL의 35% 염산 수용액을 1L로 메스 업한 용액에, 각 시료를 10분간 침지함으로써, Zn-Al-Mg계 합금 도금층을 용해하고, 각 시료를 재차 계량한다. Zn-Al-Mg계 합금 도금층의 용해 전후의 질량차로부터, 각 시료에 있어서의 단위 면적당의 부착량을 산출한다. 그리고, 3시료의 평균값을, 편면당의 부착량으로 한다.In this specification, the “adhesion amount per side of the Zn-Al-Mg alloy plating layer” is determined by the following method. The Zn-Al-Mg alloy plated steel sheet to be evaluated is punched, three samples of 48 mm ϕ are taken, and each sample is weighed. Thereafter, in each sample, the non-parallel surface on the opposite side to the surface on which the amount of adhesion is evaluated is masked. Afterwards, each sample was immersed in 1 L of 500 mL of 35% hydrochloric acid aqueous solution to which 3.5 g of hexamethylenetetramine was added for 10 minutes to dissolve the Zn-Al-Mg alloy plating layer, and then each sample was immersed again. Weigh. From the mass difference before and after dissolution of the Zn-Al-Mg alloy plating layer, the adhesion amount per unit area for each sample is calculated. Then, the average value of the three samples is taken as the adhesion amount per side.

본 실시 형태에 있어서, Zn-Al-Mg계 합금 도금층의 하층 또는 상층에는, 본 발명의 작용 효과에 영향을 미치지 않는 범위에서, 목적에 따라서 별도의 피막을 형성해도 좋다. 하층 피막으로서는, 니켈 프리 도금이 예시된다. 상층 피막으로서는, 지르코늄 산화물이나 지르코늄-티탄 산화물을 함유하는 화성 처리 피막이 예시된다.In this embodiment, a separate film may be formed on the lower or upper layer of the Zn-Al-Mg alloy plating layer depending on the purpose, within the range that does not affect the effect of the present invention. As the lower layer coating, nickel-free plating is exemplified. Examples of the upper layer film include a chemical conversion film containing zirconium oxide or zirconium-titanium oxide.

실시예Example

하지 강판으로서, 질량%로, C: 0.23%, Si: 0.25%, Mn: 1.2%, P: 0.005%, S: 0.001%, Al: 0.03%, N: 0.004%, Nb: 0.02%, Ti: 0.02%, B: 0.002%, Cr: 0.2% 및, Sb: 0.008%를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물인 성분 조성을 갖는, 판두께 1.4㎜의 냉연 강판을 이용했다(Ac3=814℃).As a base steel plate, in mass%, C: 0.23%, Si: 0.25%, Mn: 1.2%, P: 0.005%, S: 0.001%, Al: 0.03%, N: 0.004%, Nb: 0.02%, Ti: A cold-rolled steel sheet with a thickness of 1.4 mm containing 0.02%, B: 0.002%, Cr: 0.2%, and Sb: 0.008%, with the remainder being Fe and inevitable impurities, was used (Ac 3 = 814°C ).

이 냉연 강판을, 용융 도금 설비에 의해, 소정의 성분 조성과 욕온을 갖는 용융 Zn-Al-Mg계 도금욕 중에 침지하고, 그 후 N2 가스 와이핑을 행하여, 표 1에 나타내는 수준 No.1∼14의 열간 프레스용 도금 강판을 제작했다. 표 1에, Zn-Al-Mg계 합금 도금층 중의 Al 함유율, Mg 함유율 및, 그 외의 원소의 함유율, 그리고 대기 분위기하에 있어서의 액상선 온도를 나타낸다. 각 원소의 함유율 및 액상선 온도는, 도금욕의 성분 조성을 조정함으로써 제어했다. 도금층 중의 각 원소의 함유율은, 도금층의 염산 박리액에 함유되는 각 성분을 ICP-AES에 의해 정량 분석하는 방법으로 구했다. 또한, 도금층의 액상선 온도는 이미 서술한 방법으로 구했다. 또한, 표 1에는, 이미 서술한 방법에 의해 구한, Zn-Al-Mg계 합금 도금층의 편면당의 부착량도 나타낸다. 도금 부착량은, 와이핑 가스의 유량 및 라인 속도를 조정함으로써 제어했다.This cold-rolled steel sheet was immersed in a molten Zn-Al-Mg-based plating bath having a predetermined composition and bath temperature using a hot-dip plating equipment, and then N 2 gas wiping was performed to obtain a level No. 1 shown in Table 1. A plated steel sheet for hot pressing of ~14 was produced. Table 1 shows the Al content, Mg content, and other element content in the Zn-Al-Mg alloy plating layer, and the liquidus temperature in an air atmosphere. The content and liquidus temperature of each element were controlled by adjusting the component composition of the plating bath. The content of each element in the plating layer was determined by quantitative analysis of each component contained in the hydrochloric acid stripper of the plating layer by ICP-AES. In addition, the liquidus temperature of the plating layer was obtained by the method already described. Table 1 also shows the adhesion amount per side of the Zn-Al-Mg alloy plating layer, which was determined by the method already described. The amount of plating adhesion was controlled by adjusting the flow rate and line speed of the wiping gas.

이어서, 상기의 열간 프레스용 강판을, 열간 프레스에 제공했다. 즉, 얻어진 열간 프레스용 강판으로부터 150㎜×300㎜의 시험편을 채취하고, 전기로에 의해 열처리를 행했다. 열처리 조건(가열 온도, 보존유지 시간)을 표 1에 나타낸다. 열처리 후의 시험편을 전기로로부터 취출하고, 곧바로 해트형 금형을 이용하여 성형 개시 온도 700℃에서 열간 프레스를 행함으로써 열간 프레스 부재를 얻었다. 또한, 얻어진 열간 프레스 부재의 형상은, 상면의 평탄부 길이 100㎜, 측면의 평탄부 길이 50㎜, 하면의 평탄부 길이 50㎜이다. 또한, 금형의 굽힘 R은, 상면의 양 숄더, 하면의 양 숄더 모두 7R이다.Next, the steel sheet for hot pressing described above was subjected to a hot press. That is, a test piece of 150 mm x 300 mm was taken from the obtained steel sheet for hot pressing, and heat treatment was performed in an electric furnace. Heat treatment conditions (heating temperature, preservation time) are shown in Table 1. The test piece after heat treatment was taken out from the electric furnace and immediately hot pressed at a molding start temperature of 700°C using a hat-shaped mold to obtain a hot pressed member. In addition, the shape of the obtained hot pressed member is 100 mm in length of the flat part of the upper surface, 50 mm in length of the flat part of the side, and 50 mm in length of the flat part of the lower surface. Additionally, the bending R of the mold is 7R for both shoulders on the upper surface and both shoulders on the lower surface.

(열간 프레스 부재의 Fe-Zn-Al-Mg계 합금 도금층/산화물층의 평가)(Evaluation of Fe-Zn-Al-Mg alloy plating layer/oxide layer of hot pressed member)

얻어진 열간 프레스 부재의 상면의 평탄부로부터 단면 관찰용의 시험편을 채취하고, Fe-Zn-Al-Mg계 합금 도금층의 단면을 SEM 관찰했다. 각 수준에 있어서, α-Fe상 및 Γ상은, 단면 SEM 화상에 있어서, 명확하게 상이한 콘트라스트를 갖는 점에서, 각각 식별 가능했다. 도 1에는, 발명예를 대표하여, No.2에 의한 열간 프레스 부재의 Fe-Zn-Al-Mg계 합금 도금층의 단면 SEM 화상을 나타내고, 도 2에는, 비교예를 대표하여, No.8에 의한 열간 프레스 부재의 Fe-Zn-Al-Mg계 합금 도금층의 단면 SEM 화상을 나타낸다. 도 1에서는, Γ상의 석출이 억제되어 있어, α-Fe상 중에 Γ상이 불연속으로 점재하고 있다. 이에 대하여, 도 2에서는, Γ상이 많이 석출되어, Γ상이 연속한 면 형상으로 존재하고 있다. 또한, 입사 각도 25°의 Co-Kα(파장 1.79021Å)를 선원으로 한 X선 회절에 의한, 41.5°≤2θ≤43.0°에 존재하는 Γ상의 (411)면의 회절 피크의 강도 IΓ와, 51.0°≤2θ≤52.0°에 존재하는 α-Fe상의 (110)면의 회절 피크의 강도 Iα를 각각 측정하고, 그의 비 IΓ/Iα를 표 1에 나타냈다. 또한, X선 회절의 측정은, 만곡 IPX선 회절 장치(가부시키가이샤 리가쿠 제조 RINT-RAPID Ⅱ-R)를 이용하여, 관 전압: 45㎸, 관 전류: 160㎃, 적분 시간: 600초 및, 콜리메이터 직경: 3㎜의 조건하에서 행했다.A test piece for cross-sectional observation was taken from the flat portion of the upper surface of the obtained hot-pressed member, and the cross-section of the Fe-Zn-Al-Mg-based alloy plating layer was observed by SEM. At each level, the α-Fe phase and the Γ phase were each distinguishable because they had clearly different contrasts in the cross-sectional SEM image. Fig. 1 shows a cross-sectional SEM image of the Fe-Zn-Al-Mg alloy plating layer of the hot pressed member No. 2, representing the invention example, and Fig. 2 shows the cross-sectional SEM image of the Fe-Zn-Al-Mg-based alloy plating layer No. 8, representing the comparative example. A cross-sectional SEM image of the Fe-Zn-Al-Mg alloy plating layer of the hot pressed member is shown. In Figure 1, precipitation of the Γ phase is suppressed, and the Γ phase is discontinuously dotted among the α-Fe phases. In contrast, in Figure 2, a large amount of the Γ phase precipitates, and the Γ phase exists in the shape of a continuous surface. In addition, the intensity I Γ of the diffraction peak of the (411) plane of the Γ phase existing at 41.5°≤2θ≤43.0° by X-ray diffraction using Co-Kα (wavelength 1.79021Å) at an incident angle of 25° as a source, The intensity I α of the diffraction peak of the (110) plane of the α-Fe phase present at 51.0°≤2θ≤52.0° was measured, and the ratio / is shown in Table 1. In addition, the measurement of , collimator diameter: 3 mm.

또한, 각 수준에 있어서, 이미 서술한 방법으로 산화물층의 Al 농도 및 Mg 농도를 측정하여, 표 1에 나타냈다. 또한, 각 수준에 있어서, 이미 서술한 방법으로 Fe-Zn-Al-Mg계 합금 도금층의 편면당의 부착량을 측정하여, 표 1에 나타냈다.Additionally, at each level, the Al concentration and Mg concentration of the oxide layer were measured by the method already described, and are shown in Table 1. In addition, at each level, the adhesion amount per side of the Fe-Zn-Al-Mg alloy plating layer was measured by the method already described, and is shown in Table 1.

(평가 1: 도막 밀착성)(Evaluation 1: Coat adhesion)

얻어진 열간 프레스 부재의 상면의 평탄부로부터 70㎜×150㎜의 시험편을 잘라내어, 당해 시험편에 대하여 지르코늄계 화성 처리를 실시했다. 구체적으로는, 시판의 화성 처리액(지르코늄계 화성 처리: 닛폰파커라이징 가부시키가이샤 제조 파르미나 2100)을 이용하여, 욕온: 35℃, 처리 시간: 120초의 조건으로 화성 처리를 행했다. 그 후, 각 시험편에, 시판의 양이온 전착 도료를 이용하여, 30초간으로 승압하여 150초간 정전압으로 보존유지하고, 소부(燒付) 후의 도막 두께가 15㎛가 되는 전압 조건으로 통전하고, 분위기 온도 170℃의 전기로에서 20분간 소부를 행했다. 또한, 양이온 전착 도료로서는, 칸사이페인트 제조 일렉트론 GT-100V-1 그레이를 이용했다.A test piece measuring 70 mm x 150 mm was cut out from the flat portion of the upper surface of the obtained hot pressed member, and the test piece was subjected to zirconium-based chemical conversion treatment. Specifically, chemical treatment was performed using a commercially available chemical treatment liquid (zirconium-based chemical treatment: Parmina 2100 manufactured by Nippon Parkerizing Co., Ltd.) under the conditions of bath temperature: 35°C and treatment time: 120 seconds. After that, each test piece was pressured for 30 seconds using a commercially available cationic electrodeposition paint, maintained at a constant voltage for 150 seconds, and then energized under a voltage condition where the coating film thickness after baking was 15 ㎛, and the ambient temperature Baking was performed in an electric furnace at 170°C for 20 minutes. Additionally, as the cationic electrodeposition paint, Electron GT-100V-1 Gray manufactured by Kansai Paint was used.

전착 도장 후의 시험편에, 커터 나이프를 이용하여, 하지 강판에 도달하는 11개의 베인 흠집을 세로 방향 및 가로 방향 각각에 간격 1㎜로 두고, 100개의 기판눈을 만들었다. 기판눈 부분에 셀로판 테이프(등록상표)를 강하게 압착시켜, 테이프의 단을 45°의 각도로 단번에 벗겼다. 시험편 표면으로부터 박리한 도막의 매스수를 측정하여, 이하의 기준으로 판정을 행하고, ◎ 또는 ○를 합격으로 했다. 평가 결과를 표 1에 나타낸다.On the test piece after electrodeposition coating, using a cutter knife, 11 cuts reaching the base steel plate were placed at intervals of 1 mm in each of the longitudinal and transverse directions to create 100 board grooves. A cellophane tape (registered trademark) was strongly pressed against the eye portion of the substrate, and the end of the tape was peeled off at once at an angle of 45°. The number of units of the coating film peeled off from the surface of the test piece was measured, judgment was made based on the following criteria, and ◎ or ○ was considered pass. The evaluation results are shown in Table 1.

◎: 박리 매스수=0◎: Number of peeled masses = 0

○: 박리 매스수=1○: Number of peeled masses = 1

△: 박리 매스수=2∼5△: Number of peeled masses = 2 to 5

×: 박리 매스수>5×: Number of peeled masses > 5

(평가 2: 도장 후 내식성)(Evaluation 2: Corrosion resistance after painting)

평가 1과 동일한 방법으로 전착 도장까지 행한 시험편을 준비하고, 그의 평가면의 단부 7.5㎜ 및 비평가면(배면)을 테이프로 시일 처리했다. 그 후, 평가면의 중앙에 커터 나이프로 하지 강판에 도달하는 깊이까지, 길이 60㎜, 중심각 60°의 크로스컷 흠집을 더했다. 이 시험편을 부식 시험(VDA 233-102)에 제공하고, 4주간 후의 부식 상황에 의해 평가했다.A test piece subjected to electrodeposition coating was prepared in the same manner as in Evaluation 1, and the 7.5 mm end of the evaluation surface and the non-surface (back) were sealed with tape. After that, a crosscut flaw with a length of 60 mm and a center angle of 60° was added to the center of the evaluation surface using a cutter knife to a depth reaching the base steel plate. This test piece was subjected to a corrosion test (VDA 233-102) and evaluated by the corrosion status after 4 weeks.

크로스컷으로부터의 편측 최대 부풀음폭을 측정하여, 이하의 기준으로 판정을 행하고, ◎ 또는 ○를 합격으로 했다. 평가 결과를 표 1에 나타낸다.The maximum swelling width on one side from the crosscut was measured, judgment was made based on the following criteria, and ◎ or ○ was considered pass. The evaluation results are shown in Table 1.

◎: 편측 최대 부풀음폭<1.5㎜◎: Maximum swelling width on one side <1.5㎜

○: 1.5㎜≤편측 최대 부풀음폭<3.0㎜○: 1.5㎜≤maximum swelling width on one side<3.0㎜

△: 3.0㎜≤편측 최대 부풀음폭<4.0㎜△: 3.0㎜≤maximum swelling width on one side<4.0㎜

×: 4.0㎜≤편측 최대 부풀음폭×: 4.0㎜≤maximum swelling width on one side

표 1의 결과로부터, 본 발명예의 열간 프레스 부재는, 지르코늄계 화성 처리를 실시한 후에 전착 도장을 행했을 때의 도막 밀착성 및 도장 후 내식성이 우수하다.From the results in Table 1, the hot pressed member of the present invention example is excellent in coating film adhesion when electrodeposition coating is performed after zirconium-based chemical conversion treatment and corrosion resistance after coating.

(산업상 이용가능성)(Industrial applicability)

본 발명의 열간 프레스 부재는, 자동차의 서스펜션 부재나 차체 구조 부재에 적합하다.The hot pressed member of the present invention is suitable for automobile suspension members and car body structural members.

Claims (5)

질량%로, C: 0.20∼0.35%, Si: 0.1∼0.5%, Mn: 1.0∼3.0%, P: 0.01∼0.1%, S: 0.002∼0.05%, Al: 0.01∼0.1%, N: 0.001∼0.01%를 함유하고, 임의로, Nb: 0.00% 초과 0.05% 이하, Ti: 0.00% 초과 0.05% 이하, B: 0.0002∼0.005%, Cr: 0.1∼0.3%, Sb: 0.003∼0.03% 중으로부터 선택된 적어도 1종을 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물인 성분 조성을 갖는 하지 강판과,
상기 하지 강판의 적어도 편면에, 편면당의 부착량이 40∼400g/㎡로 형성된, α-Fe상 및 Γ상을 포함하는 Fe-Zn-Al-Mg계 합금 도금층과,
상기 Fe-Zn-Al-Mg계 합금 도금층 상에 형성된, Zn, Al 및 Mg를 함유하는 산화물층
을 갖고,
단면에서 측정하였을 때, 입사 각도 25°의 Co-Kα(파장 1.79021Å)를 선원으로 한 X선 회절에 의한, 41.5°≤2θ≤43.0°에 존재하는 Γ상의 (411)면의 회절 피크의 강도 IΓ와, 51.0°≤2θ≤52.0°에 존재하는 α-Fe상의 (110)면의 회절 피크의 강도 Iα의 비 IΓ/Iα가 0.01 이상 0.5 이하이고,
상기 산화물층의 Al 농도와 Mg 농도의 합이 28원자% 이상 50원자% 이하인 것을 특징으로 하는 열간 프레스 부재.
In mass%, C: 0.20 to 0.35%, Si: 0.1 to 0.5%, Mn: 1.0 to 3.0%, P: 0.01 to 0.1%, S: 0.002 to 0.05%, Al: 0.01 to 0.1%, N: 0.001 to 0.001%. Contains 0.01%, and optionally, at least selected from Nb: more than 0.00% but not more than 0.05%, Ti: more than 0.00% and not more than 0.05%, B: 0.0002 to 0.005%, Cr: 0.1 to 0.3%, and Sb: 0.003 to 0.03%. A base steel sheet containing one type and having a composition of which the balance is Fe and inevitable impurities,
A Fe-Zn-Al-Mg-based alloy plating layer containing an α-Fe phase and a Γ phase formed on at least one side of the base steel plate at an adhesion amount of 40 to 400 g/m2 per side,
An oxide layer containing Zn, Al, and Mg formed on the Fe-Zn-Al-Mg alloy plating layer.
With
When measured from a cross section, the intensity of the diffraction peak of the (411) plane of the Γ phase existing at 41.5°≤2θ≤43.0° by X-ray diffraction using Co-Kα (wavelength 1.79021Å) at an incident angle of 25° as a source. The ratio I Γ /I α of I Γ and the intensity I α of the diffraction peak of the (110) plane of the α-Fe phase existing at 51.0°≤2θ≤52.0° is 0.01 or more and 0.5 or less,
A hot press member, characterized in that the sum of the Al concentration and Mg concentration of the oxide layer is 28 atomic% or more and 50 atomic% or less.
하지 강판과,
상기 하지 강판의 적어도 편면에, 편면당의 부착량이 30∼180g/㎡로 형성된, 질량%로, Al: 3∼10% 및 Mg: 0.2∼0.8%를 포함하고, 잔부가 Zn 및 불가피적 불순물인 성분 조성을 갖고, 대기 분위기하에 있어서의 액상선 온도가 380℃ 이상 400℃ 이하인 Zn-Al-Mg계 합금 도금층
을 갖는 열간 프레스용 도금 강판을, Ac3 변태점∼1000℃의 온도 범위로 가열 후, 열간 프레스하여, 제1항에 기재된 열간 프레스 부재를 제조하는 것을 특징으로 하는 열간 프레스 부재의 제조 방법.
Not with a grater,
A component is formed on at least one side of the base steel plate with an adhesion amount per side of 30 to 180 g/m2, and contains Al: 3 to 10% and Mg: 0.2 to 0.8% in mass%, with the balance being Zn and inevitable impurities. A Zn-Al-Mg-based alloy plating layer having a composition and a liquidus temperature of 380°C or more and 400°C or less in an air atmosphere.
A method for producing a hot press member, comprising heating a plated steel sheet for hot pressing to a temperature range of Ac 3 transformation point to 1000° C. and then hot pressing it to produce the hot press member according to claim 1.
제2항에 있어서,
상기 Zn-Al-Mg계 합금 도금층의 성분 조성이, 추가로, 질량%로, Ca, Sr, Mn, V, Cr, Mo, Ti, Ni, Co, Sb, Zr 및 B로부터 선택되는 적어도 1종을, 합계로 0% 초과 1% 이하의 범위에서 포함하는, 열간 프레스 부재의 제조 방법.
According to paragraph 2,
The component composition of the Zn-Al-Mg-based alloy plating layer is further, in mass%, at least one selected from Ca, Sr, Mn, V, Cr, Mo, Ti, Ni, Co, Sb, Zr, and B. A method of manufacturing a hot pressed member comprising a total of more than 0% and less than or equal to 1%.
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