KR20140084872A - 가공성이 우수한 열간 프레스 성형용 강판 및 그 제조방법 - Google Patents

가공성이 우수한 열간 프레스 성형용 강판 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일측면은 고온의 환경과 산화성 분위기, 높은 압력 등의 가혹한 조건이 요구되는 열간 프레스 성형에 있어서, 열간 프레스 성형시 미세 크랙을 방지할 수 있어 우수한 가공성을 가지는 열간 프레스 성형용 강판 및 그 제조방법을 제공하고자 하는 것이다.

Description

가공성이 우수한 열간 프레스 성형용 강판 및 그 제조방법{STEEL FOR HOT PRESS FORMING HAVING EXCELLENT FORMABILITY AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 가공성이 우수한 열간 프레스 성형용 강판 및 그 제조방법에 관한 것이다.
최근, 자동차의 경량화를 위해 고강도강의 활용이 증가하고 있으나, 이러한 고강도강은 상온에서 가공시 쉽게 마모되거나 파단되는 문제가 있다. 또한, 가공시 스프링 백의 현상도 발생함에 따라 정밀한 치수가공이 어려워 복잡한 제품의 성형이 어렵다. 이에 따라, 고강도강을 가공하기 위한 바람직한 방법으로서, 열간 프레스 성형(Hot Press Forming, HPF)이 적용되고 있다.
열간 프레스 성형(HPF)은 강판이 고온에서는 연질화 되고, 고연성이 되는 성질을 이용하여 고온에서 복잡한 형상으로 가공을 하는 방법으로서, 보다 구체적으로 강판을 오스테나이트 영역 이상으로 가열한 상태에서 가공과 동시에 급냉을 실시함으로써 강판의 조직을 마르텐사이트로 변태시켜 고강도의 정밀한 형상을 가진 제품을 만들 수 있는 방법이다.
다만, 강재를 고온으로 가열할 경우에는 강재 표면에 부식이나 탈탄 등과 같은 현상이 발생할 우려가 있는데, 이를 방지하기 위해 열간 프레스 성형을 위한 소재로서 표면에 아연계 또는 알루미늄계 도금층이 형성된 도금 강재가 많이 사용된다. 특히 아연계 도금층을 갖는 아연도금강판은 아연의 자기희생방식성을 이용하여 내식성을 향상시킨 강재이다.
그러나, 이러한 도금 강재를 열간 프레스 성형하는 경우에 있어서, 금형과 도금층이 직접 맞닿아 표면 마찰이 심한 심가공 부위에서 도금층에 크랙이 발생되고, 도금층에 발생된 크랙을 따라 소지강판 표면에까지 미세한 균열을 발생하는 문제가 발견되었다.
이와 같은 문제를 해결하기 위해서 특허문헌 1에서는 강판 표면에 강판 표면에 Al계 도금을 실시하는 기술을 제안하였다. 상기 특허문헌 1이 제안한 바와 같이, Al계 도금을 실시하여 가열로에서 도금층이 유지되면서 강판 표면의 산화 반응을 억제하고 Al의 부동태 피막 형성을 이용함으로써, 내식성을 증대시키는 장점이 있지만, Al도금강판은 내식성이 크게 열위되는 문제가 있었다.
이와 같은 문제를 해결하기 위하여, Zn 도금 열간 프레스 강판에 관한 연구가 재조명되어 진행되고 있고 있으나, 도금 강재가 900℃를 넘는 고온 작업환경과 열간 프레스 성형시 합금화된 Zn-Fe 합금화층과 다이스 사이의 마찰에 의한 스트레스로 인하여 소지강판의 표면까지 미세크랙(micro-crack)이 발생하는 문제가 있다. 이러한 미세크랙은 소지강판에서 크랙이 전파되는 시작점으로 작용하거나, 피로균열을 일으키는 원인으로 작용할 수 있어 부품의 내구성을 저해할 소지가 높아 문제가 있다.
본 발명의 일측면은 고온의 환경과 산화성 분위기, 높은 압력 등의 가혹한 조건이 요구되는 열간 프레스 성형에 있어서, 열간 프레스 성형시 미세 크랙을 방지할 수 있어 우수한 가공성을 가지는 열간 프레스 성형용 강판 및 그 제조방법을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 일측면인 가공성이 우수한 열간 프레스 성형용 강판은 소지강판 및 상기 소지 강판에 형성된 아연계 도금층을 포함하는 도금강재 및 상기 도금강재의 표면에 형성된 산화물층을 포함하고 상기 산화물층의 두께는 최대 5㎛인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 일측면인 소지강판을 준비하는 단계, 상기 준비된 소지강판의 일면에 아연계 도금층을 형성하여 도금강재를 제조하는 단계 및 상기 아연계 도금층의 표면에 열처리를 행하여 산화물층을 형성하는 단계를 포함한다.
덧붙여 상기한 과제의 해결수단은, 본 발명의 특징을 모두 열거한 것은 아니다. 본 발명의 다양한 특징과 그에 따른 장점과 효과는 아래의 구체적인 실시형태를 참조하여 보다 상세하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 열간 프레스 성형을 행하기 전에 도금층과 다이스 사이의 마찰을 저감 및 윤활작용을 하는 산화물층을 형성시킨 후 열간 프레스 성형을 행하여, 열간 프레스 성형시 심가공 부위에서 발생되는 균열의 발생을 저감시키거나, 발생하더라도 소지강판으로까지 전파되는 것을 저지할 수 있다. 이로 인하여 부품의 내구성이 우수한 열간 프레스 성형품을 제공할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명이 제안한 용융도금 및 가열로 장치를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명이 제안한 제조방법의 흐름을 나타낸 모식도이다.
도 3은 종래예 1 및 발명예 9을 열간 프레스 성형한 후 그 단면을 광학 현미경으로 관찰한 사진이다.
본 발명의 발명자들은 도금 강재를 이용하여 열간 프레스 성형품 제조를 위한 열간 프레스 성형을 행하는 경우에 있어서, 열간 프레스 성형 시 합금화된 Fe-Zn 합금화층과 다이스 사이의 마찰에 의한 스트레스가 발생하여 소지강판까지 미세크랙이 발생하여 열간 프레스 성형품의 물성이 저하되는 것을 확인하고 이를 해결하고자 본 발명을 고안해 내었다.
즉, 열간 프레스 성형시 합금화층과 다이스 사이의 마찰에 의한 미세크랙 등과 같은 균열을 감소시키기 위해서, 열간 프레스 성형 전에 미리 산화물층을 형성시킴으로써, 도금 강판의 마찰계수를 감소시키고, 균열의 발생 및 전파를 효과적으로 억제할 수 있음을 확인하고 본 발명에 이르게 되었다.
이하 본 발명의 일측면인 가공성이 우수한 열간 프레스 성형용 강판에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명의 일측면인 가공성이 우수한 열간 프레스 성형용 강판은 소지강판 및 상기 소지 강판에 형성된 아연계 도금층을 포함하는 도금강재 및 상기 도금강재의 표면에 형성된 산화물층을 포함하고 상기 산화물층의 두께는 최대 5㎛인 것을 특징으로 한다.
본 발명에서는 소지강판 및 소지강판에 형성된 도금층을 포함하는 도금 강재를 이용하여 열간 프레스 성형품을 제조함에 있어서, 도금 강재의 고온 표면 윤활 효과를 향상시키고자, 도금 강재의 도금층의 일면에 미리 산화물층을 형성한다.
이때, 도금층은 소지강판의 일면 또는 양면에 형성될 수 있다.
상기와 같은 소지강판을 열간 프레스 성형을 위한 강판으로서 적용하기 위해서는 상기 소지강판 상에 도금층을 갖는 것이 바람직하다. 이때, 상기 도금층은 아연계 도금층인 것이 보다 바람직하며, 아연계 도금층으로서, 용융아연도금층 또는 합금화용융아연 도금층일 수 있다.
또한, 상기 소지강판은 합금성분은 중량%로, C: 0.1~0.4%, Si: 0.05~1.5%, Mn: 0.5~3.0%, Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 것이 바람직하다.
탄소(C): 0.1~0.4중량%
C는 강판의 강도를 증가시키는데 가장 효과적인 원소이나 다량 첨가되는 경우용접성 및 저온인성을 저하시키는 원소이다. 탄소의 함량이 0.1중량% 미만인 경우에서는 오스테나이트 단상역에서 열간 프레스를 행하더라도 목표로 하는 강도 확보가 어렵다. 반면에, 0.4중량%를 초과하는 경우에는 용접성 및 저온인성이 열화되기 때문에 바람직하지 않고, 강도가 과도하게 높아져서 소둔 및 도금 공정에서 통판성을 저해하는 등 제조공정에서 불리한 점이 증가한다. 따라서, 상기 탄소는 0.1~0.4중량%로 포함되는 것이 바람직하다.
실리콘(Si): 0.05~1.5중량%
실리콘은 Si는 탈산제로 사용되고, 고용강화에 의한 강도 향상을 위하여 첨가되는 원소이다. 본 발명에서 이러한 효과를 나타내기 위하여 0.05중량% 이상 포함되는 것이 바람직하다. 상기 Si의 함량이 1.5%를 초과하는 경우에는 열연판의 산세가 곤란하여 열연강판 미산세 및 미산세된 산화물에 의한 스케일성 표면 결함을 유발할 수 있을 뿐만 아니라, 소둔시 강 표면에 SiO2 산화물이 생성되어 미도금이 발생한다.
Mn: 0.5~3.0중량%
망간은 고용강화 원소로서 강도 상승에 크게 기여할 뿐만 아니라 오스테나이트에서 페라이트로 변태를 지연시키는데 효과적인 원소이다. 본 발명에서 이러한 효과를 나타내기 위하여 0.5중량% 이상 포함되는 것이 바람직하다. 그러나, 망간의 함량이 3.0중량%를 초과하는 경우에는 용접성, 열간 압연성 등이 열화되는 문제가 있다.
본 발명의 나머지 성분은 철(Fe)이다. 다만, 통상의 제조과정에서는 원료 또는 주위 환경으로부터 의도되지 않는 불순물들이 불가피하게 혼입될 수 있으므로, 이를 배제할 수는 없다. 아들 불순물들은 통상의 제조과정의 기술자라면 누구라도 알 수 있는 것이기 때문에 그 모든 내용을 특별히 본 명세서에서 언급하지는 않는다.
더불어, 본 발명의 강판은 하기 설명하는 질소(N), 붕소(B), 티타늄(Ti), 니오븀(Nb), 바나듐(V), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 안티몬(Sb) 및 텅스텐(W) 중 1종 이상의 원소를 추가적으로 첨가하는 경우 본 발명의 효과를 더욱 향상시킬 수 있다.
보다 바람직하게는 중량%로, N: 0.001~0.02%, B: 0.0001~0.01%, Ti: 0.001~0.1%, Nb: 0.001~0.1%, V: 0.001~0.01%, Cr: 0.001~1.0%, Mo: 0.001~1.0%, Sb: 0.001~0.1% 및 W: 0.001~0.3% 중 1종 이상을 더 포함한다.
질소(N): 0.001~0.02중량%
질소는 오스테나이트 결정립내에서 응고과정에서 알루미늄과 작용하여 미세한 질화물을 석출시켜 쌍정발생을 촉진하므로 강판의 성형시 강도와 연성을 향상시키지만, 질소의 함량이 증가할수록 질화물이 과다하게 석출되어 열간 가공성 및 연신율을 저하시키므로 질소 함유량을 제어하는 것이 바람직하다. 질소의 함량이 0.001중량% 미만인 경우에는 제강과정에서 질소를 제어하기 위한 제조비용이 크게 상승하는 문제가 있으며, 0.02중량%를 초과하는 경우에는 질화물이 과다하게 석출되어 열간 가공성, 연신율 및 균열이 발생한다.
보론(B): 0.0001~0.01 중량%
B는 오스테나이트에서 페라이트 변태를 지연시키데 효과적인 원소이다. 본 발명에서 상기와 같은 효과를 나타내기 위하여 0.0001중량% 이상 포함하는게 바람직하다. 상기 보론의 함량이 0.01중량%를 초과하는 경우에는 열간 가공성을 저하시키는 문제가 있다.
티타늄(Ti), 니오븀(Nb), 바나듐(V): 각각 0.001~0.1 중량%
Ti, Nb 및 V은 강판의 강도 상승, 입경 미세화 및 열처리성을 향상시키는 데에 효과적인 원소이다. 본 발명에서 상기와 같은 효과를 나타내기 위하여 0.001중량% 이상 포함하는게 바람직하다. 상기 각 원소의 함량이 0.1중량%를 초과하는 경우에는 제조비용 상승 및 과다한 탄, 질화물 생성으로 확보하고자 하는 강도 및 항복강도를 확보하기 어렵다. 따라서, 상기 티타늄(Ti), 니오븀(Nb) 및 바나듐(V)은 각각 0.001~0.1 중량%로 제한한다.
크롬(Cr), 몰리브덴(Mo): 각각 0.001~1.0 중량%
Cr과 Mo은 경화능을 크게 할 뿐만 아니라, 강판의 인성을 증가시키는데 효과적인 원소이다. 이에 높은 충돌에너지 특징이 요구되는 강판에 첨가하면 그 효과가 더욱 크고, 상기 함량이 0.001% 미만에서는 상기의 효과를 충분히 얻을 수 없고, 1.0% 초과하는 경우에는 그 효과가 포화될 뿐만 아니라 제조 비용이 상승한다.
안티몬(Sb): 0.001~0.1중량%
안티몬은 열간압연시 입계의 선택산화를 억제함으로써 스케일의 생성이 균일해지고, 열간압연재 산세성을 향상시키는 역할을 하는 원소이다. 본 발명에서 상기와 같은 효과를 나타내기 위해서는 0.001중량% 이상 포함하는 것이 바람직하다. 상기 안티몬의 함량이 0.1중량%를 초과하는 경우에는 그 효과가 포화될 뿐만 아니라, 제조 비용이 상승하고 열간 가공시 취성을 일으킨다.
텅스텐(W): 0.001~0.3중량%
텅스텐은 강판의 열처리 경화능을 향상시키는 원소임과 동시에, 텅스텐 함유 석출물이 강도 확보에 유리하게 작용하는 원소이다. 본 발명에서 상기와 같은 효과를 나타내기 위해서는 0.001중량% 이상 포함하는 것이 바람직하다. 상기 텅스텐의 함량이 0.3중량%를 초과하는 경우에는 그 효과가 포화될 뿐만 아니라, 제조 비용이 상승하는 문제가 있다.
또한, 상기 소지강판의 일면에 합금화층을 포함하는 도금강재의 일면에 산화물층을 형성하는 것이 바람직하다. 상기 산화물층은 열간프레스를 행하는 경우 900℃ 이상의 온도에서도 내구성을 가짐으로써, 상기 도금강재를 보호할 수 있다.
상기와 같은 방법에 의해 형성된 산화물층은 종래 산화물층의 두께보다 2.5배 이상 두껍게 형성될 수 있어 윤활 특성 확보가 유리하다. 그러나, 산화물층의 너무 두꺼운 경우에는 열간 프레스 성형시 산화물이 비산되거나 제품 생산 후 산화물의 제거가 어려워 용접성이 열위해지는 문제가 있으므로, 그 상한을 5㎛로 제어한다. 보다 바람직한 산화물층의 두께는 3~5㎛이다.
또한, 상기 열간 프레스 성형용 강판을 이용하여 제조된 열간 프레스 성형품에 형성된 미세크랙의 깊이는 10㎛ 이하로 제어하는 것이 바람직하다. 상기 산화물층이 형성되더라도 크랙이 너무 깊으면 강판의 파단이 방지되지 않으므로, 상기 미세크랙의 깊이는 10㎛이하로 제어하는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명의 다른 일측면인 가공성이 우수한 열간 프레스 성형용 강판의 제조방법에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명의 다른 일측면인 소지강판을 준비하는 단계, 상기 준비된 소지강판의 일면에 아연계 도금층을 형성하여 도금강재를 제조하는 단계 및 상기 아연계 도금층의 표면에 열처리를 행하여 산화물층을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 소지강판을 열간 프레스 성형하기에 앞서, 상기 소지강판을 도금하여 도금 강재로 제조함이 바람직하며, 상기 도금 강재는 아연계 도금 강재이고, 도금 방법은 용융도금, 합금화 용융도금 또는 전기도금 등의 방법으로 제조될 수 있으며, 특별히 한정하는 것은 아니다. 도금 후 형성된 도금층은 아연계 도금층으로서 용융아연 도금층 또는 용융아연합금 도금층일 수 있다.
도금강판을 제조하는 일 구현례를 도 1에 나타내었다. 도 1에 나타난 바와 같이, 소지강판(100)을 스나우트(110) 통해 용융도금욕(120)을 통과한 한다. 그 후, 도금층의 두께 편차를 제어하기 위하여 에어나이프(130)을 통과시켜 도금강재를 준비한다.
상기와 같이 준비된 도금강재는 가열대(140)에서 가열을 행하는 것이 바람직하다. 상기 가열대(140)에서 가열을 행함으로써, 산화물층을 형성할 수 있다.
상기 가열대(140)에서는 직화가열방식 또는 유도가열방식으로 가열을 행하는 것이 바람직하다. 직화가열방식은 가스 버너의 직화를 이용하여 노벽을 가열하고, 노벽으로부터 복사 열전달에 의하여 강판을 가열하는 방식이며, 유도가열방식은 유도코일에서 인가되는 주파수에 따라 강판표면에 근접하는 부분에 유도자장이 형성되어 가열하는 방식이다.
상기 직화가열방식을 이용하여 가열을 행하는 경우에는 설비 비용이 저렴하고 도금층의 합금화뿐만 아니라 표면 산화가 동시에 발생할 수 있는 효과가 있다. 또한, 상기 유도가열방식을 이용하여 가열을 행하는 경우에는 반응속도가 빠르고 도금층 표면의 영향을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
본 발명에서는 직화가열방식 또는 유도가열방식 중 어느 경우의 사용에 한정하지는 않으나, 보다 바람직하게는 직화가열방식으로 가열을 행하여 도금층의 합금화와 더불어 산화층을 형성시킨다.
상기 직화가열방식을 이용하여 가열을 행하는 경우에는 공기/연료(공연비)를 제어하는 것이 바람직하다. 상기 공연비가 1 미만인 경우에는 공기와 연료가 완전연소가 일어나 도금층의 산화가 충분히 일어나지 않아 본 발명이 얻고자 하는 산화물층의 두께를 확보할 수 없다. 반면에, 공연비가 1.4를 초과하는 경우에는 직화가열로 가열설비 상 역화 현상이 발생되는 문제가 있다.
상기 직화가열방식을 이용시 가열 온도는 800~950℃인 것이 바람직하다.
또한, 상기 가열대에서 가열 후 강판의 출측온도가 450~600℃로 유지하는 것이 바람직하다. 상기 강판의 출측온도가 450℃미만인 경우에는 도금층 표면의 산화가 충분히 발생하기 않아, 열간 프레스 성형시 산화물에 의한 윤활 효과를 기대하기 어렵다. 반면에, 600℃를 초과하는 경우에는 과도한 도금층의 표면 산화뿐만 아니라 도금층과 소지강판의 합금화가 발생하여 내식성을 감소시킨다.
이후, 전술된 바와 같이, 균열대(150) 및 냉각대(160)을 거침으로써, 도금강재의 일면에 산화물층이 형성된 열간프레스성형용 강판을 제조할 수 있다.
이후, 상술한 바에 따라 도금층 일면에 산화물층을 갖는 도금 강재(170)는 열간 프레스 성형(HPF)을 행할 수 있다. 이를 위해서, 먼저 가열로에서 가열하는 단계를 실시할 수 있다.
이때, 도금 강재를 가열하는 단계는 가열로 내에서의 전체 유지시간과 상기 도금 강재의 표면온도가 목표 온도에 도달하였을 때의 유지시간을 각각 제어함이 바람직하다. 즉, 상기 가열시 가열시간은 가열로 내에 장입되는 때부터 출강될 때까지 유지되는 시간 및 가열로 내에 장입된 강재의 온도가 목표 온도(예컨대, 880~950℃)에 도달한 이후 유지되는 시간으로 구분하여 나타낼 수 있는데, 본 발명에서는 가열로내에서 3~15분간 가열하는 것이 바람직하다.
보다 구체적으로, 가열 온도가 880℃ 미만이면 도금층의 합금화가 충분히 일어나지 못할 우려가 있으며, 전체 유지시간이 3분 미만이면 균일한 가열처리가 이루어지지 못해 재질이 불균일해 질 우려가 있다. 반면, 가열 목표 온도가 950℃를 초과하거나 전체 유지시간이 15분을 초과할 경우, 도금층이 부분적으로 열화될 우려가 있어 바람직하지 못하다.
이후, 상기 가열된 도금 강재를 열간 프레스 성형하고, 냉각할 수 있다. 이때, 상기 성형 및 냉각은 통상의 열간 프레스 성형 방법에 의하면 충분하므로, 본 발명에서는 이를 한정하지 않는다.
즉, 도 2에 나타난 바와 같이, 소지강판을 통상적인 용융도금방법에 의하여 용융아연도금을 실시한 후, 도금층의 표면을 산화 및 소지강판과 도금층의 합금화를 시켜 합금화층을 형성한다. 상기 합금화층의 일면에 산화물층이 형성된 도금강판을 열간 프레스 성형하는 경우, 산화물층에 의한 윤활 효과에 의하여 미세크랙이 소지강판까지 도달하지 않는 가공성이 우수한 열간 프레스 성형용 강판을 제공할 수 있는 효과가 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 한다. 다만, 하기의 실시예는 본 발명을 예시하여 보다 상세하게 설명하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 권리범위를 한정하기 위한 것이 아니라는 점에 유의할 필요가 있다. 본 발명의 권리범위는 특허청구범위에 기재된 사항과 이로부터 합리적으로 유추되는 사항에 의해 결정되는 것이기 때문이다.
(실시예)
발명예 1 내지 14, 종래예 1 및 2는 1.6㎜두께의 미소둔 냉연강판을 소지강판으로 준비한 뒤, 통상의 조건에 의하여 소둔 및 용융아연도금을 행한다. 그 후, 공연비 및 가열대 출측온도가 하기 표 1를 만족하는 가열대, 균열대 및 냉각대를 거쳐 도금층의 일면에 일정 두께로 산화물층을 형성하고, 도금층과 소지강판을 합금화하여 합금화층을 형성하였다. 그 후, 하기 표 2에 나타난 열처리 온도에서 일정시간 유지한 후 통상적인 방법에 의하여 열간 프레스 성형하고 냉각하였다.
종래예 1 및 2는 1.6㎜두께의 미소둔 냉연강판을 소지강판으로 준비한 뒤, 통상의 조건에 의하여 소둔 및 용융아연도금을 행한다. 그 후 하기 표 2에 나타난 가열로 온도에서 일정시간 유지한 후 통상적인 방법에 의하여 열간 프레스 성형하고 냉각하였다.
이후, 각각의 제조된 열간 프레스 성형품의 윤활특성을 평가하기 위해, 미세크랙의 최대 깊이를 측정하여 하기 표 2에 나타내었다.
구분 가열대공연비 가열대 출측온도
(℃)		 산화물층 두께 (㎛) 열처리 온도
(℃)		 열처리 시간
(min)		 미세크랙 깊이
(㎛)
종래예 1 0.95 620 0 880 5 49.6
종래예 2 0.95 640 0 900 7 18.2
종래예 3 0.95 650 0 930 5 29.1
발명예 1 1.1 650 1.3 900 5 9.9
발명예 2 1.1 630 1.1 900 7 7.7
발명예 3 1.1 630 1.1 930 5 8.9
발명예 4 1.1 650 1.3 930 7 5.1
발명예 5 1.2 650 2.7 900 5 2.4
발명예 6 1.2 630 2.2 900 7 0
발명예 7 1.2 630 2.2 930 5 1.7
발명예 8 1.2 650 2.7 930 7 0
발명예 9 1.35 650 4.1 900 7 0
발명예 10 1.35 630 3.8 930 5 0
상기 표 1에 나타난 바와 같이, 종래예 1 내지 3에 기재된 방법에 의해 제조된 용융아연도금강판의 경우에는 열간프레스 열처리 조건에 관계없이 열간프레스 후 수십 ㎛의 미세크랙이 발생하는 것을 알 수 있다.
한편, 본 발명에 부합되는 발명예에 따라 제조된 용융아연도금강판의 경우에는 용융아연도금강판 표면 산화층 두께가 두꺼워질수록 미세크랙이 감소하는 것을 확인할 수 있다. 또한 산화물의 두께가 2.5㎛이상일 경우 열처리 조건에 관계없이 미세크랙이 거의 발생하지 않음을 알 수 있다.
상기 실시예에 따라 제조된 열간프레스 부재의 가공부 미세크랙 형상을 도 3에 나타내었다. 용융아연도금강판 표면에 산화층이 존재하지 않는 경우 열간프레스 후 도 3의 (a)와 같이 수십 ㎛의 미세크랙이 발생한 반면, 도금층 표면에 산화물을 형성시킨 경우 열간프레스 후 도 2의 (b)와 같이 미세크랙이 거의 발생하지 않았음을 확인할 수 있다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 소지강판
110: 스나우트
120: 용융도금욕
130: 에어나이프
140: 가열대
150: 균열대
160: 냉각대
170: 도금강재

Claims (12)

  1. 소지강판 및 상기 소지 강판에 형성된 아연계 도금층을 포함하는 도금강재; 및
    상기 도금강재의 표면에 형성된 산화물층을 포함하고 상기 산화물층의 두께는 최대 5㎛인 가공성이 우수한 열간 프레스 성형용 강판.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 산화물층의 두께는 3~5㎛인 가공성이 우수한 열간 프레스 성형용 강판.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 산화물층은 Al, Fe, Si 및 Mn 중 1종 이상의 산화물을 포함하는 가공성이 우수한 열간 프레스 성형용 강판.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 소지강판은 중량%로, C: 0.1~0.4%, Si: 0.05~1.5%, Mn: 0.5~3.0%, Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 가공성이 우수한 열간 프레스 성형용 강판.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 소지강판은 N: 0.001~0.02%, B: 0.0001~0.01%, Ti: 0.001~0.1%, Nb: 0.001~0.1%, V: 0.001~0.01%, Cr: 0.001~1.0%, Mo: 0.001~1.0%, Sb: 0.001~0.1% 및 W: 0.001~0.3% 중 1종 이상을 더 포함하는 가공성이 우수한 열간 프레스 성형용 강판.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 열간 프레스 성형용 강판을 이용하여 제조된 열간 프레스 성형품에 형성된 미세크랙의 깊이는 10㎛ 이하인 가공성이 우수한 열간 프레스 성형용 강판.
  7. 소지강판을 준비하는 단계;
    상기 준비된 소지강판의 일면에 아연계 도금층을 형성하여 도금강재를 제조하는 단계; 및
    상기 아연계 도금층의 표면에 열처리를 행하여 산화물층을 형성하는 단계를 포함하는 가공성이 우수한 열간 프레스 성형용 강판의 제조방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 열처리는 직화가열방식으로 행하는 가공성이 우수한 열간 프레스 성형용 강판의 제조방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 직화가열방식은 공기/연료의 비가 1~1.4인 가공성이 우수한 열간 프레스 성형용 강판의 제조방법.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 직화가열방식은 산화성 분위기에서 2~30℃/초의 승온속도로 800~950℃의 온도범위까지 열을 공급하는 가공성이 우수한 열간 프레스 성형용 강판의 제조방법.
  11. 제 8항에 있어서,
    상기 직화가열방식은 15분 이하로 유지하는 것을 특징으로 하는 가공성이 우수한 열간 프레스 성형용 강판의 제조방법.
  12. 제 8항에 있어서,
    상기 직화가열방식은 450~600℃에서 종료되는 것인 가공성이 우수한 열간 프레스 성형용 강판의 제조방법.
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