KR20150075277A

KR20150075277A - 용융 도금재 테일러드 블랭크를 이용한 차등 강도 핫 프레스 포밍 부품 제조 방법 및 그 부품

Info

Publication number: KR20150075277A
Application number: KR1020130163314A
Authority: KR
Inventors: 최종원
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2013-12-25
Filing date: 2013-12-25
Publication date: 2015-07-03

Abstract

용융 도금재 테일러드 블랭크를 이용한 차등 강도 핫 프레스 포밍 부품 제조 방법 및 그 부품이 제공된다.
본 발명은, 중량%로, C: 0.05~0.10%, Mn:0.8~1.3%, Si: 0.1~0.3%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고, 그 표면이 용융 도금된 제1 HSLA강과, 중량%로, C: 0.1~0.3%, Mn: 1.2~2.7%, B:0.0005~0.003%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고, 그 표면이 용융도금되고 상기 제1 HSLA강재 보다 두께가 두꺼운 제2 HPF강재를 레이저 접합하여 테일러드 블랭크를 제조하는 공정; 상기 테일러드 블랭크를 860~930℃까지 가열하는 공정; 상기 가열된 테일러드 블랭크를 8~20초의 범위내에서 금형으로 이송하는 공정; 및 상기 금형에 장입된 테일러드 블랭크를 열간성형한 후 냉각함으로써 핫 프레스 포밍 제품을 제조하는 공정;을 포함하는 핫 프레스 포밍 부품 제조 방법과, 이로부터 제조되는 부품에 관한 것이다.

Description

용융 도금재 테일러드 블랭크를 이용한 차등 강도 핫 프레스 포밍 부품 제조 방법 및 그 부품{METHOD FOR MANUFACTURING HOT PRESS FORED PARTS WITH TAILORED STRENGTH BY USING ALUMINIUM COATED TAILORED BLANK, AND HOT PRESS FORMING PART THEREFROM}

본 발명은 알루미늄-실리콘 도금재 테일러드 블랭크를 이용한 차등 강도 핫 프레스 포밍 부품 제조 방법 및 그로부터 제조되는 핫 프레스 포밍 부품에 관한 것이다.

최근 자동차의 연비 저감 및 경량화를 위해 자동차 부품의 고강도화가 요구되고 있다. 소재의 고강도화에 따른 성형성 문제를 극복하기 위해, 고온에서의 낮은 기계적 물성을 이용하여 성형하고, 이에 순차적으로 일어나는 금형 내에서의 열처리를 통해 고강도 물성을 확보하는 핫 프레스 포밍(hot press forming) 공법이 지속적으로 확대되고 있다. 이러한 기술을 이용함에 있어서 차량의 경량화를 위해 두께가 다른 판재를 예비접합하여 부품화하는 테일러 웰드 블랭크도 핫 프레스 포밍 기술의 주요한 소재로 활용되고 있다.

테일러 웰드 블랭크는 필요로 하는 기계적 물성의 범위에 따라 동일한 소재의 조합이 될 수도 있고 상이한 소재의 조합이 될 수도 있다. 전자는 핫 프레스 포밍의 경우 경화능이 우수한 강재 (이하, 'HPF'라고 함)를 적용하여 1.5Gpa 급의 기계적 강도는 동일하나 두께가 다른 경우이다. 후자는 핫 프레스 포밍의 경우 주로 HPF 강재와 상이한 강재를 함께 접합하여 기계적 강도의 분포 제어를 도모하는 것이다.

테일러 웰드 블랭크는 주로 레이저 접합 방식을 통해 제작되는데 소재의 표면 상태 및 원소재의 강도 조합 특성이 최종 부품의 품질에 영향을 미치게 된다. 특히, 용융 도금된 HPF 강재를 사용하는 경우, 도 1과 같이 열처리 후 부재가 변형을 받을 시 용접부가 파손되는 것이 관찰된다. 이는 도 2의 EPMA 분석결과와 같이 예비 소재가 레이저 용접 시 표면 피막의 알루미늄이 용접부 내로 침투하게 되어 열처리 후 페라이트 상을 용접부에 잔존시킴으로써 용접부를 취화시키는 것으로 알려져 있으며, 이를 극복하기 위해서 레이저 용접 전 표면 피막의 제거를 도모하는 것이 10-2002-0084967호 및 10-2008-7025490호 에 제시되어 있다.

따라서 본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 서로다른 두께를 갖는 두 개 이상의 용융 알루미늄-실리콘 도금강판이 용접된 테일러드 블랭크를 이용하여 단일 부품 내에 강도가 다른 부위를 가지는 핫 프레스 포밍 부품 제조하는 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

또한 본 발명은 상술한 제조방법으로부터 제조되는 핫 프레스 포밍 부품에 관한 것이다.

그러나 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

중량%로, C: 0.05~0.10%, Mn:0.8~1.3%, Si: 0.1~0.3%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고, 그 표면이 용융 도금된 제1 HSLA강과, 중량%로, C: 0.1~0.3%, Mn: 1.2~2.7%, B:0.0005~0.003%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고, 그 표면이 용융도금되고 상기 제1 HSLA강재 보다 두께가 두꺼운 제2 HPF강재를 레이저 접합하여 테일러드 블랭크를 제조하는 공정;

상기 테일러드 블랭크를 860~930℃까지 가열하는 공정;

상기 가열된 테일러드 블랭크를 8~20초의 범위내에서 금형으로 이송하는 공정; 및

상기 금형에 장입된 테일러드 블랭크를 열간성형한 후 냉각함으로써 핫 프레스 포밍 제품을 제조하는 공정;을 포함하는 용융 도금재 테일러드 블랭크를 이용한 차등 강도 핫 프레스 포밍 부품 제조 방법에 관한 것이다.

상기 용융도금은 용융 알루미늄-실리콘 도금일수 있다.

상기 용융 알루미늄-실리콘 도금은 중량%로, Si: 7~11%, Fe: 2-4%, 잔부 알루미늄 및 불순물로 조성될 수 있다.

상기 용융도금은 용융아연 도금일 수가 있다.

상기 핫 프레스 포밍처리된 제1 HSLA 강재의 550 ~ 700MPa, 제2 HPF 강재의 인장강도는 1350 ~ 1650 MPa가 될 수 가 있다.

또한 본 발명은,

중량%로, C: 0.05~0.10%, Mn:0.8~1.3%, Si: 0.1~0.3%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고, 그 표면이 용융 도금된 제1 HSLA강재; 그리고 중량%로, C: 0.1~0.3%, Mn: 1.2~2.7%, B:0.0005~0.003%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고, 그 표면이 용융도금된 제2 HPF강재;을 접합한 후, 고온 열간성형하고, 이어, 냉각함으로써 제조되는 핫프레스 포밍 부품에 관한 것이다.

이때, 상기 제1 HSLA 강재의 인장강도는 550 ~ 700MPa, 상기 제2 HPF 강재의 인장강도는 1350 ~ 1650 MPa인 것이 바람직하다.

또한 본 발명은,

그 표면에 용융 알루미늄-실리콘 도금되어 있는 제1 HSLA강재와 제2 HPF강재를 레이저 용접하여 용접접합부를 형성한 후, 고온 열간 성형함으로써 제조되는 핫 프레스 포밍 부품에 있어서,

상기 고온 열간 성형시, 상기 도금층의 알루미늄의 유입으로 용접 접합부에서 야기되는 균열을 방지할 수 있도록 제2 HPF 강재의 두께를 제1 HSLA강재의 두께보다 두껍게 하는 것을 특징으로 하는 핫 프레스 포밍 부품에 관한 것이다.

본 발명에서 상기 제1 HSLA강재는, 중량%로, C: 0.05~0.10%, Mn:0.8~1.3%, Si: 0.1~0.3%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고, 상기 제2 HPF강재는, 중량%로, C: 0.1~0.3%, Mn: 1.2~2.7%, B:0.0005~0.003%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하여 조성된 것임이 바람직하다.

또한 상기 용융 알루미늄-실리콘 도금층은, 중량%로, Si: 7~11%, Fe: 2-4%, 잔부 알루미늄 및 불순물로 조성된 것이 바람직하다.

또한 상기 제1 HSLA 강재의 인장강도는 550 ~ 700MPa, 상기 제2 HPF 강재의 인장강도는 1350 ~ 1650 MPa인 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 다른 두께를 갖는 두 개 이상의 용융 알루미늄-실리콘 도금 강판이 용접된 테일러드 블랭크를 표층 도금층 제거 없이 제작하여, 핫 프레스 포밍 후 강도 구배를 가지며 변형 시 용접부가 안전한 핫 프레스 포밍 부품을 효율적으로 제조할 수 있다.

도 1은 종래의 이종 두께 알루미늄-실리콘 도금 HPF 강재의 열처리 후 인장 시험 결과 용접부 파단이 관찰된 시편의 모식도이다.
도 2는 도 1에서의 이종 두께 알루미늄-실리콘 도금 HPF 강재의 열처리의 용접부 내 Al 침투 분포를 나타내는 EPMA 분석 결과 일 예이다.
도 3은 핫 프레스 포밍 공정 모사를 위한 열처리 개요 및 조건을 나타내는 모식도이다.
도 4는 HPF 강재의 금형 성형 종료시까지의 시변 변화 변수에 대한 기계적 물성 변화를 나타내는 모식도이다.
도 5는 HSLA 강재의 금형 성형 종료시까지의 시변 변화 변수에 대한 기계적 물성 변화를 나타내는 모식도이다.
도 6은 HPF 및 HSLA 강재의 대기 중 공냉 시 온도 변화를 나타내는 모식도이다.
도 7은 HPF 및 HSLA 강재의 냉각 시 변형량 측정 결과를 나타낸다.
도 8은 이종 두께 HPF 및 HSLA강의 열처리 후 인장 시험 결과 파단이 HSLA 모재에서 관찰된 시편의 모식도이다.
도 9는 이종 두께 HPF 및 HSLA강의 열처리 후 용접부를 관찰한 것이다.
도 10은 이종 두께 HPF 및 HSLA강의 열처리 후 용접부를 포함한 경도를 측정한 것이다.

이하, 다양한 실시예 및 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 기술구성을 보다 상세히 설명한다.

본 발명의 핫 프레스 포밍 부품 제조방법은, 중량%로, C:0.05~0.10%, Mn:0.8~1.3%, Si:0.1~0.3%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고, 그 표면이 용융 도금된 제1 HSLA강과, 중량%로, C:0.1~0.3%, Mn:1.2~2.7%, B:0.0005~0.003%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고, 그 표면이 용융도금되고 상기 제1 HSLA강재 보다 두께가 두꺼운 제2 HPF강재를 레이저 접합하여 테일러드 블랭크를 제조하는 공정; 상기 테일러드 블랭크를 860~930℃까지 가열하는 공정; 상기 가열된 테일러드 블랭크를 8~20초의 범위내에서 금형으로 이송하는 공정; 및 상기 금형에 장입된 테일러드 블랭크를 열간성형한 후 냉각함으로써 핫 프레스 포밍 제품을 제조하는 공정;을 포함한다.

먼저, 본 발명에서는 테일러드 블랭크를 제조하기 위하여 제1 HSLA(High strength low alloy) 강재와 제2 HPF강을 마련한다. 상기 제1 HSLA 강의 일실시형태로서, 중량%로, C:0.05~0.10%, Mn:0.8~1.3%, Si:0.1~0.3%, 잔부 Fe 및 기타 불가피 한 불순물을 포함하는 조성을 들 수 있다. 또한 상기 제2 HPF강재의 대표적인 합금조성은 C:0.1~0.3%, Mn: 1.2~2.7%, B:0.0005~0.003%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하여 조성된 것으로서, 이러한 합금조성은 당해 기술분야에 이미 널리 공지되어 있다.

또한 본 발명에서 상기 제1 HSLA강재와 제2 HPF강재의 표면에는 용융도금층이 형성되어 있다. 이때 상기 용융도금은 용융 알루미늄-실리콘 도금일수 있다. 그리고 상기 용융 알루미늄-실리콘 도금은 중량%로, Si: 7~11%, Fe: 2-4%, 잔부 알루미늄 및 불순물로 조성될 수 있다. 나아가 본 발명에서는 상기 용융도금은 용융아연 도금일 수도 있다.

한편 통상 두께가 다른 두소재의 맞대기 레이저 용접 시에는 용접부 비드 생성을 위해서 두꺼운 소재 쪽을 레이저 빔을 shift 시킨 상태로 용접을 하게 된다. 즉, 상기 제2 HPF강이 두꺼운 경우 용접부는 제2 HPF강의 높은 경화능 특성이 많이 반영 되게 된다. 그러므로 제2 HPF강의 두께가 최소한 제1 HSLA강의 두께 보다 큰 경우에는 도금층의 알루미늄 오염에 의한 용접부에 ferrite 생성이 일어날 지라도 용접부 경도가 최소한 제1 HSLA강재 보다 크고, 또한 용접부 비드의 높이가 있으므로 두께 또한 제1 HSLA 강 보다 크게 되어 변형 시 상대적으로 가장 취약한 제1 HSLA강에 변형이 집중되게 된다. 다시 말하면, 제1 HSLA강재의 모재부가 변형을 받아 파단될 때 까지 용접부는 건전성을 유지할 수 있다.

이러한 관점에서 본 발명에서는 상기 제2 HPF 강재의 두께를 제1 HSLA강재 보다 두껍게 관리하는 것이다.

본 발명에서는 상기와 같은 두 강재를 접합하여 테일러드 블랭크를 얻는다. 상기 접합강재를 얻기 위해서는 다양한 용접 방법이 적용될 수 있으나, 생산성 및 제품 특성을 위해서 레이저 용접을 이용하는 것이 바람직하다.

이어, 본 발명에서는 상기 테일러드 블랭크를 860~930℃까지 가열한다. 이러한 가열에 의해 강 미세조직의 완전한 오스테나이징이 이루어지며, 이러한 조직을 가진 연후에 후속하는 핫 프레싱 포밍 절차에 들어갈 수 있다.

다음으로, 본 발명에서는 상기 가열된 테일러드 블랭크를 8~20초의 범위내에서 금형으로 이송한다.

도 3은 본 발명에 사용이 가능한 테일러드 블랭크의 모재의 기계적 특성을 평가하기 위한 열처리 모식도이다. 상술한 가열에 의해 모재를 충분히 오스테나이트화시킨 다음 Pressing 하기 위해 이송(Transfer) 공정이 수반되는데, 이 시간의 제어는 소재의 Pressing 전 온도를 결정짓게 된다.

통상적으로 야금학적인 미세 조직은 온도의 변화에 따라 결정되어 지며, 본 발명에서 핫 프레스 포밍으로 제조된 부품의 인장 강도는 상기 제 1 HSLA 강재의 경우, 인장강도 550 ~ 700 MPa, 제2 HPF 강재의 경우 인장강도 1350 ~ 1650 MPa 범위 수준이다.

도 4는 HPF 강재의 이송시간에 따른 기계적 물성 변화를 나타낸다. 이송 시간 18초 조건에 이르기까지 인장강도가 본 발명의 요구 범위를 만족하고 있다. 반면에, 도 5에 나타난 HSLA 강재의 인장강도는 짧은 이송시간의 경우 인장강도가 700MPa를 초과하게 된다. 즉, 이종 강도 핫 프레스 포밍 제품에서 상대적으로 약해야 할 영역의 강도가 증가하게 되는 것이며, 변형 저항이 증가할 가능성이 있다.

이때, 이송시간이 증가함에 따라 기계적 강도는 저하되면서, 상기 규정한 범위의 인장 강도 수준을 만족하게 되는데, 이송 시간 8초 이상이 적정한 조건이다. 다만, Pressing time을 3초로 계산한 조건이므로 Pressing 조건이 변경되는 경우에는 이에 맞는 조건 변경이 타당할 것으로 판단된다.

이송 시간에 따른 강도 변화의 민감성을 확인하기 위해 양 소재의 가열 후 대기 상태에서 공냉되는 조건의 온도 프로파일을 도 6에 나타내었다. 일반적으로 고온 소재가 대기 중에 노출되면 당연히 상대적으로 차가운 공기에 열을 방출하면서 온도가 저하된다. 하지만, 온도 하강 중에 온도 증가가 발생하는 경우가 있는데 이 경우는 소재 내부에서 상변태가 일어나고 엔탈피 변화에 의한 잠열의 발산으로 알려져 있다. 도 6에서와 같이 HPF강의 경우는 대기에 노출된 후 약 30초 정도까지 소재 온도가 지속적으로 하강하다가 온도 증가가 일어난다. 즉, 이때까지 소재의 금속 조직은 단일상이라는 반증이며, 이 조직이 오스테나아트이다. 대기 상태의 낮은 냉각 속도로 인해서 Bainite 변태가 일어났지만, 금형과 같은 강제적인 냉각수단에 의하면 Martensite 변태를 수반할 수 있다. 반면에, HSLA 강의 경우는 대기와 노출된 후 수초 이내에 온도가 다시 증가하는 상황이 관찰되는데 이때 앞선 언급한 상변태가 일어나며 고온 상변태 구간이므로 강도가 약한 ferrite 변태이다. 즉 가열된 후 조직인 오스테나이트가 Transfer 구간 중에 ferrite로 변태가 이루어져서 실제로 금형에서 강제 냉각 시 martensite 등과 같은 단단한 조직으로 변할 수 있는 오스테나이트의 양이 줄어들게 되는 것이다. 그러므로 이송 시간이 짧으면 ferrite 변태 기회가 줄어들게 되고 핫 프레스 포밍 후 강도가 증가하게 되고, 이송시간이 길게 되면 약한 ferrite 변태가 활발히 이루어져 강도가 저하되게 된다. 본 발명에서는 이를 고려하여 상기 이송시간의 상한을 20초로 제한하는 것이다.

실제 핫 프레스 포밍 공정을 모사한 조건에서 변형량 변화를 도 7에 나타내었다. 앞서 언급된 바와 유사하게, 고온 소재는 냉각 시 수축변형이 수반되는데, 오스테나이트에서 ferrite, martensite, bainite 등과 같은 상으로 상변태가 일어날 때는 부피 팽창에 의한 변형률 증가가 나타나게 된다. 이러한 원리를 통해 도 7의 양 소재의 변형률 분석을 통해 앞서 설명한 HSLA 강의 고온에서의 ferrite 변태 발생 현상을 재차 확인할 수 있다. 그러므로 ferrite 변태를 제어할 수 있는 이송시간의 범위 설정을 통해 강도 제어가 가능함을 설명할 수 있다.

마지막으로, 본 발명에서는 상기 금형에 장입된 테일러드 블랭크를 열간성형한 후 냉각함으로써 핫 프레스 포밍 제품을 제조한다. 즉, 접합강재를 핫 프레스 포밍을 통해 원하는 형상의 제품을 얻고, 이 핫 프레스 포밍 제품을 냉각함으로써 제품에 원하는 강도를 부여할 수 있다. 구체적으로, 상기 제 1 HSLA 강재의 경우, 인장강도 550 ~ 700 MPa, 제2 HPF 강재의 경우 인장강도 1350 ~ 1650 MPa 범위 수준을 가질 수 있다.

한편 상기 냉각 공정은 당해 기술분야에서 통상적으로 사용되는 방법을 이용할 수 있다.

또한 본 발명은 상술한 제조방법에 따라 제조되는 핫 프레스 포밍 제품에 관한 것이다.

본 발명의 일실시예에 따른 핫 프레스 포밍 부품은, 중량%로, C: 0.05~0.10%, Mn:0.8~1.3%, Si: 0.1~0.3%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고, 그 표면이 용융 도금된 제1 HSLA강재; 그리고 중량%로, C: 0.1~0.3%, Mn: 1.2~2.7%, B:0.0005~0.003%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고, 그 표면이 용융도금된 제2 HPF강재;을 접합한 후, 고온 열간성형하고, 이어, 냉각함으로써 제조될 수 있다.

본 발명의 또다른 실시예에 따라 제공되는 핫 프레스 포밍 부품은,

그 표면에 용융 알루미늄-실리콘 도금되어 있는 제1 HSLA강재와 제2 HPF강재를 레이저 용접하여 용접접합부를 형성한 후, 고온 열간 성형함으로써 제조되는 핫 프레스 포밍 부품에 있어서, 상기 고온 열간 성형시, 상기 도금층의 알루미늄의 유입으로 용접 접합부에서 야기되는 균열을 방지할 수 있도록 제2 HPF 강재의 두께를 제1 HSLA강재의 두께보다 두껍게 하는 것을 특징으로 한다.

이때, 본 발명에서는 상기 제1 HSLA강재는, 중량%로, C: 0.05~0.10%, Mn:0.8~1.3%, Si: 0.1~0.3%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고, 상기 제2 HPF강재는, 중량%로, C: 0.1~0.3%, Mn: 1.2~2.7%, B:0.0005~0.003%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하여 조성된 것임이 바람직하다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 제조방법은 서로 다른 두께를 갖는 두 개 이상의 용융 알루미늄-실리콘 도금 강판이 용접된 테일러드 블랭크를 표층 도금층 제거 없이 제작하여, 핫 프레스 포밍 후 강도 구배를 가지며 변형 시 용접부가 안전한 핫 프레스 포밍 부품을 효율적으로 제조할 수 있다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 상세히 설명한다.

(실시예)

중량%로, C:0.05~0.10%, Mn:0.8~1.3%, Si:0.1~0.3%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고, 그 표면이 용융 알루미늄-실리콘 도금된 HSLA강과, 중량%로, C:0.1~0.3%, Mn:1.2~2.7%, B:0.0005~0.003%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고, 그 표면이 용융 알루미늄-실리콘 도금된 HPF강재를 레이저를 이용하여 접합하여 테일러드 블랭크를 제조하였다. 이때, 각 강재의 두께는 HSLA는 1.4T, HPF강재는 1.6T로 하였다.

이렇게 제작된 블랭크재를 860~930℃까지 가열한 후, 8~9초의 범위내에서 금형으로 이송하여 소정의 형상으로 열간성형하였으며, 이후 통상의 조건으로 냉각되어 최종 핫 프레스 포밍 제품을 얻었다.

상기와 같이 열처리된 제품에 대하여 인장시험을 행하였으며, 그 결과를 도 8에 나타내었다. 도 8은 이종 두께 HPF 및 HSLA강의 열처리 후 인장 시험 결과 파단이 HSLA 모재에서 관찰된 시편의 모식도이다.

도 8에 나타난 바와 같이, HPF강의 두께가 최소한 HSLA강의 두께 보다 큰 경우에는 도금층의 알루미늄 오염에 의해 용접부에 ferrite 생성이 발생할지라도 용접부 경도가 최소한 HSLA 보다 크고, 또한 용접부 비드의 높이가 있으므로 두께 또한 HSLA 강 보다 크게 되어 변형 시 상대적으로 가장 취약한 HSLA에 변형이 집중되어 파단이 발생함을 알 수 있다. 다시 말하면, HSLA의 모재부가 변형을 받아 파단될 때 까지 용접부는 건전성을 유지하고 있는 것이다.

한편 도 9는 알루미늄-실리콘 도금재를 이용한 HPF강과 HSLA강의 레이저 용접 후 핫 프레스 포밍된 상태의 용접부 단면을 나타내며, 도 10은 이때의 경도 변화를 나타낸다. HSLA강은 두께가 얇고 경도 또한 모재부에서 낮기 때문에 변형 시 도 8과 같이 표층 알루미늄-실리콘 도금층을 제거하지 않아도 용접부가 아닌 모재부에서 파단이 발생함을 알 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.

Claims

중량%로, C: 0.05~0.10%, Mn:0.8~1.3%, Si: 0.1~0.3%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고, 그 표면이 용융 도금된 제1 HSLA강과, 중량%로, C: 0.1~0.3%, Mn: 1.2~2.7%, B:0.0005~0.003%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고, 그 표면이 용융도금되고 상기 제1 HSLA강재 보다 두께가 두꺼운 제2 HPF강재를 레이저 접합하여 테일러드 블랭크를 제조하는 공정;
상기 테일러드 블랭크를 860~930℃까지 가열하는 공정;
상기 가열된 테일러드 블랭크를 8~20초의 범위내에서 금형으로 이송하는 공정; 및
상기 금형에 장입된 테일러드 블랭크를 열간성형한 후 냉각함으로써 핫 프레스 포밍 제품을 제조하는 공정;을 포함하는 용융 도금재 테일러드 블랭크를 이용한 차등 강도 핫 프레스 포밍 부품 제조 방법.
제 1항에 있어서, 상기 용융 도금은 용융 알루미늄-실리콘 도금인 것을 특징으로 하는 용융 도금재 테일러드 블랭크를 이용한 차등 강도 핫 프레스 포밍 부품 제조 방법.
제 2항에 있어서, 상기 용융 알루미늄-실리콘 도금은 중량%로, Si: 7~11%, Fe: 2-4%, 잔부 알루미늄 및 불순물로 조성됨을 특징으로 하는 용융 도금재 테일러드 블랭크를 이용한 차등 강도 핫 프레스 포밍 부품 제조 방법.
제 1항에 있어서, 상기 용융도금은 용융아연 도금인 것을 특징으로 하는 용융 도금재 테일러드 블랭크를 이용한 차등 강도 핫 프레스 포밍 부품 제조 방법.
제 1항에 있어서, 상기 핫 프레스 포밍처리된 제1 HSLA 강재의 인장강도는 550 ~ 700MPa, 제2 HPF 강재의 인장강도는 1350 ~ 1650 MPa인 것을 특징으로 하는 용융 도금재 테일러드 블랭크를 이용한 차등 강도 핫 프레스 포밍 부품 제조 방법.
중량%로, C: 0.05~0.10%, Mn:0.8~1.3%, Si: 0.1~0.3%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고, 그 표면이 용융 도금된 제1 HSLA강재; 그리고 중량%로, C: 0.1~0.3%, Mn: 1.2~2.7%, B:0.0005~0.003%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고, 그 표면이 용융도금된 제2 HPF강재;을 접합한 후, 고온 열간성형하고, 이어, 냉각함으로써 제조되는 핫프레스 포밍 부품.
제 6항에 있어서, 상기 제1 HSLA 강재의 인장강도는 550 ~ 700MPa, 상기 제2 HPF 강재의 인장강도는 1350 ~ 1650 MPa인 것을 특징으로 하는 핫 프레스 포밍 부품.
그 표면에 용융 알루미늄-실리콘 도금되어 있는 제1 HSLA강재와 제2 HPF강재를 레이저 용접하여 용접접합부를 형성한 후, 고온 열간 성형함으로써 제조되는 핫 프레스 포밍 부품에 있어서,
상기 고온 열간 성형시, 상기 도금층의 알루미늄의 유입으로 용접 접합부에서 야기되는 균열을 방지할 수 있도록 제2 HPF 강재의 두께를 제1 HSLA강재의 두께보다 두껍게 하는 것을 특징으로 하는 핫 프레스 포밍 부품.
제 8항에 있어서, 상기 제1 HSLA강재는, 중량%로, C: 0.05~0.10%, Mn:0.8~1.3%, Si: 0.1~0.3%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고, 상기 제2 HPF강재는, 중량%로, C: 0.1~0.3%, Mn: 1.2~2.7%, B:0.0005~0.003%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하여 조성된 것임을 특징으로 하는 핫 프레스 포밍 부품.
제 8항에 있어서, 상기 용융 알루미늄-실리콘 도금층은, 중량%로, Si: 7~11%, Fe: 2-4%, 잔부 알루미늄 및 불순물로 조성됨을 특징으로 하는 핫 프레스 포밍 부품.
제 8항에 있어서, 상기 제1 HSLA 강재의 인장강도는 550 ~ 700MPa, 상기 제2 HPF 강재의 인장강도는 1350 ~ 1650 MPa인 것을 특징으로 하는 핫 프레스 포밍 부품.