KR20150075329A - 우수한 굽힘성 및 초고강도를 갖는 열간 프레스 성형품용 강판, 이를 이용한 열간 프레스 성형품 및 이들의 제조방법 - Google Patents

우수한 굽힘성 및 초고강도를 갖는 열간 프레스 성형품용 강판, 이를 이용한 열간 프레스 성형품 및 이들의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 종래의 열간 프레스 성형품 제조용 강판에 비하여 우수한 굽힘성 및 초고강도를 갖는 성형품의 제조가 가능한 강판 및 이를 이용한 우수한 굽힘성 및 초고강도를 갖는 성형품 및 이들의 제조방법을 제공하는 것이다.

Description

우수한 굽힘성 및 초고강도를 갖는 열간 프레스 성형품용 강판, 이를 이용한 열간 프레스 성형품 및 이들의 제조방법 {STEEL SHEET FOR HOT PRESS FORMED PRODUCT HAVING HIGH BENDABILITY AND ULTRA HIGH STRENGTH, HOT PRESS FORMED PRODUCT USING THE SAME AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 필러 보강재, 크로스 멤버, 사이드 멤버 또는 전후방 범퍼 등에 사용될 수 있는 열간 프레스 성형품용 강판, 이를 이용한 열간 프레스 성형품 및 이들의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 우수한 굽힘성 및 초고강도를 갖는 열간 프레스 성형품의 제조를 가능하게 하는 강판, 이를 이용한 열간 프레스 성형품 및 이들의 제조방법에 관한 것이다.
최근 자동차 승객 보호를 위한 안전법규나 지구 환경보호를 위한 연비규제가 강화되면서 자동차의 강성 향상 및 경량화에 대한 관심이 고조되고 있다. 예를 들면, 자동차 승객이 탑승하는 세이프티 케이지 존 (safety cage zone)을 구성하는 필러 보강재 (pillar reinforcement)나 크로스 멤버 (cross member), 크레쉬 존 (crash zone)을 구성하는 사이드 멤버 (side member) 또는 전후방 범퍼 (front/rear bumper) 등의 부품 경량화를 추구할 경우에 있어서, 강성과 충돌안정성을 동시에 확보하기 위하여 고강도 부품의 적용이 확대되고 있다.
자동차강판의 고강도화는 필연적으로 항복강도의 상승과 연신율의 감소로 성형성이 현저하게 저하되는 문제점을 가지고 있는데, 이와 같은 고강도강의 성형 문제점을 해결하고, 인장강도 1470MPa급 이상의 고강도 자동차부품을 제조하는 방법으로서, 열간 프레스 성형 또는 열간성형(hot forming)이라고 불리는 성형법이 상용화되었다.
열간 프레스 성형에 의하여 구현될 수 있는 강도는 다양하나 2000년대 초반에는 DIN 규격의 22MnB5을 이용하여, 인장강도 1500MPa급 열간 프레스 성형품을 제조할 수 있다. 통상 열간프레스 성형되기 전의 인장강도는 500~800MPa 범위에 있으며, 강판을 블랭킹한 후 Ac3 이상의 오스테나이트역까지 가열하고, 연이어 추출하여 냉각장치가 구비된 프레스로 성형한 후 다이?칭 (die quenching)을 행함으로써, 최종적으로 마르텐사이트 혹은 마르텐사이트와 베이나이트가 혼재된 상이 형성되어 1500MPa 이상의 초고강도가 얻어지고, 금형에 구속되어 급냉각되기 때문에 부품의 치수 정밀도 역시 우수하다.
열간 프레스 성형법의 기본 개념과 사용된 보론 첨가강은 특허문헌 1에서 최초로 제안된 이후 상용화되었다. 또한, 열간 프레스 성형 공정의 가열과정에서 강판 표면에 생성되는 산화 피막을 억제하기 위하여 알루미늄 또는 알루미늄 합금 도금강판이 특허문헌 2에 제안되었다. 또한, 자동차 차체의 웨트(wet) 부위와 같이 희생방식 특성이 요구되는 부위에는 아연강판 또는 아연합금도금강판을 사용하는 기술이 제안되어 있다.
한편, 자동차 연비를 개선하는 위한 방안으로 열간 프레스 성형용 강판에서도 인장강도 등급에 대한 자동차사들의 니즈가 증가되고 있으며, 이러한 관점에서 인장강도 1800Mpa급 열간 프레스 성형품을 제조할 수 있는 강판이 제안되었다. 이 강판은 기존의 1500MPa급 열간 프레스 성형품 제조용 강판 대비 탄소함량이 높으며, 가공부품의 인성향상을 위하여 초기 오스테나이트 조직의 미세화에 효과적인 Nb를 첨가된다.
그러나, 상기와 같은 열간 프레스 성형품의 강도를 높이기 위하여 종래의 방법을 사용하면, 균열발생 및 전파에 대한 민감도가 증가되어 굽힘성이 저하되는 문제점을 가지고 있다.
특허문헌 1: 영국특허등록 제1490535호 특허문헌 2: 미국특허등록 제6296805호
본 발명은 우수한 굽힘성 및 초고강도를 갖는 열간 프레스 성형품의 제조를 가능하게 하는 강판 및 그 제조방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 우수한 굽힘성 및 초고강도를 갖는 열간 프레스 성형품 및 그 제조방법을 제공하고자 한다.
본 발명은 C: 0.28~0.40 중량%, Si: 0.5~1.5 중량%, Mn: 0.8~1.2 중량%, Al: 0.01~0.1 중량%, Ti: 0.01~0.1 중량%, Cr: 0.05~0.5 중량%, P: 0.01 중량% 이하, S: 0.005 중량% 이하, N: 0.01 중량% 이하 및 B: 0.0005~0.005 중량%를 포함하고, Mo: 0.05~0.5 중량%, Cu: 0.05~0.5 중량% 및 Ni: 0.05~0.5 중량%로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나의 성분을 포함하고, 상기 Mn 및 Si는 0.05 ≤ Mn/Si ≤ 2의 관계식을 충족시키고, 잔부는 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 우수한 굽힘성 및 초고강도를 갖는 성형품용 강판에 의하여 달성된다.
여기에서, 바람직하게는 상기 강판은 열연강판, 냉연강판 및 도금강판으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종이다.
바람직하게는, 상기 도금강판은 열연강판 또는 냉연강판의 표면에 알루미늄 합금 도금층이 형성된 알루미늄 합금 도금강판이다.
바람직하게는, 상기 알루미늄 합금 도금강판은 실리콘: 8~10 중량% 및 마그네슘: 4~10 중량%로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나의 성분을 포함하고, 나머지 알루미늄 및 기타 불순물로 이루어진 합금 도금층을 포함한다.
바람직하게는, 상기 강판의 미세조직은 페라이트 및 펄라이트를 포함하거나 또는 페라이트, 펄라이트 및 베이나이트를 포함한다.
또한, 본 발명은 강판을 열간 프레스 성형하여 제조된 성형품으로서, 상기 강판은 C: 0.28~0.38 중량%, Si: 0.5~1.5 중량%, Mn: 0.8~1.2 중량%, Al: 0.01~0.1 중량%Ti: 0.01~0.1 중량%, Cr: 0.05~0.5 중량%, P: 0.01 중량% 이하, S: 0.005 중량% 이하, N: 0.01 중량% 이하 및 B: 0.0005~0.005 중량%를 포함하고, Mo: 0.05~0.5 중량%, Cu: 0.05~0.5 중량% 및 Ni: 0.05~0.5 중량%로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나의 성분을 포함하고, 상기 Mn 및 Si는 0.05 ≤ Mn/Si ≤ 2의 관계식을 충족시키고, 잔부는 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 강판인 것을 특징으로 하는 우수한 굽힘성 및 초고강도를 갖는 성형품에 의하여 달성된다.
여기에서, 바람직하게는 상기 성형품은 1700MPa 이상의 인장강도를 갖는다.
바람직하게는, 상기 강판은 열연강판 또는 냉연강판이고 그리고 상기 성형품은 1800MPa 이상의 인장강도 및 115,000MPa° 이상의 인장강도x굽힘성 발란스를 갖는다.
바람직하게는, 상기 강판은 알루미늄 합금 도금강판이고, 그리고 성형품은 1800 MPa° 이상의 인장강도 및 100,000 MPa° 이상의 인장강도x굽힘성 발란스를 갖는다.
바람직하게는, 상기 강판은 열연강판 또는 냉연강판이고 그리고 상기 성형품은 2000MPa 이상의 인장강도 및 95,000 MPa° 이상의 인장강도x굽힘성 발란스를 갖는다.
바람직하게는, 상기 강판은 알루미늄 합금 도금강판이고, 그리고 성형품은 2000MPa 이상의 인장강도 및 85,000 MPa° 이상의 인장강도x굽힘성 발란스를 갖는 다.
또한, 본 발명은 C: 0.28~0.38 중량%, Si: 0.5~1.5 중량%, Mn: 0.8~1.2 중량%, Al: 0.01~0.1 중량%Ti: 0.01~0.1 중량%, Cr: 0.05~0.5 중량%, P: 0.01 중량% 이하, S: 0.005 중량% 이하, N: 0.01 중량% 이하 및 B: 0.0005~0.005 중량%를 포함하고, Mo: 0.05~0.5 중량%, Cu: 0.05~0.5 중량% 및 Ni: 0.05~0.5 중량%로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나의 성분을 포함하고, 상기 Mn 및 Si는 0.05 ≤ Mn/Si ≤ 2의 관계식을 충족시키고, 잔부는 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 슬라브를 준비하는 단계; 상기 슬라브를 1150~1250℃ 온도에서 재가열하는 단계; 상기 재가열된 슬라브를 Ar3~950℃의 마무리 압연온도로 열간압연하여 열연강판을 제조하는 단계; 및 상기 열연강판을 500~730℃의 온도에서 권취하는 단계를 포함하는 우수한 굽힘성 및 초고강도를 갖는 성형품용 강판의 제조방법에 의하여 달성된다.
여기에서, 바람직하게는 상기 열연강판을 산세 및 냉간압연한 후, 750~850℃온도에서 연속소둔을 실시하고, 400~600℃ 온도에서 과시효 열처리를 실시하여 냉연강판을 제조하는 단계를 추가로 포함한다.
바람직하게는, 상기 냉연강판을 700℃~Ac3의 온도에서 소둔을 실시한 후, 강판 표면에 알루미늄 합금 도금층을 형성시켜 알루미늄 합금도금강판을 제조하는 단계를 추가로 포함한다.
바람직하게는, 상기 도금층의 부착량은 양면기준으로 120~180g/m2이다.
바람직하게는, 상기 도금층은 용융도금법에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 우수한 굽힘성 및 초고강도를 갖는 성형품용 강판의 제조방법.
또한, 본 발명은 C: 0.28~0.38 중량%, Si: 0.5~1.5 중량%, Mn: 0.8~1.2 중량%, Al: 0.01~0.1 중량%Ti: 0.01~0.1 중량%, Cr: 0.05~0.5 중량%, P: 0.01 중량% 이하, S: 0.005 중량% 이하, N: 0.01 중량% 이하 및 B: 0.0005~0.005 중량%를 포함하고, Mo: 0.05~0.5 중량%, Cu: 0.05~0.5 중량% 및 Ni: 0.05~0.5 중량%로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나의 성분을 포함하고, 상기 Mn 및 Si는 0.05 ≤ Mn/Si ≤ 2의 관계식을 충족시키고, 잔부는 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 강판을 블랭크로 준비하는 단계; 상기 준비된 블랭크를 850~950℃의 온도범위로 가열하는 단계; 및 상기 가열된 블랭크를 열간 프레스 성형 후, 금형 냉각으로 200℃도 이하로 냉각하여 성형품을 제조하는 단계를 포함하는 우수한 굽힘성 및 초고강도를 갖는 성형품의 제조방법에 의하여 달성된다.
여기에서, 바람직하게는 상기 금형 냉각된 성형품을 150~200℃ 온도에서 10~30분 동안 도장 열처리하는 단계를 추가로 포함한다.
바람직하게는, 상기 블랭크 가열 시, 상기 블랭크를 상기 가열온도에서 60~600초 동안 유지하는 것을 특징으로 하는 우수한 굽힘성 및 초고강도를 갖는 성형품의 제조방법.
바람직하게는, 상기 금형 냉각은 임계냉각속도~300℃/s의 냉각속도로 200℃ 이하의 온도까지 냉각하는 것을 특징으로 하는 우수한 굽힘성 및 초고강도를 갖는 성형품의 제조방법.
본 발명은 초고강도 가짐과 동시에 굽힘성이 우수한 열간 프레스 성형품의 제조를 가능하게 하는 강판 및 이를 이용한 열간 프레스 성형품을 제공할 수 있으므로. 자동차 차체 또는 부품에 적용하여 열간 프레스 성형 부품의 경량화와 충돌 성능 향상에 기여할 수 있다.
본 발명은 우수한 굽힘성 및 초고강도를 갖는 열간 프레스 성형품의 제조를 가능하게 하는 강판, 이를 이용한 열간 프레스 성형품 및 이들의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 1500MPa급 열간 프레스 성형품의 제조를 위하여 사용되는 강판의 화학조성은 22MnB5에 상응하는 성분강을 이용하며, 그 이상의 열처리 강도를 얻기 위해선 탄소량을 높여 예컨데, 30MnB5, 34MnB5 등과 같은 보론 첨가 열처리강으로 1800 및 2000Mpa급에 상응하는 강도를 얻을 수는 있다.
그러나, 이러한 규격들에 포함되는 망간 함량은 일반적으로 1.2~1.4중량% 범위로 고정되는데, 이와 같이 고정된 망간 함량을 기본으로 탄소량에 의존하여 열간성형 후 강도를 높일 경우, 굽힘시험에서 균열 발생 및 전파 민감도가 증가되어 열간 프레스 성형용 강판 또는 성형품의 굽힘성이 저하되는 문제가 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명자는 굽힘성을 향상시키는 조직학적 인자를 검토한 결과, 열간 프레스 성형전의 미세조직에 있어 마크로 편석에 의한 밴드조직을 저감시키고 제 2 상을 균일하게 분포시키는 것이 열간 프레스 성형 후 굽힘성을 크게 향상시키고, 또한 열간 프레스 성형 후 도장열처리를 하는 과정을 거치면 전반적으로 굽힘성이 개선되는데, 그 개선 정도는 특정 원소의 첨가에 크게 영향을 받는 것을 발견하였다.
이에, 본 발명의 발명자들은 열간 프레스 성형품의 고강도화에 따른 굽힘 특성의 저하와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 강판의 화학성분 및 제조 공정 단계에서 불가피하게 거치는 열이력에 의하여 결정되는 조직학적 불균일성을 완화시키고, 열간 프레스 성형 이후의 도장열처리과정에서 마르텐사이트 조직 내 잔류 오스테나이트 증가에 기여하는 성분의 첨가로 종래의 열간 프레스 성형품용 강판 대비 굽힘성이 현저하게 향상되는 새로운 열간 프레스 성형품용 강판을 고안하였다.
여기에서, 열간 프레스 성형품용 강판이라 함은 열간 프레스 성형품 제조에 사용되는 모든 열연강판, 냉연강판, 또는 도금강판을 의미한다
이하, 본 발명의 우수한 굽힘성 및 초고강도를 갖는 열간 프레스 성형품용 강판에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명의 우수한 굽힘성 및 초고강도를 갖는 열간 프레스 성형품용 강판은 C: 0.28~0.40 중량%, Si: 0.5~1.5 중량%, Mn: 0.8~1.2 중량%, Al: 0.01~0.1 중량%Ti: 0.01~0.1 중량%, Cr: 0.05~0.5 중량%, P: 0.01 중량% 이하, S: 0.005 중량% 이하, N: 0.01 중량% 이하 및 B: 0.0005~0.005 중량%를 포함하고, Mo: 0.05~0.5 중량%, Cu: 0.05~0.5 중량% 및 Ni: 0.05~0.5 중량%로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나의 성분을 포함하고, 상기 Mn 및 Si는 0.05 ≤ Mn/Si ≤ 2의 관계식을 충족시키고, 잔부는 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함한다.
이하, 상기 성분조성의 한정 이유에 대해 설명한다.
C: 0.28~0.40중량%
상기 C는 열긴 프레스 성형강판에 있어 경화능을 높이고, 금형냉각 또는 소입 열처리 후 강도를 결정하는 가장 중요한 원소이다. C함량이 0.28 중량% 미만에서는 1800Mpa 이상을 얻는 것이 곤란하며, C 함량이 0.4 중량%를 초과하면 강도가 너무 높아지고, 열간 프레스 성형용 강판 제조에서 용접부 주위에 응력이 집중되어 판파단을 야기시킬 가능성이 높아지므로 0.4 중량% 미만으로 한정하는 것이다.
Si: 0.5~1.5 중량%
상기 Si는 열간 프레스 성형용 강판의 경화능 향상 보다는 조직 균일화 및 강도 안정화에 크게 기여하며, Mn과 더불어 굽힘성에 영향을 미치는 중요한 원소이다. Si첨가량이 증가할수록 열간 프레스 성형전의 미세조직에서 Mn 및 C가 높은 밴드조직을 감소시키고 펄라이트를 포함한 제 2 상 조직을 균일하게 분포시키는 데 효과가 크며, 동시에 열간 프레스 성형후 도장 열처리를 행할 경우 굽힘성의 추가적인 향상에 크게 기여하는 원소이다. Si의 함량이 0.5중량% 미만에서는 기대하는 바의 열간 프레스 성형전의 균일 조직화 그리고 이로 인한 열간 프레스 성형후의 굽힘성 향상을 기대할 수 없다. 또한, Si 함량이 1.5중량%를 초과하면 열연강판의 표면에 적스케일이 용이하게 형성되어 최종 제품의 표면품질에 악영향을 미치고, A3 변태점이 상승되어 열간 프레스 성형공정의 가열온도(용체화 처리 온도)를 불가피하게 상승시켜야 하는 문제점을 가지고 있기 때문에 상한치를 1.5 중량%로 한정하는 것이다.
Mn: 0.8~1.2 중량%
상기 Mn은 C과 더불어 열간 프레스 성형용 강판의 경화능을 향상시키고, 금형냉각 또는 소입 열처리후 강도를 결정함에 있어 C 다음으로 중요한 원소이다. 그러나 열간 프레스 성형 전의 미세조직 불균일성 측면에서는 Mn함량이 증가될수록 C과 Mn 분포가 높은 밴드조직을 용이하게 형성시키고, 이로 인하여 금형냉각 또는 소입 열처리후 굽힘특성이 나빠지게 된다. Mn함량이 0.8 중량% 미만에서는 조직균일성 측면에서는 유리하나 열간 프레스 성형후의 기대하는 바의 인장강도를 얻기 어려우며, Mn 함량이 1.2 중량%를 초과하면 반대로 강도 상승에는 유리하나 굽힘성이 저하되므로 상한치를 1.2 중량%로 한정하는 것이다.
Al: 0.01~0.1 중량%
상기 Al은 탈산제로 사용되는 대표적인 원소로서 통상 0.02 중량% 이상이 되면 충분하다. 첨가량이 0.01 중량% 이하이면 기대하는 바의 탈산효과를 얻을 수 없었으며, 과잉으로 첨가되면 연속주조 공정 동안 Al은 N이 석출되어 표면결함을 유발하기 때문에 0.1 중량% 이하로 제한하였다.
P:0.01 중량% 이하
상기 P는 일종의 불순물로 불가피하게 함유되는 성분이며 열간 프레스 성형후 강도에 거의 영향을 미치지 않는 원소이다. 그러나 열간 프레스 성형전 용체화 가열단계에서 오스테나이트 입계에 편석되는 원소로서 굽힘성이나 피로특성 저하에 유효한 원소이기 때문에 본 발명에서는 적극적으로 0.01 중량% 이하로 한정한다.
S: 0.005 중량% 이하
상기 S는 강중 불순물 원소로서 Mn과 결합하여 연신된 유화물로 존재하면 금형냉각 또는 소입 열처리후 강판의 인성을 열화시키는 원소이기 때문에 0.005 중량% 이하로 한정한다.
Ti: 0.01~0.1 중량%
상기 Ti은 열간 프레스 성형공정의 가열과정에서 TiN, TiC 또는 TiMoC 석출물에 의한 오스테나이트 결정립 성장을 억제하기 효과가 있으며, 또 다른 측면으로 강중 TiN 석출이 충분하면 오스테나이트 조직의 소입성 향상에 기여하는 유효 B량을 증가시키는 효과를 유발하여 금형냉각 또는 소입 열처리 후 강도를 안정적으로 향상 시키는데 유효한 원소이다. 첨가량이 0.01 중량% 미만이면 기대하는 바의 조직미세화나 강도 향상을 기대할 수 없으며, Ti함량이 0.1 중량% 초과하면 첨가 대비 강도 상승 효과가 감소되므로 상한치를 0.1 중량%로 한정하는 것이다.
Cr: 0.05~0.5 중량%
상기 Cr은 Mn, C과 더불어 열간 프레스 성형용 강판의 경화능을 향상시키고, 금형냉각 또는 소입 열처리후 강도 증가에 기여하는 중요한 원소이다. 마텐사이트 조직제어 과정에서 마텐사이트 조직을 용이하게 얻을 수 있도록 임계냉각속도에 영향을 주며, 열간 프레스 성형공정에서 A3 온도를 저하시키는 데 역시 기여하는 원소이다. 기대하는 효과를 얻기 위해서는 Cr는 함량이 0.05 중량% 이상이 되어야 하며, 반면 0.5 중량%를 초과하면 도금강판의 표면품질을 떨어뜨리고, 열간 프레스 성형품의 조립과제에서 요구되는 점용접성을 열화시키기 때문에 0.5중량% 미만으로 한정한다.
B: 0.0005~0.005 중량%
상기 B는 열간 프레스 성형용 강판의 경화능 증가에 대단히 유용한 원소로서 극미량 첨가하여도 금형냉각 또는 소입 열처리 후 강도 증가에 크게 기여한다. 그러나 첨가량의 증가에 따라 첨가량 대비 소입성 증가 효과는 둔화되며, 연속주조 슬라브의 코너부 결함 발생을 조장하며, 반대로 첨가량이 0.0005 중량% 미만으로 되면, 본 발명에서 기대하는 소입성 향상이나 강도 증가를 기대할 수 없으므로 상한치를 0.005 중량%로, 하한치는 0.0005 중량%로 한정한다.
N: 0.01 중량% 이하
상기 N은 일종의 불순물로 불가피하게 함유되는 성분이지만 연속주조 공정 동안 AlN 등의 석출을 촉진하여 연주주편 코너 균열을 조장한다. 또한 TiN 등의 석출물들은 확산성 수소의 흡장원으로 작용하는 것을 알려져 있으므로 석출량을 적절하게 제어하면 내수소 지연파괴 특성을 개선할 수도 있기 때문에 상한치를 0.01 중량%으로 제한하였다.
상기한 성분계에 더하여, Mo, Cu 및 Ni으로 이루어진 그룹에서 선택된 1종 이상의 성분을 포함한다.
Mo: 0.05~0.5 중량%
상기 Mo는 Cr과 함께 열간 프레스 성형용 강판의 소입성을 향상시키고, 소입 강도 안정화에 기여하는 원소이다. 뿐만 아니라 열간압연 및 냉간압연 시의 소둔공정, 그리고 열간 프레스 성형 공정의 가열단계에서 오스테나이트 온도역을 낮은 온도측으로 확대시키는 효과가 있어 프로세스 윈도우를 넓히는 데 효과적이다. Mo의 함량이 0.05 중량% 미만에서는 기대하는 바의 소입성 향상이나 오스테나이트 온도역 확대를 기대할 수 없으며, Mo 함량이 0.5 중량%를 초과하면 반대로 강도 상승에는 유리하나 첨가 대비 강도 상승 효과가 감소되어 비경제적이므로 상한치를 0.3 중량%로 한정하는 것이다.
Cu: 0.05~0.5 중량%
상기 Cu는 강의 내식성 향상에 기여하는 원소이다. 뿐만 Cu는 열간 프레스 성형 후 인성 증가를 위하여 템퍼링을 행할 경우 과포화된 구리는 입실론 카바이드로 석출되면서 시효경화 효과를 발휘하는 원소이다. 0.05 중량% 미만에서는 그 효과를 기대하기 어려우므로 그 하한치를 0.05 중량%로 한정한다, 반대로 과잉으로 첨가되면 강판 제조공정에서 표면결함을 유발하고, 내식성 측면에서 첨가 대비 비경제적이므로 상한치를 0.5 중량%로 한정한다.
Ni: 0.05~0.5 중량%
상기 Ni은 열간 프레스 성형용 강판의 강도 및 인성 향상에 유효할 뿐만 아니라 소입성을 증가시키는 효과가 있으며, Cu 단독 첨가 시 야기되는 핫 숏트닝 감수성을 저감하는데 효과적이다. 또한, 열간압연 및 냉간압연 시의 소둔공정, 그리고 열간 프레스 성형 공정의 가열단계에서 오스테나이트 온도역을 낮은 온도측으로 확대시키는 효과가 있어 프로세스 윈도우를가 넓히는 데 효과적이다. Ni함량이 0.05 중량% 미만에서는 기대하는 바의 효과를 기대할 수 없으며, 그 함량이 0.5 중량%를 초과하면 반대로 소입성 개선이나 강도 상승에는 유리하나 첨가 대비 소입성 향상 효과는 감소되어 비경제적이므로 상한치를 0.5 중량%로 한정하는 것이다.
상기 Mn 및 Si는 0.05 ≤ Mn/Si ≤ 2의 관계식을 충족시켜야 한다.
상기 Mn/Si비는 Mn함량이 높아질수록 열간 프레스 성형 전의 미세조직에 밴드조직이 용이하게 형성되고, 이로 인하여 금형 냉각 또는 소입 열처리 후 굽힘특성이 나빠지게 된다. 동시에 Si의 경우, 첨가량이 증가할수록 열간 프레스 성형전의 미세조직에서 Mn 및 C가 높은 밴드조직을 감소시키고 펄라이트를 포함한 제 2 상 조직을 균일하게 분포시키는 데 효과가 크고, 열간 프레스 성형후 도장 열처리를 행할 경우 굽힘성의 추가적인 향상에 크게 기여하는 원소이다. 이러한 특징은 Mn/Si 비에 의하여 규정된다. Si이 과다하게 첨가되어 Mn/Si비가 0.05 이하로 되면 도금품질이 열화되며, 반대로 Mn함량의 과다로 Mn/Si비가 2를 초과하게 되면 밴드조직의 형성으로 굽힘성이 열화되는 문제가 있어 Mn/Si비의 상한치 및 하한치를 각각 2.0 및 0.05로 한정한다.
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. 이들 불순물들은 통상의 제조과정의 기술자라면 누구라도 알 수 있는 것이기 때문에 그 모든 내용을 특별히 본 명세서에서 언급하지는 않는다.
상기 강판은 열연강판, 냉연강판 및 도금강판으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종인 것이 바람직하다.
상기와 같이 조성되는 본 발명 강판은 열연강판 또는 냉연강판의 형태로 사용될 수 있으며, 필요에 따라 표면에 도금처리하여 사용할 수 있다. 이는 열간 프레스 성형 과정에서 강판의 표면 산화를 방지하고, 내식성을 향상시키기 위한 것이다.
상기 도금강판으로는 열연강판 또는 냉연강판의 표면에 알루미늄 합금 도금층이 형성된 알루미늄 합금 도금강판이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 상기 알루미늄 합금 도금강판은 실리콘: 8~10 중량% 및 마그네슘: 4~10 중량%로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나의 성분을 포함하고, 나머지 알루미늄 및 기타 불순물로 이루어진 합금 도금층을 포함하는 것이다.
상기 강판의 미세조직은 페라이트 및 펄라이트를 포함하거나, 또는 페라이트, 펄라이트 및 베이나이트를 포함하는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는, 페라이트 및 40% 미만의 펄라이트를 포함하거나, 또는 페라이트 및 그외 40% 미만의 펄라이트 및 베이나이트를 포함하는 것이다.
또한, 상기 강판은 인장강도 기준으로는 800MPa이하의 강도를 갖는 것이 바람직하다. 그 이유는 열연강판, 냉연강판 또는 도금강판으로 열긴 프레스 성형을 행하기 전에 부품 형상에 맞추어 블랭킹을 제작하게 되는데, 이때 강도가 지나치게 높으면 블랭킹 금형의 마모 및 절손이 촉진되며, 블랭킹 절단 공정에서의 소음이 강도에 비례하여 증가되기 때문이다.
그러므로, 가장 바람직하게는, 상기 강판은 800Mpa 미만의 인장강도를 가지면서, 페라이트를 조직과 그외 40% 미만의 펄라이트 및 베이나이트 등의 제 2 상의 분율을 가지는 것이다.
이하, 본 발명의 열간 프레스 성형품에 관하여 상세히 설명한다.
본 발명의 열간 프레스 성형품은 상기한 강판을 열간 프레스 성형하여 제조되는 것으로 우수한 굽힘성 및 초고강도를 갖는다. 상기 강판으로는 열연강판, 냉연강판 및 도금강판으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종이 바람직하다. 상기 도금강판으로 열연강판 또는 냉연강판의 표면에 알루미늄 합금 도금층이 형성된 알루미늄 합금 도금강판이 바람직하다.
상기 알루미늄 합금 도금강판은 8 실리콘: 8~10 중량% 및 마그네슘: 4~10 중량%로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나의 성분을 포함하고, 나머지 알루미늄 및 기타 불순물로 이루어진 합금 도금층을 포함하는 포함하는 것이 바람직하다.
상기 성형품의 미세조직은 면적분율%로, 90% 이상의 마르텐사이트 및 잔부 베이나이트 및 페라이트 중 1종 또는 2종을 포함하는 것이 바람직하다.
바람직하게는, 상기 성형품은 1700MPa 이상의 인장강도를 갖는다.
상기 성형품이 열연강판 또는 냉연강판으로 제조되는 경우, 성형품은 바람직하게는, 1800MPa 이상의 인장강도 및 115,00MPa° 이상의 인장강도x굽힘성 발란스를 갖는다.
상기 성형품이 알루미늄 합금 도금강판으로 제조되는 경우, 성형품은 바람직하게는 1800MPa 이상의 인장강도 및 100,000MPa°이상의 인장강도x굽힘성 발란스를 갖는다.
상기 성형품이 열연강판 또는 냉연강판으로 제조되는 경우, 성형품은 바람직하게는, 2000MPa 이상의 인장강도 및 95,000 MPa° 이상의 인장강도x굽힘성 발란스를 갖는다.
상기 성형품이 알루미늄 합금 도금강판으로 제조되는 경우, 성형품은 바람직하게는 2000MPa 이상의 인장강도 및 85,000MPa° 이상의 인장강도x굽힘성 발란스를 갖는다.
이하, 본 발명에 따른 열간 프레스 성형품용 강판의 제조방법에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명의 굽힘성이 우수한 열간 프레스 성형용 초고강도 열연강판의 제조방법은 상기 본 발명 강판의 성분조성을 가지는 슬라브를 준비하는 단계; 상기 슬라브를 1150~1250℃온도에서 재가열하는 단계; 상기 재가열된 슬라브를 Ar3~950℃의 마무리 압연온도로 열간압연하여 열연강판을 제조하는 단계; 및 상기 열연강판을 500~730℃ 온도에서 권취하는 단계를 포함한다.
상기 슬라브를 1150~1250℃의 온도범위에서 재가열함으로써, 슬라브의 조직을 균질하게 하고, 티타늄과 같은 탄질화 석출물들이 충분히 재고용시키면서도 슬라브의 결정립이 과도하게 성장하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 열간압연은 Ar3~950℃의 마무리 압연온도에서 열간압연을 실시한다. 상기 열간 마무리 압연의 온도가 Ar3 미만인 경우에는 오스테나이트 중 일부가 이미 페라이트로 변태된 2 상역 (페라이트와 오스테나이트가 공존하는 영역)이 되므로, 이러한 상태에서 열간압연을 실시하면 변형저항이 불균일하게 되어 압연 통판성이 나빠지며, 페라이트 상에 응력이 집중되어 판파단 가능성이 높아지기 때문이다. 반대로 마무리 압연온도가 950℃를 초과하여 높아지면 모래형 스케일 등의 표면결함이 발생되므로 열간 마무리 압연온도를 Ar3~950℃로 한정한다.
또한, 열간압연된 열연강판을 냉각하여 권취함에 있어서, 열연강판의 폭방향 재질편차를 저감하고, 후속하는 냉연강판의 압연 통판성 향상을 위하여 강판 내에 마르텐사이트와 같은 저온조직이 포함되지 않도록 권취온도를 제어하는 것이 바람직하다. 즉, 500~730℃의 온도에서 권취하는 것이 바람직하다.
상기 권취온도가 500℃미만인 경우에는 마르텐사이트 같은 저온조직 형성으로 열연강판의 강도가 현저하게 상승되는 문제가 있으며, 특히 코일 폭방향으로 과냉되면 재질편차가 증가하면 후속되는 냉연공정에서 압연 통판성이 저하되고, 두께 제어가 어렵다.
반면에, 730℃를 초과하는 경우에는 강판 표면에 내부산화가 조장되고, 상기 내부산화물이 산세공정에 의하여 제거하는 경우에는 틈이 형성되고 도금공정을 행하는 경우에는 도금강판의 소지강판-도금층 계면 역시 불균일해지고, 상기 내부 산화물과 더불어 열간성형 후 굽힘성을 열화시키기 때문에 권취온도의 상한은 730℃ 로 제한한다.
본 발명에서는 상기 열연강판을 산세 및 냉간압연한 후, 750~850℃ 온도에서 연속소둔을 실시하고, 400~600℃ 온도에서 과시효 열처리를 실시하여 냉연강판을 제조할 수 있다.
상기 산세의 방법 및 냉간압연의 방법은 특별히 제한되지 않고 통상의 방법으로 실시할 수 있으며, 냉간압하율도 특별히 제한하지 않지만 40~70% 범위에서 실시하는 것이 바람직하다.
상기 연속소둔은 750~850℃의 소둔온도에서 실시하는데, 이는 소둔온도가 750℃ 미만이면 재결정이 충분하지 않을 수 있고, 850℃를 초과하는 경우 결정립이 조대화될 뿐만 아니라 소둔 가열 원단위가 상승되는 문제점을 가지고 있기 때문이다.
이어서, 실시하는 과시효 열처리는 400~600℃의 온도에서 실시하는데 이러한 범위로 제어하는 것은 최종 조직이 페라이트 기지에 펄라이트 또는 베이나이트가 일부 포함된 조직으로 구성되도록 하기 위해서이다. 이는 냉연강판의 강도를 열연강판과 마찬가지로 800MPa 이하로 얻기 위함이다.
또한, 본 발명에서는 상기 냉연강판을 700℃~Ac3의 온도에서 소둔을 실시한 후, 강판 표면에 알루미늄 합금 도금층을 형성시켜 알루미늄 합금도금강판을 제조할 수 있다.
상기 소둔은 직하의 700℃~Ac3의 온도범위에서 행하는 것이 바람직하다. 소둔 온도는 최종 강판의 연질화 및 후속되는 도금욕에 침지하는 공정에서 도금욕의 인입온도를 고려하여 제한한다. 상기 소둔 온도가 낮은 경우에는 재결정이 충분하지 않고, 후속되는 도금욕의 인입온도가 낮아 안정된 도금 부착 및 도금 품질을 확보할 수 없으므로, 그 하한을 700℃로 제한하였다. 또한, 상기 소둔 온도가 높은 경우에는 결정립이 조대해지고 소둔~도금~냉각과정에서 오스테나이트로 부터 저온변태 조직이 형성되면 도금강판 강도가 급격히 상승되는 것을 억제하기 위하여 상한을 Ac3 온도까지로 한정한다.
상기 알루미늄 합금도금강판을 제조하는 단계에서 사용되는 도금욕은 실리콘: 8~10 중량% 및 마그네슘: 4~10 중량%로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나의 성분을 포함하고, 나머지 알루미늄 및 기타 불순물로 이루어진 합금 도금욕인 것이 바람직하다.
상기 도금층의 부착량은 양면기준으로 120~180g/m2인 것이 바람직하다.
상기 도금층은 용융도금법에 의해 형성되는 것이 바람직하다.
상기 용용도금 적용시 강판를 도금욕에 침지하여 도금한 후 냉각함에 있어 냉각속도 및 라인속도를 특별히 제한하지 않는다.
이는 기본적으로 소둔온도를 Ac3 미만으로 전제하였을 때 구현할 수 있는 것으로서 본 발명 제조방법의 특징이다. 즉, 소둔온도가 Ac3 온도 이상으로 가열하여 도금욕 침지 후 냉각공정에서 임계냉각속도 이상으로 냉각될 경우, 마르텐사이트 조직 도입 여부에 따라 도금된 강판의 강도가 지나치게 높아질 수도 있으나, 본 발명에서처럼 Ar3 온도 이하에서 소둔할 경우 상변태에 의한 재질 변동 요인이 대폭 완화되어 문제되지 않는다,
다만, 도금라인의 생산성과 경제적인 면을 고려하여 냉각속도 및 라인속도를 결정하며, 냉각속도에 의존하는 미세조직 측면에서는 페라이트-펄라이트 또는 페라이트 기지에 구상화된 세멘타이트가 존재하는 조직이 바람직하다.
이하, 본 발명에 따른 열간 프레스 성형품의 제조방법에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 열간 프레스 성형품의 제조방법은 상기한 본 발명 강판을 블랭크로 준비하는 단계; 상기 준비된 블랭크를 850~950℃의 온도범위로 가열하는 단계; 및 상기 가열된 블랭크를 열간 프레스 성형을 실시하여 성형품을 제조하는 단계를 포함한다.
상기 준비된 블랭크는 850~950℃의 온도범위로 가열한다. 상기 가열온도가 850? 미만인 경우 가열로에서 블랭크를 추출하여 열간성형을 행하는 동안 시간 경과에 의하여 블랭크 온도가 저하되고, 이로 인하여 블랭크 표면으로부터 페라이트 변태가 진행되기 때문에 열처리 후에도 전 두께에 걸쳐 충분한 마르텐사이트가 생성되지 않으므로 목표로 하는 강도가 얻어지지 않는다. 반면 가열온도가 950?를 초과하는 경우, 오스테나이트 결정립의 조대화를 유발하고, 가열 원단위 증가로 제조비용이 상승하고, 냉연강판의 경우 탈탄이 가속화되어 최종 열처리후 강도를 떨어뜨리기 때문에 가열온도 상한치를 950?로 한정한다.
상기 블랭크를 850~950?의 온도로 가열하고, 바람직하게는 이 가열온도로 60~600초 동안 유지한다. 상기 가열온도는 블랭크 온도를 기본적으로 오스테나이트 영역으로 가열하기 위함이나 가열온도가 850℃ 미만으로 가열되면 페라이트가 완전히 고용되지 아니하며, 반대로 가열온도가 950℃로 높아지면 오스테나이트 결정립계를 따라 표면 표면산화가 일어나, 계면강도를 저하시키고, 굽힘성에도 악영향을 미치기 때문에 950℃ 미만으로 제한한다. 동시에 가열시간이 60초 미만으로 할 경우 역시 페라이트 상이 잔존될 가능성이 높아 바람직하지 않다. 또한 가열시간이 증가되어 600초 보다 길어지면, 표면에 알류미늄계 산화물의 두께가 두꺼워져 점용접성이 저하되므로 가열온도 850~950℃ 범위 및 유지시간을 60~600초 범위로 유지한다.
상기 조건으로 가열된 블랭크를 추출하여 12초 이내 열간성형과 금형냉각을 동시에 실시하게 된다. 상술하였듯이 본 발명의 조성에서 마르텐사이트를 주상으로 하는 최종 조직을 얻을 수 있도록 냉각하기 위하여 임계냉각속도 이상의 냉각속도로 냉각하여야 한다. 반면, 마르텐사이트 변태 임계냉각속도 보다 빠르게 냉각되는 조건에서는 속도 증가 대비 강도 증가가 크지 않고, 냉각속도 증가를 위한 냉각설비가 추가되어야 한다는 점에서 비경제적이기 때문에 300℃/s 이하로 제한한다.
상기 열간 프레스 성형 후, 금형냉각을 통하여 성형품의 온도는 마르텐사이트 변태가 완료되는 200℃ 미만으로 냉각시키는 것이 필요하다
또한, 성형된 부품에 대하여 적절한 트리밍을 행한 후 다수의 부품을 체결하는 이른바 조립부품을 만든 후 실시하는 도장 열처리는 150~200℃ 온도에서 10~30분 동안 열처리하는 것이 바람직하다. 여기에서, 도장 열처리 하한을 150~200℃ 범위에서 10~30분으로 한정한 이유는 도장후 건조에 필요한 최적 조건과 관계가 있다. 즉, 150℃ 보다 낮으면 건조에 많은 시간이 소요되고, 200℃ 보다 높으면, 강도저하가 시작되기 때문이며, 유지시간에 있어서도 10분 이하이면 소부경화량이 적으며, 반대로 시간이 길어지면 소부경화량 및 강도가 저하되기 시작하기 때문이다.
상기와 같이 제조된 성형품의 미세조직은 바람직하게는 면적분율%로, 90% 이상의 마르텐사이트 및 잔부 베이나이트 및 페라이트 중 1종 또는 2종을 포함한다.
또한, 상기 성형품은 바람직하게는 1700MPa 이상의 인장강도를 갖는다.
상기 성형품이 열연강판 또는 냉연강판으로 제조되는 경우, 성형품은 바람직하게는, 1800MPa 이상의 인장강도 및 115,00 MPa°이상의 인장강도x굽힘성 발란스를 갖는다.
상기 성형품이 알루미늄 합금 도금강판으로 제조되는 경우, 성형품은 바람직하게는 1800MPa 이상의 인장강도 및 100,000 MPa°이상의 인장강도x굽힘성 발란스를 갖는다.
상기 성형품이 열연강판 또는 냉연강판으로 제조되는 경우, 성형품은 바람직하게는, 2000MPa 이상의 인장강도 및 95,000 MPa°이상의 인장강도x굽힘성 발란스를 갖는다.
상기 성형품이 알루미늄 합금 도금강판으로 제조되는 경우, 성형품은 바람직하게는 2000MPa 이상의 인장강도 및 85,000 MPa° 이상의 인장강도x굽힘성 발란스를 갖는다.
여기에서, 상기 “°”굽힘각의 각도를 의미하는 단위이며, 상기 굽힘성이란 굽힘시험에서의 굽힘각의 값을 의미한다.
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 1]
열간 프레스 성형 후 강도를 1700Mpa 이상보다 구체적으로는 1800Mpa급 프레스 성형품을 제조하기 위하여, 하기 표 1에 나타낸 바의 조성을 갖는 슬라브를 1200℃에서 가열하여 균질화처리 하였다. 그 후, 조압연 및 사상압연을 행한 후 650℃의 온도로 권취하여 두께 3.0㎜의 열연강판을 제조하였고, 상기 열연강판을 산세한 후 50%의 압하율로 냉간압연을 행하여 1.5㎜의 냉연 풀하드 강판을 제조하였다. 냉연강판(CR)의 경우 800℃에서 소둔하였고, 과시효 입,출측 온도는 각각 500, 450℃로 제어하였으며, 알루미늄 도금강판(AlSi)은 780℃에서 소둔하여 90%Al-9%Si 및 기타 Fe를 포함한 불가피한 불순물이 포함된 용융도금욕에 침적하여 도금 부착량이 양면기준으로 150~160g/m2으로 되도록 제어하여 생산하였다.
하기 표 1에서 발명강의 조성은 Si을 0.5 중량% 이상 첨가하는 것이기 때문에 종래의 열간 프레스 성형용 강판과 Mn/Si비를 비교해 보면 확연히 차이가 나게 된다. 발명강 1~9의 Mn/Si비는 0.5~2 사이의 값을 가지며, 종래 기준으로 Si 및 Mn 함량이 첨가된 경우는 표 1에서 나타난 바와 같이 3.6~5.0 사이이며, 이를 비교강 1~8로 표기하였다. 또한, 발명강 5의 경우 본 발명의 Mn/Si비 범위내이나, Si함량이 과다한 조건에서는 알루미늄 도금 시 미도금이 발생되어 기대하는 바의 도금품질을 얻을 수 없었다. 하기 표 1에서 원소기호에 *표시를 한 성분은 단위가 ppm이다.
구분 성분 (중량%) Mn/Si
C Si Mn P* S* s-Al Ti Cr B* Mo Cu Ni N*
비교강 1 0.29 0.26 1.25 110 24 0.029 0.029 0.16 26 - - - 40 4.8
비교강 2 0.28 0.25 0.92 58 12 0.030 0.030 0.40 28 0.10 - - 40 3.7
발명강 1 0.27 0.7 0.9 55 15 0.031 0.029 0.40 26 0.11 - - 40 1.3
발명강 2 0.27 1.2 0.91 67 11 0.029 0.032 0.38 25 0.09 - - 40 0.8
발명강 3 0.33 1.1 0.50 55 14 0.031 0.029 0.40 25 0.10 - - 40 0.5
비교강 3 0.32 0.25 0.91 79 3 0.034 0.030 0.21 26 0.10 - - 27 3.6
비교강 4 0.32 0.26 0.89 65 8 0.040 0.028 0.21 20 0.08 - - 46 3.4
비교강 5 0.32 0.25 0.89 120 25 0.034 0.034 0.15 17 0.17 - - 35 3.6
비교강 6 0.32 0.26 0.88 120 24 0.027 0.029 0.15 17 - - - 38 3.4
발명강 4 0.32 0.6 0.90 82 0.025 0.023 0.17 24 0.15 - - 45 1.5
발명강 5 0.30 1.5 0.90 77 16 0.030 0.027 0.20 27 - - - 40 0.6
비교강 7 0.32 0.26 0.89 65 8 0.040 0.028 0.21 20 0.08 - - 46 3.4
발명강 6 0.32 0.6 0.95 73 0.033 0.030 0.15 33 0.15 - - 27 1.6
발명강 7 0.32 0.7 1.10 55 0.031 0.025 0.15 26 0.15 0.1 - 40 1.6
발명강 8 0.32 0.6 0.94 68 0.023 0.027 0.20 23 0.15 - 0.15 35 1.6
발명강 9 0.31 0.8 0.90 47 0.025 0.025 0.15 27 0.20 0.33 0.20 55 1.1
비교강 8 0.32 0.26 1.25 109 0.030 0.029 0.20 30 - - - 52 5.0
상기와 같이 제조된 냉연강판 또는 알루미늄도금강판에 대하여 930℃에서 5~7분 가열 후, 추출한 후 평판금형이 구비된 프레스로 이송하여 금형냉각을 실시하는데, 이 때 추출에서 다이클로징까지 소요된 시간은 8~12초이었고, 50~100℃/s 범위의 냉각속도로 금형냉각하였다, 또한 도장열처리 후 재질은 170~180℃에서 20분 유지 후 공냉된 평판에 대하여 인장성질 및 굽힘성을 평가하였다. 이 과정에서 냉연강판의 경우, 표면 산화스케일이 형성되었는데 열처리 후 숏 블라스트로 표면 산화물을 제거하였다.
인장시편은 압연방향에 평행한 방향으로 ASTM 규격으로 채취하였으며, 굽힘시험은 압연 직각방향으로 60x20mm시편(굽힘선은 압연방향에 평행)에 대하여 1R 펀치로 벤딩하였을 때, 최대 하중에 도달하는 굽힘각으로 평가하였다.
하기 표 2에 발명강 1~9 및 비교강 1~8에 대하여 열간프레스 성형 및 도장 열처리 후 인장성질 및 굽힘성 평가 결과를 나타내었다. 상기 표 2에서 YS, TS 및 EL 은 각각 항복강도, 인장강도 및 연신율을 나타낸다. 표 2에서 발명강 1~4 및 비교강 1~6은 냉연강판(CR)에 해당하며, 발명강 5~9 및 비교강 7~8은 알루미늄 도금강판에 해당한다.
구분 Mn/Si 열간 프레스 성형 (HPF) 열처리후 재질특성 HPF 열처리 및 도장열처리후 재질특성
YS TS El 굽힘각 TSx굽힘각 합부기준 YS TS El 굽힘각 TSx굽힘각
비교강 1 4.8 1264 1827 6.8 57.2 104,453 >110,000 1361 1701 6.3 60.1 102,230
비교강 2 3.7 1194 1728 7.6 57.5 99,374 >110,000 1372 1694 7.3 64.4 109,085
발명강 1 1.3 1234 1760 7.5 65.5 115,311 >110,000 1315 1650 6.2 75.2 124,009
발명강 2 0.8 1156 1730 7.8 74.8 129,380 >110,000 1281 1632 7.3 79.3 129,453
발명강 3 0.5 1069 1629 8.7 78.2 127,352 >110,000 1316 1611 7.6 88.3 142,165
비교강 3 3.6 1270 1890 7.3 57.4 108,486 >110,000 1804 63.4 114,374
비교강 4 3.4 1281 1880 6.5 56.7 106,596 >110,000 1451 1799 6.5 63.6 114,416
비교강 5 3.6 1252 1810 6.4 52.0 94,120 >110,000 1299 1720 6.0 57.0 98,040
비교강 6 3.4 1264 1844 6.2 48.2 88,881 >110,000 1286 1740 5.9 49.1 85,434
발명강 4 1.5 1264 1832 6.8 67.1 122,744 >110,000 1399 1736 6.5 73.2 127,075
발명강 5 0.6 - - - - - >100,000 - - - - -
비교강 7 3.4 1324 1934 5.8 47.0 90,898 >100,000 1460 1825 6.3 53.0 96,725
발명강 6 1.6 1254 1844 6.5 55.2 101,420 >100,000 1407 1754 6.3 64.3 112,782
발명강 7 1.6 1246 1860 6.7 56.2 104,160 >100,000 1414 1768 6.2 61.4 108,555
발명강 8 1.6 1295 1850 6.5 56.3 103,600 >100,000 1432 1768 6.3 62.2 109,970
발명강 9 1.1 1328 1870 6.3 55.1 102,850 >100,000 1430 1785 6.1 64 114,240
비교강 8 5.0 1377 1940 5.8 43.4 84,196 >100,000 1425 1800 6.0 53 95,400
먼저 냉연강판 (발명강 1~4 및 비교강 1~6)의 굽힘성 결과에 대하여 알아보기 위하여, 열간 프레스 성형 열처리 후 (HPF 열처리후) 재질특성을 비교하였다.
상기 표 2에 나타난 바와 같이, Mn/Si 비가 높은 비교강 1~6과, Mn/Si 비를 만족하는 발명강 1~4의 Mn/Si을 구분하여 강도x굽힘각 값을 비교해 보면, 발명강의 경우가 Mn/Si비가 낮지만 강도x굽힘각 값은 더 높다. 즉 열간 프레스 성형 전 미세조직에 있어 Mn함량 저하 및 Si첨가량 증가로 밴드조직과 같은 불균일한 조직이 감소되고 이로 인하여 열간 프레스 성형 후 굽힘성이 현저하게 개선된 것을 확인할 수 있다. 아울러 금형냉각 후 연이어 도장 열처리를 실시할 경우, 일반적으로 항복강도는 상승하고, 인장강도는 다소 감소하며, 굽힘성은 증가되는 경향을 보이는데, 이 도장 후 열처리 경우에 있어서도 본 발명의 Mn/Si가 2 이하로 낮은 조건에서 굽힘성이 향상되는 경향은 비교강 경우 보다 훨씬 크며, 역시 인장강도x굽힘성 발란스 값에서 일관되게 나타남을 확인할 수 있다.
한편, 알루미늄 도금강판 (발명강 5~9 및 비교강 7~8)의 경우에 있어서도 이러한 경향은 유사하다. 다만, 동일한 합금조성의 냉연강판과 알루미늄강판의 굽힘성을 평가해 보면 알루미늄 도금강판의 굽힘성은 냉연강판의 경우 보다 5~10도 정도 저하되는 경향을 보인다. 이는 도금에 의하여 표면 탈탄이 억제되고, 도금층 균열에 기인하여 응력집중이 가중되기 때문이다. 그래서 이런 특성을 고려하여 냉연강판의 인장강도x굽힘성 발란스값는 110,00MPa° 이상, 알루미늄 도금강판의 경우는 100,000 MPa° 이상을 기준으로 평가해 본 결과, 발명강의 냉연강판은 115,000~129,000 MPa° 범위에 있으며, 알루미늄 도금강판은 101,000~104,000 MPa° 범위에 있어, 기준을 충족시키고 있음을 알 수 있다.
[ 실시예2 ]
열간 프레스 성형후 성형품의 강도를 1900Mpa 이상 보다 구체적으로는 2000Mpa급 성형품을 제조하기 위하여, 하기 표 3에 나타낸 바의 조성을 갖는 슬라브를 1200℃에서 가열하여 균질화처리 하였다. 그 후, 조압연 및 사상압연을 행한 후 650℃의 온도로 권취하여 두께 3.0㎜의 열연강판을 제조하였고, 상기 열연강판을 산세한 후 50%의 압하율로 냉간압연을 행하여 1.5㎜의 냉연 풀하드 강판을 제조하였다. 냉연강판(CR)의 경우 780℃에서 소둔하였고, 과시효 입,출측 온도는 각각 500, 450℃ 제어하였으며, 알루미늄 도금강판(AlSi)은 760℃에서 소둔하여 90%Al-9%Si 및 기타 Fe를 포함한 불가피한 불순물이 포함된 용융도금욕에 침적하여 도금부착량이 양면기준으로 150~160g/m2으로 되도록 제어하여 생산하였다.
하기 표 3에서 발명강의 조성은 Si을 0.5% 이상 첨가하는 것이기 때문에 종래의 열간 프레스 성형용 강판과 Mn/Si비를 비교해 보면 확연히 차이가 나게 된다. 발명강의 Mn/Si비는 0.5~2 사이의 값을 가지며, 종래 기준으로 Si 및 Mn 함량이 첨가된 경우는 표에서 나타난 바와 같이 3.6~4.5 사이이며, 이를 비교강으로 표기하였다. 아울러 발명강 5의 경우 본 발명의 Mn/Si비 범위내이나, Si함량이 과다한 조건에서는 열연강판의 표면에 적 스케일이 심하게 발생되어 냉간압연 후에서 표면에 조도가 다른 밴드로 남아있어 기대하는 바의 표면품질을 얻을 수 없었다.
구분 성분 (중량%) Mn/Si
C Si Mn P* S* s-Al Ti Cr B* Mo Cu Ni N*
비교강 1 0.36 0.26 1.1 110 27 0.033 0.030 0.195 18 0.08 - - 44 4.2
비교강 2 0.36 0.25 1.1 110 27 0.027 0.029 0.196 18 - - - 43 4.4
비교강 3 0.35 0.28 1.1 57 6 0.042 0.031 0.20 20 0.08 - - 40 3.9
발명강 1 0.37 0.55 0.89 73 16 0.032 0.025 0.20 30 0.11 - - 53 1.6
발명강 2 0.36 0.7 0.90 67 26 0.026 0.031 0.20 26 0.12 - - 45 1.3
발명강 3 0.37 1.07 0.89 57 14 0.03 0.024 0.48 27 0.09 - - 49 0.8
발명강 4 0.36 1.00 1.30 80 18 0.022 0.025 0.48 32 0.09 - - 51 1.3
발명강 5
(적스케일)		 0.35 1.60 0.90 82 22 0.025 0.03 0.20 25 0.12 - - 33 0.6
비교강 4 0.35 0.25 0.90 54 11 0.030 0.030 0.20 25 - - - 40 3.6
비교강 5 0.35 0.28 1.1 57 6 0.042 0.031 0.20 20 0.08 - - 40 3.9
발명강 6 0.35 0.6 1.10 67 8 0.025 0.031 0.20 22 0.10 - - 33 1.8
발명강 7 0.35 0.65 0.90 72 18 0.029 0.025 0.20 26 0.11 - - 25 1.4
발명강 8 0.35 0.70 0.90 57 8 0.024 0.028 0.20 30 0.15 0.10 - 22 1.3
발명강 9 0.34 0.60 1.00 45 12 0.03 0.032 0.20 19 0.10 - 0.20 28 1.7
발명강 10 0.34 0.55 1.00 87 18 0.025 0.03 0.20 22 0.07 0.30 0.16 30 1.8
비교강 6 0.35 0.20 0.90 112 20 0.036 0.035 0.20 25 0.10 - - 23 4.5
상기와 같이 제조된 냉연강판 또는 알루미늄도금강판에 대하여 930℃에서 5~7분 가열 후 추출한 후 평판금형이 구비된 프레스로 이송하여 금형냉각을 실시하였는데, 이 때 추출에서 다이클로징까지 소요된 시간은 8~12초이었고, 50~100℃/s 범위의 냉각속도로 금형냉각하였다, 또한 도장 열처리 후 재질은 170~180℃에서 20분 유지 후 공냉된 평판에 대하여 인장성질 및 굽힘성을 평가하였다. 이 과정에서 냉연강판의 경우, 표면 산화스케일이 형성되었는데 열처리 후, 숏 블라스트로 표면 산화물을 제거하였다.
인장시편은 압연방향에 평행한 방향으로 ASTM 규격으로 채취하였으며, 굽힘시험은 압연 직각방향으로 60x20mm시편(굽힘선은 압연방향에 평행)에 대하여 1R 펀치로 벤딩하였을 때, 최대 하중에 도달하는 굽힘각으로 평가하였다.
비고 Mn/Si HPF 열처리후 재질특성 HPF 열처리 및 도장열처리후 재질특성
YS TS El 굽힘각 TSx굽힘각 합부기준 YS TS El 굽힘각 TSx굽힘각
비교강 1 4.2 1439 2094 5.9 43.1 90,251 >100,000 1590 1966 5.9 47.0 92,402
비교강 2 4.4 1361 2059 4.9 44.6 91,831 >100,000 1555 1920 6.3 49.0 94,080
비교강 3 3.9 1345 2023 5.6 45.3 91,642 >100,000 1502 1914 6.1 53.1 101,633
발명강 1 1.6 1320 2040 6.3 49.5 100,980 >100,000 1525 1925 6.0 50.6 97,405
발명강 2 1.3 1377 2034 5.7 53 107,802 >100,000 1544 1920 6 55 105,600
발명강 3 0.8 1375 2125 6.0 49.6 105,400 >100,000 1560 2015 5.9 60.1 121,102
발명강 4 1.3 1420 2170 5.6 44.4 96,348 >100,000 1566 2035 5.8 54.4 110,704
발명강 5
(적스케일)		 0.6 1344 2001 6.2 54 108,054 >100,000 1480 1890 6.5 61 115,290
비교강 4 3.6 1306 1977 6.5 51.7 102,186 >100,000 1506 1877 5.5 55.9 105,033
비교강 5 3.9 1395 2047 5.2 35.5 72,669 >90,000 1514 1924 6 43.4 83,502
발명강 6 1.8 1356 2040 5.8 45.6 93,024 >90,000 1535 1933 6 50.1 96,843
발명강 7 1.4 1355 2033 6 46.2 93,925 >90,000 1539 1920 5.5 49.3 94,656
발명강 8 1.3 1366 2030 5.4 45 91,350 >90,000 1544 1924 5.4 53.1 102,164
발명강 9 1.7 1320 2015 6.1 46 92,690 >90,000 1512 1905 5.6 50.2 95,631
발명강 10 1.8 1333 2032 6.2 45.5 92,456 >90,000 1533 1932 5.6 51.2 98,918
비교강 6 4.5 1356 2043 5.8 40 81,720 >90,000 1557 1945 5.3 44.4 86,358
표 4에 발명강 1~10 및 비교강 1~6에 대하여 열간 프레스 성형 및 도장 열처리 후 인장성질 및 굽힘성 평가 결과를 나타내었다. 상기 표 4에서 YS, TS 및 EL 은 각각 항복강도, 인장강도 및 연신율을 나타낸다. 표 4에서 발명강 1~5 및 비교강 1~4는 냉연강판(CR)에 해당하며, 발명강 6~10 및 비교강 5~6는 알루미늄 도금강판에 해당한다.
먼저 냉연강판 (발명강 1~5 및 비교강 1~4)의 굽힘성 결과에 대하여 알아보기 위하여, 열간 프레스 성형 열처리 후 (HPF 열처리후) 재질특성을 비교하였다. . Mn/Si 비가 높은 비교강 1~4와, Mn/Si 비를 만족하는 발명강 1~5의 Mn/Si을 구분하여 강도x굽힘성 값을 비교해 보면, 발명강의 경우가 Mn/Si비가 낮지만 강도x굽힘성 값은 더 높다. 즉 열간 프레스 성형전 미세조직에 있어 Mn함량 저하 및 Si첨가량 증가로 밴드조직과 같은 불균일한 조직이 감소되고 이로 인하여 열간 프레스 성형후 굽힘성이 현저하게 개선된 것을 확인할 수 있다. 아울러 금형냉각 후 연이어 도장열처리를 행할 경우, 일반적으로 항복강도는 상승하고, 인장강도는 다소 감소하며, 굽힘성은 증가되는 경향을 보이는데, 이 도장후 열처리 경우에 있어서도 본 발명의 Mn/Si가 2 이하로 낮은 조건에서 굽힘성이 향상되는 경향은 비교강 경우 보다 훨씬 크며, 역시 인장강도x굽힘성 발란스 값에서 일관되게 나타남을 확인할 수 있다.
한편, 알루미늄 도금강판 (발명강 6~10 및 비교강 5~6)의 경우에 있어서도 이러한 경향은 유사하다. 다만, 동일한 합금조성의 냉연강판과 알루미늄강판의 굽힘성을 평가해 보면 알루미늄 도금강판의 굽힘성은 냉연강판의 경우 보다 5~10도 정도 저하되는 경향을 보인다. 이는 도금에 의하여 표면 탈탄이 억제되고, 도금층 균열에 기인하여 응력집중이 가중되기 때문이다. 그래서 이런 특성을 고려하여 냉연강판의 인장강도x굽힘성 발란스값는 95,00 MPa° 이상, 알루미늄 도금강판의 경우는 85,000 MPa° 이상을 기준으로 평가해 본 결과, 본 발명의 냉연강판은 96,000~108,000 MPa° 범위에 있으며, 알루미늄 도금강판은 91,000~93,000 MPa° 범위에 있어 기준을 충족시키고 있음을 알 수 있다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명의 예시적인 실시예가 도면을 참조하여 설명되었지만, 다양한 변형과 다른 실시예가 본 분야의 숙련된 기술자들에 의해 행해질 수 있을 것이다. 이러한 변형과 다른 실시예들은 첨부된 청구범위에 모두 고려되고 포함되어, 본 발명의 진정한 취지 및 범위를 벗어나지 않는다 할 것이다.

Claims (28)

  1. C: 0.28~0.40 중량%, Si: 0.5~1.5 중량%, Mn: 0.8~1.2 중량%, Al: 0.01~0.1 중량%, Ti: 0.01~0.1 중량%, Cr: 0.05~0.5 중량%, P: 0.01 중량% 이하, S: 0.005 중량% 이하, N: 0.01 중량% 이하 및 B: 0.0005~0.005 중량%를 포함하고, Mo: 0.05~0.5 중량%, Cu: 0.05~0.5 중량% 및 Ni: 0.05~0.5 중량%로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나의 성분을 포함하고, 상기 Mn 및 Si는 0.05 ≤ Mn/Si ≤ 2의 관계식을 충족시키고, 잔부는 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 우수한 굽힘성 및 초고강도를 갖는 성형품용 강판.
  2. 제 1 항 있어서, 상기 강판은 열연강판, 냉연강판 및 도금강판으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종인 것을 특징으로 하는 우수한 굽힘성 및 초고강도를 갖는 성형품용 강판.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 도금강판은 열연강판 또는 냉연강판의 표면에 알루미늄 합금 도금층이 형성된 알루미늄 합금 도금강판인 것을 특징으로 하는 우수한 굽힘성 및 초고강도를 갖는 성형품용 강판.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 알루미늄 합금 도금강판은 실리콘: 8~10 중량% 및 마그네슘: 4~10 중량%로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나의 성분을 포함하고, 나머지 알루미늄 및 기타 불순물로 이루어진 합금 도금층을 포함하는 것을 특징으로 하는 우수한 굽힘성 및 초고강도를 갖는 성형품용 강판.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 강판의 미세조직은 페라이트 및 펄라이트를 포함하거나 또는 페라이트, 펄라이트 및 베이나이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 우수한 굽힘성 및 초고강도를 갖는 성형품용 강판.
  6. 강판을 열간 프레스 성형하여 제조된 성형품으로서, 상기 강판은 C: 0.28~0.38 중량%, Si: 0.5~1.5 중량%, Mn: 0.8~1.2 중량%, Al: 0.01~0.1 중량%Ti: 0.01~0.1 중량%, Cr: 0.05~0.5 중량%, P: 0.01 중량% 이하, S: 0.005 중량% 이하, N: 0.01 중량% 이하 및 B: 0.0005~0.005 중량%를 포함하고, Mo: 0.05~0.5 중량%, Cu: 0.05~0.5 중량% 및 Ni: 0.05~0.5 중량%로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나의 성분을 포함하고, 상기 Mn 및 Si는 0.05 ≤ Mn/Si ≤ 2의 관계식을 충족시키고, 잔부는 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 강판인 것을 특징으로 하는 우수한 굽힘성 및 초고강도를 갖는 성형품.
  7. 제 6 항 있어서, 상기 강판은 열연강판, 냉연강판 및 도금강판으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종인 것을 특징으로 하는 우수한 굽힘성 및 초고강도를 갖는 성형품.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 도금강판은 열연강판 또는 냉연강판의 표면에 알루미늄 합금 도금층이 형성된 알루미늄 합금 도금강판인 것을 특징으로 하는 우수한 굽힘성 및 초고강도를 갖는 성형품.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 알루미늄 합금 도금강판은 실리콘: 8~10 중량% 및 마그네슘: 4~10 중량%로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나의 성분을 포함하고, 나머지 알루미늄 및 기타 불순물로 이루어진 합금 도금층을 포함하는 것을 특징으로 하는 우수한 굽힘성 및 초고강도를 갖는 성형품.
  10. 제 6 항에 있어서, 상기 성형품의 미세조직은, 면적분율로, 90% 이상의 마르텐사이트 및 잔부 베이나이트 및 페라이트 중 1종 또는 2종을 포함하는 것을 특징으로 하는 우수한 굽힘성 및 초고강도를 갖는 성형품.
  11. 제 6 항에 있어서, 상기 성형품은 1700MPa 이상의 인장강도를 갖는 것을 특징으로 하는 우수한 굽힘성 및 초고강도를 갖는 성형품.
  12. 제 6 항에 있어서, 상기 강판은 열연강판 또는 냉연강판이고 그리고 상기 성형품은 1800MPa 이상의 인장강도 및 115,000MPa° 이상의 인장강도x굽힘성 발란스를 갖는 것을 특징으로 하는 우수한 굽힘성 및 초고강도를 갖는 성형품.
  13. 제 6 항 있어서, 상기 강판은 알루미늄 합금 도금강판이고, 그리고 성형품은 1800 MPa° 이상의 인장강도 및 100,000 MPa° 이상의 인장강도x굽힘성 발란스를 갖는 것을 특징으로 하는 우수한 굽힘성 및 초고강도를 갖는 성형품.
  14. 제 6 항에 있어서, 상기 강판은 열연강판 또는 냉연강판이고 그리고 상기 성형품은 2000MPa 이상의 인장강도 및 95,000 MPa° 이상의 인장강도x굽힘성 발란스를 갖는 것을 특징으로 하는 우수한 굽힘성 및 초고강도를 갖는 성형품.
  15. 제 6 항 있어서, 상기 강판은 알루미늄 합금 도금강판이고, 그리고 성형품은 2000MPa 이상의 인장강도 및 85,000 MPa° 이상의 인장강도x굽힘성 발란스를 갖는 것을 특징으로 하는 우수한 굽힘성 및 초고강도를 갖는 성형품.
  16. C: 0.28~0.38 중량%, Si: 0.5~1.5 중량%, Mn: 0.8~1.2 중량%, Al: 0.01~0.1 중량%Ti: 0.01~0.1 중량%, Cr: 0.05~0.5 중량%, P: 0.01 중량% 이하, S: 0.005 중량% 이하, N: 0.01 중량% 이하 및 B: 0.0005~0.005 중량%를 포함하고, Mo: 0.05~0.5 중량%, Cu: 0.05~0.5 중량% 및 Ni: 0.05~0.5 중량%로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나의 성분을 포함하고, 상기 Mn 및 Si는 0.05 ≤ Mn/Si ≤ 2의 관계식을 충족시키고, 잔부는 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 슬라브를 준비하는 단계;
    상기 슬라브를 1150~1250℃ 온도에서 재가열하는 단계;
    상기 재가열된 슬라브를 Ar3~950℃의 마무리 압연온도로 열간압연하여 열연강판을 제조하는 단계; 및
    상기 열연강판을 500~730℃의 온도에서 권취하는 단계를 포함하는 우수한 굽힘성 및 초고강도를 갖는 성형품용 강판의 제조방법.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 열연강판을 산세 및 냉간압연한 후, 750~850℃ 온도에서 연속소둔을 실시하고, 400~600℃ 온도에서 과시효 열처리를 실시하여 냉연강판을 제조하는 단계를 추가로 포함하는 우수한 굽힘성 및 초고강도를 갖는 성형품용 강판의 제조방법.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 냉연강판을 700℃~Ac3의 온도에서 소둔을 실시한 후, 강판 표면에 알루미늄 합금 도금층을 형성시켜 알루미늄 합금도금강판을 제조하는 단계를 추가로 포함하는 우수한 굽힘성 및 초고강도를 갖는 성형품용 강판의 제조방법.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 알루미늄 합금 도금강판을 제조하는 단계에서 사용되는 도금욕은 실리콘: 8~10 중량% 및 마그네슘: 4~10 중량%로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나의 성분을 포함하고, 나머지 알루미늄 및 기타 불순물로 이루어진 합금 도금욕인 것을 특징으로 하는 우수한 굽힘성 및 초고강도를 갖는 성형품용 강판의 제조방법.
  20. 제 18 항에 있어서, 상기 도금층의 부착량은 양면기준으로 120~180g/m2인 것을 특징으로 하는 우수한 굽힘성 및 초고강도를 갖는 성형품용 강판의 제조방법.
  21. 제 20 항에 있어서, 상기 도금층은 용융도금법에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 우수한 굽힘성 및 초고강도를 갖는 성형품용 강판의 제조방법.
  22. C: 0.28~0.38 중량%, Si: 0.5~1.5 중량%, Mn: 0.8~1.2 중량%, Al: 0.01~0.1 중량%Ti: 0.01~0.1 중량%, Cr: 0.05~0.5 중량%, P: 0.01 중량% 이하, S: 0.005 중량% 이하, N: 0.01 중량% 이하 및 B: 0.0005~0.005 중량%를 포함하고, Mo: 0.05~0.5 중량%, Cu: 0.05~0.5 중량% 및 Ni: 0.05~0.5 중량%로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나의 성분을 포함하고, 상기 Mn 및 Si는 0.05 ≤ Mn/Si ≤ 2의 관계식을 충족시키고, 잔부는 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 강판을 블랭크로 준비하는 단계;
    상기 준비된 블랭크를 850~950℃의 온도범위로 가열하는 단계; 및
    상기 가열된 블랭크를 열간 프레스 성형 후, 금형 냉각으로 200℃도 이하로 냉각하여 성형품을 제조하는 단계를 포함하는 우수한 굽힘성 및 초고강도를 갖는 성형품의 제조방법.
  23. 제 22 항에 있어서, 상기 금형 냉각된 성형품을 150~200℃ 온도에서 10~30분 동안 도장 열처리하는 단계를 추가로 포함하는 우수한 굽힘성 및 초고강도를 갖는 성형품의 제조방법.
  24. 제 22 항 있어서, 상기 강판은 열연강판, 냉연강판 및 도금강판으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종인 것을 특징으로 하는 우수한 굽힘성 및 초고강도를 갖는 성형품의 제조방법.
  25. 제 24 항에 있어서, 상기 도금강판은 열연강판 또는 냉연강판의 표면에 알루미늄 합금 도금층이 형성된 알루미늄 합금 도금강판인 것을 특징으로 하는 우수한 굽힘성 및 초고강도를 갖는 성형품의 제조방법.
  26. 제 25 항에 있어서, 상기 알루미늄 합금 도금강판은 실리콘: 8~10 중량% 및 마그네슘: 4~10 중량%로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나의 성분을 포함하고, 나머지 알루미늄 및 기타 불순물로 이루어진 합금 도금층을 포함하는 것을 특징으로 하는 우수한 굽힘성 및 초고강도를 갖는 성형품의 제조방법.
  27. 제 22 항에 있어서, 상기 블랭크 가열 시, 상기 블랭크를 상기 가열온도에서 60~600초 동안 유지하는 것을 특징으로 하는 우수한 굽힘성 및 초고강도를 갖는 성형품의 제조방법.
  28. 제 22 항에 있어서, 상기 금형 냉각은 임계냉각속도~300℃/s의 냉각속도로 200℃ 이하의 온도까지 냉각하는 것을 특징으로 하는 우수한 굽힘성 및 초고강도를 갖는 성형품의 제조방법.
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