KR20160084436A

KR20160084436A - 열간 프레스용 Al 도금 강판 및 열간 프레스용 Al 도금 강판의 제조 방법

Info

Publication number: KR20160084436A
Application number: KR1020167015211A
Authority: KR
Inventors: 소시 후지타; 신타로 야마나카; 준 마키; 히로키 후지모토; 하츠히코 오이카와; 히데아키 이리카와
Original assignee: 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤
Priority date: 2013-12-12
Filing date: 2014-12-10
Publication date: 2016-07-13
Also published as: BR112016012467B1; EP3081664B1; US20160362794A1; CN105814228B; CA2930636A1; WO2015087921A1; TWI623649B; ES2748157T3; TW201734263A; JP6011732B2; PL3081664T3; EP3081664A1; JPWO2015087921A1; RU2648729C1; TW201540874A; CN105814228A; CA2930636C; MX2016007183A; US9970116B2; KR101762555B1

Abstract

열간 윤활성, 도장 후 내식성, 스폿 용접성이 우수한 열간 프레스용 Al 도금 강판을 제공한다.
본 발명에 따른 열간 프레스용 Al 도금 강판은, 강판과, 상기 강판 위의 편면 또는 양면에 형성된 Al 도금층과, 상기 Al 도금층 상에 형성된 표면 피막층을 갖고, 상기 표면 피막층은, 아연 화합물을 포함하고, 당해 아연 화합물은, 상기 Al 도금 강판 상에 금속 아연 환산으로 편면당 0.3g/㎡ 이상 1.5g/㎡ 이하 부착되어 있고, 또한 임의의 연속된 1㎟의 영역에서의 아연의 부착량이 1.5g/㎡ 이하이다.

Description

열간 프레스용 Al 도금 강판 및 열간 프레스용 Al 도금 강판의 제조 방법{AL-PLATED STEEL SHEET FOR HOT PRESSING AND PROCESS FOR MANUFACTURING AL-PLATED STEEL SHEET FOR HOT PRESSING}

본 발명은, Al을 주성분으로 하는 Al 도금 피복이 실시된 열간 프레스용 도금 강판 및 열간 프레스용 Al 도금 강판의 제조 방법에 관한 것이다.

최근, 환경보호와 지구 온난화 방지를 위해, 화석 연료의 소비를 억제하는 요청이 높아지고 있으며, 이 요청은, 여러가지 제조업에 대하여 영향을 끼치고 있다. 예를 들어, 이동 수단으로서 매일의 생활이나 활동에 없어서는 안되는 자동차에 대해서도 예외가 아니어서, 차체의 경량화 등에 의한 연비의 향상 등이 요구되고 있다. 그러나, 자동차에서는, 단순히 차체의 경량화를 실현하는 것은 제품 기능 상 허용되지 않아서, 적절한 안전성을 확보할 필요가 있다.

자동차 구조의 대부분은, 철계 재료(특히 강판)에 의해 형성되어 있으며, 이 강판의 중량을 저감하는 것이, 차체의 경량화에 있어서 중요하다. 그러나, 상술한 바와 같이, 단순히 강판의 중량을 저감하는 것은 허용되지 않으며, 강판의 기계적 강도를 확보하는 것이 동시에 요구된다. 이러한 강판에 대한 요청은, 자동차 제조업뿐만 아니라, 여러가지 제조업에서도 마찬가지이다. 따라서, 강판의 기계적 강도를 높임으로써, 종래 사용되었던 강판보다 박육화되어도 기계적 강도를 유지 또는 향상시키는 것이 가능한 강판에 대해서, 연구 개발이 행해지고 있다.

일반적으로, 높은 기계적 강도를 갖는 재료는, 굽힘 가공 등의 성형 가공에 있어서, 형상 동결성이 저하되는 경향이 있어, 복잡한 형상으로 성형 가공하는 것이 곤란해진다. 이 성형성에 대한 문제를 해결하는 수단 중 하나로서, 소위 「열간 프레스 방법(핫 스탬프법, 핫 프레스법, 또는 다이 켄치법이라고도 불림)」을 들 수 있다. 이 열간 프레스 방법에서는, 성형 대상인 재료를 일단 고온으로 가열하고, 가열에 의해 연화된 강판에 프레스 가공을 행하여 성형한 후, 냉각한다. 이 열간 프레스 방법에 따르면, 재료를 일단 고온으로 가열해서 연화시키기 때문에, 재료를 용이하게 프레스 가공할 수 있다. 또한, 성형 후의 냉각에 의한 켄칭 효과에 의해, 재료의 기계적 강도를 높일 수 있다. 따라서, 열간 프레스 방법에 의해, 양호한 형상 동결성과 높은 기계적 강도를 양립시킨 성형품이 얻어진다.

그러나, 이 열간 프레스 방법을 강판에 적용하면, 강판을 800℃ 이상의 고온으로 가열함으로써 강판의 표면이 산화하여, 스케일(화합물)이 생성된다. 따라서, 열간 프레스 가공을 행한 후에, 이 스케일을 제거하는 공정(디스케일링 공정)이 필요해져서, 생산성이 저하된다. 또한, 내식성을 필요로 하는 부재 등에서는, 가공 후에 부재 표면에 방청 처리나 금속 피복 처리를 실시할 필요가 있어, 표면 청정화 공정 및 표면 처리 공정이 필요해져서, 생산성이 더욱 저하된다.

이러한 생산성의 저하를 억제하는 방법으로서, 강판에 피복을 실시하는 방법을 들 수 있다. 강판 상의 피복으로서는, 일반적으로, 유기계 재료나 무기계 재료 등 여러가지 재료가 사용된다. 그 중에서도, 강판에 대하여 희생 방식 작용이 있는 아연계 도금 강판이, 그 방식 성능과 강판 생산 기술의 관점에서, 자동차 강판 등에 널리 사용되고 있다. 그러나, 열간 프레스 가공에 있어서의 가열 온도(700 내지 1000℃)는, 유기계 재료의 분해 온도나 아연 등의 금속의 융점 및 비점보다 높아, 열간 프레스로 가열했을 때에 표면 피막 및 도금층이 증발하여, 표면성상의 현저한 열화의 원인으로 된다.

따라서, 고온 가열을 수반하는 열간 프레스 방법에 적용하는 강판으로서는, 유기계 재료 피복이나 아연계의 금속 피복에 비해 비점이 높은 Al계의 금속 피복이 실시된 강판(즉, Al 도금 강판)을 사용하는 것이 바람직하다.

Al계의 금속 피복을 실시함으로써, 강판 표면에 스케일이 생성되는 것을 방지할 수 있어, 디스케일링 등의 공정이 불필요하게 되기 때문에, 성형품의 생산성이 향상된다. 또한, Al계의 금속 피복에는 방청 효과도 있기 때문에, 내식성도 향상된다. 소정의 성분 조성을 갖는 강판에 Al계의 금속 피복을 실시한 강판을 열간 프레스하는 방법이, 하기 특허문헌 1에 개시되어 있다.

그러나, 하기 특허문헌 1과 같은 Al계의 금속 피복을 실시한 경우, 열간 프레스 가공 전의 예비 가열의 조건에 따라서는, Al 피복이 용융하고, 그 후, 강판으로부터의 Fe 확산에 의해 Al-Fe 합금층이 생성되고, 또한 Al-Fe 합금층이 성장해서 강판의 표면까지 Al-Fe 합금층으로 되는 경우가 있다. 이 Al-Fe 합금층은, 매우 경질이기 때문에, 프레스 가공 시의 금형과의 접촉에 의해, 성형품에 가공 흠집이 형성된다고 하는 문제가 있었다.

Al-Fe 합금층은, 표면이 미끄러지기 어려워, 윤활성이 나쁘다. 또한, 이 Al-Fe 합금층은, 딱딱해서 깨지기 쉽고, 도금층에 금이 들어가거나, 파우더링 등이 발생하거나 하기 때문에, 성형성이 저하된다. 이에 더해, 박리한 Al-Fe 합금층이 금형에 부착되거나, 강판의 Al-Fe 합금층 표면이 강하게 찰과되어 금형에 부착되거나 해서, 금형에 Al-Fe 합금층을 기인으로 하는 Al-Fe 금속간 화합물이 응착하여, 성형품의 품질을 저하시킨다. 그로 인해, 정기적으로, 금형에 응착한 Al-Fe 금속간 화합물을 제거할 필요가 있어, 성형품의 생산성 저하나 생산 비용 증대의 한 요인으로 되고 있다.

또한, Al-Fe 합금층은, 통상의 인산염 처리와의 반응성이 낮다. 따라서, Al-Fe 합금층의 표면에는, 전착 도장의 전처리인 화성 처리 피막(인산염 피막)을 생성시킬 수 없다. 화성 처리 피막이 생성되지 않은 경우에도, 도료 밀착성을 양호한 것으로 한 후에, Al의 부착량을 충분한 것으로 하면 도장 후 내식성도 양호해지지만, Al의 부착량을 증대시키면, 금형에의 Al-Fe 금속간 화합물의 응착을 증대시킨다.

Al-Fe 금속간 화합물의 응착에는, 박리한 Al-Fe 합금층이 부착되는 경우와, Al-Fe 합금층 층표면이 강하게 찰과되어 부착되는 경우가 있다. 표면 피막을 갖는 강판을 열간 프레스 가공할 때에 윤활성을 향상시키면, Al-Fe 합금층 층표면이 강하게 찰과되어 부착되는 것은 개선된다. 그러나, 윤활성의 향상은, 박리한 Al-Fe 합금층이 금형에 부착되는 것을 개선하기 위해서는 유효하지 않다. 박리한 Al-Fe 합금층이 금형에 부착되는 것을 개선하기 위해서는, Al 도금에 있어서의 Al의 부착량을 저감시키는 것이, 가장 유효하다. 그러나, Al의 부착량을 저하시키면 내식성이 열화된다.

따라서, 성형품에 가공 흠집이 발생하는 것을 방지하는 강판이, 하기 특허문헌 2에 개시되어 있다. 하기 특허문헌 2에 개시되는 강판은, 소정의 성분 조성을 갖는 강판 표면 상에, Al계의 금속 피복을 실시하고, 또한 Al계의 금속 피복 표면 상에, Si, Zr, Ti 또는 P 중 적어도 1개를 함유하는 무기 화합물 피막, 유기 화합물 피막, 또는 그들의 복합 화합물 피막을 형성한 강판이다. 하기 특허문헌 2에 개시된 바와 같은 표면 피막이 형성된 강판에서는, 가열 후의 프레스 가공 시에도 표면 피막이 박리하지 않고, 프레스 가공 시의 가공 흠집의 형성을 방지할 수 있다.

한편, 하기 특허문헌 3에는, 우르트광형의 화합물, 특히 산화아연을 Al 도금 강판의 표면에 실시하는 방법이 개시되어 있다. 하기 특허문헌 3에서 개시되는 방법은, 열간 윤활성과 화성 처리성을 개선하는 것으로, 열간 프레스 가공 전에 있어서의 표면 피막 밀착성을 확보하기 위해, 표면 피막에 바인더 성분을 첨가한 것이다.

일본특허공개 제2000-38640호 공보 일본특허공개 제2004-211151호 공보 국제공개 제2009/131233호 공보

그러나, 상기 특허문헌 2에 기재되는 표면 피막에서는, 프레스 가공 시에 충분한 윤활성이 얻어지지 않아, 윤활제의 개선 등이 요구되고 있다. 또한, 상기 특허문헌 3에서 개시되는 방법으로는, 산화아연 자체의 전기 전도성이 불충분하기 때문에, 스폿 용접성이 떨어지는 경향이 있었다.

본 발명은, 상기 실정을 감안하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적으로 하는 점은, 열간 윤활성, 도장 후 내식성, 스폿 용접성이 우수한 열간 프레스용 Al 도금 강판 및 열간 프레스용 Al 도금 강판의 제조 방법을 제공하는 데 있다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명자들은 예의 검토한 결과, Al 도금 강판 표면에 아연의 화합물, 특히 산화아연을 일정한 범위 내의 부착량으로 균일 부착시킴으로써, 열간 윤활성 및 도장 후 내식성을 확보한 채, 스폿 용접성을 대폭으로 향상시킬 수 있는 것을 알아내었다.

이러한 지견에 기초해서 이루어진 본 발명의 요지는, 이하와 같다.

(1) 강판과, 상기 강판의 편면 또는 양면에 형성된 Al 도금층과, 상기 Al 도금층 상에 형성된 표면 피막층을 갖는 열간 프레스용 Al 도금 강판이며, 상기 표면 피막층은, 아연 화합물을 포함하고, 당해 아연 화합물은, 상기 Al 도금 강판 상에 금속 아연 환산으로 편면당 0.3g/㎡ 이상 1.5g/㎡ 이하 부착되어 있고, 또한 임의의 연속된 1㎟의 영역에서의 아연의 부착량이 1.5g/㎡ 이하인, 열간 프레스용 Al 도금 강판.

(2) 상기 표면 피막층에 있어서의 상기 아연 화합물은, 산화아연인, (1)에 기재된 열간 프레스용 Al 도금 강판.

(3) 상기 열간 프레스용 Al 도금 강판의 표면 피막 형성 후의 표면의 거칠기 곡선에 있어서의 윤곽 곡선 요소의 평균 길이 RSm이, 500㎛ 이하인, (1) 또는 (2)에 기재된 열간 프레스용 Al 도금 강판.

(4) 강판과, 상기 강판의 편면 또는 양면에 형성된 Al 도금층을 갖는 Al 도금 강판의 당해 Al 도금층 상에 아연 화합물을 포함하고, 또한 상기 Al 도금 강판과 20° 이상 50° 이하의 접촉각을 갖는 도포액을 도포하고, 상기 도포액이 도포된 상기 Al 도금 강판을, 최고 도달 온도 60℃ 이상 200℃ 이하의 온도에서 건조시켜서, 상기 Al 도금층 상에 아연 화합물을 포함하는 표면 피막층을 형성시키는, 열간 프레스용 Al 도금 강판의 제조 방법.

(5) 25℃에 있어서의 상기 도포액의 표면 장력은, 20mN/m 이상 60mN/m 이하인, (4)에 기재된 열간 프레스용 Al 도금 강판의 제조 방법.

(6) 25℃에 있어서의 상기 도포액의 점도는, 2mPa·s 이상 20mPa·s 이하인, (4) 또는 (5)에 기재된 열간 프레스용 Al 도금 강판의 제조 방법.

(7) 상기 도포액은, 롤 코터에 의해 상기 Al 도금층 상에 도포되는, (4) 내지 (6) 중 어느 하나에 기재된 열간 프레스용 Al 도금 강판의 제조 방법.

(8) 상기 아연 화합물은, 산화아연인, (4) 내지 (7) 중 어느 하나에 기재된 열간 프레스용 Al 도금 강판의 제조 방법.

(9) 제조된 상기 표면 피막층에 있어서, 상기 아연 화합물은, 상기 Al 도금 강판 상에 금속 아연 환산으로 편면당 0.3g/㎡ 이상 1.5g/㎡ 이하 부착되어 있고, 또한 임의의 연속된 1㎟의 영역에서의 아연의 부착량이, 1.5g/㎡ 이하인, (4) 내지 (8) 중 어느 하나에 기재된 열간 프레스용 Al 도금 강판의 제조 방법.

(10) 제조된 상기 열간 프레스용 Al 도금 강판의 표면 피막층 형성 후의 표면의 거칠기 곡선에 있어서의 윤곽 곡선 요소의 평균 길이 RSm이, 500㎛ 이하인, (4) 내지 (9) 중 어느 하나에 기재된 열간 프레스용 Al 도금 강판의 제조 방법.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 열간 윤활성, 도장 후 내식성, 스폿 용접성이 우수한 열간 프레스용 도금 강판을 제공하고, 열간 프레스 공정에 있어서의 생산성을 향상시키는 것이 가능하게 된다.

도 1은 바우덴 시험 장치를 설명하기 위한 모식도이다.

이하에 첨부 도면을 참조하면서, 본 발명의 적합한 실시 형태에 대해서 상세하게 설명한다.

또한, 이하의 설명에 있어서, 「%」의 표기는, 특별한 단서가 없는 경우에는 「질량%」를 의미한다.

(열간 프레스용 도금 강판에 대해서)

먼저, 본 발명의 실시 형태에 따른 열간 프레스용 도금 강판에 대해서 설명한다. 본 실시 형태에 따른 열간 프레스용 도금 강판은, 강판의 편면 또는 양면에, Al 도금층이 형성되고, 그 Al 도금층의 표면에, 아연 화합물을 함유하는 표면 피막층이 더 형성된다.

<도금 전의 강판에 대해서>

도금 전의 강판으로서는, 높은 기계적 강도(인장 강도, 항복점, 신장, 수축, 경도, 충격값, 피로 강도 및 크리프 힘 등의 기계적인 변형 및 파괴에 관한 모든 성질을 의미함)를 갖는 강판을 사용하는 것이 바람직하다. 본 실시 형태에 따른 열간 프레스용 강판에 사용되는, 도금 전의 강판의 일례를 다음에 나타낸다.

먼저, 성분 조성에 대해서 설명한다.

도금 전의 강판의 성분 조성은, 질량%로, C:0.1 내지 0.4%, Si:0.01 내지 0.6%, Mn:0.5 내지 3%를 함유하는 것이 바람직하다. 또한, 도금 전의 강판의 성분 조성은, Cr:0.05 내지 3.0, V:0.01 내지 1.0%, Mo:0.01 내지 0.3%, Ti:0.01 내지 0.1%, 및 B:0.0001 내지 0.1% 중 적어도 1이상을 함유해도 된다. 그리고, 도금 전의 강판의 성분 조성의 잔부는, Fe 및 불순물을 포함한다.

[C:0.1% 내지 0.4%]

C는, 강판에 원하는 기계적 강도를 확보하기 위해서 함유된다. C의 함유량이 0.1% 미만인 경우에는, 충분한 기계적 강도가 얻어지지 않는다. 한편, C의 함유량이 0.4% 초과인 경우에는, 강판을 경화시킬 수 있지만, 용융 깨짐이 발생하기 쉬워진다. 따라서, C의 함유량은, 0.1% 내지 0.4%로 하는 것이 바람직하다.

[Si:0.01% 내지 0.6%]

Si는, 강판의 기계적 강도를 향상시키는 원소이며, C와 마찬가지로, 강판에 원하는 기계적 강도를 확보하기 위해서 함유된다. Si의 함유량이 0.01% 미만인 경우에는, 강도 향상 효과를 발휘하기 어렵고, 충분한 기계적 강도의 향상이 얻어지지 않는다. 한편, Si는, 역 산화성 원소이기도 하다. 따라서, Si의 함유량이 0.6% 초과인 경우에는, 용융 Al 도금을 행할 때에, 습윤성이 저하되어, 도금되지 않은 부분이 발생할 가능성이 있다. 따라서, Si의 함유량은, 0.01% 내지 0.6%로 하는 것이 바람직하다.

[Mn:0.5% 내지 3%]

Mn은, 강판의 기계적 강도를 향상시키는 원소이며, 켄칭성을 높이는 원소이기도 하다. 또한, Mn은, 불순물인 S에 의한 열간 취성을 방지하는 데에도 유효하다. Mn의 함유량이 0.5% 미만인 경우에는, 이들 효과를 얻지 못한다. 한편, Mn의 함유량이 3% 초과인 경우에는, 잔류 γ상이 지나치게 많아져서 강도가 저하될 가능성이 있다. 따라서, Mn의 함유량은, 0.5% 내지 3%로 하는 것이 바람직하다.

[Cr:0.05% 내지 3.0%]

[V:0.01% 내지 1.0%]

[Mo:0.01% 내지 0.3%]

Cr, V 및 Mo는, 강판의 기계적 성질을 향상시키는 원소이며, 어닐링 온도로부터의 냉각 시에 펄라이트의 생성을 억제하는 원소이기도 하다. Cr의 함유량이 0.05% 미만, V의 함유량이 0.01% 미만, 또는 Mo의 함유량이 0.01% 미만인 경우에는, 이들의 효과를 얻지 못한다. 한편, Cr의 함유량이 3.0% 초과, V의 함유량이 1.0% 초과, 또는 Mo의 함유량이 0.3% 초과인 경우에는, 경질상의 면적률이 과잉으로 되어 성형성이 열화된다. 따라서, Cr의 함유량은, 0.05% 내지 3.0%로 하는 것이 바람직하고, V의 함유량은 0.01% 내지 1.0%로 하는 것이 바람직하고, Mo의 함유량은 0.01% 내지 0.3%로 하는 것이 바람직하다.

[Ti:0.01% 내지 0.1%]

Ti는, 강판의 기계적 강도를 향상시키는 원소이며, Al 도금층의 내열성을 향상시키는 원소이기도 하다. Ti의 함유량이 0.01% 미만인 경우에는, 기계적 강도 및 내산화성의 향상 효과를 얻지 못한다. 한편, Ti를 과잉으로 함유시키면, 탄화물이나 질화물을 형성하여, 강을 연질화시킬 가능성이 있다. 특히, Ti의 함유량이 0.1% 초과로 되는 경우에는, 원하는 기계적 강도를 얻지 못한다. 따라서, Ti의 함유량은, 0.01% 내지 0.1%로 하는 것이 바람직하다.

[B:0.0001% 내지 0.1%]

B는, 켄칭 시에 작용해서 강도를 향상시키는 원소이다. B의 함유량이 0.0001% 미만인 경우에는, 이러한 강도 향상 효과를 얻지 못한다. 한편, B의 함유량이 0.1% 초과로 되는 경우에는, 강판 중에 개재물을 생성해서 취화하여, 피로 강도를 저하시킬 가능성이 있다. 따라서, B의 함유량은, 0.0001% 내지 0.1%로 하는 것이 바람직하다.

[임의 첨가 원소에 대해서]

또한, 상술한, 도금 전의 강판의 성분 조성은, 어디까지나 예시에 지나지 않으며, 다른 성분 조성이어도 된다. 예를 들어, 도금 전의 강판의 성분 조성은, 탈산 원소로서, Al을 0.001% 내지 0.08% 함유해도 된다. 또한, 도금 전의 강판의 성분 조성은, 제조 공정 등에서 불가피하게 혼입되어 버리는 불순물을 포함해도 된다.

이러한 성분 조성을 갖는 도금 전의 강판은, 도금 후에도, 열간 프레스 방법 등에 의한 가열에 의해 켄칭되어, 약 1500㎫ 이상의 인장 강도로 할 수도 있다. 이와 같이 높은 인장 강도를 갖는 강판에서도, 열간 프레스 방법에 의하면, 가열에 의해 연화된 상태에서 용이하게 성형할 수 있다. 또한, 성형품은, 높은 기계적 강도를 실현할 수 있어, 경량화를 위해서 박육화된 경우에도 기계적 강도를 유지 또는 향상시킬 수 있다.

Al 도금층은, 도금 전의 강판의 편면 또는 양면에 형성된다. 이 Al 도금층의 부착량은, 예를 들어 편면당 20g/㎡ 내지 120g/㎡로 하는 것이 바람직하다. Al 도금층은, 예를 들어 용융 도금법에 의해 강판의 편면 또는 양면에 형성되지만, Al 도금층의 형성 방법은, 이러한 방법에 한정되는 것은 아니다.

또한, Al 도금층의 성분 조성은, 적어도 Al을 50질량% 이상 함유하고 있으면 되고, 도금층의 특성 개선을 위해서, Al 이외의 원소를 첨가한 것도 포함한다. 여기서, Al 이외의 원소는, 특별히 한정하지 않지만, 이하의 이유에서, Al 도금층에 대하여 Si를 적극적으로 함유시켜도 된다.

Al 도금층에 대하여 Si를 함유시키면, 도금과 지철의 계면에 Al-Fe-Si 합금층이 생성되어, 용융 도금 시에 생성되는 무른 Al-Fe 합금층의 생성을 억제할 수 있다. Si의 함유량이 3% 미만인 경우에는, Al 도금을 실시하는 단계에서 Al-Fe 합금층이 두껍게 성장하고, 가공 시에 도금층 깨짐을 조장하여, 내식성에 악영향을 미칠 가능성이 있다. 한편, Si의 함유량이 15% 초과로 되는 경우에는, 반대로 Si를 포함하는 층의 체적률이 증가하여, 도금층의 가공성이나 내식성이 저하될 가능성이 있다. 따라서, Al 도금층 중의 Si 함유량은, 3% 내지 15%로 하는 것이 바람직하다.

Al 도금층은, 본 실시 형태에 따른 열간 프레스용 강판의 부식을 방지한다. 또한, 본 실시 형태에 따른 열간 프레스용 강판을 열간 프레스 방법에 의해 가공하는 경우에는, 고온으로 가열되더라도, 표면이 산화해서 스케일(철의 화합물)이 발생할 일도 없다. Al 도금층으로 스케일 발생을 방지함으로써, 스케일을 제거하는 공정, 표면 청정화 공정 및 표면 처리 공정 등을 생략할 수 있어, 성형품의 생산성을 향상시킬 수 있다. 또한, Al 도금층은, 유기계 재료에 의한 도금 피복이나 다른 금속계 재료(예를 들어, 아연계 재료)에 의한 도금 피복보다 비점 및 융점이 높다. 따라서, 열간 프레스 방법에 의해 성형할 때에, 피복이 증발할 일이 없기 때문에, 높은 온도에서의 성형이 가능하게 되어, 열간 프레스 가공에 있어서의 성형성을 더욱 높여서, 용이하게 성형할 수 있게 된다.

용융 도금 시 및 열간 프레스 시에 있어서의 가열에 의해, Al 도금층은, 강판 중의 Fe와 합금화할 수 있다. 따라서, Al 도금층은, 반드시 성분 조성이 일정한 단일의 층으로 형성된다고는 할 수 없고, 부분적으로 합금화한 층(합금층)을 포함하는 것으로 된다.

<표면 피막층에 대해서>

표면 피막층은, Al 도금층의 표면에 형성된다. 표면 피막층은, 아연 화합물을 함유하는 것으로 한다. 아연 화합물로서는, 예를 들어 산화아연, 수산화아연, 황산아연, 질산아연, 인산아연, 아세트산아연, 시트르산아연, 옥살산아연, 올레산아연, 글루콘산아연 등, 여러가지 화합물을 들 수 있지만, 특히 산화아연을 사용하는 것이 바람직하다. 이들 아연 화합물은, 열간 프레스에 있어서의 윤활성이나, 화성 처리액과의 반응성을 개선하는 효과가 있다. 이들 아연 화합물은, 1종만을 표면 피막층에 함유시켜도 되고, 복수의 아연 화합물을 혼합하여 사용해도 된다.

이하에서는, 산화아연 이 표면 피막층에 함유되는 경우를 예로 들어 설명한다. 그러나, 산화아연 이외의 상기 아연 화합물이 표면 피막층에 함유되는 경우에도, 이하와 마찬가지 설명이 성립되는 점에 주의하기 바란다.

산화아연을 포함하는 표면 피막층은, 예를 들어 산화아연 입자를 함유하는 도료의 도포 처리 및 그 도포 후의 베이킹·건조에 의한 경화 처리에서, Al 도금층 상에 형성할 수 있다. 산화아연의 도포 방법으로서는, 예를 들어, 산화아연을 함유하는 졸과 소정의 유기성 바인더와 혼합해서 알루미늄 도금층의 표면에 도포하는 방법, 분체 도장에 의한 도포 방법 등을 들 수 있다. 소정의 유기성 바인더로서는, 예를 들어 폴리우레탄계 수지, 폴리에스테르계 수지, 아크릴계 수지, 실란 커플링제 등을 들 수 있다. 이들 유기성 바인더는, 산화아연을 함유하는 졸과 용해할 수 있도록 수용성으로 한다. 이와 같이 해서 얻어진 도포액을, 알루미늄 도금 강판의 표면에 도포한다.

산화아연의 크기는, 특별히 한정하는 것은 아니지만, 예를 들어 직경 50㎚ 내지 300㎚ 정도인 것이 바람직하다. 산화아연의 입경으로서, 분말 자체의 입경과, 분말을 졸로 했을 때의 졸 중의 입경의 2종류가 있지만, 본 실시 형태에서는, 졸 중의 입경으로서 기술한다. 일반적으로, 졸 중에서는 미세 분말의 2차 응집이 일어나기 때문에, 졸 중의 입경은 분말 자체의 입경보다 커진다. 분말 자체의 입경이 50㎚ 미만인 경우에는, 혼련하기 어려울 뿐만 아니라, 2차 응집하기 쉬워지기 때문에, 결과적으로 조대화한다. 그로 인해, 졸 중의 입경으로서 50㎚ 미만으로 하는 것은 사실 상 곤란하다. 또한, 졸 중의 입경이 300㎚ 초과로 되는 경우에는, 입자가 침전되기 쉬워지기 때문에, 불균일이 발생한다. 산화아연의 졸 중의 입경은, 50㎚ 내지 150㎚ 정도의 입경으로 하는 것이, 보다 바람직하다. 또한, 산화아연의 졸 중의 입경은, 동적 광 산란법, 유도 회절 격자법, 레이저 회절·산란법 등의 공지된 방법에 의해 측정할 수 있다.

표면 피막 중의 수지 성분 및/또는 실란 커플링제 등의 바인더 성분의 함유량은, 산화아연에 대한 질량비로 5% 내지 30% 정도인 것이 바람직하다. 함유량이 5% 미만인 경우에는, 바인더 효과가 충분히 얻어지지 않고, 도막이 떨어지기 쉬워질 뿐만 아니라, 이하에 설명하지만, 유기 용제 증발 후의 공공이 발생하지 않기 때문에, 윤활성에 크게 영향을 미칠 수 있다. 바인더 효과를 안정되게 얻기 위해서는, 바인더 성분을 질량비로 10% 이상으로 하는 것이, 더 바람직하다. 한편, 바인더 성분의 함유량이 30% 초과인 경우에는, 가열 시의 냄새 발생이 현저해지기 때문에, 바람직하지 않다.

또한, 바인더 성분의 함유량이 상기 범위이면, 열간 프레스 시의 표면 윤활성이 좋아지는 것도 확인할 수 있었다. 이것은, 바인더의 유기 용제가 가열 단계에서 증발함으로써, 산화아연 피막 중에 공공이 발생하여, 윤활 효과를 갖는 산화아연과 금형 금속이 점 접촉이 되기 때문이라고 생각한다.

산화아연의 부착량은, 강판 편면당의 금속 아연량 환산으로, 0.3g/㎡ 이상 1.5g/㎡ 이하일 필요가 있다. 산화아연의 부착량이, 금속 아연으로서 강판 편면당 0.3g/㎡ 미만인 경우에는, 열간 윤활성, 도장 후 내식성이 부족하다. 한편, 산화아연의 부착량이, 금속 아연으로서 강판 편면당 1.5g/㎡ 초과로 되는 경우에는, 표면 피막층의 두께가 지나치게 두꺼워져서, 스폿 용접성이 저하된다. 따라서, 산화아연은, 편면측의 표면 피막층에 있어서, 금속 아연량으로서 0.3g/㎡ 이상 1.5g/㎡ 이하의 부착량으로 알루미늄 도금층의 표면 위에 형성될 필요가 있다. 특히, 산화아연의 부착량은, 금속 아연량으로서 0.6g/㎡ 내지 1.0g/㎡ 정도가 특히 바람직하고, 이러한 범위로 함으로써, 열간 프레스 시의 윤활성도 확보할 수 있고, 용접성도 양호해진다.

여기서, 상기 아연 화합물 부착량은, 금속 아연량으로서, 예를 들어 형광 X선 분석 등의 공지된 방법에 의해 측정하는 것이 가능하다. 예를 들어, 금속 아연의 부착량이 기지의 시료를 사용하여, 형광 X선 강도와 부착량의 관계를 나타내는 검량선을 미리 작성해 두고, 이러한 검량선을 사용하여, 형광 X선 강도의 측정 결과로부터 금속 아연의 부착량을 결정하면 된다.

또한, 산화아연은, 임의의 연속된 1㎟의 영역에서의 아연의 부착량이 1.5g/㎡를 초과하지 않는 것이 필요하다. 임의의 연속된 1㎟의 미소 영역의 산화아연 부착량이 1.5g/㎡ 초과인 경우, 스폿 용접 시에 전류 분포의 치우침이 발생하여, 용접성이 떨어진다. 또한, 임의의 연속된 1㎟의 영역에서의 아연의 부착량은, 1.5g/㎡ 이하이면 되고, 1.5g/㎡ 이하이면 그 값은 특별히 규정하는 것은 아니다. 또한, 임의의 연속된 1㎟의 영역에서의 아연의 부착량의 하한값에 대해서는, 특별히 규정하는 것은 아니지만, 예를 들어 0.3g/㎡ 이상인 것이 바람직하다.

여기서, 상기 임의의 연속된 1㎟의 영역에서의 아연의 부착량이란, 전자선 마이크로 애널라이저(Electron Probe MicroAnalyser: EPMA)를 사용해서 Al 도금 강판 표면을 아연 분포에 관해서 맵핑 분석하고, 측정 면적 내에 있어서의 최대의 아연 부착량을 의미한다. 이때의 측정 면적은, 1㎟ 이상으로 하고, 측정 피치는, 10㎛ 이상 100㎛ 이하로 한다. 측정 면적 및 측정 피치를 정해서 맵핑 분석을 행함으로써, Al 도금 강판 표면에 아연 화합물이 균일하게 부착되어 있는지 여부를 확인할 수 있다.

이러한 산화아연을 함유하는 표면 피막층은, 도금 강판의 윤활성을 높일 수 있다. 특히, 이 산화아연을 함유하는 표면 피막층은, 상기 특허문헌 2에 기재된Si, Zr, Ti 또는 P 중 적어도 1개를 함유하는 무기 화합물 피막, 유기 화합물 피막, 또는 그들의 복합 화합물 피막보다, 더욱 윤활성을 높이는 것이 가능하며, 성형성·생산성을 더욱 향상시킬 수 있다.

또한, 본 실시 형태에 따른 열간 프레스용 Al 도금 강판의 표면 피막 형성 후의 표면의 거칠기 곡선에 있어서의 윤곽 곡선 요소의 평균 길이 RSm은, 500㎛ 이하인 것이 바람직하다. RSm이 500㎛ 이하이면, 스폿 용접 시의 전류 분포가 한층 분산되어, 용접성의 향상을 기대할 수 있기 때문에, 바람직하다. RSm을 500㎛ 이하로 하기 위해서는, 예를 들어 피막 형성 전의 Al 도금 강판을 스킨 패스 압하하는 방법 등이 있지만, 그 방법은 일절 묻지 않는다. 이러한 Rsm은, 보다 바람직하게는, 50㎛ 이상 300㎛ 이하이다. Rsm의 값은 작으면 작을수록 좋지만, Rsm을 50㎛ 미만으로 한 경우에는, 얻어지는 효과는 아주 조금인 반면에, 이러한 수치를 실현하기 위한 비용이 커져 버린다. 또한, 열간 프레스 시에 Al 도금이 용융되기 때문에, 가열 후의 스폿 용접성 향상을 위해, RSm을 제어하는 것은 무의미한 것처럼 보이지만, 가열 시는 도금이 용융되기 전에 표면 피막 중의 바인더 성분이 연소되어 산화아연만이 잔존하게 되고, 산화아연은 하지(즉, Al 도금 표면)의 요철을 반영시킨 형상으로 피막을 형성한다. 따라서, Al 도금 표면의 RSm을 제어해 두는 것은 유효하다. 또한, 표면 피막 형성 후의 표면의 거칠기 곡선에 있어서의 윤곽 곡선 요소의 평균 길이 RSm은, JIS B0633, JIS B 0601에 의거하여, 공지된 표면 조도 측정기를 이용함으로써 측정 가능하다.

산화아연을 함유하는 표면 피막층이 윤활성을 높일 수 있는 이유는, 산화아연의 융점에 있다고 생각된다. 즉, 산화아연의 융점은, 약 1975℃로, 융점이 약660℃인 알루미늄 도금층보다 높다. 그로 인해, 도금 강판을 열간 프레스 방법으로 가공하는 경우 등, 예를 들어 800℃ 이상으로 강판을 가열했다 하더라도, 이 산화아연을 함유하는 표면 피막층은 용융되지 않기 때문이라고 생각된다. 그 결과, 금형에의 응착을 억제할 수 있기 때문에, 금형에 응착된 Al-Fe 가루를 제거하는 공정을 저감시켜서, 생산성을 향상시킬 수 있다.

산화아연을 함유하는 표면 피막층이 도장 후 내식성이 우수한 이유는, 산화아연이 화성 처리액 중에서 일부 용해하여, 도금 표면의 pH를 상승시키고, 화성 처리 피막을 형성하기 때문이라고 생각된다.

이상, 표면 피막층에 함유되는 아연 화합물에 대해서, 산화아연을 예로 들면서 상세하게 설명을 행하였다. 여기서, 이상 설명한 바와 같은 산화아연의 함유에 수반하는 작용 효과는, 산화아연 이외의 아연 화합물을 함유시킨 경우에도 마찬가지로 발생하는 것이다.

(열간 프레스용 도금 강판의 제조 방법에 대해서)

계속해서, 본 발명의 실시 형태에 따른 열간 프레스용 도금 강판의 제조 방법에 대해서 설명한다.

본 실시 형태에 따른 열간 프레스용 도금 강판의 제조 방법에서는, 강판과, 강판의 편면 또는 양면에 형성된 Al 도금층을 갖는 Al 도금 강판이 사용된다. 그런 다음, 이러한 Al 도금 강판의 Al 도금층 상에 아연 화합물을 포함하고, 또한 Al 도금 강판과 20° 이상 50° 이하의 접촉각을 갖는 도포액이 도포된다. 그 후, 도포액이 도포된 Al 도금 강판을, 최고 도달 온도 60℃ 이상 200℃ 이하의 온도에서 건조시켜서, Al 도금층 상에 아연 화합물을 포함하는 표면 피막층을 형성시킨다.

아연 화합물을 포함하는 표면 피막층의 형성에 이용되는 도포액으로서는, 상기한 바와 같이 아연 화합물을 함유하는 졸과 소정의 유기성 바인더가 혼합된 것을 이용할 수 있다.

여기서, 이러한 도포액의 Al 도금층을 갖는 도금 강판과의 접촉각은, 20° 이상 50° 이하로 한다. 접촉각을 20° 이상 50° 이하로 함으로써, 도포액을 Al 도금층에 대하여 균일하게 부착시키는 것이 가능하게 되고, 형성되는 표면 피막층의 열간 윤활성, 도장 후 내식성 및 스폿 용접성을 향상시키는 것이 가능하게 된다. 접촉각이 20° 미만인 경우에는, 중력에 의한 도포액의 떨어짐이 발생하기 쉽고, Al 도금층을 갖는 강판의 표면 조도에 기인한 요철에 영향을 받아, 볼록부에서는 도포액이 얇아지고, 오목부에서는 도포액이 두꺼워짐으로써, 아연 화합물의 균일 부착이 저해되어 버린다. 또한, 접촉각이 50° 초과인 경우에는, Al 도금층을 갖는 강판에 의해 도포액의 튀김이 발생하여, 아연 화합물의 균일 부착이 저해된다. 도포액의 접촉각은, 보다 바람직하게는, 25° 이상 40° 이하이다.

또한, 여기에서 말하는 접촉각이란, 정지 액체의 자유 표면이 고체벽에 접하는 장소에서, 액면과 고체면 사이의 액의 내부측의 각도이다. 이러한 접촉각은, 공지된 방법으로서, Young의 식을 이용하여, 예를 들어 접촉각계(교와가이멘 가가꾸 가부시끼가이샤 제조 DM-901 등)를 사용하여 측정하는 것이 가능하다.

또한, 도포액의 접촉각은, 상기 도포액 내에, 예를 들어 물이나 에틸알코올 등의 용제, 또는 첨가제(예를 들어, 닛신가가꾸고교 가부시끼가이샤 제조 서피놀104E나, 도아고세 가부시끼가이샤 제조 얼론 B500) 등을 적절히 함유시킴으로써, 제어하는 것이 가능하다.

또한, 도포액의 표면 장력 및 점도는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 도포액의 표면 장력은, 20mN/m 이상 60mN/m 이하이고, 도포액의 점도는, 2mPa·s 이상 20mPa·s 이하인 것이 바람직하다. 도포액의 표면 장력 및 점도를 상기 범위로 함으로써, 도포액을 보다 균일하게 부착시키는 것이 가능하게 되고, 열간 윤활성, 도장 후 내식성 및 스폿 용접성을 더욱 향상시키는 것이 가능하게 된다. 도포액의 표면 장력은, 보다 바람직하게는, 30mN/m 이상 50mN/m 이하이고, 도포액의 점도는, 보다 바람직하게는, 2.5mPa·s 이상 10mPa·s 이하이다.

여기서, 상기 표면 장력은, 도포액의 온도를 25℃로 조정하고, 백금 플레이트법(예를 들어, 교와가이멘가가꾸 가부시끼가이샤 제조 CBVP-A3)에 의해 측정한 값이다. 또한, 상기 점도는, 도포액의 온도를 25℃로 조정하고, B형 점도계(예를 들어, 시바우라시스템사 제조 VDA2-L)에 의해 측정한 값이다.

또한, 도포액의 표면 장력 및 점도는, 상기 도포액 중에, 예를 들어 물이나 에틸알코올 등의 용제, 또는 첨가제(닛신가가꾸고교 가부시끼가이샤 제조 서피놀 104E나, 도아고세 가부시끼가이샤 제조 얼론 B500) 등을 적절히 함유시킴으로써, 제어하는 것이 가능하다.

여기서, 도포액을 Al 도금층 상에 도포할 때에는, 롤 코터를 이용하는 것이 바람직하다. 또한, 롤 코터의 도포 조건은, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어 픽업 롤과 어플리케이터 롤을 사용해서 도포하는 방법을 사용하면 된다. 이러한 방법에 의해 도포액을 Al 도금층 상에 도포함으로써, 도포액을 Al 도금층 상에 보다 균일하게 부착시키는 것이 가능하게 되어, 열간 윤활성, 도장 후 내식성 및 스폿 밀착성을 더욱 향상시키는 것이 가능하게 된다.

도포 후의 베이킹·건조 방법으로서는, 예를 들어, 열풍로·유도 가열로·근적외선로 등의 방법을 사용해도 되고, 이들의 조합에 의한 방법을 사용해도 된다. 여기서, 베이킹·건조 시의 강판의 최고 도달 온도는, 60℃ 이상 200℃ 이하로 한다. 강판의 최고 도달 온도(Peak Metal Temperature: PMT)가 60℃ 미만인 경우에는, 표면 피막층이 박리되는 경우가 있기 때문에, 바람직하지 않다. 또한, 강판의 최고 도달 온도가 200℃ 초과인 경우에는, 표면 피막층에 크랙이 발생해서 표면 피막층이 박리되는 경우가 있기 때문에, 바람직하지 않다. 강판의 최고 도달 온도는, 바람직하게는 70℃ 이상 150℃ 이하이다.

또한, 도포액에 사용되는 바인더의 종류에 따라서는, 도포 후의 베이킹·건조 대신에, 예를 들어 자외선·전자선 등에 의한 경화 처리를 해도 된다. 이러한 경화 처리가 가능한 유기성 바인더로서는, 예를 들어 폴리우레탄이나 폴리에스테르, 아크릴 혹은 실란 커플링제 등을 들 수 있다.

그러나, 아연 화합물을 함유하는 표면 피막층의 형성 방법은, 이들 예에 한정되는 것은 아니고, 여러가지 방법에 의해 표면 피막층을 형성하는 것이 가능하다. 바인더를 사용하지 않는 경우에는, Al 도금에 도포한 후의 밀착성이 약간 낮아, 강한 힘으로 문지르면 부분적으로 박리될 우려가 있다. 그러나, 열간 프레스 공정을 거쳐서 일단 가열되면, 강한 밀착을 나타낸다.

이상, 본 실시 형태에 따른 열간 프레스용 Al 도금 강판의 제조 방법에 대해서, 설명하였다.

실시예

이하에서는, 실시예 및 비교예를 나타내면서, 본 발명에 따른 열간 프레스용 Al 도금 강판 및 열간 프레스용 Al 도금 강판의 제조 방법에 대해서, 보다 구체적으로 설명한다. 또한, 이하에 나타내는 실시예는, 본 발명에 따른 열간 프레스용 Al 도금 강판 및 열간 프레스용 Al 도금 강판의 제조 방법의 어디까지나 일례이며, 본 발명에 따른 열간 프레스용 Al 도금 강판 및 열간 프레스용 Al 도금 강판의 제조 방법의 하기 예에 한정되는 것은 아니다.

(실시예 1)

이하에서 설명하는 실시예 1에서는, 표 1에 나타내는 강성분의 냉연 강판(판 두께 1.4㎜)을 사용해서, 이러한 냉연 강판의 표면을 샌지미어법으로 Al 도금했다. 이때의 어닐링 온도는, 약 800℃였다. 또한, Al 도금욕은, Si:9%를 함유하고, 그 외에 강대로부터 용출하는 Fe를 함유하였다. 도금 후 부착량을 가스 와이핑법으로 양면 80g/㎡로 조정하고, 냉각 후, 산화아연, 수산화아연, 아세트산아연 중 어느 1종을 포함하는 도포액을 롤 코터로 도포하고, 표 2에 나타내는 최고 도달판 온으로 건조시켰다.

또한, 사용한 도포액의 접촉각, 표면 장력 및 점도는, 이하의 표 1에 나타낸 바와 같다. 여기서, 도포액의 접촉각, 표면 장력 및 점도는, 도포액에 대하여, 물과, 서피놀 104E 및/또는 얼론 B500를 첨가함으로써 조정하였다.

제작한 강판의 최종적인 판 두께는, 1.6㎜였다. 제작한 강판은, 열간 윤활성, 도장 후 내식성, 스폿 용접성을 평가하였다. 평가 시에는, 비교로서 피막이 없는 Al 도금 강판도 사용했다. 또한, 일부 시험재는, 피막 형성 전에 스킨 패스 압하하여, Al 도금의 표면 형태(RSm)를 변화시켰다.

또한, 아연 부착량은, 형광 X선 분석으로, 30㎜×30㎜의 영역에서의 평균 부착량으로서 구하였다. 또한, 5㎜×5㎜의 영역에서의 아연이 부착된 부분을 전자선 마이크로애널라이저(JEOL JXA-8530F)로 맵핑 분석하고, 분석 영역 내의 임의의 연속된 1㎟의 영역에서의 아연의 부착량이 1.5g/㎡를 초과한 부분의 유무를 평가하였다. 이때의 측정 면적은 5㎜×5㎜이고, 측정 피치는 20㎛이고, 전자선의 가속 전압은 15㎸이고, 조사 전류는 50㎁이고, 빔 직경은 20㎛이고, 측정 피치마다의 측정 시간은 50㎳였다. 또한, RSm은 표면 조도 측정기(고사까겡뀨쇼 제조 SE3500)를 사용하여 측정하였다. 또한, 아연 화합물의 졸 중의 입경에 대해서는, 닛끼소의 나노트랙 wave를 사용하여, 동적 광산란법에 의해 측정하였다.

열간 윤활성은, 도 1에 도시하는 바우덴 시험 장치를 사용해서 평가하였다. 150×200㎜의 강판을 900℃로 가열 후, 700℃에서 강구를 위에서부터 눌러서, 압박 하중과 인발 하중을 각각 측정하여, 인발 하중/압박 하중으로부터 산출되는 값을 동마찰 계수로 하였다.

도장 후 내식성은, 자동차 기술회 제정의 JASO M609로 규정하는 방법으로 행하였다.

먼저, 제작한 Al 도금 강판을 가열로 안에 넣고, 900℃에서 로안에서 6분 가열하고, 취출한 후, 즉시 스테인리스제의 금형 사이에 놓고 급냉하였다. 이때의 냉각 속도는, 약 150℃/초였다. 이어서, 냉각 후의 Al 도금 강판을 70×150㎜로 전단하고, 니혼 파커라이징(주)사 제조 화성 처리액(PB-SX35T)으로 화성 처리 후, 닛폰페인트(주)사 제조 전착 도료(파워닉스 110)를 20㎛ 목표로 도장하여, 170℃에서 베이킹하였다. 그 후, 도막에 커터로 크로스컷을 넣고, 부식 시험 180 사이클 (60일）후의 크로스컷으로부터의 도막 팽창의 폭(편측 최댓값)을 계측하였다.

스폿 용접성은, 다음과 같이 평가하였다.

제작한 Al 도금재를 가열로 안에 넣고, 900℃에서 로안에서 6분 가열하고, 취출한 후 즉시 스테인리스제의 금형 사이에 끼워서 급냉하였다. 이때의 냉각 속도는, 약 150℃/초였다. 이어서, 냉각 후의 Al 도금 강판을 30×50㎜로 전단하고, 스폿 용접 적정 전류 범위(상한 전류-하한 전류)를 측정하였다. 측정 조건은, 이하에 나타내는 바와 같다. 하한 전류는, 너깃 직경 4×(판 두께)^0.5로 되었을 때, 구체적으로는 너깃 직경 5.1㎜로 되는 전류값으로 하고, 상한 전류는 플래쉬 발생 전류로 하였다.

·전류: 직류

·전극: 크롬 구리제, DR(선단 6㎜φ가 40R)

·가압: 400kgf(1kgf는, 약 9.8N이다)

·통전 시간: 240㎳ec

얻어진 평가 결과를, 이하의 표 2에 나타냈다. 또한, 이하의 표 2에 있어서, 「유기산아연」이란, 시트르산아연을 의미한다.

Al 도금 표면에 아연의 화합물을 포함하는 피막층을 갖는 NO.2 내지 6은, 피막을 갖지 않는 NO.1에 비해, 윤활성, 도장 후 내식성이 우수하고, 또한 스폿 용접성은 손색없이, 양호한 성능이다. 그 중에서도, 아연 화합물이 산화아연인 NO.2는, 다른 것보다 성능이 좋은 것을 알 수 있었다.

또한, 산화아연을 포함하는 피막층을 갖고 있어도, 그 부착량(아연 환산값)이 본 발명의 범위 외인 NO.7과 NO.17은, 내식성이 떨어지거나 스폿 용접성이 떨어지는 결과로 되었다. 산화아연의 부착량(아연 환산값)이 특히 0.6g/㎡ 이상 1.0g/㎡인 경우(NO.2, NO.9, NO.10)에는, 특히 성능이 양호하였다. 또한, 산화아연의 부착량이 본 발명의 범위 내여도, 임의의 연속된 1㎟의 영역에서의 아연의 부착량이 1.5g/㎡를 초과한 부분이 존재하는 경우(NO.18), 스폿 용접성이 떨어진 결과로 되었다. 또한, RSm은 500㎛ 이하인 쪽이, Zn 환산에서의 부착량이 동일한 경우, 스폿 용접성이 양호해서, 바람직한 것을 알 수 있었다.

이상, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 적합한 실시 형태에 대해서 상세하게 설명했지만, 본 발명은 이러한 예에 한정되지 않는다. 본 발명이 속하는 기술의 분야에 있어서의 통상의 지식을 갖는 자이면, 특허 청구 범위에 기재된 기술적 사상의 범주 내에서, 각종 변경예 또는 수정예에 상도할 수 있는 것은 명백하며, 이들에 대해서도, 당연히 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것으로 이해된다.

이상과 같이, Al 도금 강판 표면에 아연의 화합물, 특히 산화아연을 일정한 범위 내의 부착량으로 균일 부착시킴으로써, 열간 윤활성, 도장 후 내식성을 확보한 채, 스폿 용접성을 대폭으로 향상할 수 있다. 이러한 점에서, 본 발명은, 최종 용도인 자동차나 산업 기계에의 알루미늄 도금 강재의 적용 가능성을 높일 수 있어, 산업상의 이용 가치가 매우 높은 것이다.

Claims

강판과, 상기 강판의 편면 또는 양면에 형성된 Al 도금층과, 상기 Al 도금층 상에 형성된 표면 피막층을 갖는 열간 프레스용 Al 도금 강판이며,
상기 표면 피막층은, 아연 화합물을 포함하고, 당해 아연 화합물은, 상기 Al 도금 강판 상에 금속 아연 환산으로 편면당 0.3g/㎡ 이상 1.5g/㎡ 이하 부착되어 있고, 또한 임의의 연속된 1㎟의 영역에서의 아연의 부착량이 1.5g/㎡ 이하인, 열간 프레스용 Al 도금 강판.
제1항에 있어서,
상기 표면 피막층에 있어서의 상기 아연 화합물은, 산화아연인, 열간 프레스용 Al 도금 강판.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 열간 프레스용 Al 도금 강판의 표면 피막 형성 후의 표면의 거칠기 곡선에 있어서의 윤곽 곡선 요소의 평균 길이 RSm이, 500㎛ 이하인, 열간 프레스용 Al 도금 강판.
강판과, 상기 강판의 편면 또는 양면에 형성된 Al 도금층을 갖는 Al 도금 강판의 당해 Al 도금층 상에 아연 화합물을 포함하고, 또한 상기 Al 도금 강판과 20° 이상 50° 이하의 접촉각을 갖는 도포액을 도포하고,
상기 도포액이 도포된 상기 Al 도금 강판을, 최고 도달 온도 60℃ 이상 200℃ 이하의 온도에서 건조시켜서, 상기 Al 도금층 상에 아연 화합물을 포함하는 표면 피막층을 형성시키는, 열간 프레스용 Al 도금 강판의 제조 방법.
제4항에 있어서,
25℃에 있어서의 상기 도포액의 표면 장력은, 20mN/m 이상 60mN/m 이하인, 열간 프레스용 Al 도금 강판의 제조 방법.
제4항 또는 제5항에 있어서,
25℃에 있어서의 상기 도포액의 점도는, 2mPa·s 이상 20mPa·s 이하인, 열간 프레스용 Al 도금 강판의 제조 방법.
제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 도포액은, 롤 코터에 의해 상기 Al 도금층 상에 도포되는, 열간 프레스용 Al 도금 강판의 제조 방법.
제4항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 아연 화합물은, 산화아연인, 열간 프레스용 Al 도금 강판의 제조 방법.
제4항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
제조된 상기 표면 피막층에 있어서, 상기 아연 화합물은, 상기 Al 도금 강판 상에 금속 아연 환산으로 편면당 0.3g/㎡ 이상 1.5g/㎡ 이하 부착되어 있고, 또한 임의의 연속된 1㎟의 영역에서의 아연의 부착량이, 1.5g/㎡ 이하인, 열간 프레스용 Al 도금 강판의 제조 방법.
제4항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
제조된 상기 열간 프레스용 Al 도금 강판의 표면 피막층 형성 후의 표면의 거칠기 곡선에 있어서의 윤곽 곡선 요소의 평균 길이 RSm이, 500㎛ 이하인, 열간 프레스용 Al 도금 강판의 제조 방법.