KR20180017229A

KR20180017229A - 희생 음극 보호부를 구비하는 코팅이 제공된 스틸 시트, 그러한 시트를 사용한 부품의 제조 방법 및 완성된 부품

Info

Publication number: KR20180017229A
Application number: KR1020187003561A
Authority: KR
Inventors: 크리스띠앙 알레리; 줄리 샤사뉴; 베릴 코를루
Original assignee: 아르셀러미탈 인베스티가시온 와이 데살롤로 에스엘
Priority date: 2012-04-17
Filing date: 2012-04-17
Publication date: 2018-02-20
Also published as: EP2839049A1; ES2652028T3; RS56715B1; EA201401136A1; MX2014012626A; HUE037303T2; NO2839049T3; JP2015520797A; AU2012377741B2; JP6348105B2; AU2012377741A1; PT2839049T; US20150284861A1; SI2839049T1; CA2870532C; KR101667131B1; PL2839049T3; BR112014025697B1; EP2839049B1; KR101886611B1

Abstract

본 발명은 5 중량% 내지 50 중량% 의 아연, 0.1 중량% 내지 15 중량% 의 규소, 및 선택적으로 최대 10 중량% 의 마그네슘 및 누적 함유량의 관점에서 최대 0.3 중량% 의 부가적인 원소들을 포함할 뿐만 아니라 0.1 중량% 내지 5 중량% 의 주석, 0.01 중량% 내지 0.5 중량% 의 인듐 및 동일한 조합들로부터 선택된 보호 원소를 포함하고, 잔여물은 알루미늄 및 잔류 원소들 또는 불가피 불순물들로 이루어지는 희생 음극 보호부를 구비하는 코팅이 제공된 스틸 시트에 관한 것이다. 본 발명은 또한 핫 또는 콜드 스탬핑에 의한 부품의 생산 방법 및 완성된 부품에 관한 것이다.

Description

희생 음극 보호부를 구비하는 코팅이 제공된 스틸 시트, 그러한 시트를 사용한 부품의 제조 방법 및 완성된 부품{STEEL SHEET PROVIDED WITH A COATING OFFERING SACRIFICIAL CATHODIC PROTECTION, METHOD FOR THE PRODUCTION OF A PART USING SUCH A SHEET, AND RESULTING PART}

본 발명은 특히 자동차 부품들의 제조를 위해 의도되지만 그러한 적용예에 제한되지 않는 희생 음극 보호 코팅이 제공된 스틸 시트에 관한 것이다.

현재 아연 또는 아연 합금 코팅들만이 이중 배리어 및 음극 보호부로 인한 부식에 대해 강화된 정도의 보호부를 제공한다. 배리어 효과는 스틸의 표면으로의 코팅의 도포에 의해 얻어지고 따라서 이는 스틸과 부식성 매체 사이에 임의의 접촉을 방지하고, 코팅 및 기질의 속성과 독립적이다. 다른 한편으로, 희생 음극 보호부는 아연이 스틸보다 덜 귀한 금속이고, 부식 조건들 하에서 아연이 스틸 전에 소멸된다는 사실에 기초된다. 이러한 음극 보호부는 스틸이 벗겨지고 둘러싸는 아연이 비코팅된 영역 상에 임의의 침식 (attack) 전에 소멸되는 손상된 영역들 또는 절삭 에지들과 같은, 부식성 분위기에 스틸이 직접 노출되는 영역들에서 특히 필수적이다.

그럼에도 불구하고, 그 낮은 용융점으로 인해, 아연은 부품이 용접되어야 할 때 아연이 증발할 위험성이 존재하기 때문에 문제점에 처한다. 이러한 문제점을 해결하는 가능성 있는 방법은 코팅의 두께를 감소시키는 것이지만, 이는 표면이 부식에 대해 보호되는 지속 시간을 제한한다. 뿐만 아니라, 시트가 특히 핫 스탬핑에 의해 프레스 경화되어야만 할 때, 코팅으로부터 전파되는 스틸에서의 마이크로 크랙들의 형성이 관찰된다. 마찬가지로, 아연으로써 사전에 코팅되고 그 후에 프레스 경화된 소정의 부품의 페인팅은 부품의 표면 상에 취성 산화물의 층의 존재로 인해 아연 인산염 코팅 전에 샌드블래스팅 작업을 요구한다.

자동차 부품의 제조에 공통적으로 사용되는 금속 코팅들의 다른 패밀리는 알루미늄 및 규소에 기초된 코팅들의 패밀리이다. 이들 코팅들은 금속간 Al-Si-Fe 의 층의 존재로 인해 변형될 때 스틸에서 마이크로-크랙킹을 발생시키지 않고 페인팅에 대해 우수한 적합성을 갖는다. 이들은 배리어 효과에 의한 보호부를 얻는 것을 가능하게 하고 용접 가능하지만, 음극 보호부를 제공하지 않는다.

따라서 본 발명의 목적은 특히 스탬핑에 의한 프로세싱 전에 그리고 후에 부식에 대해 높은 정도의 보호부를 갖는 유용한 코팅된 스틸 시트들을 제조함으로써 종래 기술 분야의 코팅들의 단점을 해결하는 것이다. 시트들이 특히 핫 스탬핑에 의한 프레스-경화를 위해 의도될 때에, 또한 스틸에서 마이크로-크랙들의 전파에 대해 저항성을 갖고 바람직하게 프레스 경화를 진행하는 열 처리 중에 시간 및 온도에 관점에서 가장 큰 가능한 윈도우 (window) 를 이용하는 것이 요구되고 있다.

표면 음극 보호부의 관점에서, 상기 목적은 스틸의 것보다 네가티브한 적어도 50 mV, 즉 포화된 칼로멜 전극 (SCE) 과 관련하여 -0.75 V 의 최소값인 전기 화학적 포텐셜을 달성하는 것이다. 그러나, 코팅의 과도하게 빠른 소멸을 발생시켜 스틸이 보호되는 지속 시간을 궁극적으로 감소시키는 -1.4 V, 또는 심지어 -1.25 V 의 값 아래로 낮게 떨어지는 것은 바람직하지 않다.

이를 위해, 본 발명의 대상은 5 중량% 내지 50 중량% 의 아연, 0.1 중량% 내지 15 중량% 의 규소 및 선택적으로 최대 10 중량% 의 마그네슘 및 누적 농도들에서 최대 0.3 중량% 의 부가적인 원소들을 포함하고, 또한 0.1 중량% 내지 5 중량% 의 주석, 0.01 중량% 내지 0.5 중량% 의 인듐 및 그 조합들 중에 선택될 하나의 보호 원소를 포함하고, 나머지는 알루미늄 및 잔류 원소들 또는 불가피 불순물들로 이루어지는 희생 음극 보호 코팅이 제공되는 스틸 시트이다.

본 발명에 의해 청구된 시트는 또한 개별적으로 또는 조합으로 고려되는 다음의 특성을 포함할 수 있다:

- 코팅의 보호 원소는 1 중량% 내지 3 중량% 의 주석이고,

- 코팅의 보호 원소는 0.02 중량% 내지 0.1 중량% 의 인듐이고,

- 코팅은 20 중량% 내지 40 중량% 의 아연, 및 선택적으로 1 중량% 내지 10 중량% 의 농도의 마그네슘을 포함하고,

- 코팅은 20 중량% 내지 30 중량% 의 아연 및 선택적으로 3 중량% 내지 6 중량% 의 농도의 마그네슘을 포함하고,

- 코팅은 8 중량% 내지 12 중량% 의 규소를 포함하고,

- 코팅은 2 중량% 내지 5 중량% 의 농도의 철을 잔류 원소로서 포함하고,

- 스틸 시트는 0.15 중량%<C<0.5 중량%, 0.5 중량%<Mn<3 중량%, 0.1 중량%<규소<0.5 중량%, Cr<1 중량%, Ni<0.1 중량%, Cu<0.1 중량%, Ti<0.2 중량%, Al<0.1 중량%, P<0.1 중량%, S<0.05 중량%, 0.0005 중량%<B<0.08 중량% 를 포함하고, 나머지는 스틸의 프로세싱으로 인한 불가피 불순물들 및 철로 이루어지고,

- 코팅은 10 내지 50 ㎛ 인 두께를 갖고,

- 코팅은 용융 도금에 의해 얻어진다.

부가적인 본 발명의 대상은,

- 사전에 코팅된 본 발명에 의해 청구된 스틸 시트를 제공하는 단계, 그 이후에

- 시트를 절단하여 블랭크를 얻는 단계, 그 이후에

- 840 ℃ 내지 950 ℃ 의 오스테나이트화 온도 (Tm) 까지 비보호성 분위기에서 블랭크를 가열하는 단계,

- 1 분 내지 8 분의 지속 시간 (tm) 동안 이러한 온도 (Tm) 에서 블랭크를 유지하는 단계, 그 이후에

- 블랭크를 핫 스탬핑하여 스틸의 마이크로 구조가 마르텐사이트 및 베이나이트로부터 선택된 적어도 하나의 구성 성분을 포함하는 비율로 냉각되는 코팅된 스틸 부품을 얻는 단계,

- 온도 (Tm), 시간 (tm), 사전 코팅의 두께 및 보호 원소, 아연 및 선택적으로 마그네슘의 농도들은 상기 부품의 코팅의 상부 부분에서 철의 최종 평균 농도가 75 중량% 미만이 되도록 선택되는 단계

로 이루어지고 이러한 순서로 행해지는 단계들을 포함하는 희생 음극 보호 코팅이 제공된 스틸 부품의 제조 방법이다.

하나의 바람직한 실시형태에서, 사전 코팅의 두께는 27 ㎛ 이상이고, 그 주석 함유량은 1 중량% 이상이고 그 아연 함유량은 20 중량% 이상이다.

본 발명의 부가적인 대상은 본 발명에 의해 청구된 방법 또는 본 발명에 의해 청구된 시트의 콜드 스탬핑에 의해 얻어질 수 있는 희생 음극 보호성 코팅이 제공된 부품이고, 이는 특히 자동차 산업에서 사용하기 위해 의도된 것이다.

본 발명은 비제한적인 실시예들에 의해 예시된 특정 실시형태들을 참조하여 아래에 보다 상세하게 설명될 것이다.

설명된 바와 같이, 본 발명은 우선 주석, 인듐 및 그 조합들로부터 선택된 보호 원소를 포함하는 코팅이 제공된 스틸 시트에 관한 것이다.

시장에서 그 각각의 유용성의 견지에서, 0.1 중량% 내지 5 중량%, 바람직하게 0.5 중량% 내지 4 중량%, 보다 바람직하게 1 중량% 내지 3 중량%, 또는 심지어 1 중량% 내지 2 중량% 의 주석을 사용하는 것이 바람직하다. 그러나, 주석보다 보호 능력이 뛰어난 인듐을 사용하는 것이 고려될 수 있다. 인듐은 단독으로 또는 주석에 부가하여 0.01 중량% 내지 0.5 중량%, 바람직하게 0.02 중량% 내지 0.1 중량%, 및 가장 바람직하게 0.05 중량% 내지 0.1 중량% 의 농도들로 사용될 수 있다.

본 발명에 의해 청구된 시트들의 코팅들은 또한 5 중량% 내지 50 중량% 의 아연 및 선택적으로 최대 10 중량% 의 마그네슘을 포함한다. 본 발명자들은 이들 원소들이 상기 언급된 보호 원소들과 연관되어, 염소 이온들을 포함하거나 또는 포함하지 않는 환경들에서 스틸과 관련하여 코팅의 전기 화학적 포텐셜을 감소시키는 것을 가능하게 한다는 것을 알게 되었다. 본 발명에 의해 청구된 코팅들은 따라서 희생 음극 보호부를 제공한다.

아연을 사용하는 것이 바람직하고, 그 보호 효과는 마그네슘의 보호 효과보다 뛰어나고 이는 산화 가능성이 낮기 때문에 보다 용이하게 사용된다. 뿐만 아니라, 1 중량% 내지 10 중량% 또는 심지어 3 중량% 내지 6 중량% 의 마그네슘과 연관되거나 이에 연관되지 않고, 10 중량% 내지 40 중량%, 20 중량% 내지 40 중량% 또는 심지어 20 중량% 내지 30 중량% 의 아연을 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에 의해 청구된 시트들의 코팅들은 또한 0.1 중량% 내지 15 중량%, 바람직하게 0.5 중량% 내지 15 중량%, 및 가장 바람직하게 1 중량% 내지 15 중량%, 또는 심지어 8 중량% 내지 12 중량% 의 규소, 특히 고온 산화에 대한 높은 레벨의 저항성을 시트에 부여하는 것을 가능하게 하는 원소를 포함한다. 규소의 존재는 또한 코팅의 박리의 위험성 없이 최대 650 ℃ 에서 시트들을 사용하는 것을 가능하게 한다. 뿐만 아니라, 규소는 용융 도금 코팅 중에 금속간 철-아연의 두꺼운 층의 형성을 방지하는 것을 가능하게 하고, 금속간 층은 코팅의 형성성 및 밀착을 감소시킨다. 8 중량% 보다 많은 규소 함유량의 존재는 또한 프레스 경화하는 데 그리고 특히 핫 스탬핑에 의해 형성하는 데 특히 가장 적절한 시트를 제공한다 (renders). 8 중량% 내지 12 중량% 의 규소의 양의 사용이 바람직하다. 15 중량% 보다 큰 농도는 이때 코팅의 특성들, 특히 부식 저항 특성들을 열화시킬 수 있는 초정 규소 (primary silicon) 을 형성하기 때문에 바람직하지 않다.

본 발명에 의해 청구된 시트들의 코팅들은 또한 최대 0.3 중량%, 바람직하게 최대 0.1 중량%, 또는 심지어 0.05 중량% 보다 작은 누적 농도들로 Sb, Pb, Ti, Ca, Mn, La, Ce, Cr, Ni, Zr 또는 Bi 와 같은 부가적인 원소들을 포함할 수 있다. 이들 상이한 원소들은 무엇보다도 예를 들면 코팅의 부식 저항성 또는 심지어 그 취성 또는 밀착을 개선하는 것을 가능하게 할 수 있다. 코팅의 특성들에 대한 이들 원소들의 효과를 잘 알고 있는 본 기술 분야에 숙련된 자는 일반적으로 20 ppm 내지 50 ppm 에서 존재하는 이러한 효과에 적절하게 비례하는 기능으로서 부가적인 목적이 추구될 때, 이들을 어떻게 사용하는 지를 알 것이다. 또한 이들 원소들은 본 발명의 체계에서 추구되는 주 특성들을 방해하지 않는다는 것은 확인되었다.

본 발명에 의해 청구된 시트들의 코팅들은 또한 잔류 원소들 및 특히, 스틸 스트립들의 통과에 의해 발생된 용융 아연 도금욕들 (hot dip galvanization baths) 의 오염으로부터 기원한 불가피 불순물들 또는 이들 욕들에 공급하는 데 사용되는 잉곳들 또는 진공 증착 프로세스들에 공급하는 데 사용되는 잉곳들로부터 기인한 불순물들을 포함할 수 있다. 용융 도금 코팅 욕들에서 최대 5 중량% 및 일반적으로 2 중량% 내지 4 중량% 의 양들로 존재할 수 있는 잔류 원소로서 특히 철이 언급될 수 있다.

최종적으로, 본 발명에 의해 청구된 시트들의 코팅들은 알루미늄을 포함하고, 그 함유량은 대략 20 중량% 내지 거의 90 중량% 일 수 있다. 이러한 원소는 배리어 효과에 의해 시트의 부식에 대해 보호부를 제공하는 것을 가능하게 한다. 그것은 코팅의 용융 온도 및 증발 온도를 증가시킴으로써, 핫 스탬핑 동안에 그리고 특히 연장된 범위의 시간들 및 온도들에 걸쳐 보다 용이하게 시트들을 사용하는 것을 가능하게 한다. 이는 스틸 시트의 조성 및/또는 피스의 최종 마이크로 구조가 고온들에서 및/또는 긴 지속 시간 동안 오스테나이트화를 거치도록 요구될 때 특히 유리할 수 있다.

따라서 본 발명에 의해 청구된 부품들에 대해 요구되는 특성들에 따라, 코팅에서 대부분의 원소는 아연 또는 알루미늄일 수 있다는 것이 이해될 것이다.

코팅의 두께는 바람직하게 10 ㎛ 내지 50 ㎛ 일 것이다. 10 ㎛ 미만에서는, 부식에 대한 스트립의 보호부가 충분하지 않을 수 있다. 50 ㎛ 초과에서는, 부식에 대한 보호부가 특히 자동차 분야에서 요구되는 레벨을 초과한다. 뿐만 아니라, 이러한 범위에서의 두께를 갖는 코팅이 긴 지속 시간 중에 및/또는 충분한 온도 증가를 받는다면, 코팅의 상부 부분은 용융되고 노의 롤러들 상으로 또는 스탬핑 다이들 내로 흘러들어갈 수 있는 위험성이 존재하고 이는 그것들을 손상시킬 것이다.

본 발명에 의해 청구된 시트에 사용되는 스틸에 관해, 스틸의 타입은 코팅이 충분하게 스틸에 밀착된다면 중요하지 않다.

그러나, 자동차들용의 구조적 부품과 같은 고레벨의 기계적 강도를 요구하는 소정의 적용예들에 대해, 부품이 사용될 조건들에 따라 부품은 500 MPa 내지 1600 MPa 의 인장 강도를 갖는 것이 가능한 조성을 구비한 스틸이 바람직하다.

이러한 범위의 강도들에서, 0.15 중량%<C<0.5 중량%, 0.5 중량%<Mn<3 중량%, 0.1 중량%<Si<0.5 중량%, Cr<1 중량%, Ni<0.1 중량%, Cu<0.1 중량%, Ti<0.2 중량%, Al<0.1 중량%, P<0.1 중량%, S<0.05 중량%, 0.0005 중량%<B<0.08 중량% 를 포함하고, 나머지는 스틸의 프로세싱으로부터 기인한 불가피 불순물들 및 철로 이루어진 스틸 조성을 사용하는 것이 특히 바람직하다. 상업적으로 유용한 스틸의 하나의 실시예는 22MnB5 이다.

원하는 레벨의 강도가 대략 500 MPa 일 때에, 0.040 %≤C≤0.100 %, 0.80 %≤Mn≤2.00 %, Si≤0.30 %, S≤0.005 %, P≤0.030 %, 0.010 %≤Al≤0.070 %, 0.015 %≤Nb≤0.100 %, 0.030 %≤Ti≤0.080 %, N≤0.009 %, Cu≤0.100 %, Ni≤0.100 %, Cr≤0.100 %, Mo≤0.100 %, Ca≤0.006 % 를 포함하고, 잔여물은 스틸의 프로세싱으로부터 기인한 불가피 불순물들 및 철로 이루어지는 스틸 조성을 사용하는 것이 바람직하다.

스틸 시트들은 열간 압연에 의해 제조될 수 있고 예를 들면, 0.7 mm 내지 3 mm 로 변할 수 있는 원하는 최종 두께에 따라 선택적으로 다시 냉간 압연될 수 있다.

스틸 시트들은 예를 들면 전착 방법과 같은 임의의 적절한 수단들에 의해 또는, 진공 증착 방법 또는 스퍼터링 마그네트론 (sputtering magnetron), 콜드 플라즈마 또는 진공 증발에 의해서와 같은 대기압에 가까운 압력 하에서의 증착에 의해 코팅될 수 있지만, 용융된 금속의 욕 내에서 용융 도금 코팅 방법에 의해 스틸 시트들을 얻는 것이 바람직하다. 표면 음극 보호부는 다른 코팅 방법들에 의해 얻어진 코팅들에 대해서보다 용융 도금에 의해 얻어진 코팅들에 대해 보다 양호하다는 것에 주목된다.

본 발명에 의해 청구된 시트들은 그 이후에 예를 들면 콜드 스탬핑과 같은 제조될 부품들의 형태 및 구조에 적절한 임의의 방법을 사용하여 형성될 수 있다.

그러나, 본 발명에 의해 청구된 시트들은 특히 핫 스탬핑에 의한 프레스 경화된 부품의 제조에 특히 가장 적절하다.

이러한 방법은 사전에 코팅된 본 발명에 의해 청구된 스틸 시트를 제공하는 단계, 그 이후에 시트들을 절단하여 블랭크를 얻는 단계로 이루어진다. 이러한 블랭크는 그 이후에 840 ℃ 내지 950 ℃, 바람직하게 880 ℃ 내지 930 ℃ 의 오스테나이트화 온도 (Tm) 로 비보호성 분위기 하에서 노에서 가열되고, 그 이후에 1 분 내지 8 분, 바람직하게 4 분 내지 6 분의 기간 동안 이러한 온도 (Tm) 에서 블랭크를 유지한다.

온도 (Tm) 및 유지 시간 (tm) 은 스틸의 속성에 따르지만 또한 스탬핑될 시트들의 두께에 따르고, 상기 온도 및 유지 시간은 이들을 성형하기 전에 오스테나이트 범위에 전체적으로 있어야 한다. 온도 (Tm) 가 보다 높으면 높을수록, 유지 시간 (tm) 은 보다 짧아질 것이고 온도가 낮으면 낮을수록 유지 시간은 보다 길어질 것이다. 뿐만 아니라, 온도가 증가하는 비율은 또한 이들 파라미터들에 영향을 주고, 높은 비율의 증가 (예를 들면, 초당 30 ℃ 보다 큰) 는 또한 유지 시간 (tm) 을 감소시키는 것을 가능하게 한다.

블랭크는 그 이후에 핫 스탬핑 다이로 전달되고 스탬핑된다. 얻어진 부품은 그 이후에 스탬핑 다이 자체에서 또는 특정 냉각 다이로 전달된 후에 냉각된다.

냉각 속도는 모든 경우들에서 스틸의 조성의 함수로서 제어되어, 그 최종 마이크로 구조는 핫 스탬핑의 완료시에 원하는 레벨의 기계적 강도를 달성하도록 마르텐사이트 및 베이나이트로부터 선택된 적어도 하나의 구성 성분을 포함한다.

코팅되고 핫 스탬핑된 부품이 실제로 희생 음극 보호부를 갖는 것을 보장하는 필수적인 지점에서 온도 (Tm), 시간 (tm), 사전 코팅의 두께 및 보호 원소들, 아연 및 선택적으로 마그네슘의 그 농도를 조절하는 것이 가능하므로, 부품의 코팅의 상부 부분에서 철의 최종 평균 농도는 75 중량% 미만, 바람직하게 50 중량% 미만, 또는 심지어 30 중량% 미만이 된다. 이러한 상부 부분은 적어도 5 ㎛ 의 두께를 갖는다.

오스테나이트화 온도 (Tm) 로 가열하는 효과 하에서 기질로부터 기원하는 철은 사전에 도포된 코팅 내로 확산하고 그 전기 화학적 포텐셜을 증가시킨다. 만족스러운 음극 보호부를 유지하도록, 따라서 부품의 최종 코팅의 상부 부분에서 평균 철 함유량을 제한하는 것이 필수적이다.

이를 달성하도록, 온도 (Tm) 및/또는 유지 시간 (tm) 을 제한하는 것이 가능하다. 또한 철의 전방으로의 확산이 코팅의 표면에 도달하는 것을 방지하도록 이전 코팅의 두께를 증가시키는 것이 가능하다. 이러한 관점에서, 27 ㎛ 이상, 바람직하게 30 ㎛ 또는 심지어 35 ㎛ 이상의 이전 코팅 두께를 갖는 시트를 사용하는 것이 바람직하다.

최종 코팅의 음극 보호 용량의 손실을 제한하도록, 이전 코팅에서 보호 원소(들), 아연 및 선택적으로 마그네슘의 함유량들은 또한 증가될 수 있다.

본 기술 분야에 숙련된 기술자는 본 발명에 의해 요구된 품질을 나타내는 프레스 경화 코팅된 스틸 부품, 특히 핫 스탬핑된 부품을 얻도록, 또한 스틸의 속성을 고려하면서 이들 상이한 파라미터들을 임의의 경우에 조정할 수 있을 것이다.

테스트들은 본 발명의 소정의 실시형태들을 예시하도록 행해졌다.

테스트들

실시예 1 - Al-Si-Zn-In-Fe 코팅

테스트들은 20 중량% 의 아연, 10 중량% 의 규소, 3 중량% 의 철, 0.1 중량% 의 인듐을 포함하고, 잔여물들은 알루미늄 및 불가피 불순물들로 이루어지고 그 두께가 대략 15 ㎛ 인 용융 도금 코팅들이 제공된 냉간 압연된 1.5 mm 두께의 22MnB5 시트들로써 행해졌다.

이들 시트들은 포화된 칼로멜 전극과 관련하여 5% NaCl 환경에서 통상적인 전기 화학적 측정들을 받았다.

코팅된 시트의 전기 화학적 포텐셜은 -0.95 V/SCE 라는 것에 주목되었다. 따라서 본 발명에 의해 청구된 시트는 희생 음극 보호부를 갖는다. 동일한 측정 조건들 하에서, 동일하지만 어떠한 아연 또는 인듐도 함유하지 않은 코팅을 구비한 시트는 -0.70 V/SCE 의 전기 화학적 포텐셜을 가졌고, 이는 스틸에 음극 보호부를 제공하지 않는다는 것이 확인되었다.

핫 스탬핑 이후에 잔류 보호부를 평가하도록, 부가적인 테스트들은 사전에 사용된 것과 동일한 본 발명에 의해 청구된 시트들을 가변적인 긴 시간 동안 900 ℃ 의 온도로 가열하는 것으로 이루어졌다. 3 분 동안 처리된 시트의 전기 화학적 포텐셜은 여전히 -0.95 V/SCE 이고, 이로써 희생 음극 보호부의 보존이 입증된다는 것이 관찰되었다. 이러한 프로세싱 온도 초과에서는, 5 ㎛ 의 두께에 걸쳐 코팅의 상부 부분의 평균 철 함유량이 75 중량% 보다 크고 전기 화학적 포텐셜은 -0.70 V/SCE 로 떨어진다.

코팅으로부터 시트로의 마이크로-크랙들의 전파와 관련하여, 두꺼운 금속간 층의 형성은 스틸-코팅 인터페이스에서 관찰되었고, 금속간 층은 오스테나이트화의 완료 시에 여전히 존재한다.

실시예 2 - Al-Si-Zn-Mg-Sn-Fe 코팅

테스트들은 10 중량% 의 규소, 10 중량% 의 아연, 6 중량% 의 마그네슘, 3 중량% 의 철 및 0.1 중량% 의 주석을 포함하고 잔여물은 알루미늄 및 불가피 불순물들로 이루어지고, 그 평균 두께가 17 ㎛ 인 용융 도금 코팅들이 제공된 냉간 압연된 1.5 mm 두께의 22MnB5 시트로써 행해졌다.

코팅된 시트의 전기 화학적 포텐셜은 -0.95 V/SCE 인 한편, 10 중량% 의 규소, 알루미늄 및 불가피 불순물들로 이루어진 나머지를 포함하는 코팅이 제공된 동일한 시트의 전기 화학적 포텐셜은 -0.70 V/SCE 이라는 것에 주목되었다. 따라서 본 발명에 의해 청구된 시트는 희생 음극 보호부를 갖는다.

핫 스탬핑 후에 잔류 보호부를 평가하도록, 부가적인 테스트들은 사전에 사용된 것과 동일한 본 발명에 의해 청구된 시트들을 가변적인 긴 시간 동안 900 ℃ 의 온도로 가열하는 것으로 이루어졌다. 2 분 동안 처리된 시트의 전기 화학적 포텐셜은 여전히 -0.95 V/SCE 이고, 이로써 희생 음극 보호부의 보존을 입증한다는 것이 관찰되었다. 이러한 프로세싱 온도 초과에서는, 5 ㎛ 의 두께에 걸쳐 코팅의 상부 부분의 평균 철 함유량이 75 중량% 보다 크고 전기 화학적 포텐셜은 -0.70 V/SCE 로 떨어진다.

그 이후에 27 ㎛ 의 평균 두께를 갖는 코팅의 사용은 900 ℃ 에서 5 분으로 오스테나이트화 (Tm) 의 지속 기간을 증가시킴으로써 이러한 음극 보호부의 보존을 가능하게 한다는 것이 확인되었다.

코팅으로부터 시트로의 마이크로 크랙들의 전파와 관련하여, 두꺼운 금속간 층의 형성은 스틸-코팅 인터페이스에서 관찰되었고, 금속간 층은 오스테나이트화의 마지막에서 여전히 존재한다.

실시예 3 - In 를 갖거나 갖지 않는 Al-Zn-Si-Sn-Fe 코팅들

유사한 부가적인 테스트들이 용융 도금 코팅들이 제공된 1.5 mm 두께의 냉간 압연된 22MnB5 시트들로써 수행되었고, 그 특징은 다음의 표에 제공되고, 그 두께들은 대략 32 ㎛ 이다.

Ref.	%Al	%Zn	%Si	%Sn	%Fe	%In
A	76	10	10	1	3	-
B	66	20	10	1	3	-
C	56	30	10	1	3	-
D	46	40	10	1	3	-
E	45.9	40	10	1	3	0.1

이들 테스트들의 결과들은 본 발명에 의해 추구된 특성들이 실제로 달성된 것을 확인해 줄 것이다.

Claims

희생 음극 보호 코팅이 제공된 스틸 시트로서,
상기 희생 음극 보호 코팅은 5 중량% 내지 50 중량% 의 아연, 0.1 중량% 이상 8 중량% 미만의 규소, 누적 함유량으로 최대 0.3 중량% 의 부가적인 원소들, 또한 0.1 중량% 내지 5 중량% 의 주석, 0.01 중량% 내지 0.5 중량% 의 인듐 및 그 조합들 중에서 선택되는 보호 원소, 나머지는 알루미늄, 2 중량% 내지 5 중량% 의 농도의 철 및 불가피 불순물들로 이루어지고,
상기 부가적인 원소들은 Sb, Pb, Ti, Ca, Mn, La, Ce, Cr, Ni, Zr 및 Bi 중 적어도 하나로 이루어지는, 희생 음극 보호 코팅이 제공된 스틸 시트.
제 1 항에 있어서,
상기 보호 원소는 1 중량% 내지 3 중량% 의 주석인, 희생 음극 보호 코팅이 제공된 스틸 시트.
제 1 항에 있어서,
상기 보호 원소는 0.02 중량% 내지 0.1 중량% 의 인듐인, 희생 음극 보호 코팅이 제공된 스틸 시트.
제 1 항에 있어서,
상기 스틸 시트의 상기 희생 음극 보호 코팅은 20 중량% 내지 40 중량% 의 아연을 포함하는, 희생 음극 보호 코팅이 제공된 스틸 시트.
제 4 항에 있어서,
상기 스틸 시트의 상기 희생 음극 보호 코팅은 20 중량% 내지 30 중량% 의 아연을 포함하는, 희생 음극 보호 코팅이 제공된 스틸 시트.
제 1 항에 있어서,
상기 스틸은 0.15 중량%<C<0.5 중량%, 0.5 중량%<Mn<3 중량%, 0.1 중량%<규소<0.5 중량%, Cr<1 중량%, Ni<0.1 중량%, Cu<0.1 중량%, Ti<0.2 중량%, Al<0.1 중량%, P<0.1 중량%, S<0.05 중량%, 0.0005 중량%<B<0.08 중량% 를 포함하고, 나머지는 상기 스틸의 프로세싱으로 인한 불가피 불순물들 및 철로 이루어지는, 희생 음극 보호 코팅이 제공된 스틸 시트.
제 1 항에 있어서,
상기 희생 음극 보호 코팅은 10 ㎛ 내지 50 ㎛ 의 두께를 갖는, 희생 음극 보호 코팅이 제공된 스틸 시트.
제 1 항에 있어서,
상기 스틸 시트의 상기 희생 음극 보호 코팅은 용융 도금 (hot dipping) 에 의해 얻어지는, 희생 음극 보호 코팅이 제공된 스틸 시트.
희생 음극 보호 코팅이 제공된 스틸 부품의 제조 방법으로서,
- 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 사전에 코팅된 스틸 시트를 제공하는 단계, 그 후에
- 상기 스틸 시트를 절단하여 블랭크를 얻는 단계, 그 후에
- 840 ℃ 내지 950 ℃ 의 오스테나이트화 온도 (Tm) 까지 비보호성 분위기에서 상기 블랭크를 가열하는 단계, 그 후에
- 1 분 내지 8 분의 지속 시간 (tm) 동안 상기 온도 (Tm) 에서 상기 블랭크를 유지하는 단계, 그 후에
- 상기 블랭크를 핫 스탬핑하여 상기 스틸의 마이크로 구조가 마르텐사이트 및 베이나이트로부터 선택된 적어도 하나의 구성 성분을 포함하는 비율로 냉각되는 코팅된 스틸 부품을 얻는 단계,
-상기 온도 (Tm), 상기 시간 (tm), 상기 사전 코팅의 두께, 및 보호 원소들및 아연의 농도들은 상기 부품의 상기 코팅의 상부 부분에서 철의 최종 평균 함유량이 75 중량% 미만이 되도록 선택되는 단계
로 이루어지고 상기 순서대로 실행되는 단계들을 포함하는, 희생 음극 보호 코팅이 제공된 스틸 부품의 제조 방법.
제 9 항에 있어서,
상기 사전 코팅의 두께는 27 ㎛ 이상이고, 상기 사전 코팅의 주석 함유량은 1 중량% 이상이고 상기 사전 코팅의 아연 함유량은 20 중량% 이상인, 희생 음극 보호 코팅이 제공된 스틸 부품의 제조 방법.
제 10 항에 따른 제조 방법에 의해 얻어질 수 있는 희생 음극 보호 코팅이 제공된 스틸 부품.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 시트의 콜드 스탬핑에 의해 얻어질 수 있는 희생 음극 보호 코팅이 제공된 스틸 부품.