KR20180022874A - Lme 문제를 가지지 않는 경화 부품의 제조 방법 - Google Patents

Lme 문제를 가지지 않는 경화 부품의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 경화 부품의 제조 방법에 관한 것으로, 상기 방법은: A) 금속 코팅으로 예비 코팅된 강판을 제공하는 단계로서, 상기 금속 코팅은 2.0 내지 24.0 중량% 의 아연, 1.1 내지 7.0 중량% 의 규소, 선택적으로는 규소의 양이 1.1 ~ 4.0 % 일 때 1.1 내지 8.0 중량% 의 마그네슘, 및 선택적으로는 Pb, Ni, Zr, 또는 Hf 로부터 선택된 추가 원소들을 포함하고, 각 추가 원소의 중량 함량은 0.3 중량% 미만이고, 잔부는 알루미늄 및 불가피한 불순물들 및 잔류 원소들이고, 비 Al/Zn 은 2.9 초과인, 상기 금속 코팅으로 예비 코팅된 강판을 제공하는 단계, B) 는 블랭크를 얻기 위하여 코팅된 상기 강판을 절단하는 단계, C) 강에서 완전 오스테나이트 미세조직을 얻기 위하여 840 ~ 950 ℃ 의 온도에서 상기 블랭크를 열처리하는 단계, D) 상기 블랭크를 프레스 공구 내로 이동시키는 단계, E) 부품을 얻기 위하여 상기 블랭크를 열간 성형하는 단계, F) 마텐자이트 또는 마텐자이토-베이나이트이거나, 적어도 75 % 의 등축 페라이트, 5 내지 20 % 의 마텐자이트, 및 10 % 이하의 베이나이트로 이루어진 강의 미세조직을 얻기 위하여 단계 E) 에서 얻어진 상기 부품을 냉각시키는 단계를 포함한다.

Description

LME 문제를 가지지 않는 경화 부품의 제조 방법{METHOD FOR THE MANUFACTURE OF A HARDENED PART WHICH DOES NOT HAVE LME ISSUES}
본 발명은 금속 코팅으로 코팅된 강판으로부터 시작되는 경화 부품의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명은 특히 자동차의 제조에 매우 적합하다.
아연 기반의 코팅은 이것이 배리어 보호 및 음극 보호 덕분에 부식으로부터 보호될 수 있으므로 일반적으로 사용된다. 배리어 효과는 강 표면에 금속 코팅을 적용하여 얻어진다. 따라서, 금속 코팅은 강과 부식성 분위기 사이의 접촉을 방지한다. 배리어 효과는 코팅 및 기재의 성질과는 무관하다. 반대로, 희생 음극 보호는 아연이 강보다 덜 값비싼 금속이라는 사실에 기초한다. 따라서, 부식이 발생하면, 아연은 강에 비해 우선적으로 소비된다. 음극 보호는 주위 아연이 강 전에 소비되는 절삭 엣지처럼, 강이 부식성 분위기에 직접 노출되는 영역에서 필수적이다.
하지만, 이러한 아연 코팅된 강판에 가열 단계, 예를 들어 프레스 경화 또는 용접이 수행될 때에, 코팅으로부터 확산된 균열들이 강에서 관찰된다. 사실, 가끔, 가열 단계 후에 코팅된 강판에서 균열들의 존재로 인해 금속의 기계적 성질들이 저하된다. 이러한 균열은 이하의 조건으로 나타난다: 고온; 응력 이외에 저융점을 가지는 액체 금속 (예컨대, 아연) 과의 접촉; 벌크 모재 결정립계 (substrate grain bulk and boundary) 와의 용융된 금속의 이종 확산. 이러한 현상의 지정은 액체 금속 관련 균열 (LMAC) 이라 또한 불리는 액체 금속 취화 (LME; liquid metal embrittlement) 이다.
특허 출원 US 2013/0206824 은 적어도 0.4 중량% 의 Mn 을 포함하는 강판으로부터 금속 부식 방지 코팅을 갖는 강 성분을 제조하는 방법을 개시한다. 강판 제품은, 5 내지 600 초 동안 400 내지 1100 ℃ 의 온도에서 -50 ℃ ~ -5 ℃ 의 이슬점에서, 최대 25 부피% 의 H2, 0.1 부피% 내지 10 부피% 의 NH3, H2O, N2, 및 잔부로서 프로세스 관련 불순물을 함유하는 어닐링 분위기 하에서 연속 노에서 어닐링된다. 어닐링된 강판은 내부 코어층의 입자 크기보다 미세한 입자 크기를 갖는 5 내지 200 ㎛ 두께의 니트로화 층을 갖는다. 일단 금속 보호 층으로 코팅되면, 블랭크는 어닐링된 강판으로부터 분리되고, 780 내지 950 ℃ 의 오스테나이트화 온도로 가열되고, 열간 성형되고, 냉각되어, 경화된 구조가 형성된다.
고온에서, 니트로화 층은, 강판 제품에 금속 코팅이 제공될 때에도 생성된 강판에서 취화의 위험을 최소화한다. 강 기재에 적용할 수 있는 금속 코팅은 Zn, Al, Zn-Al, Zn-Mg, Zn-Ni, Zn-Fe, Al-Mg, Al-Si, Zn-Al-Mg 또는 Zn-Al-Mg-Si 에 기초한다.
하지만, 산업적 관점으로부터, 질화 처리 동안 암모니아 가스의 존재로 인해, 라인들이 재설계되어야 한다. 실제로, 이 단계는 이러한 가스의 누출을 방지하기 위하여 밀폐된 박스에서 행해져야 한다. 이러한 밀폐된 박스는 생산하기 어려워 생산 비용의 증가를 초래한다. 게다가, 부식성 암모니아를 핸들링할 수 있는 재료를 찾기가 어렵다. 추가로, 질화 처리가 코팅된 부품을 제조하는 방법에 추가된다. 따라서, 이러한 방법의 지속 기간이 길어져 생산성의 손실을 초래한다. 마지막으로, 니트로화 층은 용융 아연 도금이 실현될 때에 아연 코팅의 습윤성을 억제한다.
본 발명의 목적은 LME 문제를 가지지 않는 경화 부품의 제조 방법을 제공하는 것이다. 특히, 고온 성형에 의해 생성된 LME 문제를 가지지 않는 부품을 얻기 위하여 구현하기 쉬운 방법을 이용가능하게 하는 것을 목표로 한다.
이러한 목적은 청구항 1 에 따른 경화 부품의 제조 방법을 제공함으로써 달성된다. 또한, 방법은 청구항 2 내지 청구항 23 의 특성들을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 청구항 25 에 따른 부품을 커버한다. 또한, 부품은 청구항 24 내지 청구항 30 의 특성들을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 청구항 31 에 따른 자동차의 제조를 위한 이러한 부품의 용도를 커버한다.
본 발명의 다른 특성들 및 이점들은 본 발명의 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
본 발명을 설명하기 위하여, 특히 이하의 도면을 참조하여 비제한적인 실시예들의 여러 실시형태들과 실험들이 설명될 것이다.
도 1 은 2.0 내지 24.0 질량% 의 아연, 1.1 내지 7.0 질량% 의 규소, 및 선택적으로는 규소의 양이 1.1 ~ 4.0 % 일 때 마그네슘을 포함하는 본 발명에 따른 조성의 개략도를 도시한다.
명칭 "강" 또는 "강판" 은 부품이 500 MPa 이상, 바람직하게는 1000 MPa 이상, 유리하게는 1500 MPa 이상의 보다 높은 인장 강도를 달성하게 하는 조성을 가지는 프레스 경화 프로세스용 강판을 의미한다. 강판의 중량 조성은 바람직하게는 다음과 같다: 0.03 % ≤ C ≤ 0.50 %; 0.3 % ≤ Mn ≤ 3.0 %; 0.05 % ≤ Si ≤ 0.8 %; 0.015 % ≤ Ti ≤ 0.2 %; 0.005 % ≤ Al ≤ 0.1 %; 0 % ≤ Cr ≤ 2.50 %; 0 % ≤ S ≤ 0.05 %; 0 % ≤ P ≤0.1 %; 0 % ≤ B　≤ 0.010 %; 0 % ≤ Ni ≤ 2.5 %; 0 % ≤ Mo ≤ 0.7 %; 0 % ≤ Nb ≤ 0.15 %; 0 % ≤ N ≤ 0.015 %; 0 % ≤ Cu ≤ 0.15 %; 0 % ≤ Ca ≤ 0.01 %; 0 % ≤ W ≤ 0.35 %, 잔부는 강의 제조로부터의 철 및 불가피한 불순물들이다.
예를 들어, 강판은 이하의 조성을 갖는 22MnB5 이다: 0.20% ≤ C ≤ 0.25%; 0.15% ≤ Si ≤ 0.35%; 1.10% ≤ Mn ≤ 1.40%; 0% ≤ Cr ≤ 0.30%; 0% ≤ Mo ≤0.35%; 0% ≤ P ≤ 0.025%; 0% ≤ S ≤ 0.005%; 0.020% ≤ Ti ≤ 0.060%; 0.020% ≤ Al ≤ 0.060%; 0.002% ≤ B ≤ 0.004%, 잔부는 강의 제조로부터의 철 및 불가피한 불순물이다.
강판은 이하의 조성을 갖는 Usibor®2000 일 수 있다: 0.24% ≤ C ≤ 0.38%; 0.40% ≤ Mn ≤ 3%; 0.10% ≤ Si ≤ 0.70%; 0.015% ≤ Al ≤ 0.070%; 0 % ≤ Cr ≤ 2%; 0.25% ≤ Ni ≤ 2%; 0.020% ≤ Ti ≤ 0.10%; 0% ≤ Nb ≤ 0.060%; 0.0005% ≤ B ≤ 0.0040%; 0.003% ≤ N ≤ 0.010%; 0.0001% ≤ S ≤ 0.005%; 0.0001% ≤ P ≤ 0.025%; 티타늄과 질소의 함량은 Ti/N > 3.42 을 만족시키고; 탄소, 망간, 크롬 및 규소의 함량은 다음을 만족시키는 것으로 이해되고:
Figure pct00001
조성은 선택적으로 하나 이상의 다음을 포함한다: 0.05% ≤ Mo ≤ 0.65%; 0.001% ≤ W ≤ 0.30%; 0.0005% ≤ Ca ≤ 0.005%, 잔부는 강의 제조로부터의 철 및 불가피한 불순물들이다.
예를 들어, 강판은 이하의 조성을 갖는 Ductibor®500 이다: 0.040% ≤ C ≤ 0.100%; 0.80% ≤ Mn ≤ 2.00%; 0% ≤ Si ≤ 0.30%; 0% ≤ S ≤ 0.005%; 0% ≤ P ≤ 0.030%; 0.010% ≤ Al ≤ 0.070%; 0.015% ≤ Nb ≤ 0.100%; 0.030% ≤ Ti ≤ 0.080%; 0% ≤ N ≤ 0.009%; 0% ≤ Cu ≤ 0.100%; 0% ≤ Ni ≤ 0.100%; 0% ≤ Cr ≤ 0.100%; 0% ≤ Mo ≤ 0.100%; 0% ≤ Ca ≤ 0.006%, 잔부는 강의 제조로부터의 철 및 불가피한 불순물들이다.
강판은 예를 들어 0.7 ~ 3.0 mm 일 수 있는 원하는 두께에 따라 열간 압연 및 선택적으로는 냉간 압연에 의해 얻어질 수 있다.
본 발명은 LME 문제를 가지지 않는 경화 부품의 제조 방법에 관한 것이다. 우선, 이러한 방법은 금속 코팅으로 예비 코팅된 강판의 제공을 포함하고, 상기 금속 코팅은 2.0 내지 24.0 중량% 의 아연, 1.1 내지 7.0 중량% 의 규소, 선택적으로는 규소의 양이 1.1 ~ 4.0 중량% 일 때 1.1 내지 8.0 중량% 의 마그네슘, 및 선택적으로는 Pb, Ni, Zr, 또는 Hf 로부터 선택된 추가의 원소들을 포함하고, 각 추가 원소의 중량 함량은 0.3 중량% 미만이고, 잔부는 알루미늄 및 불가피한 불순물들 및 잔류 원소들이고, 비 Al/Zn 는 2.9 초과이다.
코팅 조성은 도 1 에 도시된다. 본 발명에 따라, 코팅은 선택적으로는 규소의 양이 1.1 ~ 4.0 중량% 일 때 1.1 내지 8.0 중량% 의 마그네슘을 포함한다. 마그네슘의 선택적 존재는 이러한 도면에 회색으로 표시된다.
어떠한 이론에도 구속됨 없이, 이러한 조건이 충족되지 않으면, Zn-풍부 상이 너무 많고 액체 아연이 강/코팅 계면을 향해 확산되어 강의 거시적 균열을 형성할 수 있으므로 LME 문제가 나타날 것으로 보인다.
바람직하게는, 금속 코팅은 Cr, Mn, Ti, Ce, La, Nd, Pr, Ca, Bi, In, Sn 및 Sb 또는 이들의 조합 중에서 선택된 원소들을 포함하지 않는다. 다른 바람직한 실시형태에서, 금속 코팅은 이하의 화합물 중 어느 하나도 포함하지 않는다: Cr, Mn, Ti, Ce, La, Nd, Pr, Ca, Bi, In, Sn 및 Sb. 실제로, 어떠한 이론에도 구속됨 없이, 이러한 화합물이 코팅에 존재할 때에, 코팅의 필수 원소들과의 화합물의 가능한 상호작용으로 인해 전기화학 포텐셜과 같은 코팅의 특성들이 변경되는 위험이 존재하는 것으로 보인다.
바람직하게는, 비 Al/Zn 는 5 ~ 9 이다. 어떠한 이론에도 구속됨 없이, 비 Al/Zn 가 5 ~ 9 가 아니면, 아연이 더 이상 알루미늄 기지에서 고용체로 존재하지 않고 Zr-풍부 상이 형성되기 시작하므로, LME 문제의 감소가 덜 중요해진다는 위험이 존재하는 것이 밝혀졌다.
바람직하게는, 비 Zn/Si 는 2.9 ~ 8 이다. 어떠한 이론에도 구속됨 없이, 비 Zn/Si 가 2.9 ~ 8 가 아니면, Zn-풍부 상들의 비율이 코팅 내에서 조금 많이 높아지므로, LME 문제의 감소가 덜 중요해진다는 위험이 존재하는 것이 밝혀졌다.
유리하게는, 코팅은 2.0 내지 5.0 중량%, 바람직하게는 2.1 내지 4.9 중량% 의 규소를 포함한다. 다른 바람직한 실시형태에서, 코팅은 1.5 내지 3.5 중량% 의 규소를 포함한다. 다른 바람직한 실시형태에서, 코팅은 4.5 내지 5.5 중량% 의 규소를 포함한다.
바람직하게는, 코팅은 5.0 내지 19.0 중량%, 바람직하게는 5.0 내지 15.0 중량%, 유리하게는 10.0 내지 15.0 중량% 의 아연을 포함한다.
유리하게는, 규소의 양이 1.1 ~ 4.0 중량% 인 경우, 코팅은 0.5 내지 3.0 중량%, 바람직하게는 1.0 내지 2.9 중량% 의 마그네슘을 포함할 수 있다. 다른 바람직한 실시형태에서, 코팅은 3.1 내지 8.0 중량%, 바람직하게는 4.0 내지 8 중량% 의 마그네슘을 포함한다.
유리하게는, 코팅은 71 중량% 초과, 바람직하게는 76 중량% 초과의 알루미늄을 포함한다.
코팅은 당업자에게 공지된 임의의 방법들, 예를 들어 용융 아연 도금 프로세스, 전기 아연 도금 프로세스, 제트 증기 증착 (jet vapor deposition) 과 같은 물리적 증착 또는 스퍼터링 마그네트론 (sputtering magnetron) 에 의해 증착될 수 있다. 바람직하게는, 코팅은 용융 아연 도금 프로세스에 의해 증착된다. 이러한 프로세스에서, 압연에 의해 얻어진 강판은 용융 금속 욕 내에 침지된다.
욕은 아연, 규소, 알루미늄 및 선택적으로는 마그네슘을 포함한다. 이는 Pb, Ni, Zr, 또는 Hf 로부터 선택된 추가 원소들을 포함할 수 있고, 각 추가 원소의 중량 함량은 0.3 중량% 미만이다. 이러한 추가 원소들은 그 중에서도 연성, 강판에 대한 코팅 점착성을 향상시킬 수 있다.
욕은 또한 용융 욕에서 강판의 통과로부터의 또는 잉곳들을 피딩하는 것으로부터의 불가피한 불순물들 및 잔류 원소들을 함유할 수 있다. 잔류 원소는 최대 3.0 중량% 함량을 갖는 철일 수 있다.
코팅의 두께는 일반적으로 5 ~ 50 ㎛, 바람직하게는 10 ~ 35 ㎛, 유리하게는 12 ~ 18 ㎛ 또는 26 ~ 31㎛ 이다. 욕 온도는 일반적으로 580 ~ 660 ℃ 이다.
코팅의 증착 후에, 강판은 일반적으로 코팅된 강판의 양면에 가스를 분사하는 노즐들로 와이핑된다. 코팅된 강판은 그런 다음 냉각된다. 바람직하게는, 응고의 시작과 응고의 종료 사이의 냉각 속도는 15 ℃.s-1 이상이다. 유리하게는, 응고의 시작과 종료 사이의 냉각 속도는 20 ℃.s-1 이상이다.
그런 다음, 스킨-패스 (skin-pass) 가 실현될 수 있고, 또한 코팅된 강판을 가공 경화시키고 러프니스를 부여해 후속 성형을 용이하게 한다. 예를 들어 점착 결합 또는 내식성을 향상시키기 위하여 탈지 및 표면 처리가 적용될 수 있다.
그런 다음, 코팅된 강판은 블랭크를 얻기 위하여 절단된다. 열처리는 일반적으로 840 ~ 950 ℃, 바람직하게는 880 ~ 930 ℃ 의 오스테나이트화 온도 (Tm) 에서 비보호성 분위기 하의 노 내에서 블랭크에 적용된다. 유리하게는, 상기 블랭크는 1 ~ 12 분, 바람직하게는 3 ~ 9 분의 드웰 시간 (tm) 동안 유지된다. 열간 성형 전 열처리 동안, 코팅은 부식, 연마, 마모 및 피로에 대한 높은 저항성을 가지는 합금 층을 형성한다.
그런 다음, 열처리 후에, 블랭크는 공구를 열간 성형하기 위해 이동되고, 600 ~ 830 ℃ 의 온도에서 열간 성형된다. 열간 성형은 핫-스태핑 및 롤-성형을 포함한다. 바람직하게는, 블랭크는 핫-스탬핑된다. 그런 다음, 부품은 열간 성형 공구에서 냉각되거나 특정 냉각 공구로 이동한 후에 냉각된다.
냉각 속도는 강 조성에 따라 제어되어, 열간 성형 후의 최종 미세조직이 대부분 마텐자이트를 포함하고, 바람직하게는 마텐자이트, 또는 마텐자이트 및 베이나이트를 포함하거나, 적어도 75 % 의 등축 페라이트, 5 ~ 20 % 의 마텐자이트 및 10 % 이하의 베이나이트로 이루어진다.
따라서, 본 발명에 따라 LME 가 없는 경화 부품이 얻어진다.
바람직하게는, 부품의 코팅의 미세조직은 상호 확산층 Fe+Fe3Al, 용해된 Si 및 Zn 을 포함하는 AlFe 금속간 상들, 바이너리 Zn-Al 및 Si-풍부 상들을 포함한다. 마그네슘이 코팅 내에 존재할 때에, 미세조직은 또한 Zn2Mg 상 및/또는 Mg2Si 상을 포함한다.
바람직한 실시형태에서, 부품은 가변적인 두께를 가지는 프레스 경화된 강 부품이고, 즉 본 발명의 프레스 경화된 강 부품은 균일하지 않지만 가변적일 수 있는 두께를 가질 수 있다. 실제로, 외부 응력에 가장 노출되는 구역들에서 원하는 기계적 저항 레벨을 달성할 수 있고, 또한 프레스 경화 부품의 다른 구역들에서 중량을 세이브 (save) 하여 차량 중량 감소에 기여할 수 있다. 특히, 불균일한 두께를 가지는 부품들은 연속적인 가요성 압연에 의해, 즉 압연 프로세스 동안 롤러들을 통해 판에 가해진 하중과 관련하여 압연 후에 얻어진 판 두께가 압연 방향으로 가변적인 프로세스에 의해 생성될 수 있다.
따라서, 본 발명의 조건 내에서, 예를 들어 맞춤식 압연 블랭크를 얻기 위하여 다양한 두께를 갖는 차량 부품들을 유리하게는 제조할 수 있다. 구체적으로, 부품은, 전방 레일, 시트 크로스 부재, 사이드 실 부재, 대시 패널 크로스 부재, 전방 플로어 보강재, 후방 플로어 크로스 부재, 후방 레일, B-필러, 도어 링 또는 샷건일 수 있다.
자동차 적용의 경우에, 인산염처리 단계 후, 부품은 e-코팅 욕 내에 침지된다. 일반적으로, 인산염 층의 두께는 1 ~ 2 ㎛ 이고, e-코팅층의 두께는 15 ~ 25 ㎛ 이고, 바람직하게는 20 ㎛ 이하이다. 전기이동 층은 부식에 대한 추가의 보호를 보장한다.
e-코팅 단계 후에, 다른 페인트 층들, 예를 들어 페인트의 프라이머 코트, 베이스코트 층 및 탑 코트 층이 증착될 수 있다.
부품 상의 e-코팅을 적용하기 전에, 부품은 전기이동의 점착을 보장하기 위하여 미리 탈지되어 인산염처리된다.
본 발명은 지금부터 오로지 정보를 위해 수행된 실험들에서 설명될 것이다. 이것들은 비제한적이다.
실시예
모든 샘플들에 대하여, 사용된 강판은 22MnB5 이다. 강의 조성은 다음과 같다: C = 0.2252 %; Mn = 1.1735 %; P = 0.0126 %; S = 0.0009 %; N = 0.0037 %; Si = 0.2534 %; Cu = 0.0187 %; Ni = 0.0197 %; Cr = 0.180 %; Sn = 0.004 %; Al = 0.0371 %; Nb = 0.008 %; Ti = 0.0382 %; B = 0.0028 %; Mo = 0.0017 %; As = 0.0023 % 및 V = 0.0284 %.
모든 코팅들은 용융 아연 도금 프로세스에 의해 증착되었다.
실시예 1: 내균열성 테스트
이 테스트는 프레스 경화 프로세스 동안 열간 성형 후에 얻을 수 있는 균열들의 존재를 결정하기 위해 사용된다.
실험 1 내지 실험 10 은 준비되어 내균열성 테스트를 받았다.
이를 위하여, 코팅된 실험들이 블랭크를 얻기 위하여 절단되었다. 그런 다음, 블랭크들은 5 ~ 10 분의 가변적인 드웰 시간 동안 900 ℃ 의 온도에서 가열되었다. 블랭크들은 프레스 공구 내로 이동되었고 오메가 형상을 가지는 부품들을 얻기 위하여 핫-스탬핑되었다. 그런 다음, 부품들은 마텐자이트 변형에 의한 경화를 얻기 위하여 냉각되었다.
마침내, 부품들의 변형된 섹션이 절단되었다. 그런 다음, 균열들의 존재가 SEM (주사 전자 현미경) 에 의해 분석되었다. 0 은 우수함, 즉 균열이 전혀 없음을 의미하고; 1 은 0 ~ 50 ㎛ 의 깊이를 가지는 미세균열들이 있다는 것을 의미하고, 2 는 매우 나쁨, 즉 50 ㎛ 초과의 깊이를 가지는 거대균열들이 있음을 의미한다. 결과들은 이하의 표 1 에 나타내어진다:
Figure pct00002

본 발명에 따른 모든 실험들 (실험 7 내지 실험 10) 은 핫-스탬핑 동안 우수한 거동을 나타냈다. 실제로, 실험 1 내지 실험 6 과 대조적으로 본 발명에 따른 부품들에는 균열이 나타나지 않았다.
실시예 2: 공구 열화 테스트
이 테스트는 핫-스탬핑 후에 프레스 공구 내에서 스크래치 및 코팅 스미어링 (coating smearing) 의 존재를 결정하기 위해 사용된다.
따라서, 프레스 공구는 실시예 1 에서 준비된 실험들 1, 2, 4 및 7 내지 10 의 핫-스탬핑 후에 육안으로 분석되었다. 0 은 우수함, 즉 프레스 공구에 공구 열화도 없고 코팅 스미어링도 없다는 것을 의미한다; 1 은 프레스 공구에 스크레치들과 약간의 코팅 스미어링이 있음을 의미하고, 2 는 매우 나쁨, 즉 프레스 공구에 심한 스크래치들과 중요한 코팅 스미어링이 있음을 의미한다. 결과들은 이하의 표 2 에 나타내어진다:
Figure pct00003
본 발명에 다른 실험들 14 내지 실험들 17 은 실험 11 내지 실험 13 과 대조적으로 프레스 공구에서 우수한 거동을 갖는다.

Claims (31)

  1. 경화 부품의 제조 방법으로서,
    A) 금속 코팅으로 예비 코팅된 강판을 제공하는 단계로서, 상기 금속 코팅은 2.0 내지 24.0 중량% 의 아연, 1.1 내지 7.0 중량% 의 규소, 선택적으로는 규소의 양이 1.1 ~ 4.0 % 일 때 1.1 내지 8.0 중량% 의 마그네슘, 및 선택적으로는 Pb, Ni, Zr, 또는 Hf 로부터 선택된 추가 원소들을 포함하고, 각 추가 원소의 중량 함량은 0.3 중량% 미만이고, 잔부는 알루미늄 및 불가피한 불순물들 및 잔류 원소들이고, 비 Al/Zn 은 2.9 초과인, 상기 금속 코팅으로 예비 코팅된 강판을 제공하는 단계,
    B) 블랭크를 얻기 위하여 코팅된 상기 강판을 절단하는 단계,
    C) 강에서 완전 오스테나이트 미세조직을 얻기 위하여 840 ~ 950 ℃ 의 온도에서 상기 블랭크를 열처리하는 단계,
    D) 상기 블랭크를 프레스 공구 내로 이동시키는 단계,
    E) 부품을 얻기 위하여 상기 블랭크를 열간 성형하는 단계,
    F) 마텐자이트 또는 마텐자이토-베이나이트 (martensito-bainitic) 이거나, 적어도 75 % 의 등축 페라이트, 5 내지 20 % 의 마텐자이트, 및 10 % 이하의 베이나이트로 이루어진 강의 미세조직을 얻기 위하여 단계 E) 에서 얻어진 상기 부품을 냉각시키는 단계를 포함하는, 경화 부품의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    비 Al/Zn 은 5 ~ 9 인, 경화 부품의 제조 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    비 Zn/Si 는 2.9 ~ 8 인, 경화 부품의 제조 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속 코팅은 2.0 내지 5.0 중량% 의 규소를 포함하는, 경화 부품의 제조 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 금속 코팅은 2.1 내지 4.9 중량% 의 규소를 포함하는, 경화 부품의 제조 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속 코팅은 1.5 내지 3.5 중량% 의 규소를 포함하는, 경화 부품의 제조 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속 코팅은 4.5 내지 5.5 중량% 의 규소를 포함하는, 경화 부품의 제조 방법.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속 코팅은 5.0 내지 19.0 중량% 의 아연을 포함하는, 경화 부품의 제조 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 금속 코팅은 5.0 내지 15.0 중량% 의 아연을 포함하는, 경화 부품의 제조 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 금속 코팅은 10.0 내지 15.0 중량% 의 아연을 포함하는, 경화 부품의 제조 방법.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속 코팅은 0.5 내지 3.0 중량% 의 마그네슘을 포함하는, 경화 부품의 제조 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 금속 코팅은 1.0 내지 2.9 중량% 의 마그네슘을 포함하는, 경화 부품의 제조 방법.
  13. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속 코팅은 3.1 내지 8.0 중량% 의 마그네슘을 포함하는, 경화 부품의 제조 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 금속 코팅은 4.0 내지 8.0 중량% 의 마그네슘을 포함하는, 경화 부품의 제조 방법.
  15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속 코팅은 71 중량% 초과의 알루미늄을 포함하는, 경화 부품의 제조 방법.
  16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속 코팅은 76 중량% 초과의 알루미늄을 포함하는, 경화 부품의 제조 방법.
  17. 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속 코팅의 두께는 5 ~ 50 ㎛ 인, 경화 부품의 제조 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 두께는 10 ~ 35 ㎛ 인, 경화 부품의 제조 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 두께는 12 ~ 18 ㎛ 인, 경화 부품의 제조 방법.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 두께는 26 ~ 31 ㎛ 인, 경화 부품의 제조 방법.
  21. 제 1 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속 코팅은 Cr, Mn, Ti, Ce, La, Nd, Pr, Ca, Bi, In, Sn 및 Sb 또는 이들의 조합 중에서 선택된 원소들을 포함하지 않는, 경화 부품의 제조 방법.
  22. 제 1 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서,
    단계 C) 는 불활성 분위기 또는 공기를 포함하는 분위기에서 1 ~ 12 분의 드웰 시간 동안 수행되는, 경화 부품의 제조 방법.
  23. 제 1 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서,
    단계 E) 동안, 상기 블랭크는 600 ~ 830 ℃ 의 온도에서 열간 성형되는, 경화 부품의 제조 방법.
  24. 제 1 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 따른 경화 부품의 제조 방법으로부터 얻어질 수 있는 금속 코팅으로 코팅된 부품.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 금속 코팅의 미세조직은 상호 확산층 Fe+Fe3Al, 용해된 Si 및 Zn 을 함유하는 AlFe 금속간 상들, 바이너리 Zn-Al 및 Si-풍부 상들을 포함하는, 부품.
  26. 제 24 항 또는 제 25 항에 있어서,
    상기 금속 코팅의 미세조직은 Zn2Mg 상 또는 Mg2Si 상 또는 Zn2Mg 상 및 Mg2Si 상 모두를 포함하는, 부품.
  27. 제 24 항 내지 제 26 항 중 어느 한 항에 있어서,
    가변적인 두께를 가지는 경화된 강 부품인, 부품.
  28. 제 27 항에 있어서,
    상기 가변적인 두께는 연속적인 가요성 압연 프로세스에 의해 생성되는, 부품.
  29. 제 24 항 내지 제 28 항 중 어느 한 항에 있어서,
    맞춤식 (tailored) 압연 블랭크인, 부품.
  30. 제 24 항 내지 제 29 항 중 어느 한 항에 있어서,
    전방 레일, 시트 크로스 부재 (seat cross member), 사이드 실 부재 (side sill member), 대시 패널 크로스 부재, 전방 플로어 보강재, 후방 플로어 크로스 부재, 후방 레일, B-필라, 도어 링 또는 샷건인, 부품.
  31. 자동차의 제조를 위한 제 1 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 따른 경화 부품의 제조 방법에 따라 얻을 수 있는 부품 또는 제 24 항 내지 제 30 항 중 어느 한 항에 따른 부품의 용도.
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