KR20190036119A - 도금층 쏠림이 방지된 통전 가열 열간성형 방법 및 이에 의해 제조된 열간성형용 강판 - Google Patents

도금층 쏠림이 방지된 통전 가열 열간성형 방법 및 이에 의해 제조된 열간성형용 강판 Download PDF

Info

Publication number
KR20190036119A
KR20190036119A KR1020170124971A KR20170124971A KR20190036119A KR 20190036119 A KR20190036119 A KR 20190036119A KR 1020170124971 A KR1020170124971 A KR 1020170124971A KR 20170124971 A KR20170124971 A KR 20170124971A KR 20190036119 A KR20190036119 A KR 20190036119A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
steel sheet
aluminum
plating layer
heating
heat treatment
Prior art date
Application number
KR1020170124971A
Other languages
English (en)
Inventor
김영태
Original Assignee
현대자동차주식회사
기아자동차주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대자동차주식회사, 기아자동차주식회사 filed Critical 현대자동차주식회사
Priority to KR1020170124971A priority Critical patent/KR20190036119A/ko
Priority to CN201711257984.1A priority patent/CN109554661A/zh
Priority to US15/831,683 priority patent/US20190093189A1/en
Publication of KR20190036119A publication Critical patent/KR20190036119A/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D22/00—Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
    • B21D22/02—Stamping using rigid devices or tools
    • B21D22/022—Stamping using rigid devices or tools by heating the blank or stamping associated with heat treatment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D37/00—Tools as parts of machines covered by this subclass
    • B21D37/16—Heating or cooling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D43/00—Feeding, positioning or storing devices combined with, or arranged in, or specially adapted for use in connection with, apparatus for working or processing sheet metal, metal tubes or metal profiles; Associations therewith of cutting devices
    • B21D43/28—Associations of cutting devices therewith
    • B21D43/287—Devices for handling sheet or strip material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/34—Methods of heating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/34—Methods of heating
    • C21D1/40—Direct resistance heating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0247—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the heat treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0278—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips involving a particular surface treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/46—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for sheet metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C10/00—Solid state diffusion of only metal elements or silicon into metallic material surfaces
    • C23C10/28—Solid state diffusion of only metal elements or silicon into metallic material surfaces using solids, e.g. powders, pastes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C10/00—Solid state diffusion of only metal elements or silicon into metallic material surfaces
    • C23C10/60—After-treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/04—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor characterised by the coating material
    • C23C2/12—Aluminium or alloys based thereon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/26—After-treatment
    • C23C2/28—Thermal after-treatment, e.g. treatment in oil bath
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0278—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips involving a particular surface treatment
    • C21D8/0284—Application of a separating or insulating coating

Abstract

본 발명은 도금층 쏠림이 방지된 통전 가열 열간성형 방법 및 이에 의해 제조된 열간성형용 강판에 관한 것으로서, 열간성형 공정 중 알루미늄계 도금층을 포함하는 강판을 통전가열하기 전 열처리하는 것을 통하여 알루미늄계 도금층에 알루미늄-철 금속간 화합물을 포함하는 것에 의하여 통전을 통한 가열하는 단계에서 도금층의 쏠림현산을 방지하는 도금층 쏠림이 방지된 통전 가열 열간성형 방법 및 이에 의해 제조된 열간성형용 강판에 관한 것이다.
상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 의하면, 강판을 열처리하는 열처리 단계; 상기 열처리된 강판에 전류를 인가하여, 상기 열처리된 강판을 가열하는 가열 단계; 상기 가열된 강판이 프레스 가공되어 성형되는 프레스성형 단계; 상기 성형된 강판이 냉각되는 냉각 단계;를 포함하는 도금층 쏠림이 방지된 통전 가열 열간성형 방법을 제공한다.

Description

도금층 쏠림이 방지된 통전 가열 열간성형 방법 및 이에 의해 제조된 열간성형용 강판 {ELECTRICAL HEATED HOT FORMING METHOD TO PROTECT INCLINE OF COAT LAYER AND STEEL SHEET MANUFACTURED BY THE METHOD THEREOF}
본 발명은 도금층 쏠림이 방지된 통전 가열 열간성형 방법 및 이에 의해 제조된 열간성형용 강판에 관한 것으로서, 열간성형 공정 중 알루미늄계 도금층을 포함하는 강판을 통전가열하기 전 열처리하는 것을 통하여 알루미늄계 도금층에 알루미늄-철 금속간 화합물을 포함하며, 이에 의하여 통전을 통한 가열하는 단계에서 도금층의 쏠림현상을 방지하는 도금층 쏠림이 방지된 통전 가열 열간성형 방법 및 이에 의해 제조된 열간성형용 강판에 관한 것이다.
최근, 세계적으로 환경문제가 대두되고 있는 바, 산업 전 범위에서 이러한 문제에 대응하기 위하여 연료절감을 하는 방법을 찾아 나서고 있다. 연료 절감을 이룩하기 위하여, 자동차 산업분야에서 제시하는 해결책으로 자동차 엔진의 효율의 향상과 자동차의 경량화가 있다. 차량을 경량화 하게 되면 자동차의 연비를 늘릴 수 있는 좋은 대책이 될 수 있다. 그러나, 자동차의 경량화를 하게 되면 차량에서 요구되는 강도와 내구성을 만족시키지 못하는 문제가 발생하게 된다. 따라서, 이를 해결하는 것이 자동차 산업의 최대 목표가 되고 있다.
따라서, 자동차 업계는 유럽규제 기준, 2021년까지 이산화탄소 배출량을 현재 대비, 27% 수준인 95 g/km으로 저감하는 것을 목표로 다양한 친환경 차량을 개발하고 있다. 또한, 2025년 미국 기업평균연비 규제치 (CAFE, Corporate Average Fuel Economy) 54.5 mpg (23.2 km/l)를 만족하기 위해 자동차 메이커들은 다운사이징, 연비향상 기술 개발에 매진하고 있다.
통상적으로, 부품수의 증대 또는 중량의 증가에 대응하기 위하여 소재를 경량화한다. 이때 경량화하는 방법으로 소재의 고강도화 또는 소재표면을 경화하기 위한 열처리 기술을 많이 이용한다. 그 중에 열간성형 공정은 차량에 사용되는 부품 등의 강도를 향상시키기 위한 제조방법으로 많이 이용되고 있다. 구체적으로 살펴보면, 열간성형 공정은 열경화형으로 설계된 강판을 오스테나이트화 온도 이상으로 고온 가열한 뒤, 냉각채널을 가진 금형으로 상온 급랭과 동시에 프레스하여, 제품의 형상과 강의 조직변화를 통해 고강도 난성형 부품을 얻는 제조방법이다.
일반적으로 차량의 경량화를 위하여 열간성형 공법 적용에 대한 요구가 증가하고 있으나, 열간성형 공정의 특성상 높은 제조원가로 인하여 차량에 이용되는 다양한 부품에 적용하기 어려운 문제점이 있었다. 도 1은 종래기술에 따른 열간성형 강판의 제조방법의 순서도이다. 종래기술로 일반적인 열간성형 공법은 상기 도1과 같이 블랭크 강판 준비 단계(S11), 가열 단계(S13), 열간성형 단계(S15) 및 레이져 트림 단계(S17)의 순으로 진행된다. 종래기술의 가열단계는 가스 또는 전기 즉, 간접가열원을 이용하는 방법이다. 그러나, 상기 간접가열원을 이용하는 방법은 열효율이 낮을 뿐 아니라 가열로를 설치하는 비용이 높은 문제점이 있었다.
따라서, 상기 문제점을 해결하기 위하여 종래기술은 열간성형을 하기 위한 강판에 직접 전기를 통전하여 상기 강판의 자체 저항을 이용하여 발열을 시켰다. 도2는 종래기술에 따른 통전가열을 통한 열간성형 강판의 제조방법 순서도이다. 상기 도2와 같이 종래기술은 블랭크 강판 준비 단계(S21), 통전 가열 단계(S23), 열간성형 단계(S25) 및 레이져 트림 단계(S27)의 순으로 진행된다. 상기 통전 가열 단계는 일반전인 가열단계에 비하여 강판 자체의 저항을 이용하여 발열하는 방법에 해당하여 간접가열원에 비하여 열효율이 향상되는 장점이 있었다.
다만, 종래기술의 열간성형 공법에서 일반적으로 사용되는 소재는 알루미늄계 도금층을 포함하는 강판에 해당한다. 그러나, 통전 가열 단계에서 상기 알루미늄계 도금층을 포함한 강판에 통전을 시키는 경우, 통전시 발생하는 자기력에 의하여 용융된 도금재가 쏠림리는 현상이 발생하여 통전 가열을 하지 못하는 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 종래기술은 아연계 도금층을 포함하는 강판을 사용하여 통전 가열 단계에서 발생하는 쏠림 문제를 해결하였지만, 상기 아연계 도금층을 포함하는 강판은 알루미늄계 도금층을 포함하는 강판에 비하여 낮은 내식성 등을 갖는 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로 통전가열단계에서 알루미늄계 도금층을 포함한 강판의 쏠림 현상을 방지하여 내식성 등를 향상시키기 위하여 안출된 것이다.
본 발명은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 알루미늄계 도금층을 포함하는 강판을 통전 가열하기 전 열처리하는 것을 통하여, 상기 도금층의 쏠림 현상을 방지하여 핫스템핑 공정에서의 에너지 효율을 증가시키는 동시에 생산비용을 절감할 수 있는 도금층 쏠림이 방지된 통전 가열 열간성형 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 상기 알루미늄계 도금층을 포함하는 강판을 이용함으로써, 방청성과 용접성이 향상되는 것뿐만 아니라 크랙의 발생을 감소시키는 도금층 쏠림이 방지된 통전 가열 열간성형에 의해 제조된 열간성형용 강판을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 본 발명의 기재로부터 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 의하면, 강판을 열처리하는 열처리 단계; 상기 열처리된 강판에 전류를 인가하여, 상기 열처리된 강판을 가열하는 가열 단계; 상기 가열된 강판이 프레스 가공되어 성형되는 프레스성형 단계; 상기 성형된 강판이 냉각되는 냉각 단계;를 포함하는 도금층 쏠림이 방지된 통전 가열 열간성형 방법을 제공한다.
본 발명에 있어서, 상기 강판의 표면은 알루미늄계 도금층을 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 도금층은 상기 열처리단계에 의하여 알루미늄-철 합금화되는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 알루미늄-철 합금화에 의하여 상기 도금층은 금속간 화합물인 Al13Fe4을 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 도금층의 철 함량은 24 at% 이상인 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 열처리 단계의 온도는 600℃ 내지 660℃인 것을 이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 열처리 단계의 시간은 5분 이상인 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 열처리 단계는 상소둔 (Batch Annealing Furnace, BAF)방식인 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 프레스성형 단계와 상기 냉각 단계는 동시에 실행되는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 냉각 단계 이후, 상기 냉각된 강판이 커팅되는 커팅 단계;를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 커팅 단계는 레이져를 이용하여 커팅되는 것이 바람직하다.
한편, 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 의하면, 상기 방법으로 제조된 강판으로서, 상기 강판의 표면에 알루미늄계 도금층을 포함하는 것을 특징으로 하는 도금층 쏠림이 방지된 통전 가열 열간성형용 강판을 제공한다.
본 발명에 있어서, 상기 도금층은 알루미늄-철 합금화된 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 알루미늄-철 합금화에 의하여, 상기 도금층은 금속간 화합물인 Al13Fe4을 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 도금층의 철 함량은 24 at% 이상인 것이 바람직하다.
본 발명의 도금층 쏠림이 방지된 통전 가열 열간성형 방법에 의하면, 알루미늄계 도금층을 포함하는 강판을 통전가열하기 전 열처리하는 것을 통하여, 상기 도금층의 쏠림 현상을 방지하여 핫스템핑 공정에서의 에너지 효율을 증가시키는 동시에 생산비용을 절감할 수 있는 도금층 쏠림이 방지된 통전 가열 열간성형 방법을 제공하는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 도금층 쏠림이 방지된 통전 가열 열간성형에 의해 제조된 열간성형용 강판에 의하면, 알루미늄계 도금층을 포함하는 강판을 이용함으로써, 방청성과 용접성이 향상되는 것뿐만 아니라 크랙의 발생을 감소시키는 도금층 쏠림이 방지된 통전 가열 열간성형에 의해 제조된 열간성형용 강판을 제공하는 효과가 있다.
도 1은 종래기술에 따른 열간성형 강판의 제조방법의 순서도.
도2는 종래기술에 따른 통전가열을 통한 열간성형 강판의 제조방법 순서도.
도3은 Al계 도금재, 통전가열된 GA도금재 및 통전가열된Zn-Ni계 도금재의 점용접 가용범위를 나타낸 그래프도.
도4는 통전 가열된 Al계 도금층을 포함하는 강판의 표면, 통전 가열된 GA의 표면 및 통전 가열된 아연-니켈계 도금층을 포함하는 강판의 표면의 방청성을 나타낸 확대사진도.
도5는 아연계 도금층에 형성된 매크로 크랙의 모식도 및 확대사진도.
도6은 아연계 도금층에 형성된 마이크로 크랙의 모식도 및 확대사진도.
도7은 알루미늄계 도금재를 포함하는 강판의 표면, GA의 표면 및 아연-니켈계 도금층를 포함한 강판의 통전 가열된 표면의 확대사진도.
도8은 통전 가열시 자기장에 의하여 알루미늄계 도금층의 쏠림 현상을 나타낸 모식도.
도9는 통전가열에 의해 쏠림현상이 발생한 알루미늄계 도금층을 포함한 강판의 외각부와 중앙부의 단면 확대사진도.
도10은 알루미늄과 철의 상태 그래프도.
도11은 본 발명의 일실시예에 따른 도금층 쏠림이 방지된 통전 가열 열간성형용 강판의 열처리 전후의 도금층 단면 확대사진도.
도12는 400℃에서 10분간 열처리된 후와 통전 가열된 후의 알루미늄계 도금층을 포함한 강판의 표면 확대 사진도.
도13은 600℃에서 1분간 열처리된 후와 통전 가열된 후의 알루미늄계 도금층을 포함한 강판의 표면 확대 사진도.
도14는 600℃에서 2분간 열처리된 후와 통전 가열된 후의 알루미늄계 도금층을 포함한 강판의 표면 확대 사진도.
도15는 600℃에서 3분간 열처리된 후와 통전 가열된 후의 알루미늄계 도금층을 포함한 강판의 표면 확대 사진도.
도16은 600℃에서 4분간 열처리된 후와 통전 가열된 후의 알루미늄계 도금층을 포함한 강판의 표면 확대 사진도.
도17은 600℃에서 5분간 열처리된 후와 통전 가열된 후의 알루미늄계 도금층을 포함한 강판의 표면 확대 사진도.
도18은 600℃에서 6분간 열처리된 후와 통전 가열된 후의 알루미늄계 도금층을 포함한 강판의 표면 확대 사진도.
도19는 600℃에서 10분간 열처리된 후와 통전 가열된 후의 알루미늄계 도금층을 포함한 강판의 표면 확대 사진도.
도20은 열처리되지 않은 알루미늄계 도금층을 포함한 강판의 표면과 통전 가열 후의 알루미늄계 도금층을 포함한 강판의 표면 확대 사진도.
도21은 본 발명의 일실시예에 따른 도금층 쏠림이 방지된 통전 가열 열간성형 방법의 순서도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
본 발명은 도금층 쏠림이 방지된 통전 가열 열간성형 방법 및 이에 의해 제조된 열간성형용 강판에 관한 것으로, 일 관점에서 보면 도금층 쏠림이 방지된 통전 가열 열간성형 방법에 관한 것이다.
보다 구체적으로 살펴보면, 열간성형 공정에서 통전 가열은 금속판재 즉, 강판에 전류를 인가하여 가열한다. 결국 상기 가열에 의하여 강판의 연성이 높아진다. 이후 열간성형 공정은 연성이 증가한 강판을 프레스로 성형하여 가공성을 향상시키는 동시에 강도를 향상시키는 공법에 관한 것이다. 상기 통전 가열 단계를 포함하는 종래기술은 간접가열원을 사용하는 종래기술에 비하여 열효율이 높아 가열단계에서 제조비용을 감소시킬 수 있는 장점이 있다.
상기 종래기술에서는 알루미늄(Al)계 도금층은 통전가열 단계에서 상기 용융된 알루미늄계 도금층이 중앙부로 쏠리는 현상으로 인해 통전 가열을 이용한 열간성형 방법을 이용할 수 없는 문제점이 있었다. 상기 알루미늄계 도금층의 쏠림 현상으로 인하여 상기 알루미늄계 도금층이 강판의 중앙부로 쏠릴 경우, 상기 강판의 중앙부에 도금 박리 현상이 발생하고, 상기 강판의 외각부의 내식성이 저하될 뿐만 아니라 성형단계에서 도금재가 소착되는 등 다양한 문제점이 있다.
상기 문제점을 해결하기 위해 종래기술은 아연(Zn)계 합금화 도금 강판(GA, Galva-Annealed Steel Sheet)을 적용하였다. 상기 아연계 합금화 도금 강판은 통전 가열에 적합한 특성이 있지만, 상기 알루미늄계 도금층을 포함한 강판에 비하여 내식성 등이 떨어지는 문제점이 있다.
도 1은 종래기술에 따른 열간성형 강판의 제조방법의 순서도이다. 상기 도1과 같은 종래기술의 열간성형 강판의 제조방법은 가스연소 또는 전열선을 상시 가동하는 문제점이 있다. 즉, 상기 블랭크 강판 준비 단계(S11), 가열 단계(S13), 열간성형 단계(S15) 및 레이져 트림 단계(S17)를 순차적으로 진행하며, 상기 가열단계의 가열시간은 5분간 진행되는 반면 가열단계의 열효율은 10 내지 25%에 해당하여 열효율이 떨어지는 문제점이 있다. 나아가, 상기 종래기술을 실행하기 위하여 상기 가열 장치를 설치하는 공간은 대략 4m×25m에 해당하여 넓은 공간을 차지하는 문제점이 있었다. 도2는 종래기술에 따른 통전가열을 통한 열간성형 강판의 제조방법 순서도이다. 도1과 같은 상기 일반적인 가열단계를 포함하는 열간성형 강판의 제조방법에서 열효율이 떨어지며, 설치공간을 많이 차지하는 문제점을 해결하기 위한 상기 도2와 같은 통전 가열 단계를 포함하는 열간성형 강판의 제조방법은 자기저항발열을 이용하며, 상기 자기저항발열장치는 필요에 따라 가동하거나 중지시킬 수 있다. 또한, 통전가열단계의 가열시간이 약 20초에 해당하며, 열효율이 60 % 내지 80%에 해당하고, 상기 자기저항발열장치를 설치하는데 필요한 공간은 3m×4m에 해당해 다양한 위치에 설치할 수 있는 장점이 있다. 다만, 상기 도2와 같은 종래기술인 통전 가열 단계를 포함하는 열간성형 강판의 제조방법은 알루미늄계 도금층을 포함하는 강판에 적용하는 경우 상기 도금층의 쏠림현상이 발생하는 문제점이 있었다.
따라서 상기 문제점을 해결하기 위해 종래기술은 아연계 도금재를 이용하였다. 상기 아연계 도금재로 형성된 아연계 도금층은 산화층이 두꺼우며, 밀도가 높아 통전 가열에 적합한 특성을 가지고 있다. 그러나, 종래기술인 간접가열원을 이용한 핫스템핑 강판의 제조방법에 의해 알루미늄계 도금층을 포함한 강판에 비하여 상기 아연계 도금층을 포함한 강판은 가열이 용이하게 되지 않으며, 기계적 물성이 떨어질 뿐만 아니라 도금 표면의 품질이 저하되는 문제점이 있다.
더 나아가, 아연계 도금재의 문제점을 구체적으로 살펴보면, 도3은 Al계 도금재, 통전가열된 GA도금재 및 통전가열된Zn-Ni계 도금재의 점용접 가용범위를 나타낸 그래프도이다. 아연계 도금재는 알루미늄계 도금재에 비하여 용접성이 떨어지는 문제점이 있다. 즉, 아연계 도금재는 두꺼운 산화아연(ZnO)인 산화층으로 인해 스패터가 발생될 확률 높아 적합하게 용접될 수 있는 전류 범위가 좁은 문제가 있다. 상기 도3과 같이 통전 가열된 아연계 합금화 도금 강판 즉, GA는 점용접을 할 수 있는 전류의 범위가 약 7.2 내지 약 8.2kA에 해당하며, 통전 가열된 아연-니켈계 도금재는 점용접을 할 수 있는 전류의 범위가 약 7.2 내지 약 8.2kA에 해당하는 것에 비하여, 상기 알루미늄계 도금재는 점용접을 할 수 있는 전류의 범위가 약 6.2 내지 약 8.2kA에 해당하여 상기 아연계 도금재에 비하여 낮은 전류로 점용접이 가능할 뿐만 아니라 더욱 넓은 범위의 전류로 점용접할 수 있는 장점이 있다.
또한, 아연계 도금재층은 알루미늄계 도금층에 비하여 방청성이 떨어지는 문제점이 있다. 즉, 아연계 도금재는 희생 방식성으로 인해 초기에 방청성은 유지되지만, 장기간 사용하는 경우 방청성이 떨어져 알루미늄계 도금층에 비하여 내식성 즉, 방청성이 떨어지는 문제점이 있다. 도4는 통전 가열된 Al계 도금층을 포함하는 강판의 표면, 통전 가열된 GA의 표면 및 통전 가열된 아연-니켈계 도금층을 포함하는 강판의 표면의 방청성을 나타낸 확대사진도이다. 상기 도4와 같이 장기간 사용한 통전 가열된 알루미늄계 도금층을 포함한 강판의 표면, 통전 가열된 GA 의 표면 및 통전 가열된 아연-니켈계 도금층을 포함한 강판의 표면을 비교하여 확대한 사진도에 해당하며, 상기 통전 가열된 GA 의 표면 및 상기 통전 가열된 아연-니켈계 도금층을 포함한 강판의 표면은 부식이 과도하게 발생한 것에 비하여, 상기 통전 가열된 알루미늄계 도금층을 포함한 강판의 표면은 부식이 적은 것을 확인할 수 있다.
더불어, 상기 아연계 도금재는 알루미늄계 도금재에 비하여 용융점이 낮아 발생하는 매크로 크랙 및 마이크로 크랙에 취약한 문제점이 있다. 구체적으로 살펴보면, 아연의 용융점은 약 420℃에 해당하는 반면, 알루미늄의 융용점은 660℃에 해당하여 아연이 더 낮은 온도에서 용융되는 것을 알 수 있다. 결국 상기 용융점의 차이로 인하여 아연계 도금층을 포함하는 강판은 용융된 금속이 이종의 고체 금속 결정립계를 따라 침투하여 낮은 응력에도 취성파괴를 보이는 현상인 LME 즉, 액체금속취화 (Liquid Metal Embrittlement)이 발생한다. 도5는 아연계 도금층에 형성된 매크로 크랙의 모식도 및 확대사진도이다. 상기 도5(a)와 같이 아연계 도금층(11)을 포함하는 강판에 매크로 크랙이 발생한 것을 확인할 수 있으며, 상기 도5(b)와 같이 매크로 크랙을 중심으로 양방향에서 인장력이 가해지면 취성파괴현상이 발생하는 것을 확인할 수 있다. 또한, 도6은 아연계 도금층(11)에 형성된 마이크로 크랙의 모식도 및 확대사진도이다. 상기 6(a)와 같이 아연계 도금층을 포함하는 강판에 마이크로 크랙이 발생한 것을 확인할 수 있다. 상기 아연계 도금층을 포함하는 강판에 마이크로 크랙이 발생하는 경우 상기 도금층의 표면이 일정하지 못하며, 마찰력이 증가하는 것을 확인할 수 있다. 상기 도6(b)과 같이 아연계 도금층을 포함하는 강판에 마이크로 크랙의 발생으로 인하여 마찰력이 증가하는 문제점을 확인할 수 있다.
한편, 상술한 아연계 도금층은 통전가열을 하는 경우, 도금층의 쏠림현상이 발생하지 않는 장점이 있다. 도7은 알루미늄계 도금재를 포함하는 강판의 표면, GA의 표면 및 아연-니켈계 도금층를 포함한 강판의 통전 가열된 표면의 확대사진도이다. 보다 구체적으로, 상기 도7의 (a)는 아연-니켈계 도금층, (b)는 GA, (c)는 알루미늄계 도금재를 포함하는 강관의 통전 가열된 표면의 확대사진도이다. 이처럼, 상기 도7과 같이 상기 GA의 표면 및 아연-니켈계 도금층을 포함한 강판의 표면은 도금층의 쏠림현상이 발생하지 않고 양호한 반면, 알루미늄계 도금층을 포함하는 강판의 표면은 통전 가열로 인하여 쏠림현상이 발생한 것을 확인할 수 있다. 그러나, 아연계 도금층을 포함한 강판은 용접성, 방청성 등이 떨어지는 문제점이 있었다. 따라서, 알루미늄계 도금층의 쏠림 현상을 원인을 파악하여 통전 가열에도 쏠림 현상이 발생하지 않은 알루미늄계 도금층을 포함하는 강판을 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.
도8은 통전 가열시 자기장에 의하여 알루미늄계 도금층의 쏠림 현상을 나타낸 모식도이다. 알루미늄계 도금층의 쏠림 현상은 전자기력 즉, 로렌츠 힘에 의해 용융된 도금재가 강판의 중앙부에 쏠린 상태로 응고되는 것이다. 즉, 상기 도8과 같이 전자기력이 한 위치에 걸리게 되면 그 주위로 자기장이 생기며, 상기 위치를 향하여 자기력이 발생하게 된다. 상기 자기력이 용융된 도금재를 상기 위치에 쏠리게 되는 것이다. 그러나, 아연재 도금층에 생성된 산화층인 산화아연(ZnO)에 비하여 알루미늄재 도금층의 산화층인 산화알루미늄(Al2O3)의 두께가 얇은 것으로 인해 산화층에 의한 도금 구속력이 작아 알루미늄계 도금층이 용이하게 자기장이 걸린 위치로 쏠리는 것이다. 보다 구체적으로 설명하자면, 산화알루미늄은 산화아연에 비하여 입자가 작은 치밀한 산화막을 형성하여 낮은 산소 확산속도를 갖기 때문에, 산화층이 얇게 형성되는 것이며, 이로 인해 도금 구속력 또한 작아져 자기장이 걸린 위치로 쏠리게 된다. 나아가, 알루미늄의 밀도는 2.7g/cm3으로 아연의 밀도인 7.14g/cm3에 비하여 낮아, 동일한 양으로 도금을 하더라도 도금층의 두께가 두꺼워져 쏠리는 양이 상대적으로 크다. 따라서, 알루미늄 도금층의 쏠림현상이 아연계 도금층보다 쉽게 발생하는 것을 알 수 있다. 도9는 통전가열에 의해 쏠림현상이 발생한 알루미늄계 도금층(11)을 포함한 강판(13)의 외각부와 중앙부의 단면 확대사진도이다. 상기 도9와 같이 알루미늄계 도금층(11)을 포함하는 강판(13)은 통전 가열에 의하여 강판의 중앙부에 도금재가 쏠려 상대적으로 강판의 외각부에 비하여 도금층의 두께가 두꺼운 것을 확인할 수 있다.
따라서, 상기 알루미늄계 도금층의 쏠림현상을 해결하기 위하여, 도금층만 독립적으로 전자기장을 차단하는 방법, 도금층의 용융을 방지하는 방법 및 도금 산화층 의 두께를 증가시키는 방법이 있다. 그러나 상기 도금층만 독립적으로 전자기장을 차단하는 방법은 현실적으로 불가능한 방법에 해당하여 이를 제외한 나머지 방법을 이용하여 상기 문제점을 해결하였다.
본 발명에 대하여 구체적으로 살펴보면, 도21은 본 발명의 일실시예에 따른 도금층 쏠림이 방지된 통전 가열 열간성형 방법의 순서도이다. 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명에 의하면, 강판을 열처리하는 열처리 단계(S101); 상기 열처리된 강판에 전류를 인가하여, 상기 열처리된 강판을 가열하는 가열 단계(S103); 상기 가열된 강판이 프레스 가공되어 성형되는 프레스성형 단계(S105); 상기 성형된 강판이 냉각되는 냉각 단계(S107);를 포함하는 도금층 쏠림이 방지된 통전 가열 열간성형 방법을 제공한다. 본 발명에 있어서, 상기 강판의 표면은 알루미늄계 도금층을 포함하는 것이 바람직하며, 상기 도금층은 상기 열처리단계에 의하여 알루미늄-철 합금화되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 알루미늄-철 합금화에 의하여 상기 도금층은 금속간 화합물인 Al13Fe4을 포함하는 것이 바람직하고, 상기 도금층의 철 함량은 24 at% 이상인 것이 바람직하다. 더불어, 상기 열처리 단계(S101)의 온도는 600℃ 내지 660℃인 것이 바람직하고, 상기 프레스성형 단계(S105)와 상기 냉각 단계(S107)는 동시에 실행되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 냉각 단계(S107) 이후, 상기 냉각된 강판이 커팅되는 커팅 단계(S109);를 더 포함하는 것이 바람직하며, 상기 커팅 단계(S109)는 레이져를 이용하여 커팅되는 것이 바람직하다.
본 발명은 종래기술에 비하여 통전 가열단계 이전에 열처리 단계를 더 포함하는 것을 통하여 알루미늄계 도금층을 포함하는 강판에 Al-Fe계 금속간 화합물로 변태시켜 상기 도금층이 용융되는 것을 방지한다. 구체적으로, 도10은 알루미늄과 철의 상태 그래프도이다. 상기 도10과 같이 알루미늄은 용융점이 660℃에 해당하는 반면 상기 열처리 단계에 의하여 변태된 Al-Fe계 금속간 화합물, 일예로 Al13Fe4의 융용점은 1100℃이상에 해당하여, 상기 도금층의 용융점이 증가하여 용융되는 것을 방지할 수 있다. 나아가, 상기 알루미늄계 도금재가 Al-Fe계 금속간 화합물로 변태되어 도금 산화층이 후육화된다.
보다 구체적으로 살펴보면, 상기 알루미늄계 도금층을 열처리 하면 강판(103)의 철과 도금층(101) 즉, 도금재에 존재하는 알루미늄이 상호 확산하여 Al-Fe합금화가 이루어져, Al-Fe계 금속간 화합물, 즉 일예로Al13Fe4이 생성된다. 상기 Al-Fe계 금속간 화합물이 도금층 내로 철의 확산이 이루어지게 되면 상기 도금층의 용융온도가 현저히 올라가며, 상기 알루미늄계 도금층의 표층까지 포함하는 도금층 내의 철 함량이 24at%이상으로 높아지면 1150℃이하 온도로 통전 가열하는 경우에도 상기 도금층에 Al-Fe계 금속간 화합물만 잔존하여 용융되지 않아 액상이 발생하지 않아 상기 도금층의 쏠림 현상이 발생하지 않게 된다. 도11은 본 발명의 일실시예에 따른 도금층(101) 쏠림이 방지된 통전 가열 열간성형용 강판(103)의 열처리 전후의 도금층 단면 확대사진도이다. 상기 도11과 같이 상기 도금층(101)에 Al-Fe계 금속간 화합물로 변태되며, 상기 철이 확산되어 상기 도금층이 후육화되는 것을 확인할 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 열처리 단계는 상소둔 (Batch Annealing Furnace, BAF)방식인 것이 바람직하다. 상기 상소둔 방식은 강판재의 코일 자체를 열처리할 수 있어 열효율이 향상되는 장점이 있을 뿐만 아니라 열처리하는 장치가 종래기술에 비하여 넓은 공간을 필요로 하지 않아 다양한 공간에서 이용할 수 있는 장점이 있다. 또한, 상기 열처리 단계는 도금의 표면품질을 유지하기 위하여 상기 알루미늄계 도금층이 용융되는 온도 이하 즉, 600 내지 660℃로 열처리하는 것이 바람직하다. 상기 열처리 단계의 온도인 600 내지 660℃로 열처리하는 경우 도금층이 쏠리는 현상이 발생하지 않는 장점이 있다.
한편, 본 발명은 도금층 쏠림이 방지된 통전 가열 열간성형 방법 및 이에 의해 제조된 열간성형용 강판에 관한 것으로, 일 관점에서 보면 도금층 쏠림이 방지된 통전 가열 열간성형 방법에 의해 제조된 열간성형용 강판에 관한 것이다.
상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명에 의하면, 상술한 방법으로 제조된 강판으로서, 상기 강판의 표면에 알루미늄계 도금층을 포함하는 것을 특징으로 하는 도금층 쏠림이 방지된 통전 가열 열간성형용 강판을 제공한다. 또한, 본 발명에 있어서 상기 도금층은 알루미늄-철 합금화된 것이 바람직하며, 상기 알루미늄-철 합금화에 의하여, 상기 도금층은 금속간 화합물인 Al13Fe4을 포함하는 것이 바람직하다. 나아가, 상기 도금층의 철 함량은 24 at% 이상인 것이 바람직하다.
[실시예]
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
본 발명에서 쏠림현상이 발생하는지를 확인하기 위하여 400℃에서 10분간 열처리한 알루미늄계 도금층을 포함한 강판을 600℃에서 1내지 10분간 열처리한 알루미늄계 도금층을 포함하는 강판의 표면을 확인하였으며, 이후 통전 가열한 후 쏠림현상이 발생하였는지 확인하였다.
도20은 열처리되지 않은 알루미늄계 도금층을 포함한 강판의 표면과 통전 가열 후의 알루미늄계 도금층을 포함한 강판의 표면 확대 사진도이다. 우선적으로 열처리하지 않은 알루미늄계 도금층을 포함한 강판을 통전 가열하였다. 상기 도20(a)는 열처리하지 않은 알루미늄계 도금층을 포함한 강판의 표면이며, 상기 도20(b)는 상기 강판을 통전 가열한 후의 표면의 사진도이다. 상기 도 20(b)과 같이 열처리하지 않은 알루미늄계 도금층을 포함한 강판에 통전 가열에 의하여 쏠림 현상이 발생한 것을 확인할 수 있다.
또한, 도12는 400℃에서 10분간 열처리된 후와 통전 가열된 후의 알루미늄계 도금층을 포함한 강판의 표면 확대 사진도이며, 도13은 600℃에서 1분간 열처리된 후와 통전 가열된 후의 알루미늄계 도금층을 포함한 강판의 표면 확대 사진도이다. 또한, 도14는 600℃에서 2분간 열처리된 후와 통전 가열된 후의 알루미늄계 도금층을 포함한 강판의 표면 확대 사진도이고, 도15는 600℃에서 3분간 열처리된 후와 통전 가열된 후의 알루미늄계 도금층을 포함한 강판의 표면 확대 사진도이다. 더불어, 도16은 600℃에서 4분간 열처리된 후와 통전 가열된 후의 알루미늄계 도금층을 포함한 강판의 표면 확대 사진도이다. 상기 조건에서 열처리한 결과, 상기 도 12(a) 내지 도16(a)와 같이 표면에서 Al-Fe계 금속간 화합물이 발생한 것을 확인할 수 없었다. 또한, 상기 조건에서 알루미늄계 도금층을 포함한 강판을 통전 가열한 결과 상기 도 12(b) 내지 도16(b)와 같이 상기 모든 조건에서 상기 도금층의 쏠림 현상이 발생하는 것을 확인 할 수 있다.
이에 비하여, 도17은 600℃에서 5분간 열처리된 후와 통전 가열된 후의 알루미늄계 도금층을 포함한 강판의 표면 확대 사진도이며, 도18은 600℃에서 6분간 열처리된 후와 통전 가열된 후의 알루미늄계 도금층을 포함한 강판의 표면 확대 사진도이고, 도19는 600℃에서 10분간 열처리된 후와 통전 가열된 후의 알루미늄계 도금층을 포함한 강판의 표면 확대 사진도이다. 상기 도17과 같이 600℃에서 5분간 열처리하는 경우 표면에서 Al-Fe계 금속간 화합물이 발생한 것을 확인할 수 있으며, 상기 강판을 통전 가열한 결과 상기 Al-Fe계 금속간 화합물이 발생한 부분에 쏠림 현상이 없는 것을 확인할 수 있다. 마찬가지로, 상기 도18과 같이 600℃에서 6분간 열처리하는 경우 표면에서 Al-Fe계 금속간 화합물이 발생한 것을 확인할 수 있으며, 상기 강판을 통전 가열한 결과 상기 Al-Fe계 금속간 화합물이 발생한 부분에 쏠림 현상이 없는 것을 확인할 수 있다. 나아가, 상기 도19와 같이 600℃에서 10분간 열처리하는 경우, 표면에서 Al-Fe계 금속간 화합물이 발생한 것을 확인할 수 있으며, 상기 강판을 통전 가열한 결과 상기 Al-Fe계 금속간 화합물이 발생한 부분에 쏠림 현상이 없는 것을 확인할 수 있다.
결국 상기 실험과 같이, 상기 열처리 단계의 온도는 600℃ 내지 660℃인 것이 바람직하며, 상기 열처리 단계의 시간은 5분 이상인 것이 바람직하다.
본 발명은 알루미늄계 도금층이 포함된 강재를 통전가열하기 전 열처리하는 것을 통하여 종래기술의 소재에 비하여 생산비용이 절감되며, 용접성이 향상될 뿐만 아니라 방청성 즉, 내식성이 향상되며, 생산비용이 저렴하며, 에너지 효율성의 향상이 극대화되고, 제조비용이 저렴하고, 제조방식이 간단하여 대량생산이 용이한 장점이 있으며, 내부식성을 향상시켜 소재의 안정성, 장수명화를 도모하고, 소재의 적용범위를 확장시키는 장점이 있다.
이상 본 발명의 구체적 실시형태와 관련하여 본 발명을 설명하였으나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 설명된 실시형태를 변경 또는 변형할 수 있으며, 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
11 : 종래기술의 도금층
13 : 종래기술의 강판
101 : 본 발명의 도금층
103 : 본 발명의 강판
S11 : 블랭크 강판 준비 단계
S13 : 가열 단계
S15 : 열간성형 단계
S17 : 레이져 트림 단계
S21 : 블랭크 강판 준비 단계
S23 : 통전 가열 단계
S25 : 열간성형 단계
S27 : 레이져 트림 단계
S101 : 열처리 단계
S103 : 가열 단계
S105 : 프레스성형 단계
S107 : 냉각 단계
S109 : 커팅 단계

Claims (15)

  1. 강판을 열처리하는 열처리 단계;
    상기 열처리된 강판에 전류를 인가하여, 상기 열처리된 강판을 가열하는 가열 단계;
    상기 가열된 강판이 프레스 가공되어 성형되는 프레스성형 단계;
    상기 성형된 강판이 냉각되는 냉각 단계;를 포함하는 도금층 쏠림이 방지된 통전 가열 열간성형 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 강판의 표면은 알루미늄계 도금층을 포함하는 것을 특징으로 하는 도금층 쏠림이 방지된 통전 가열 열간성형 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 도금층은 상기 열처리단계에 의하여 알루미늄-철 합금화되는 것을 특징으로 하는 도금층 쏠림이 방지된 통전 가열 열간성형 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 알루미늄-철 합금화에 의하여 상기 도금층은 금속간 화합물인 Al13Fe4을 포함하는 것을 특징으로 하는 도금층 쏠림이 방지된 통전 가열 열간성형 방법.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 도금층의 철 함량은 24 at% 이상인 것을 특징으로 하는 도금층 쏠림이 방지된 통전 가열 열간성형 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 열처리 단계의 온도는 600℃ 내지 660℃인 것을 특징으로 하는 도금층 쏠림이 방지된 통전 가열 열간성형 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 열처리 단계의 시간은 5분 이상인 것을 특징으로 하는 도금층 쏠림이 방지된 통전 가열 열간성형 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 열처리 단계는 상소둔 (Batch Annealing Furnace, BAF)방식인 것을 특징으로 하는 도금층 쏠림이 방지된 통전 가열 열간성형 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 프레스성형 단계와 상기 냉각 단계는 동시에 실행되는 것을 특징으로 하는 도금층 쏠림이 방지된 통전 가열 열간성형 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 냉각 단계 이후,
    상기 냉각된 강판이 커팅되는 커팅 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도금층 쏠림이 방지된 통전 가열 열간성형 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 커팅 단계는 레이져를 이용하여 커팅되는 것을 특징으로 하는 도금층 쏠림이 방지된 통전 가열 열간성형 방법.
  12. 제1항의 방법으로 제조된 강판으로서,
    상기 강판의 표면에 알루미늄계 도금층을 포함하는 것을 특징으로 하는 도금층 쏠림이 방지된 통전 가열 열간성형용 강판.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 도금층은 알루미늄-철 합금화된 것을 특징으로 하는 도금층 쏠림이 방지된 통전 가열 열간성형용 강판.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 알루미늄-철 합금화에 의하여, 상기 도금층은 금속간 화합물인 Al13Fe4을 포함하는 것을 특징으로 하는 도금층 쏠림이 방지된 통전 가열 열간성형용 강판.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 도금층의 철 함량은 24 at% 이상인 것을 특징으로 하는 도금층 쏠림이 방지된 통전 가열 열간성형용 강판.
KR1020170124971A 2017-09-27 2017-09-27 도금층 쏠림이 방지된 통전 가열 열간성형 방법 및 이에 의해 제조된 열간성형용 강판 KR20190036119A (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170124971A KR20190036119A (ko) 2017-09-27 2017-09-27 도금층 쏠림이 방지된 통전 가열 열간성형 방법 및 이에 의해 제조된 열간성형용 강판
CN201711257984.1A CN109554661A (zh) 2017-09-27 2017-12-01 钢片及制造钢片以保护涂层偏斜的方法
US15/831,683 US20190093189A1 (en) 2017-09-27 2017-12-05 Steel sheet and method of manufacturing a steel sheet to protect incline of coat layer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170124971A KR20190036119A (ko) 2017-09-27 2017-09-27 도금층 쏠림이 방지된 통전 가열 열간성형 방법 및 이에 의해 제조된 열간성형용 강판

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20190036119A true KR20190036119A (ko) 2019-04-04

Family

ID=65808451

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170124971A KR20190036119A (ko) 2017-09-27 2017-09-27 도금층 쏠림이 방지된 통전 가열 열간성형 방법 및 이에 의해 제조된 열간성형용 강판

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20190093189A1 (ko)
KR (1) KR20190036119A (ko)
CN (1) CN109554661A (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113145760B (zh) * 2021-05-28 2022-02-18 湖南奇秀科技有限公司 一种箱包生产加工设备

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1053268A (zh) * 1991-01-09 1991-07-24 河北省冶金研究所 钢丝的高耐蚀性的双浸热镀工艺
FR2883007B1 (fr) * 2005-03-11 2007-04-20 Usinor Sa Procede de fabrication d'une piece d'acier revetu presentant une tres haute resistance apres traitement thermique
EP3587104B1 (en) * 2006-10-30 2022-03-30 ArcelorMittal Coated steel strips
JP5463906B2 (ja) * 2009-12-28 2014-04-09 新日鐵住金株式会社 ホットスタンプ用鋼板及びその製造方法
US9951395B2 (en) * 2012-03-13 2018-04-24 Asteer Co., Ltd. Method for strengthening steel plate member
JP5982905B2 (ja) * 2012-03-19 2016-08-31 Ｊｆｅスチール株式会社 高強度溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法
DE102012110649C5 (de) * 2012-11-07 2018-03-01 Benteler Automobiltechnik Gmbh Warmformlinie sowie Verfahren zur Herstellung eines warmumgeformten und pressgehärteten Kraftfahrzeugbauteils
KR101575275B1 (ko) * 2014-05-29 2015-12-21 현대자동차 주식회사 핫 스탬핑용 열처리 장치 및 이를 이용한 성형방법

Also Published As

Publication number Publication date
US20190093189A1 (en) 2019-03-28
CN109554661A (zh) 2019-04-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4724780B2 (ja) 急速加熱ホットプレス用アルミめっき鋼板、その製造方法、及びこれを用いた急速加熱ホットプレス方法
JP5113385B2 (ja) 焼入れ鋼部品の製造方法
EP1672088B1 (fr) Procédé de réalisation d'une pièce à très hautes caractéristiques mécaniques, mise en forme par emboutissage à froid, à partir d'une bande de tôle d'acier laminée et notamment laminée à chaud et revêtue
US10287647B2 (en) Method for producing a steel component having a metal coating protecting it against corrosion, and steel component
WO2019205698A1 (zh) 热冲压成形构件、热冲压成形用预涂镀钢板及热冲压成形工艺
EP2684985B1 (en) Process for producing hot-pressed member steel sheet
JP4590025B2 (ja) めっき鋼板及びめっき鋼板の熱間プレス方法
KR102296362B1 (ko) 열간 프레스 부재 및 그 제조 방법 그리고 열간 프레스용 냉연 강판 및 그 제조 방법
JP6566128B2 (ja) ホットスタンプ成形体
EP2794950B1 (en) Hot-dip galvanized steel sheet having excellent adhesiveness at ultra-low temperatures and method of manufacturing the same
WO2015098653A1 (ja) 自動車部品及び自動車部品の製造方法
JP2004043887A (ja) アルミニウムめっき構造部材及びその製造方法
TW201413006A (zh) 熱成形用鋅系鍍覆鋼板
JP2017510702A (ja) 耐液体金属脆化割れ性に優れた溶融亜鉛めっき鋼板
US11339479B2 (en) Component made of press-form-hardened, aluminum-based coated steel sheet, and method for producing such a component
TW201443280A (zh) 焊接構造構件用高強度鍍覆鋼板及其製造方法
JP6124499B2 (ja) めっき密着性に優れた高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板とその製造方法
WO2022097736A1 (ja) 亜鉛めっき鋼板，電着塗装鋼板，自動車部品，電着塗装鋼板の製造方法，及び亜鉛めっき鋼板の製造方法
CN106661707B (zh) 经表面处理的钢板及其制造方法
KR20190036119A (ko) 도금층 쏠림이 방지된 통전 가열 열간성형 방법 및 이에 의해 제조된 열간성형용 강판
JP2003034845A (ja) 耐食性，耐熱性に優れたホットプレス用アルミ系めっき鋼板およびそれを使用した自動車用部材
WO2022097737A1 (ja) 合金化亜鉛めっき鋼板，電着塗装鋼板，自動車部品，電着塗装鋼板の製造方法，及び合金化亜鉛めっき鋼板の製造方法
TWI601849B (zh) Method for manufacturing thermoformed zinc-based plated steel sheet and hot stamping method thereof
JP3843042B2 (ja) 抵抗溶接性に優れたアルミニウムめっき鋼板とこれを用いた加工部品
WO2022230071A1 (ja) 鋼溶接部材

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X601 Decision of rejection after re-examination