KR20190105115A - 알루미늄계 금속 코팅으로 코팅된 강판 - Google Patents

알루미늄계 금속 코팅으로 코팅된 강판 Download PDF

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Abstract

본 발명은 금속 코팅으로 코팅된 강판에 관한 것으로, 상기 금속 코팅은 2.0 내지 24.0 중량% 의 아연, 7.1 내지 12.0 중량% 의 규소, 선택적으로는 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 선택적으로는 불가피한 불순물들 및 잔류 원소들이고, 비 Al/Zn 은 2.9 초과이다.

Description

알루미늄계 금속 코팅으로 코팅된 강판{STEEL SHEET COATED WITH A METALLIC COATING BASED ON ALUMINUM}
본 발명은 금속 코팅으로 코팅된 강판에 관한 것이다. 본 발명은 특히 자동차의 제조에 매우 적합하다.
아연계 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, 아연 코팅된 강판에서 예를 들어 핫-스탬핑에 의해 프레스 경화 프로세스가 수행될 때에, 코팅으로부터 분산되는 미세균열들이 강에서 관찰된다. 추가로, 아연으로 코팅된 일부 경화 부품들을 페인팅하는 단계는 부품 표면에의 약한 산화물 층의 존재로 인해 인산염 처리 전에 샌딩 작업을 필요로 한다.
자동차의 제조를 위해 일반적으로 사용되는 다른 금속 코팅들은 알루미늄 및 규소계 코팅이다. 금속간 층 (intermetallic layer) Al-Si-Fe 의 존재로 인해 프레스 경화 프로세스가 수행될 때에 강 내에 미세균열이 없다. 게다가, 이는 페인팅에 대해 양호한 성질을 가진다. 이는 배리어 효과에 의한 보호를 허용하고 또한 용접될 수 있다. 하지만, 이는 음극 보호를 허용하지 않거나 매우 낮은 음극 보호를 가진다.
특허 출원 EP 1225246 는, 코팅이, 중량% 의 면에서, Al: 45 % 이상 70 % 이하, Mg: 3 % 이상 10 % 미만, Si: 3 % 이상 10 % 미만을 포함하고, 잔부는 Zn 및 불가피한 불순물들이고, Al/Zn 비는 0.89 ~ 2.75 이고, 도금 층은 벌키 (bulky) 한 Mg2Si 상을 함유하는 Zn-Al-Mg-Si 합금 도금된 재료를 개시한다. 또한, 코팅이, 중량% 의 면에서, Al: 45 % 이상 70 % 이하, Mg: 1 % 이상 5 % 미만, Si: 0.5 % 이상 3 % 미만을 포함하고, 잔부는 Zn 및 불가피한 불순물들이고, Al/Zn 비는 0.89 ~ 2.75 이고, 도금 층은 스케일리 (scaly) 한 Mg2Si 상을 함유하는 Zn-Al-Mg-Si 합금 도금된 강 재료를 개시한다. 이러한 특수 코팅들은 페인팅 후에 절삭 엣지 섹션에서 페인팅되지 않은 내식성 및 엣지 크리프 저항성 (edge creep resistance) 을 나타낸다.
하지만, 스케일리 또는 벌키한 특수 Mg2Si 상의 제작은 복잡하다. 실제로, 5 °의 폴리싱 단면에서 관찰된 바와 같이, Mg2Si 상의 긴 직경에 대한 짧은 직경의 평균 크기의 비율 및 크기에 의존한다. 크기는 용융 도금 후 냉각 속도에 의해 가장 우세하게 영향을 받는다. 게다가, Mg2Si 상의 제작은 또한 Mg 및 Si 의 양에 의존한다.
산업적 관점으로부터, Mg2Si 상은 이러한 특정 기준으로 인해 얻기가 어려울 수 있다. 그러므로, 원하는 Mg2Si 상이 얻어지지 않는 위험이 있다.
본 발명의 목적은 성형 전후에 부식에 대한 강화된 보호, 즉 배리어 보호에 더하여 희생 음극 보호를 가지는 성형하기 쉬운 코팅된 강판을 제공하는 것이다.
희생 보호 부식의 관점에서, 전기화학 포텐셜은 강의 포텐셜보다 적어도 50 mV 이상으로 네거티브여야 하고, 즉 포화 카로멜 전극 (SCE; saturated calomel electrode) 에 대하여 -0.78 V 의 최대 포텐셜이어야 한다. -1.4V/SCE, 심지어 -1.25V/SCE 의 값에서 포텐셜을 감소시키지 않는 것이 바람직하고, 이는 빠른 소비를 수반하고 최종적으로 강의 보호 기간을 감소시킬 것이다.
이는 청구항 1 에 따른 금속 코팅으로 코팅된 강판을 제공함으로써 달성된다. 또한 코팅된 강판은 단독으로 또는 조합하여 취해진 청구항 2 내지 청구항 19 의 임의의 특징들을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 청구항 20 에 따른 희생 음극 보호를 가지는 금속 코팅으로 코팅된 부품들을 커버한다. 또한, 부품은 청구항 21 내지 청구항 24 의 임의의 특징들을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 청구항 25 에 따른 자동차의 제조를 위해 코팅된 부품의 용도를 커버한다.
본 발명을 설명하기 위하여, 특히 이하의 도면을 참조하여 비제한적인 실시예들의 여러 실시형태들과 실험들이 설명될 것이다.
도 1 은 표준 VDA 233-102 의 168 시간에 해당하는 일 부식 사이클을 도시한다.
본 발명의 다른 특성들 및 이점들은 본 발명의 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
임의의 강이 본 발명의 프레임 내에서 유리하게는 사용될 수 있다. 하지만, 특히 자동차 구조의 부품들에 대하여 높은 기계적 강도를 가지는 강이 요구되는 경우에, 열처리 전후에 500 MPa 이상, 유리하게는 500 ~ 2000 MPa 의 인장 저항성 (tensile resistance) 을 가지는 강이 사용될 수 있다. 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 pat00001
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 금속 코팅으로 코팅된 강판에 관한 것으로, 상기 금속 코팅은 2.0 내지 24.0 중량% 의 아연, 7.1 내지 12.0 중량% 의 규소, 선택적으로는 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 선택적으로는 불가피한 불순물들 및 잔류 원소들이고, 비 Al/Zn 은 2.9 초과이다. 본 발명에 따른 금속 코팅은 높은 희생 보호를 가진다.
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 8.5 이하이다. 바람직하게는, 비 Al/Zn 는 3.0 ~ 7.5, 유리하게는 4.0 ~ 6.0 이다. 어떠한 이론에도 구속됨 없이, 이러한 조건들이 충족되지 않으면, 아연 풍부 상들이 코팅 내에 상당한 양으로 존재하지 않으므로, 희생 보호가 감소할 위험이 있는 것처럼 보인다.
바람직한 실시형태에서, 코팅 층은 추가로 Al-Zn 상을 포함한다.
유리하게는, 금속 코팅은 10.0 내지 20.0 중량%, 바람직하게는 10.0 내지 15.0 중량% 의 아연을 포함한다.
바람직하게는, 금속 코팅은 8.1 내지 10.0 중량% 의 규소를 포함한다.
유리하게는, 코팅은 3.0 내지 8.0 중량% 의 마그네슘, 바람직하게는 3.0 내지 5.0 중량% 의 마그네슘을 포함한다. 어떠한 이론에도 구속됨 없이, 상기 범위의 마그네슘의 추가가 내식성을 추가로 향상시킨다는 것이 발견되었다.
바람직하게는, 상기 코팅의 미세조직은 Mg2Si 상을 포함한다. 다른 바람직한 실시형태에서, 상기 코팅의 미세조직은 추가로 MgZn2 상을 포함한다.
유리하게는, 알루미늄의 양은 71 중량% 초과, 바람직하게는 76 중량% 초과이다.
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, 본 발명에 따른 코팅된 강판은 당업자에게 공지된 임의의 방법, 예를 들어 콜드-스탬핑 및/또는 열간 성형에 의해 성형될 수 있다.
바람직한 실시형태에서, 부품은 콜드-스탬핑에 의해 얻어진다. 이러한 경우에, 코팅된 강판은 블랭크를 얻기 위하여 절단된 후, 부품을 얻기 위하여 콜드-스탬핑된다.
다른 바람직한 실시형태에서, 코팅된 부품은 열간 성형을 포함하는 프레스 경화 프로세스에 의해 얻어진다. 이러한 경우에, 이러한 방법은 이하의 단계들을 포함한다:
A) 금속 코팅으로 예비 코팅된 강판을 제공하는 단계로서, 상기 금속 코팅은 2.0 내지 24.0 중량% 의 아연, 7.1 내지 12.0 중량% 의 규소, 선택적으로는 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 단계.
실제로, 본 발명에 따른 금속 코팅으로 예비 코팅된 강판을 제공한 후에, 상기 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 따른 코팅된 부품은 냉간 성형 또는 열간 성형에 의해서뿐만 아니라 콜드-스탬핑 및 핫-스탬핑의 임의의 적절한 조합에 의해 얻어질 수 있다.
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. 모든 코팅들은 15 ㎛ 의 두께를 가진다.
실시예 1: 절삭 엣지 포텐셜 테스트:
실험 1 내지 실험 4 는 준비되어 전기화학 포텐셜 테스트를 받았다.
코팅된 강판의 절삭 엣지 포텐셜을 측정하는 것으로 이루어지는 테스트가 실현되었다. 이를 위하여, 각 강판은 2.43 중량% 의 황산 나트륨 및 0.1 중량% 의 염화 나트륨을 포함하는 용액에 침지되었다. 포화 카로멜 전극 (SCE) 이 또한 용액 내에 침지되었다. 절삭 엣지들의 커플링 포텐셜이 측정되었다. 결과들은 이하의 표 1 에 나타내었다:
Figure pat00002
본 발명에 따른 실험들 (실험 1 내지 실험 3) 은 알루미늄 및 9 중량% 의 규소를 포함하는 코팅보다 더 낮은 커플링 포텐셜을 가진다. 실험 1 내지 실험 3 의 커플링 포텐셜은 필요에 따라 -0.78V/SCE 미만이다.
실시예 2: 절삭 엣지 부식 테스트:
실험 5 내지 실험 12 는 준비되었고 코팅된 강판의 절삭 엣지 보호를 평가하기 위하여 부식 테스트를 받았다.
모든 실험들은 50 시간 동안 2.43 중량% 의 황산 나트륨 및 0.1 중량% 의 염화 나트륨을 포함하는 용액에 침지되었다. 코팅된 강판의 절삭 엣지에서의 부식의 존재는 육안으로 관찰되었다: 0 은 우수함, 즉 부식이 약간 있거나 전혀 없음을 의미하고, 5 는 매우 나쁨, 즉 절삭 엣지에 부식이 많음을 의미한다. 결과들은 이하의 표 2 에 나타내어진다:
Figure pat00003
실험 5 내지 실험 11 은 코팅된 강판의 절삭 엣지에서 매우 양호한 부식에 대한 보호를 가진다. 대조적으로, 실험 12 는 절삭 엣지에서의 충분한 내식성을 나타내지 않는다.
실시예 3: 전기화학 거동 테스트:
실험 13 내지 실험 16 은 준비되어 전기화학 포텐셜 테스트를 받았다.
코팅된 강 표면 시트의 전기화학 포텐셜을 측정하는 것으로 이루어지는 테스트가 실현되었다. 강판 및 코팅은 분리되어 pH 7 의 5 중량% 의 염화 나트륨을 포함하는 용액에 침지되었다. 포화 카로멜 전극 (SCE) 이 또한 용액 내에 침지되었다. 표면의 커플링 포텐셜은 시간이 지남에 따라 측정되었다. 결과들은 이하의 표 3 에 나타내었다.
Figure pat00004
실험 13 내지 실험 15 는 아연 코팅과 같이 희생적이다. 커플링 포텐셜은 필요에 따라 -0.78V/SCE 미만이다.
실시예 4: 부식 테스트:
실험 17 내지 실험 20 이 준비되어 코팅된 강판의 보호를 평가하기 위하여 부식 테스트를 받았다.
표준 VDA 233-102 에 따른 부식 사이클에 코팅된 강판을 제공하는 것으로 이루어지는 테스트가 실현되었다. 이러한 목적으로, 실험들은 1 중량% 의 염화 나트륨의 수용액이 3mL.h-1 의 유동 속도로 실험들에서 기화되는 챔버 내에 두었다. 온도는 50 에서 -15 ℃ 로 변했고, 습도율은 50 에서 100 % 로 변했다. 도 1 은 168 시간, 즉 1 주일에 해당하는 일 사이클을 도시한다.
코팅된 강판에서의 부식의 존재는 육안으로 관찰되었다: 0 은 우수함, 즉 부식이 약간 있거나 전혀 없음을 의미하고, 5 는 매우 나쁨, 즉 부식이 많음을 의미한다. 결과들은 이하의 표 4 에 나타내어진다:
Figure pat00005
실험 17 내지 실험 19 는 특히 코팅이 마그네슘을 포함할 때에 (실험 18 및 실험 19) 부식에 대한 우수한 보호를 나타낸다.
실시예 5: 스크래치 시험들에 대한 부식 테스트:
실험 21 내지 실험 24 가 준비되어 코팅된 강판의 보호를 평가하기 위한 부식 테스트를 받았다.
우선, 모든 실험들은 0.5, 1 및 2 mm 의 폭에서 스크래치되었다. 그런 다음, 모든 시험들은 도 1 에 나타낸 표준 VDA 233-102 에 따른 부식 사이클에 제공되었다.
스크래치 주위의 코팅된 강판에서 부식의 존재는 육안으로 관찰되었다: 0 은 우수함, 즉 스크레치 주위에 부식이 약간 있거나 전혀 없음을 의미하고, 5 는 매우 나쁨, 즉 스크레치 주위에 부식이 많음을 의미한다. 결과들은 이하의 표 5 에 나타내어진다:
Figure pat00006
본 발명에 따른 실험들 (실험 21 내지 실험 23) 은 특히 코팅이 마그네슘을 포함할 때에 (실험 22 및 실험 23) 부식에 대한 훌륭한 보호를 가진다.
실시예 6: 열 처리 및 스크래치 실험들에 대한 부식 테스트:
실험 25 내지 실험 28 이 준비되어 오스테나이트화 처리 후에 코팅된 강판의 보호를 평가하기 위한 부식 테스트를 받았다.
모든 실험들은 블랭크를 얻기 위하여 절단되었다. 그런 다음, 블랭크들은 5 ~ 10 분의 가변적인 드웰 시간 동안 900 ℃ 의 온도에서 가열되었다. 블랭크들은 프레스 공구 내로 이동되었고 부품들을 얻기 위하여 핫-스탬핑되었다. 그런 다음, 부품들은 마텐자이트 변형에 의한 경화를 얻기 위하여 냉각되었다. 모든 실험들은 도 1 에 나타낸 표준 VDA 233-102 에 따른 6 회의 부식 사이클들에 제공되었다.
스크레치 주위의 코팅된 강판에서 부식의 존재는 육안으로 관찰되었다: 0 은 우수함, 즉 스크레치 주위에 부식이 약간 있거나 전혀 없음을 의미하고, 5 는 매우 나쁨, 즉 스크레치 주위에 부식이 많음을 의미한다. 결과들은 이하의 표 6 에 나타내어진다:
Figure pat00007
실험 25 내지 실험 27 은 알루미늄 및 규소를 포함하는 코팅 (실험 28) 에 비해 부식에 대해 양호한 보호를 나타낸다.
실시예 7; 전기화학 거동 테스트:
실험 29 내지 실험 40 이 준비되어 오스테나이트화 처리 후에 전기화학 포텐셜을 받았다.
모든 실험들은 블랭크를 얻기 위하여 절단되었다. 그런 다음, 블랭크들은 5 분의 드웰 시간 동안 900 ℃ 의 온도로 가열되었다. 블랭크는 프레스 공구 내로 이동된 후에 부품들을 얻기 위하여 핫-스탬핑되었다. 그런 다음, 부품들은 마텐자이트 변형에 의한 경화를 얻기 위하여 냉각되었다.
코팅된 강 표면 시트의 전기화학 포텐셜을 측정하는 것으로 이루어지는 테스트가 실현되었다. 강판 및 코팅은 분리되어 pH 7 의 5 중량% 의 염화 나트륨을 포함하는 용액에 침지되었다. 포화 카로멜 전극 (SCE) 이 또한 용액 내에 침지되었다. 갈바닉 커플링이라 또한 불리는 희생 보호의 파워가 시간이 지남에 따라 측정되었다. 즉, 코팅이 이러한 조건에서 얼마나 오래 희생 보호를 유지하였는지를 평가하였다. 결과들은 이하의 표 7 에 나타내었다:
Figure pat00008
본 발명에 따른 실험 32 내지 실험 39 는 시간이 지남에 따라 희생 보호를 유지한다.

Claims (19)

  1. 프레스 경화에 의해 코팅된 부품을 제조하는 방법으로서, 상기 방법은:
    A) 금속 코팅으로 예비 코팅된 강판을 제공하는 단계로서, 상기 금속 코팅은 2.0 내지 24.0 중량% 의 아연, 7.1 내지 12.0 중량% 의 규소, 선택적으로는 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 단계
    를 포함하는, 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 블랭크의 상기 열처리는 비보호성 분위기 하의 노 내에서 수행되는, 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 블랭크의 상기 열처리는 880 ~ 930 ℃ 의 온도에서 수행되는, 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열간 성형하는 단계는 600 ~ 830 ℃ 의 온도에서 수행되는, 방법.
  5. 콜드-스탬핑에 의해 코팅된 부품을 제조하는 방법으로서, 상기 방법은:
    - 금속 코팅으로 예비 코팅된 강판을 제공하는 단계로서, 상기 금속 코팅은 상기 금속 코팅은 2.0 내지 24.0 중량% 의 아연, 7.1 내지 12.0 중량% 의 규소, 선택적으로는 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;
    - 블랭크를 얻기 위하여 상기 강판을 절단하는 단계;
    - 상기 코팅된 부품을 얻기 위하여 상기 블랭크를 콜드-스탬핑하는 단계
    를 포함하는, 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 비 Al/Zn 는 8.5 이하고, 바람직하게는 3.0 ~ 7.5, 바람직하게는 4.0 ~ 6.0 인, 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 강판의 상기 금속 코팅의 미세조직은 Al-Zn 상을 포함하는, 방법.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 강판의 상기 금속 코팅은 10.0 내지 20.0 중량%, 바람직하게는 10.0 내지 15.0 중량% 의 아연을 포함하는, 방법.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 강판의 상기 금속 코팅은 8.1 내지 10.0 중량% 의 규소를 포함하는, 방법.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 강판의 상기 금속 코팅은 3.0 내지 8.0 중량% 의 마그네슘, 바람직하게는 3.0 내지 5.0 중량% 의 마그네슘을 포함하는, 방법.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 강판의 상기 금속 코팅의 미세조직은 Mg2Si 상을 포함하는, 방법.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 강판의 상기 금속 코팅의 미세조직은 MgZn2 상을 포함하는, 방법.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 강판의 상기 금속 코팅에서 알루미늄의 양은 71 중량% 초과, 바람직하게는 76 중량% 초과인, 방법.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 강판의 상기 금속 코팅의 두께는 5 ~ 50 ㎛, 바람직하게는 10 ~ 35 ㎛ 인, 방법.
  15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 강판의 상기 금속 코팅은 Cr, Mn, Ti, Ce, La, Nd, Pr, Ca, Bi, In, Sn 및 Sb 또는 그들의 조합 중에서 선택되는 원소들을 포함하지 않는, 방법.
  16. 금속 코팅으로 예비 코팅된 강판을 프레스 경화시켜 제조되는, 금속 코팅으로 코팅된 부품으로서,
    상기 금속 코팅은 2.0 내지 24.0 중량% 의 아연, 7.1 내지 12.0 중량% 의 규소, 선택적으로는 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 초과이고,
    상기 부품에서 강의 미세조직은 마텐자이트 또는 마텐자이토-베이나이트 (martensito-bainitic)이거나, 적어도 75 % 의 등축 페라이트, 5 내지 20 % 의 마텐자이트, 및 10 % 이하의 베이나이트인, 부품.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 부품은 가변적인 두께를 가지는, 부품.
  18. 제 16 항 또는 제 17 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-필러, 도어 링 또는 샷건인, 부품.
  19. 자동차의 제조를 위한 제 16 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 따른 부품의 용도.



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