KR20210079719A - Hot stamping parts with excellent weldability and manufacturing method - Google Patents

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Abstract

According to one aspect, a hot-stamping component includes a multilayer-plated layer at least including a mutual dispersion layer, a first aluminum-rich (Al-rich FexAlySiz) layer, a Fe-rich (Fe-rich FexAlySiz) layer, and a second aluminum-rich (Al-rich FexAlySiz) layer, formed sequentially from the surface of a base steel sheet. The plated layer has a thickness of less than 30㎛, and the mutual dispersion layer and the Fe-rich FexAlySiz layer, by area fraction, are no more than 60% of the whole plated layer. Therefore, the present invention is capable of providing a hot-stamping component with excellent weldability.

Description

용접성이 우수한 핫스탬핑 부품 및 그 제조방법{HOT STAMPING PARTS WITH EXCELLENT WELDABILITY AND MANUFACTURING METHOD}HOT STAMPING PARTS WITH EXCELLENT WELDABILITY AND MANUFACTURING METHOD

본 발명은 강재 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 차량용 부재로 사용되는 용접성이 우수한 핫 스탬핑 부품 및 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a steel material and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a hot stamping part having excellent weldability and a manufacturing method used as a vehicle member.

자동차 조립에 있어서 접합 및 용접은 필수적이다. 다양한 장점을 가진 저항 점 용접 공정은 차체 용접에 적합하여 가장 널리 적용되고 있는 용접법이다. 저항 점 용접부 품질은 차체 품질(강성 및 내구 특성 등)에 있어서 가장 중요한 관리 중점사항으로 용접 품질의 확보가 가장 중요한 과제이다. Joining and welding are essential in automobile assembly. The resistance spot welding process with various advantages is the most widely applied welding method because it is suitable for car body welding. The quality of the resistance spot weld is the most important management point in the body quality (rigidity and durability characteristics, etc.), and securing the welding quality is the most important task.

최근 차체 경량화 및 안정성 확보를 위해 핫 스탬핑 강판의 적용 비율이 증대되는 상황에서 용접 품질 또한 이와 함께 확보되어야 하나, 실상 열간 성형용 핫 스탬핑 강의 용접특성은 열위한 실정이다. 고강도 강의 경우 높은 강성과 합금량으로 인해 접촉저항 및 체적저항이 높아 용접 전류 통전 시 발열 속도가 높다. 특히 알루미늄(Al)계 도금 핫 스탬핑 강판의 경우 핫 스탬핑 공법을 위한 가열로 열처리 공정에서 도금층 내 알루미늄(Al), 실리콘(Si)과 모재 내 철(Fe)의 확산으로 인해 합금화 반응이 나타나고, 이로 인해 상호 확산층(interdiffusion layer) 및 다양한 금속간 화합물(IMC) 층이 형성되어 표면 저항이 증가하여 용접시 날림(expulsion)이 발생하고 민감도가 매우 높아 용접성은 더욱 취약하다. 그래서 중간 날림(expulsion) 발생에 민감하고 중간 날림(expulsion) 발생으로 인해 너겟 성장에 한계를 보이는 등 내부 결함이 발생하여 품질 확보에 어려움이 있다.Recently, in a situation in which the application rate of hot stamping steel sheet is increasing in order to reduce body weight and secure stability, welding quality must also be secured along with this, but in reality, the welding characteristics of hot stamping steel for hot forming are poor. In the case of high-strength steel, the contact resistance and volume resistance are high due to high rigidity and alloy content, so the heat generation rate is high when the welding current is applied. In particular, in the case of aluminum (Al)-based plated hot stamping steel sheet, an alloying reaction occurs due to diffusion of aluminum (Al) and silicon (Si) in the plating layer and iron (Fe) in the base material in the heating furnace heat treatment process for the hot stamping method. Due to this, an interdiffusion layer and various intermetallic compound (IMC) layers are formed, which increases the surface resistance, so that expulsion occurs during welding, and the weldability is more vulnerable because the sensitivity is very high. Therefore, it is sensitive to the occurrence of intermediate expulsion and internal defects such as limiting the growth of nuggets due to the occurrence of intermediate expulsion occur, making it difficult to secure quality.

이에 관련된 기술로는 대한민국 특허공개공보 제1020180095757(발명의 명칭 : 핫스탬핑 부품의 제조방법)이 있다.As a technology related thereto, there is Korean Patent Application Laid-Open No. 1020180095757 (Title of the Invention: Method of Manufacturing Hot Stamping Parts).

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 용접성이 우수한 열간 성형용 강판 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to provide a steel sheet for hot forming excellent in weldability and a method for manufacturing the same.

본 발명의 일 관점에 따른 핫 스탬핑 부품은, 모재 강판의 표면으로부터 순차적으로 형성된 상호확산층, 제1 알루미늄 리치층(Al-rich FexAlySiz) 층, Fe-리치(Fe-rich FexAlySiz) 층, 및 제2 알루미늄 리치층(Al-rich FexAlySiz) 층을 적어도 포함하는 다층 도금층을 포함하고, 상기 도금층은 30㎛ 미만의 두께를 가지며, 상기 상호확산층 및 Fe-리치(Fe-rich FexAlySiz) 층은 면적분율로, 전체 도금층의 60% 이하인 것을 특징으로 한다.Hot stamping parts according to an aspect of the present invention, an interdiffusion layer sequentially formed from the surface of a base steel sheet, a first aluminum rich layer (Al-rich Fe x Al y Si z ) layer, Fe-rich (Fe-rich Fe x) Al y Si z ) layer, and a second aluminum-rich layer (Al-rich Fe x Al y Si z ) A multilayer plating layer comprising at least a layer, wherein the plating layer has a thickness of less than 30 μm, the interdiffusion layer and Fe-rich (Fe-rich Fe x Al y Si z ) layer is an area fraction, characterized in that 60% or less of the total plating layer.

상기 제1 알루미늄 리치(Al-rich FexAlySiz) 층의 x=30~50중량%, y=50~70중량%, z=0~10중량%이고, 상기 Fe-리치(Fe-rich FexAlySiz) 층의 x=40~60중량%, y=30~50중량%, z=0~20중량% 이고, 상기 제2 알루미늄 리치층(Al-rich FexAlySiz) 층의 x=30~50중량%, y=50~70중량%, z=0~10중량%인 것이 바람직하다.The first aluminum-rich (Al-rich Fe x Al y Si z ) layer is x=30-50% by weight, y=50-70% by weight, z=0-10% by weight, and the Fe-rich (Fe- rich Fe x Al y Si z ) x = 40 to 60% by weight of the layer, y = 30 to 50% by weight, z = 0 to 20% by weight, and the second aluminum-rich layer (Al-rich Fe x Al y Si z ) of the layer x=30-50% by weight, y=50-70% by weight, z=0-10% by weight is preferred.

상기 제1 및 제2 알루미늄 리치(Al-rich FexAlySiz) 층은 면적 분율로, 전체 도금층의 40% 이상인 것이 바람직하다.The first and second aluminum-rich (Al-rich FexAlySiz) layers are preferably 40% or more of the total plating layer in terms of area fraction.

상기 상호확산층의 Si 함량은 10.0 중량% 미만이고, Fe-리치(Fe-rich FexAlySiz) 층의 Si 함량은 4.0 중량%를 초과하며, 제1 알루미늄 리치(Al-rich FexAlySiz) 층과 제2 알루미늄 리치(Al-rich FexAlySiz) 층의 Si 함량이 4.0 중량% 미만인 것이 바람직하다.The Si content of the interdiffusion layer is less than 10.0 wt%, the Si content of the Fe-rich (Fe-rich Fe x Al y Si z ) layer is more than 4.0 wt%, and the first aluminum-rich (Al-rich Fe x Al) layer is more than 4.0 wt%. It is preferable that the Si content of the y Si z layer and the second aluminum-rich (Al-rich Fe x Al y Si z ) layer is less than 4.0 wt%.

본 발명의 다른 관점에 따른 핫 스탬핑 부품의 제조방법은, (a) 핫 스탬핑용 강 블랭크를 준비하는 단계; (b) 상기 강 블랭크를 서로 다른 복수의 온도 유지 구간을 가지는 가열로 내부에서 다단 가열하여, 상기 블랭크 모재 강판의 표면으로부터 순차적으로 형성된 상호확산층, 제1 알루미늄 리치층(Al-rich FexAlySiz) 층, Fe-리치(Fe-rich FexAlySiz) 층, 및 제2 알루미늄 리치층(Al-rich FexAlySiz) 층을 적어도 포함하는 다층 도금층이 형성되도록 하는 단계; (c) 상기 가열된 블랭크를 상기 가열로로부터 취출하여 프레스 금형으로 이송한 후에 핫 스탬핑하여 성형체를 형성하는 단계; 및 (d) 상기 성형체를 냉각하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.A method of manufacturing a hot stamping part according to another aspect of the present invention comprises the steps of: (a) preparing a steel blank for hot stamping; (b) multi-stage heating the steel blank in a heating furnace having a plurality of different temperature maintaining sections, an interdiffusion layer sequentially formed from the surface of the blank base steel sheet, and a first aluminum rich layer (Al-rich Fe x Al y Si z ) layer, Fe-rich (Fe-rich Fe x Al y Si z ) layer, and a second aluminum-rich layer (Al-rich Fe x Al y Si z ) layer to form a multilayer plating layer comprising at least a layer ; (c) taking out the heated blank from the heating furnace and transferring it to a press mold, followed by hot stamping to form a molded body; and (d) cooling the molded body.

상기 도금층은 30㎛ 미만의 두께를 가지며, 상기 상호확산층 및 Fe-리치(Fe-rich, FexAlySiz) 층은 면적 분율로, 전체 도금층의 60% 이하인 것이 바람직하다.The plating layer has a thickness of less than 30 μm, and the interdiffusion layer and the Fe-rich (Fe-rich, Fe x Al y Si z ) layer are, in area fraction, preferably 60% or less of the total plating layer.

상기 제1 알루미늄 리치(Al-rich FexAlySiz) 층의 x=30~50중량%, y=50~70중량%, z=0~10중량%이고, 상기 Fe-리치(Fe-rich FexAlySiz) 층의 x=40~60중량%, y=30~50중량% z=0~20중량% 이고, 상기 제2 알루미늄 리치층(Al-rich FexAlySiz) 층의 x=30~50중량%, y=50~70중량%, z=0~10중량%인 것이 바람직하다.The first aluminum-rich (Al-rich Fe x Al y Si z ) layer is x=30-50% by weight, y=50-70% by weight, z=0-10% by weight, and the Fe-rich (Fe- rich Fe x Al y Si z ) x = 40 to 60% by weight of the layer, y = 30 to 50% by weight z = 0 to 20% by weight, and the second aluminum rich layer (Al-rich Fe x Al y Si z ) of the layer x=30-50% by weight, y=50-70% by weight, and z=0-10% by weight.

상기 (b) 단계는 상기 블랭크를 950℃ ~ 1000℃의 온도에서 360초 이내로 균열 열처리하는 단계를 포함하는 것바람직하다.The step (b) preferably includes the step of heat-treating the blank at a temperature of 950 ° C. to 1000 ° C. within 360 seconds.

상기 상호확산층의 Si 함량은 10.0 중량% 미만이고, Fe-리치(Fe-rich FexAlySiz) 층의 Si 함량은 4.0 중량%를 초과하며, 제1 알루미늄 리치(Al-rich FexAlySiz) 층과 제2 알루미늄 리치(Al-rich FexAlySiz) 층의 Si 함량이 4.0 중량% 미만인 것이 바람직하다.The Si content of the interdiffusion layer is less than 10.0 wt%, the Si content of the Fe-rich (Fe-rich Fe x Al y Si z ) layer is more than 4.0 wt%, and the first aluminum-rich (Al-rich Fe x Al) layer is more than 4.0 wt%. It is preferable that the Si content of the y Si z layer and the second aluminum-rich (Al-rich Fe x Al y Si z ) layer is less than 4.0 wt%.

본 발명에 따르면, 프리코팅된 핫 스탬핑용 블랭크를 다단 가열방식으로 가열함으로써 다층의 도금층 구조를 형성하고, 도금층을 구성하는 각 층들의 분율을 제어함으로써 용접성이 우수한 핫 스탬핑 부품을 제공할 수 있다.According to the present invention, a multi-layered plating layer structure is formed by heating a pre-coated blank for hot stamping in a multi-stage heating method, and a hot stamping part having excellent weldability can be provided by controlling the fraction of each layer constituting the plating layer.

도 1은 핫 스탬핑 동종 용접 부위에서 용융물의 비산 흔적을 보여주는 사진이다.
도 2는 용융물의 비산으로 인해 기공이 형성되어 용접 품질에 편차가 발생한 예를 보여주는 사진이다.
도 3은 Al-Si 도금재 및 비도금재의 용접 과정을 보여주는 현미경 사진들이다.
도 4는 Al-Si 도금재의 핫스탬핑 전, 후의 동저항 거동을 비교하여 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 예에 따른 핫 스탬핑 부품의 도금층 구조를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일구체예에 따른 핫 스탬핑 부품의 제조방법을 나타낸 공정 순서도이다.
도 7은 블랭크 가열 시간에 따른 도금층 구조의 변화를 관측하여 나타낸 현미경 사진들이다.
도 8은 가열 시간에 따른 동저항을 나타낸 그래프이다.
1 is a photograph showing traces of scattering of the melt in the hot stamping homogeneous welding site.
FIG. 2 is a photograph showing an example in which pores are formed due to scattering of the melt, resulting in a deviation in welding quality.
3 is a micrograph showing the welding process of Al-Si plated material and non-plated material.
4 is a graph showing a comparison of the dynamic resistance behavior of Al-Si plating materials before and after hot stamping.
5 is a view showing a structure of a plating layer of a hot stamping part according to an embodiment of the present invention.
6 is a process flowchart illustrating a method of manufacturing a hot stamping part according to an embodiment of the present invention.
7 is a micrograph showing a change in the structure of the plating layer according to the blank heating time.
8 is a graph showing the dynamic resistance according to the heating time.

이하, 첨부한 도면을 참고하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명을 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 본 명세서에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다. 본 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily practice it. The present invention may be embodied in several different forms, and is not limited to the embodiments described herein. The same reference numerals are assigned to the same or similar components throughout this specification. In addition, detailed descriptions of well-known functions and configurations that may unnecessarily obscure the gist of the present invention will be omitted.

저항 점 용접은 기본적으로 상, 하 두 전극으로 피 접합물을 가압한 후, 가압을 유지한 상태로 전극간에 전류를 통전시켜 피 접합물의 전기 저항열을 이용하여 용융시키는 용접법이다. 이때 접촉저항에 의해 접합면에서 발열이 시작된다. 알루미늄(Al)-실리콘(Si) 도금재의 경우, 핫 스탬핑 공법을 위한 가열로 열처리 공정에서 도금층 내의 알루미늄(Al) 및 실리콘(Si)과 모재의 철(Fe)의 상호 확산에 의해 합금화 반응이 나타나고, 이로 인해 상호확산층 및 다양한 금속간 화합물(IMC)이 형성된다. 따라서, 용접부의 표면 접촉저항이 매우 증가하며, 도금층이 맞닿은 접합부 계면에서는 전기저항에 의한 발열속도가 매우 높아 먼저 용융 너겟이 생성되고, 이러한 너겟의 급격한 성장으로 중간 날림(expulsion)이 발생하는 문제가 심화되고 용접품질이 저하된다.Resistance spot welding is basically a welding method in which an object to be joined is pressed with two upper and lower electrodes, then a current is passed between the electrodes while maintaining the pressure, and the object to be joined is melted using the electrical resistance heat. At this time, heat is started at the bonding surface due to the contact resistance. In the case of aluminum (Al)-silicon (Si) plating material, alloying reaction occurs due to mutual diffusion of aluminum (Al) and silicon (Si) in the plating layer and iron (Fe) in the base material in the heating furnace heat treatment process for the hot stamping method. , resulting in the formation of interdiffusion layers and various intermetallic compounds (IMCs). Therefore, the surface contact resistance of the weld is very increased, and the heat generation rate due to electrical resistance is very high at the interface of the joint where the plating layer is in contact, so molten nuggets are first generated, and the rapid growth of the nugget causes expulsion. deepening and the welding quality deteriorates.

도 1은 핫 스탬핑 동종 용접 부위에서 용융물의 비산 흔적을 보여주는 사진이고, 도 2는 이러한 용융물의 비산으로 인해 기공이 형성되어 용접 품질에 편차가 발생한 예를 보여주는 사진이다. 이와 같이, 용융물의 비산으로 인해 핫 스탬핑 부품의 품질 확보 및 관리에 큰 어려움이 있다.1 is a photograph showing traces of scattering of the melt in the same type of hot stamping welding, and FIG. 2 is a photograph showing an example in which the weld quality is varied due to the formation of pores due to the scattering of the melt. As such, there is a great difficulty in securing and managing the quality of hot stamping parts due to scattering of the melt.

Al-Si 도금층이 용접 저항발열 및 너겟 성장에 미치는 영향을 보여주기 위한 것으로, 도 3은 Al-Si 도금재 및 비도금재의 용접 과정에서의 용접부위를 보여주는 현미경 사진들이고, 도 4는 Al-Si 도금재의 핫스탬핑 전, 후의 동저항 거동을 비교하여 나타낸 그래프이다.This is to show the effect of the Al-Si plated layer on the welding resistance heating and nugget growth. FIG. 3 is a micrograph showing the welding site during the welding process of the Al-Si plated material and the non-plated material, and FIG. 4 is the Al-Si It is a graph showing the comparison of the dynamic resistance behavior of plating materials before and after hot stamping.

도 3을 참조하면, 도금재의 경우 2-싸이클에서 도금층 표면에서 발열이 시작되고, 발열로 인해 3-싸이클에서는 용접부에서 시일(seal)이 형성되지 않았고, 4-싸이클 및 5-싸이클에서 발열이 더욱 심화되는 것을 보여준다. 반면, 비도금재의 경우, 2, 3, 4-싸이클이 진행되면서 서서히 시일(seal)이 형성되어 5-싸이클에서 접합면의 용융이 시작되어 안정적인 접합이 이루어지는 것을 볼 수 있다.Referring to FIG. 3 , in the case of the plating material, heat generation on the surface of the plating layer starts in 2-cycle, and a seal is not formed in the weld zone in 3-cycle due to heat generation, and heat generation is further increased in 4-cycle and 5-cycle show that it is getting worse. On the other hand, in the case of a non-plated material, a seal is gradually formed as the 2, 3, and 4-cycles proceed, and the melting of the bonding surface begins in the 5-cycle, thereby forming a stable bonding.

또한, 도 4를 참조하면, 핫 스탬핑 후(20)에 비해 핫 스탬핑 전의 동저항(10)이 낮게 관측되고 따라서 핫 스탬핑 전의 저항 용접시 발열이 낮음을 알 수 있다.Also, referring to FIG. 4 , it can be seen that the dynamic resistance 10 before hot stamping is observed to be lower than that after hot stamping 20 , and therefore heat generation during resistance welding before hot stamping is low.

이와 같이, 비도금재와 달리 도금재의 경우 열처리 후 합금화된 알루미늄(Al)-실리콘(Si) 도금층으로 인해 용접시 국부적으로 급속히 과다 발열이 일어나거나 하는 발열 양상 및 패턴, 이로 인한 용접부의 용융속도가 변화하게 된다. 이러한 현상은 열처리 전 알루미늄(Al) 도금층과 달리 합금화된 도금층에 기인된 것으로, 도금층의 Fe-Si 합금화 과정 중에 형성되는 IMC의 제어가 용접성에 가장 중요한 인자임을 확인하였다.As such, in the case of non-plated materials, in the case of plated materials, due to the alloyed aluminum (Al)-silicon (Si) plated layer after heat treatment, the heating pattern and pattern in which excessive heat is rapidly generated locally during welding, and the melting rate of the welded portion due to this will change This phenomenon is due to the alloyed plating layer, unlike the aluminum (Al) plating layer before heat treatment, and it was confirmed that the control of the IMC formed during the Fe-Si alloying process of the plating layer is the most important factor in weldability.

본 발명은 도금층 내 용접성 열위의 원인을 분석하였고, 이를 통해 용접에 불리한 IMC를 규명하였으며, 이를 제어 및 용접공정을 최적화하기 위한 핫스탬핑 부품의 제조방법과 그에 따른 핫 스탬핑용 강판의 구조를 제시한다.The present invention analyzes the cause of weldability inferiority in the plating layer, identifies the IMC that is unfavorable to welding, and proposes a method of manufacturing a hot stamping part for controlling this and optimizing the welding process and the structure of a steel sheet for hot stamping accordingly. .

핫 스탬핑 부품hot stamping parts

본 발명의 일 관점은 용접성이 우수한 핫 스탬핑 부품에 관한 것이다. 바람직한 실시예에서, 상기 핫 스탬핑 부품은 모재 표면의 부식을 방지하기 위하여 형성된 알루미늄(Al)계 도금층을 포함하고, 상기 도금층은 핫 스탬핑을 위한 열처리 공정에서의 금속간 합금화, 오스테나이트화 및 핫 스탬핑을 통하여 만들어진 다층의 구조를 가지며, 상기 다층의 도금층 구조는 적어도 네 개의 층으로 이루어지고 우수한 용접성을 갖도록 각 층들의 분율이 제어된 구조를 갖는다.One aspect of the present invention relates to a hot stamped part having excellent weldability. In a preferred embodiment, the hot stamping part includes an aluminum (Al)-based plating layer formed to prevent corrosion of the surface of the base material, and the plating layer is intermetallic alloying, austenitizing and hot stamping in a heat treatment process for hot stamping. It has a multi-layered structure made through, and the multi-layered plating layer structure is composed of at least four layers and has a structure in which the fraction of each layer is controlled so as to have excellent weldability.

도 5는 본 발명의 일 예에 따른 핫 스탬핑 부품의 도금층 구조를 나타낸 도면이다.5 is a view showing a structure of a plating layer of a hot stamping part according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 상기 핫 스탬핑 부품의 도금층은 모재(30)로부터 상호확산층(31), 제1 알루미늄-리치(Al-rich)층(32), Fe-rich 층(33), 및 제2 알루미늄-리치(Al-rich)층(34)이 순차적으로 배치된다. 상기 제2 알루미늄-리치(Al-rich)층(34) 위에 다른 층이 더 배치될 수도 있다.Referring to FIG. 5 , the plating layer of the hot stamping part is formed from an interdiffusion layer 31 , a first aluminum-rich layer 32 , a Fe-rich layer 33 , and a second layer from the base material 30 . An aluminum-rich layer 34 is sequentially disposed. Another layer may be further disposed on the second Al-rich layer 34 .

제1 알루미늄-리치(Al-rich FexAlySiz, x=30~50wt%, y=50~70wt.%, z=0~10wt%) 층(32)은 Fe: 30 ~ 50중량%, Al: 50 ~ 70중량%, Si: 0 ~ 10중량%의 조성을 갖는다.The first aluminum-rich (Al-rich FexAlySiz, x=30-50wt%, y=50-70wt.%, z=0-10wt%) layer 32 is Fe: 30-50 wt%, Al: 50- 70% by weight, Si: has a composition of 0 to 10% by weight.

Fe-rich(Fe-rich FexAlySiz, x=40~60wt%, y=30~50wt.%, z=0~20wt%) 층(33)은 Fe: 40 ~ 60중량%, Al: 30 ~ 50중량%, Si: 0 ~ 20중량%의 조성을 갖는 층이다.Fe-rich (Fe-rich FexAlySiz, x=40-60wt%, y=30-50wt.%, z=0-20wt%) layer 33 is Fe: 40-60 wt%, Al: 30-50 wt% %, Si: A layer having a composition of 0 to 20% by weight.

제2 알루미늄-리치(Al-rich FexAlySiz, x=30~50wt%, y=50~70wt.%, z=0~10wt%) 층(34)은 Fe: 30 ~ 50중량%, Al: 50 ~ 70중량%, Si: 0 ~ 10중량%의 조성을 갖는 층이다.The second aluminum-rich (Al-rich FexAlySiz, x=30-50wt%, y=50-70wt.%, z=0-10wt%) layer 34 is Fe: 30-50 wt%, Al: 50- 70% by weight, Si: A layer having a composition of 0 to 10% by weight.

모재(30)의 표면에 형성된 상기 상호확산층(31)과 중간에 위치하는 Fe-rich FexAlySiz 층(33)은 고저항 상(phase)을 갖는 층으로, 용접시 높은 저항으로 인해 용접성에 불리하고, Al-rich FexAlySiz층(32, 34)은 저저항의 상(phase)을 갖는 층으로, 용접성에 유리하다. 도금층의 전기 저항, 즉 접촉 저항은 구성 상의 전기적 특성 및 분율과 밀접한 관련이 있다. 따라서, 이러한 고저항의 층(31, 33)과 저저항의 층(32, 34)은 분율을 최적화함으로써 핫 스탬핑 부품의 용접성을 극대화할 수 있다. 본 발명의 바람직한 구체예에 따르면, 핫 스탬핑 부품의 용접성을 극대화하기 위하여, 상기 다층의 도금층 구조에서, 저저항층인 Al-rich FexAlySiz층(32, 34)이 면적 분율로, 전체 도금층의 40% 이상을 포함하고, 고저항층인 상호확산층(31) 및 Fe-rich FexAlySiz층(33)의 합계 면적 분율이 전체 도금층의 약 60% 이하로 제어되는 것이 바람직하다.The interdiffusion layer 31 formed on the surface of the base material 30 and the Fe-rich FexAlySiz layer 33 located in the middle is a layer having a high resistance phase, which is disadvantageous in weldability due to high resistance during welding, The Al-rich FexAlySiz layers 32 and 34 are layers having a low resistance phase, and are advantageous in weldability. The electrical resistance of the plating layer, that is, the contact resistance, is closely related to the electrical properties and fraction of the composition. Accordingly, the high-resistance layers 31 and 33 and the low-resistance layers 32 and 34 can maximize the weldability of the hot stamping part by optimizing the fraction. According to a preferred embodiment of the present invention, in order to maximize the weldability of the hot stamping part, in the multi-layered plating layer structure, the Al-rich FexAlySiz layers 32 and 34, which are low resistance layers, are 40% of the total plating layer as an area fraction. Including the above, the total area fraction of the high-resistance interdiffusion layer 31 and the Fe-rich FexAlySiz layer 33 is preferably controlled to be about 60% or less of the total plating layer.

상기 다층 도금층을 구성하는 인자들을 수식으로 표현하면 다음과 같다.The factors constituting the multi-layer plating layer are expressed as follows.

40% < VAl-rich FexAlySiz , 60%> V상호확산층 + VFe-rich FexAlySiz = 1- VAl-rich FexAlySiz 40% < V Al-rich FexAlySiz , 60%> V interdiffusion layer + V Fe-rich FexAlySiz = 1- V Al-rich FexAlySiz

40% < VAl-rich FexAlySiz (Al-rich FexAlySiz 에서 50wt% < y < 70wt%, 30wt% < x+z < 50wt%)40% < V Al-rich FexAlySiz (50wt% < y < 70wt%, 30wt% < x+z < 50wt% in Al-rich FexAlySiz)

60% > V상호확산층 + VFe-rich FexAlySiz (Fe-rich FexAlySiz 에서 30wt% < y < 50wt%, 50wt% < x+z < 70wt%)60% > V interdiffusion layer + V Fe-rich FexAlySiz (30wt% < y < 50wt%, 50wt% < x+z < 70wt% in Fe-rich FexAlySiz)

한편, 본 발명의 발명자들은 도금층의 전기 저항이 도금층 내의 실리콘(Si)의 함량과 밀접한 관계가 있는 것을 확인하였다. 즉, 도금층은 층 수와 관계없이 크게 실리콘(Si)의 함량이 4.0 중량%를 초과하는 Fe-Al-Si 도금층과 실리콘(Si)의 함량이 4.0 중량% 미만의 Fe-Al-Si 도금층으로 나눌 수 있으며, 이때 실리콘(Si)의 함량이 4.0 중량%를 초과하는 Fe-Al-Si 도금층의 두께 비율이 전체 도금층의 60% 미만일 때, 바람직하게는 35 ~ 55% 또는 40 ~ 50%일 때 양호한 용접성을 나타낼 수 있다. 실리콘(Si)의 함량이 4.0 중량% 미만의 Fe-Al-Si 도금층의 두께 비율을 40% 이상으로 제어하는 것이 바람직하다. 실리콘(Si)의 함량이 4.0중량%를 초과하는 Fe-Al-Si 도금층의 두께 비율이 60% 미만인 경우, 도금층의 전기 저항이 상승하는 것을 방지하고, 점 용접 과정에서 스패터를 감소시키며 용접 강도를 확보할 수 있다.On the other hand, the inventors of the present invention confirmed that the electrical resistance of the plating layer is closely related to the content of silicon (Si) in the plating layer. That is, the plating layer has a silicon (Si) content of 4.0 regardless of the number of layers. The Fe-Al-Si plating layer exceeding the weight % and the Fe-Al-Si plating layer in which the content of silicon (Si) is less than 4.0 weight %, in this case, Fe in which the content of silicon (Si) exceeds 4.0 weight % When the thickness ratio of the -Al-Si plating layer is less than 60% of the total plating layer, preferably 35 to 55% or 40 to 50%, good weldability may be exhibited. It is preferable to control the thickness ratio of the Fe-Al-Si plating layer having a silicon (Si) content of less than 4.0 wt% to 40% or more. When the thickness ratio of the Fe-Al-Si plating layer in which the content of silicon (Si) exceeds 4.0% by weight is less than 60%, the electrical resistance of the plating layer is prevented from increasing, spatter is reduced in the spot welding process, and welding strength can be obtained

또한, 바람직하게, 본 발명에서, 상기 상호확산층의 실리콘(Si) 함량은 10.0중량% 미만, Fe-리치(Fe-rich FexAlySiz) 층의 Si 함량은 4.0 중량%를 초과, 제1 알루미늄 리치(Al-rich FexAlySiz) 층과 제2 알루미늄 리치(Al-rich FexAlySiz) 층의 Si 함량은 4.0 중량% 미만으로 제어하는 것이 바람직하다.Also, preferably, in the present invention, the silicon (Si) content of the interdiffusion layer is less than 10.0 wt%, the Fe-rich (Fe-rich Fe x Al y Si z ) Si content of the layer is more than 4.0 wt%, The Si content of the first aluminum-rich (Al-rich Fe x Al y Si z ) layer and the second aluminum-rich (Al-rich Fe x Al y Si z ) layer is preferably controlled to be less than 4.0 wt%.

또한, 본 발명의 핫 스탬핑 부품의 도금층은 적어도 네 개 이상의 층으로 이루어지고, 전체 도금층의 두께는 30㎛ 미만이 바람직하다. 핫 스탬핑을 위한 블랭크 가열온도 및 가열시간이 과다하게 증가할 경우 과가열로 인해 상호확산층(31) 및 Fe-rich 층(33)의 성장이 촉진되어 총 도금층 두께가 증가하고 이로 인해 용접성이 열위해지므로, 도금층의 총 두께는 30㎛ 미만으로 제어하는 것이 바람직하다. 도금층의 총 두께를 30㎛ 미만으로 제어하면, 승온이 용이하고, 빠른 상변태에 진입할 수 있으며 과가열을 방지할 수 있으며, 더불어, 핫 스탬핑 금형에 대한 도금층의 이물 소착을 감소시킬 수 있다.In addition, the plating layer of the hot stamping part of the present invention consists of at least four or more layers, and the thickness of the entire plating layer is preferably less than 30 μm. When the blank heating temperature and heating time for hot stamping are excessively increased, the growth of the interdiffusion layer 31 and the Fe-rich layer 33 is promoted due to overheating, and the total plating layer thickness is increased, which leads to poor weldability. Therefore, the total thickness of the plating layer is preferably controlled to be less than 30㎛. When the total thickness of the plating layer is controlled to be less than 30 μm, it is possible to easily increase the temperature, enter a rapid phase transformation, and prevent overheating, and, in addition, it is possible to reduce the adhesion of foreign substances in the plating layer to the hot stamping mold.

상술한 도금층을 포함하는 용접성이 우수한 핫 스탬핑 부품은 핫 스탬핑을 위해 블랭크를 다단 가열함으로써 다층 도금층을 갖도록 하는 제조공정에 의해 획득할 수 있다. 이하에서는, 일 예에 따른 용접성이 우수한 핫 스탬핑 부품의 제조방법을 상세히 설명한다.A hot stamping part having excellent weldability including the above-described plating layer can be obtained by a manufacturing process for having a multi-layer plating layer by heating the blank in multiple stages for hot stamping. Hereinafter, a method of manufacturing a hot stamping part having excellent weldability according to an example will be described in detail.

핫 스탬핑 부품의 제조방법Manufacturing method of hot stamping parts

도 6은 본 발명의 일구체예에 따른 핫 스탬핑 부품의 제조방법을 나타낸 공정 순서도이다. 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 구체예에 따른 핫 스탬핑 부품의 제조방법은, 핫 스탬핑용 강 블랭크를 준비하는 단계(S110), 상기 블랭크를 가열하는 단계(S120), 상기 가열된 블랭크를 프레스 금형으로 핫 스탬핑하여 성형체를 형성하는 단계(S130), 및 상기 성형체를 냉각하여 핫 스탬핑 부품을 형성하는 단계(S140)를 포함한다.6 is a process flowchart illustrating a method of manufacturing a hot stamping part according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 6 , the method of manufacturing a hot stamping part according to an embodiment of the present invention includes the steps of preparing a steel blank for hot stamping (S110), heating the blank (S120), and heating the blank Hot stamping with a press mold to form a molded body (S130), and cooling the molded body to form a hot stamping part (S140).

핫 스탬핑용 블랭크를 준비하는 단계(S110)Preparing a blank for hot stamping (S110)

상기 핫 스탬핑용 블랭크를 준비하는 단계(S110)는, 핫 스탬핑 부품 형성을 위한 판재 준비하고, 상기 판재를 목적에 따라 원하는 형상으로 재단하여, 블랭크를 형성하는 단계이다.The step of preparing the blank for hot stamping ( S110 ) is a step of preparing a plate for forming hot stamping parts, cutting the plate into a desired shape according to the purpose, and forming a blank.

상기 판재를 준비하는 과정은, 핫 스탬핑 용으로 적용되는 공지의 조성을 가지는 강 슬라브를 준비하고, 상기 강 슬라브를 공지의 열간압연 및 냉간압연 중 적어도 하나를 수행한 후에 소둔 열처리함으로써, 강판재를 제조하는 과정으로 진행될 수 있다. 상기 소둔 열처리 후에, 상기 강판재 상에 Al-Si계 도금층 또는 Zn 도금층을 공지의 방법에 의해 형성할 수 있다. 구체적인 일 예에서, 상기 강판재에 Al-Si계 도금층을 형성하되, 전체 도금층의 두께를 30㎛ 미만, 바람직하게는 20 ~ 29㎛의 두께로 형성한다. 도금층이 너무 두꺼우면 합금화 열처리 과정에 필요한 열량이 증가하고 균열온도에 도달하는 시간이 지연될 수 있으며, 가열 시간 증대 및 과가열로 이어질 수 있다. 또한, 도금층이 두꺼우면 핫 스탬핑 성형 시 금형에 도금층 이물이 소착될 가능성이 있다.In the process of preparing the plate, a steel slab having a known composition applied for hot stamping is prepared, and the steel slab is subjected to at least one of known hot rolling and cold rolling, followed by annealing heat treatment, thereby manufacturing a steel plate It can proceed as a process. After the annealing heat treatment, an Al-Si-based plating layer or a Zn plating layer may be formed on the steel sheet material by a known method. In a specific example, an Al-Si-based plating layer is formed on the steel sheet material, but the thickness of the entire plating layer is less than 30 µm, preferably 20 to 29 µm. If the plating layer is too thick, the amount of heat required for the alloying heat treatment process may increase and the time to reach the cracking temperature may be delayed, which may lead to an increase in heating time and overheating. In addition, if the plating layer is thick, there is a possibility that foreign materials in the plating layer may stick to the mold during hot stamping molding.

블랭크를 가열하는 단계(S120)Step of heating the blank (S120)

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 블랭크를 가열하는 단계는, 서로 다른 복수의 온도 유지 구간을 가지는 가열로 내부에서 다단계 가열하는 과정으로 진행될 수 있다. 상기 블랭크를 롤러에 실장하여 상기 가열로 내부를 통과하도록 이동시킨다. 상기 블랭크는 상기 가열로의 입측으로 유입된 후에 상기 가열로의 내부를 지나면서 가열되어, 상기 가열로의 출축으로 인출될 수 있다. 이때, 상기 서로 다른 복수의 온도 구간의 각각의 온도는 상기 블랭크가 유입되는 입구로부터 상기 블랭크가 인출되는 출구 방향으로 증가하도록 각각 설정될 수 있다. In an embodiment of the present invention, the heating of the blank may be performed as a multi-step heating process in a heating furnace having a plurality of different temperature maintaining sections. The blank is mounted on a roller and moved to pass through the inside of the heating furnace. The blank may be heated while passing through the inside of the heating furnace after being introduced into the inlet side of the heating furnace, and may be drawn out to the exit shaft of the heating furnace. In this case, each temperature of the plurality of different temperature sections may be set to increase from an inlet through which the blank is introduced to an outlet direction at which the blank is drawn out.

일 실시 예에 있어서, 상기 블랭크를 가열하는 단계는 상기 블랭크를 950℃ ~ 1,000℃의 온도에서 균열 열처리하는 단계를 포함하도록 진행될 수 있다. 상기 균열 열처리 온도가 950℃ 미만일 경우, 가열된 블랭크가 가열로에서 인출된 후, 공랭 노출 시간에 의해 프레스 성형 시작 온도가 과도하게 낮아져서, 가열된 블랭크의 연신율이 감소하여 성형 중 두께 감소가 발생하거나 파단이 발생할 수 있다. 또한, 상기 공랭 노출 시간 동안 냉각됨으로써, 블랭크의 강도가 상승하여 복수의 블랭크를 동시 성형하는데 큰 힘이 필요하여 프레스 설비에 과부하가 걸릴 수 있다. 반면에, 상기 균열 열처리 온도가 1,000℃를 초과하는 경우, 블랭크 내의 Ti, V, Nb, Mo 등의 탄화물 형성 원소나 질화물 형성 원소가 모재로 용해(dissolution)되어 결정립 조대화를 억제하기 어렵다.In one embodiment, the heating of the blank may be carried out to include the step of heat-treating the blank at a temperature of 950 ℃ ~ 1,000 ℃ crack. When the cracking heat treatment temperature is less than 950 ° C, after the heated blank is withdrawn from the heating furnace, the press forming start temperature is excessively lowered by the air cooling exposure time, so that the elongation of the heated blank decreases, resulting in a reduction in thickness during molding or fracture may occur. In addition, by cooling during the air cooling exposure time, the strength of the blank is increased, and a large force is required to simultaneously form a plurality of blanks, thereby overloading the press equipment. On the other hand, when the cracking heat treatment temperature exceeds 1,000° C., carbide-forming elements or nitride-forming elements such as Ti, V, Nb, and Mo in the blank are dissolved into the base material, making it difficult to suppress grain coarsening.

일 실시 예에 있어서, 상기 블랭크를 가열하는 단계는 상기 가열로 내부를 가열로 내부를 이슬점 0℃ 이하로 유지시킨 상태에서 진행될 수 있다. In an embodiment, the heating of the blank may be performed in a state in which the inside of the heating furnace is maintained at a dew point of 0° C. or less.

일 실시 예에 있어서, 상기 블랭크를 가열하는 단계는 상기 블랭크를 상기 가열로 내에서 180초 ~ 360초 동안 체류하도록 하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 체류 시간이 180초 미만일 경우, 목적하는 균열 온도에서 충분한 균열 시간을 가지기 어렵다. 상기 체류 시간이 360초를 초과할 경우, 블랭크 내부로 침투하는 수소의 양이 증가하여 지연 파단의 위험이 높아지고, 핫 스탬핑 후의 내식성이 저하될 수 있다.In an embodiment, heating the blank may include allowing the blank to stay in the heating furnace for 180 seconds to 360 seconds. When the residence time is less than 180 seconds, it is difficult to have a sufficient soaking time at the desired soaking temperature. When the residence time exceeds 360 seconds, the amount of hydrogen penetrating into the blank increases, thereby increasing the risk of delayed fracture, and corrosion resistance after hot stamping may be reduced.

상기 블랭크 가열 단계(S130)를 진행함에 따라 도금층의 Al, Si과 강판재의 Fe의 내부 확산으로 인해 합금화 반응이 나타나고, 이로 인해 도금층은 도 4와 관련하여 설명한 바와 같이, 4층 이상의 다층 구조로 형성될 수 있다. 구체적으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 도금층은 모재(30)로부터 상호확산층(31), 제1 알루미늄-리치(Al-rich)층(32), Fe-rich 층(33), 및 제2 알루미늄-리치(Al-rich)층(34)이 순차적으로 배치되고, 상기 제2 알루미늄-리치(Al-rich)층(34) 위에 다른 층이 더 배치될 수도 있다.As the blank heating step (S130) proceeds, an alloying reaction occurs due to internal diffusion of Al and Si of the plating layer and Fe of the steel sheet material, and as a result, the plating layer is formed in a multi-layer structure of four or more layers, as described with reference to FIG. 4 . can be Specifically, as shown in FIG. 4 , the plating layer includes an interdiffusion layer 31 , a first aluminum-rich layer 32 , a Fe-rich layer 33 , and a second layer from the base material 30 . Two aluminum-rich (Al-rich) layers 34 are sequentially disposed, and another layer may be further disposed on the second aluminum-rich (Al-rich) layer 34 .

제1 알루미늄-리치(Al-rich FexAlySiz)층(32)은 Fe: 30 ~ 50중량%, Al: 50 ~ 70중량%, Si: 0 ~ 10중량%의 조성을 갖는 층이고, Fe-rich(Fe-rich FexAlySiz) 층(33)은 Fe: 40 ~ 60중량%, Al: 30 ~ 50중량%, Si: 0 ~ 20중량%의 조성을 갖는 층이며, 제2 알루미늄-리치(Al-rich FexAlySiz)층(34)은 Fe: 30 ~ 50중량%, Al: 50 ~ 70중량%, Si: 0 ~ 10중량%의 조성을 갖는 층이다.The first aluminum-rich (Al-rich FexAlySiz) layer 32 is a layer having a composition of Fe: 30-50 wt%, Al: 50-70 wt%, Si: 0-10 wt%, and Fe-rich (Fe -rich FexAlySiz) layer 33 is a layer having a composition of Fe: 40 to 60% by weight, Al: 30 to 50% by weight, Si: 0 to 20% by weight, and the second aluminum-rich (Al-rich FexAlySiz) layer (34) is a layer having a composition of Fe: 30 to 50% by weight, Al: 50 to 70% by weight, Si: 0 to 10% by weight.

이때, 고저항의 층(31, 33)과 저저항의 층(32, 34)은 각각 그 면적 분율을 최적화함으로써 핫 스탬핑 부품의 용접성을 극대화할 수 있다. 바람직한 구체예에 따르면, 핫 스탬핑 부품의 용접성을 극대화하기 위하여, 상기 다층의 도금층 구조에서, 저저항층인 Al-rich FexAlySiz층(32, 34)이 면적 분율로, 전체 도금층의 40% 이상을 포함하고, 고저항층인 상호확산층(31) 및 Fe-rich FexAlySiz층(33)의 합이 면적 분율로, 전체 도금층의 약 60% 이하로 제어될 수 있다.In this case, the high-resistance layers 31 and 33 and the low-resistance layers 32 and 34 can maximize the weldability of the hot stamping part by optimizing their area fractions, respectively. According to a preferred embodiment, in order to maximize the weldability of the hot stamping part, in the multi-layered plating layer structure, the low-resistance Al-rich FexAlySiz layers 32 and 34 include 40% or more of the total plating layer as an area fraction. and the sum of the high-resistance interdiffusion layer 31 and the Fe-rich FexAlySiz layer 33 can be controlled to be about 60% or less of the total plating layer as an area fraction.

상기 도금층의 구조는 블랭크 열처리 시간과 밀접한 관련이 있다. The structure of the plating layer is closely related to the blank heat treatment time.

도 7은 블랭크 가열 시간에 따른 도금층 구조의 변화를 관측하여 나타낸 현미경 사진들이고, 도 8은 가열 시간에 따른 동저항을 나타낸 그래프이다. 이때, Si: 5 ~ 10중량%를 포함하는 Al계 프리코팅층이 100g/cm2 ㅁ 20로 형성된 22MnB5 소재의 블랭크를 사용하여 950℃ 다단 가열방식을 사용하여 블랭크를 가열하였다.7 is a micrograph showing the change of the plating layer structure according to the blank heating time, and FIG. 8 is a graph showing the dynamic resistance according to the heating time. At this time, using a blank of 22MnB5 material in which an Al-based pre-coating layer containing Si: 5 to 10% by weight was formed of 100 g/cm 2 ㅁ 20 was used, and the blank was heated at 950° C. using a multi-stage heating method.

도 7 및 도 8을 참조하면, 첫 번째 열처리 전 원소재로부터, 60초가 경과하면 Al-rich FexAlySiz 층이 형성되고 분율이 증가할수록 저항이 감소하는 것을 관측할 수 있었다. 120초경부터는 상호확산층 및 Fe-rich FexAlySiz 층이 형성되면서 저항 급격하게 증가한다. 600초 후에는 상호확산층 및 Fe-rich FexAlySiz 층의 두께 분율이 대폭 증가하여 저항이 매우 높아지며, 용접성이 열위해진다. 7 and 8, from the raw material before the first heat treatment, when 60 seconds elapsed, an Al-rich FexAlySiz layer was formed, and it was observed that the resistance decreased as the fraction increased. From about 120 seconds on, the resistance rapidly increases as the interdiffusion layer and the Fe-rich FexAlySiz layer are formed. After 600 seconds, the thickness fraction of the interdiffusion layer and the Fe-rich FexAlySiz layer increases significantly, resulting in very high resistance and poor weldability.

따라서, 용접성에 유리한 도금층을 구현하기 위하여 Al-rich FexAlySiz 층의 분율이 일정 수준 이상 확보되어야 한다. 또한, 950℃의 가열 온도에서 가열 시간은 360초 이내로 한정하는 것이 바람직하며, 재질의 물성 등을 감안하여 하한 온도 및 가열 시간을 설정하는 것이 바람직하다.Therefore, in order to realize a plating layer advantageous for weldability, the fraction of the Al-rich FexAlySiz layer must be secured at a certain level or more. In addition, it is preferable to limit the heating time to within 360 seconds at a heating temperature of 950° C., and it is preferable to set the lower limit temperature and heating time in consideration of the physical properties of the material.

핫 스탬핑 단계(S130) 및 냉각 단계(S140)Hot stamping step (S130) and cooling step (S140)

상술한 조건으로 가열된 블랭크를 프레스 금형으로 이송한다. 핫 스탬핑용 프레스 금형에서 최종 부품형상으로 성형된 후 성형체를 냉각하여 최종 제품을 형성한다. 프레스 금형에는 내부에 냉매가 순환하는 냉각 채널이 구비될 수 있다. 구비된 냉각 채널을 통하여 공급되는 냉매에 의한 순환에 의해 가열된 블랭크를 신속히 급냉시킬 수 있게 된다. 이때, 강재의 스프링 백(spring back) 현상을 방지함과 더불어 원하는 형상을 유지하기 위해서는 프레스 금형을 닫은 상태에서 가압하면서 급냉을 실시할 수 있다. 가열된 블랭크를 성형 및 냉각 조작을 함에 있어, 마르텐사이트 종료온도까지 평균냉각속도를 최소 10℃/s 이상으로 냉각할 수 있다. 상기 블랭크는 상기 프레스 금형 내에서 3 ~ 20 초간 유지될 수 있다. 상기 금형 내 유지시간이 3초 미만일 경우, 충분한 양의 마르텐사이트가 생성되지 않아 기계적 물성을 확보하기 어렵다. 상기 금형 내 유지시간이 20 초를 초과하는 경우, 유의미한 차이점이 발생하지 않아 생산성 측면에서 3 ~ 20 초의 냉각 유지 시간을 설정할 수 있다.The blank heated to the above conditions is transferred to the press mold. After being molded into a final part shape in a press mold for hot stamping, the molded body is cooled to form a final product. A cooling channel through which a refrigerant circulates may be provided in the press mold. It is possible to rapidly cool the heated blank by circulation by the refrigerant supplied through the provided cooling channel. At this time, in order to prevent a spring back phenomenon of the steel and maintain a desired shape, rapid cooling may be performed while the press mold is closed while pressing. In forming and cooling the heated blank, the average cooling rate can be cooled to at least 10° C./s or more to the martensite end temperature. The blank may be maintained in the press mold for 3 to 20 seconds. When the holding time in the mold is less than 3 seconds, it is difficult to secure mechanical properties because a sufficient amount of martensite is not generated. When the holding time in the mold exceeds 20 seconds, a significant difference does not occur, so a cooling holding time of 3 to 20 seconds can be set in terms of productivity.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 프리코팅된 핫 스탬핑용 블랭크를 다단 가열방식으로 가열함으로써 다층의 도금층 구조를 형성하고, 도금층을 구성하는 각 층들의 분율을 제어함으로써 용접성이 우수한 핫 스탬핑 부품을 제공할 수 있다.As described above, according to the present invention, a multi-layered plating layer structure is formed by heating a pre-coated blank for hot stamping in a multi-stage heating method, and a hot stamping part with excellent weldability is obtained by controlling the fraction of each layer constituting the plating layer. can provide

이상에서는 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였지만, 당업자의 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 이러한 변경과 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명에 속한다고 할 수 있다. 따라서 본 발명의 권리범위는 이하에 기재되는 청구범위에 의해 판단되어야 할 것이다.Although the above description has been focused on the embodiments of the present invention, various changes or modifications may be made at the level of those skilled in the art. Such changes and modifications can be said to belong to the present invention without departing from the scope of the present invention. Accordingly, the scope of the present invention should be judged by the claims described below.

Claims (9)

모재 강판의 표면으로부터 순차적으로 형성된 상호확산층, 제1 알루미늄 리치층(Al-rich FexAlySiz) 층, Fe-리치(Fe-rich FexAlySiz) 층, 및 제2 알루미늄 리치층(Al-rich FexAlySiz) 층을 적어도 포함하는 다층 도금층을 포함하고,
상기 도금층은 30㎛ 미만의 두께를 가지며,
상기 상호확산층 및 Fe-리치(Fe-rich FexAlySiz) 층은 면적분율로, 전체 도금층의 60% 이하인 것을 특징으로 하는,
핫 스탬핑 부품.
The interdiffusion layer sequentially formed from the surface of the base steel sheet, the first aluminum-rich layer (Al-rich Fe x Al y Si z ) layer, the Fe-rich (Fe-rich Fe x Al y Si z ) layer, and the second aluminum-rich layer A multilayer plating layer comprising at least a layer (Al-rich Fe x Al y Si z ) layer,
The plating layer has a thickness of less than 30㎛,
The interdiffusion layer and Fe-rich (Fe-rich Fe x Al y Si z ) layer is an area fraction, characterized in that less than 60% of the total plating layer,
hot stamping parts.
제1항에 있어서,
상기 제1 알루미늄 리치층(Al-rich FexAlySiz) 층의 x=30~50중량%, y=50~70중량%, z=0~10중량%이고,
상기 Fe-리치(Fe-rich FexAlySiz) 층의 x=40~60중량%, y=30~50중량%, z=0~20중량% 이고,
상기 제2 알루미늄 리치층(Al-rich FexAlySiz) 층의 x=30~50중량%, y=50~70중량%, z=0~10중량%인 것을 특징으로 하는,
핫 스탬핑 부품.
According to claim 1,
The first aluminum-rich layer (Al-rich Fe x Al y Si z ) x = 30 to 50% by weight of the layer, y = 50 to 70% by weight, z = 0 to 10% by weight,
The Fe-rich (Fe-rich Fe x Al y Si z ) x = 40 ~ 60% by weight of the layer, y = 30 ~ 50% by weight, z = 0 ~ 20% by weight,
The second aluminum-rich layer (Al-rich Fe x Al y Si z ) x = 30 ~ 50% by weight of the layer, y = 50 ~ 70% by weight, z = 0 ~ 10% by weight, characterized in that,
hot stamping parts.
제2항에 있어서,
상기 제1 및 제2 알루미늄 리치(Al-rich FexAlySiz) 층은 면적분율로, 전체 도금층의 40% 이상인 것을 특징으로 하는,
핫 스탬핑 부품.
3. The method of claim 2,
The first and second aluminum-rich (Al-rich FexAlySiz) layers are an area fraction, characterized in that 40% or more of the total plating layer,
hot stamping parts.
제1항에 있어서,
상기 상기 상호확산층의 Si 함량은 10.0 중량% 미만이고,
상기 Fe-리치(Fe-rich FexAlySiz) 층의 Si 함량은 4.0 중량%를 초과하며,
상기 제1 알루미늄 리치(Al-rich FexAlySiz) 층과 제2 알루미늄 리치(Al-rich FexAlySiz) 층의 Si 함량이 4.0 중량% 미만인 것을 특징으로 하는,
핫 스탬핑 부품.
According to claim 1,
The Si content of the interdiffusion layer is less than 10.0% by weight,
The Fe-rich (Fe-rich Fe x Al y Si z ) Si content of the layer exceeds 4.0% by weight,
The first aluminum-rich (Al-rich Fe x Al y Si z ) layer and the second aluminum-rich (Al-rich Fe x Al y Si z ) layer are characterized in that the Si content is less than 4.0% by weight,
hot stamping parts.
(a) 핫 스탬핑용 강 블랭크를 준비하는 단계;
(b) 상기 강 블랭크를 서로 다른 복수의 온도 유지 구간을 가지는 가열로 내부에서 다단 가열하여, 상기 블랭크 모재 강판의 표면으로부터 순차적으로 형성된 상호확산층, 제1 알루미늄 리치층(Al-rich FexAlySiz) 층, Fe-리치(Fe-rich FexAlySiz) 층, 및 제2 알루미늄 리치층(Al-rich FexAlySiz) 층을 적어도 포함하는 다층 도금층이 형성되도록 하는 단계;
(c) 상기 가열된 블랭크를 상기 가열로로부터 취출하여 프레스 금형으로 이송한 후에 핫 스탬핑하여 성형체를 형성하는 단계; 및
(d) 상기 성형체를 냉각하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,
핫 스탬핑 부품의 제조방법.
(a) preparing a steel blank for hot stamping;
(b) multi-stage heating the steel blank in a heating furnace having a plurality of different temperature maintaining sections, an interdiffusion layer sequentially formed from the surface of the blank base steel sheet, and a first aluminum rich layer (Al-rich Fe x Al y Si z ) layer, Fe-rich (Fe-rich Fe x Al y Si z ) layer, and a second aluminum-rich layer (Al-rich Fe x Al y Si z ) layer to form a multilayer plating layer comprising at least a layer ;
(c) taking out the heated blank from the heating furnace and transferring it to a press mold, followed by hot stamping to form a molded body; and
(d) characterized in that it comprises the step of cooling the molded body,
A method of manufacturing hot stamping parts.
제5에 있어서,
상기 도금층은 30㎛ 미만의 두께를 가지며,
상기 상호확산층 및 Fe-리치(Fe-rich FexAlySiz) 층은 면적분율로 전체 도금층의 60% 이하인 것을 특징으로 하는,
핫 스탬핑 부품의 제조방법.
The method according to claim 5,
The plating layer has a thickness of less than 30㎛,
The interdiffusion layer and the Fe-rich (Fe-rich Fe x Al y Si z ) layer is characterized in that the area fraction is 60% or less of the total plating layer,
A method of manufacturing hot stamping parts.
제5에 있어서,
상기 제1 알루미늄 리치층(Al-rich FexAlySiz) 층의 x=30~50중량%, y=50~70중량%, z=0~10중량%이고,
상기 Fe-리치(Fe-rich FexAlySiz) 층의 x=40~60중량%, y=30~50중량%, z=0~20중량%이고,
상기 제2 알루미늄 리치층(Al-rich FexAlySiz) 층의 x=30~50중량%, y=50~70중량%, z=0~10중량%인 것을 특징으로 하는,
핫 스탬핑 부품의 제조방법.
The method according to claim 5,
The first aluminum-rich layer (Al-rich Fe x Al y Si z ) x = 30 to 50% by weight of the layer, y = 50 to 70% by weight, z = 0 to 10% by weight,
The Fe-rich (Fe-rich Fe x Al y Si z ) x = 40 to 60% by weight of the layer, y = 30 to 50% by weight, z = 0 to 20% by weight,
The second aluminum-rich layer (Al-rich Fe x Al y Si z ) x = 30 ~ 50% by weight of the layer, y = 50 ~ 70% by weight, z = 0 ~ 10% by weight, characterized in that,
A method of manufacturing hot stamping parts.
제5에 있어서,
상기 (b) 단계는
상기 블랭크를 950℃ ~ 1000℃의 온도에서 360초 이내로 균열 열처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,
핫 스탬핑 부품의 제조방법.
The method according to claim 5,
Step (b) is
Characterized in that it comprises the step of heat-treating the blank within 360 seconds at a temperature of 950 ℃ ~ 1000 ℃,
A method of manufacturing hot stamping parts.
제5에 있어서,
상기 상호확산층의 Si 함량은 10.0 중량% 미만이고,
상기 Fe-리치(Fe-rich FexAlySiz) 층의 Si 함량은 4.0 중량%를 초과하며,
상기 제1 알루미늄 리치(Al-rich FexAlySiz) 층과 제2 알루미늄 리치(Al-rich FexAlySiz) 층의 Si 함량이 4.0 중량% 미만인 것을 특징으로 하는,
핫 스탬핑 부품의 제조방법.

The method according to claim 5,
The Si content of the interdiffusion layer is less than 10.0% by weight,
The Fe-rich (Fe-rich Fe x Al y Si z ) Si content of the layer exceeds 4.0% by weight,
The first aluminum-rich (Al-rich Fe x Al y Si z ) layer and the second aluminum-rich (Al-rich Fe x Al y Si z ) layer are characterized in that the Si content is less than 4.0% by weight,
A method of manufacturing hot stamping parts.

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