KR20220072863A - 프레스 경화 방법 - Google Patents

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플로랭 뒤미니카
브라힘 나비
파스깔 드릴레
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Abstract

본 발명은 다음의 단계들을 포함하는 프레스 경화방법에 관한 것이다:
A. 선택적으로 아연계 또는 알루미늄계 사전-코팅으로 코팅된 열처리를 위한 강 시트를 제공하는 단계,
B. 가변성 두께를 갖는 강 시트를 얻도록 압연 방향으로 상기 강 시트를 플렉서블 압연하는 단계;
C. 맞춤형 압연된 블랭크를 얻도록 압연된 상기 강 시트를 커팅하는 단계,
D. 10 내지 550 nm 의 두께에 걸쳐 수소 배리어 사전-코팅을 디포지션하는 단계,
E. 강에서 완전한 오스테나이트 미세조직을 얻도록 상기 맞춤형 압연된 블랭크를 열처리하는 단계,
F. 프레스 공구 내로 상기 맞춤형 압연된 블랭크를 이송하는 단계,
G. 가변성 두께를 갖는 부품을 얻도록 상기 맞춤형 압연된 블랭크를 열간-성형하는 단계;
H. 마르텐사이트계 또는 마르텐사이트-베이나이트계이거나, 부피 분율의 관점에서 적어도 75% 의 등축형 페라이트, 5 내지 20부피% 의 마르텐사이트 및 10부피% 이하의 양의 베이나이트로 제조된 강에서 미세조직을 얻도록 단계 G) 에서 얻어진 가변성 두께를 갖는 상기 부품을 냉각하는 단계.

Description

프레스 경화 방법
본 발명은 수소 배리어 사전-코팅을 갖는 열처리용 강 시트로부터 프레스 경화된 부품들을 제조하기 위한 방법에 관한 것이다. 이러한 부품들은 가변성 두께를 또한 특징으로 하면서 지연된 파괴에 대한 현저한 저항성을 가져야 한다.
프레스 경화용의 코팅된 강 시트는 때때로 "사전 코팅된" 으로 불리는데, 이러한 접두사는 사전-코팅의 성질의 변형이 스탬핑 전에 열처리 중에 발생한다는 것을 나타낸다. 하나 초과의 사전-코팅이 존재할 수 있다. 본 발명은 하나의 사전-코팅, 선택적으로 2개의 사전-코팅들을 개시한다.
프레스 경화는 수소 흡수에 결정적이어서 지연된 파괴에 대한 민감성을 증가시킨다고 알려져 있다. 자체 열간 프레스 성형 전 가열 단계인 오스테나이트화 열처리에서 흡수가 발생할 수 있다. 강 내로의 수소의 포화는 실제로 야금학적 상에 종속된다. 또한 고온에서 물은 강 시트 표면에서 수소와 산소로 분해된다.
또한, 가변성 두께를 갖는 부품들은 오스테나이트화 열처리 동안 표준 부분들보다 많은 수소를 흡수하는 것으로 알려져 있다. 가변성 두께를 갖는 부품들은 일반적으로 연속적인 플렉서블 압연에 의해 제조되며, 압연 후 얻어지는 시트 두께는 압연 방향으로 가변성이다. 이는 EP1074317 에 설명된 바와 같이 롤링 프로세스 동안 롤러를 통해 시트에 가해진 로드와 관련하여 발생한다. 플렉서블 압연은 압연 작동 동안 의도적으로 롤 갭이 변하게 되는 것을 특징으로 한다. 플렉서블 압연의 목적은 로드 및 중량 최적화된 횡단면을 갖는 압연된 시트를 제조하는 것이다. 두께는 1 내지 50% 로 변할 수 있는 압하율에서 결정된다. 가변성 두께를 갖는 스트립으로부터 커팅된 블랭크는 일반적으로 맞춤 압연된 블랭크로서 공지된다.
본 발명의 목적은 주문형 압연된 블랭크 내로 수소 흡수가 방지되는 프레스 경화 방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 목적은 열간 성형을 포함하는 상기 프레스 경화 방법에 의해 얻어질 수 있는 지연된 파괴에 대해 우수한 저항성을 갖는 부품을 사용하는 것이다.
이러한 목적은, 다음의 단계들을 포함하는 프레스 경화 방법에 의해 달성된다:
A. 선택적으로 아연계 또는 알루미늄계 사전-코팅으로 코팅된 열처리를 위한 강으로 제조된 시트를 제공하는 단계,
B. 가변성 두께를 갖는 강 시트를 얻도록 압연 방향으로 상기 강 시트를 플렉서블 압연하는 단계;
C. 맞춤형 압연된 블랭크를 얻도록 압연된 상기 강 시트를 커팅하는 단계,
D. 10 내지 550 nm 의 두께에 걸쳐 수소 배리어 사전-코팅을 디포지션하는 단계,
E. 강에서 완전한 오스테나이트 미세조직을 얻도록 상기 맞춤형 압연된 블랭크를 열처리하는 단계,
F. 프레스 공구 내로 상기 맞춤형 압연된 블랭크를 이송하는 단계,
G. 가변성 두께를 갖는 부품을 얻도록 상기 맞춤형 압연된 블랭크를 열간-성형하는 단계;
H. 마르텐사이트계 또는 마르텐사이트-베이나이트계이거나, 부피 분율의 관점에서 적어도 75% 의 등축형 페라이트, 5 내지 20부피% 의 마르텐사이트 및 10부피% 이하의 양의 베이나이트로 제조된 강에서 미세조직을 얻도록 단계 G) 에서 얻어진 가변성 두께를 갖는 상기 부품을 냉각하는 단계.
실제로, 본 발명자들은 놀랍게도 강 시트가 플렉서블 압연 후에 그리고 열처리 전에 수소 배리어 사전-코팅으로 사전-코팅될 때, 사전-코팅의 이러한 배리어 효과는 강 시트 내로의 수소의 심지의 보다 많은 흡수를 방지하는 데 추가로 개선한다는 것을 발견하였다.
또한, 열처리 동안 열역학적으로 안정적인 산화물들이 배리어 사전-코팅의 표면 상에 낮은 운동으로 형성되는 것으로 보인다. 이들 열역학적으로 안정적인 산화물들은 수소 흡수를 더욱 감소시킨다.
단계 A) 에서, 사용된 강 시트는 유럽 표준 EN 10083 호에 기재된 바와 같이 열처리를 위한 강으로 제조된다. 그것은 열처리 전 또는 후에 500MPa 보다 우수한, 유리하게는 500 내지 2000MPa 의 인장 저항성을 가질 수 있다.
강 시트의 중량은 다음과 같은 것이 바람직하다: 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 철 및 강의 제조로부터의 불가피한 불순물들이다.
예를 들어, 강 시트는 다음 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 철 및 강의 제조로부터의 불가피한 불순물들이다.
강 시트는 다음의 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%; 티타늄 및 질소의 함량들은 Ti/N > 3.42 를 만족하고; 탄소 망간, 크롬 및 규소는 다음의 식을 만족한다는 것이 이해될 것이다:
Figure pct00001
조성물은 선택적으로 다음 중 하나 이상을 포함한다: 0.05% ≤ Mo ≤ 0.65%; 0.001% ≤ W ≤ 0.30%; 0.0005% ≤ Ca ≤ 0.005%, 잔부는 철 및 강 제조로부터의 불가피한 불순물들이다.
강 시트는 다음의 조성을 갖는 Ductibor®500 일 수 있다: 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 철 및 강 제조의 불가피한 불순물들이다.
강 시트는 예를 들어 0.7 내지 3.0mm 일 수 있는, 원하는 두께에 따라 열간 압연 및 선택적으로 냉간 압연에 의해 얻어질 수 있다.
선택적으로 단계 A) 에서, 강 시트는 부식 방지를 위해 아연계 또는 알루미늄계 사전-코팅에 의해 직접 토핑될 수 있다.
바람직한 실시예에서, 아연계 또는 알루미늄계 사전-코팅은 알루미늄에 기초되고, 15% 미만의 Si, 5.0% 미만의 Fe, 선택적으로 0.1 내지 8.0% 의 Mg 및 선택적으로 0.1 내지 30.0% 의 Zn 을 포함하고 잔부는 Al 이다. 예를 들어, 아연- 또는 알루미늄-계 사전-코팅은 AluSi®이다.
또 다른 바람직한 실시예에서, 아연- 또는 알루미늄계 사전-코팅은 아연에 기초되고, 6.0% 미만의 Al, 6.0% 미만의 Mg 를 포함하고, 잔부는 Zn 이다. 예를 들어, 아연- 또는 알루미늄계 사전-코팅은 다음의 생성물을 얻기 위한 아연 코팅이다: Usibor® GI.
아연계 또는 알루미늄계 사전-코팅은 또한 불순물들과 잔류 원소들, 예를 들어 최대 5.0 중량%, 바람직하게는 3.0 중량% 의 함량을 갖는 철을 포함할 수 있다.
아연계 또는 알루미늄계 사전-코팅은 당업자에게 공지된 임의의 방법, 예를 들어, 용융 아연도금 프로세스, 롤 코팅, 전기아연도금 프로세스, 물리적 기상 디포지션, 예를 들면 제트 기상 디포지션, 마그네트론 스퍼터링, 또는 전자 빔 유도 디포지션에 의해 디포짓팅될 수 있다.
선택적으로, 아연계 또는 알루미늄계 사전-코팅들의 디포지션 후에, 스킨-패스가 실현될 수 있고, 코팅된 강 시트를 경화시키고 그것에 후속 성형을 용이하게 하는 거칠기를 제공하는 작업을 허용한다. 탈지 및 표면 처리는 예를 들어 접착제 본딩 또는 내부식성을 개선하기 위해 적용될 수 있다.
선택적으로 아연계 또는 알루미늄계 사전-코팅으로 사전코팅된 열처리용 강 시트를 제공한 후, 강 시트는 가변성 두께를 얻도록 압연된다.
바람직하게는, 단계 B) 에서, 플렉서블 압연은 열간 압연 또는 냉간 압연 단계이다. 바람직하게, 압하율은 1 내지 50%이다. 그후, 시트는 맞춤형 압연된 블랭크를 얻도록 커팅된다.
선택적으로, 단계 D) 에서, 수소 배리어 사전-코팅은 Sr, Sb, Pb, Ti, Ca, Mn, Sn, La, Ce, Cr, Zr 또는 Bi 로부터 선택된 원소들을 포함하고, 각각의 추가의 원소의 중량 당 함량은 0.3 중량% 미만이다.
바람직하게는 단계 D) 에서, 수소 배리어 사전-코팅은 다음 중에 선택된 적어도 하나의 원소를 포함한다: 니켈, 크롬, 마그네슘, 알루미늄 및 이트륨.
바람직하게는 단계 D) 에서, 수소 배리어 사전-코팅은 니켈 및 크롬으로 이루어지며, 즉 수소 배리어 사전-코팅은 니켈, 크롬 및 선택적인 원소들을 포함한다. 유리하게는, 중량비 Ni/Cr 은 1.5 내지 9 이다. 실제로, 임의의 이론에 구속되지 않는다면, 이러한 특정 비는 오스테나이트화 열처리 동안 수소 흡수를 더욱 감소시킨다고 여겨진다.
또 다른 바람직한 실시에에서, 수소 배리어 사전-코팅은 니켈 및 알루미늄으로 이루어지며, 즉 수소 배리어 사전-코팅은 Ni, Al 및 추가의 원소들을 포함한다.
또 다른 바람직한 실시에에서, 수소 배리어 사전-코팅은 크롬으로 이루어지며, 즉 수소 배리어 사전-코팅은 단지 크롬 및 추가의 원소들을 포함한다.
또 다른 바람직한 실시에에서, 수소 배리어 사전-코팅은 마그네슘으로 이루어지며, 즉 수소 배리어 사전-코팅은 단지 마그네슘 및 추가의 원소들을 포함한다.
또 다른 바람직한 실시에에서, 수소 배리어 사전-코팅은 니켈, 크롬, 알루미늄 및 이트륨으로 이루어지며, 즉 수소 배리어 사전-코팅은 Ni, Al 및 Y 및 추가의 원소들을 포함한다.
단계 D) 에서, 수소 배리어 사전-코팅은 10 내지 550 nm, 바람직하게는 10 내지 90 또는 150 내지 250 nm 의 두께를 갖는다. 예를 들어, 수소 배리어 사전-코팅의 두께는 50, 200 또는 400 nm 이다.
임의의 이론에 구속되지 않는다면, 수소 배리어 사전-코팅이 10 nm 미만일 때, 수소 배리어 사전-코팅이 강 시트를 충분히 커버하지 않기 때문에 수소가 강 내에 흡수될 위험이 있는 것으로 보인다. 수소 배리어 사전-코팅이 550 nm 초과일 때, 수소 배리어 사전-코팅이 취성으로 되고 수소 배리어 사전-코팅 취성으로 인해 수소 흡수가 시작될 위험이 있는 것으로 보인다.
바람직하게는, 단계 D) 에서, 강 시트는 플렉서블 압연 전에 아연- 또는 알루미늄계 사전-코팅에 의해 직접 토핑되고, 이러한 압연된 아연- 또는 알루미늄계 사전-코팅 층은 수소 배리어 사전-코팅에 의해 직접 토핑된다.
바람직하게, 단계 D) 의 수소 배리어 사전-코팅은 물리적 기상 디포지션, 전기-아연도금 또는 롤-코팅에 의해 디포짓팅된다. 바람직하게는, 수소 배리어 사전-코팅은 전자 빔 유도 디포지션 또는 롤 코팅에 의해 디포짓팅된다.
그후 열처리는 노에서 맞춤형 롤링된 블랭크에 적용된다. 바람직하게, 단계 E) 에서, 분위기는 불활성이거나 1 부피% 의 산소로 이루어진 분위기의 산화력 이상이고, 50 부피% 의 산소로 이루어진 분위기의 산화력 이하의 산화력을 갖는다. 분위기는 특히 N2 또는 Ar, 또는 질소 또는 아르곤 및 가스 산화제들, 예를 들어 산소의 혼합물들, CO 및 CO2 의 혼합물들 또는 H2 및 H2O 의 혼합물들로 제조될 수 있다. 불활성 기체의 첨가 없이 CO 및 CO2 의 혼합물들 또는 H2O 와 H2 의 혼합물들을 사용하는 것도 가능하다.
바람직하게, 단계 E) 에서, 분위기는 10부피% 의 산소로 이루어진 분위기의 산화력 이상이고, 30 부피% 의 산소로 이루어진 분위기의 산화력 이하의 산화력을 갖는다. 예를 들어, 분위기는 공기이며, 즉 약 78% 의 N2, 약 21% 의 O2 및 다른 가스, 예를 들어 희유 가스, 이산화탄소 및 메탄으로 이루어진다.
바람직하게는, 단계 E) 에서, 이슬점은 -30 내지 +30 ℃, 더욱 바람직하게는 -20 내지 +20 ℃, 유리하게는 -15 ℃ 내지 +15 ℃ 이다. 실제로, 임의의 이론에 구속되지 않는다면, 이슬점이 상기 범위에 있을 때, 열역학적으로 안정적인 산화물들의 층은 열처리 동안 H2 흡착을 훨씬 더 감소시키는 것으로 여겨진다.
바람직하게는, 열처리는 800 내지 970 ℃ 의 온도에서 수행된다. 보다 바람직하게는, 열처리는 일반적으로 840 내지 950 ℃, 바람직하게는 880 내지 930 ℃ 의 오스테나이트화 온도 Tm 에서 수행된다. 유리하게는, 상기 블랭크는 1 내지 12분, 바람직하게는 3 내지 9분의 체류 시간 tm 동안 유지된다. 열간 성형 전의 열처리 동안에 사전-코팅은 부식, 마멸, 마모 및 피로에 대해 높은 저항성을 갖는 합금 층을 형성한다.
열처리 후, 그후 블랭크는 열간 성형 공구로 이송되고 600 내지 830 ℃ 의 온도에서 열간 성형된다. 열간 성형은 열간-스탬핑 또는 롤-성형일 수 있다. 바람직하게는, 블랭크는 열간 스탬핑된다. 그후 부품은 열간 성형 공구에서 또는 특정 냉각 공구로 이송된 후 냉각된다.
열간 성형 후의 최종 미세조직이 대부분 마르텐사이트를 포함하거나, 바람직하게는 마르텐사이트, 또는 마르텐사이트와 베이나이트를 포함하거나, 또는 적어도 75% 의 등축형 페라이트, 5 내지 20% 의 마르텐사이트 및 10% 이하의 양의 베이나이트로 제조되는 방식으로, 냉각 속도는 강 조성에 따라 제어된다.
부품은 수소 배리어 사전-코팅 및 열역학적으로 안정적인 산화물을 포함하는 산화물 층으로 코팅된 가변성 두께를 갖는 강 시트를 포함하고, 이러한 수소 배리어 사전-코팅은 강 시트와의 확산을 통해 합금화된다.
바람직하게는, 부품은 가변성 두께를 둘가 갖는 아연계 또는 알루미늄계 사전-코팅에 의해 직접 토핑된 강 시트를 포함한다. 이러한 아연- 또는 알루미늄계 사전-코팅 층은 수소 배리어 사전-코팅 및 열역학적으로 안정적인 산화물을 포함하는 산화물 층에 의해 직접 토핑된다. 수소 배리어 사전-코팅은 아연- 또는 알루미늄계 사전-코팅과의 확산에 의해 합금화된다. 아연계 또는 알루미늄계 사전-코팅은 또한 강 시트와 합금화된다. 임의의 이론에 구속되지 않는다면, 열처리 중에 강으로부터의 철이 수소 배리어 사전-코팅의 표면으로 확산되는 것으로 보인다.
바람직하게, 열역학적으로 안정적인 산화물은 각각 Cr2O3, FeO, NiO, Fe2O3, Fe3O4, MgO, Y2O3 또는 그 혼합물이다.
아연계 사전-코팅이 존재하는 경우, 산화물들은 또한 ZnO 를 포함할 수 있다. 알루미늄계 사전-코팅이 존재하는 경우, 산화물은 또한 Al2O3 및/또는 MgAl2O4 를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 부품은 전방 레일, 시트 크로스 부재, 사이드 실 부재, 대시 패널 크로스 부재, 전방 플로어 보강부, 후방 플로어 크로스 부재, 후방 레일, B-필러, 도어 링 또는 샷건이다.
자동차 적용예에 대해, 인산염화 단계 후, 부품은 e-코팅 욕에 디핑된다. 일반적으로, 인산염 층의 두께는 1 내지 2 ㎛ 이고, e-코팅 층의 두께는 15 내지 25 ㎛, 바람직하게는 20 ㎛ 이하이다. 전기영동 층은 부식에 대한 추가적인 보호를 보장한다. e-코팅 단계 후에, 다른 페인트 층들, 예를 들어, 페인트의 프라이머 코트, 베이스코트 층 및 탑 코트 층이 디포짓팅될 수 있다.
부품 상에 e-코팅을 도포하기 전에, 부품은 전기영동의 접착을 보장하도록 미리 탈지 및 인산염화된다.
본 발명은 지금부터 단지 정보를 위해 실행되는 시험들에서 설명될 것이다. 그것들은 제한되지 않는다.
예들
모든 샘플들에 대해 사용된 강 시트들은 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%.
일부 강 시트들은 이하에서 "AluSi®" 로 불리는 제 1 사전-코팅으로 코팅된다. 이러한 사전-코팅은 9 중량% 의 규소, 3 중량% 의 철을 포함하고, 잔부는 알루미늄이다. 그것은 용융아연도금에 의해 디포짓팅된다.
일부 강 시트들은 마그네트론 스퍼터링에 의해 디포짓팅된 제 2 사전-코팅으로 사전코팅된다.
실시예 1: 수소 테스트:
이러한 테스트는 프레스 경화 방법의 오스테나이트화 열처리 동안 흡착된 수소의 양을 결정하는데 사용된다.
시험 1 은 AluSi® (25 ㎛) 인 제 1 사전-코팅으로 코팅된 강 시트이다. 플렉서블 압연이 시험 1 상에서 수행되었다. 그후, 시험 1 은 맞춤형 압연된 블랭크를 얻도록 커팅된다.
시험 2 는 AluSi® (25㎛) 인 제 1 코팅 및 80% 의 Ni 및 20% 의 Cr 을 포함하는 제 2 사전-코팅으로 사전코팅된 강 시트이다. 그후, 플렉서블 압연이 시험 2 상에서 수행되었다. 시험 2 은 맞춤형 압연된 블랭크를 얻도록 커팅된다. 이러한 경우에, 플렉서블 압연 전에 수소 배리어 사전-코팅이 디포짓팅되었다.
시험 3 은 AluSi® (25㎛) 인 제 1 코팅 및 80% 의 Ni 및 20% 의 Cr 을 포함하는 제 2 사전-코팅으로 사전코팅된 강 시트이다. 시험 3 은 AluSi®의 제 1 사전-코팅으로 처음 코팅되었다. 그후, 50% 의 압연으로 플렉서블 압연이 수행된 후 맞춤형 압연 블랭크를 얻도록 커팅되었다. 그후, 80% 의 Ni 및 20% 의 Cr 을 포함하는 제 2 사전-코팅이 시험 3 상에서 디포짓팅되었다. 이러한 경우에, 플렉서블 압연 후에 수소 배리어 사전-코팅이 디포짓팅되었다.
그후, 모든 시험들은 5 내지 10분 사이에서 변하는 체류 시간 동안 900 ℃ 의 온도에서 가열되었다. 열처리 동안의 분위기는 공기였다. 블랭크들은 프레스 공구 내로 이송되고 가변성 두께의 부품을 얻도록 열간 스탬핑되었다. 그 후, 부품들은 마르텐사이트 변태 (martensitic transformation) 에 의한 경화를 얻도록 따뜻한 물 내에 시험들을 디핑시킴으로써 냉각되었다.
마지막으로, 열처리 동안 강 시트에 의해 흡수된 수소량은 열탈착 분석기 (Thermal Desorption Analyser) 또는 TDA 를 이용한 열탈착에 의해 측정되었다. 이를 위해, 각각의 시험은 쿼츠 룸에 위치되고, 질소 유동 하에서 적외선 노에서 천천히 가열되었다. 릴리즈된 혼합 수소/질소는 누설 검출기에 의해 픽업되었고, 수소 농도는 질량 분광계에 의해 측정되었다.
결과들은 다음의 표 1 에 도시된다:
Figure pct00002
*: 본 발명에 따른 예들
본 발명에 따른 시험 3 은 상당히 더 적은 양의 수소를 방출한다.
열처리 및 열간 성형 후, 시험 3 의 표면이 분석되었다. 그것은 표면에 다음의 산화물들을 포함한다: Cr2O3, NiO, Fe2O3, Fe3O4 및 Al2O3.
강 시트로부터 외부 표면까지 시험 3 의 부품은 다음 층들을 포함한다:
· 10 내지 15 ㎛ 의 두께를 갖는, 강 시트로부터의 철, 알루미늄, 규소 및 다른 원소를 포함하는 상호 확산층,
· 20 내지 35 ㎛ 의 두께를 갖는, 아래 층보다 적은 양으로 강 시트로부터 알루미늄, 규소 및 철 및 다른 원소를 함유하는 합금된 층,
· 100 내지 300 nm 의 두께를 갖는, 아래 층보다 적은 철 및 많은 산화물들을 함유하는 얇은 층,
· 50 내지 150 nm의 두께를 갖는, 아래 층에 비해 가장 많은 양의 산화물, 특히 Ni, Cr 및 Al 산화물들을 함유하고, 표면 바로 아래에 위치되는, 더 얇은 층.

Claims (15)

  1. 프레스 경화 방법으로서,
    A. 선택적으로 아연계 또는 알루미늄계 사전-코팅으로 사전코팅된, 열처리를 위한 강 시트를 제공하는 단계,
    B. 가변성 두께를 갖는 강 시트를 얻도록 압연 방향으로 상기 강 시트를 플렉서블 압연하는 단계;
    C. 맞춤형 압연된 블랭크를 얻도록 압연된 상기 강 시트를 커팅하는 단계,
    D. 10 내지 550 nm 의 두께에 걸쳐 수소 배리어 사전-코팅을 디포지션하는 단계,
    E. 강에서 완전한 오스테나이트 미세조직을 얻도록 상기 맞춤형 압연된 블랭크를 열처리하는 단계,
    F. 프레스 공구 내로 상기 맞춤형 압연된 블랭크를 이송하는 단계,
    G. 가변성 두께를 갖는 부품을 얻도록 상기 맞춤형 압연된 블랭크를 열간-성형하는 단계;
    H. 마르텐사이트계 또는 마르텐사이트-베이나이트계이거나, 부피 분율의 관점에서 적어도 75% 의 등축형 페라이트, 5 내지 20부피% 의 마르텐사이트 및 10부피% 이하의 양의 베이나이트로 제조된 강에서 미세조직을 얻도록 단계 G) 에서 얻어진 가변성 두께를 갖는 상기 부품을 냉각하는 단계를 포함하는, 프레스 경화 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    선택적으로 단계 A) 에서, 선택적인 상기 아연계 또는 알루미늄계 사전-코팅은 알루미늄에 기초되고, 15% 미만의 Si, 5.0% 미만의 Fe, 선택적으로 0.1 내지 8.0% 의 Mg 및 선택적으로 0.1 내지 30.0% 의 Zn 을 포함하고, 잔부는 Al 인, 프레스 경화 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    선택적으로 단계 A) 에서, 선택적인 상기 아연계 또는 알루미늄계 사전-코팅은 아연에 기초되고, 6.0% 미만의 Al, 6.0% 미만의 Mg 를 포함하고, 잔부는 Zn 인, 프레스 경화 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    단계 B) 에서, 상기 플렉서블 압연은 열간 압연 또는 냉간 압연 단계인, 프레스 경화 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    단계 D) 에서, 상기 수소 배리어 사전-코팅은 니켈, 크롬, 마그네슘, 알루미늄 및 이트륨 중에서 선택되는 적어도 하나의 원소를 포함하는, 프레스 경화 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    단계 D) 에서, 상기 수소 배리어 사전-코팅은 니켈 및 크롬 또는 니켈 및 알루미늄 또는 크롬 또는 마그네슘 또는 니켈, 알루미늄 및 이트륨으로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 프레스 경화 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    단계 D) 의 상기 수소 배리어 사전-코팅은 물리적 기상 디포지션, 전기-아연도금 또는 롤-코팅에 의해 디포짓팅되는, 프레스 경화 방법.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    단계 E) 에서, 상기 분위기는 불활성이거나 1 부피% 의 산소로 이루어진 분위기의 산화력 이상이고, 50 부피% 의 산소로 이루어진 분위기의 산화력 이하의 산화력을 갖는, 프레스 경화 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    단계 E) 에서, 상기 분위기는 -30 내지 +30 ℃ 의 이슬점을 갖는, 프레스 경화 방법.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    단계 E) 에서, 상기 열처리는 800 내지 970 ℃ 의 온도에서 수행되는 것을 특징으로 하는, 프레스 경화 방법.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    단계 E) 에서, 상기 열처리는 1 내지 12분의 체류 시간 동안 수행되는, 프레스 경화 방법.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    단계 G) 동안, 상기 블랭크의 열간 성형은 600 내지 830 ℃ 의 온도에서 수행되는, 프레스 경화 방법.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 따른 방법으로부터 얻을 수 있는 부품으로서,
    가변성 두께를 갖는 강 시트,
    균일한 두께를 갖는 수소 배리어 사전-코팅을 포함하고, 상기 수소 배리어 사전-코팅은 상기 강 시트로부터의 철의 확산에 의해 합금화되고 상기 강 시트로부터의 철의 산화물들 및 수소 배리어 사전-코팅으로부터의 다른 원소들의 산화물들을 함유하는 산화물 층에 의해 토핑되며, 상기 산화물 층은 1㎛ 이하의 두께를 갖는, 부품.
  14. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 따른 방법으로부터 얻을 수 있는 부품으로서,
    가변성 두께를 둘다 갖는 아연-계 사전-코팅으로 사전코팅된 강 시트,
    균일한 두께를 갖는 수소 배리어 사전-코팅을 포함하고, 상기 수소 배리어 사전-코팅은 상기 강 시트로부터의 철의 확산, 및 아연 및 상기 아연-계 사전-코팅으로부터의 다른 원소들의 확산에 의해 합금화되고 상기 강 시트로부터의 철의 산화물들 및 아연의 산화물들 및 상기 수소 배리어 사전-코팅으로부터의 다른 원소들의 산화물들을 함유하는 산화물 층에 의해 토핑되며, 상기 산화물 층은 1.5 ㎛ 이하의 두께를 갖는, 부품.
  15. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 따른 방법으로부터 얻어질 수 있는 부품으로서,
    가변성 두께를 둘다 갖는 알루미늄-계 사전-코팅으로 사전코팅된 강 시트,
    균일한 두께를 갖는 수소 배리어 사전-코팅을 포함하고, 상기 수소 배리어 사전-코팅은 상기 강 시트로부터의 철의 확산, 및 알루미늄 및 상기 알루미늄-계 사전-코팅으로부터의 다른 원소들의 확산에 의해 합금화되고 상기 강 시트로부터의 철의 산화물들 및 알루미늄의 산화물들 및 상기 수소 배리어 사전 코팅으로부터의 다른 원소들의 산화물들을 함유하는 산화물 층에 의해 토핑되며, 상기 산화물 층은 1.5 ㎛ 이하의 두께를 갖는, 부품.
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