KR20220154177A - 핫 스탬프용 도금 강판 - Google Patents

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KR20220154177A
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steel sheet
hot stamping
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galvanized
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KR1020227035416A
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히로시 다케바야시
고지로 아키바
아키히로 센고쿠
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닛폰세이테츠 가부시키가이샤
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Abstract

모재와, 모재의 표면에 형성된 아연 도금층을 구비하는 핫 스탬프용 도금 강판으로서, 아연 도금층은, 모재 측으로부터 순서대로, 합금화 아연층, 응고 아연층 및 Al을 포함하는 산화물층을 갖고, 아연 도금층 중의 Zn 함유량(g/m2)에 대한, 응고 아연층 중의 Zn 함유량(g/m2)의 비율이 10~95%인, 핫 스탬프용 도금 강판.

Description

핫 스탬프용 도금 강판
본 발명은, 핫 스탬프용 도금 강판에 관한 것이다.
자동차의 차체를 구성하는 각종 자동차 부품에는, 당해 부품의 용도에 따라 다양한 성능이 요구되고 있다. 예를 들면, A 필러 보강재(reinforcement), B 필러 보강재, 범퍼 보강재, 터널 보강재, 사이드 실 보강재, 루프 보강재 또는 플로어 크로스 멤버 등의 자동차 부품에는, 각각의 자동차 부품에 있어서의 특정 부위만이, 이 특정 부위를 제외한 일반 부위보다 높은 강도를 가지는 것이 요구된다. 그래서, 자동차 부품에 있어서의 보강이 필요한 특정 부위에 상당하는 부분에만 핫 스탬프 성형하여, 핫 스탬프 부재로 하는 공법이 일부 채용되고 있다.
이 때, 표면 처리를 실시하지 않은 냉연 강판을 이용하면, 가열 중에 강판 표면에 철의 산화 스케일이 발생한다. 이 산화 스케일은, 성형 중에 박리되어 금형을 손모시킬 뿐 아니라, 강판 표면에 흠이 생기는 원인이 된다. 또, 성형 후의 강판 표면에 산화 스케일이 남으면, 이후의 용접 공정에 있어서의 용접 불량, 또는 도장 공정에 있어서의 도장의 밀착성 불량의 원인이 되는 경우가 있다.
그래서, 산화 스케일의 생성을 방지하기 위해서, 특허문헌 1에 기재되는 바와 같이, 아연계 등의 도금 강판이 이용되는 경우가 있다. 아연계의 도금 강판을 이용함으로써, 철보다 먼저 아연이 소량 산화됨으로써, 철의 산화를 억제하여, 용접성 및 도장성을 큰 폭으로 개선할 수 있다.
또한 근년에는, 이들 부품에도 내식성이 요구되게 되어, 예를 들면, 특허문헌 2~5에서는, 가열 전의 강판의 도금 부착량을 두껍게 하여, 가열 후의 도금 표면에 Zn 함유량이 약 70%이고 잔부가 Fe를 주성분으로 하는 도금을 잔존시켜, 내식성을 향상시키는 기술이 개발되어 있다.
일본국 특허공개 2003-126921호 공보 일본국 특허공개 2005-240072호 공보 일본국 특허공개 2006-022395호 공보 일본국 특허공개 2007-182608호 공보 일본국 특허공개 2011-117086호 공보
그런데, 연속 라인으로 도금층을 형성하는 경우, 도금욕 중의 Zn과 모재 중의 Fe가 반응하여 과도하게 합금화되는 것을 억제하기 위해, 도금욕 중에는 소량의 Al을 함유시킬 필요가 있다.
특히, 두꺼운 Al 함유 Zn 도금을 이용했을 때에, 가열하여 성형 후에 거미줄 형상의 표면 결함이 발생하는 경우도 있다. 이 거미줄 형상의 표면 결함은 볼록형상 결함이며, 자동차용의 도장을 한 후에도 표면에 불거지는 경우가 있기 때문에, 품질상 바람직하지 않다.
따라서, 이 거미줄 형상의 결함을 억제할 필요가 있다. 그러나, 그 발생 메커니즘도, 그것을 억제하는 수법에 대해서도 잘 알지 못했던 것이 현실이다.
본 발명은, 상기의 문제점을 해결하여, Al 함유 Zn 도금을 이용한 경우에 있어서, 거미줄 형상의 표면 결함을 억제하는 것이 가능한 핫 스탬프용 도금 강판을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것이며, 하기의 핫 스탬프용 도금 강판을 요지로 한다.
(1) 모재와, 상기 모재의 표면에 형성된 아연 도금층을 구비하는 핫 스탬프용 도금 강판으로서,
상기 아연 도금층은, 상기 모재 측으로부터 순서대로, 합금화 아연층, 응고 아연층 및 Al을 포함하는 산화물층을 갖고,
상기 아연 도금층 중의 Zn 함유량(g/m2)에 대한, 상기 응고 아연층 중의 Zn 함유량(g/m2)의 비율이 10~95%인,
핫 스탬프용 도금 강판.
(2) 상기 산화물층의 화학 조성이, 하기 (i)식을 만족하는,
상기 (1)에 기재된 핫 스탬프용 도금 강판.
3.0≤Zn/Al≤6.0 … (i)
단, 상기 식 중의 Zn 및 Al은, 각각, 상기 산화물층 중에 포함되는 Zn 및 Al의 함유량(g/m2)이다.
(3) 상기 산화물층의 평균 두께가 1.0μm 이하인,
상기 (1) 또는 (2)에 기재된 핫 스탬프용 도금 강판.
(4) 상기 아연 도금층의 Zn 함유량이 65~150g/m2인,
상기 (1) 내지 (3) 중 어느 하나에 기재된 핫 스탬프용 도금 강판.
(5) 상기 아연 도금층의 Fe 함유량이, 질량%로 7% 미만인,
상기 (1) 내지 (4) 중 어느 하나에 기재된 핫 스탬프용 도금 강판.
본 발명에 의하면, Al 함유 Zn 도금을 이용한 경우에 있어서, 거미줄 형상의 표면 결함을 억제하는 것이 가능한 핫 스탬프용 도금 강판을 얻을 수 있다.
본 발명자들은, 거미줄 형상의 표면 결함이 발생하는 원인에 대해서 조사한 결과, 이하의 지견을 얻었다.
(a) 도금욕 중에 Al을 함유시키는 경우, 도금층의 표면에는 얇은 Al을 포함하는 산화물층이 형성된다. 특히 두꺼운 경우, 핫 스탬프 시의 가열에 의해, 도금층이 액상이 되어 유동하고, 그에 따르는 응력에 의해서 산화물층에 미세한 균열이 발생한다.
(b) 산화물층의 균열에 의해서 발생하는 간극에 도금 중의 Zn, Mn 등이 유입되고, 이들 산화물이 충전됨으로써, 거미줄 형상이 되어, 표면 성상이 악화된다.
본 발명자들은, 산화물층의 균열을 억제하는 방법에 대해서 예의 검토를 행하여, 추가로 이하의 지견을 얻기에 이르렀다.
(c) 도금층을 적당히 합금화하여 합금화 아연층을 형성하고, 그것보다 상층에 형성되는 아연 응고층의 비율을 제어함으로써, 도금 액상의 유동을 억제하는 것이 가능해진다.
(d) 또한, 산화물층을 개질하여, 산화물층 중의 Zn 함유량을 Al 함유량에 대해서 상대적으로 증가시킴으로써, 산화물층이 연질이 되어, 균열이 보다 발생하기 어려워진다.
(e) 산화물층의 개질에는, 와이핑 조건의 최적화가 유효하다.
본 발명은 상기의 지견에 의거하여 이루어진 것이다. 이하, 본 발명의 각 요건에 대해서 상세하게 설명한다.
(A) 전체 구성
본 발명의 일 실시형태에 따른 핫 스탬프용 도금 강판은, 모재와, 모재의 표면에 형성된 아연 도금층을 구비한다. 아연 도금층의 구성에 대해서, 이하에 상세하게 서술한다.
(B) 아연 도금층
본 발명에 있어서의 아연 도금층은, 모재 측으로부터 순서대로, 합금화 아연층, 응고 아연층 및 Al을 포함하는 산화물층을 갖는다. 아연 도금층의 단위중량에 대해서는 특별히 제한은 없는데, 예를 들면, Zn 함유량에 있어서, 30~180g/m2로 할 수 있다. 또, 두꺼울수록 내식성이 향상된다.
게다가, 거미줄 형상의 표면 결함은, 두꺼울수록 발생하기 쉽다. 그 때문에, 아연 도금층의 단위중량이, Zn 함유량에 있어서, 65g/m2 이상인 경우에 있어서, 본 발명의 효과가 현저하게 발휘된다. 한편, 거미줄 형상의 표면 결함을 억제한다는 관점에서는, 아연 도금층의 단위중량은, Zn 함유량에 있어서, 150g/m2 이하인 것이 바람직하다.
또, 일반적인 합금화 용융 도금 강판의 경우, 아연 도금층을 완전히 합금화시킬 필요가 있기 때문에, 아연 도금층 중의 Fe 함유량은 7% 이상이 된다. 한편, 본 발명에 있어서는, 후술하는 바와 같이 아연 도금층을 완전하게는 합금화시키지 않는다. 이 때문에, 아연 도금층 중 전체의 평균 Fe 함유량은, 질량%로 7% 미만인 것이 바람직하고, 6% 이하인 것이 보다 바람직하다.
(C) 합금화 아연층
합금화 아연층은, 도금욕 중의 Zn과 모재 중의 Fe가 반응하여 금속 간 화합물화됨으로써 형성되는 층이다. 합금화 아연층이 적당한 양으로 형성됨으로써, 후술하는 응고 아연층의 비율을 제어하여, 핫 스탬프 시에 있어서의 도금 액상의 유동을 억제하는 것이 가능해진다.
(D) 응고 아연층
응고 아연층은, 용융 아연 도금욕이 응고한 층이며, 일반적으로는 η층이라고도 불린다. 그리고, 본 발명에 있어서는, 응고 아연층 중의 Zn 함유량(g/m2)의 비율을, 아연 도금층 중의 Zn 함유량(g/m2)에 대해서, 10~95%로 한다.
연속 라인으로 제조되는 합금화되어 있지 않은 통상의 용융 아연 도금 강판의 경우, 도금욕 중에 함유되는 Al에 의해, 도금욕 중의 Zn과 모재 중의 Fe의 반응이 억제된다. 그 때문에, 아연 도금층의 대부분이 응고 아연층이며, 예를 들면, 응고 아연층 중의 Zn 함유량의 비율은 95% 초과가 된다.
상술한 바와 같이, 두꺼운 경우, 핫 스탬프 시의 가열에 의해, 응고 아연층이 액상이 되어 유동하기 때문에, 본 발명에 있어서는, 응고 아연층의 비율을 적당히 감소시킨다. 구체적으로는, 응고 아연층 중의 Zn 함유량의 비율을, 아연 도금층 중의 Zn 함유량에 대해서, 95% 이하로 함으로써, 도금 액상의 유동을 억제하는 것이 가능해진다. 도금 액상의 유동을 억제하기 위해서는, 응고 아연층 중의 Zn 함유량의 비율은 85% 이하 또는 75% 이하인 것이 바람직하고, 65% 이하 또는 55% 이하인 것이 보다 바람직하다.
한편, 통상의 합금화 용융 아연 도금 강판의 경우, 아연 도금층을 완전히 합금화시킴으로써, 합금화 아연층으로 하고 있다. 즉, 응고 아연층 중의 Zn 함유량의 비율은 거의 0%이다. 그러나, 응고 아연층의 비율을 극단적으로 저감하면, 내식성이 열화된다. 그 때문에, 본 발명에 있어서는, 응고 아연층 중의 Zn 함유량의 비율을, 아연 도금층 중 전체의 Zn 함유량에 대해서, 10% 이상으로 할 필요가 있다. 아연 도금층의 내식성을 유지하기 위해서는 응고 아연층 중의 Zn 함유량의 비율은 20% 이상인 것이 바람직하고, 30% 이상인 것이 보다 바람직하다.
(E) 산화물층
아연 도금층의 표면에는, Al을 포함하는 산화물층이 형성되어 있다. Al을 포함하는 산화물층은 비교적 경질이기 때문에, 가열 시에 응고 아연층이 액상이 되어 유동함으로써, 균열이 발생할 우려가 있다.
상술한 바와 같이, 응고 아연층의 비율을 저감함으로써, 도금 액상의 유동을 억제하여 균열을 억제하는 것이 가능해진다. 그에 더하여, 산화물층을 연질화함으로써, 추가로 균열의 발생을 효과적으로 억제할 수 있다. 그러기 위해서는, 산화물층 중에 Zn을 상대적으로 농화시켜, Zn/Al의 값을 3.0 이상으로 하는 것이 효과적이다. 또, Zn/Al의 값을 6.0 이하로 함으로써, Zn계의 산화물의 비율이 과잉하게 증가하는 것을 억제하는 것이 가능해져, 핫 스탬프 후에 자동차 용도 등으로 실시되는 도장 시에 있어서, 우수한 도장 밀착성을 얻을 수 있다. 그 때문에, 산화물층의 화학 조성이, 하기 (i)식을 만족하는 것이 바람직하다.
3.0≤Zn/Al≤6.0 … (i)
단, 상기 식 중의 Zn 및 Al은, 각각, 산화물층 중에 포함되는 Zn 및 Al의 함유량(g/m2)이다.
또한, 산화물층의 평균 두께는, 1.0μm 이하인 것이 바람직하다. 평균 두께를 1.0μm 이하로 함으로써 산화물의 강성이 작아져, 도금욕의 유동이 발생해도 미세하게 파쇄됨으로써, 크고 명료한 균열에는 이르지 않기 때문에, 명료한 거미줄 형상의 결함을 억제할 수 있다. 산화물층의 평균 두께는, 보다 바람직하게는 0.8μm 이하이고, 더 바람직하게는 0.6μm 이하이다.
산화물층의 평균 두께는 얇으면 얇을수록 바람직하기 때문에, 하한을 둘 필요는 없다. 단, 상술한 바와 같이, 도금욕 중에 Al을 함유시키는 경우, 산화물층의 형성은 피할 수 없기 때문에, 산화물층의 평균 두께는 실질적으로 0μm 초과이다.
(F) 측정 방법
본 발명에 있어서, 아연 도금층의 전체 및 각 층의 화학 조성, 두께 등에 대해서는 이하의 순서로 측정하는 것으로 한다.
우선, 도금 강판을 10% 크롬산 수용액에 침지하여, 산화물층만을 용해한다. 그리고, 용해액을 ICP 발광 분광 분석함으로써, Al 및 Zn의 함유량을 측정하고, 이것을 산화물층 중의 함유량으로 한다.
다음에, 염화 암모늄 150g/L의 수용액 중에 있어서, 4mA/cm2로 정전류 전해한다. 이 때, 은-염화 은 전극을 참조 전극으로 한다. 그리고, -0.95V 이하로 용해한 용해액에 대해서, ICP 발광 분광 분석으로 Zn 함유량을 측정하여, 응고 아연층의 Zn 함유량으로 한다.
이어서, 나머지 도금층에 대해서, 모재 강판의 전위인 -0.5V 부근에서 균일한 전위를 나타낼 때까지 정전류 전해를 행한다. 그리고, 이 사이에 얻어진 용해액에 대해서, ICP 발광 분광 분석으로 Zn 함유량을 측정하여, 합금화 아연층의 Zn 함유량으로 한다.
또, 상기 샘플에 인접한 위치로부터 잘라낸 다른 도금 강판에 대해서, 아사히 화학 공업 제조의 이비트 700BK 등의 인히비터가 들어 있는 10% 염산 수용액에 의해서, 아연 도금층을 모두 용해한다. 얻어진 용해액에 대해서, ICP 발광 분광 분석으로 Zn, Al 및 Fe의 함유량을 측정하여, 아연 도금층 전체에서 차지하는 Fe 함유량을 구한다.
또한, 인접한 다른 도금 강판에 대해서, 글로우 방전 발광 분석법(GDS)으로, 표면으로부터 깊이 방향으로 스퍼터링하면서 성분 분석을 행하여, Al의 농도 프로파일을 취득한다. 그리고, Al 농도가, 표면으로부터 정량하여 처음으로 0.1질량%를 하회한 깊이의 1/2을 산화물층의 두께로 정의한다. 측정 장치는, 예를 들면, 리가쿠사 제조:GDA-750, 측정 조건은 900V-20mA, 측정 직경 4mmφ이다. 1개의 재료로부터 임의의 10점을 측정하고, 그 평균치를 그 재료의 측정치로 한다. 재료 표면에 도유(塗油) 또는 오염물이 부착되어 있는 경우는, 유기용제 등으로 탈지하고 나서 측정한다.
(G) 제조 방법
본 실시형태의 핫 스탬프용 도금 강판을 제조하는 공정에는, 모재를 제조하는 공정과 모재의 표면에 아연 도금층을 형성하는 공정이 포함된다. 이하, 각 공정에 대해서 상세하게 서술한다.
[모재 제조 공정]
모재 제조 공정에서는, 핫 스탬프용 도금 강판의 모재를 제조한다. 예를 들면, 소정의 화학 조성을 갖는 용강을 제조하고, 이 용강을 이용하여, 주조법에 의해 슬래브를 제조하거나, 또는, 조괴법에 의해 잉곳을 제조한다. 이어서, 슬래브 또는 잉곳을 열간 압연함으로써, 모재(열연판)를 얻을 수 있다.
또한, 상기 열연판에 대해서 산세 처리를 행하고, 산세 처리 후의 열연판에 대해서 냉간 압연을 행하여 얻을 수 있는 냉연판을 모재로 해도 된다. 또한, 상기의 산세 처리 후의 열연판 또는 냉연판에 소둔을 실시하여, 얻어지는 열연 소둔판 또는 냉연 소둔판을 모재로 해도 된다.
[도금 처리 공정]
도금 처리 공정에서는, 상기의 모재 표면에 아연 도금층을 형성하여, 핫 스탬프용 도금 강판을 제조한다. 아연 도금층은, 예를 들면, 용융 도금 처리를 행함으로써 형성할 수 있다.
예를 들면, 용융 도금 처리에 의한 아연 도금층의 형성예는, 이하와 같다. 즉, 모재를, Zn, Al 및 불순물로 이루어지는 용융 아연 도금욕에 침지하여, 모재 표면에 아연 도금층을 부착시킨다. 용융 아연 도금욕의 화학 조성은, Zn이 주체이다. 구체적으로는, Zn 함유량이 90질량% 이상이다. 또, Al 함유량은 0.05~1.00%인 것이 바람직하고, 0.10~0.50%인 것이 보다 바람직하며, 0.12~0.30%인 것이 더 바람직하다. 그 외에, Mg, Pb, Si 등이 포함되어 있어도 되는데, 이들의 합계 함유량은 10질량% 이하인 것이 바람직하다.
이어서, 아연 도금층이 부착된 모재를 도금욕으로부터 끌어올린다. 강판을 도금욕으로부터 끌어올린 후, 가스를 도금 강판의 표면에 내뿜는 가스 와이핑에 의해, 아연 도금층의 두께를 제어한다.
이 때, 가스의 내뿜음에 의해, 아연 도금층의 표면에는 신생면이 나타나고, 그 순간부터 도금 표면에서의 산화가 시작되어, 새롭게 산화물층이 형성된다. 가스 와이핑 후에는, 후술하는 합금화 열처리가 행해지는데, 가스 와이핑으로부터 합금화 열처리까지의 냉각 및 가열의 조건을 최적화하는 것이, 도금 표면의 산화물층의 제어, 더 나아가서는, 이후의 핫 스탬프 후의 거미줄 형상 모양의 억제에 유효한 것을 발견했다. 보다 구체적으로는, 와이핑 시의 가스의 온도 및 유량을 최적화함으로써, 도금욕으로부터 끌어올리고 나서 합금화 열처리를 행할 때까지의 동안에, 도금을 응고시키지 않는 것이 중요한 것을 발견했다.
통상, 용융 아연 도금욕의 온도는 450~470℃가 일반적이다. 강판을 도금한 직후의 도금층은, 거의 도금욕 온도와 같고 용융 상태이다. 그 후, 서서히 냉각되며, 특히 내뿜는 가스의 온도가 낮고, 또한 유량이 많으면 도금의 온도는 급격하게 내려간다. 아연 도금의 응고 온도는 약 419℃이기 때문에, 도금 피막이 그 이하가 되면 급격하게 도금이 응고한다.
아연 도금층의 표면에 형성되는 산화물층은, 도금이 용융 상태에서는 비교적 연질인 것에 비해, 도금이 응고하면 그 표면의 산화물층은 매우 강고하게 되어 Zn/Al 농도도 작게 되어 버려, 이후의 핫 스탬프 시에 거미줄 형상 모양이 발생하기 쉬운 것이 분명해졌다.
그 때문에, 도금욕으로부터 끌어올리고 나서 합금화 열처리를 행할 때까지의 동안에, 아연 도금층의 표면 온도가 419℃ 이하로 저하하지 않도록, 와이핑 시의 가스의 온도 및 유량을 적절히 조정한다.
또, 가스 와이핑 후의 도금 표면에서의 산화물층은 시시 각각 성장해 버리기 때문에, 가스 와이핑으로부터 합금화 열처리에 있어서 최고 온도에 이를 때까지의 시간이 30s를 초과하면 산화물층이 강고하게 형성되기 때문에, 그 사이의 시간은 30s 이하로 하는 것이 바람직하고, 20s 이하로 하는 것이 보다 바람직하며, 15s 이하로 하는 것이 더 바람직하다.
또한, 가스 와이핑에는 공기 또는 질소 등이 이용되는 경우가 많은데, 산화 억제의 관점에서, 극력 산소 농도를 낮춘 가스를 내뿜는 것이 바람직하다. 따라서, 가스 와이핑에서 이용하는 가스에는, 공기를 이용한 경우에도 그 후의 가열까지의 히트 패턴에 의해 산화를 최소한으로 할 수 있는 경우도 있는데, 산소 분압이 바람직하게는 15% 이하, 보다 바람직하게는 10% 이하로 제어한 질소 분압이 높은 공기, 또는 질소 가스 등을 이용하는 것이 유효하다.
그 후, 합금화 아연층을 형성하기 위한 합금화 열처리를 행한다. 합금화 열처리의 조건에 대해서는 특별히 제한은 없으며, 가열 온도를 440~600℃ 또는 460~550℃로 하는 것이 바람직하고, 가열 시간은 가열 온도에 따라 조절하여 1~30s, 1~15s, 1~10s 또는 1~5s로 하는 것이 바람직하다.
이하, 실시예에 의해서 본 발명을 보다 구체적으로 설명하는데, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예
두께 1.0mm이고, 질량%로, C:0.21%, Si:0.2%, Mn:2.0%, P:0.01%, S:0.007%, Cr:0.2%, Ti:0.02%, B:0.003%, 잔부 Fe 및 불순물인 화학 조성을 갖는 냉연 강판에 대해서, 연속 용융 아연 도금 라인에 의해 소둔을 실시하고, 계속해서, 표 1에 나타내는 조건으로 도금을 실시했다. 그리고, 그 후에 표 1에 나타내는 조건으로 합금화 열처리를 행함으로써, 도금 강판으로 했다.
또한, 강판을 도금욕으로부터 끌어올린 후는, 도금층의 응고가 발생하지 않도록, 가스 와이핑 조건의 적정화를 도모했다. 표 1의 가스 와이핑 조건에 있어서는, 도금층의 응고가 발생하지 않은 경우를 ○, 응고가 발생한 경우를 ×로 했다. 또, 모든 예에 있어서, 가스 와이핑으로부터 합금 가열 처리 시의 최고 온도에 이를 때까지의 시간을 10s로 하고, 가스 와이핑 시의 가스 중의 산소 농도는 15%이고 잔부 질소로 했다. 그리고, 도금욕 조성은 Al 농도:0.13질량%, 잔부:Zn이고, 도금욕 온도는 460℃로 했다.
Figure pct00001
얻어진 도금 강판의 아연 도금층의 화학 조성의 측정을 상술한 방법에 의해 행했다. 또한, 산화물층의 두께를 GDS에 의해 측정했다. 이들 측정 결과를 표 1에 아울러 나타낸다. 또한, 표 1에 나타내어지는 바와 같이, 시험 No.1에서는, 응고 아연층의 비율이 98%이고, 합금화되어 있지 않은 일반적인 용융 아연 도금 강판에 상당한다. 또, 시험 No.32~35에서는, 완전히 합금화되어 응고 아연층의 비율이 0%가 되어 있고, 일반적인 합금화 용융 아연 도금 강판에 상당한다.
그 후, 각 시험예의 도금 강판에 대해서, 100mm2의 사이즈로 잘라낸 후, 대기 분위기의 전기로를 900℃로 가열하고 그 안에서 3분간 가열 후 꺼내어, 신속하게 수랭 배관을 내장한 평판 프레스에 끼워 급랭하여 핫 스탬프 고강도재를 얻었다. 그 재료의 표면을 관찰하여, 거미줄 형상의 결함이 없는지 있는지를 평가했다. 평가 기준은, 거미줄 형상의 결함이 재료 표면에 매우 선명하게 보이고 있는 경우를 F, 연하게 보이고 있지만 화성 전착 후에도 보이는 경우를 C, 약간 보이지만 화성 전착 후에는 보이지 않는 경우를 B, 화성 전착하기 전의 상태에서도 보이지 않는 경우를 A로 했다.
또, 내식성은, 온염수 침지에 의한 도막 밀착성 시험으로 평가했다. 핫 스탬프 가열 후의 공시재에 니혼 파커라이징 주식회사 제조의 PBL-3080으로 통상의 화성 처리 조건에 의해 인산 아연 처리를 행한 후, 간사이 페인트 제조의 전착 도료 GT-10을 전압 200V의 슬로프 통전으로 전착 도장하고, 소부(燒付) 온도 150℃로 20분 소부 도장했다. 도막 두께는 20μm였다. 그 샘플을 50℃의 5% NaCl 수용액 중에 500시간 침적한 후, 도장에 테이프 박리 시험을 행하여, 5% 이상의 박리가 발생한 경우를 F, 1% 이상 5% 미만의 박리가 발생한 경우를 B, 1% 미만인 경우를 A로 했다.
이상의 평가 결과를 표 1에 아울러 나타낸다. 표 1의 결과로 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 규정을 만족하는 경우에는, 거미줄 형상의 결함을 억제할 수 있고, 또한 내식성도 우수하다는 것을 알 수 있다. 특히, 산화물층 중의 Zn/Al의 값이 3.0~6.0인 예에 대해서는, 거미줄 형상의 결함이 거의 또는 완전히 발생하지 않았다.
본 발명에 의하면, Al 함유 Zn 도금을 이용한 경우에 있어서, 거미줄 형상의 표면 결함을 억제하는 것이 가능한 핫 스탬프용 도금 강판을 얻을 수 있다.

Claims (5)

  1. 모재와, 상기 모재의 표면에 형성된 아연 도금층을 구비하는 핫 스탬프용 도금 강판으로서,
    상기 아연 도금층은, 상기 모재 측으로부터 순서대로, 합금화 아연층, 응고 아연층 및 Al을 포함하는 산화물층을 갖고,
    상기 아연 도금층 중의 Zn 함유량(g/m2)에 대한, 상기 응고 아연층 중의 Zn 함유량(g/m2)의 비율이 10~95%인,
    핫 스탬프용 도금 강판.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 산화물층의 화학 조성이, 하기 (i)식을 만족하는, 핫 스탬프용 도금 강판.
    3.0≤Zn/Al≤6.0 … (i)
    단, 상기 식 중의 Zn 및 Al은, 각각, 상기 산화물층 중에 포함되는 Zn 및 Al의 함유량(g/m2)이다.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 산화물층의 평균 두께가 1.0μm 이하인, 핫 스탬프용 도금 강판.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 아연 도금층의 Zn 함유량이 65~150g/m2인, 핫 스탬프용 도금 강판.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 아연 도금층의 Fe 함유량이, 질량%로 7% 미만인, 핫 스탬프용 도금 강판.
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