KR20230096381A - 열간 프레스 성형 후 우수한 도장 밀착성과 내식성을 나타내는 도금강판, 도금강판의 제조방법 및 열간 프레스 성형 부재 - Google Patents
열간 프레스 성형 후 우수한 도장 밀착성과 내식성을 나타내는 도금강판, 도금강판의 제조방법 및 열간 프레스 성형 부재 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 열간 프레스 성형 후에 우수한 도장 밀착성과 내식성을 나타내는 열간 프레스 성형용 도금강판, 상기 도금강판의 제조방법 및 열간 프레스 성형 부재에 관한 것이다.
본 발명의 한가지 측면에 따른 도금강판은 소지강판 및 상기 소지강판 상에 형성된 Al-Fe 합금으로 이루어진 도금층을 포함하고, 상기 도금층 중 Al과 Fe의 함량의 합계는 중량 기준으로 80% 이상이며, 상기 도금층 중 Fe의 평균 함량은 중량 기준으로 20% 이상이며, 상기 도금층 표면의 Ra와 RPc의 곱이 60~150㎛/cm인 것일 수 있다.
단, Ra는 산술평균거칠기를 의미하며 단위는 ㎛ 이고, RPc는 단위 길이 당 피크수를 의미하며 단위는 /cm 이다.
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단, Ra는 산술평균거칠기를 의미하며 단위는 ㎛ 이고, RPc는 단위 길이 당 피크수를 의미하며 단위는 /cm 이다.
Description
본 발명은 열간 프레스 성형 후에 우수한 도장 밀착성과 내식성을 나타내는 열간 프레스 성형용 도금강판, 상기 도금강판의 제조방법 및 열간 프레스 성형 부재에 관한 것이다.
최근 석유 에너지 자원의 고갈과 환경에 관한 높은 관심으로 인하여 자동차의 연비 향상에 대한 규제는 날로 강력해지고 있다. 재료적인 측면에서 자동차의 연비를 향상시키기 위한 하나의 방법으로서 사용되는 강판의 두께를 감소시키는 것을 들 수 있으나, 두께를 감소시킬 경우 자동차의 안전성에 문제가 발생할 수 있으므로, 반드시 강판의 강도 향상이 뒷받침되어야 한다.
이와 같은 이유로 고강도 강판에 대한 수요가 지속적으로 발생하였으며, 다양한 종류의 강판이 개발된 바 있다. 그런데 이들 강판은 그 자체로 높은 강도를 가지고 있기 때문에 가공성이 불량하다는 문제가 있다. 즉, 강판의 등급별로 강도와 연신율의 곱이 항상 일정한 값을 가지려는 경향을 가지고 있기 때문에, 강판의 강도가 높아질 경우에는 가공성의 지표가 되는 연신율이 감소하게 된다는 문제가 있었다.
이러한 문제를 해결하기 위하여 열간 프레스 성형법이 제안된 바 있다. 열간 프레스 성형법은 강판을 가공하기 좋은 고온에서 가공한 후 이를 낮은 온도로 급냉함으로써 강판 내에 마르텐사이트 등의 저온 조직을 형성시켜, 최종 제품의 강도를 높이는 방법이다. 이와 같이 할 경우에는 높은 강도를 가지는 부재를 제조할 때 가공성의 문제를 최소화 할 수 있다는 장점이 있다.
그런데 상기 열간 프레스 성형법에 의할 경우에는 강판을 고온으로 가열하기 때문에 강판 표면이 산화되고 따라서 프레스 성형 이후에 강판 표면의 산화물을 제거하는 과정이 추가되어야 한다는 문제가 있었다. 이러한 문제점을 해결하기 위한 방법으로 특허문헌 1 이 제안된 바 있다. 상기 특허문헌 1 에서는 알루미늄 도금을 실시한 강판을 열간 프레스 성형 또는 상온 성형 후 가열하고 급냉하는 과정(간략히 '후 열처리')에 이용하고 있고, 알루미늄 도금층이 강판 표면에 존재하기 때문에 가열 시에 강판이 산화되지는 않는다.
그러나, 이와 같이 알루미늄 도금층을 표면에 형성시킨 다음 가열할 경우에는 가열 속도에 따라 알루미늄 도금층이 용융되어 설비를 오염시키는 등의 문제가 발생할 수 있다. 또한, 강도가 높은 부재의 경우에는 소지강판 내에 트랩된 수소가 집적되어 부품의 파괴에까지 이르게 하는 소위 수소지연파괴의 문제가 발생하는 경우도 있을 수 있다.
이러한 문제를 해결하기 위한 한가지 방안으로 가열 전에 알루미늄 도금강판을 가열하여 강판 상에 알루미늄-철 합금층을 형성시킨 후 상기 알루미늄-철 합금 도금층이 형성된 강판을 열간 프레스 성형에 이용하는 방법이 제안된 바 있다. 즉, 열간 프레스 성형을 위한 가열 전에 상대적으로 낮은 온도 범위에서 도금층을 합금화 시켜둘 경우 상대적으로 빠른 속도로 가열한다고 하더라도 이미 알루미늄이 합금화 되어 있으므로 알루미늄의 융점 보다 높은 온도로 가열된다고 하더라도 알루미늄의 용융에 의한 문제를 방지할 수 있다. 또한, 사전에 합금화시킨 도금강판의 경우에는 수소가 배출되기 용이한 구조의 합금층을 표면에 가질 수 있어서 수소지연파괴가 발생할 가능성을 감소시킨다는 효과를 가질 수 있다.
한편, 일반적인 도금강판 상에 도장을 실시할 경우 도장(페인트) 층을 고정할 수 있는 앵커가 존재하지 않아서 도장과 강판 표면의 밀착이 충분하지 못하게 되는 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 이러한 문제를 해결하기 위하여 통상적으로 인산염 처리를 실시하게 되는데 인산염 처리 후의 강판 표면의 조도가 증가하여 강판과 도장 사이의 밀착성이 높아지게 된다.
그런데, 이와 같이 표면에 알루미늄-철 도금층이 형성된 도금강판을 열간 프레스 성형할 경우 부재의 표면 조도가 더이상 증가하기 어렵다는 문제가 있다. 열간 프레스 성형 부재의 표면에 형성된 도금층은 알루미늄과 철의 합금화 반응에 의하여 형성된 것으로 상대적으로 화학적으로 안정하다. 이와 같이 열간 프레스 성형 부재의 표면이 화학적으로 안정하기 때문에 인산염 처리를 하더라도 더이상 조도가 개선되기 어렵다. 그러나, 통상의 알루미늄 도금강판을 가열하여 열간 프레스 성형하는 경우에는 알루미늄 도금강판을 가열하는 과정에서 표면의 조도가 증가하기 때문에 인산염 처리 없이도 충분한 조도 확보가 가능하기 때문에 도장 밀착성에 큰 문제는 없을 수 있다.
반면, 사전에 합금화 처리가 이루어져 알루미늄-철 합금층이 형성된 알루미늄-철 합금 도금강판의 경우에는 후속하는 열간 프레스 성형을 위한 가열시에 조도의 증가폭이 크지 않다. 따라서, 비록 사전 합금화 열처리 과정에서 조도가 일부 증가하기는 하나 후속되는 열간 프레스 성형 과정에서의 조도 증가가 크지 않으므로 알루미늄-철 합금 도금강판을 열간 프레스 성형하여 얻은 부재의 표면 조도는 알루미늄 도금강판을 합금화 열처리 없이 바로 열간 프레스 성형하여 얻은 부재의 표면 조도에 비하여 충분하지 못하고, 따라서 도장 밀착성이 충분하지 못하다는 문제가 있을 수 있다.
또한, 알루미늄 합금 도금층은 아연계 도금층에 비하여 희생방식 성능이 뛰어나지 않아서 크랙 등에 의하여 강판이 노출될 경우에는 블리스트와 함께 부식이 발생하는 문제가 있다.
본 발명의 한가지 측면에 따르면, 열간 프레스 성형 후에 충분한 조도 확보가 가능하여 열간 프레스 성형 부재의 도장 밀착성을 개선시킬 수 있을 뿐만 아니라 내식성도 확보 가능한 열간 프레스 성형용 도금강판, 상기 도금강판의 제조방법이 제공된다.
본 발명의 다른 한가지 측면에 따르면, 도장 밀착성과 내식성이 우수한 열간 프레스 성형 부재가 제공된다.
본 발명의 과제는 상술한 범위에 한정되지 아니한다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 누구라도 본 명세서에 기재된 전반적인 사항으로부터 본 발명의 추가적인 과제를 이해하는 것에 아무런 어려움이 없을 것이다.
본 발명의 한가지 측면에 따른 도금강판은 소지강판 및 상기 소지강판 상에 형성된 Al-Fe 합금으로 이루어진 도금층을 포함하고, 상기 도금층 중 Al과 Fe의 함량의 합계는 중량 기준으로 80% 이상이며, 상기 도금층 중 Fe의 평균 함량은 중량 기준으로 20% 이상이며, 상기 도금층 표면의 Ra와 RPc의 곱이 60~150㎛/cm인 것일 수 있다.
단, Ra는 산술평균거칠기를 의미하며 단위는 ㎛ 이고, RPc는 단위 길이 당 피크수를 의미하며 단위는 /cm 이다.
본 발명의 다른 한가지 측면에 따른 도금강판은 소지강판 및 상기 소지강판 상에 형성된 Al-Fe 합금으로 이루어진 도금층을 포함하고, 상기 도금층 중 Al과 Fe의 함량의 합계는 중량 기준으로 80% 이상이며, 상기 도금층 중 Fe의 평균 함량은 중량 기준으로 20% 이상이며, 상기 도금층 표면을 주사전자현미경으로 100배의 배율로 관찰하였을 때 얻어지는 시야를 가로 및 세로 10 등분하여 얻어지는 각 영역 내에 존재하는 크랙의 개수가 1mm2 당 10~200개이며, 상기 도금층 표면에서 압흔부가 차지하는 면적의 비율이 5~50%인 것일 수 있다.
여기서, 압흔부라 함은 광학현미경으로 100배의 배율로 관찰한 영역에서 측정되는 가장 높은 명도 대비 70% 이상의 명도를 가지는 영역을 의미한다.
본 발명의 또 다른 한가지 측면에 따른 도금강판의 제조방법은 소지강판 상에 Al과 Fe의 합금으로 이루어진 도금층이 형성된 Al-Fe의 합금 도금강판을 얻는 단계; 및 상기 Al-Fe 합금 도금강판에 대하여 하기 관계식 1로 표현되는 SPMI가 5000 내지 8500이 되는 조건하에서 스킨 패스 압연하는 단계를 포함할 수 있다.
[관계식 1]
여기서, 상기 P는 스킨 패스 압연시 압하력(단위: ton), 상기 Raroll은 스킨 패스 압연 롤 표면의 산술평균거칠기(단위: ㎛), 상기 RPcroll는 스킨 패스 압연 롤의 단위 길이 당 피크수(단위: /cm)를 의미한다. 또한, 상기 SPMI의 단위는 √Ton·㎛/cm이다.
본 발명의 또다른 한가지 측면에 따른 열간 프레스 성형 부재는 소지강판 및 상기 소지강판 상에 형성된 Al-Fe 합금으로 이루어진 도금층을 포함하고, 상기 도금층 중 Al과 Fe의 함량의 합계는 중량 기준으로 70% 이상이며, 상기 도금층 중 Fe의 함량은 중량 기준으로 30% 이상이며, 상기 도금층 표면의 Ra와 RPc의 곱이 60~150㎛/cm인 것일 수 있다.
단, Ra는 산술평균거칠기를 의미하며 단위는 ㎛ 이고, RPc는 단위 길이 당 피크수를 의미하며 단위는 /cm 이다.
본 발명의 또 다른 한가지 측면에 따른 열간 프레스 성형 부재는 소지강판 및 상기 소지강판 상에 형성된 Al-Fe 합금으로 이루어진 도금층을 포함하고, 상기 도금층 중 Al과 Fe의 함량의 합계는 중량 기준으로 70% 이상이며, 상기 도금층 중 Fe의 평균 함량은 중량 기준으로 30% 이상이며, 상기 도금층 표면을 주사전자현미경으로 100배의 배율로 관찰하였을 때 얻어지는 시야를 가로 및 세로 10 등분하여 얻어지는 각 영역 내에 존재하는 크랙의 개수가 1mm2 당 15~220 개이며, 상기 도금층 표면에서 압흔부가 차지하는 면적의 비율이 5~50%인 것일 수 있다.
여기서, 압흔부라 함은 광학현미경으로 100배의 배율로 관찰한 영역에서 측정되는 가장 높은 명도 대비 70% 이상의 명도를 가지는 영역을 의미한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 도금강판은 표면의 Ra와 RPc가 적정 수준으로 제어된 것이므로, 열간 프레스 성형 과정에서 큰 폭의 조도 증가가 일어나지 않더라도 부재의 충분한 도장 밀착성을 확보할 수 있다.
도 1은 비교예 1(a) 및 발명예 2(b)에 의해 제조된 알루미늄-철계 도금 강판의 표면을 주사전자현미경(SEM)으로 관찰한 사진이다.
도 2는 비교예 1(a) 및 발명예 2(b)에 의해 제조된 알루미늄-철계 도금 강판의 표면을 광학현미경으로 관찰한 결과를 이미지 처리한 사진이다.
도 3은 스킨 패스 압연 조건에 따른 알루미늄-철계 도금 강판의 표면에 생성된 크랙 수의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 2는 비교예 1(a) 및 발명예 2(b)에 의해 제조된 알루미늄-철계 도금 강판의 표면을 광학현미경으로 관찰한 결과를 이미지 처리한 사진이다.
도 3은 스킨 패스 압연 조건에 따른 알루미늄-철계 도금 강판의 표면에 생성된 크랙 수의 관계를 나타내는 그래프이다.
여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다.
명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 본 발명에서 강판이라 함은 코일이나 판재(sheet) 상태의 것으로서 아직 특정한 형상으로 가공되기 전의 것을 의미하고, 부재라 함은 성형 과정에 의하여 판상이 아닌 형태로 가공된 것을 의미한다. 또한, 본 발명에서 말하는 도금층은 소지강판과 접하여 형성된 금속, 합금 또는 금속간 화합물의 층을 의미한다.
본 발명에서 각 원소를 함량을 나타낼 때 특별히 달리 정하지 아니하는 한, 중량을 기준으로 한다는 것에 유의할 필요가 있다. 또한, 결정이나 조직의 비율은 특별히 달리 표현하지 아니하는 한 면적을 기준으로 하며, 또한 가스의 함량은 특별히 달리 표현하지 아니하는 한 부피를 기준으로 한다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
통상, 표면의 조도(Ra)를 높일 경우에는 도장 밀착성이 향상되고 그로 인하여 도장 후 내식성도 향상된다는 것이 일반적이었으나, 본 발명자들은 따르면 단순히 표면 조도를 높이는 것 뿐만 아니라 단위 길이당 피크 수(RPc)와 조도(Ra)의 곱(Ra×RPc)의 값을 높이는 것이 도장 밀착성과 내식성을 향상시키는데 효과적이라는 것을 연구 결과 확인할 수 있었다.
또한, 본 발명의 발명자들은 열간 프레스 성형 전에 이미 합금화된 소위 알루미늄-철 합금 도금강판을 이용하여 제조된 열간 프레스 성형 부재의 도장성을 파악하던 중 상술한 바와 같이 합금 도금강판의 경우에는 이미 상당한 양의 철이 도금층에 확산되어 있었기 때문에 추가적인 철 확산에 의한 표면 조도(Ra)와 단위 길이당 피크 수(RPc)의 증가량이 크지 않기 때문에, 결국 열간 프레스 성형 전의 도금강판의 조도(Ra) 또는 단위 길이당 피크 수(RPc)를 증가시켜 결과적으로 Ra×RPc 값을 증가시키는 것이 열간 프레스 성형 부재의 Ra×RPc 값을 높이는데 효과적이라는 것을 발견하였다.
따라서, 본 발명의 한가지 구현례에서는 높은 도장 밀착성을 확보하기 위하여 열간 프레스 성형에 의하여 얻어진 부재의 표면 Ra×RPc를 고려하여 도금강판의 도금층 표면의 Ra×RPc는 60㎛/cm 이상일 수 있다. 수식에서 Ra는 산술 평균 조도로서 ㎛의 단위를 가지며 RPc는 피크 수(Peak Count)로서 cm의 역수(/cm)의 단위를 가진다. 상기 Ra×RPc가 충분하지 않을 경우에는 충분한 도장 밀착성을 기대하기 어려울 수 있으므로, 상기 Ra×RPc의 하한을 60㎛/cm로 정할 수 있다. 경우에 따라서는 상기 Ra×RPc의 하한을 70㎛/cm으로 정할 수도 있다. 도장 밀착성의 개선을 위해서 Ra×RPc의 수치가 높을 수록 유리하나, 상기 수치가 너무 높을 경우에는 Ra와 RPc를 높이기 위한 가공 과정에서 도금층 표면에 과다한 크랙이 도입되어 내식성이 저하될 수 있으므로, 본 발명의 한가지 구현례에서는 상기 RaХRPc의 상한을 150㎛/cm으로 정할 수 있으며, 경우에 따라서는 상기 Ra×RPc의 상한을 140㎛/cm으로 정할 수도 있다.
또한, 본 발명의 다른 한가지 구현례에 따른 도금강판은 표면에 형성된 크랙의 개수와 압흔부의 면적 비율을 적절히 조절함으로써, 이후의 열간 프레스 성형 공정에 의해 얻어진 부재의 도장 밀착성과 내식성을 향상시킬 수 있다. 이를 위해서 본 발명의 한가지 구현례에 따른 도금강판은 도금층 표면적 1mm2 당 크랙이 10~200개 존재하며, 상기 도금층 표면에서 압흔부가 차지하는 면적의 비율이 5~50%인 것일 수 있다.
상기 크랙은 열간 프레스 성형 부재의 표면에서 도장층이 고정(anchoring)되는 고정부의 역할을 수행할 수 있으므로, 본 발명의 한가지 구현례에서 도금층의 단위면적 1mm2 당 10 개 이상, 경우에 따라서는 15개 이상의 크랙이 존재할 수 있다. 크랙의 개수는 현미경(배율: 100배)의 시야를 가로 세로 각각 10등분하여 얻어지는 100개의 영역 내에서 관찰되는 크랙의 개수를 관찰 면적 1mm2에서 관찰되는 것으로 환산하여 측정한다. 본 발명의 한가지 구현례에서 상기 현미경은 ZEISS SUPRA 55VP 모델 주사전자현미경일 수 있다. 이때, 하나의 크랙이라고 하더라도 관찰되는 영역이 복수개 존재한다면 크랙의 개수는 그 크랙이 관찰된 영역의 수만큼으로 될 수 있다. 하나의 영역 내에 복수개의 크랙이 관찰된다면 크랙의 개수가 그 수만큼으로 되는 것은 물론이다. 이는 관찰 면적 내의 크랙의 전체 길이를 고려한 개념으로서, 크랙의 전체 길이가 도장층의 고정 효과에 영향을 미치기 때문이다. 다만, 알루미늄계 도금강판은 아연계 도금강판과 달리 희생 방식 기능이 없으므로 크랙이 존재할 경우 크랙을 통하여 부식이 발생할 수 있다. 따라서 과다한 크랙의 개수는 강판의 내식성을 해칠 수 있으므로 상술한 방식으로 계산한 1mm2 당 크랙 개수의 상한은 200개로 제한할 수 있으며, 경우에 따라서는 180개로 제한할 수도 있다.
또한, 본 발명의 한가지 구현례에서는 도장층의 접촉면적을 증가시키기 위하여 도금층 표면에 다량의 압흔부를 형성시킬 수 있다. 상기 압흔부가 존재할 경우에는 도금층 표면의 Ra와 RPc가 증가할 수 있는데, 이를 위하여 본 발명의 한가지 구현례에서는 도금층 표면에서 압흔부의 비율이 5% 이상일 수 있으며, 경우에 따라서는 8% 이상일 수도 있다. 본 발명의 한가지 구현례에서 상기 압흔부라 함은 광학현미경으로 100배의 배율로 관찰한 영역에서 측정되는 가장 높은 명도 대비 70% 이상의 명도를 가지는 영역을 의미할 수 있다. 또한, 반드시 이로 제한하는 것은 아니나 본 발명의 한가지 구현례에서 라이카(Leica) DM6000M 모델 광학 현미경으로 배율 100배에서 표면 이미지를 관찰한 결과를 Clemex Vision PE 소프트웨어를 이용하여 색의 명도를 256개로 구분한 후 가장 높은 명도 값의 70% 값에 해당하는 명도 이상의 부분을 상기 압흔부로 특정하여 그 면적 비율을 구할 수 있다. 상기 압흔부의 비율이 너무 높을 경우에는 상기 압흔부를 형성시키기 위하여 강판에 가해지는 부하가 과다하여 표면 크랙이 증가할 수 있으므로 상기 압흔부의 비율의 상한은 50%로 정할 수 있으며, 45%로 정할 수도 있다. 본 발명의 한가지 구현례에서 상기 압흔부를 스킨 패스 압연에 의해 형성시킬 수 있으나, 반드시 이로 한정하지는 아니한다.
또한, 본 발명에서 대상으로 하는 것은 알루미늄과 철의 합금 도금강판이므로 Al과 Fe의 함량의 합계가 중량 기준으로 80% 이상일 필요가 있다. 이들 원소들의 함량 합계의 상한은 특별히 정할 필요 없으며 100% Al과 Fe로만 이루어진 도금층도 해당할 수 있다.
또한, 본 발명의 한가지 구현례에서는 충분히 합금화 된 도금강판을 대상으로 하는 것이므로 Fe의 평균 함량이 중량 기준으로 20% 이상의 값을 가진다. 만일 도금층 중 Fe의 함량이 20% 미만일 경우에는 가열시 알루미늄 도금층의 용융이나 수소취화 등의 문제 해결에 큰 도움이 되지 않을 수 있으므로, 본 발명에서는 Fe가 중량 기준으로 20% 이상 포함된 Al-Fe 합금 도금강판을 대상으로 한다. 경우에 따라서는 상기 Fe 함량은 30% 이상일 수 있으며, 40% 이상일 수도 있다.
Fe 함량의 상한에는 특별한 제한이 없으나, 통상의 합금 도금강판 내의 Fe 함량을 고려할 경우 Fe 함량의 상한을 90%로 정할 수도 있으며, 경우에 따라서는 80% 이하로 정할 수도 있다. 여기서 Fe의 평균 함량은 전체 도금층 중의 Fe 함량의 평균을 의미하는 것으로서 측정 방법이 여러가지가 있을 수 있으나, 본 구현례에서는 글로우 방전 분광분석(Glow Discharge emission Spectrometry; 간략히 GDS)법으로 도금층의 표면부터 강판의 계면까지 분석하였을 때 나타나는 깊이(두께)에 따른 Fe의 함량 곡선을 적분한 후 이를 도금층 두께(즉, 표면부터 강판의 계면까지의 거리)로 나눈 값으로 사용할 수 있다. 도금층과 강판의 계면을 판단하는 기준에는 여러가지가 있을 수 있으나, 본 구현례에서는 GDS 결과로부터 Al과 Fe함량 곡선이 교차하는, 즉 두 원소의 함량이 같아지는 지점을 도금층과 강판의 계면으로 규정할 수 있다.
본 발명의 한가지 구현례에 따르면 도금층은 상술한 Al과 Fe 이외에도 도금층에 포함되는 일반적인 원소들을 더 포함할 수 있다. 이러한 원소들의 예로서는 Mg, Zn, Mn, Cr, Mo, Si, Ti 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상을 들 수 있으며, 이들은 합계로 20 중량% 이하까지 도금층에 포함될 수 있다.
또한, 본 발명의 한가지 구현례에 따르면 상기 열간 프레스 성형용 알루미늄철 합금 도금강판의 표면부에서의 Fe 함량은 상기 도금층 중 Fe의 평균 함량 대비 50% 이상일 수 있다. 즉, 표면에서의 Fe 함량을 도금층 중 Fe의 평균 함량 대비 50% 이상으로 함으로써 도금층의 표면까지 충분히 합금화된 도금강판을 얻을 수 있다. 본 발명의 한가지 구현례에서는 상기 표면에서의 Fe 함량은 중량 기준으로 15% 이상일 수 있다. 본 발명의 한가지 구현례에서 상기 표면부라 함은 최표면으로부터 깊이 1㎛의 지점을 의미할 수 있다. 또한, 본 발명의 한가지 구현례에서 표면부의 Fe 함량은 주사전자현미경으로 100배 확대한 부위에서 EDS 면분석을 통하여 측정할 수 있다.
본 발명의 강판은 열간 프레스 성형용 강판으로서, 열간 프레스 성형에 사용된다면 그 조성을 특별히 제한하지 않는다. 다만, 본 발명의 한가지 측면에 따를 경우 중량%로(이하, 특별히 다르게 표현하지 않는 한 본 발명의 강판과 도금층의 조성은 중량을 기준으로 한다는 것에 유의할 필요가 있다), C: 0.01~0.5%, Si: 2.0% 이하(0% 제외), Mn: 0.1~4.0%, P: 0.05% 이하, S: 0.02% 이하, Al: 0.001~1%, Cr: 5.0% 이하(0% 제외), N: 0.02% 이하, Ti: 0.1% 이하(0% 제외), B: 0.0001~0.01%, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하는 조성을 가질 수 있다.
C: 0.01~0.5%
상기 C는 열처리 부재의 강도를 상향시키기 위해 필수적인 원소로서 적정한 양으로 첨가될 수 있다. 즉, 열처리 부재의 강도를 충분하기 확보하기 위해서 상기 C는 0.01% 이상 첨가될 수 있다. 한가지 구현례에서는 상기 C 함량의 하한은 0.05%일 수 있다. 다만, 그 함량이 너무 높으면 냉연재를 생산하는 경우 열연재를 냉간압연할 때 열연재 강도가 너무 높아 냉간압연성이 크게 열위하게 될 뿐만 아니라, 점용접성을 크게 저하시키기 때문에, 충분한 냉간압연성과 점용접성을 확보하기 위해 0.5% 이하로 첨가될 수 있다. 또한, 상기 C 함량은 0.45% 이하 또한 0.4% 이하로 그 함량을 제한할 수도 있다.
Si: 2.0% 이하(0%는 제외)
상기 Si는 제강에서 탈산제로 첨가되어야 할 뿐만 아니라, 열간 프레스 성형 부재의 강도에 가장 크게 영향을 미치는 탄화물 생성을 억제할 뿐만 아니라, 열간 프레스 성형에 있어서 마르텐사이트 생성 후 마르텐사이트 래쓰(lath) 입계로 탄소를 농화시켜 잔류오스테나이트를 확보하기 위하여 강 중에 첨가될 수 있다. 다만, 강판에 알루미늄 도금을 행할 때 충분한 도금성을 확보하기 위해서는 상기 Si의 함량의 상한을 2%로 정할 수 있다(0%는 제외함). 본 발명의 한가지 구현례에서는 상기 Si 함량을 1.5% 이하로 제한할 수도 있다. 또한 본 발명의 다른 한가지 구현례에서는 상기 Si 함량의 하한을 0.01%로 정할 수도 있다.
Mn: 0.1~4.0%
상기 Mn은 고용강화 효과를 확보할 수 있을 뿐만 아니라 열간 프레스 성형 부재에 있어서 마르텐사이트를 확보하기 위한 임계냉각속도를 낮추기 위하여 0.1% 이상의 함량으로 첨가될 수 있다. 또한, 강판의 강도를 적절하게 유지함으로써 열간 프레스 성형 공정 작업성을 확보하고, 제조원가를 절감하며, 점용접성을 향상시킨다는 점에서 상기 Mn 함량은 4% 이하로 할 수 있으며, 본 발명의 한가지 구현례에서는 3.5% 이하, 또는 2.5% 이하로 할 수 있다.
P: 0.05% 이하
상기 P는 강내에 불순물로서 존재하며, 가급적 그 함량이 적을수록 유리하다. 따라서, 본 발명의 한가지 구현례에서 P는 0.05% 이하의 함량으로 포함될 수 있다. 본 발명의 다른 한가지 구현례에서 P는 0.03% 이하로 제한될 수도 있다. P는 적으면 적을수록 유리한 불순물 원소이기 때문에 그 함량의 상한을 특별히 정할 필요는 없다. 다만, P 함량을 과도하게 낮추기 위해서는 제조비용이 상승할 우려가 있으므로, 이를 고려할 경우에는 그 하한을 0.001%로 할 수도 있다.
S: 0.02% 이하
상기 S는 강 중에 불순물로서, 부재의 연성, 충격특성 및 용접성을 저해하는 원소이기 때문에 최대함량을 0.02%로 한다(바람직하게는 0.01% 이하). 또한 그 최소함량이 0.0001% 미만에서는 제조비용이 상승될 수 있으므로, 본 발명의 한가지 구현례에서는 그 함량의 하한을 0.0001%로 할 수 있다.
Al: 0.001~1%
상기 Al은 Si과 더불어 제강에서 탈산 작용을 하여 강의 청정도를 높일 수 있으므로 0.001% 이상의 함량으로 첨가될 수 있다. 또한, Ac3 온도가 너무 높아지지 않도록 하여 열간 프레스 성형시 필요한 가열을 적절한 온도범위에서 할 수 있도록 하기 위하여 상기 Al의 함량은 1% 이하로 할 수 있다.
Cr: 5.0% 이하 (0% 제외)
상기 Cr은 강의 경화능을 향상시켜서 열간 프레스 성형 부재의 강도를 향상시키는 역할하므로, 첨가가 필요하다. 경우에 따라서는 상기 Cr 함량의 하한은 0.001%로 정할 수도 있다. 다만, 그 함량이 5.0%를 초과할 경우에는 더 이상의 효과 상승을 기대하기 어려울 뿐만 아니라 비용도 증가할 수 있으므로, Cr 함량의 상한은 5.0%로 정할 수 있다.
N: 0.02% 이하
상기 N은 강 중에 불순물로 포함되는 원소로서, 슬라브 연속주조시에 크랙 발생에 대한 민감도를 감소시키고, 충격특성을 확보하기 위해서는 그 함량이 낮을 수록 유리하며, 따라서 0.02% 이하로 포함할 수 있다. 하한을 특별히 정할 필요가 있으나, 제조비용의 상승 등을 고려하여 한가지 구현례에서 N 함량을 0.001% 이상으로 정할 수도 있다.
Ti: 0.1% 이하(0% 제외)
상기 Ti는 질소와 반응함으로써 B에 의한 경화능 향상에 이바지할 수 있다. 또한, 미세 석출물을 형성함으로써 열간 프레스 성형 부재의 강도를 향상시키고 결정립을 미세화하여 충격인성 향상에 효과가 있으므로 0.1% 이하의 양으로 첨가할 수 있다(0%는 제외함). 상술한 효과를 더욱 확실하게 얻기 위하여 본 발명의 한가지 구현례에서는 상기 Ti의 함량의 하한을 0.0005%로 정할 수도 있다.
B: 0.0001~0.01%
상기 B은 소량의 첨가로도 경화능을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 구오스테나이트 결정립계에 편석되어 P 및/또는 S의 입계 편석에 의한 열간 프레스 성형 부재의 취성을 억제할 수 있는 원소이다. 따라서 B는 0.0001% 이상 첨가될 수 있다. 다만, 0.01%를 초과하면 그 효과가 포화될 뿐만 아니라, 열간압연에서 취성을 초래하므로 그 상한을 0.01%로 할 수 있으며, 한가지 구현례에서는 상기 B 함량을 0.005% 이하로 할 수 있다.
본 발명의 한가지 구현례에서는 필요에 따라, Nb: 0.1% 이하, Mo: 0.5% 이하, Ni: 1% 이하, Cu: 1% 이하 및 V: 0.5% 이하 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 원소를 더 포함할 수 있다.
Nb: 0.1% 이하
상기 Nb는 미세 석출물 형성으로 열처리 부재의 강판 향상과, 결정립 미세화에 의해 잔류 오스테나이트 안정화와 충격인성 향상에 효과가 있으므로 강중에 첨가할 수 있다. 다만, 그 첨가량이 0.1%를 초과하면 그 효과가 포화될 뿐만 아니라 과다한 합금철 첨가로 비용 상승을 초래할 수 있다. 본 발명의 한가지 구현례에서는 상기 Nb는 0.001% 이상 첨가할 수도 있다.
Mo: 0.5% 이하
Mo는 경화능 향상과, 석출강화 효과를 통한 강도 및 결정립 미세화를 확보할 수 있는 원소이다. 다만, 과다하게 첨가할 경우에는 용접성이 나빠질 수 있으므로, 이를 고려하여 0.5% 이하로 첨가할 수 있다. 본 발명의 한가지 구현례에서는 상기 Mo를 첨가하는 경우 첨가량의 하한을 0.001%로 정할 수도 있다.
Ni: 1% 이하
상기 Ni는 미세 석출물을 형성시켜 강도를 향상시키는 원소이다. 다만, 그 값이 1.0%를 초과하면 과다한 비용 증가가 되기 때문에 그 상한을 1%로 한다. 본 발명의 한가지 구현례에서는 상술한 효과를 확실하게 얻기 위해서 Ni의 첨가량을 0.005% 이상으로 할 수 있다.
Cu: 1% 이하
상기 Cu는 Ni와 마찬가지로 미세 석출물을 형성시켜 강도를 향상시키는 원소이다. 다만, 그 값이 1.0%를 초과하면 과다한 비용 증가가 되기 때문에 그 상한을 1%로 한다. 상술한 효과를 확실하게 얻기 위해서는 Cu의 첨가량을 0.005% 이상으로 할 수 있다.
V: 0.5% 이하
상기 V는 미세 석출물 형성으로 열처리 부재의 강판 향상과, 결정립 미세화에 의해 잔류 오스테나이트 안정화와 충격인성 향상에 효과가 있으므로 강 중에 첨가될 수 있다. 다만, 그 첨가량이 0.5%를 초과하면 그 효과가 포화될 뿐만 아니라 과다한 합금철 첨가로 비용 상승을 초래할 수 있다. 본 발명의 한가지 구현례에서는 상술한 V 첨가의 효과를 확실하게 하기 위하여 V를 0.001% 이상 첨가할 수 있다.
상술한 성분 이외의 잔부로서는 철 및 불가피한 불순물을 들 수 있으며, 열간 성형용 강판에 포함될 수 있는 성분이라면 특별히 제한하지 않는다.
이하, 본 발명의 일측면에 따른 열간 프레스 성형용 강판의 제조방법의 한가지 예를 설명하면 아래와 같다. 다만, 하기하는 열간 프레스 성형용 강판의 제조방법은 한가지 예시로서 본 발명의 열간 프레스 성형용 강판이 반드시 본 제조방법에 의해 제조되어야 한다는 것은 아니며, 어떠한 제조방법이라도 본 발명의 청구범위를 충족하는 방법이라면 본 발명의 각 구현례를 구현하는데 사용함에 아무런 문제가 없다는 것에 유의할 필요가 있다.
본 발명의 하나의 구현례에 따를 경우, 강판은 소지강판 상에 알루미늄-철 합금 도금층이 형성된 알루미늄-철(Al-Fe) 합금 도금강판을 얻는 단계; 및 상기 알루미늄-철(Al-Fe) 합금 도금강판에 대하여 스킨 패스 압연을 실시함으로써 제조될 수 있다.
본 발명의 한가지 구현례에서 상기 알루미늄-철 합금 도금강판은 알루미늄 또는 알루미늄 합금이 도금된 알루미늄 도금강판을 얻는 단계; 및 상기 알루미늄 도금강판을 가열하여 합금화하는 단계를 포함하는 과정에 의해 얻어질 수 있다.
이때, 알루미늄 도금강판은 공업적으로 알루미늄계로 지칭되는 것이라면 어떠한 것이라도 사용가능하며, 본 발명의 한가지 구현례에서는 Al 함량이 중량 기준으로 70% 이상인 것을 사용할 수 있다. 도금층에서 Al 외의 나머지 원소들로서는 알루미늄계 도금층에 통상 첨가될 수 있는 Si와 Mg, Zn, Mn, Cr, Mo, Ti, Fe 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 성분 및/또는 기타의 불순물 원소를 들 수 있다. 그 중 Si는 0.01~20%의 비율로 포함될 수 있다. Si 함량이 0.01% 이하를 제어하기 위해서는 고순도의 원재료가 필요하여 제조비용 상승이 너무 크며 20%를 초과하게 되면 도금욕 녹는 온도 증가에 따른 설비유지에 어려움이 있고, 합금화 속도가 저하되어 충분한 합금화를 얻기 어렵다. 따라서 본 발명에서 도금욕에 포함되는 Si 함량은 0.01~20%로 제한할 수 있다. 상기 Mg, Zn, Mn, Cr, Mo, Ti 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 원소는 함량의 합계로 20중량% 이하 만큼 도금층에 포함될 수 있다.
상술한 알루미늄계 도금층은 열간 압연 또는 냉간 압연 및 소둔 열처리된 강판을 용융 알루미늄 도금욕에 침지하는 도금하는 용융 알루미늄 도금 방식에 의해 형성될 수 있다.
본 발명의 한가지 구현례에서 상기 알루미늄 도금 시에 도금량은 편면기준 10~100g/㎡일 수 있다. 도금량이 10g/㎡ 미만이면 내식성이 감소되고, 반면 도금량이 100g/㎡을 초과하면 용접성이 저하되는 문제가 발생한다. 따라서 본 발명에서 알루미늄 도금 시 도금량은 편면기준 10~100g/㎡으로 제한하는 것이 바람직하다. 한편, 본 발명의 다른 한가지 구현례에서는 상기 알루미늄 도금 시 도금량은 편면기준 20~90 g/㎡일 수도 있다.
또한, 본 발명의 한가지 구현례에서는 상기 알루미늄 도금강판을 가열하여 합금화하는 단계는 강판을 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 도금하는 라인에 직접 연결되고, 상기 도금강판이 주행하는 상태에서 가열하는 온라인 가열에 의해 이루어질 수 있다. 본 발명의 한가지 구현례에서 상기 합금화시의 가열 온도 범위는 670~900℃일 수 있으며, 유지시간은 1~20초 일 수 있다. 또한, 본 발명의 다른 한가지 구현례에서는 상기 가열 온도 범위는 680~880℃일 수 있고, 상기 유지시간은 1~10초일 수 있다.
본 발명의 다른 한가지 구현례에서는 상기 알루미늄 도금강판을 가열하여 합금화하는 단계는 권취된 도금강판을 상자형 소둔로에서 가열하는 상소둔에 의해 수행될 수도 있다. 이때, 알루미늄 도금 후 상온까지 냉각된 코일을 이슬점온도 -10℃ 미만인 수소 또는 수소와 질소 분위기의 상소둔 로에서 600~800℃ 범위의 온도에서 0.1~100시간 가열하여 합금화 열처리할 수 있다 (본 발명에서는 상기 온도 범위에서 로 분위기 온도가 도달하는 최고 온도를 가열 온도로 한다).
각 구현례에서, 유지시간은 분위기 온도가 목표 온도에 도달한 후 냉각을 개시할 때까지의 시간을 의미한다.
본 발명의 한가지 구현례에서 상기 스킨 패스 압연은 하기 관계식 1로 표현되는 SPMI가 5000 내지 8500이 되는 조건하에서 실시될 수 있다.
[관계식 1]
여기서, 상기 P는 스킨 패스 압연시 압하력(단위: ton), 상기 Raroll은 스킨 패스 압연 롤 표면의 산술평균거칠기(단위: ㎛), 상기 RPcroll는 스킨 패스 압연 롤의 단위 길이 당 피크수(단위: /cm)를 의미한다. 또한, 상기 SPMI의 단위는 √Ton·㎛/cm이다.
즉, 상기 SPMI는 본 발명자가 고안한 강판 표면 상태를 제어할 수 있는 조건으로서, 강판 표면의 Ra와 RPc는 롤 표면의 Ra와 RPc는 물론이고 롤이 가하는 압하력에 의해서도 영향을 받으며 이들의 영향도를 정량적으로 분석한 결과 상기 관계식 1에 의해 표현되는 관계를 나타내고 있다는 것을 연구 결과 알 수 있었다. 강판 표면의 Ra와 RPc의 곱이 충분한 값을 가질 수 있도록 하기 위해서는 상기 SPMI 값은 5000 이상일 필요가 있으며, 경우에 따라서는 상기 SPMI 값을 5500 이상으로 제한할 수도 있다. 다만, SPMI 값이 너무 높을 경우에는 열간 프레스 성형 후 얻어지는 부재의 내식성이 저하할 수 있으므로, 그 값을 8500 이하로 제한할 수 있으며, 경우에 따라서는 8000 이하로 제한할 수도 있다.
이하에서는, 본 발명의 한가지 측면에 따른 열간 프레스 성형 부재에 대하여 설명한다. 단, 열간 프레스 성형 부재를 제조하는 방법은 종래 널리 알려진 바와 같이 강판을 오스테나이트화 온도 이상의 온도로 가열하고 유지한 후 급냉과 동시에 성형하는 과정으로 이루어지는 것이므로 본 발명에서 특별히 제한하지 아니한다.
본 발명의 한가지 측면에 따른 열간 프레스 성형 부재는 소지강판 및 상기 소지강판 상에 형성된 Al-Fe 합금으로 이루어진 도금층을 포함하는 것으로서, 도금층 표면의 Ra와 RPc의 곱이 조절되어 도장 밀착성과 내식성을 겸비한 것일 수 있다.
본 발명의 한가지 구현례에서는 높은 도장 밀착성을 확보하기 위하여 열간 프레스 성형에 의하여 얻어진 부재의 도금층 표면의 Ra×RPc는 60㎛/cm 이상일 수 있다. 수식에서 Ra는 산술 평균 조도로서 ㎛의 단위를 가지며 RPc는 피크 수(Peak Count)로서 cm의 역수(/cm)의 단위를 가진다. 상기 Ra×RPc가 충분하지 않을 경우에는 충분한 도장 밀착성을 기대하기 어려울 수 있으므로, 상기 Ra×RPc의 하한을 60㎛/cm로 정할 수 있다. 경우에 따라서는 상기 Ra×RPc의 하한을 70㎛/cm으로 정할 수도 있다. 도장 밀착성의 개선을 위해서 Ra×RPc의 수치가 높을 수록 유리하나, 상기 수치가 너무 높을 경우에는 본 발명의 한가지 구현례에 따라 부재의 Ra와 RPc를 높이기 위한 도금강판의 가공 과정에서 도금층 표면에 과다한 크랙이 도입되어 내식성이 저하될 수 있으므로, 본 발명의 한가지 구현례에서는 상기 Ra×RPc의 상한을 150㎛/cm으로 정할 수 있으며, 경우에 따라서는 상기 RaХRPc의 상한을 140㎛/cm으로 정할 수도 있다.
또한, 본 발명의 다른 한가지 구현례에 따른 열간 프레스 성형 부재는 Al-Fe 합금 도금층의 표면에 형성된 크랙의 개수와 압흔부의 면적 비율을 적절히 조절함으로써, 이후의 열간 프레스 성형 공정에 의해 얻어진 부재의 도장 밀착성과 내식성을 향상시킬 수 있다. 이를 위해서 본 발명의 한가지 구현례에 따른 도금강판은 도금층 표면적 1mm2 당 크랙이 15~220개 존재하며, 상기 도금층 표면에서 압흔부가 차지하는 면적의 비율이 5~50%인 것일 수 있다.
상기 크랙은 열간 프레스 성형 부재의 표면에서 도장층이 고정(anchoring)되는 고정부의 역할을 수행할 수 있으므로, 본 발명의 한가지 구현례에서 도금층의 단위면적 1mm2 당 15 개 이상, 경우에 따라서는 20개 이상의 크랙이 존재할 수 있다. 크랙의 개수는 현미경(배율 100배)의 시야를 가로 세로 각각 10등분하여 얻어지는 100개의 영역 내에서 관찰되는 크랙의 개수를 관찰 면적 1mm2에서 관찰되는 것으로 환산하여 측정한다. 본 발명의 한가지 구현례에서 상기 현미경은 ZEISS SUPRA 55VP 모델 주사전자현미경일 수 있다. 이때, 이때, 하나의 크랙이라고 하더라도 관찰되는 영역이 복수개 존재한다면 크랙의 개수는 그 크랙이 관찰된 영역의 수만큼으로 될 수 있다. 하나의 영역 내에 복수개의 크랙이 관찰된다면 크랙의 개수가 그 수만큼으로 되는 것은 물론이다. 이는 관찰 면적 내의 크랙의 전체 길이를 고려한 개념으로서, 크랙의 전체 길이가 도장층의 고정 효과에 영향을 미치기 때문이다. 다만, 알루미늄계 도금강판(부재)은 아연계 도금강판과 달리 희생 방식 기능이 없으므로 크랙이 존재할 경우 크랙을 통하여 부식이 발생할 수 있다. 따라서 과다한 크랙의 개수는 부재의 내식성을 해칠 수 있으므로 1mm2 당 크랙 개수의 상한은 220개로 제한할 수 있으며, 경우에 따라서는 200개로 제한할 수도 있다.
또한, 본 발명의 한가지 구현례에서는 도장층의 접촉면적을 증가시키기 위하여 강판의 도금층 표면에 다량의 압흔부를 형성시킬 수 있으며, 이러한 압흔부는 부재에까지 잔류하여 도장 밀착성을 향상시킬 수 있다. 상기 압흔부가 존재할 경우에는 도금층 표면의 Ra와 RPc가 증가할 수 있는데, 이를 위하여 본 발명의 한가지 구현례에서는 도금층 표면에서 압흔부의 비율이 5% 이상일 수 있으며, 경우에 따라서는 8% 이상일 수도 있다. 반드시 이로 제한하는 것은 아니나 본 발명의 한가지 구현례에서는 라이카(Leica) DM6000M 모델 광학 현미경으로 배율 100배에서 표면 이미지를 관찰한 결과를 Clemex Vision PE 소프트웨어를 이용하여 색의 명도를 256개로 구분후 가장 높은 명도 값의 70% 값에 해당하는 명도 이상의 부분을 상기 압흔부로 특정하여 그 면적 비율을 구하였다. 상기 압흔부 비율이 너무 높을 경우에는 압흔부를 형성시키기 위하여 도금층에 가해지는 부하가 과다하여 표면 크랙이 증가할 수 있으므로 상기 압흔부의 비율의 상한은 50%로 정할 수 있으며, 45%로 정할 수도 있다.
본 발명의 한가지 구현례에 따르면 상기 알루미늄-철(Al-Fe) 합금 도금층은 Al과 Fe를 중량 기준으로 합계 70% 이상 포함할 수 있다. 이들 원소만으로 도금층이 이루어질 수도 있으므로 함량 합계의 상한을 특별히 정할 필요는 없으며, 이들 원소의 함량 합계는 100%가 되는 것도 가능하다.
도금층 중 Fe는 열간 프레스 성형 중에 도금층으로 확산될 수 있으므로 중량 기준으로 30% 이상 포함될 수 있다. 만일 도금층 중 Fe의 함량이 30% 미만일 경우에는 보관시 수소취화 등의 문제 해결에 큰 도움이 되지 않을 수 있으므로, 본 발명에서는 부재의 도금층 중에 Fe가 중량 기준으로 30% 이상 포함될 수 있으며. 경우에 따라서는 상기 Fe 함량은 35% 이상일 수 있으며, 40% 이상일 수도 있다.
Fe 함량의 상한에는 특별한 제한이 없으나, 통상의 열간 프레스 성형 부재의 도금층 내의 Fe 함량을 고려할 경우 Fe 함량의 상한을 90%로 정할 수도 있으며, 경우에 따라서는 80% 이하로 정할 수도 있다. 여기서 Fe의 평균 함량은 전체 도금층 중의 Fe 함량의 평균을 의미하는 것으로서 측정 방법이 여러가지가 있을 수 있으나, 본 구현례에서는 글로우 방전 분광분석(Glow Discharge emission Spectrometry; 간략히 GDS)법으로 도금층의 표면부터 강판의 계면까지 분석하였을 때 나타나는 깊이(두께)에 따른 Fe의 함량 곡선을 적분한 후 이를 도금층 두께로 나눈 값으로 사용할 수 있다. 도금층과 강판의 계면을 판단하는 기준에는 여러가지가 있을 수 있으나, 본 구현례에서는 GDS 결과에서 Al과 Fe함량 곡선이 교차하는, 즉 두 원소의 함량이 같아지는 지점을 도금층과 강판의 계면으로 규정할 수 있다.
본 발명의 한가지 구현례에 따르면 열간 프레스 성형 부재의 도금층은 상술한 Al과 Fe 이외에도 도금층에 포함되는 일반적인 원소들을 더 포함할 수 있다. 이러한 원소들의 예로서는 Mg, Zn, Mn, Cr, Mo, Si, Ti 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상을 들 수 있으며, 이들은 합계로 20 중량% 이하까지 도금층에 포함될 수 있다.
본 발명의 열간 프레스 성형 부재의 소지강판은 강도별로 다양한 조직을 가질 수 있다. 만일 인장강도가 400~800MPa일 경우에는 면적 기준으로 마르텐사이트 5~50%와 나머지 페라이트, 펄라이트, 베이나이트 및 오스테나이트 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 상으로 이루어지는 미세조직을 가질 수 있으며, 인장강도가 800~1300MPa일 경우에는 면적 기준으로 마르텐사이트 90% 이상과 나머지 페라이트, 펄라이트, 베이나이트 및 오스테나이트 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 상으로 이루어지는 미세조직을 가질 수 있고, 인장강도가 1300MPa 이상일 경우에는 면적 기준으로 마르텐사이트 95% 이상과 나머지 페라이트, 펄라이트, 베이나이트 및 오스테나이트 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 상으로 이루어지는 미세조직을 가질 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 다만, 하기 실시예는 본 발명을 예시하여 구체화하기 위한 것일 뿐 본 발명의 권리범위를 제한하기 위한 것이 아니라는 점에 유의할 필요가 있다. 본 발명의 권리범위는 청구범위에 기재된 사항과 이로부터 합리적으로 유추되는 사항에 의하여 정해지는 것이기 때문이다.
(실시예)
소지강판으로 하기 표 1 의 조성을 가지는 열간 프레스 성형용 냉간압연 강판을 준비하였다. 상기 소지강판을 통상의 방법으로 소둔 열처리한 후 용융 알루미늄 도금을 실시하였다. 도금욕은 실질적으로 중량%로 9.5%Si와 잔부 Al로 이루어지는 조성을 가지는 것으로 하였으며, 도금욕 온도는 660℃로 하였다. 도금 이후 에어 나이프(air knife)를 이용하여 도금 부착량을 편면 기준 40g/m2로 조절하였다.
이후, 각 발명예 및 비교예 별로 온라인 또는 상소둔에 의하여 합금화를 실시하여 Al-Fe의 합금 도금강판을 얻었다. 온라인 합금화는 720℃까지 강판을 재가열 후 5초간 유지 및 상온까지 냉각하는 방식으로 이루어졌으며, 상소둔에 의한 합금화는 코일을 650℃의 상소둔 로에서 10시간 유지하는 방식으로 이루어졌다.
합금화 이후, 표 2에 나타낸 표면조도(Ra)와 피크수(RPc)를 가지는 롤을 이용하여 표 2에 나타낸 압하력으로 도금 강판을 스킨 패스 압연함으로써 강판의 합금화된 도금층 표면의 상태를 조절하였다.
모든 발명예와 비교예에서 각각의 합금화 방식 및 스킨 패스 압연에 의해 얻은 합금 도금층 내의 Al과 Fe의 함량의 합과 Fe 함량은 각각 90% 및 43%인 것으로 실시예별 차이는 특별히 확인되지 않았다. 또한, 모든 발명예와 비교예에서 도금층의 표면에서의 Fe 함량이 도금층 중 Fe의 평균 함량 대비 77% 수준으로서 큰 차이를 나타내지 않았다. 이 때 도금층의 표면은 도금층의 최표면에서 깊이 1㎛인 지점을 의미한다.
상기 스킨 패스 압연된 도금 강판에 대해 대기 분위기에서 930℃에서 6분간 강판을 가열한 후 열간에서 프레스 성형과 급냉을 실시하여 열간 프레스 성형 부재를 얻었다. 얻어진 열간 프레스 성형 부재의 내부 조직은 실질적으로 100% 마르텐사이트로 이루어졌으며, 강도가 1500MPa인 것을 확인할 수 있었다. 다만, 강재의 조직과 강도는 필요에 따라서 변경할 수 있는 것으로서, 통상의 기술자라면 강재의 조성이나 냉각 조건 등을 비롯한 제조 조건을 변경시킴으로써 목표하는 조직과 강도를 가진 부재를 제조하는데 아무런 어려움이 없을 것이다.
또한, 모든 발명예와 비교예에 의하여 얻은 열간 프레스 성형 부재에서 합금 도금층 내의 Al과 Fe의 함량의 합과 Fe 함량은 각각 83% 및 44% 수준으로서 실시예 별로 특별한 차이는 확인되지 않았다.
스킨 패스 압연된 도금 강판 및 열간 프레스 성형 부재의 표면조도(Ra), 피크수(RPc), 단위면적당 크랙의 개수 및 압흔부의 비율을 측정하였다. 표면조도와 피크수는 JIS B 0601(2013) 규격에 따라 다섯 부위를 측정하고 그 값을 평균하여 구하였다. 크랙의 개수는 현미경(배율: 100배)의 시야를 가로 세로 각각 10등분하여 얻어지는 100개의 영역 각각에서 관찰되는 크랙의 총 개수를 관찰 면적 1mm2에서 관찰되는 것으로 환산하여 측정하였다. 측정에는 ZEISS SUPRA 55VP 모델 주사전자현미경을 사용하였으며, 다섯 부위에 대하여 측정한 것의 평균치를 구하여 해석에 사용하였다. 또한, 압흔부의 비율은 라이카(Leica) DM6000M 모델 광학 현미경으로 배율 100배에서 표면 이미지를 관찰한 결과를 Clemex Vision PE 소프트웨어를 이용하여 색의 명도를 256개로 구분한 후 가장 높은 명도 값의 70% 값에 해당하는 명도 이상의 부분을 상기 압흔부로 특정하여 그 면적 비율을 구하였다. 상기 면적 비율 역시 다섯 군데를 관찰한 결과의 평균 값으로 하였다. 상기 측정 결과들 중 도금 강판에 대한 것들은 표 3에 나타내었으며, 열간 프레스 성형 부재에 대한 것들은 표 4에 나타내었다.
또한, 얻어진 열간 프레스 성형 부재의 도장 밀착성과 내식성을 다음과 같은 방법에 의하여 평가하였으며, 그 결과를 표 4에 나타내었다.
우선 도장 밀착성 등급은 GMW14829 방법에 따라 얻어진 부재에 도장을 실시한 후 1mm 간격의 격자 스크래치(scratch)를 형성하고, 이에 대하여 테이프 박리 평가를 통해 등급을 정하였다. 상기 등급이 1 이하인 경우 양호한 것으로 볼 수 있다.
내식성은 GMW14872 규격에 따라 상기 부재에 인산염 처리 및 도장을 실시한 후 크로스컷(crosscut)을 낸 후 염수 분위기에서 Cyclic corrosion test를 52회 실시한 후 블리스터(blister) 폭을 측정하였다. 본 실시예에서는 폭이 2mm 이하인 것을 양호한 것으로 판단하였다.
| 원소 | C | Si | Mn | P | S | Al | Cr | N | Ti | B |
| 함량(중량%) | 0.21 | 0.25 | 1.1 | 0.011 | 0.003 | 0.025 | 0.2 | 0.005 | 0.025 | 0.0025 |
| 구분 | 합금화 방법 | Ra(㎛) | RPc(/cm) | 압하력(톤) | SPMI |
| 비교예 1 | 온라인 | 1 | 200 | 400 | 4000 |
| 비교예 2 | 상소둔 | 1 | 200 | 500 | 4472 |
| 비교예 3 | 온라인 | 1 | 200 | 600 | 4899 |
| 발명예 1 | 상소둔 | 4 | 90 | 200 | 5091 |
| 발명예 2 | 상소둔 | 4 | 90 | 300 | 6235 |
| 발명예 3 | 온라인 | 4 | 90 | 400 | 7200 |
| 발명예 4 | 상소둔 | 4 | 90 | 500 | 8050 |
| 발명예 5 | 온라인 | 8 | 50 | 200 | 5657 |
| 발명예 6 | 온라인 | 8 | 50 | 300 | 6928 |
| 발명예 7 | 상소둔 | 8 | 50 | 400 | 8000 |
| 비교예 4 | 상소둔 | 8 | 50 | 500 | 8944 |
| 비교예 5 | 온라인 | 8 | 50 | 600 | 9798 |
| 비교예 6 | 상소둔 | 8 | 50 | 700 | 10583 |
| 구분 | Ra(㎛) | RPc(/cm) | Ra×RPc (㎛/cm) | 크랙수 (개/mm2) | 압흔부 비율 (면적%) |
| 비교예 1 | 0.22 | 175 | 38.5 | 6.1 | 1 |
| 비교예 2 | 0.25 | 164 | 41.0 | 7.3 | 2 |
| 비교예 3 | 0.27 | 165 | 44.6 | 9.4 | 4 |
| 발명예 1 | 0.8 | 76 | 60.8 | 15.8 | 6 |
| 발명예 2 | 1.2 | 88 | 105.6 | 89.5 | 20 |
| 발명예 3 | 1.6 | 75 | 120.0 | 93.6 | 33 |
| 발명예 4 | 1.9 | 70 | 133.0 | 145.4 | 45 |
| 발명예 5 | 2.4 | 41 | 98.4 | 62.3 | 16 |
| 발명예 6 | 3.1 | 43 | 133.3 | 120.4 | 32 |
| 발명예 7 | 3.5 | 40 | 140.0 | 181.2 | 48 |
| 비교예 4 | 3.7 | 49 | 181.3 | 215.9 | 53 |
| 비교예 5 | 3.8 | 48 | 182.4 | 257.6 | 61 |
| 비교예 6 | 4 | 47 | 188.0 | 274.1 | 69 |
| 구분 | Ra(㎛) | RPc(/cm) | Ra×RPc (㎛/cm) | 크랙수 (개/mm2) | 압흔부 비율 (면적%) | 도장밀착성 등급 | Blister 폭 (mm) |
| 비교예 1 | 0.25 | 172 | 43.0 | 7.5 | 1 | 2 | 4.1 |
| 비교예 2 | 0.26 | 160 | 41.6 | 9.4 | 3 | 3 | 4.3 |
| 비교예 3 | 0.28 | 163 | 45.6 | 12.6 | 4 | 2 | 4.2 |
| 발명예 1 | 0.82 | 75 | 61.5 | 16.2 | 7 | 0 | 0.8 |
| 발명예 2 | 1.3 | 84 | 109.2 | 93.4 | 21 | 0 | 0.7 |
| 발명예 3 | 1.7 | 73 | 124.1 | 98.4 | 32 | 0 | 0.6 |
| 발명예 4 | 2 | 68 | 136.0 | 155.1 | 46 | 0 | 0.5 |
| 발명예 5 | 2.5 | 40 | 100.0 | 70.4 | 17 | 0 | 0.7 |
| 발명예 6 | 3.2 | 42 | 134.4 | 148.3 | 33 | 0 | 0.5 |
| 발명예 7 | 3.6 | 38 | 136.8 | 218.1 | 47 | 0 | 1.2 |
| 비교예 4 | 3.8 | 46 | 174.8 | 235 | 54 | 0 | 4.5 |
| 비교예 5 | 3.9 | 45 | 175.5 | 271.5 | 60 | 0 | 4.7 |
| 비교예 6 | 4.2 | 45 | 189.0 | 278.1 | 68 | 0 | 4.9 |
비교예 1 내지 3은 스킨 패스 압연시 SPMI가 5000 미만이었던 경우로서, 그 결과 합금화된 도금 강판 표면의 Ra×RPc가 충분하게 확보되지 않거나 압흔부 비율과 크랙의 개수가 충분하게 형성되지 않았다. 이러한 강판을 열간 프레스 성형하여 얻어진 열간 프레스 성형 부재 역시 충분한 Ra×RPc이 낮거나 크랙의 개수 또는 압흔부 비율이 충분하지 못하였다. 이러한 경우, 앵커링 효과가 부족하여 도장층이 부재 표면에 강고하게 결합하게 어려울 수 있으며, 그 결과 도장 밀착성 등급이 모두 2 이상으로 좋지 않은 것을 확인할 수 있었다.
반면 비교예 4 내지 6의 경우는 SPMI 값이 너무 높았던 경우이다. 이러할 경우에는 도금층의 Ra×RPc나 압흔부 비율과 크랙의 개수 등은 부재의 도장 밀착성을 확보하기에는 충분할 수 있으나, 오히려 도금층에 손상이 발생하면서 표 4에 나타난 바와 같이 부재의 내식성이 나빠진 결과를 나타내었다. 즉, 도금층이 손상될 경우에는 희생양극방식의 방식 성능을 제공하지 못하는 알루미늄 합금계 도금층의 손상된 틈으로 소지강판이 노출되어 부식이 발생할 수 있으며, 그 결과 내식성의 지표인 블리스터의 폭이 허용 한계치보다 커질 수 있다.
반면에 본 발명의 조건을 충족하는 발명예 1 내지 7은 스킨 패스 압연 조건을 적절하게 제어하여 도금 강판의 표면 특성을 확보한 결과 최종적으로 얻어지는 부재의 도장 밀착성과 내식성을 동시에 확보할 수 있었다.
도 1에 비교예 1에 의하여 제조된 도금강판(a)과 발명예 2에 의해 제조된 도금강판(b)를 나타내었다. 도면에서 볼 수 있듯이 비교예 1에 의해 제조된 도금강판의 경우에는 표면의 요철이 충분하지 않은 반면, 발명예 2에 의해 제조된 도금강판의 경우에는 표면에 요철이 충분히 형성되어, 이후 열간 프레스 성형에 의해 제조된 부재의 표면이 도장층을 고정하기에 적합하게 될 수 있다.
도 2에 비교예 1과 발명예 2에 의해 제조된 강판의 표면을 100배율 현미경(DM6000M)으로 관찰하고 Clemex Vision PE 소프트웨어를 이용하여 처리 한 후 최고 명도의 70% 이상의 영역(압흔부)을 흰색으로 표시한 결과를 나타내었다. 도면에서 확인할 수 있듯이, 본 발명에 따라 SPMI를 적정 범위로 제어하여 스킨 패스 압연을 실시한 발명예 2의 경우가 낮은 SPMI 조건으로 스킨 패스 압연한 비교예 1에 비하여 훨씬 높은 압흔부를 형성시킬 수 있었다.
도 3의 그래프에 SPMI 값과 크랙 수 사이의 관계를 나타내었다. 도면에서 SPMI 값이 5000 내지 8000 √Ton·㎛/cm 사이의 값을 가질 때, 크랙의 개수가 적절한 범위 내로 유지될 수 있다는 것을 확인할 수 있다.
따라서, 본 발명의 유리한 효과를 확인할 수 있었다.
Claims (23)
- 소지강판 및
상기 소지강판 상에 형성된 Al-Fe 합금으로 이루어진 도금층을 포함하고,
상기 도금층 중 Al과 Fe의 함량의 합계는 중량 기준으로 80% 이상이며,
상기 도금층 중 Fe의 평균 함량은 중량 기준으로 20% 이상이며,
상기 도금층 표면의 Ra와 RPc의 곱이 60~150㎛/cm인
열간 프레스 성형용 도금 강판.
단, Ra는 산술평균거칠기를 의미하며 단위는 ㎛ 이고, RPc는 단위 길이 당 피크수를 의미하며 단위는 /cm 이다.
- 소지강판 및
상기 소지강판 상에 형성된 Al-Fe 합금으로 이루어진 도금층을 포함하고,
상기 도금층 중 Al과 Fe의 함량의 합계는 중량 기준으로 80% 이상이며,
상기 도금층 중 Fe의 평균 함량은 중량 기준으로 20% 이상이며,
상기 도금층 표면을 주사전자현미경으로 100배의 배율로 관찰하였을 때 얻어지는 시야를 가로 및 세로 10 등분하여 얻어지는 각 영역 내에 존재하는 크랙의 개수가 1mm2 당 10~200개이며,
상기 도금층 표면에서 압흔부가 차지하는 면적의 비율이 5~50%인
열간 프레스 성형용 도금강판.
여기서, 압흔부라 함은 광학현미경으로 100배의 배율로 관찰한 영역에서 측정되는 가장 높은 명도 대비 70% 이상의 명도를 가지는 영역을 의미한다.
- 제 1 항에 있어서,
상기 도금층의 표면부의 Fe의 함량이 상기 도금층 중 Fe의 평균 함량 대비 50% 이상인 열간 프레스 성형용 도금강판.
여기서, 표면부의 Fe함량은 주사전자현미경(SEM)으로 100배 확대한 부위에서 EDS 면분석을 통하여 측정한 값이고, Fe의 평균 함량은 GDS 분석을 통해 얻어지는 표층부터 Fe와 Al함량이 교차하는 깊이까지의 Fe 함량 곡선을 적분한 후 이를 표층부터 Fe와 Al 함량이 교차하는 깊이까지의 거리로 나눈 값을 의미한다.
- 제 3 항에 있어서,
상기 도금층의 표면부의 Fe의 함량이 중량 기준으로 15% 이상인 열간 프레스 성형용 도금강판.
- 제 2 항에 있어서,
상기 도금층의 표면부의 Fe의 함량이 상기 도금층 중 Fe의 평균 함량 대비 50% 이상인 열간성형용 도금강판.
여기서, 표면부의 Fe함량은 주사전자현미경(SEM)으로 100배 확대한 부위에서 EDS 면분석을 통하여 측정한 값이고, Fe의 평균함량은 GDS 분석을 통해 얻어지는 표층부터 Fe와 Al함량이 교차하는 깊이까지의 Fe 함량 곡선을 적분한 후 이를 표층부터 Fe와 Al 함량이 교차하는 깊이까지의 거리로 나눈 값을 의미한다.
- 제 5 항에 있어서,
상기 도금층의 표면부의 Fe의 함량이 중량 기준으로 15% 이상인 열간 프레스 성형용 도금강판.
- 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도금층 중 Fe의 평균 함량은 90% 이하인 열간 프레스 성형용 도금강판.
- 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 도금층은 Mg, Zn, Mn, Cr, Mo, Si, Ti 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 원소를 함량의 합계로 20중량% 이하 포함하는 열간 프레스 성형용 도금강판.
- 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 소지강판은 중량 기준으로, C: 0.01~0.5%, Si: 2.0 % 이하(0% 제외), Mn: 0.1~4.0%, P: 0.05% 이하, S: 0.02% 이하, Al: 0.001~1%, Cr: 5.0 %(0% 제외), N: 0.02% 이하, Ti: 0.1% 이하(0% 제외), B: 0.0001~0.01%, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하는 조성을 가지는 열간 프레스 성형용 도금강판.
- 제 9 항에 있어서, 상기 소지강판은 Nb: 0.1% 이하, Mo: 0.5% 이하, Ni: 1% 이하, Cu: 1% 이하 및 V: 0.5% 이하 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 원소를 더 포함하는 열간 프레스 성형용 도금강판.
- 소지강판 상에 Al과 Fe의 합금으로 이루어진 도금층이 형성된 Al-Fe의 합금 도금강판을 얻는 단계; 및
상기 Al-Fe 합금 도금강판에 대하여 하기 관계식 1로 표현되는 SPMI가 5000 내지 8500이 되는 조건하에서 스킨 패스 압연하는 단계
를 포함하는 열간 프레스 성형용 도금강판의 제조방법.
[관계식 1]
여기서, 상기 P는 스킨 패스 압연시 압하력(단위: ton), 상기 Raroll은 스킨 패스 압연 롤 표면의 산술평균거칠기(단위: ㎛), 상기 RPcroll는 스킨 패스 압연 롤의 단위 길이 당 피크수(단위: /cm)를 의미한다. 또한, 상기 SPMI의 단위는 √Ton·㎛/cm이다.
- 제 11 항에 있어서, 상기 Al-Fe 합금 도금강판은
알루미늄 또는 알루미늄 합금이 도금된 알루미늄 도금강판을 얻는 단계; 및
상기 알루미늄 도금강판을 가열하여 합금화하는 단계를 포함하는 과정에 의하여 얻어지는 열간 프레스 성형용 도금강판의 제조방법.
- 제 12 항에 있어서, 상기 알루미늄 도금강판을 가열하여 합금화하는 단계는 강판을 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 도금하는 라인에 직접 연결되고, 상기 도금강판이 주행하는 상태에서 가열하는 온라인 가열에 의해 수행되는 열간 프레스 성형용 도금강판의 제조방법.
- 제 12 항에 있어서, 상기 알루미늄 도금강판을 가열하여 합금화하는 단계는 권취된 도금강판을 상자형 소둔로에서 가열하는 상소둔에 의해 수행되는 열간 프레스 성형용 도금강판의 제조방법.
- 제 11 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 소지강판은 중량 기준으로, C: 0.01~0.5%, Si: 2.0 % 이하(0% 제외), Mn: 0.1~4.0%, P: 0.05% 이하, S: 0.02% 이하, Al: 0.001~1%, Cr: 5.0 % 이하(0% 제외), N: 0.02% 이하, Ti: 0.1% 이하(0% 제외), B: 0.0001~0.01%, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하는 조성을 가지는 열간 프레스 성형용 도금강판의 제조방법.
- 제 15 항에 있어서, 상기 소지강판은 Nb: 0.1% 이하, Mo: 0.5% 이하, Ni: 1% 이하, Cu: 1% 이하 및 V: 0.5% 이하 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 원소를 더 포함하는 열간 프레스 성형용 도금강판의 제조방법.
- 소지강판 및
상기 소지강판 상에 형성된 Al-Fe 합금으로 이루어진 도금층을 포함하고,
상기 도금층 중 Al과 Fe의 함량의 합계는 중량 기준으로 70% 이상이며,
상기 도금층 중 Fe의 함량은 중량 기준으로 30% 이상이며,
상기 도금층 표면의 Ra와 RPc의 곱이 60~150㎛/cm인
열간 프레스 성형 부재.
단, Ra는 산술평균거칠기를 의미하며 단위는 ㎛ 이고, RPc는 단위 길이 당 피크수를 의미하며 단위는 /cm 이다.
- 소지강판 및
상기 소지강판 상에 형성된 Al-Fe 합금으로 이루어진 도금층을 포함하고,
상기 도금층 중 Al과 Fe의 함량의 합계는 중량 기준으로 70% 이상이며,
상기 도금층 중 Fe의 평균 함량은 중량 기준으로 30% 이상이며,
상기 도금층 표면을 주사전자현미경으로 100배의 배율로 관찰하였을 때 얻어지는 시야를 가로 및 세로 10 등분하여 얻어지는 각 영역 내에 존재하는 크랙의 개수가 1mm2 당 15~220개이며,
상기 도금층 표면에서 압흔부가 차지하는 면적의 비율이 5~50%인
열간 프레스 성형 부재.
여기서, 압흔부라 함은 광학현미경으로 100배의 배율로 관찰한 영역에서 측정되는 가장 높은 명도 대비 70% 이상의 명도를 가지는 영역을 의미한다.
- 제 17 항 또는 제 18 항에 있어서,
상기 소지강판은 중량 기준으로, C: 0.01~0.5%, Si: 2.0 % 이하(0% 제외), Mn: 0.1~4.0%, P: 0.05% 이하, S: 0.02% 이하, Al: 0.001~1%, Cr: 5.0 % 이하(0% 제외), N: 0.02% 이하, Ti: 0.1% 이하(0% 제외), B: 0.0001~0.01%, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하는 조성을 가지는 열간 프레스 성형 부재.
- 제 19 항에 있어서, 상기 소지강판은 Nb: 0.1% 이하, Mo: 0.5% 이하, Ni: 1% 이하, Cu: 1% 이하 및 V: 0.5% 이하 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 원소를 더 포함하는 열간 프레스 성형 부재.
- 제 17 항 또는 제 18 항에 있어서, 상기 소지강판은 면적 기준으로 마르텐사이트 5~50%와 나머지 페라이트, 펄라이트, 베이나이트 및 오스테나이트 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 상으로 이루어지는 미세조직을 가지며, 인장강도가 400~800MPa인 열간 프레스 성형 부재.
- 제 17 항 또는 제 18 항에 있어서, 상기 소지강판은 면적 기준으로 마르텐사이트 90% 이상과 나머지 페라이트, 펄라이트, 베이나이트 및 오스테나이트 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 상으로 이루어지는 미세조직을 가지며, 인장강도가 800~1300MPa인 열간 프레스 성형 부재.
- 제 17 항 또는 제 18 항에 있어서, 상기 소지강판은 면적 기준으로 마르텐사이트 95% 이상과 나머지 페라이트, 펄라이트, 베이나이트 및 오스테나이트 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 상으로 이루어지는 미세조직을 가지며, 인장강도가 1300MPa 이상인 열간 프레스 성형 부재.
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