KR102180802B1 - Manufacturing method of aluminum plated member - Google Patents
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Abstract
본 발명은 알루미늄 도금강재를 성형하여 의도하는 형상을 가지는 부재를 제조함에 있어서, 냉간 성형시 도금층이 건전하게 유지되고, 성형 후 열처리시 도금층이 휘발되는 등의 문제점을 해결하면서, 고강도를 가지는 부재를 제조할 수 있는 방법을 제공하고자 하는 것이다.In the present invention, in manufacturing a member having an intended shape by forming an aluminum-plated steel material, a member having high strength while solving problems such as that the plated layer is maintained soundly during cold forming and the plated layer is volatilized during heat treatment after forming It is intended to provide a method that can be manufactured.
Description
본 발명은 알루미늄 도금부재를 제조하는 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method of manufacturing an aluminum plated member.
최근들어, 자동차 부품의 경량화에 대한 요구로 고강도 강의 적용이 증가하고 있다.
In recent years, the application of high-strength steel is increasing due to the demand for weight reduction of automobile parts.
그런데, 고강도 강을 자동차 부품으로 제작하기 위하여 냉간 성형을 적용할 경우, 고강도 강의 낮은 성형성에 따른 성형성 확보의 한계로 부품 곡률 반경의 증대 또는 성형 단계의 증가에 따른 롤 포밍시 롤 수가 많아지는 문제가 있다.However, when cold forming is applied to make high-strength steel into automobile parts, the number of rolls increases during roll forming due to an increase in the radius of curvature of the part or an increase in the forming step due to the limitation of securing formability due to the low formability of the high-strength steel. There is.
또한, 고강도 강의 증가된 스프링백 현상을 해소하기 위하여 성형 단계가 증가하고, 그에 따라 금형 또는 롤 포밍시 롤 수가 많아지게 된다. 뿐만 아니라, 소재의 고강도화에 따른 성형 및 롤 포밍시의 하중 증대 및 구조 안전성의 확보를 위한 금형 또는 롤의 고가격화 및 마모 증가 등의 문제가 있다.
In addition, in order to eliminate the increased springback phenomenon of the high-strength steel, the forming step increases, and accordingly, the number of rolls increases during mold or roll forming. In addition, there are problems such as an increase in the price of a mold or roll and an increase in wear for securing structural safety and increase in load during molding and roll forming due to the high strength of the material.
위와 같은 문제점을 해결하기 위한 대안으로서, 고강도 강을 냉간 성형한 후 후(後)열처리를 행하는 기술이 제안된 바 있다. 구체적으로, 냉간 성형 단계에서는 낮은 강도를 가지는 반면, 후(後)열처리를 통해서 고강도를 가지기 때문에 고강도 강의 냉간 성형시 발생하는 여러 문제를 일정 부분 해소할 수 있게 된다.
As an alternative to solve the above problems, a technique of performing post heat treatment after cold forming high strength steel has been proposed. Specifically, while having low strength in the cold forming step, since it has high strength through post heat treatment, it is possible to partially solve various problems that occur during cold forming of high-strength steel.
하지만, 고강도 강을 냉간 성형한 후 후(後)열처리를 행하는 경우에 있어서, 상기 고강도 강이 도금재인 경우 냉간 성형 단계에서 도금층이 파손되거나 후(後)열처리 공정에서 공정시간 단축을 위해 대부분 급속 가열을 행하므로, 도금층이 휘발되거나 합금화가 충분하지 못하게 될 수 있다. However, in the case of performing post-heat treatment after cold forming high-strength steel, when the high-strength steel is a plated material, the plating layer is damaged in the cold forming step, or in the post heat treatment process, most rapidly heat up to shorten the processing time. As a result, the plating layer may be volatilized or alloying may not be sufficient.
그러나, 연속 공정으로 실시되는 롤포밍 후의 열처리 공정의 경우에는 공정 시간을 일치시키기 위하여 급속 가열이 필수적인 상황이다.
However, in the case of the heat treatment process after roll forming performed as a continuous process, rapid heating is essential in order to match the process time.
따라서, 도금재의 성형 이후 후(後)열처리를 위하여 급속 가열하는 경우, 도금층 품질을 확보하면서, 고강도를 달성할 수 있는 기술의 개발이 요구되고 있다.
Therefore, in the case of rapid heating for post-heat treatment after molding of the plated material, development of a technology capable of achieving high strength while securing the quality of the plated layer is required.
본 발명의 일 측면은, 알루미늄 도금강재를 성형하여 의도하는 형상을 가지는 부재를 제조함에 있어서, 성형 후 열처리시 도금층이 휘발되는 등의 문제점을 해결하면서, 고강도를 가지는 부재를 제조할 수 있는 방법을 제공하고자 하는 것이다.
In one aspect of the present invention, in manufacturing a member having an intended shape by forming an aluminum-plated steel material, a method for manufacturing a member having high strength while solving problems such as volatilization of the plating layer during heat treatment after forming I want to provide.
본 발명의 과제는 상술한 내용에 한정하지 아니한다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 누구라도 본 발명 명세서 전반에 걸친 내용으로부터 본 발명의 추가적인 과제를 이해하는데 어려움이 없을 것이다.
The subject of the present invention is not limited to the above description. Anyone of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will not have difficulty in understanding the additional subject of the present invention from the contents throughout the present specification.
본 발명의 일 측면은, 알루미늄 도금강재를 준비하는 단계; 상기 알루미늄 도금강재를 합금화 처리하는 단계; 상기 합금화 처리된 알루미늄 도금강재를 냉간 성형하는 단계; 및 상기 냉간 성형된 알루미늄 도금강재를 열처리하는 단계를 포함하고,One aspect of the present invention, the step of preparing an aluminum-plated steel; Alloying the aluminum-plated steel material; Cold forming the alloyed aluminum-plated steel material; And heat-treating the cold-formed aluminum plated steel,
상기 합금화 처리된 알루미늄 도금강재는 도금층 내 Fe 함량이 60~70중량%인 알루미늄 도금부재의 제조 방법을 제공한다.The alloyed aluminum plated steel material provides a method of manufacturing an aluminum plated member having an Fe content of 60 to 70% by weight in the plated layer.
본 발명에 의하면, 알루미늄 도금강재에 대해 성형 및 급속 가열을 행하더라도 양호한 도금층을 확보할 수 있으면서, 강도가 크게 향상된 부재를 얻을 수 있는 방법을 제공할 수 있다.
Advantageous Effects of Invention According to the present invention, it is possible to provide a method capable of obtaining a member having a significantly improved strength while ensuring a good plating layer even when forming and rapid heating are performed on an aluminum-plated steel material.
도 1은 종래의 강재를 이용하여 부품(부재)을 제조하는 일련의 공정도를 나타낸 것이다.
도 2는 알루미늄 도금강재의 도금층 단면 사진을 나타낸 것이다.
도 3은 알루미늄 도금강재를 통상의 방법으로 성형한 후의 성형품의 단면 형상(A) 및 곡률부 안쪽(화살표)의 도금층 단면 사진(B)을 나타낸 것이다.
도 4는 알루미늄 도금강재를 통상의 방법으로 가열한 후 도금층의 단면 사진을 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 일 측면에 따른 합금화 열처리된 알루미늄 도금강재의 도금층 단면 사진을 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 일 측면에 따른 합금화 열처리된 알루미늄 도금강재를 냉간 성형한 후 도금층 단면 사진을 나타낸 것이다.1 shows a series of process diagrams for manufacturing a component (member) using a conventional steel material.
Figure 2 shows a cross-sectional photograph of the plating layer of the aluminum-plated steel.
3 shows a cross-sectional shape (A) of a molded article after forming an aluminum-plated steel material by a conventional method and a cross-sectional photograph (B) of the plated layer inside the curved portion (arrow).
Figure 4 shows a cross-sectional photograph of the plating layer after heating the aluminum-plated steel in a conventional method.
5 shows a cross-sectional photograph of a plating layer of an aluminum-plated steel material subjected to an alloying heat treatment according to an aspect of the present invention.
6 shows a cross-sectional photograph of a plated layer after cold forming an alloyed heat-treated aluminum plated steel according to an aspect of the present invention.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다.
Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the spirit of the present invention is not limited to the presented embodiments, and those skilled in the art who understand the spirit of the present invention can add, change, or delete other elements within the scope of the same idea. Other embodiments included within the scope of the inventive concept may be easily proposed, but it will be said that this is also included within the scope of the inventive concept.
일반적으로, 강재를 냉간 성형한 후 열처리하는 공정은 도 1과 같은 일련의 과정을 거치게 되며, 이로부터 제조된 부재는 고강도를 가질 수 있다.In general, the process of heat treatment after cold forming a steel material undergoes a series of processes as shown in FIG. 1, and a member manufactured therefrom may have high strength.
한편, 상기 강재가 도금재인 경우, 이러한 도금재에 냉간 성형을 행하는 경우, 도 2와 같은 도금층을 가지는 알루미늄 도금강재를 사용할 수 있다. 알루미늄 도금강재는 냉간 성형시 금형과의 마찰 및 굽힘에 의해 알루미늄계 도금층이 손상되는 문제가 있다. 일 예로, 도 3의 (B)와 같이 곡률부 안쪽의 경우 금형의 쏠림에 의해 도금층이 밀려서 얇아지거나, 크랙이 발생하는 문제가 있다.On the other hand, when the steel material is a plated material, when cold forming is performed on such a plated material, an aluminum plated steel material having a plated layer as shown in FIG. 2 may be used. Aluminum-plated steel has a problem in that the aluminum-based plating layer is damaged due to friction and bending with a mold during cold forming. For example, in the case of the inside of the curved portion as shown in FIG. 3B, there is a problem in that the plating layer is pushed by the pull of the mold to become thinner or crack.
뿐만 아니라, 상기에 따라 냉간 성형을 행한 알루미늄 도금강재의 강도를 높이기 위하여 급속 가열하는 경우에는 알루미늄계 도금층이 용융되는 문제가 있다.
In addition, in the case of rapid heating to increase the strength of the aluminum-plated steel material subjected to cold forming according to the above, there is a problem that the aluminum-based plating layer is melted.
이에, 본 발명자들은 자동차용 부품(부재) 등을 제작하기 위하여, 그 원 소재로서 알루미늄 도금강재를 이용함에 있어서, 상기 알루미늄 도금강재를 냉간 성형한 후 강도 향상을 위하여 급속 가열시 도금층의 손상을 최소화하여 양호한 도금품질을 확보하면서도, 목표 수준의 고강도를 가지는 부재를 얻을 수 있는 방법을 제공하고자 깊이 연구하였으며, 그에 따라 본 발명을 제공하기에 이르렀다.
Therefore, the present inventors minimize damage to the plating layer during rapid heating in order to improve strength after cold forming the aluminum-plated steel in using aluminum-plated steel as a raw material for manufacturing automobile parts (members), etc. Thus, while securing good plating quality, a deep study was conducted to provide a method for obtaining a member having high strength of a target level, and accordingly, the present invention was provided.
이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
본 발명의 일 측면에 따른 알루미늄 도금부재의 제조 방법은 알루미늄 도금강재를 준비한 후 이것을 합금화 처리하는 단계; 냉간 성형하는 단계 및 열처리하는 단계를 포함할 수 있다.
A method of manufacturing an aluminum plated member according to an aspect of the present invention includes the steps of preparing an aluminum plated steel and then alloying it; It may include cold forming and heat treatment.
우선, 상기 알루미늄 도금강재는 언급한 바와 같은 냉간 성형을 행할 수 있는 강재로서, 통상의 용융도금, 합금화 용융도금 및 전기 도금 등의 방법으로부터 제조된 것이면 어떠한 것이라도 무방한 바, 특별히 한정하지 아니한다.First, the aluminum-plated steel material is a steel material capable of performing cold forming as mentioned above, and any bar may be used as long as it is produced by a method such as hot-dip plating, alloying hot-dip plating, and electroplating, and it is not particularly limited.
다만, 상기 알루미늄 도금강재라면 소지강판의 적어도 일면에 알루미늄(Al)으로 이루어져 있는 도금층을 가지는 것뿐만 아니라, 알루미늄 이외에 실리콘(Si), 철(Fe) 등을 미량 또는 소량으로 포함하는 도금층을 가지는 도금강재일 수 있다. 이때, 상기 Si과 Fe은 각각 중량%로 6~12%, 1~4%로 포함할 수 있다.
However, in the case of the aluminum-plated steel, not only has a plating layer made of aluminum (Al) on at least one surface of the holding steel sheet, but also has a plating layer including a small amount or a small amount of silicon (Si), iron (Fe), etc. in addition to aluminum. It can be steel. In this case, the Si and Fe may be included in 6 to 12% and 1 to 4% by weight, respectively.
본 발명은 상술한 알루미늄 도금강재를 냉간 성형하기에 앞서, 상기 알루미늄 도금강재를 합금화 처리하는 공정을 거칠 수 있다. In the present invention, prior to cold forming the above-described aluminum plated steel, the aluminum plated steel may be subjected to an alloying treatment.
즉, 본 발명은 도 1과 같은 일련의 공정으로 알루미늄 도금강재를 성형 및 급속 가열하는 경우 여러 문제점이 있음을 확인함에 따라, 상기 알루미늄 도금강재를 이용하여 최종 부재로 제작함에 있어서, 새로운 방법을 제안함에 기술적 의의가 있다.
That is, as the present invention confirms that there are various problems when forming and rapidly heating an aluminum-plated steel material through a series of processes as shown in FIG. 1, a new method is proposed in manufacturing the final member using the aluminum-plated steel material. There is a technical significance to it.
구체적으로, 본 발명은 상기 알루미늄 도금강재를 합금화 처리함으로써 상기 알루미늄 도금강재의 도금층을 합금화시킬 수 있으며, 상기 합금화 처리는 상기 도금층 내 Fe 함량이 60중량% 이상, 보다 유리하게는 60~70중량%가 되도록 행하는 것이 바람직하다.Specifically, the present invention can alloy the plated layer of the aluminum plated steel by alloying the aluminum plated steel, the alloying treatment is the Fe content in the plated layer is 60% by weight or more, more advantageously 60 to 70% by weight It is preferable to perform so as to be.
상기 합금화 처리는 상기 알루미늄 도금강재의 소지강판 내 Fe을 도금층으로 충분히 확산시킬 수 있는 수단이라면 어떠한 것이라도 적용할 수 있는 바, 특별히 한정하지 아니한다. The alloying treatment is not particularly limited, as long as any means capable of sufficiently diffusing Fe in the holding steel sheet of the aluminum-plated steel material into the plating layer can be applied.
한가지 구현예로서, 750℃ 이하, 바람직하게는 500~750℃의 온도에서 일정 시간 유지하여 합금화시키는 방법으로 행할 수 있다. 상기 합금화 처리시 온도가 750℃를 초과하게 되면 표층에 산화물이 과다하게 생성되며, 반면 그 온도가 500℃ 미만이면 합금화가 충분하게 이루어지지 못하게 된다.As an embodiment, it may be carried out by a method of alloying by maintaining at a temperature of 750°C or less, preferably 500 to 750°C for a certain period of time. When the temperature exceeds 750°C during the alloying treatment, excessive oxides are generated on the surface layer, whereas when the temperature is less than 500°C, the alloying cannot be sufficiently performed.
여기서, 유지 시간은 도금층 내 Fe 함량이 60% 이상이 되는 시간 동안 행할 수 있는 바, 특별히 한정하지 아니한다.
Here, the holding time is not particularly limited, as it can be performed for a time when the Fe content in the plating layer becomes 60% or more.
이미 언급한 바와 같이, 일반적인 알루미늄 도금강재는 냉간 성형시 금형과의 마찰 및 굽힘 등에 의해 도금층이 손상되는 문제가 있음을 확인하였다 (도 3 참조). 이는 하기의 도 4에 대한 설명으로 구체적으로 설명할 수 있다.
As already mentioned, it was confirmed that the general aluminum plated steel has a problem in that the plating layer is damaged due to friction and bending with the mold during cold forming (see FIG. 3). This can be described in detail with the description of FIG. 4 below.
도 4는 도금층 내 일정량의 Si을 함유하는 알루미늄 도금강재를 통상의 방법으로 가열을 행한 후의 도금층 상태를 나타낸 것으로서, 도금층 내 Fe 함량이 전체적으로 50%의 수준을 가지며, 이러한 합금화 수준으로는 도금층이 취성을 갖는 문제가 있다. 4 shows the state of the plated layer after heating an aluminum plated steel material containing a certain amount of Si in the plated layer by a conventional method, and the Fe content in the plated layer has a level of 50% as a whole, and at this level of alloying, the plated layer is brittle. There is a problem with having.
여기서, 통상의 방법으로 가열하는 것은 고온으로 가열하는 공정을 의미하며, 예를들어 Ac3 온도 이상으로 가열하는 경우일 수 있다.
Here, heating by a conventional method means a process of heating to a high temperature, and may be, for example, heating above the Ac3 temperature.
하지만, 본 발명에 의할 경우, 알루미늄 도금강재를 성형 및 열처리하기에 앞서 합금화 처리하는 공정을 통해 도금층을 합금화시켜 상기 도금층 내 Fe 함량을 60중량% 이상으로 확보함에 따라, 상기 도금층이 연질(soft)인 성질을 가지게 된다 (도 5 참조). However, in the case of the present invention, the plating layer is alloyed through an alloying process prior to forming and heat treatment of the aluminum-plated steel to secure the Fe content of 60% by weight or more in the plating layer, so that the plating layer is soft (soft). ) Has a property (see FIG. 5).
이러한 알루미늄 도금강재는 후속 냉간 성형 및 열처리의 공정을 거치더라도 양호한 폼질의 도금층을 확보하면서도 의도하는 강도를 가지는 부재를 얻을 수 있으며, 냉간 성형성도 우수한 효과가 있다.
Such an aluminum-plated steel material can obtain a member having the intended strength while securing a plated layer of good foam quality even through subsequent cold forming and heat treatment processes, and has excellent cold formability.
상기에 따라 합금화 처리된 알루미늄 도금강재를 냉간 성형할 수 있다.The aluminum-plated steel material subjected to the alloying treatment according to the above may be cold formed.
상기 냉간 성형은 상기 알루미늄 도금강재를 냉간에서 성형할 수 있는 수단인 것이라면 어떠한 것도 적용할 수 있으므로 특별히 한정하지 아니한다. 다만, 상기 냉간 성형 공정으로서 냉간 스템핑 공정 또는 롤 포밍 공정을 이용할 수 있다.The cold forming is not particularly limited because any can be applied as long as it is a means capable of cold forming the aluminum-plated steel material. However, as the cold forming process, a cold stamping process or a roll forming process may be used.
상술한 냉간 성형 공정을 통하여, 상기 알루미늄 도금강재를 특정한 형상을 가지는 부재를 제조할 수 있다. 여기서 특정한 형상이라 함은 자동차용 부품 등에 적합하게 적용할 수 있는 형상일 수 있으며, 이에 한정하는 것은 아니다.
Through the above-described cold forming process, it is possible to manufacture a member of the aluminum-plated steel material having a specific shape. Here, the specific shape may be a shape that can be suitably applied to automobile parts, and the like, but is not limited thereto.
상기에 따라 냉간 성형된 알루미늄 도금강재를 열처리할 수 있다.In accordance with the above, the cold-formed aluminum plated steel may be heat treated.
상기 냉간 성형 이후의 열처리는 성형된 알루미늄 도금강재의 강도를 높이기 위한 공정으로서, 상기 성형된 알루미늄 도금강재를 가열한 후 냉각하는 공정을 포함할 수 있다.
The heat treatment after the cold forming is a process for increasing the strength of the formed aluminum-plated steel, and may include a process of heating and then cooling the formed aluminum-plated steel.
구체적으로, 상기 열처리 공정은 상기 성형된 알루미늄 도금강재의 가열을 통해 소지강판에서 오스테나이트 변태를 발생시키고, 후속 냉각 공정에서 마르텐사이트 조직을 충분히 확보함으로써, 이러한 열처리 후에 1000~2000MPa의 인장강도를 가지는 것이 바람직하다.Specifically, the heat treatment process generates austenite transformation in the holding steel sheet through heating of the formed aluminum-plated steel, and sufficiently secures a martensite structure in the subsequent cooling process, thereby having a tensile strength of 1000 to 2000 MPa after such heat treatment. It is desirable.
보다 바람직하게, 상기 성형된 알루미늄 도금강재를 가열하는 공정은 A3 이상으로 행하여 충분한 오스테나이트 변태가 이루어지도록 하며, 이때 가열된 온도에서 일정 시간 동안 유지할 수도 있다. 상기 가열 및 유지 공정으로부터 최종 열처리된 알루미늄 도금강재의 강도 및 균일성을 확보할 수 있으며, 이때의 유지시간은 특별히 한정하지 않으며, 상술한 효과를 충분히 얻을 수 있는 시간 동안 행할 수 있다.More preferably, the process of heating the molded aluminum-plated steel is performed at A3 or higher to achieve sufficient austenite transformation, and at this time, it may be maintained at a heated temperature for a certain period of time. The strength and uniformity of the aluminum-plated steel material finally heat-treated from the heating and holding process can be secured, and the holding time at this time is not particularly limited, and the above-described effects can be sufficiently obtained.
상기에 따라 가열 공정 또는 가열 및 유지 공정을 거친 후에는 상기 알루미늄 도금강재의 임계냉각속도 이상의 속도로 냉각을 행할 수 있다. 상기 냉각시 상기 도금강재의 임계냉각속도보다 느린 속도로 행해지면 냉각 공정에서 인장강도 1000MPa 이상을 얻을 수 있는 조직으로의 변태가 충분히 이루어지지 못하게 될 우려가 있다.After going through the heating process or the heating and holding process according to the above, cooling may be performed at a rate equal to or higher than the critical cooling rate of the aluminum plated steel. If the cooling is performed at a rate slower than the critical cooling rate of the plated steel, there is a concern that the transformation into a structure capable of obtaining a tensile strength of 1000 MPa or more in the cooling process may not be sufficiently achieved.
상기 알루미늄 도금강재의 임계냉각속도 이상의 속도는 냉각시 페라이트 또는 베이나이트 등의 상 변태를 일으키지 않고 마르텐사이트 상으로 변태가 일어나는 냉각속도이며, 일 예로 30~50℃/s의 냉각속도로 행할 수 있다.
The rate above the critical cooling rate of the aluminum-plated steel material is a cooling rate at which transformation occurs into a martensite phase without causing a phase transformation such as ferrite or bainite during cooling, and for example, it may be performed at a cooling rate of 30 to 50°C/s. .
본 발명은 상기 성형된 알루미늄 도금강재를 열처리 즉, 가열 및 냉각을 행함에 있어서, 상술한 방법 이외에 여러 방법을 적용할 수 있다.In the present invention, in performing heat treatment, that is, heating and cooling the molded aluminum-plated steel, various methods other than the above-described method may be applied.
일 예로, 상기 성형된 알루미늄 도금강재의 가열시 상기 도금강재를 2개 이상의 영역으로 구분하고, 상기 영역 중 적어도 하나 이상의 영역은 A3 이상, 나머지 영역은 A1 이하의 온도로 가열한 다음, 이후 냉각시 전체 영역에 대하여 임계냉각속도 이상의 속도로 행할 수 있다.
For example, when the formed aluminum-plated steel is heated, the plated steel is divided into two or more regions, and at least one of the regions is heated to a temperature of A3 or higher and the remaining region A1 or lower, and then cooling. It can be carried out at a speed equal to or higher than the critical cooling rate for the entire area.
다른 일 예로, 상기 성형된 알루미늄 도금강재의 가열시 상기 도금강재를 2개 이상의 영역으로 구분하고, 상기 영역 전체에 대하여 A3 이상으로 가열한 다음, 이후 냉각시 상기 영역 중 적어도 하나 이상의 영역은 임계냉각속도 이상의 속도, 나머지 영역은 임계냉각속도 미만의 속도로 행할 수 있다.
As another example, when the formed aluminum-plated steel is heated, the plated steel is divided into two or more regions, the entire region is heated to A3 or higher, and then at least one of the regions is subjected to critical cooling. The speed above the speed and the rest of the region can be performed at a speed below the critical cooling speed.
본 발명에 있어서, 상기 도금강재의 2개 이상의 영역은 특별히 한정하지 아니하나, 고강도 영역과 저강도 영역으로 구분할 수 있다. 상기 고강도 영역은 최종 부재에서 경한상(hard phase, 예컨대 마르텐사이트 상 등)이 형성되어 인장강도 1000~2000MPa을 가지는 영역일 수 있으며, 반면 상기 저강도 영역은 최종 부재에서 연질상(soft phase, 예컨대 페라이트 상 등)이 형성되어 인장강도 500~800MPa을 가지는 영역일 수 있다.
In the present invention, two or more regions of the plated steel are not particularly limited, but may be divided into a high strength region and a low strength region. The high-strength region may be a region having a tensile strength of 1000 to 2000 MPa by forming a hard phase (for example, a martensite phase) in the final member, whereas the low-strength region may be a soft phase in the final member. Ferrite phase, etc.) may be formed to have a tensile strength of 500 to 800 MPa.
상술한 바와 같이, 본 발명에서 제안하는 일련의 공정, 구체적으로 알루미늄 도금강재를 성형 및 열처리하여 의도하는 형상을 가지는 부재로서 제조함에 있어서, 상기 성형에 앞서 상기 알루미늄 도금강재를 합금화 처리한 경우, 성형 및 열처리 공정을 거치더라도 양호한 품질의 도금층을 가질 수 있다.As described above, in the case of manufacturing a member having an intended shape by forming and heat treating an aluminum-plated steel material by forming and heat treating a series of processes proposed by the present invention, in the case of alloying the aluminum-plated steel material prior to the forming, forming And even through the heat treatment process, it is possible to have a plating layer of good quality.
이는, 본 발명의 합금화 처리에 의하여 도금층이 충분히 합금화된 알루미늄 도금강재를 이용함에 의하여, 성형 및 열처리 이후에 목표로 하는 강도를 가질 뿐만 아니라, 도금층이 용융되는 등의 문제가 발생하지 않았음을 의미한다.
This means that by using an aluminum plated steel material in which the plated layer is sufficiently alloyed by the alloying treatment of the present invention, not only has the target strength after forming and heat treatment, but also no problems such as melting of the plated layer have occurred. do.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 한다. 다만, 하기의 실시예는 본 발명을 예시하여 보다 상세하게 설명하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 권리범위를 한정하기 위한 것이 아니라는 점에 유의할 필요가 있다. 본 발명의 권리범위는 특허청구범위에 기재된 사항과 이로부터 합리적으로 유추되는 사항에 의해 결정되는 것이기 때문이다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples. However, it should be noted that the following examples are for illustrative purposes only and are not intended to limit the scope of the present invention. This is because the scope of the present invention is determined by matters described in the claims and matters reasonably inferred therefrom.
(( 실시예Example ))
중량%로 9%의 Si, 2.5%의 Fe 및 잔부 Al과 불가피한 불순물을 포함하는 도금층을 가지는 알루미늄 도금강재를 준비하였다.
An aluminum-plated steel material having a plating layer containing 9% Si, 2.5% Fe, and the balance Al in weight% and inevitable impurities was prepared.
이후, 하나의 알루미늄 도금강재에 대해 냉간 성형(롤 포밍 공정)을 행하고, 도금층(곡률부 안쪽(화살표))을 관찰하였다 (비교예).Thereafter, cold forming (roll forming step) was performed on one aluminum-plated steel material, and the plating layer (inside the curved portion (arrow)) was observed (comparative example).
다른 하나의 알루미늄 도금강재에 대해서는 도금층 내 Fe 함량이 70중량%가 되도록 500~750℃에서 합금화 처리한 후 냉간 성형(롤 포밍 공정)을 행한 다음, 도금층(곡률부 안쪽)을 관찰하였다 (발명예).
For the other aluminum-plated steel, after alloying treatment at 500 to 750°C so that the Fe content in the plating layer was 70% by weight, cold forming (roll forming process) was performed, and then the plating layer (inside the curved part) was observed (Invention Example) ).
상기 각각의 도금층을 관찰하기 위하여, 두께 방향으로 절단한 후 광학현미경으로 도금층을 관찰하였다.In order to observe each of the plated layers, after cutting in the thickness direction, the plated layers were observed with an optical microscope.
도 3은 비교예의 도금층을 나타낸 것으로서, 냉간 성형시 도금층의 손상이 심한 것을 확인할 수 있다.3 shows a plating layer of a comparative example, and it can be seen that the plating layer is severely damaged during cold forming.
반면, 도 6은 발명예의 도금층을 나타낸 것으로서, 도금층 표층 또는 내부에서 균열 등의 결함이 없고, 성형 공정을 거친 후에도 균일한 층을 보임을 확인할 수 있다.On the other hand, FIG. 6 shows the plating layer of the inventive example, and it can be seen that there are no defects such as cracks in the surface or inside the plating layer, and a uniform layer is shown even after the molding process.
Claims (9)
상기 알루미늄 도금강재를 합금화 처리하는 단계;
상기 합금화 처리된 알루미늄 도금강재를 냉간 성형하는 단계; 및
상기 냉간 성형된 알루미늄 도금강재를 열처리하는 단계를 포함하고,
상기 합금화 처리된 알루미늄 도금강재는 도금층 내 Fe 함량이 60~70중량%인 알루미늄 도금부재의 제조 방법.
Preparing an aluminum-plated steel material;
Alloying the aluminum-plated steel material;
Cold forming the alloyed aluminum-plated steel material; And
Including the step of heat-treating the cold-formed aluminum plated steel,
The alloyed aluminum plated steel is a method of manufacturing an aluminum plated member having an Fe content of 60 to 70% by weight in the plated layer.
상기 합금화 처리는 500~750℃의 온도에서 가열 및 유지하는 것인 알루미늄 도금부재의 제조 방법.
The method of claim 1,
The alloying treatment is a method of manufacturing an aluminum plating member that is heated and maintained at a temperature of 500 to 750°C.
상기 열처리하는 단계는 가열 및 냉각 단계를 포함하고,
상기 가열은 A3 이상으로 행하고, 상기 냉각은 상기 도금강재의 임계냉각속도 이상의 속도로 행하는 것인 알루미늄 도금부재의 제조 방법.
The method of claim 1,
The heat treatment step includes heating and cooling steps,
The heating is performed at A3 or higher, and the cooling is performed at a speed equal to or higher than a critical cooling rate of the plated steel.
상기 열처리 후에는 1000~2000MPa의 인장강도를 가지는 알루미늄 도금부재의 제조 방법.
The method of claim 1,
After the heat treatment, a method of manufacturing an aluminum plated member having a tensile strength of 1000 to 2000 MPa.
상기 가열은 상기 도금강재를 2개 이상의 영역으로 구분하여 적어도 하나 이상의 영역은 A3 이상, 나머지 영역은 Al 이하의 온도로 가열하고,
상기 냉각은 전체 영역에 대해 임계냉각속도 이상의 속도로 행하는 것인 알루미늄 도금부재의 제조 방법.
The method of claim 3,
In the heating, the plated steel is divided into two or more regions, and at least one region is heated to a temperature of A3 or higher, and the remaining region is Al or lower,
The method of manufacturing an aluminum plated member, wherein the cooling is performed at a rate equal to or higher than a critical cooling rate for the entire area.
상기 가열은 상기 도금강재를 2개 이상의 영역으로 구분하여 전체 영역에 대해 A3 이상으로 가열하고,
상기 냉각은 적어도 하나 이상의 영역은 임계냉각속도 이상의 속도, 나머지 영역은 임계냉각속도 미만의 속도로 행하는 것인 알루미늄 도금부재의 제조 방법.
The method of claim 3,
The heating divides the plated steel into two or more areas and heats the entire area to A3 or more,
The method of manufacturing an aluminum plating member wherein the cooling is performed at a rate of at least one or more regions equal to or higher than the critical cooling rate and the remaining regions at a rate lower than the critical cooling rate.
상기 2개 이상의 영역 중 하나 이상의 영역은 고강도 영역으로 1000~2000MPa의 인장강도를 가지고, 나머지 영역은 저강도 영역으로 500~800MPa의 인장강도를 가지는 것인 알루미늄 도금부재의 제조 방법.
The method of claim 5 or 6,
At least one of the two or more regions is a high-strength region and has a tensile strength of 1000 to 2000 MPa, and the remaining region is a low-strength region and has a tensile strength of 500 to 800 MPa.
상기 냉간 성형하는 단계는 냉간 스템핑 또는 롤 포밍 공정으로 행하는 것인 알루미늄 도금부재의 제조 방법.
The method of claim 1,
The cold forming step is a method of manufacturing an aluminum plating member to be performed by a cold stamping or roll forming process.
상기 알루미늄 도금강재는 소지강판 및 상기 소지강판의 적어도 일면에 알루미늄 도금층을 포함하며,
상기 알루미늄 도금층은 중량%로 6~12%의 실리콘(Si), 1~4%의 철(Fe), 잔부 알루미늄(Al) 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 것인 알루미늄 도금부재의 제조 방법.The method of claim 1,
The aluminum-plated steel material includes a base steel sheet and an aluminum plating layer on at least one surface of the base steel sheet,
The aluminum plating layer is a method of manufacturing an aluminum plating member containing 6 to 12% silicon (Si), 1 to 4% iron (Fe), remaining aluminum (Al) and other unavoidable impurities in weight percent.
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