KR102290782B1 - Method for manufacturing of high-strength coated steel sheet having excellent durability - Google Patents
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Abstract
본 발명은 고강도 도금 소재를 제공함에 있어서, 강 내 수소를 효과적으로 저감시켜 수소 취성에 의한 크랙 발생 등의 문제를 해결할 수 있는 방안으로서, 내구성이 우수한 고강도 코팅강판을 제조하는 방법을 제공하고자 하는 것이다.An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a high-strength coated steel sheet with excellent durability as a method for effectively reducing hydrogen in steel to solve problems such as crack generation due to hydrogen embrittlement in providing a high-strength plating material.
Description
본 발명은 자동차 등의 소재로 적합한 고강도 강판에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 내구성이 우수한 고강도 코팅강판을 제조하는 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a high-strength steel sheet suitable as a material for automobiles, and more particularly, to a method for manufacturing a high-strength coated steel sheet having excellent durability.
자동차 산업분야에서는 자동차 소재의 경량화를 통한 연비의 개선과 오염물 배출 저감을 통한 환경 개선 효과 및 소재의 고강도화에 의한 안전도 향상이 미래 자동차 소재의 필수조건으로 인식되고 있다. 이에, 기가급 이상의 고강도 강의 적용이 증가하고 있으며, 자동차 차체부식을 방지하고 내구성 확보를 위하여 아연, 마그네슘 등의 도금소재의 사용이 늘어나고 있는 추세이다.
In the automobile industry, improvement of fuel efficiency through weight reduction of automobile materials, environmental improvement effects through reduction of pollutant emissions, and safety enhancement by strengthening materials are recognized as essential conditions for future automobile materials. Accordingly, the application of high-strength steel of giga-grade or higher is increasing, and the use of plating materials such as zinc and magnesium to prevent corrosion of automobile bodies and secure durability is a trend.
한편, 고강도 강의 제조 공정 중 재질 확보를 위한 소둔 공정시 그 조건으로 수소환원 분위기가 필수적으로 요구되는데, 이때 수소가 강 내부에 침입하여 잔존하게 된다. 강 내부에 존재하는 수소가 외부로 배출되지 못한 상태에서 후속 공정인 아연도금공정에서 아연도금욕을 통과하여 표면도금을 행하게 되면, 이 과정에서 형성된 아연도금층의 방해로 여전히 강 내부의 수소가 배출되지 못하게 된다. 또한, 후속 공정이 전기화학을 이용한 전기도금인 경우에는 환원된 수소가 발생하게 되고, 강 내부로 침입하여 잔존하게 된다.On the other hand, during the annealing process for securing materials during the manufacturing process of high-strength steel, a hydrogen-reducing atmosphere is essential as the condition, and at this time, hydrogen penetrates into the steel and remains. If the surface plating is performed through the galvanizing bath in the zinc plating process, which is a subsequent process, in a state in which the hydrogen existing inside the steel cannot be discharged to the outside, the hydrogen inside the steel is still not discharged due to the interference of the galvanizing layer formed in this process. can't In addition, when the subsequent process is electroplating using electrochemistry, reduced hydrogen is generated, and it penetrates into the steel and remains.
이와 같이, 수소환원 분위기에서의 소둔 공정 및 도금 공정을 거쳐 제조된 고강도 도금 소재는 내부 수소 함량이 높아, 다른 제품의 부품이나 바디로 사용하기 위한 가공, 성형 등의 과정에서 응력이 집중되는 부위로 수소가 빠져나오면서 크랙(crack)을 유발시키고, 결국 재료의 불량으로 이어지는 문제가 있다.
As such, the high-strength plating material manufactured through the annealing process and the plating process in a hydrogen-reducing atmosphere has a high internal hydrogen content, so it is a site where stress is concentrated in the process of processing, molding, etc. for use as parts or bodies of other products. There is a problem in that hydrogen escapes and causes cracks, which eventually leads to material failure.
고강도 도금 소재를 제조하는 과정에서 수소가 강 내부에 잔존하는 문제를 해결하기 위한 방안으로서, 제조된 도금 소재의 온도를 높여 장시간 열처리하는 공정을 통해 내부의 수소를 배출하는 방안을 적용하고 있다 (특허문헌 1).As a method to solve the problem of hydrogen remaining inside the steel in the process of manufacturing high-strength plating material, a method of discharging hydrogen inside through a process of heat treatment for a long time by raising the temperature of the manufactured plating material is applied (patent Literature 1).
하지만, 이 방안은 소재 내부의 수소 배출 효과가 충분하지 못하며, 수소의 원활한 배출을 위하여 고온으로 가열함에 따라 소재의 재질이 열화되는 등의 또 다른 문제가 발견되고 있다.
However, in this method, the effect of discharging hydrogen inside the material is not sufficient, and another problem is found, such as deterioration of the material by heating to a high temperature for smooth discharge of hydrogen.
따라서, 자동차 소재로서 대두되고 있는 고강도 강의 내부 수소를 효과적으로 배출할 수 있으면서, 강 자체의 물성 등에는 영향을 미치지 않는 기술의 개발이 요구되고 있는 실정이다.
Therefore, the development of a technology capable of effectively discharging internal hydrogen of high-strength steel, which is emerging as a material for automobiles, and not affecting the physical properties of the steel itself is required.
본 발명의 일 측면은, 고강도 도금 소재를 제공함에 있어서, 강 내 수소를 효과적으로 저감시켜 수소 취성에 의한 크랙 발생 등의 문제를 해결할 수 있는 방안으로서, 내구성이 우수한 고강도 코팅강판을 제조하는 방법을 제공하고자 하는 것이다.
One aspect of the present invention provides a method for manufacturing a high-strength coated steel sheet with excellent durability as a method for effectively reducing hydrogen in steel to solve problems such as crack generation due to hydrogen embrittlement in providing a high-strength plating material would like to
본 발명의 과제는 상술한 내용에 한정하지 않는다. 본 발명의 과제는 본 명세서의 내용 전반으로부터 이해될 수 있을 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 본 발명의 부가적인 과제를 이해하는데 아무런 어려움이 없을 것이다.
The subject of this invention is not limited to the above-mentioned content. The subject of the present invention will be understood from the overall content of the present specification, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will have no difficulty in understanding the additional subject of the present invention.
본 발명의 일 측면은, 인장강도 1000MPa 이상의 고강도 강을 준비하는 단계; 상기 고강도 강을 진공으로 유지되는 챔버 내에 인입하는 단계; 상기 고강도 강의 적어도 일면을 150~300℃의 온도범위로 가열 처리하는 단계; 및 상기 가열 처리된 적어도 일면에 금속 또는 금속의 산화물, 또는 이들의 혼합물을 코팅하는 단계를 포함하는 내구성이 우수한 고강도 코팅강판의 제조방법을 제공한다.
One aspect of the present invention comprises the steps of preparing high-strength steel with a tensile strength of 1000 MPa or more; introducing the high strength steel into a chamber maintained in a vacuum; Heating at least one surface of the high-strength steel to a temperature range of 150 ~ 300 ℃; and coating a metal or a metal oxide, or a mixture thereof, on at least one surface of the heat-treated surface.
본 발명의 다른 일 측면은, 인장강도 1000MPa 이상의 고강도 강을 준비하는 단계; 상기 고강도 강을 진공으로 유지되는 챔버 내에 인입하는 단계; 상기 고강도 강의 적어도 일면을 플라즈마 처리하는 단계; 및 상기 플라즈마 처리된 적어도 일면에 금속 또는 금속의 산화물, 또는 이들의 혼합물을 코팅하는 단계를 포함하며, 상기 플라즈마 처리는 단위면적당 260mW/mm2 이상의 파워로 인가하는 것인 내구성이 우수한 고강도 코팅강판의 제조방법을 제공한다.
Another aspect of the present invention comprises the steps of preparing high-strength steel with a tensile strength of 1000 MPa or more; introducing the high strength steel into a chamber maintained in a vacuum; Plasma treatment of at least one surface of the high-strength steel; and coating a metal or a metal oxide, or a mixture thereof, on at least one surface treated with the plasma, wherein the plasma treatment is applied at a power of 260 mW/mm 2 or more per unit area of a high-strength coated steel sheet with excellent durability A manufacturing method is provided.
본 발명에 의하면, 기가급의 고강도를 가지는 강판의 강 내 수소를 효과적으로 저감시킴으로써 내구성이 우수한 고강도 코팅강판을 제공할 수 있다.
According to the present invention, it is possible to provide a high-strength coated steel sheet having excellent durability by effectively reducing hydrogen in the steel of the steel sheet having giga-level high strength.
본 발명자들은 기가급의 고강도를 가지는 도금 소재의 경우, 소재 내부에 잔존하는 수소가 크랙(crack) 등을 유발하는 문제를 해결할 수 있는 방안에 대해서 연구하였다. 특히, 제조된 도금 소재를 고온으로 가열하여 수소를 배출하고자 하는 종래의 방법에 비해, 보다 효과적으로 수소를 배출하면서, 소재의 물성을 저해하지 않는 방안에 대하여 깊이 연구하였다.In the case of a plating material having giga-level high strength, the present inventors studied a method for solving a problem in which hydrogen remaining in the material causes cracks and the like. In particular, compared to the conventional method of discharging hydrogen by heating the manufactured plating material to a high temperature, a method of discharging hydrogen more effectively and not impairing the physical properties of the material was studied in depth.
그 결과, 고강도 도금 강재를 제조하기 위한 도금 공정을 용융도금, 전기도금 등의 방법이 아닌 진공을 이용한 새로운 코팅 방법에 의해 행하는 경우, 도금 강재의 소재인 고강도 강 내부에 잔존하는 수소를 배출하면서 아연 코팅을 행할 수 있음을 발견하였다. 이에 따라, 최종 아연 코팅된 고강도 강의 내구성을 향상시킬 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
As a result, when the plating process for manufacturing high-strength plated steel is performed by a new coating method using a vacuum rather than a method such as hot-dip plating or electroplating, zinc It has been found that coating can be done. Accordingly, it was confirmed that the durability of the final zinc-coated high-strength steel could be improved, and the present invention was completed.
이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
본 발명의 일 측면에 따른 내구성이 우수한 고강도 코팅강판은, 고강도 강을 준비한 후 상기 고강도 강을 진공 챔버 내에 인입하여 가열 처리한 다음, 금속을 코팅하는 단계를 포함할 수 있으며, 이하 각 단계별로 구체적으로 설명한다.
The high-strength coated steel sheet having excellent durability according to an aspect of the present invention may include the step of preparing high-strength steel, then introducing the high-strength steel into a vacuum chamber, heat-treating it, and then coating the metal. explained as
우선, 고강도 코팅강판을 제조하기 위한 소재 즉, 소지강판으로서 고강도 강을 준비할 수 있으며, 상기 고강도 강이라 하면 1000MPa 이상의 인장강도를 가지는 것일 수 있다.First, a high-strength steel may be prepared as a material for manufacturing a high-strength coated steel sheet, that is, a base steel sheet, and the high-strength steel may have a tensile strength of 1000 MPa or more.
본 발명에서 상기 인장강도 1000MPa 이상의 고강도 강의 종류에 대해서는 특별히 한정하지 아니하나, 예컨대 일정량의 C, Mn, Si 등과 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 함유하는 탄소강 또는 통상의 열연강판, 냉연강판, 스테인리스강(STS)일 수 있다. In the present invention, the type of high-strength steel having a tensile strength of 1000 MPa or more is not particularly limited, but, for example, carbon steel containing a certain amount of C, Mn, Si, and the remainder Fe and unavoidable impurities, or ordinary hot-rolled steel sheet, cold-rolled steel sheet, stainless steel (STS) ) can be
한 가지 구현예로서, 중량%로 탄소(C): 0.23% 이하, 망간(Mn): 1.05% 이하, 실리콘(Si): 0.1% 이하, 인(P): 0.015% 이하, 황(S): 0.005% 이하, 알루미늄(Sol-Al): 0.045% 이하, 크롬(Cr): 0.1% 이하, 티타늄(Ti): 0.025% 이하, 보론(B): 0.025% 이하, 질소(N): 0.006% 이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 함유하는 고강도 강일 수 있다.In one embodiment, carbon (C): 0.23% or less, manganese (Mn): 1.05% or less, silicon (Si): 0.1% or less, phosphorus (P): 0.015% or less, sulfur (S): 0.005% or less, aluminum (Sol-Al): 0.045% or less, chromium (Cr): 0.1% or less, titanium (Ti): 0.025% or less, boron (B): 0.025% or less, nitrogen (N): 0.006% or less , the balance Fe and other unavoidable impurities.
다시 말해서, 본 발명은 고강도 코팅강판을 얻는데에 적용할 수 있는 인장강도 1000MPa 이상의 고강도 강이라면 어떠한 소재도 적용 가능함을 밝혀둔다.
In other words, the present invention discloses that any material is applicable as long as it is a high-strength steel having a tensile strength of 1000 MPa or more that can be applied to obtain a high-strength coated steel sheet.
상기에 따라 준비된 인장강도 1000MPa 이상의 고강도 강을 진공으로 유지되는 챔버 내에 인입할 수 있다.The high-strength steel having a tensile strength of 1000 MPa or more prepared according to the above may be introduced into a chamber maintained in a vacuum.
상기 고강도 강을 진공 챔버 내에 인입함에 있어서, 롤-투-롤(roll-to-roll) 방식의 설비를 이용하여 상기 고강도 강을 연속적으로 인입할 수 있으며, 이에 한정하는 것은 아니다.In introducing the high-strength steel into the vacuum chamber, the high-strength steel may be continuously introduced using a roll-to-roll type facility, but is not limited thereto.
상기 진공 챔버는 10-5~10-1mbar의 압력으로 진공 분위기를 유지할 수 있다. 상기 챔버 내 진공 압력이 10-5mbar 미만이면 진공 압력을 유지하는데에 너무 많은 에너지가 소비되어 경제적으로 불리하며, 반면 10-1mbar를 초과하게 되면 강 내부에 잔존하는 수소를 배출하는데에 오랜 시간이 소요되는 문제가 있다.
The vacuum chamber may maintain a vacuum atmosphere at a pressure of 10 -5 to 10 -1 mbar. If the vacuum pressure in the chamber is less than 10 -5 mbar, too much energy is consumed to maintain the vacuum pressure, which is economically disadvantageous. On the other hand , if it exceeds 10 -1 mbar, it takes a long time to discharge the hydrogen remaining in the steel. There is a problem with this taking.
상기 진공 챔버 내로 유입된 고강도 강의 표면, 바람직하게는 코팅층을 형성하기 위한 표면을 가열 처리할 수 있다. A surface of the high-strength steel introduced into the vacuum chamber, preferably, a surface for forming a coating layer may be heat-treated.
상기 코팅층을 형성하기 위한 표면은 상기 고강도 강의 일면이거나 양면일 수 있다. 상기 코팅층을 형성하기 위한 표면이 일면인 경우, 그 면에 대항하는 위치에 설치된 설비를 이용하여 가열 처리할 수 있으며, 그 표면이 양면인 경우에는 상기 진공 챔버의 상/하에 설치된 설비를 이용할 수 있을 것이다. 다만, 이에 한정하는 것은 아니다.
The surface for forming the coating layer may be one or both surfaces of the high-strength steel. When the surface for forming the coating layer is one side, heat treatment can be performed using a facility installed at a position opposite to the surface, and when the surface is double-sided, facilities installed above and below the vacuum chamber can be used. will be. However, the present invention is not limited thereto.
본 발명에 있어서, 상기 고강도 강의 표면을 가열 처리하는 공정은 상기 고강도 강 내부에 잔존하는 수소를 배출하기 위한 공정으로서, 상기 고강도 강의 물성 또는 재질을 열화시키지 않는 적정 온도에서 행하는 것이 바람직하다.In the present invention, the step of heat-treating the surface of the high-strength steel is a step for discharging hydrogen remaining inside the high-strength steel, and is preferably performed at an appropriate temperature that does not deteriorate the physical properties or materials of the high-strength steel.
상기 가열 처리는 상기 진공 챔버 내에 구비된 설비를 이용할 수 있으며, 예컨대 유도가열장치, 할로겐 램프 등을 이용할 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다.The heat treatment may use a facility provided in the vacuum chamber, for example, an induction heating device, a halogen lamp, etc. may be used, but is not limited thereto.
상기 가열 처리를 위한 온도는 상기 고강도 강의 종류에 따라 달라질 수 있겠으나, 상기 고강도 강의 표면 온도를 기준으로 150~300℃의 온도범위로 행하는 것이 바람직하다.The temperature for the heat treatment may vary depending on the type of the high-strength steel, but is preferably performed in a temperature range of 150 to 300° C. based on the surface temperature of the high-strength steel.
상기 가열 처리시 고강도 강의 표면 온도가 150℃ 미만이면 상기 고강도 강 내부에 잔존하는 수소의 배출이 미비하며, 반면 그 온도가 300℃를 초과하게 되면 상기 고강도 강의 결정구조가 변화하거나 기계적 물성이 저하될 우려가 있다. 보다 유리하게 상기 가열 처리는 상기 고강도 강의 표면 온도를 기준으로 180~250℃의 온도범위로 행할 수 있다.If the surface temperature of the high-strength steel during the heat treatment is less than 150° C., the discharge of hydrogen remaining inside the high-strength steel is insufficient, whereas when the temperature exceeds 300° C., the crystal structure of the high-strength steel is changed or mechanical properties are reduced. There are concerns. More advantageously, the heat treatment may be performed in a temperature range of 180 to 250° C. based on the surface temperature of the high-strength steel.
상기 가열 처리시 그 시간에 대해서는 특별히 한정하지 아니하며, 그 온도가 높을수록 상기 고강도 강 내부에 잔존하는 수소의 배출이 더욱 원활해지는 바, 상대적으로 높은 온도에서는 처리 시간을 최소화할 수 있을 것이다. 바람직하게는, 상기 가열 처리 전의 고강도 강 내부의 수소 함량을 100%라 할 때, 상기 수소 함량이 최소 70% 가량, 보다 유리하게는 90% 가량 배출될 때까지 행할 수 있다.
The time period during the heat treatment is not particularly limited, and the higher the temperature, the smoother the discharge of hydrogen remaining in the high-strength steel becomes, and the treatment time can be minimized at a relatively high temperature. Preferably, when the hydrogen content in the high-strength steel before the heat treatment is 100%, the hydrogen content may be at least 70%, more advantageously, until about 90% is discharged.
상기에 따라 일정 온도로 가열 처리된 상기 고강도 강의 표면을 플라즈마 처리할 수 있다.The surface of the high-strength steel heat-treated at a predetermined temperature according to the above may be plasma-treated.
상기 플라즈마 처리를 위한 설비 역시 상기 진공 챔버 내에 구비된 것일 수 있으며, 일정 파워(power)를 가지는 플라즈마 이온 소스(Plasma Ion Source)를 방출할 수 있는 설비라면 제한 없이 사용할 수 있을 것이다.The equipment for the plasma treatment may also be provided in the vacuum chamber, and any equipment capable of emitting a plasma ion source having a certain power may be used without limitation.
상기 플라즈마 처리는 단위면적당 60~260mW/mm2의 파워(power)로 인가하는 것이 바람직하다. 상기 플라즈마 처리시 파워가 60mW/mm2 미만이면 상기 고강도 강 내부에 잔존하는 수소를 효과적으로 배출할 수 없으며, 반면 그 파워가 260mW/mm2 를 초과하게 되면 플라즈마 처리 효과가 포화되며, 처리 횟수가 증가하여 경제성이 저하되는 문제가 있다.The plasma treatment is preferably applied at a power of 60 to 260 mW/mm 2 per unit area. When the power of the plasma treatment is less than 60mW/mm 2 , the hydrogen remaining in the high-strength steel cannot be effectively discharged. On the other hand, when the power exceeds 260mW/mm 2 , the plasma treatment effect is saturated, and the number of treatments is increased. As a result, there is a problem of lowering economic efficiency.
상기 플라즈마 처리는 여러 회에 걸쳐 행함으로써 목표 수준의 파워를 달성할 수 있으며, 그 횟수는 회당 가해지는 플라즈마 처리 파워에 따라 달라질 수 있는 바, 적절하게 설정할 수 있을 것이다.
The plasma treatment may be performed several times to achieve a target level of power, and the number of times may vary depending on the plasma treatment power applied per time, and thus may be appropriately set.
상술한 바와 같이, 본 발명은 고강도 강의 표면(코팅층을 형성하기 위한 표면)을 가열 처리함으로써 상기 강 내부에 잔존하는 수소를 배출하는 효과를 얻을 수 있으며, 상기 가열 처리와 함께 플라즈마 처리를 행하는 것으로 그 효과를 더욱 향상시킬 수 있다.
As described above, in the present invention, the effect of discharging hydrogen remaining in the steel can be obtained by heat-treating the surface (surface for forming a coating layer) of high-strength steel, and plasma treatment is performed together with the heat treatment. The effect can be further improved.
이에 더하여, 본 발명은 상기 가열 처리 대신에 플라즈마 처리만을 행함으로써 상기 고강도 강 내부에 잔존하는 수소의 배출 효과를 얻을 수 있으며, 이에 대하여 하기에 구체적으로 설명한다.
In addition, in the present invention, the effect of discharging hydrogen remaining in the high strength steel can be obtained by performing only the plasma treatment instead of the heat treatment, which will be described in detail below.
상기에 따라 진공 챔버로 인입된 고강도 강의 표면, 바람직하게는 코팅층을 형성하기 위한 표면을 플라즈마 처리할 수 있다. 앞서 언급한 바와 동일하게, 상기 코팅층을 형성하기 위한 표면은 상기 고강도 강의 일면이거나 양면일 수 있다. 또한, 상기 플라즈마 처리를 위한 설비 역시 앞서 설명한 바와 동일하게 구비할 수 있을 것이다.According to the above, the surface of the high-strength steel introduced into the vacuum chamber, preferably the surface for forming the coating layer may be plasma-treated. As mentioned above, the surface for forming the coating layer may be one or both surfaces of the high-strength steel. In addition, the equipment for the plasma treatment may be provided in the same manner as described above.
상기 플라즈마 처리는 상기 고강도 강의 표면에 대해 별도의 가열 처리없이 행하는 바, 단위면적당 260mW/mm2 이상의 파워(power)로 인가하는 것이 바람직하다. 상기 플라즈마 처리시 파워가 260mW/mm2 미만이면 상기 플라즈마 처리만으로 상기 고강도 강 내부에 잔존하는 수소를 원활하게 배출하는데에 어려움이 있다.
The plasma treatment is performed without additional heat treatment on the surface of the high-strength steel, and it is preferable to apply at a power of 260 mW/mm 2 or more per unit area. When the plasma treatment power is less than 260 mW/mm 2 , there is a difficulty in smoothly discharging the hydrogen remaining in the high-strength steel only by the plasma treatment.
상기에 따라 진공 챔버 내에서 가열 처리, 또는 가열 처리 및 플라즈마 처리, 나아가 플라즈마 처리만을 행한 고강도 강의 표면에 금속 또는 금속의 산화물, 또는 이들의 혼합물을 코팅처리하여 코팅층을 형성할 수 있다. 이때, 상기 코팅층 형성을 위한 표면은 상기 고강도 강의 일면 또는 양면일 수 있다.A coating layer can be formed by coating a metal or a metal oxide, or a mixture thereof, on the surface of high-strength steel that has been subjected to heat treatment, heat treatment and plasma treatment, or only plasma treatment in a vacuum chamber according to the above. In this case, the surface for forming the coating layer may be one or both surfaces of the high-strength steel.
상기 코팅층 형성을 위한 원료가 금속인 경우, 예를들어 아연(Zn), 아연(Zn)-마그네슘(Mg) 합금, 아연(Zn)-알루미늄(Al) 합금, 알루미늄(Al)-마그네슘(Mg) 합금 및 아연(Zn)-알루미늄(Al)-마그네슘(Mg) 합금 등, 통상의 도금 강재를 제조하는데에 사용되는 원료라면 어떠한 금속도 적용할 수 있다.When the raw material for forming the coating layer is a metal, for example, zinc (Zn), zinc (Zn)-magnesium (Mg) alloy, zinc (Zn)-aluminum (Al) alloy, aluminum (Al)-magnesium (Mg) Any metal may be applied as long as it is a raw material used for manufacturing a conventional plated steel material, such as an alloy and a zinc (Zn)-aluminum (Al)-magnesium (Mg) alloy.
상기 금속 또는 그 금속의 산화물을 코팅하는 단계는 진공증착방법으로 행할 수 있으며, 예를들어 화학기상증착(CVD), 물리기상증착(PVD), 스퍼터링, 열증발법, 유도가열 증발법 및 이온플레이팅으로 이루어진 군에서 선택된 하나의 공정으로 행할 수 있다. 이때, 각각의 진공증착방법은 통상의 조건으로 행할 수 있는 바, 각 조업 조건에 대해 특별히 한정하지 아니하며, 목표로 하는 코팅층 두께 등을 고려하여 조업 조건을 적절하게 변경할 수 있음을 밝혀둔다.
The step of coating the metal or an oxide of the metal may be performed by a vacuum deposition method, for example, chemical vapor deposition (CVD), physical vapor deposition (PVD), sputtering, thermal evaporation, induction heating evaporation, and ion play. It can be carried out by one process selected from the group consisting of At this time, since each vacuum deposition method can be performed under normal conditions, the respective operating conditions are not particularly limited, and the operating conditions can be appropriately changed in consideration of the target coating layer thickness and the like.
상술한 금속 또는 금속의 산화물, 또는 이들의 혼합물을 코팅하는 공정을 완료함으로써 고강도 코팅강판을 얻을 수 있으며, 이러한 본 발명의 고강도 코팅강판은 강 내부의 수소량이 크게 저감된 것으로, 바람직하게 강 내부의 수소량이 0.03ppm 이하일 수 있다.
A high-strength coated steel sheet can be obtained by completing the process of coating the above-described metal or metal oxide, or a mixture thereof, and the high-strength coated steel sheet of the present invention has a greatly reduced amount of hydrogen in the steel, preferably inside the steel. The amount of hydrogen may be 0.03 ppm or less.
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 is necessary to note that the following examples are only for illustrating the present invention in more detail and are not intended to limit the scope of the present invention. This is because the scope of the present invention is determined by the matters described in the claims and matters reasonably inferred therefrom.
(( 실시예Example ))
중량%로 0.22%C-1.0%Mn-0.06%Si-0.02%Al-0.015%P-0.005%S-0.1%Cr-0.02%Ti-0.002%B-0.004%N의 합금조성을 가지며, 인장강도 1000MPa 이상의 냉연강판을 준비한 후 진공도가 10-3~10-4mbar로 유지되는 챔버 내에 상기 냉연강판을 인입하였다. 이때, 에어-투-에어(air-to-air) 방식의 롤-투-롤(roll-to-roll) 진공 설비를 이용하였다. 이후, 상기 진공 챔버 내에서 상기 냉연강판의 일면을 하기 표 1에 나타낸 조건으로 (1)가열 처리 또는 (2)가열 처리 및 플라즈마 처리 또는 (3)플라즈마 처리만을 행하였다. 이때, 가열 처리는 유도가열로 행하였으며, 플라즈마 처리는 1회에 단위면적당 13.1 mW/mm2의 Power를 가지는 플라즈마 이온 소스를 이용하였다. 각각의 처리가 완료된 표면에 물리기상증착(PVD) 방식으로 아연(Zn)을 코팅하여 코팅강판을 제조하였다.It has an alloy composition of 0.22%C-1.0%Mn-0.06%Si-0.02%Al-0.015%P-0.005%S-0.1%Cr-0.02%Ti-0.002%B-0.004%N by weight %, tensile strength 1000MPa After preparing the above cold-rolled steel sheet, the cold-rolled steel sheet was introduced into a chamber in which the degree of vacuum was maintained at 10 -3 to 10 -4 mbar. In this case, an air-to-air type roll-to-roll vacuum facility was used. Thereafter, only (1) heating treatment or (2) heating treatment and plasma treatment or (3) plasma treatment was performed on one surface of the cold rolled steel sheet in the vacuum chamber under the conditions shown in Table 1 below. At this time, heat treatment was performed by induction heating, and plasma treatment was performed using a plasma ion source having a power of 13.1 mW/mm 2 per unit area at one time. A coated steel sheet was manufactured by coating zinc (Zn) on the surface of each treatment completed by a physical vapor deposition (PVD) method.
상기에 따라 제조된 각각의 코팅강판 내부에 잔존하는 수소를 열분석기(TGA: thermogravimetric Analyzer)를 이용하여 측정하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
The hydrogen remaining inside each of the coated steel sheets prepared as described above was measured using a thermogravimetric analyzer (TGA), and the results are shown in Table 1 below.
(ppm)residual hydrogen
(ppm)
(℃)heat treatment
(℃)
표 1에서 강종 1은 진공 챔버 내에서 어떠한 처리도 행하지 않고, 바로 아연(Zn) 코팅을 행한 코팅강판으로서, 강 내 잔류 수소량이 0.035ppm으로 높은 것을 확인할 수 있다.In Table 1, steel type 1 is a coated steel sheet directly coated with zinc (Zn) without any treatment in a vacuum chamber, and it can be seen that the amount of residual hydrogen in the steel is as high as 0.035 ppm.
이에 비해, 진공 챔버 내에서 가열 처리를 행한 강종 2 내지 4의 코팅강판들은 강 내 수소량이 크게 저감되었으며, 이때 가열 처리 온도가 높을수록 강 내 수소 저감 효과가 높아지는 것을 확인할 수 있다.In contrast, the coated steel sheets of steel grades 2 to 4, which were heat-treated in a vacuum chamber, significantly reduced the amount of hydrogen in the steel.
또한, 진공 챔버 내에서 가열 처리와 함께 플라즈마 처리를 행한 강종 10 내지 13의 코팅강판들 역시 강 내 수소량이 크게 저감되었으며, 상기 플라즈마 처리에 의해 강 내 수소 저감 효과가 더욱 커짐을 알 수 있다.In addition, it can be seen that the coated steel sheets of steel grades 10 to 13, which were subjected to plasma treatment together with heat treatment in a vacuum chamber, also significantly reduced the amount of hydrogen in the steel, and the effect of reducing hydrogen in the steel was further increased by the plasma treatment.
한편, 진공 챔버 내에서 가열 처리없이 플라즈마 처리만을 행한 강종 6 내지 9의 경우, 강종 9의 코팅강판을 제외한 나머지 코팅강판들은 강 내 수소 저감 효과가 미비함을 확인할 수 있다. 이는, 플라즈마 처리시에는 일정 이상의 파워가 적용되어야만 강 내 수소 저감 효과가 발현됨을 보여주는 결과로 볼 수 있다.
On the other hand, in the case of steel grades 6 to 9 in which only plasma treatment was performed without heat treatment in a vacuum chamber, it can be confirmed that the remaining coated steel sheets except for the steel grade 9 coated steel sheet have insufficient hydrogen reduction effect in the steel. This can be seen as a result showing that the hydrogen reduction effect in the steel is expressed only when a certain amount of power is applied during plasma treatment.
상술한 결과를 통해, 고강도 강을 코팅처리하여 고강도 코팅강판으로 제조하기 앞서, 진공 분위기 하에서 일정의 열처리를 통해 강 내 수소를 효과적으로 저감할 수 있을 뿐만 아니라, 진공 분위기 하에서 플라즈마 처리를 통해 강 내 수소를 효과적으로 저감할 수 있다는 결론을 얻을 수 있다.
Through the above-mentioned results, before the high-strength steel is coated and manufactured into high-strength coated steel sheet, hydrogen in the steel can be effectively reduced through a certain heat treatment under a vacuum atmosphere, and hydrogen in the steel can be effectively reduced through plasma treatment under a vacuum atmosphere. can be effectively reduced.
Claims (11)
상기 고강도 강을 진공으로 유지되는 챔버 내에 인입하는 단계;
상기 고강도 강의 적어도 일면을 150~300℃의 온도범위로 가열 처리하는 단계; 및
상기 가열 처리된 적어도 일면에 금속 또는 금속의 산화물, 또는 이들의 혼합물을 코팅하는 단계를 포함하며,
강 내부의 수소량이 0.03ppm 이하인 내구성이 우수한 고강도 코팅강판의 제조방법.
Preparing high-strength steel with a tensile strength of 1000 MPa or more;
introducing the high strength steel into a chamber maintained in a vacuum;
Heating at least one surface of the high-strength steel to a temperature range of 150 ~ 300 ℃; and
Including the step of coating a metal or a metal oxide, or a mixture thereof on at least one surface that has been heat-treated,
A method for manufacturing a high-strength coated steel sheet with excellent durability with a hydrogen content of 0.03 ppm or less in the steel.
상기 챔버 내 진공 압력은 10-5~10-1mbar인 내구성이 우수한 고강도 코팅강판의 제조방법.
The method of claim 1,
The vacuum pressure in the chamber is 10 -5 ~ 10 -1 mbar method of manufacturing a high-strength coated steel sheet with excellent durability.
상기 가열 처리된 적어도 일면에 플라즈마 처리하는 단계를 더 포함하며,
상기 플라즈마 처리는 단위면적당 60~260mW/mm2의 파워로 인가하는 것인 내구성이 우수한 고강도 코팅강판의 제조방법.
The method of claim 1,
Plasma treatment on the heat-treated at least one surface further comprising,
The plasma treatment is applied at a power of 60 to 260 mW/mm 2 per unit area. A method of manufacturing a high-strength coated steel sheet having excellent durability.
상기 코팅하는 단계는 진공증착방법으로 행하며,
상기 진공증착방법은 화학기상증착(CVD), 물리기상증착(PVD), 스퍼터링, 열증발법, 유도가열 증발법 및 이온플레이팅으로 이루어진 군에서 선택된 하나의 공정인 내구성이 우수한 고강도 코팅강판의 제조방법.
The method of claim 1,
The coating step is performed by a vacuum deposition method,
The vacuum deposition method is one process selected from the group consisting of chemical vapor deposition (CVD), physical vapor deposition (PVD), sputtering, thermal evaporation, induction heating evaporation, and ion plating. Way.
상기 금속은 아연(Zn), 아연(Zn)-마그네슘(Mg) 합금, 아연(Zn)-알루미늄(Al) 합금, 알루미늄(Al)-마그네슘(Mg) 합금 및 아연(Zn)-알루미늄(Al)-마그네슘(Mg) 합금 중에서 선택된 하나 이상인 내구성이 우수한 고강도 코팅강판의 제조방법.
The method of claim 1,
The metal includes zinc (Zn), zinc (Zn)-magnesium (Mg) alloy, zinc (Zn)-aluminum (Al) alloy, aluminum (Al)-magnesium (Mg) alloy, and zinc (Zn)-aluminum (Al) alloy. -A method of manufacturing a high-strength coated steel sheet with excellent durability at least one selected from magnesium (Mg) alloy.
상기 고강도 강을 진공으로 유지되는 챔버 내에 인입하는 단계;
상기 고강도 강의 적어도 일면을 플라즈마 처리하는 단계; 및
상기 플라즈마 처리된 적어도 일면에 금속 또는 금속의 산화물, 또는 이들의 혼합물을 코팅하는 단계를 포함하고,
상기 플라즈마 처리는 단위면적당 260mW/mm2 이상의 파워로 인가하며,
강 내부의 수소량이 0.03ppm 이하인 내구성이 우수한 고강도 코팅강판의 제조방법.
Preparing high-strength steel with a tensile strength of 1000 MPa or more;
introducing the high strength steel into a chamber maintained in a vacuum;
Plasma treatment of at least one surface of the high-strength steel; and
Comprising the step of coating a metal or a metal oxide, or a mixture thereof on the plasma-treated at least one surface,
The plasma treatment is applied at a power of 260 mW/mm 2 or more per unit area,
A method for manufacturing a high-strength coated steel sheet with excellent durability with a hydrogen content of 0.03 ppm or less in the steel.
상기 챔버 내 진공 압력은 10-5~10-1mbar인 내구성이 우수한 고강도 코팅강판의 제조방법.
8. The method of claim 7,
The vacuum pressure in the chamber is 10 -5 ~ 10 -1 mbar method of manufacturing a high-strength coated steel sheet with excellent durability.
상기 코팅하는 단계는 진공증착방법으로 행하며,
상기 진공증착방법은 화학기상증착(CVD), 물리기상증착(PVD), 스퍼터링, 열증발법, 유도가열 증발법 및 이온플레이팅으로 이루어진 군에서 선택된 하나의 공정인 내구성이 우수한 고강도 코팅강판의 제조방법.
8. The method of claim 7,
The coating step is performed by a vacuum deposition method,
The vacuum deposition method is one process selected from the group consisting of chemical vapor deposition (CVD), physical vapor deposition (PVD), sputtering, thermal evaporation, induction heating evaporation, and ion plating. Way.
상기 금속은 아연(Zn), 아연(Zn)-마그네슘(Mg) 합금, 아연(Zn)-알루미늄(Al) 합금, 알루미늄(Al)-마그네슘(Mg) 합금 및 아연(Zn)-알루미늄(Al)-마그네슘(Mg) 합금 중에서 선택된 하나 이상인 내구성이 우수한 고강도 코팅강판의 제조방법.
8. The method of claim 7,
The metal includes zinc (Zn), zinc (Zn)-magnesium (Mg) alloy, zinc (Zn)-aluminum (Al) alloy, aluminum (Al)-magnesium (Mg) alloy, and zinc (Zn)-aluminum (Al) alloy. -A method of manufacturing a high-strength coated steel sheet with excellent durability at least one selected from magnesium (Mg) alloy.
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