KR102543192B1 - 핫 스탬핑 부품 및 이의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 핫 스탬핑 부품은 강판; 상기 강판 위에 위치하고 Zn을 포함하는 도금층; 및 상기 도금층 위에 위치하는 표면 층;을 포함하고, 상기 표면 층은, Si계 무기계 후처리제를 포함하는 후처리층; 상기 도금층 상에서 상기 후처리층과 동일한 층에 위치하는 Zn 산화층; 및 상기 후처리층 및 상기 Zn 산화층 중 적어도 하나와 상기 도금층 사이에서, 상기 후처리층 및 상기 Zn 산화층 중 적어도 하나와 중첩하도록 위치하고, Si, Mn, O, Fe, Zn 및 SiO 중 적어도 하나를 포함하는 상호 확산층을 포함하고, 상기 강판의 인장 강도가 1680 MPa 이상이다.

Description

핫 스탬핑 부품 및 이의 제조 방법 {HOT STAMPING COMPONENT, AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 핫 스탬핑 부품 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
자동차용 부품에는 경량화 및 안정성을 위해서 고강도강이 적용된다. 한편, 고강도강은 중량 대비 고강도 특성을 확보할 수 있으나, 강도가 증가함에 따라 프레스 성형성이 저하되어 가공 중 소재의 파단이 발생하거나, 스프링 백 현상이 발생하여 복잡하고 정밀한 형상의 제품의 성형에 어려움이 있다.
이러한 문제점을 개선하기 위한 방안으로 핫 스탬핑 공법이 있으며 이에 대한 관심이 높아지면서 핫 스탬핑용 소재에 대한 연구도 활발히 이루어지고 있다. 예컨대, 한국 공개특허공보 제10-2017-0076009호 발명에 개시된 바와 같이, 핫 스탬핑 공법은 핫 스탬핑용 강판을 고온으로 가열 후 프레스 금형 내에서 성형과 동시에 급속 냉각하여 고강도 부품을 제조하는 성형기술이다.
이와 관련된 기술로는 대한민국 특허공개공보 제10-2018-0095757호(발명의 명칭: 핫 스탬핑 부품의 제조방법) 등이 있다.
한편, 핫 스탬핑용 강판은 가열시 강판의 표면이 산화되어 스케일이 생성될 수 있고, 이에 따라 제품의 표면 특성, 도장성이 저하되고 내식성 또한 도금재보다 열위해지는 문제점이 있다. 따라서 제품 성형 후 스케일을 제거하는 쇼트 브라스트나 숏피닝 같은 별도의 공정이 필요하다. 혹은, 상기 문제점을 방지하기 위해 Al계 도금층을 사용하여 강판 표면의 산화 반응을 억제하고 Al의 부동태 피막 형성을 유도하여 강판의 내식성을 증대시키는 방법이 사용되어왔다. 그러나, 상기와 같은 Al 도금재의 경우 내열성은 우수하지만 Zn 도금재에 비하여 내식성이 열위하고 제조 단가가 증가하는 문제점이 있다.
그러나 Zn계 핫 스탬핑 강판은 핫 스탬핑 열처리 중 발생하는 Zn의 산화에 의해 도장 밀착성 및 외관이 크게 저하될 수 있다. 이를 해결하기 위해 숏 피닝 등의 후처리 공정을 도입하였으나 이는 추가 비용 및 공정을 발생시켜 생산성이 저하되는 문제점이 있다.
제10-2018-0095757호
본 발명의 실시예들은 표면성 및 도장성이 향상된 핫 스탬핑 부품 및 이의 제조 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 핫 스탬핑 부품은 강판; 상기 강판 위에 위치하고 Zn을 포함하는 도금층; 및 상기 도금층 위에 위치하는 표면 층;을 포함하고, 상기 표면 층은, Si계 무기계 후처리제를 포함하는 후처리층; 상기 도금층 상에서 상기 후처리층과 동일한 층에 위치하는 Zn 산화층; 및 상기 후처리층 및 상기 Zn 산화층 중 적어도 하나와 상기 도금층 사이에서, 상기 후처리층 및 상기 Zn 산화층 중 적어도 하나와 중첩하도록 위치하고, Si, Mn, O, Fe, Zn 및 SiO 중 적어도 하나를 포함하는 상호 확산층을 포함하고, 상기 강판의 인장 강도가 1680 MPa 이상이다.
상기 상호 확산층의 면적분율은 상기 후처리층의 전체 면적분율 대비 10% 이상 80% 이하일 수 있다.
상기 후처리층은 Si계 후처리제의 산화물, 및 상기 강판과 상기 도금층으로부터 확산된 성분들로서 Si, Mn, O, Fe, Zn 및 SiO 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 후처리층의 평균 두께는 상기 Zn 산화층의 평균 두께보다 작고, 상기 후처리층의 평균 두께는 상기 Zn 산화층의 평균 두께의 5% 이상 100% 미만일 수 있다.
상기 후처리층의 평균 두께는 0.5 ㎛ 내지 3 ㎛이고, 상기 Zn 산화층의 평균 두께는 1 ㎛ 내지 10 ㎛일 수 있다.
상기 상호 확산층의 평균 두께는 0.1 ㎛ 내지 2 ㎛일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 핫 스탬핑 부품의 제조 방법은 Zn을 포함하는 도금층 상에 Si계 무기계 후처리제가 도포된 강판을 가열로 내로 투입하여 가열하는 가열 단계; 상기 가열된 강판을 상기 가열로로부터 프레스 금형으로 이송하는 이송 단계; 상기 이송된 강판을 핫 스탬핑하여 성형체를 형성하는 성형 단계; 및 상기 성형체를 냉각하는 단계;를 포함하고, 상기 가열하는 단계에서, 상기 무기계 후처리제와 상기 도금층의 성분이 확산되어 상호 확산층, 후처리층, 및 상기 도금층이 산화된 Zn 산화층이 형성되고, 상기 상호 확산층은, 상기 후처리층 및 상기 Zn 산화층 중 적어도 하나와 상기 도금층 사이에서, 상기 후처리층 및 상기 Zn 산화층 중 적어도 하나와 중첩하도록 위치하고, Si, Mn, O, Fe, Zn 및 SiO 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 강판의 인장 강도는 1680 MPa 이상이다.
상기 상호 확산층의 면적분율은 상기 후처리층의 전체 면적분율 대비 10% 이상 80% 이하로 형성될 수 있다.
상기 후처리층은 상기 무기계 후처리제의 산화물, 및 상기 강판과 상기 도금층으로부터 확산된 성분들로서 Si, Mn, O, Fe, Zn 및 SiO 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 후처리층의 평균 두께는 상기 Zn 산화층의 평균 두께보다 작고, 상기 후처리층의 평균 두께는 상기 Zn 산화층의 평균 두께의 5% 이상일 수 있다.
상기 후처리층의 평균 두께는 0.5 ㎛ 내지 3 ㎛이고, 상기 Zn 산화층의 평균 두께는 1 ㎛ 내지 10 ㎛로 형성될 수 있다.
상기 상호 확산층의 평균 두께는 0.1 ㎛ 내지 2 ㎛로 형성될 수 있다.
상기 가열 단계에서, 상기 강판은 상기 가열로 내에서 Ac3 내지 910 ℃의 온도 범위를 가지는 타겟 가열온도까지 가열되고, 120초 내지 600초 동안 체류하면서 가열될 수 있다.
상기 가열 단계 이전에, 상기 도금층이 형성된 강판 위에 상기 Si계 무기계 후처리제를 도포하고 건조하여 프리(pre) 후처리층을 형성하는 후처리 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 후처리 단계에서, 상기 무기계 후처리제는 상기 강판에 0.5 ㎛ 내지 3 ㎛의 두께로 도포되어 상기 프리 후처리층을 형성하고, 상기 무기계 후처리제의 도포량은 0.5 g/m2 내지 3 g/m2 일 수 있다.
상기 후처리 단계에서, 상기 무기계 후처리제가 도포된 강판을 70 ℃ 내지 150 ℃ 온도에서 1초 내지 10초 동안 건조할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 무기계 후처리를 이용하여 표면성 및 도장성이 향상된 핫 스탬핑 부품 및 이의 제조 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 핫 스탬핑 부품의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 핫 스탬핑 공전 전의 소재의 일부를 도시하는 TEM(투과전자현미경) 이미지이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 핫 스탬핑 공정 후의 부품의 일부를 도시하는 TEM 이미지이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 핫 스탬핑 공정 후의 부품의 단면도를 도시한 도면이다.
도 5는 도 2의 핫 스탬핑 공정 후의 부품의 일부를 확대한 TEM 이미지이다.
도 6은 비교예들에 따른 핫 스탬핑 부품과 본 발명의 일 실시예에 따른 핫 스탬핑 부품의 밀착성 평가를 비교한 도면이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과, 및 특징 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.
이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
이하의 실시예에서, 막, 영역, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 위에 또는 상에 있다고 할 때, 다른 부분의 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기, 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 진행될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 핫 스탬핑 부품의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 핫 스탬핑 부품의 제조 방법은 후처리 단계(S100), 가열 단계(S200), 이송 단계(S300), 성형 단계(S400), 및 냉각 단계(S500)를 포함할 수 있다.
후처리 단계(S100)에서는 Zn을 포함하는 도금층이 형성된 강판 위에 Si계 무기계 후처리제를 도포하여 프리 후처리층을 형성하고 건조하여 후처리된 강판을 준비할 수 있다. 후처리 단계(S100) 이전의 도금층이 형성된 강판을 준비하는 단계는, 핫 스탬핑 용으로 적용되는 공지의 조성을 가지는 강 슬라브를 준비하고, 상기 강 슬라브를 공지의 열간압연 및 냉간압연 중 적어도 하나를 수행한 후에 소둔 열처리함으로써, 강판재를 제조하는 과정으로 진행될 수 있다. 상기 소둔 열처리 후에, 상기 강판재 상에 Zn 도금층을 공지의 방법에 의해 형성할 수 있다.
후처리 단계(S100)에서 무기계 후처리제가 도포된 강판을 건조하여 프리 후처리층을 형성할 수 있다. 이때, 상기 건조 단계는 일 예로 70 ℃ 내지 150 ℃ 온도에서 1초 내지 10초 동안 수행될 수 있다.
후처리 단계(S100)에서 생성되는 핫 스탬핑 전 부품에 관하여는 후술하는 도 2에서 더 상세히 설명한다.
이후, 가열 단계(S200)에서 상기 무기계 후처리제가 도포된 강판을 가열로 내로 투입하여 가열할 수 있다. 상기 가열 단계에서, 강판은 가열로 내에서 강판의 재질 확보 및 Zn 도금층의 기화 방지를 위해 타겟 가열온도까지 가열될 수 있으며, 상기 타겟 가열온도는 약 Ac3 내지 약 910℃일 수 있다. 강판은 가열 단계(S200)에서 약 120초 내지 약 600초 동안 체류하면서 가열될 수 있다.
가열 단계(200) 중 강판 온도가 약 700℃에서부터 타겟 가열온도에 도달하는 구간에서의 강판의 평균 승온속도는 약 1.5 ℃/sec 내지 약 7 ℃/sec일 수 있다. 평균 승온속도가 약 1.5 ℃/sec 내지 약 7 ℃/sec인 경우, 도금층과 후처리층 간의 성분이 상호 확산되며, 동시에 강판과 도금층의 재질을 확보할 수 있다. 승온 속도가 약 1.5 ℃/sec 미만인 경우 강판의 재질 미달 및 생산성 저하의 문제가 있고, 승온 속도가 약 7 ℃/sec 초과인 경우 도금층의 과합금화로 인하여 타겟하는 도금층 구조를 확보하기 어렵다.
실시예에 따라서, 가열 단계에서는 다단 가열 또는 균열 가열을 할 수 있다.
다단 가열 단계는 강판을 단계적으로 가열하는 단계일 수 있고, 균열 가열 단계는 균일한 온도로 다단 가열된 강판을 가열하는 단계일 수 있다. 다단 가열 단계에서는 강판이 가열로 내에 구비된 복수의 구간을 통과하며 단계적으로 승온될 수 있다. 가열로 내에 구비된 복수의 구간 중 다단 가열 단계가 수행되는 구간은 복수 개 존재할 수 있고, 강판이 투입되는 가열로의 입구로부터 강판이 취출되는 가열로의 출구 방향으로 높아지도록 각 구간별로 온도가 설정되어 강판을 단계적으로 승온시킬 수 있다. 다단 가열 단계 이후에 균열 가열 단계가 이루어질 수 있다. 균열 가열 단계에서는 다단 가열된 강판이 약 Ac3 내지 약 910 ℃의 온도로 설정된 가열로의 구간을 통과하며 열처리될 수 있다. 또한, 가열로 내에 구비된 복수의 구간 중 균열 가열 단계가 수행되는 구간은 적어도 하나 이상일 수 있다.
상기 가열 단계(S200) 수행 중에 상기 후처리제를 포함하는 프리 후처리층과 도금층의 성분이 상호 확산되어 형성된 상호 확산층, 제2 후처리층 및 상기 도금층이 산화된 Zn 산화층이 형성될 수 있다. 상기 상호 확산층은, 상기 제2 후처리층 및 상기 Zn 산화층 중 적어도 하나와 상기 도금층 사이에서, 상기 제2 후처리층 및 상기 Zn 산화층 중 적어도 하나와 중첩하도록 위치하고, Si, Mn, O, Fe, Zn 및 SiO를 포함할 수 있다. 가열 단계(S200) 이후의 부품의 상술한 층들에 관하여는 후술하는 도 3 내지 도 5에서 더 상세히 설명한다.
이후 이송 단계(S300)에서 상기 가열된 강판을 가열로로부터 프레스 금형으로 이송할 수 있다. 이송 단계(S300)에서 가열된 블랭크는 5초 내지 30초 동안 공랭될 수 있다.
성형 단계(S400)는 이송된 강판을 핫 스탬핑하여 성형체를 형성하는 단계이다. 성형 단계(S400)에서 성형 개시 온도는 약 550 ℃ 내지 약 750 ℃일 수 있다. 성형 온도가 약 750 ℃ 이상인 경우는 액화 금속 취화 현상(Liquid Metal Embrittlement; LME) 현상으로 인해 부품 측벽부에 크랙이 약 10 ㎛ 이상의 수준으로 발생하여 내구성이 저하되는 문제점이 있다. 반대로 성형 온도가 약 550 ℃ 이하인 경우는 강판의 재질 미달의 문제점이 있다.
냉각 단계(S500)는 형성된 성형체를 냉각하는 단계이다. 냉각 단계(S500)에서 평균 냉각 속도는 약 25 ℃/sec 이상일 수 있다.
프레스 금형에서 최종 부품형상으로 성형하는 것과 동시에 성형체를 냉각하여 최종 제품이 형성될 수 있다. 프레스 금형에는 내부에 냉매가 순환하는 냉각 채널이 구비될 수 있다. 프레스 금형에 구비된 냉각 채널을 통하여 공급되는 냉매에 순환에 의해 가열된 블랭크를 급랭시킬 수 있게 된다. 이때, 판재의 스프링 백(spring back) 현상을 방지함과 더불어 원하는 형상을 유지하기 위해서는 프레스 금형을 닫은 상태에서 가압하면서 급랭을 실시할 수 있다. 가열된 블랭크를 성형 및 냉각 조작을 함에 있어, 마르텐사이트 종료 온도까지 평균냉각속도를 최소 10℃/s 이상으로 냉각할 수 있다. 블랭크는 프레스 금형 내에서 3초 내지 20초간 유지될 수 있다. 프레스 금형 내 유지 시간이 3초 미만일 경우, 소재의 냉각의 충분히 이뤄지지 않아 잔존 열에 의한 부위 별 온도 편차로 취수 품질에 영향을 줄 수 있다. 또한, 충분한 양의 마르텐사이트가 생성되지 않아 기계적 물성이 확보되지 않을 수 있다. 반면에, 프레스 금형 내 유지 시간이 20초를 초과하는 경우, 프레스 금형 내 유지 시간이 길어져 생산성이 저하될 수 있다.
이와 같은 본 발명의 일 실시예에 의한 제조 방법을 통해서 제어된 핫 스탬핑 부품은 무기계 후처리제와 도금층의 성분이 상호 확산되어 형성된 상호 확산층을 통해 표면성 및 도장 밀착력이 향상될 수 있다. 이때 상호 확산층의 면적 분율은 상기 제2 후처리층의 전체 면적 분율 대비 10% 이상 80% 이하일 수 있다. 그리고, 상기 제2 후처리층의 평균 두께는 Zn 도금층이 산화되어 형성된 Zn 산화층의 평균 두께보다 작을 수 있다. 이들 층의 구체적인 관계에 관하여는 후술하는 도 3 내지 도 5에서 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 핫 스탬핑 공정(또는 가열) 전의 소재(10)(이하, '핫 스탬핑 소재'로 지칭할 수 있다.)의 일부를 도시하는 TEM(투과전자현미경) 이미지이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 핫 스탬핑 소재(10)는 강판(100), 핫 스탬핑 전 도금층(200p) 및 상기 도금층(200p) 상의 프리(pre) 후처리층(300p)을 포함할 수 있다. 이하, 핫 스탬핑 소재(10)의 후처리층(300p)을 후술하는 핫 스탬핑 공정 후의 부품(20)의 후처리층(310)과 구별하기 위해 '프리 후처리층(300p)'으로 지칭하여 설명한다.
본 발명의 강판(100)은 소정의 합금 원소를 소정 함량 포함하도록 주조된 슬래브에 대해 열연 공정 및/또는 냉연 공정을 진행하여 제조된 강판일 수 있다. 강판(100)은 탄소(C), 실리콘(Si), 망간(Mn), 인(P), 황(S), 크롬(Cr), 붕소(B), 몰리브데넘(Mo), 니켈(Ni), 첨가제 및 잔부의 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물을 포함할 수 있다. 또한, 일 실시예로, 강판(100)은 첨가제로서 티타늄(Ti), 니오븀(Nb) 및 바나듐(V) 중 적어도 어느 하나를 더 포함할 수 있다. 다른 실시예로, 강판(100)은 소정 함량의 칼슘(Ca)을 더 포함할 수 있다.
탄소(C)는 강판(100) 내 오스테나이트 안정화 원소로 작용한다. 탄소는 강판(100)의 강도 및 경도를 결정하는 주요 원소이며, 핫스탬핑 공정 이후, 강판(100)의 인장강도(예컨대, 1,680MPa 이상의 인장강도)를 확보하고, 소입성 특성을 확보하기 위한 목적으로 첨가된다. 이러한 탄소는 강판(100) 전체중량에 대하여 0.25wt% 내지 0.50wt%로 포함될 수 있다. 탄소의 함량이 0.25wt% 미만인 경우, 경질상(마르텐사이트 등) 확보가 어려워 강판(100)의 기계적 강도를 만족시키기 어렵다. 이와 반대로 탄소의 함량이 0.50wt%를 초과하는 경우, 강판(100)의 취성 발생 또는 굽힘 성능 저감 문제가 야기될 수 있다.
실리콘(Si)은 강판(100) 내 페라이트 안정화 원소로 작용한다. 실리콘(Si)은 고용 강화 원소로서 강판(100)의 연성을 향상시키며, 저온역 탄화물의 형성을 억제함으로써 오스테나이트 내 탄소 농화도를 향상시킨다. 또한, 실리콘은 열연, 냉연, 열간 프레스 조직 균질화(펄라이트, 망간 편석대 제어) 및 페라이트 미세 분산의 핵심 원소이다. 실리콘은 마르텐사이트 강도 불균질 제어 원소로 작용하여 충돌성능을 향상시키는 역할을 한다. 이러한 실리콘은 강판(100) 전체중량에 대하여 0.10wt% 내지 0.8wt% 포함될 수 있다. 실리콘의 함량이 0.10wt% 미만인 경우, 상술한 효과를 얻기 어려우며 최종 핫스탬핑 마르텐사이트 조직에서 세멘타이트 형성 및 조대화 발생할 수 있고, 강판(100)의 균일화 효과가 미미하고 V-벤딩각을 확보할 수 없게 된다. 이와 반대로 실리콘의 함량이 0.8wt%를 초과하는 경우, 열연, 냉연 부하가 증가하며 열연 붉은형 스케일이 과다해지고 강판(100)의 도금 특성이 저하될 수 있다.
망간(Mn)은 강판(100) 내 오스테나이트 안정화 원소로 작용한다. 망간은 열처리시 소입성 및 강도 증가 목적으로 첨가된다. 이러한 망간은 강판(100) 전체중량에 대하여 0.30wt% 내지 3.0wt% 포함될 수 있다. 망간의 함량이 0.30wt% 미만인 경우, 결정립 미세화 효과가 충분하지 못하여, 소입성 미달로 핫스탬핑 후 성형품 내의 경질상 분율이 미달될 수 있다. 반면에, 망간의 함량이 3.0wt%를 초과하는 경우, 망간 편석 또는 펄라이트 밴드에 의한 연성 및 인성이 저하될 수 있으며, 굽힘 성능 저하의 원인이 되고 불균질 미세조직이 발생할 수 있다.
인(P)은, 강판(100)의 인성 저하를 방지하기 위해, 강판(100) 전체중량에 대하여 0 초과 0.05wt% 이하로 포함될 수 있다. 인의 함량이 0.05wt%를 초과하는 경우, 인화철 화합물이 형성되어 인성 및 용접성이 저하되고, 제조 공정 중 강판(100)에 크랙이 유발될 수 있다.
황(S)은 강판(100) 전체중량에 대하여 0 초과 0.01wt% 이하 포함될 수 있다. 황의 함량이 0.01wt%를 초과하면 열간 가공성, 용접성 및 충격특성이 저하되고, 거대 개재물 생성에 의해 크랙 등 표면 결함이 발생할 수 있다.
붕소(B)는 페라이트, 펄라이트 및 베이나이트 변태를 억제하여 마르텐사이트 조직을 확보함으로써, 강판(100)의 소입성 및 강도를 확보하는 목적으로 첨가된다. 또한, 붕소는 결정입계에 편석되어 입계 에너지를 낮추어 소입성을 증가시키고, 오스테나이트 결정립 성장 온도 증가로 결정립 미세화 효과를 가진다. 이러한 붕소는 강판(100) 전체중량에 대하여 0.0005wt% 내지 0.005wt%로 포함될 수 있다. 붕소가 상기 범위로 포함시 경질상 입계 취성 발생을 방지하며, 고인성과 굽힘성을 확보할 수 있다. 붕소의 함량이 0.0005wt% 미만인 경우, 소입성 효과가 부족하고, 이와 반대로, 보론의 함량이 0.005wt%를 초과하는 경우, 고용도가 낮아 열처리 조건에 따라 결정립계에서 쉽게 석출되어 소입성이 열화되거나 고온 취화의 원인이 될 수 있고, 경질상 입계 취성 발생으로 인성 및 굽힘성이 저하될 수 있다.
크롬(Cr)은 강판(100)의 소입성 및 강도를 향상시키는 목적으로 첨가된다. 크롬은 석출경화를 통한 결정립 미세화 및 강도 확보를 가능하게 한다. 이러한 크롬은 강판(100) 전체중량에 대하여 0.01wt% 내지 1.0wt% 포함될 수 있다. 크롬의 함량이 0.01wt% 미만인 경우, 석출경화 효과가 저조하고, 이와 반대로, 크롬의 함량이 1.0wt%를 초과하는 경우, Cr계 석출물 및 매트릭스 고용량이 증가하여 인성이 저하되고, 원가 상승으로 생산비가 증가할 수 있다.
몰리브데넘(Mo)은 강판(100) 전체 중량에 대하여 0.01 wt% 내지 1.0 wt% 이하로 포함될 수 있다.
니켈(Ni)은 강판(100) 전체 중량에 대하여 0.001 wt% 내지 1.0 wt% 이하로 포함될 수 있다.
첨가제는 질화물 또는 탄화물 생성 원소일 수 있다. 구체적으로, 첨가제는 티타늄(Ti), 니오븀(Nb) 및 바나듐(V) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 티타늄(Ti), 니오븀(Nb) 및 바나듐(V)은 질화물 또는 탄화물 형태의 미세석출물들을 형성함으로써, 핫스탬핑, 담금질한 부재의 강도를 확보할 수 있다. 또한, 이들은 Fe-Mn계 복합 산화물에 함유되고, 내지연 파괴 특성 향상에 유효한 수소 트랩 사이트로서 기능하고, 내지연 파괴성을 개선하는 데 필요한 원소이다. 이러한 첨가제는 합계로 강판(100) 전체중량에 대하여 0.01wt% 내지 0.1wt% 이하로 포함될 수 있다. 첨가제의 함량이 0.1wt%를 초과하면 항복 강도의 상승이 과도하게 커질 수 있다.
티타늄(Ti)은 열간 프레스 열처리 후 석출물 형성에 의한 소입성 강화 및 재질 상향 목적으로 첨가될 수 있다. 또한, 고온에서 Ti(C, N) 등의 석출상을 형성하여, 오스테나이트 결정립 미세화에 효과적으로 기여한다. 티타늄은 연주 불량 및 석출물 조대화를 방지하고, 강재의 물성을 용이하게 확보할 수 있으며, 강재 표면에 크랙 발생 등의 결함을 방지할 수 있다.
니오븀(Nb) 및 바나듐(V)은 마르텐사이트 패캣 크기(Packet size) 감소에 따른 강도 및 인성 증가를 목적으로 첨가된다. 니오븀 및 바나듐 열간압연 및 냉간압연 공정에서 강재의 결정립 미세화 효과가 우수하고, 제강/연주시 슬래브의 크랙 발생과, 제품의 취성 파단 발생을 방지하며, 제강성 조대 석출물 생성을 최소화할 수 있다.
강판(100)은 일 예로 하기 [표 1]과 같은 조성을 가질 수 있다. 하기 [표 1]을 참조하면 C, Si, Mn, P, S 및 B는 필수 성분이고, Cr, Mo, Ni 및 첨가제는 선택 성분일 수 있다. 첨가제는 일 예로, Ti, Nb 및 V 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있고, 이들의 총량은 약 0.01 내지 약 0.1 wt%일 수 있다.
성분(wt%)
C Si Mn P S B Cr Mo Ni 첨가제
0.25~0.50 0.10~0.80 0.30~3.0 0.05 이하 0.01 이하 0.0005~0.005 0.01~1.0 0.01~1.0 0.001~1.0 0.01~0.1
본 발명의 강판(100)의 조직은 일 예로 페라이트, 펄라이트, 잔부 기타불가피한 조직 및 기타 석출물을 포함할 수 있다. 본 발명의 강판(100)의 물성은 일 예로 핫 스탬핑 후 인장강도(TS)가 약 1680 내지 약 2300 MPa, 항복강도(YP)는 약 1150 내지 약 1500 MPa, 및 연신율(EL)은 약 4% 이상 약 10% 이하일 수 있다.
본 발명의 도금층(200p)은 Zn계 도금층일 수 있다. 즉, 본 발명의 핫 스탬핑 소재(10)는 아연도금강판으로서, 일 예로 강판(100)과 아연이 열 확산에 의해 합금화된 도금층(200p)이 형성된 합금화 용융아연도금강판(Galva-annealed Iron; GA), 강판(100)의 표면에서 용융상태의 아연이 응고하는 동안 형성된 미세한 아연 결정립으로 도금층(200p)이 형성된 결정립용융아연도금강판(Galbanized Iron; GI)일 수 있다.
본 발명의 핫 스탬핑 전의 도금층(200p)은 Zn, Fe를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 도금층(200p)은 강판(100)의 일 면에 약 15 g/m2 내지 약 100 g/m2(양면 기준 약 30~200 g/m2)의 부착량으로 도금될 수 있고, 도금층(200p)의 두께(h1)는 약 4㎛ 내지 약 30㎛일 수 있다.
본 발명의 프리 후처리층(300p)은 도 1에서 전술한 후처리 단계(S100)에서 도포하고 건조하여 형성된 층이다. 프리 후처리층(300p)에 관하여 전술한 후처리 단계(S100)와 연관지어 설명한다. 프리 후처리층(300p)은 무기계 후처리제를 포함하고, 일 예로 Si계 무기계 후처리제일 수 있다. 프리 후처리층(300p)의 상기 Si는 핫 스탬핑 열처리 공정 중 강판(100) 또는 도금층(200p) 표면에 SiO를 포함하는 상호확산층을 형성하여 핫 스탬핑 부품의 부품 특성을 향상시킨다. 이에 관하여는 후술하는 관련 도면에서 더 상세히 설명한다. 본 발명에서는 무기계 후처리제를 사용함으로써 카본(C) 사슬을 포함하는 유기계 후처리제를 사용하는 경우 핫 스탬핑 공정 중 가열로 인해 사슬이 절단되어 내구성이 떨어지는 문제점을 개선할 수 있다.
후처리 단계(S100)에서 상기 무기계 후처리제는 강판(100)에 약 0.5 ㎛ 내지 약 3 ㎛의 두께로 도포되어 프리 후처리층(300p)을 형성할 수 있다. 즉, 프리 후처리층(300p)의 두께(h0)는 약 0.5 ㎛ 내지 약 3 ㎛일 수 있다. 이때 상기 무기계 후처리제의 도포량은 약 0.5 g/m2 내지 약 3 g/m2 일 수 있다. 본 발명의 무기계 후처리제가 이와 같은 도포량으로 도포되어야 후술하는 본 발명의 일 실시예에 따른 핫 스탬핑 부품 및 이의 표면성, 도장 밀착력을 확보할 수 있다.
이하, 도 3 및 도 4를 함께 참조하여 핫 스탬핑 공정 후의 최종 부품에 관하여 설명한다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 핫 스탬핑 공정 후의 부품(20)의 일부를 도시하는 TEM 이미지이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 핫 스탬핑 공정 후의 부품(20)(이하, '핫 스탬핑 부품'으로 지칭할 수 있다.)의 단면도를 도시한 도면이다. 이하, 핫 스탬핑 부품(20)은 도 1에서 전술한 S200~S500 단계가 모두 수행된 후의 부품을 의미할 수 있다. 도 2에서 전술한 내용과 실질적으로 동일한 내용은 설명을 생략하거나 간단히 할 수 있다.
본 발명의 핫 스탬핑 부품(20)은 강판(100), Zn을 포함하는 도금층(200) 및 핫 스탬핑 공정을 통해 형성된 표면 층(300)을 포함할 수 있다. 표면 층(300)은 도금층(200) 위에 위치하고, 후처리층(310), Zn 산화층(320) 및 상호 확산층(330)을 포함할 수 있다. 핫 스탬핑 공정 후의 강판(100)의 성분은 도 2에서 전술한 핫 스탬핑 공정 전의 강판(100)과 유사할 수 있으나, 그 조직은 다를 수 있다. 본 발명의 핫 스탬핑 공정 후 강판(100)의 조직은 상변태되어, 일 예로 마르텐사이트 90% 이상, 잔부 기타 불가피한 조직 및 기타 석출물을 10% 미만으로 포함할 수 있다.
핫 스탬핑 공정 후의 도금층(200)은 핫 스탬핑 소재(10)의 강판(100)과 도금층(200p)의 성분이 상호 확산되어 형성될 수 있다. 도금층(200)은 Zn, Fe, Al, Mn 및 Si 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 도금층(200)의 조성은 일 예로, 10~70 wt% Fe, 0~5 wt% Al, 0~5wt% Mn, 0~5wt% Si, 잔부 Zn 및 기타 불순물 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 도금층(200)은 약 5㎛ 내지 약 50㎛의 두께로 형성될 수 있다. 도금층(200)의 두께가 5㎛ 미만인 경우 내식성이 저하될 수 있으며, 두께가 50㎛ 초과시에는 생산성이 저하될 수 있다.
표면 층(300)은 핫 스탬핑 소재(10)의 강판(100), 도금층(200p)의 성분이 프리 후처리층(300p)으로 확산되어 형성될 수 있다. 또는 핫 스탬핑 공정 중 핫 스탬핑 소재(10)의 강판(100), 도금층(200p)의 성분이 확산되어 형성되는 핫 스탬핑 부품(20)의 도금층(200) 성분이 후처리층(300p)으로 확산되어 형성될 수 있다. 표면 층(300)은 도금층(200) 위에 위치하고, 후처리층(310), Zn 산화층(320) 및 상호 확산층(330)을 포함할 수 있다.
후처리층(310)은 도금층(200) 위에 위치하고, 무기계 후처리제를 포함할 수 있다. 일 예로 후처리층(310)은 Si계 무기계 후처리제를 포함할 수 있으며, 프리 후처리층(300p) 대비 후처리층(310)은 Si가 산화된 SiO 등의 산화 실리콘, 그리고 도금층(200p)이나 강판(100)으로부터 확산된 성분들을 더 포함할 수 있다. 후처리층(310)은 Si계 후처리제, 상기 후처리제의 산화물, 및 상기 강판(100) 상기 도금층(200)의 성분이 혼합되어 형성될 수 있다. 또는 핫스탬핑 소재(10)의 강판(100) 및 도금층(200p)의 성분이 혼합되어 형성될 수 있다. 일 예로, 상기 강판(100)이나 도금층(200, 200p)으로부터 확산된 성분들은 Si, O, Mn, Zn 및 Fe 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
후처리층(310)은 도금층(200) 상에 형성되어 도금층(200, 200p)의 Zn 성분이 산소와 결합하여 도장 밀착성을 저하시키는 Zn 산화층이 형성되는 것을 억제, 최소화할 수 있다. 이와 같이 후처리층(310)은 도장층과의 바인딩을 저해하는 Zn 산화물의 생성은 억제하고, 도장층과의 바인딩을 향상시키는 Si 산화물의 생성을 유도함으로써 최종적으로 핫 스탬핑 부품(20)의 도장 밀착력을 향상시킬 수 있다. 후처리층(310)의 Zn 평균 함량은 도금층(200)의 Zn 평균 함량보다 작을 수 있다. 후처리층(310)의 Zn 평균 함량은 후처리층(310)의 Si 평균 함량보다 작을 수 있다. 일 예로, 후처리층(310) 및 그 위에 형성되는 도장층(미도시)과의 사이 인산염을 포함하는 인산염 처리층이 더 게재될 수 있고, 후처리층(310)은 이러한 인산염 처리층과의 결합력이 강하며 이에 따라 도장 밀착성 또한 향상될 수 있다.
후처리층(310)의 평균 두께(h3)는 후술하는 Zn 산화층(320)의 평균 두께(h4)보다 작을 수 있다. 후처리층(310)의 평균 두께(h3)는 Zn 산화층(200)의 평균 두께(h4)의 약 5% 이상 약 100% 미만일 수 있다. 일 예로, 후처리층(310) 평균 두께(h3)는 약 0.5 ㎛ 내지 약 3 ㎛일 수 있으며, 0.5 ㎛이하인 경우 도장성이 저하될 수 있다. 후처리층(310)의 전체 표면 층(300) 대비 면적분율은 약 20% 내지 약 100%일 수 있으며, 20% 미만인 경우 도장성이 저하될 수 있다. 후처리층(310)은 SiO, Zn, Fe 및 Mn 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 후처리층(310)의 조성은 일 예로 하기 [표 2]와 같이, Si 20~90 wt%, Mn 0~15 wt%, O 10~80 wt%, Fe 0~15 wt% 및 Zn 0~15 wt%일 수 있다.
Si Mn O Fe Zn
20~90wt% 0~15 wt% 10~80 wt% 0~15 wt% 0~15 wt%
Zn 산화층(320)은 도금층(200) 상에서 후처리층(310)과 동일한 층에 위치할 수 있다. Zn 산화층(320)은 도금층(200)의 아연이 핫 스탬핑 열처리 공정 중 산화되어 형성될 수 있다. Zn 산화층(320)은 부품의 표면성 및 도장 밀착력을 저하시키는 문제점을 야기할 수 있다. Zn 산화층(320)의 평균 두께(h4)는 약 1 ㎛ 내지 약 10 ㎛일 수 있고, 10 ㎛ 초과 시 부품의 도장성이 저하될 수 있다. 본 발명에서는 전술한 무기계 후처리제로 구성되는 후처리층(310)과 이로부터 형성되는 후술하는 상호 확산층(330)의 형성을 통해 Zn 산화층(320)의 두께 및 면적분율을 감소시킴으로써 표면성 및 도장성 저하를 해결하고자 한다.
본 발명의 상호 확산층(330)은 후처리층(310) 및 Zn 산화층(320) 중 적어도 하나와 도금층(200) 사이에서, 후처리층(310) 및 Zn 산화층(320) 중 적어도 하나와 중첩하도록 위치할 수 있다. 본 도면에서는 상호 확산층(330)이 후처리층(310)과 도금층(200) 사이에서 상호 확산층(330)의 적어도 일부가 이들과 중첩하는 것을 예시로 도시하였다. 상호 확산층(330)은 Si, Mn, O, Fe, Zn 및 SiO 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상호 확산층(330)의 조성은 일 예로 하기 [표 3]과 같이, Si 15~35 wt%, Mn 0~15 wt%, O 35~80 wt%, Fe 0~15 wt% 및 Zn 5~40 wt%일 수 있다. 상호 확산층(330)의 Zn 평균 함량은 전술한 후처리층(310)의 Zn 평균 함량보다 클 수 있다.
Si Mn O Fe Zn
15~35 wt% 0~15 wt% 35~80 wt% 0~15 wt% 5~40 wt%
상호 확산층(330)의 면적분율은 후처리층(310)의 전체 면적분율 대비 약 10% 이상 약 80% 이하일 수 있다. 상호 확산층(330)이 후처리층(310)의 10 % 이상으로 존재해야 도금층(200)과 그 위의 도장층(미도시)과의 결합력이 확보되고 Zn 산화층(320)을 충분히 감소시켜 필요한 도장성을 확보할 수 있다.
상호 확산층(330)의 평균 두께는 일 예로 약 0.1 ㎛ 내지 약 2 ㎛일 수 있다. 상호 확산층(330)의 평균 두께는 후처리층(310)의 평균 두께의 약 10% 이상 약 80% 이하일 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면 핫 스탬핑 열처리를 통해 (제1) 후처리층(300p)으로부터 형성된 후처리층(310) 및 상호 확산층(330)을 포함하는 표면 층(300)은, 도금층(200)과의 추가적인 결합력으로 인해 핫 스탬핑 부품(20)의 도장 밀착력을 향상시킬 수 있다. 또한, 무기계 후처리제를 이용한 상호 확산층(330)의 형성을 이용하여 도금층(200)의 Zn이 그 표면으로 확산되지 않고 오히려 상호 확산층(330)에서 소모되게 함으로써, 즉 후처리층(310)보다 Zn 평균 함량이 높은 상호 확산층(330)을 형성함으로써, Zn 산화층(320)의 양은 감소시키고 최종적으로 도장 밀착력을 향상시킬 수 있다.
도 5는 도 3의 핫 스탬핑 공정 후의 부품의 일부를 확대한 TEM 이미지(21)이다. 전술한 바와 실질적으로 동일한 내용은 설명을 생략하거나 간단히 할 수 있다.
도 5를 참조하면, 핫 스탬핑 부품(21) 중 Zn 도금층(200), 그 위에 위치하는 표면 층(300), 및 표면 층(300) 상에 도포된 분석용 샘플링을 위한 샘플링 플레이트(400)가 도시되어 있다. 제2 후처리층(310) 및 상호확산층(330)을 포함하는 표면 층(300)은 그 아래에 위치하는 도금층(200)과 그 상부에 코팅되는 도장층(미도시)을 서로 바인딩하는 역할을 수행하고, 상호 확산층(330)은 도금층(200)과 후처리층(310)의 바인딩을 수행하여, 최종적으로 도금층(200)과 도장층 사이의 결합력을 향상시키고 이에 따라 핫 스탬핑 부품(20)의 표면성 및 도장 밀착력이 증대될 수 있다.
도 6은 비교예들에 따른 핫 스탬핑 부품과 본 발명의 일 실시예에 따른 핫 스탬핑 부품의 밀착성 평가를 비교한 도면이다. 비교예 1은 합금화 용융아연도금강판(GA)에 본 발명의 무기계 후처리제를 도포하지 않고, 숏피닝 공정을 수행하지 않은 경우이고, 비교예 2는 동일한 GA 강판에 숏피닝 용 분말을 이용하여 숏피닝 후처리 공정을 실시한 경우(본 발명의 무기계 후처리제는 도포하지 않음)이며, 실시예 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 핫 스탬핑 부품에 대한 실시예(숏피닝 등의 후처리 공정 미실시)를 나타낸다.
도 6의 밀착력 평가는 Dolly 테스트를 수행한 예시이며, 각 비교예나 실시예에 따라 준비된 핫 스탬핑 부품 상에 접착제를 이용하여 돌리를 고정한 후 분리할 때 테스트 부품의 표면의 물질일 얼마나 떼어져 나오는지에 따라 부품의 밀착력을 평가할 수 있다.
먼저 비교예 1은 숏피닝 공정을 수행하지 않은 실시예로서 부품의 표면 상의 도장층이나 도금층이 돌리 상에 상당 부분 묻어져 나와 도장성이 떨어지는 것을 확인할 수 있다. 반면, 비교예 2는 종래의 핫 스탬핑 부품의 도장성을 향상시키기 위한 방안으로 숏피닝 공정을 수행한 실시예로서, 돌리를 떼어내도 핫 스탬핑 부품의 표면이 거의 그대로 유지되어 도장성이 향상됨을 알 수 있다. 본 발명의 실시예 1을 참조하면, 숏 피닝이나 쇼트 블라스트 등의 후처리 공정을 실시하지 않고 본 발명의 무기계 후처리제를 사용한 경우에도 그 부품의 표면이 거의 그대로 유지되었다. 즉, 본 발명의 무기계 후처리제를 이용하여 숏피닝 등의 복잡하고 고비용의 공정이 없이도 이를 실시했을 때와 동일한 표면성, 도장성 및 밀착성이 확보되는 것을 확인할 수 있다.
이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
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Claims (20)

  1. 0.25 내지 0.5 wt%의 탄소(C), 0.1 내지 0.8 wt%의 실리콘(Si), 0.3 내지 3.0 wt%의 망간(Mn), 0 초과 0.5 wt% 이하의 인(P), 0 초과 0.01 wt% 이하의 황(S), 0.0005 내지 0.005 wt%의 붕소(B) 및 잔부의 철(Fe)을 포함하는 강판;
    상기 강판 상에 위치하고 Zn을 포함하는 도금층; 및
    상기 도금층 상에 위치하는 표면 층;을 포함하고,
    상기 표면 층은,
    Si계 무기계 후처리제를 포함하고 상기 도금층과 접하는 후처리층;
    상기 도금층과 접하는 Zn 산화층; 및
    상기 후처리층 및 상기 Zn 산화층 중 적어도 하나와 상기 도금층 사이에서, 상기 후처리층 및 상기 Zn 산화층 중 적어도 하나와 중첩하도록 위치하고, Si, Mn, O, Fe, Zn 및 SiO 중 적어도 하나를 포함하는 상호 확산층;을 포함하고,
    상기 상호 확산층의 Zn 평균 함량은 상기 후처리층의 Zn 평균 함량보다 큰, 핫 스탬핑 부품.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 상호 확산층의 면적분율은 상기 후처리층의 전체 면적분율 대비 10% 이상 80% 이하인, 핫 스탬핑 부품.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 후처리층은 Si계 후처리제의 산화물, 및 상기 강판과 상기 도금층으로부터 확산된 성분들로서 Si, Mn, O, Fe, Zn 및 SiO 중 적어도 하나를 포함하는, 핫 스탬핑 부품.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 후처리층의 평균 두께는 상기 Zn 산화층의 평균 두께보다 작고,
    상기 후처리층의 평균 두께는 상기 Zn 산화층의 평균 두께의 5% 이상 100% 미만인, 핫 스탬핑 부품.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 후처리층의 평균 두께는 0.5 ㎛ 내지 3 ㎛이고,
    상기 Zn 산화층의 평균 두께는 1 ㎛ 내지 10 ㎛인, 핫 스탬핑 부품.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 후처리층의 면적분율은 표면 층의 전체 면적분율 대비 20% 내지 100%인, 핫 스탬핑 부품.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 후처리층은 Si 20~90 wt%, Mn 0~15 wt%, O 10~80 wt%, Fe 0~15 wt% 및 Zn 0~15 wt%를 포함하는, 핫 스탬핑 부품.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 상호 확산층은 Si 15~35 wt%, Mn 0~15 wt%, O 35~80 wt%, Fe 0~15 wt% 및 Zn 5~40 wt%를 포함하는, 핫 스탬핑 부품.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 상호 확산층의 평균 두께는 상기 후처리층의 평균 두께 대비 10% 이상 80% 이하인, 핫 스탬핑 부품.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 강판의 인장 강도는 1680 MPa 내지 2300 MPa 이고, 항복 강도는 1150 MPa 내지 1500 MPa 인, 핫 스탬핑 부품.
  11. Zn을 포함하는 도금층 상에 Si계 무기계 후처리제가 도포된 강판을 가열로 내로 투입하여 가열하는 가열 단계;
    상기 가열된 강판을 상기 가열로로부터 프레스 금형으로 이송하는 이송 단계;
    상기 이송된 강판을 핫 스탬핑하여 성형체를 형성하는 성형 단계; 및
    상기 성형체를 냉각하는 단계;를 포함하고,
    상기 가열하는 단계에서,
    상기 무기계 후처리제와 상기 도금층의 성분이 확산되어 상호 확산층, 후처리층, 및 상기 도금층이 산화된 Zn 산화층이 형성되고,
    상기 후처리층은 Si계 무기계 후처리제를 포함하고 상기 도금층과 접하도록 형성되고, 상기 Zn 산화층은 상기 도금층 상에서 상기 도금층과 접하도록 형성되며,
    상기 상호 확산층은, 상기 후처리층 및 상기 Zn 산화층 중 적어도 하나와 상기 도금층 사이에서, 상기 후처리층 및 상기 Zn 산화층 중 적어도 하나와 중첩하도록 위치하고, Si, Mn, O, Fe, Zn 및 SiO 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 강판은 0.25 내지 0.5 wt%의 탄소, 0.1 내지 0.8 wt%의 실리콘, 0.3 내지 3.0 wt%의 망간, 0 초과 0.5 wt% 이하의 인, 0 초과 0.01 wt% 이하의 황, 0.0005 내지 0.005 wt%의 붕소 및 잔부의 철(Fe)을 포함하고,
    상기 상호 확산층의 Zn 평균 함량은 상기 후처리층의 Zn 평균 함량보다 큰, 핫 스탬핑 부품의 제조 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 상호 확산층의 면적분율은 상기 후처리층의 전체 면적분율 대비 10% 이상 80% 이하로 형성되는, 핫 스탬핑 부품의 제조 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 후처리층은 상기 무기계 후처리제의 산화물, 및 상기 강판과 상기 도금층으로부터 확산된 성분들로서 Si, Mn, O, Fe, Zn 및 SiO 중 적어도 하나를 포함하는, 핫 스탬핑 부품의 제조 방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 후처리층의 평균 두께는 상기 Zn 산화층의 평균 두께보다 작고,
    상기 후처리층의 평균 두께는 상기 Zn 산화층의 평균 두께의 5% 이상인, 핫 스탬핑 부품의 제조 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 후처리층의 평균 두께는 0.5 ㎛ 내지 3 ㎛이고,
    상기 Zn 산화층의 평균 두께는 1 ㎛ 내지 10 ㎛로 형성되는, 핫 스탬핑 부품의 제조 방법.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 후처리층은 Si 20~90 wt%, Mn 0~15 wt%, O 10~80 wt%, Fe 0~15 wt% 및 Zn 0~15 wt%를 포함하는, 핫 스탬핑 부품의 제조방법.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 상호 확산층은 Si 15~35 wt%, Mn 0~15 wt%, O 35~80 wt%, Fe 0~15 wt% 및 Zn 5~40 wt%를 포함하는, 핫 스탬핑 부품의 제조방법.
  18. 제11항에 있어서,
    상기 상호 확산층의 평균 두께는 상기 후처리층의 평균 두께 대비 10% 이상 80% 이하인, 핫 스탬핑 부품의 제조방법.
  19. 제11항에 있어서,
    상기 가열 단계에서,
    상기 강판은 상기 가열로 내에서 Ac3 내지 910 ℃의 온도 범위를 가지는 타겟 가열온도까지 가열되고,
    상기 강판은 700 ℃에서부터 상기 타겟 가열온도까지의 온도 구간에서 1.5 ℃/sec 내지 7 ℃/sec의 평균 승온속도로 가열되어 상기 상호 확산층이 형성되는, 핫 스탬핑 부품의 제조 방법.
  20. 제11항에 있어서,
    상기 강판의 인장 강도는 1680 MPa 내지 2300 MPa 이고, 항복 강도는 1150 MPa 내지 1500 MPa 인, 핫 스탬핑 부품의 제조 방법.
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