KR20160027146A

KR20160027146A - 열간 프레스 부재의 제조 방법

Info

Publication number: KR20160027146A
Application number: KR1020167002756A
Authority: KR
Inventors: 세이지 나카지마; 미나코 모리모토; 사토루 안도
Original assignee: 제이에프이 스틸 가부시키가이샤
Priority date: 2013-07-02
Filing date: 2014-06-02
Publication date: 2016-03-09
Also published as: US20160151822A1; JPWO2015001705A1; EP3017892A1; MX2015017645A; CN105339106A; EP3017892A4; WO2015001705A1; US10384254B2; JP6020589B2

Abstract

본 발명은 내식성이 우수한 열간 프레스 부재의 제조 방법을 제공하는 것은 물론, 도금층 중의 아연이 강판에 침입하는 것에 기인하는 액체 금속 취성 깨짐이 일어나는 일이 없는 내액체 금속 취성이 우수한 열간 프레스 부재의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.　
하지 강판과, 상기 하지 강판상에 형성된 도금층을 구비하고, 도금층은 10∼25질량%의 Ni를 함유하고, 잔부가 Zn 및 불가피한 불순물로 이루어지며, 편면당 부착량이 10∼90g/㎡인 도금 강판을 850∼950℃까지 가열하고, 가열 후의 도금 강판의 온도가 650∼800℃일 때에, 열간 프레스 성형을 개시하는 것을 특징으로 하는 열간 프레스 부재의 제조 방법으로 한다.

Description

열간 프레스 부재의 제조 방법{METHOD OF MANUFACTURING HOT PRESS MEMBER}

본 발명은 열간 프레스 부재의 제조 방법에 관한 것이다. 특히, 자동차의 랜딩 부재나 차체 구조 부재 등의 제조에 본 발명을 바람직하게 적용할 수 있다.

종래부터, 자동차의 랜딩 부재나 차체 구조 부재 등의 대부분은 소정의 강도를 갖는 강판을 프레스 가공하여 제조된다. 근래, 지구 환경의 보전이라고 하는 관점에서, 자동차 차체의 경량화가 열망되고, 사용하는 강판을 고강도화하여, 그 판두께를 저감하는 노력이 계속되고 있다. 그러나, 강판의 고강도화에 수반해서, 프레스 가공성이 저하하기 때문에, 강판을 원하는 부재 형상으로 가공하는 것이 곤란하게 되는 경우가 많다.

그래서, 특허문헌 1에는 다이와 펀치로 이루어지는 금형을 이용해서, 가열된 강판을 가공하는 동시에 급랭하는 열간 프레스로 불리는 가공 기술이 제안되어 있다. 이 가공 기술에 의하면, 가공의 용이화와 고강도화의 양립이 가능하게 된다.

그러나, 이 열간 프레스에서는 열간 프레스 전에 강판을 950℃ 전후의 높은 온도로 가열하기 때문에, 강판 표면에는 스케일(철 산화물)이 생성되고, 그 스케일이 열간 프레스시에 박리되어, 금형을 손상시킨다. 또, 열간 프레스에서는 스케일이 열간 프레스 후의 부재 표면을 손상시킨다고 하는 문제가 있다. 또, 부재 표면에 남은 스케일은 외관 불량이나 도장 밀착성의 저하의 원인으로도 된다. 따라서, 통상은 산세나 숏 블라스트 등의 처리를 실행하여 부재 표면의 스케일을 제거하는 경우가 있다.

그러나, 이러한 스케일의 제거는 열간 프레스 부재의 제조 공정을 복잡하게 하며, 생산성의 저하를 초래한다.

또한, 자동차의 랜딩 부재나 차체 구조 부재 등에는 우수한 내식성도 필요하게 된다. 상술한 바와 같은 스케일을 제거하는 공정을 포함하는 방법으로 제조된 열간 프레스 부재에서는 도금층 등의 방청 피막이 마련되어 있지 않기 때문에, 부재의 내식성이 불충분하다.

이러한 것으로부터, 열간 프레스 전의 강판의 가열시에 스케일의 생성을 억제하는 동시에, 열간 프레스 후의 부재의 내식성을 향상시키는 것이 가능한 열간 프레스 기술이 요구된다. 이 요구에 대해, 강판 표면에 도금층을 마련한 도금 강판을 이용한 열간 프레스 방법이 제안되어 있다. 예를 들면, 특허문헌 2에는 Zn 또는 Zn베이스 합금으로 피복된 강판을 열간 프레스하여, Zn-Fe베이스 화합물 또는 Zn-Fe-Al베이스 화합물을 표면에 형성시킴으로써, 열간 프레스 부재의 내식성을 높이는 방법이 개시되어 있다.

또, 특허문헌 3에는 열간 프레스 전의 강판의 고온 열처리시에, 도금층에 포함되는 용융 Zn이 하지 강판에 침입해서 일어나는 액체 금속 취성 깨짐을 억제하는 기술이 개시되어 있다. 구체적으로는 특허문헌 3에는 소정의 강 조성을 갖는 강판 표면에, Fe함유율이 13∼80질량%이고, Al함유율이 0.4질량%이하의 Fe-Zn합금으로 이루어지고, 또한 Zn부착량이 10∼65g/㎡인 Zn도금층을 구비하는 열처리용 강판이 개시되어 있다.

특허문헌 1: 영국 특허공보 제1490535호 특허문헌 2: 일본 특허공보 제3663145호 특허문헌 3: 일본 특허공보 제4329639호

특허문헌 2에 기재된 방법으로 제조된 열간 프레스 부재에서는 융점이 낮은 아연 도금 강판이나 아연 알루미늄 도금 강판을 이용하기 때문에, 열간 프레스 성형시에 도금층 중의 아연이 강판에 침입해서 깨짐을 일으키는 경우(액체 금속 취성 깨짐)가 있다.

또, 특허문헌 3에 기재된 도금 강판을 사용한 경우에도, 가열 온도나 열간 프레스 성형 개시 온도 등의 열간 프레스 조건에 따라서는 액체 금속 취성 깨짐이 생기는 경우가 있으며, 액체 금속 취성 깨짐을 완전히 회피하는 것은 달성되어 있지 않다.

본 발명은 내식성이 우수한 열간 프레스 부재의 제조 방법을 제공하는 것은 물론, 도금층 중의 아연이 강판에 침입하는 것에 기인하는 액체 금속 취성 깨짐이 일어나는 일이 없는 내(耐)액체 금속 취성이 우수한 열간 프레스 부재의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자들은 상기의 목적을 실현하기 위해, 열간 프레스 부재의 제조 방법에 대해 예의 검토를 실행하였다. 그 결과, 도금층이 용융된 상태에서 프레스 성형이 실행되면, 인장 응력이 부가된 부위에 있어서 도금층 중의 액체 성분이 강판에 침입하고, 액체 금속 취성 깨짐이 생기는 것을 알아내었다. 또한, 이것을 회피하기 위해서는 도금층의 융점이 열간 프레스 성형의 개시 온도보다 충분히 높은 것이 필요한 것을 알아내고, 본 발명의 완성에 이르렀다. 더욱 구체적으로는 본 발명은 이하의 것을 제공한다.

[1] 하지 강판과, 상기 하지 강판상에 형성되고, 10∼25질량%의 Ni를 함유하고 잔부가 Zn 및 불가피한 불순물로 이루어지는 도금층을 구비하고, 상기 도금층의 편면당 부착량이 10∼90g/㎡인 도금 강판을 850∼950℃까지 가열하고, 상기 가열 후의 도금 강판의 온도가 650∼800℃일 때에, 열간 프레스 성형을 개시하는 것을 특징으로 하는 열간 프레스 부재의 제조 방법.

[2] 하지 강판과 도금층을 구비하고, 상기 도금층은 상기 하지 강판상에, 60질량%이상의 Ni를 함유하고 잔부가 Zn 및 불가피한 불순물로 이루어지는 도금층 I과, 해당 도금층 I상에, 10∼25질량%의 Ni를 함유하고 잔부가 Zn 및 불가피한 불순물로 이루어지는 도금층 II를 갖고, 상기 도금층 I의 편면당 부착량이 0.01∼5g/㎡이고, 상기 도금층 II의 편면당 부착량이 10∼90g/㎡인 도금 강판을 850∼950℃의 온도까지 가열하고, 상기 가열 후의 도금 강판의 온도가 650∼800℃일 때에, 열간 프레스 성형을 개시하는 것을 특징으로 하는 열간 프레스 부재의 제조 방법.

본 발명에 의해, 액체 금속 취성 깨짐이 거의 생기는 일이 없는 내액체 금속 취성이 우수한 열간 프레스 부재를 제조하는 것이 가능하게 되었다. 본 발명의 방법으로 제조한 열간 프레스 부재는 내식성도 우수하다.

또, 하지 강판의 성분 조성을 특정의 범위로 함으로써, 충분한 강도를 갖는 열간 프레스 부재가 된다. 또, Zn베이스의 층을 갖는 도금층이기 때문에, 가열시의 스케일의 생성도 억제된다. 따라서, 본 발명의 방법으로 제조한 열간 프레스 부재는 자동차의 랜딩 부재나 차체 구조 부재에 바람직하다.

도 1은 실시예의 해트형 성형 후의 강판을 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명의 실시형태에 대해 상세하게 설명한다. 또한, 본 발명은 이하의 실시형태에 한정되지 않는다.

본 발명의 열간 프레스 부재의 제조 방법은 특정의 도금 강판을 850∼950℃까지 가열하고, 가열 후의 도금 강판의 온도가 650∼800℃일 때에, 열간 프레스 성형을 개시하는 것을 특징으로 하는 열간 프레스 부재의 제조 방법이다. 또, 상기 특정의 도금 강판은 하지 강판과, 하지 강판상에 형성된 도금층을 구비한다. 이하, 하지 강판, 도금층, 도금 강판 및 열간 프레스 부재의 제조 방법의 순으로 설명한다.

하지 강판

하지 강판은 열연 강판이나 냉연 강판 등의 일반적으로 하지 강판으로서 사용되고 있는 것을 가리킨다. 하지 강판의 성분 조성은 특히 한정되지 않지만, 980MPa이상의 강도를 갖는 열간 프레스 부재를 제조하기 쉬운 성분 조성인 것이 바람직하다.

상기와 같은 강도를 만족시키기 쉬운 성분 조성으로서는 예를 들면, 질량%로, C：0.15∼0.5%, Si：0.05∼2.0%, Mn：0.5∼3%, P：0.1%이하, S：0.05%이하, Al：0.1%이하, N：0.01%이하를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어지는 성분 조성을 들 수 있다. 각 성분 원소의 한정 이유는 다음과 같다. 또한, 성분의 함유량을 나타내는 「%」는 특히 단정하지 않는 한 「질량%」를 의미한다.

C：0.15∼0.5%

C는 강의 강도를 향상시키는 원소이며, 열간 프레스 부재의 TS를 980MPa이상으로 하기 위해서는 그 양을 0.15%이상으로 하는 것이 바람직하다. 한편, C량이 0.5%를 넘으면, 소재의 강판의 블랭킹 가공성이 현저하게 저하하는 경우가 있다. 따라서, C량은 0.15∼0.5%가 바람직하다.

Si：0.05∼2.0%

Si는 C와 마찬가지로, 강의 강도를 향상시키는 원소이며, 열간 프레스 부재의 TS를 980MPa이상으로 하기 위해서는 그 양을 0.05%이상으로 하는 것이 바람직하다. 한편, Si량이 2.0%를 넘으면, 열간 압연시에 적스케일로 불리는 표면 결함의 발생이 현저하게 증대하는 동시에, 압연 하중이 증대하거나, 열연 강판의 연성의 열화를 초래하는 경우가 있다. 또한, 2.0%를 넘는 Si량은 Zn을 주체로 한 도금을 강판 표면에 형성하는 도금 처리를 실시할 때에, 도금 처리성에 악영향을 미치는 경우가 있다. 따라서, Si량은 0.05∼2.0%가 바람직하다.

Mn：0.5∼3%

Mn은 페라이트 변태를 억제하여 담금질성을 향상시키는데 효과적인 원소이다. 또, Mn은 Ac₃ 변태점을 저하시키므로, 열간 프레스 전의 가열 온도를 저하시키는데도 유효한 원소이다. 이러한 효과의 발현을 위해서는 그 양을 0.5%이상으로 하는 것이 바람직하다. 한편, Mn량이 3%를 넘으면, 편석되어 하지 강판 및 열간 프레스 부재의 특성의 균일성이 저하하는 경우가 있다. 따라서, Mn량은 0.5∼3%가 바람직하다.

P：0.1%이하

P량이 0.1%를 넘으면, 편석되어 소재의 강판 및 열간 프레스 부재의 특성의 균일성이 저하하는 동시에, 인성도 현저하게 저하하는 경우가 있다. 따라서, P량은 0.1%이하가 바람직하다.

S：0.05%이하

S량이 0.05%를 넘으면, 열간 프레스 부재의 인성이 저하하는 경우가 있다. 따라서, S량은 0.05%이하가 바람직하다.

Al：0.1%이하

Al량이 0.1%를 넘으면, 소재의 강판의 블랭킹 가공성이나 담금질성이 저하하는 경우가 있다. 따라서, Al량은 0.1%이하가 바람직하다.

N：0.01%이하

N량이 0.01%를 넘으면, 열간 압연시나 열간 프레스 전의 가열시에 AlN의 질화물이 형성되고, 소재의 강판의 블랭킹 가공성이나 담금질성이 저하하는 경우가 있다. 따라서, N량은 0.01%이하가 바람직하다.

잔부는 Fe 및 불가피한 불순물이다. 또, 이하의 이유에 의해, Cr：0.01∼1%, Ti：0.2%이하, B：0.0005∼0.08% 중에서 선택된 적어도 1종이나, Sb：0.003∼0.03%가 개별적으로 혹은 동시에 함유되는 것이 바람직하다.

Cr：0.01∼1%

Cr은 강을 강화하는 동시에, 담금질성을 향상시키는데 유효한 원소이다. 이러한 효과의 발현을 위해서는 Cr량을 0.01%이상으로 하는 것이 바람직하다. 한편, Cr량이 1%를 넘으면, 현저한 비용 상승을 초래하기 때문에, 그 상한은 1%로 하는 것이 바람직하다.

Ti：0.2%이하

Ti는 강을 강화하는 동시에, 세립화에 의해 인성을 향상시키는데 유효한 원소이다. 또, Ti는 다음에 기술하는 B보다 우선해서 질화물을 형성하기 때문에, Ti를 함유하면 고용B에 의해 담금질성이 향상된다. 그러나, Ti량이 0.2%를 넘으면, 열간 압연시의 압연 하중이 증대하는 경우가 있다. 또, Ti량이 0.2%를 넘으면, 열간 프레스 부재의 인성이 저하하는 경우가 있다. 그래서, 그 상한은 0.2%로 하는 것이 바람직하다.

B：0.0005∼0.08%

B는 열간 프레스시의 담금질성이나 열간 프레스 후의 인성 향상에 유효한 원소이다. 이러한 효과의 발현을 위해서는 B량을 0.0005%이상으로 하는 것이 바람직하다. 한편, B량이 0.08%를 넘으면, 열간 압연시의 압연 하중이 증대하고, 또, 열간 압연 후에 마텐자이트상이나 베이나이트상이 생겨 강판의 깨짐 등이 생기는 경우가 있다. 그래서, 그 상한은 0.08%로 하는 것이 바람직하다.

Sb：0.003∼0.03%

Sb는 열간 프레스 전에 강판을 가열하고 나서 열간 프레스의 일련의 처리에 의해서 강판을 냉각할 때까지의 동안에 강판 표층부에 생기는 탈탄층을 억제하는 효과를 갖는다. 이러한 효과의 발현을 위해서는 그 양을 0.003%이상으로 하는 것이 바람직하다. 한편, Sb량이 0.03%를 넘으면, 압연 하중의 증대를 초래하며, 생산성을 저하시키는 경우가 있다. 따라서, Sb량은 0.003∼0.03%로 하는 것이 바람직하다.

하지 강판의 제조 방법은 특히 한정되지 않으며, 하지 강판이 냉연 강판의 경우에는 예를 들면, 상술한 화학 성분을 갖는 강을 용제하고, 연속 주조 등에 의해 얻어진 강 슬래브를 특정의 조건으로 열간 압연한 후, 산세 및 냉간 압연하고, 다음에, 특정 조건으로 연속 소둔 및 템퍼링 처리를 실시하는 방법을 들 수 있다.

도금층

도금층은 하지 강판의 표면에 형성된다. 본 발명에서는 내액체 금속 취성을 확보하기 위해, 하지 강판상에 도금층을 깆는 도금 강판을 이용한다. 본 발명의 도금층은 이하의 어느 하나이다.

하나는 10∼25질량%의 Ni를 함유하고, 잔부가 Zn 및 불가피한 불순물로 이루어지며, 편면당 부착량이 10∼90g/㎡의 단층의 도금층이다.

다른 하나는 하지 강판상에, 도금층 I과, 해당 도금층 I상에 마련된 도금층 II를 구비하는 2층 구조의 도금층이며, 도금층 I은 60질량%이상의 Ni를 함유하고, 잔부가 Zn 및 불가피한 불순물로 이루어지고, 편면당 부착량이 0.01∼5g/㎡이며, 도금층 II는 10∼25질량%의 Ni를 함유하고, 잔부가 Zn 및 불가피한 불순물로 이루어지며, 편면당 부착량이 10∼90g/㎡이다.

우선, 공통점인 10∼25질량%의 Ni를 함유하고, 잔부가 Zn 및 불가피한 불순물로 이루어지고, 편면당 부착량이 10∼90g/㎡인 도금(전자의 단층의 도금층, 후자의 도금층 II)에 대해 설명한다.

Ni함유율을 10∼25질량%로 하는 이유는 도금층의 상 구조를 융점이 881℃인γ상으로 하기 위함이다. 이와 같이 함으로써, 액체 금속 취성 깨짐이 일어나기 어려워진다. 또,γ상은 아연에 의한 희생 방식 작용을 가질 뿐만 아니라, 치밀한 부식 생성물을 형성한다고 하는 특징을 갖는다. 가열 후에도 이 γ상의 일부가 잔존하는 것에 의해서, 우수한 내식성을 발휘할 수 있다. γ상은 Ni₂Zn₁₁, NiZn₃, Ni₅Zn₂₁ 중의 어느 하나의 결정 구조를 가지며, X선 회절법에 의해 확인하는 것이 가능하다.

Ni 이외의 잔부는 Zn 및 불가피한 불순물이다.

편면당 부착량을 10∼90g/㎡로 하는 이유는 편면당 부착량이 10g/㎡미만에서는 열간 프레스 부재의 내식성이 불충분하고, 편면당 부착량이 90g/㎡를 넘으면 비용 상승을 초래하기 때문이다. 따라서, 편면당 부착량은 10∼90g/㎡의 범위로 한다.

다음에, 2층 구조의 도금층의 도금층 I에 대해 설명한다. 상기와 같이, 도금층 I은 60질량%이상의 Ni를 함유하고, 잔부가 Zn 및 불가피한 불순물로 이루어지며, 편면당 부착량이 0.01∼5g/㎡이다.

2층 구조의 도금층의 경우, 강판 표면에 도금층 I을 마련하는 것에 의해, 도금층 II가 함유하는 아연의 하지 강판에의 침입이 확실하게 차폐되고, 내(耐)액체 금속 취성을 확실하게 확보하는 것이 가능하게 된다.

도금층 I의 Ni함유율을 60질량%이상으로 하는 이유는 도금층 I의 융점을 열간 프레스 전의 가열에 있어서도 용융하는 일이 없는 1000℃이상의 극히 고온으로 하기 위함이다.

도금층 I에 있어서도, Ni 이외의 잔부는 Zn 및 불가피한 불순물이다.

도금층 I의 편면당 부착량은 0.01∼5g/㎡로 한다. 편면당 부착량이 0.01g/㎡미만에서는 도금층 I을 마련하는 효과가 보이지 않고, 편면당 부착량이 5g/㎡를 넘으면 효과가 포화될 뿐만 아니라, 비용 상승을 초래한다. 이 때문에, 도금층 I의 편면당 부착량은 0.01∼5g/㎡의 범위로 한다.

도금 강판

열간 프레스 부재의 제조 방법에 의해 사용하는 도금 강판은 상기의 하지 강판과 도금층을 구비한다. 하지 강판상에 도금층을 형성하는 방법은 특히 한정되지 않으며, 일반적인 방법을 채용할 수 있다. 형성 방법의 구체예로서는 용융 아연 도금, 전기 도금, 용사, 증착 등을 들 수 있다. 또, 도금층을 형성할 때에는 하지 강판으로 되는 강대를 연속 처리해도 좋고, 잘라냄 판 단체(單體)로 처리해도 좋다. 일반적으로는 생산 효율이 우수한 연속 처리가 바람직하다.

또, 본 발명에서는 도금의 형성 방법으로서, 전기 도금을 채용하는 것이 바람직하다.

열간 프레스 부재의 제조 방법

본 발명에서는 상기 도금 강판을 850∼950℃의 온도까지 가열한 후, 가열 후의 도금 강판의 온도가 650∼800℃일 때에 금형과 접촉시켜 열간 프레스 성형을 개시한다.

열간 프레스 전의 강판의 가열 온도를 850∼950℃로 하는 이유는 가열 온도가 850℃미만이면 강판의 담금질이 불충분하게 되고, 원하는 경도가 얻어지지 않는 경우가 있기 때문이다. 또, 가열 온도가 950℃를 넘으면, 에너지적으로 경제적이지 못할 뿐만 아니라, 아연의 산화 반응이 진행하기 때문에, 내식성이 열화하기 때문이다. 또한, 가열 온도는 Ac₃ 변태점 이상인 것이 바람직하다. 가열 온도를 Ac₃ 변태점 이상으로 하는 것에 의해 강판의 담금질이 충분하게 되며, 원하는 경도가 얻어진다.

열간 프레스 전의 가열 방법으로서는 전기로나 가스로 등에 의한 가열, 화염 가열, 통전 가열, 고주파 가열, 유도 가열, 원적외선 가열 등을 예시할 수 있다.

상기와 같이 가열된 도금 강판을 다이와 펀치를 갖는 금형에 세트하고, 프레스 성형을 실행하며, 원하는 냉각 조건에서 냉각하는 것에 의해, 열간 프레스 부재가 제조된다.

본 발명에서는 강판을 가열한 후, 금형과 접촉시켜 열간 프레스 성형을 개시할 때의 강판의 온도(성형 개시 온도)를 650∼800℃의 범위로 한정한다. 성형 개시 온도가 650℃미만에서는 강판의 담금질이 불충분하게 되고, 원하는 경도(강도)가 얻어지지 않는 경우가 있다. 성형 개시 온도가 800℃를 넘으면, 액체 금속 취성 깨짐이 생기는 경우가 있다. 상술한 바와 같이, 본 발명에서 이용하는 단층의 도금층 또는 도금층 II는 융점이 881℃의 γ상으로 구성된다. 종래의 열간 프레스 공정에 있어서는 성형 개시 온도가 800℃를 넘기 때문에, 가열로에서 프레스기에 반송하는 동안에 도금층의 응고 반응이 완전히 종료하지 않는다. 도금층의 응고가 확실하게 완료하는 온도는 800℃이하이기 때문이다. 한편, 액체 금속 취성 깨짐은 도금층이 액체인 것과, 프레스 성형에 의해 강판의 일부에 인장 응력이 부여되는 것의 양자가 복합된 경우에 생긴다. 그래서, 본 발명에서는 성형 개시 온도를 650∼800℃의 범위로 한정하는 것에 의해서, 도금층의 응고가 확실하게 완료하고 나서 열간 프레스 성형을 실행한다. 그 결과, 액체 금속 취성 깨짐이 생기는 일이 없는 내액체 금속 취성이 우수한 열간 프레스 부재를 제조할 수 있다.

또, 가열 후, 성형 개시 온도까지 저하시키는 방법은 특히 한정되지 않으며, 냉각수 등을 이용해서 적극적으로 냉각하거나, 가열로에서 프레스기까지의 반송 시간을 길게 하는 등 해서, 도금 강판이 650∼800℃의 범위가 되면 좋다.

<실시예 1>

하지 강판으로서 질량%로, C：0.23%, Si：0.25%, Mn：1.2%, P：0.01%, S：0.01%, Al：0.03%, N：0.005%, Cr：0.2%, Ti：0.02%, B：0.0022%, Sb：0.008%를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어지는 성분 조성을 갖고, Ac₃ 변태점이 820℃이고, 판 두께 1.6㎜의 냉연 강판을 이용하였다. 이 냉연 강판의 양면에, 전기 도금법에 의해, Zn-Ni도금을 실시하여 강판 No. 1∼17을 제작하였다. Zn-Ni도금은 200g/L의 황산니켈 육수화물, 10∼100g/L의 황산아연 칠수화물을 함유하는 pH1.5, 욕 온도 50℃의 도금욕 중에서, 전류 밀도를 5∼100A/d㎡로 하여 도금을 실행하고, 황산아연 칠수화물의 첨가량과 전류 밀도를 변화시키는 것에 의해 Ni함유율을 조정하고, 통전 시간을 변화시키는 것에 의해 도금 부착량을 조정하였다. 강판 No.10∼13에서는 Zn-Ni도금에 앞서, 도금층 I로서 Ni도금, 또는 Ni-Zn도금을 실시하였다. Ni도금은 240g/L의 황산니켈 육수화물, 30g/L의 붕산을 함유하는 pH3. 6, 욕 온도 50℃의 도금욕 중에서, 전류 밀도를 5A/d㎡로 해서 도금을 실행하고, 통전 시간을 변화시키는 것에 의해 도금 부착량을 조정하였다. 또, 강판 No. 11에서는 황산아연 칠수화물을 첨가하는 것에 의해 Ni함유율을 조정하였다. 또, 상기 냉연 강판의 양면에, 용융 아연 도금을 실시한 용융 아연도금 강판(GI), 합금화 용융 아연도금을 실시한 합금화 용융 아연도금 강판(GA)을 제작하고, 강판 No.18, 19로 하였다. 또한, 강판 No.18(GI)은 도금층의 조성이 Al：0.7%, 잔부 Zn 및 불가피한 불순물로 이루어지고, 도금층의 융점은 420℃, 도금층의 편면당 부착량은 60g/㎡이다. 또, 강판 No.19(GA)는 도금층의 조성이 Fe：10%, Al：0.2%, 잔부 Zn 및 불가피한 불순물로 이루어지고, 도금층의 융점은 665℃, 도금층의 편면당 부착량은 45g/㎡이다. 강판 No.1∼19의 도금층의 상세를 표 1에 나타낸다.

이와 같이 해서 제작한 강판 No.1∼19로부터 100㎜×200㎜의 시험편을 채취하고, 전기로에 의해 표 1에 나타내는 가열 온도까지 강판을 가열하고, 다음에, 표 1에 나타내는 성형 개시 온도에서 열간 프레스 성형을 실행하였다. 성형 개시 온도의 조정은 가열로에서 프레스기까지의 반송 시간을 조정하는 것에 의해 실행하였다. 열간 프레스 성형은 반경 6㎜의 어깨 R부를 갖는 펀치 및 반경 6㎜의 어깨 R부를 갖는 다이로 이루어지는 해트형 금형을 이용하였다. 홀드다운압을 20ton으로 하고, 200㎜/s의 속도로 해트형 성형을 실행하며, 도 1에 나타내는 성형 높이 40㎜의 해트형 부품을 제작하였다.

제작한 해트형 부품에 대해, 이하의 방법에 의해 담금질성 및 내액체 금속 취성의 평가를 실행하였다.

담금질성：해트형 부품으로부터, 단면을 둥글게 자른 샘플을 채취하고, 20㎜피치에서 10개소의 비커스 경도 측정(하중：5kgf)을 실행하고, 그 최소값에 의해 평가하였다.

○：비커스 경도≥400

×：비커스 경도＜400

내액체 금속 취성：해트형 부품의 어깨 R부(외면측)로부터 단면 관찰용의 샘플을 채취하고, 주사형 전자현미경(SEM)으로 관찰하며, 모재에 침입해 있는 크랙의 최대 깊이를 평가하였다.

○：최대 크랙 깊이=0㎜(발생 없음)

×：최대 크랙 깊이＞0㎜(발생 있음)

담금질성 및 내액체 금속 취성의 평가 결과를 표 1에 나타낸다.

[표 1]

본 발명의 열간 프레스 부재의 제조 방법에 의해 제조된 강판 No.1∼13은 담금질성 및 내액체 금속 취성이 우수한 것을 알 수 있다. 또, 본 발명의 열간 프레스용 부재의 제조 방법에 의해 제조한 해트형 부품은 모두 980MPa이상의 강도가 얻어졌다.

<실시예 2>

하지 강판으로서 표 2에 나타내는 강판 성분 조성을 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어지고, 표 2에 나타내는 Ac₃ 변태점을 갖는 판 두께가 1.6㎜의 냉연 강판을 이용하였다. 이 냉연 강판의 양면에, 실시예 1과 마찬가지로 해서 Zn-Ni도금을 실시하여, 표 3에 나타내는 Ni함유율 및 도금 부착량의 강판 No. 20∼39를 제작하였다. 또한, 강판 No.35∼39에서는 Zn-Ni도금에 앞서, 도금층 I로서, 실시예 1과 마찬가지로 해서 Ni도금을 실시하였다.

이와 같이 해서 제작한 강판 No.20∼39에 대해, 실시예 1과 마찬가지로 해트형 부품을 제작하고, 담금질성 및 내액체 금속 취성의 평가를 실행하였다.

담금질성 및 내액체 금속 취성의 평가 결과를 표 3에 나타낸다.

[표 2]

[표 3]

본 발명의 열간 프레스 부재의 제조 방법에 의해 제조된 강판 No.20∼39는 담금질성 및 내액체 금속 취성이 우수한 것을 알 수 있다. 또, 본 발명의 열간 프레스용 부재의 제조 방법에 의해 제조한 해트형 부품은 모두 980MPa이상의 강도가 얻어졌다.

Claims

하지 강판과, 상기 하지 강판상에 형성되고, 10∼25질량%의 Ni를 함유하고 잔부가 Zn 및 불가피한 불순물로 이루어지는 도금층을 구비하고, 상기 도금층의 편면당 부착량이 10∼90g/㎡인 도금 강판을 850∼950℃까지 가열하고,
상기 가열 후의 도금 강판의 온도가 650∼800℃일 때에, 열간 프레스 성형을 개시하는 것을 특징으로 하는 열간 프레스 부재의 제조 방법.
하지 강판과 도금층을 구비하고, 상기 도금층은 상기 하지 강판상에, 60질량%이상의 Ni를 함유하고 잔부가 Zn 및 불가피한 불순물로 이루어지는 도금층 I과, 상기 도금층 I상에, 10∼25질량%의 Ni를 함유하고 잔부가 Zn 및 불가피한 불순물로 이루어지는 도금층 II를 갖고, 상기 도금층 I의 편면당 부착량이 0.01∼5g/㎡이고, 상기 도금층 II의 편면당 부착량이 10∼90g/㎡인 도금 강판을 850∼950℃의 온도까지 가열하고,
상기 가열 후의 도금 강판의 온도가 650∼800℃일 때에, 열간 프레스 성형을 개시하는 것을 특징으로 하는 열간 프레스 부재의 제조 방법.