(57)【要約】合金成分の調節および工程条件の制御によって、ホットスタンピング後の引張強度（ＴＳ）：７００ＭＰａないし１，２００ＭＰａを有しつつも１２％以上の延伸率（ＥＬ）を確保できる靭性が向上したホットスタンピング部品およびその製造方法について開示する。
2016503456.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
重量％で、炭素（Ｃ）：０．０５％〜０．１４％、シリコン（Ｓｉ）：０．０１％〜０．５５％、マンガン（Ｍｎ）：１．０％〜２．３％、クロム（Ｃｒ）：０．０１％〜０．３８％、モリブデン（Ｍｏ）：０．０５％〜０．３０％、アルミニウム（Ａｌ）：０．０１％〜０．１０％、チタニウム（Ｔｉ）：０．０３％〜０．１０％、ニオビウム（Ｎｂ）：０．０２％〜０．１０％、バナジウム（Ｖ）：０．０５重量％以下、ホウ素（Ｂ）：０．００１重量％以下を含み、および残りは鉄（Ｆｅ）と不可避な不純物からなり、
ホットスタンピング後、引張強度（ＴＳ）：７００ＭＰａ〜１，２００ＭＰａおよび延伸率（ＥＬ）：１２．０％〜１７．０％を有することを特徴とする、ホットスタンピング部品。
【請求項２】
前記ホットスタンピング部品は、リン（Ｐ）：０．０４％以下および硫黄（Ｓ）：０．０１５％以下の１種以上を含有することを特徴とする、請求項１に記載のホットスタンピング部品。
【請求項３】
（ａ）重量％で、炭素（Ｃ）：０．０５％〜０．１４％、シリコン（Ｓｉ）：０．０１％〜０．５５％、マンガン（Ｍｎ）：１．０％〜２．３％、クロム（Ｃｒ）：０．０１％〜０．３８％、モリブデン（Ｍｏ）：０．０５％〜０．３０％、アルミニウム（Ａｌ）：０．０１％〜０．１０％、チタニウム（Ｔｉ）：０．０３％〜０．１０％、ニオビウム（Ｎｂ）：０．０２％〜０．１０％、バナジウム（Ｖ）：０．０５重量％以下、ホウ素（Ｂ）：０．００１重量％以下を含み、および残りは鉄（Ｆｅ）と不可避な不純物からなる熱延鋼を酸洗いおよび冷間圧延して冷延鋼板を形成するステップ；
（ｂ）前記冷延鋼板を７４０℃〜８４０℃で焼鈍熱処理した後、溶融めっきするステップ；
（ｃ）前記の溶融めっきされた鋼板を裁断してブランクを形成するステップ；
（ｄ）前記ブランクを８５０℃〜９５０℃に加熱するステップ；および
（ｅ）前記の加熱されたブランクをプレス金型に移送してホットスタンピングした後、前記プレス金型が閉じた状態で冷却してホットスタンピング部品を形成するステップ；を含むことを特徴とする、ホットスタンピング部品の製造方法。
【請求項４】
前記熱延鋼は、リン（Ｐ）：０．０４％以下および硫黄（Ｓ）：０．０１５％以下の１種以上を含有することを特徴とする、請求項３に記載のホットスタンピング部品の製造方法。
【請求項５】
前記（ｂ）ステップで、
前記溶融めっきは、Ａｌ−Ｓｉめっき、溶融亜鉛めっきおよび合金化溶融亜鉛めっきから選ばれた一つであることを特徴とする、請求項３に記載のホットスタンピング部品の製造方法。
【請求項６】
前記（ｄ）ステップで、
前記ブランク熱処理は、３分〜１０分間実施することを特徴とする、請求項３に記載のホットスタンピング部品の製造方法。
【請求項７】
前記（ｅ）ステップで、
前記移送は、１５秒以内で実施することを特徴とする、請求項３に記載のホットスタンピング部品の製造方法。
【請求項８】
前記（ｅ）ステップで、
前記の閉じたプレス金型内における冷却は、３０℃／ｓｅｃ〜３００℃／ｓｅｃの速度で
５秒〜１８秒間冷却して、２００℃以下まで急冷させることを特徴とする、請求項３に記載のホットスタンピング部品の製造方法。
【請求項９】
（ａ）重量％で、炭素（Ｃ）：０．０５％〜０．１４％、シリコン（Ｓｉ）：０．０１％〜０．５５％、マンガン（Ｍｎ）：１．０％〜２．３％、クロム（Ｃｒ）：０．０１％〜０．３８％、モリブデン（Ｍｏ）：０．０５％〜０．３０％、アルミニウム（Ａｌ）：０．０１％〜０．１０％、チタニウム（Ｔｉ）：０．０３％〜０．１０％、ニオビウム（Ｎｂ）：０．０２％〜０．１０％、バナジウム（Ｖ）：０．０５重量％以下、ホウ素（Ｂ）：０．００１重量％以下を含み、および残りは鉄（Ｆｅ）と不可避な不純物からなる熱延鋼を酸洗いおよび冷間圧延して冷延鋼板を形成するステップ；
（ｂ）前記冷延鋼板を７４０℃〜８４０℃で焼鈍熱処理した後、溶融めっきするステップ；
（ｃ）前記の溶融めっきされた鋼板を裁断して第１ブランクを形成した後、前記第１ブランク、および前記第１ブランクと異なる成分または厚さを有する第２ブランクをレーザー溶接するステップ；
（ｄ）前記の溶接された第１および第２ブランクを８５０℃〜９５０℃に加熱するステップ；および
（ｅ）前記の加熱された第１および第２ブランクをプレス金型に移送してホットスタンピングした後、前記プレス金型が閉じた状態で冷却してホットスタンピング部品を形成するステップ；を含むことを特徴とする、ホットスタンピング部品の製造方法。
【請求項１０】
前記第２ブランクは、重量％で、炭素（Ｃ）：０．１２％〜０．４２％、シリコン（Ｓｉ）：０．０３％〜０．６０％、マンガン（Ｍｎ）：０．８％〜４．０％、リン（Ｐ）：０．２％以下、硫黄（Ｓ）：０．１％以下、クロム（Ｃｒ）：０．０１％〜１．０％、およびホウ素（Ｂ）：０．０００５％〜０．０３％、アルミニウム（Ａｌ）とチタニウム（Ｔｉ）中の１種以上の合算で：０．０５％〜０．３％、ニッケル（Ｎｉ）とバナジウム（Ｖ）中の１種以上の合算で：０．０３％〜４．０％を含み、残りは鉄（Ｆｅ）と不可避な不純物からなることを特徴とする、請求項９に記載のホットスタンピング部品の製造方法。
【請求項１１】
前記（ｅ）ステップ後、
前記第１ブランクは、引張強度（ＴＳ）：７００ＭＰａ〜１，２００ＭＰａおよび延伸率（ＥＬ）：１２．０％〜１７．０％を有し、前記第２ブランクは引張強度（ＴＳ）：１，２００ＭＰａ〜１，６００ＭＰａおよび延伸率（ＥＬ）：６．０％〜１０．０％を有することを特徴とする、請求項９に記載のホットスタンピング部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホットスタンピング部品およびその製造方法に関するものであり、より詳しくは、合金成分の調節および工程条件の制御によって、ホットスタンピング後の引張強度（ＴＳ）：７００ＭＰａないし１，２００ＭＰａを有しつつも１２％以上の延伸率（ＥＬ）を確保できる靭性が向上したホットスタンピング部品およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の高燃費化と軽量化の追求により、車両部品は持続的に高強度化が行われている。また、車両の各部分は構造的な特性により、ある部分には高い強度が要求され、またある部分には高い衝撃靭性が要求される場合がある。
【０００３】
特に、自動車用鋼板は、殆どがプレス加工によって成形されるため、優れたプレス成形性が要求され、これを確保するためには高い延性（延伸率）が必須的に要求されることになる。
【０００４】
従来の引張強度：７００ＭＰａないし１，２００ＭＰａの高強度冷延鋼板は、低い延性による成形の限界により常温で形状が複雑な車体部品の製造ができなく、これを克服するためにホットスタンピングを実施すると、高温でプレス成形が行われるため成形性が向上して複雑な部品の製造は可能だが、ホットスタンピング後の物性が大きく変わることになる。特に、既存の引張強度（ＴＳ）：７００ＭＰａないし１，２００ＭＰａの高強度冷延鋼板は、ホットスタンピング後、強度は少し上昇するものの延伸率が１０％以下に大幅に下がるため、衝突時に脆性破壊が起こり衝突安全性能が低下するという問題がある。
【０００５】
関連先行文献としては、特許文献１があり、本文献には成形性に優れた冷延鋼板とその製造方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】韓国登録特許公報第１０−０７２３１５９号（２００７．０５．３０．公告）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、合金成分の調節および工程条件の制御を通じて、ホットスタンピング（熱間プレス成形および金型冷却）後に１２％以上の高い延伸率を有することにより、延伸率が低いため発生する脆性破壊現象に起因して衝突性能が低下するという問題を解決することができる靭性が向上したホットスタンピング部品を提供することである。
【０００８】
本発明の別の目的は、合金成分の調節および工程条件の制御を通じてホットスタンピング後に１２％以上の延伸率を有することにより、優れた衝突性能特性を確保できる衝撃靭性に優れたホットスタンピング部品を製造する方法を提供することである。
【０００９】
本発明のまた別の目的は、異種強度または厚さを有するブランクをレーザー溶接してホットスタンピングすることにより、衝突時の衝撃吸収能力に優れたホットスタンピング部品を製造する方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的を達成するための本発明の実施例にかかるホットスタンピング部品は、重量％で、炭素（Ｃ）：０．０５％ないし０．１４％、シリコン（Ｓｉ）：０．０１％ないし０．５５％、マンガン（Ｍｎ）：１．０％ないし２．３％、クロム（Ｃｒ）：０．０１％ないし０．３８％、モリブデン（Ｍｏ）：０．０５％ないし０．３０％、アルミニウム（Ａｌ）：０．０１％ないし０．１０％、チタニウム（Ｔｉ）：０．０３％ないし０．１０％、ニオビウム（Ｎｂ）：０．０２％ないし０．１０％、バナジウム（Ｖ）：０．０５重量％以下、ホウ素（Ｂ）：０．００１重量％以下を含み、および残りは鉄（Ｆｅ）と不可避な不純物からなり、ホットスタンピング後、引張強度（ＴＳ）：７００ＭＰａないし１，２００ＭＰａおよび延伸率（ＥＬ）：１２．０％ないし１７．０％を有することを特徴とする。
【００１１】
前記の別の目的を達成するための本発明の一実施例にかかるホットスタンピング部品の製造方法は、（ａ）重量％で、炭素（Ｃ）：０．０５％ないし０．１４％、シリコン（Ｓｉ）：０．０１％ないし０．５５％、マンガン（Ｍｎ）：１．０％ないし２．３％、クロム（Ｃｒ）：０．０１％ないし０．３８％、モリブデン（Ｍｏ）：０．０５％ないし０．３０％、アルミニウム（Ａｌ）：０．０１％ないし０．１０％、チタニウム（Ｔｉ）：０．０３％ないし０．１０％、ニオビウム（Ｎｂ）：０．０２％ないし０．１０％、バナジウム（Ｖ）：０．０５重量％以下、ホウ素（Ｂ）：０．００１重量％以下を含み、および残りは鉄（Ｆｅ）と不可避な不純物からなる熱延鋼を酸洗いおよび冷間圧延して冷延鋼板を形成するステップ；（ｂ）前記冷延鋼板を７４０℃ないし８４０℃で焼鈍熱処理した後、溶融めっきするステップ；（ｃ）前記溶融めっきされた鋼板を裁断してブランクを形成するステップ；（ｄ）前記ブランクを８５０℃ないし９５０℃に加熱するステップ；および（ｅ）前記の加熱されたブランクをプレス金型に移送してホットスタンピングした後、前記プレス金型が閉じた状態で冷却してホットスタンピング部品を形成するステップ；を含むことを特徴とする。
【００１２】
前記のまた別の目的を達成するための本発明の別の実施例にかかるホットスタンピング部品の製造方法は、（ａ）重量％で、炭素（Ｃ）：０．０５％ないし０．１４％、シリコン（Ｓｉ）：０．０１％ないし０．５５％、マンガン（Ｍｎ）：１．０％ないし２．３％、クロム（Ｃｒ）：０．０１％ないし０．３８％、モリブデン（Ｍｏ）：０．０５％ないし０．３０％、アルミニウム（Ａｌ）：０．０１％ないし０．１０％、チタニウム（Ｔｉ）：０．０３％ないし０．１０％、ニオビウム（Ｎｂ）：０．０２％ないし０．１０％、バナジウム（Ｖ）：０．０５重量％以下、ホウ素（Ｂ）：０．００１重量％以下を含み、および残りは鉄（Ｆｅ）と不可避な不純物からなる熱延鋼を酸洗いおよび冷間圧延して冷延鋼板を形成するステップ；（ｂ）前記冷延鋼板を７４０℃ないし８４０℃で焼鈍熱処理した後、溶融めっきするステップ；（ｃ）前記の溶融めっきされた鋼板を裁断して第１ブランクを形成した後、前記第１ブランク、および前記第１ブランクと異なる成分または厚さを有する第２ブランクをレーザー溶接するステップ；（ｄ）前記の溶接された第１および第２ブランクを８５０℃ないし９５０℃に加熱するステップ；および（ｅ）前記の加熱された第１および第２ブランクをプレス金型に移送してホットスタンピングした後、前記プレス金型が閉じた状態で冷却してホットスタンピング部品を形成するステップ；を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、ホットスタンピング工程によって、形成が複雑な高強度車体部品への製造が可能なだけでなく、ホットスタンピング後、引張強度（ＴＳ）：７００ＭＰａないし１，２００ＭＰａおよび延伸率（ＥＬ）：１２．０％ないし１７．０％を表すことにより、適性強度を有しつつも高い衝撃靭性を有する部品の製造が可能である。また、異種強度を有する車体部品への活用時に車両に優れた衝撃吸収性を確保させることができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施例にかかるホットスタンピング部品の製造方法を表した工程順序図である。
【図２】本発明の別の実施例にかかるホットスタンピング部品の製造方法を表した工程順序図である。
【図３】異種強度を有するホットスタンピング部品を表した図面である。
【図４】実施例１にかかる試片のホットスタンピング実施前の状態の微細組織を表した写真である。
【図５】実施例１にかかる試片のホットスタンピング実施後の状態の微細組織を表した写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の利点および特徴、そしてそれらを達成する方法は、詳しく後述する実施例および図面を参照すると明確になると考える。
【００１６】
しかし本発明は、以下で開示する実施例に限定されるものではなく、相違する多様な形態で具現でき、単に本実施例は本発明の開示が完全になるようにし、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に知らせるために提供するものであり、本発明は請求項の範疇によって定義されるだけである。
【００１７】
以下、本発明にかかる靭性が向上したホットスタンピング部品およびその製造方法に関して詳しく説明する。
【００１８】
ホットスタンピング部品
本発明にかかるホットスタンピング部品は、ホットスタンピング後、引張強度（ＴＳ）：７００ＭＰａないし１，２００ＭＰａおよび延伸率（ＥＬ）：１２．０％ないし１７．０％を表すことを目標とする。
【００１９】
そのために本発明にかかるホットスタンピング部品は、重量％で、炭素（Ｃ）：０．０５％ないし０．１４％、シリコン（Ｓｉ）：０．０１％ないし０．５５％、マンガン（Ｍｎ）：１．０％ないし２．３％、クロム（Ｃｒ）：０．０１％ないし０．３８％、モリブデン（Ｍｏ）：０．０５％ないし０．３０％、アルミニウム（Ａｌ）：０．０１％ないし０．１０％、チタニウム（Ｔｉ）：０．０３％ないし０．１０％、ニオビウム（Ｎｂ）：０．０２％ないし０．１０％、バナジウム（Ｖ）：０．０５重量％以下、ホウ素（Ｂ）：０．００１重量％以下を含み、および残りは鉄（Ｆｅ）と不可避な不純物からなる。
【００２０】
また、ホットスタンピング部品は、リン（Ｐ）：０．０４％以下および硫黄（Ｓ）：０．０１５％以下の１種以上を含有することができる。
【００２１】
以下、本発明にかかるホットスタンピング部品、より具体的にはホットスタンピング部品用冷延鋼板に含まれる各成分の役割について説明する。
【００２２】
炭素（Ｃ）
炭素（Ｃ）は、鋼の強度の確保のために添加する。また、炭素はオーステナイト相に濃化される量によってオーステナイト相を安定化させる役割をする。
【００２３】
前記炭素は、鋼板全重量の０．０５重量％ないし０．１４重量％の含量比で添加されることが好ましい。炭素の添加量が０．０５重量％未満の場合は十分な強度を確保し難い。逆に、炭素の含量が０．１４重量％を超えると、強度は増加するものの靭性および溶接性
が大きく低下し得る。
【００２４】
シリコン（Ｓｉ）
シリコン（Ｓｉ）は、鋼の強度および延伸率の向上に寄与する。
【００２５】
前記シリコンは、鋼板全重量の０．０１重量％ないし０．５５重量％の含量比で添加されることが好ましい。シリコンの添加量が０．０１重量％未満の場合は、その添加効果が不十分になる。逆に、シリコンの添加量が０．５５重量％を超える場合は溶接性およびめっき特性が低下し得る。
【００２６】
マンガン（Ｍｎ）
マンガン（Ｍｎ）は、オーステナイトの安定化に寄与し、また強度の向上に寄与する。
【００２７】
前記マンガンは、鋼板全重量の１．０重量％ないし２．３重量％の含量比で添加されることが好ましい。マンガンの添加量が１．０重量％未満の場合はその添加効果が不十分になる。逆に、マンガンの添加量が２．３重量％を超える場合は溶接性が低下し、靭性が劣化するという問題点がある。
【００２８】
クロム（Ｃｒ）
クロム（Ｃｒ）は、フェライト結晶粒を安定化させて延伸率を向上させ、オーステナイト相内の炭素濃化量を増進してオーステナイト相を安定化させることにより強度向上に寄与する。
【００２９】
前記クロムは、鋼板全重量の０．０１重量％ないし０．３８重量％の含量比で添加されることが好ましい。クロムの添加量が０．０１重量％未満の場合はその添加効果が不十分になる。逆に、クロムの添加量が０．３８重量％を超えると、ホットスタンピング後の強度が過度に増加して衝撃吸収能を阻害させ得る。
【００３０】
モリブデン（Ｍｏ）
モリブデン（Ｍｏ）は、クロムと一緒に添加されて鋼の強度向上に寄与する。
【００３１】
前記モリブデンは、鋼板全重量の０．０５重量％ないし０．３０重量％の含量比で添加されることが好ましい。モリブデンの添加量が０．０５重量％未満の場合はその添加効果が不十分になる。逆に、モリブデンの添加量が０．３０重量％を超える場合は溶接性を低下させ得る。
【００３２】
アルミニウム（Ａｌ）
アルミニウム（Ａｌ）は、脱酸材として使用されると同時に、シリコン（Ｓｉ）と一緒にセメンタイトの析出を抑制しオーステナイトを安定化させる役割をして強度を向上させる役割をする。
【００３３】
前記アルミニウム（Ａｌ）は、鋼板全重量の０．０１重量％ないし０．１０重量％の含量比で添加されることが好ましい。アルミニウム（Ａｌ）の添加量が０．０１重量％未満の場合はオーステナイト安定化効果を期待し難い。逆に、アルミニウム（Ａｌ）の添加量が０．１０重量％を超える場合は製鋼時のノズルの詰り問題が発生し得、鋳造時にＡｌ酸化物等によって熱間脆性が発生してクラックの発生や延性の低下という問題が生じる。
【００３４】
チタニウム（Ｔｉ）
チタニウム（Ｔｉ）は、ホットスタンピング工程で炭化物を析出して鋼中炭素含量を低減させることにより、鋼の延伸率の向上に寄与する。
【００３５】
前記チタニウムは、鋼板全重量の０．０３重量％ないし０．１０重量％の含量比で添加されることが好ましい。チタニウムの添加量が０．０３重量％未満の場合は、その添加効果が不十分になる。逆に、チタニウムの添加量が０．１０重量％を超えると靭性低下を招き得る。
【００３６】
ニオビウム（Ｎｂ）
ニオビウム（Ｎｂ）は、析出物を形成して結晶粒を微細化させ、破壊靭性を向上させて、炭化物を析出して鋼中固溶炭素含量を低減させて延伸率の向上に寄与する。
【００３７】
前記ニオビウムは、鋼板全重量の０．０２重量％ないし０．１０重量％の含量比で添加されることが好ましい。ニオビウムの添加量が０．０２重量％未満の場合は、その添加効果が不十分になる。逆に、ニオビウムの添加量が０．１０重量％を超過して多量添加する場合は、降伏強度が過度に増加し、靭性を低下させるという問題がある。
【００３８】
バナジウム（Ｖ）
バナジウム（Ｖ）は、前記のニオビウムと一緒に析出物の形成による析出強化効果を通じて鋼の強度向上に寄与する。
【００３９】
前記バナジウムの添加量は、鋼板全重量の０．０５重量％以下の含量比で添加されることが好ましい。バナジウムの添加量が０．０５重量％を超える場合は、低温衝撃靭性が低下するという問題点がある。
【００４０】
ホウ素（Ｂ）
ホウ素（Ｂ）は、オーステナイト粒界に析出されて相変態を遅延させると共に、鋼の硬化能を向上させる。
【００４１】
前記ホウ素の添加量は、鋼板全重量の０．００１重量％以下の含量比で添加されることが好ましい。ホウ素の添加量が０．００１重量％を超える場合は、焼入れ性が過度に上昇して靭性が大幅に低下するという問題点がある。
【００４２】
リン（Ｐ）、硫黄（Ｓ）
リン（Ｐ）は、過多含有されると、延伸率を大幅に低下させる。これに対して本発明では、リンの含量を鋼板全重量の０．０４重量％以下に制限した。
【００４３】
また、硫黄（Ｓ）は過多含有されると、ＭｎＳ介在物を過多生成して脆性を誘発する。これに対して本発明では、硫黄の含量を鋼板全重量の０．０１５重量％以下に制限した。
【００４４】
前記組成を有するホットスタンピング部品に用いられる冷延鋼板は、ホットスタンピング後、引張強度（ＴＳ）：７００ＭＰａないし１，２００ＭＰａおよび延伸率（ＥＬ）：１２．０％ないし１７．０％を表し、この範囲で適正強度を表しつつ衝撃吸収能力に最も優れる。特に、ホットスタンピング後の引張強度が７００ＭＰａ未満の場合は、衝突時に抵抗強度が低いため侵入深さが大きくなって生存空間が縮小し得る。逆に、ホットスタンピング後の引張強度が１，２００ＭＰａを超えると、高い強度によって衝突部位応力集中部で脆性破壊が誘発される場合がある。特に、ホットスタンピング部品の延伸率が１２．０％未満の場合は、衝突時に脆性破壊による部品割れ現象が発生する場合がある。
【００４５】
一方、本発明にかかるホットスタンピング部品は、鋼板表面に亜鉛を含むめっき層、例えば、Ａｌ−Ｓｉめっき層、溶融亜鉛めっき層および合金化溶融亜鉛めっき層が形成されていてもよい。このようなめっき層が形成されていない場合は、ホットスタンピングのた
めの鋼板加熱時に表面が酸化して表面欠陥が発生し、ホットスタンピング部品において防錆性を期待し難くなる。このようなめっき鋼板を用いてホットスタンピング部品を製造する場合は、加熱中にめっき層が鋼板の酸化を抑制し、ホットスタンピング後にもめっき層が残存して防錆性を有する車体部品になる。
【００４６】
ホットスタンピング部品の製造方法
図１は、本発明の一実施例にかかるホットスタンピング部品の製造方法を表した工程順序図である。
【００４７】
図１を参照すると、図示した本発明の一実施例にかかるホットスタンピング部品の製造方法は、冷延鋼板形成ステップ（Ｓ１１０）、焼鈍熱処理および溶融めっきステップ（Ｓ１２０）、ブランク形成ステップ（Ｓ１３０）、ブランク加熱ステップ（Ｓ１４０）およびホットスタンピング部品形成ステップ（Ｓ１５０）を含む。
【００４８】
冷延鋼板の形成
冷延鋼板形成ステップ（Ｓ１１０）では、熱延鋼を酸洗いおよび冷間圧延して冷延鋼板を形成する。
【００４９】
このとき熱延鋼は、重量％で、炭素（Ｃ）：０．０５％ないし０．１４％、シリコン（Ｓｉ）：０．０１％ないし０．５５％、マンガン（Ｍｎ）：１．０％ないし２．３％、クロム（Ｃｒ）：０．０１％ないし０．３８％、モリブデン（Ｍｏ）：０．０５％ないし０．３０％、アルミニウム（Ａｌ）：０．０１％ないし０．１０％、チタニウム（Ｔｉ）：０．０３％ないし０．１０％、ニオビウム（Ｎｂ）：０．０２％ないし０．１０％、バナジウム（Ｖ）：０．０５重量％以下、ホウ素（Ｂ）：０．００１重量％以下を含み、および残りは鉄（Ｆｅ）と不可避な不純物からなるスラブ板材を再加熱、熱間圧延および冷却／巻取り等の工程を行うことによって製造できる。
【００５０】
また、前記熱延鋼は、リン（Ｐ）：０．０４％以下および硫黄（Ｓ）：０．０１５％以下の１種以上を含有することができる。
【００５１】
焼鈍熱処理および溶融めっき
焼鈍熱処理および溶融めっきステップ（Ｓ１２０）では、冷延鋼板を７４０℃ないし８４０℃で焼鈍熱処理した後、溶融めっきする。
【００５２】
本ステップで、焼鈍熱処理温度が７４０℃未満の場合はフェライト再結晶がスムーズに行われなくホットスタンピング後の延性が低下するという問題点がある。逆に、焼鈍熱処理温度が８４０℃を超える場合は、焼鈍熱処理過程で結晶粒が大きくなることによってホットスタンピングした後に強度が低下する。
【００５３】
このとき、溶融めっきは、Ａｌ−Ｓｉめっき、溶融亜鉛めっきおよび合金化溶融亜鉛めっきから選ばれた一つを実施する。
【００５４】
ブランクの形成
ブランク形成ステップ（Ｓ１３０）では、溶融めっきされた鋼板を裁断してブランクを形成する。このようなブランクは、金型形状に合うように設計される。
【００５５】
ブランクの加熱
ブランク加熱ステップ（Ｓ１４０）では、ブランクを８５０℃ないし９５０℃で３分ないし１０分間加熱する。
【００５６】
本ステップで、ブランク熱処理温度が８５０℃未満か、或いはブランク熱処理時間が３分未満の場合は、ホットスタンピング後に目標とする強度を確保し難いだけでなく、熱間プレス成形性が低下するという問題がある。逆に、ブランク熱処理温度が９５０℃を超えるか、或いはブランク熱処理時間が１０分を超える場合は、オーステナイト結晶粒が過度に大きく成長してホットスタンピング後の強度が低下する現象が現れる。
【００５７】
ホットスタンピング部品の形成
ホットスタンピング部品形成ステップ（Ｓ１５０）では、加熱されたブランクをプレス金型に移送してホットスタンピングした後、プレス金型が閉じた状態で冷却してホットスタンピング部品を形成する。
【００５８】
このとき、プレス成形直後の金型の内部は高温を保っているため、プレス成形した後すぐに開放して部品を冷却する場合は、材質の特性および形状が変形する等の問題が発生し得る。よって、プレス金型を閉じた状態でプレスで加圧し、金型内で冷却させることが好ましい。
【００５９】
特に、加熱されたブランクのプレス金型への移送は、１５秒以内で実施することが好ましいが、これは移送中に加熱されたブランクが常温の空気中に露出して起こる温度低下を最小化するためである。図面には示していないが、プレス金型は内部に冷媒が循環する冷却チャンネルを備えてもよい。備えられた冷却チャンネルを通じて供給される冷媒による循環によって、加熱されたブランクを迅速に急冷させることができるようになる。
【００６０】
このとき、ブランクのスプリングバック現象の防止に加え、目的とする形状を保つためには、プレス金型を閉じた状態で加圧しながら急冷を行うことが好ましい。
【００６１】
特に、閉じたプレス金型内での冷却は、３０℃／ｓｅｃないし３００℃／ｓｅｃの速度で５秒ないし１８秒間冷却して、２００℃以下まで急冷させることが好ましい。冷却速度が３００℃／ｓｅｃを超過して実施される場合は、強度確保の面では有利だが、目標とする延伸率の確保に困難が伴う場合がある。逆に、冷却速度が３０℃／ｓｅｃ未満で実施されるか、冷却時間が５秒未満で実施される場合は、高強度の確保に困難が伴う場合がある。
【００６２】
前記の過程（Ｓ１１０ないしＳ１５０）で製造されるホットスタンピング部品は、ホットスタンピング後、引張強度（ＴＳ）：７００ＭＰａないし１，２００ＭＰａおよび延伸率（ＥＬ）：１２．０％ないし１７．０％を表すことができる。
【００６３】
つまり、本発明ではブランク熱処理時、オーステナイト変態温度領域に該当する８５０℃ないし９５０℃で３分ないし１０分間高温熱処理を行った後、加熱されたブランクをプレス金型でホットスタンピングすることにより形状が複雑な部品の製造が可能になるだけでなく、ホットスタンピング後、１２％以上の延伸率を確保できることにより靭性が向上して脆性破壊が抑制され、衝突性能が向上することになる。このとき、本発明にかかるホットスタンピング部品は、一例として、自動車のセンターピラーが挙げられる。
【００６４】
一方、図２は本発明の別の実施例にかかるホットスタンピング部品の製造方法を表した工程順序図である。
【００６５】
図２を参照すると、図示された本発明の別の実施例にかかるホットスタンピング部品の製造方法は、冷延鋼板形成ステップ（Ｓ２１０）、焼鈍熱処理および溶融めっきステップ（Ｓ２２０）、第１および第２ブランク溶接ステップ（Ｓ２３０）、第１および第２ブランク加熱ステップ（Ｓ２４０）およびホットスタンピング部品形成ステップ（Ｓ２５０）
を含む。このとき、本発明の別の実施例にかかる冷延鋼板形成ステップ（Ｓ２１０）および焼鈍熱処理および溶融めっきステップ（Ｓ２２０）は、一実施例にかかる冷延鋼板形成ステップ（図１のＳ１１０）および焼鈍熱処理および溶融めっきステップ（図１のＳ１１０）と実質的に同一なため、第１および第２ブランク溶接ステップ（Ｓ２３０）以降から説明する。
【００６６】
第１および第２ブランクの溶接
第１および第２ブランク溶接ステップ（Ｓ２３０）では、溶融めっきされた鋼板を裁断して第１ブランクを形成した後、前記第１ブランク、および前記第１ブランクと異なる成分を有する第２ブランクをレーザー溶接する。
【００６７】
このとき、第２ブランクは、重量％で、炭素（Ｃ）：０．１２％ないし０．４２％、シリコン（Ｓｉ）：０．０３％ないし０．６０％、マンガン（Ｍｎ）：０．８％ないし４．０％、リン（Ｐ）：０．２％以下、硫黄（Ｓ）：０．１％以下、クロム（Ｃｒ）：０．０１％ないし１．０％およびホウ素（Ｂ）：０．０００５％ないし０．０３％、アルミニウム（Ａｌ）とチタニウム（Ｔｉ）中の１種以上の合算で：０．０５％ないし０．３％、ニッケル（Ｎｉ）とバナジウム（Ｖ）中の１種以上の合算で：０．０３％ないし４．０％を含み、残りは鉄（Ｆｅ）と不可避な不純物からなる。
【００６８】
一方、第１ブランクと第２ブランクは同一厚さのブランクでもよく、また、要求される強度あるいは物性によって相違する厚さのブランクでもよい。
【００６９】
第１および第２ブランクの加熱
第１および第２ブランク加熱ステップ（Ｓ２４０）では、溶接された第１および第２ブランクを８５０℃ないし９５０℃で３分ないし１０分間加熱する。このとき、ブランク熱処理は図１に示し、説明したブランク熱処理と実質的に同一な方式で実施するため、重複説明は省略する。
【００７０】
ホットスタンピング部品の形成
ホットスタンピング部品形成ステップ（Ｓ２５０）では、加熱された第１および第２ブランクをプレス金型に移送してホットスタンピングした後、前記プレス金型が閉じた状態で冷却してホットスタンピング部品を形成する。このとき、ホットスタンピング工程は、図１に示し説明したホットスタンピング工程と実質的に同一な方式で実施するため、重複説明は省略する。
【００７１】
前記の過程（Ｓ２１０ないしＳ２５０）で製造される異種強度を有するホットスタンピング部品は、引張強度（ＴＳ）：７００ＭＰａないし１，２００ＭＰａおよび延伸率（ＥＬ）：１２．０％ないし１７．０％を表す第１部分と、引張強度（ＴＳ）：１，２００ＭＰａないし１，６００ＭＰａおよび延伸率（ＥＬ）：６．０％ないし１０．０％を表す第２部分を有してもよい。
【００７２】
一方、図３は異種強度を有するホットスタンピング部品を表した図面である。
【００７３】
図３に示したように、異種強度を有するホットスタンピング部品１は、引張強度（ＴＳ）：７００ＭＰａないし１，２００ＭＰａおよび延伸率（ＥＬ）：１２．０％ないし１７．０％を表す第１部分１０と、引張強度（ＴＳ）：１，２００ＭＰａないし１，６００ＭＰａおよび延伸率（ＥＬ）：６．０％ないし１０．０％を表す第２部分２０を有してもよい。このとき、ホットスタンピング部品１の第１部分１０は衝突時の衝撃を吸収する役割をし、第２部分２０は衝突時の衝撃を支持する役割をする。
【００７４】
このように、異種素材を突き合わせて接合する方式でブランクを作り、これによりホットスタンピング部品を製造することにより、局部的に異なる強度を有する車両用部品に適用して車両軽量化と車両の燃費向上に寄与することができる。
【実施例】
【００７５】
以下、本発明の好ましい実施例により本発明の構成および作用をより詳しく説明する。但し、これは本発明の好ましい例示として提示するものであり、如何なる意味でもこれによって本発明が制限されると解釈してはならない。
【００７６】
ここに記載していない内容は、本技術分野における熟練者であれば十分に技術的に類推できるもののため、その説明は省略する。
【００７７】
１．試片の製造
表１および表２に記載した組成で実施例１ないし４および比較例１ないし２４にかかる試片を製造した。このとき、実施例１ないし４および比較例１ないし２４は、熱延試片を酸洗い処理した後、冷間圧延し、表４に記載した条件で焼鈍熱処理を実施した。その後、Ａｌ−Ｓｉめっきを実施し、裁断してブランクを製造した後、表４に記載した条件でブランクを９３０℃で４分間熱処理し、１０秒でプレス金型内に移送してホットスタンピングした後、閉じたプレス金型内で１００℃／ｓｅｃの速度で１５秒間冷却して、７０℃まで急冷させた。
【００７８】
ここで、表１および表２に記載した合金成分の単位は重量％である。
【００７９】
【表１】
2016503456.tif 000003
【００８０】
【表２】
2016503456.tif 000004
【００８１】
２．機械的物性の評価
表３は実施例１ないし４および比較例１ないし２４による試片に対する機械的物性の評価の結果を表したものであり、表４は実施例１ないし４および比較例１ないし６の試片に対する焼鈍温度によるホットスタンピング前、後の機械的物性評価の結果を表したものである。
【００８２】
【表３】
2016503456.tif 000005
【００８３】
【表４】
2016503456.tif 000006
【００８４】
表１ないし表４を参照すると、本発明で提示した成分条件を満たす実施例１ないし４は、目標値に該当する引張強度（ＴＳ）：７００ＭＰａないし１，２００ＭＰａおよび延伸率（ＥＬ）１２．０％ないし１７．０％を全て満たすものであることが分かる。このとき、表４に示した通り、焼鈍熱処理温度および溶融めっき後の材質特性から分かるように、
本発明で提示する合金成分を満たしても、焼鈍熱処理温度範囲から外れる６８０℃で焼鈍熱処理を実施する場合は、目標値に該当する引張強度（ＴＳ）および延伸率（ＥＬ）を確保できないことが分かる。
【００８５】
一方、比較例１ないし２４では、目標値に該当する引張強度（ＴＳ）および延伸率（ＥＬ）を同時に満たすものが一つもないことが分かる。つまり、比較例１ないし２４は、引張強度（ＴＳ）が目標値を満たす場合は延伸率（ＥＬ）が目標値に到達しなく、延伸率（ＥＬ）が目標値を満たす場合は引張強度（ＴＳ）が目標値に到達しないことが確認できる。
【００８６】
一方、図４は実施例１にかかる試片のホットスタンピング実施前の状態の微細組織を表した写真であり、図５は実施例１にかかる試片のホットスタンピング実施後の状態の微細組織を表した写真である。このとき、図４および図５の（ａ）は７４０℃で焼鈍熱処理を実施した場合を示したものであり、図４および図５の（ｂ）は８４０℃における焼鈍熱処理を実施した場合を示したものである。
【００８７】
図４の（ａ）に示したように、７４０℃で焼鈍熱処理した場合、フェライト再結晶が始まっており、完全に再結晶が行われず、冷間圧延によって変形した組織が少し残っていることが確認できた。そして、図４の（ｂ）に示したように、８４０℃で焼鈍熱処理した場合は、フェライト再結晶が完全に行われ、結晶粒が成長している段階であることが分かる。言い換えると、焼鈍温度７４０℃以下ではフェライト再結晶が殆ど行われないため、微細組織が不均一になり、これがホットスタンピング後の微細組織に影響を及ぼすことから、延伸率の低下が発生し得る。逆に、焼鈍温度が８４０℃を超えると、結晶粒が過度に大きく成長してホットスタンピング後の強度低下を引き起こす。
【００８８】
そして、図５の（ａ）および（ｂ）に示したように、ホットスタンピングを実施した後、実施例１の場合は微細な結晶粒を有するフェライトおよびマルテンサイトを含む複合組織と析出物が均一且つ緻密に形成されていることが確認できた。このような微細組織を有する場合は、７００ＭＰａ以上の強度を保ちつつ高い靭性を有するようになる。
【００８９】
以上では本発明の実施例を中心に説明したが、当業者のレベルで多様な変形や変更を加えてもよい。このような変更や変形が本発明の範囲から外れない限り、本発明に属すると言える。よって、本発明の権利範囲は以下に記載する請求の範囲によって判断しなければならない。
【符号の説明】
【００９０】
１：ホットスタンピング部品、１０：第１部分、２０：第２部分
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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