최근 각종 환경 규제와 자동차의 안전성 증대를 위해 고장력 자동차 강판의 수요가 증대되고 있다. 차량의 많은 강판 비중을 차지하는 외판재의경우 안전성과 경량화를 위해서는 고장력강판이 유리하지만, 일반적으로 강도가 증가함에 따라 성형성이 감소되어 자동차 생산에 커다란 문제를 야기 시킬 수 있다. 따라서 본 연구에서는 자동차용 고장력강판의 집합조직 제어를 통해 강도의 변화없이 성형성을 증대시키고자, 고장력 자동차용 강판의 집합조직의 특징을 알아보는데 목적이 있다. 강판은 $\gamma$-fiber (ND//[111]) 조직이 증가할수록 성형성의 증대를 가져올 수 있으며, 이는 압연과 열처리등의 공정 조건에 의해 제어된다. 자동차용 고강도강판의 열처리는 연속소둔방식으로 행하였으며, XRD와 EBSD 등을 통한 집합조직과 기계적인 특성을 분석하였다.
최근 지구환경을 문제를 해결하기 위한 수단의 하나로 자동차 부품의 경량화 필요성이 더욱 높아지고 있습니다. 자동차 샤시 및 under body 부품, 구조재 등에 주로 사용되는 자동차 용 열연강판은 자동차 차체 중량의 약 $25\%$를 차지하며, 그 적용 두께는 판넬류 강판에 비하여 비교적 두껍고, 인장강도 310-440MPa급 강판이 주로 되고 있으나, 최근 다양한 변태조직을 이용한 가공성이 우수한 590-780MPa급 열연강판들이 개발되고 있어 향후 차체의 경량화에 크게 기여할 것으로 기대되고 있습니다. 본 발표에서는 자동차용 열연 강판의 개발 동향과 최근 포스코가 개발한 고강도 열연 강판의 적용사례를 소개하고 합니다.
온실가스 배출 규제로 대표되는 환경문제가 시급한 경제 사회적 현안이 됨에 따라 자동차 차체경량화에 인한 연료소모 및 배기가스 감소를 통하여 각종 환경규제에 대응하고 환경친화형 산업으로 형성되는 새로운 시장을 선점하려는 노력이 전세계적으로 치열하게 경주되고 있다. 자동차 중량의 대부분을 점유하고 있는 철강소재의 경량화는 차체 경량화의 척도로 평가되어 왔으며, 미래형 자동차의 출현에 대응하기 위한 철강산업계의 노력도 치열하게 경주되고 있다. 고부가가치 강판의 최대 수요처인 자동차 산업의 동향과 이에 관련한 최근의 자동차용 강판의 연구개발 현황 및 차세대 고강도 강판의 연구개발 동향에 대해 소개한다.
본 연구에서는 신차개발 과정에서 공급업체의 조기참여 프로그램을 통한 자동차용 강판 제조업체의 기술혁신에 대해 고려하기로 한다. 먼저, 치열한 경쟁 하에 놓인 자동차용 강판 공급업체의 생존전략으로 자동차업체와의 기술적 파트너십의 중요성과 함께 시장을 둘러싼 대내외 경영환경을 분석하고자 한다. 자동차산업의 신차개발 프로세스 단계별 기술적 목표를 명확히 제시하고 차체의 수명사이클에 근거한 최적 소재를 선정하기 위한 조기참여 활동의 필요성을 강조하고자 한다. 또한 자동차용 강판 공급업체의 최적 기술전략 수립 및 방향을 설정하기 위해 자동차용 소재시장에서의 철강재 위상을 제고하고, 핵심 기술목표를 도출하고자 한다. 마지막으로 자동차용 강판 제조업체의 핵심 기술로 고성형성, 고강도강판 및 내식성이 우수한 도금강판에 대해 공급업체의 조기 참여를 통한 기술혁신 과정을 살펴보고자 한다.
승용차용 소재로 사용되는 철강재료의 구성비율은 국가별, 차종별로 큰 차이를 나타내기 때문에 일률적으로 표현하기는 곤란하다. 일본의 경우 열연강판, 냉연강판, 내식성 확보를 위해 냉연강판의 표면에 여러가지 종류의 도금을 한 표면처리강판등의 보통강판이 약 76%를 차지하고 있으며 나머지는 고탄소강, 고합금강, 스테인리스강, 스프링강, 베어링강 등의 특수강재와 주철이 차지하고 있다. 본 해설에서는 승용차 차체용 소재의 대부분을 차지하는 냉연강판을 중심으로 냉연강판의 제조공정, 연진 냉연강판을 중심으로 냉연강판의 제조공정, 연질 냉연강판의 개발현황과 개발방향, 인장강도 35kgf/$min^{2}$이상의 냉연강판을 의미하는 고장력 냉연강판의 개발현황과 개발방향을 소개한후 현재 세계철강협회(IISI) 주관으로 범세계적으로 추진중인 초경량 자동차 차체(ULSAB, Ultra Light Steel Auto Body)제조를 위한 프로젝트의 진행과정 설명을 통해 경량재료에 대한 철강업체의 대응전략을 소개하고자 한다.
최근 자동차 산업은 고효율 및 친환경이라는 전세계적인 이슈에 따라 고연비의 자동차 개발에 총력을 다하고 있다. 그러므로 다양한 고강도 강 및 경량 금속이 자동차의 차체에 적용되고 있다. 특히 철강재료에 있어서 기존의 저 탄소강에서 다양한 기능을 갖은 고강도 강으로 그 종류가 다양화되고 있으며 이에 따라 저항 점용접을 이용한 차체의 접합은 점점 이종의 강판을 접합하는 비율이 점차로 늘어나고 있다. 이와 같이 강판의 종류가 다양해짐에 따라 수많은 이종 강판에 대한 조합이 생기고 있으며, 이를 모두 실험을 통해 최적 용접조건을 찾기에는 많은 시간과 노력이 투자되어야 된다. 그러나 시뮬레이션 기법으로 이종 접합의 초기 용접조건에 대한 정보를 얻는다면, 최소의 실험을 통해 좀 더 손쉽게 최적의 용접조건을 도출할 수 있다. 그러므로 본 연구에서는 실제 자동차에 많이 쓰이는 강판인 EDDQ급 도금강판 0.7t와 440R 급 1.2t 및 DP 590 1.0t의 3종류의 이종 강판에 대한 점 용접특성을 저항 점용접 전문 소프트웨어인 SORPAS를 이용하여 시뮬레이션하고 분석하였다. 시뮬레이션은 겹치기 순서에 따라 용접 전류, 가압력, 용접 시간을 변수로 하여 각각의 겹침 순서에 대한 2개의 용접 점에 대한 너겟의 크기를 분석하였으며 로브 곡선을 얻을 수 있었다. 이를 통해 3겹의 겹치기 순서에 따른 용접 특성을 비교할 수 있었으며, 이것을 실제 생산라인의 자동차 차체의 조립 순서 결정에 있어서 응용함으로써 용접 특성을 고려한 차체 조립에 적용이 가능할 것으로 사료된다.
표면처리 강판은 주로 북미 등에서 제설용 염화칼슘에 대한 방청목적으로 개발되었으나, 최근에는 산성비등 대기환경에 대한 대책으로 표면처리의 역할이 이루어지고 있으며, 그 수요도 날로 다양화되면서 증가하고 있다. 특히 아연도금강판은 우수한 내구성과 값이 싸며 내부식성이 강하므로 자동차 산업, 강판제조업 뿐만 아니라 가전제품에도 많이 사용되는 재료이다. 자동차 차체에 적용되는 아연도금강판의 용접은 대부분은 점용접으로 행하여지고 있으며, 그 우수한 용접특성으로 인해 특수 부위를 제외하고 거의 대부분에 적용되고 있다. (중략)
자동차 및 자동차부품에의 표면처리 강판의 급속한 적용확대에 대하여 점용접에 관한 연구는 많이 행하여져 있지만 아크용접에 관한 연구는 상대적으로 작다. 향후 표면처리 강판의 지속적인 적용확대 추세를 감안하면 아크용접시 일어나는 문제에 대한 해결이 시급하다고 하겠다. 본 해설에서 살펴본 바와 같이 표면처리 강판의 아크용접시 가장 큰 문제로 되는 기공발생은 사용강판, 용접조건, 전원, 용접재료 등 많은 요인에 의하여 영향을 받아, 어느 한 요인만의 독립적인 연구개발보다는 이들 모든 요인에 대한 종합적인 연구개발이 필요하리라 생각된다. 특히 용접재료의 측면에서는 제품의 고부가가치화를 목표로 전용 와이어의 개발이 시급하다.
최근 자동차 산업을 둘러싼 사회적, 환경적 요인은 차체 경량화를 강력희 요구하고 있다. 이를 위해서는 차체에 알루미늄 판재를 사용하는 것이 가장 효과적인 방법으로 제시되고 있다. 그러나 차체 설계 조건 및 제조기술은 오랫도안 강판을 사용하는데 적합 하도록 개발되어 왔다. 따라서 현재 사용되고 있는 강판의 대체 재로서 알루미늄 합금 판재를 사용하기 위해서는 강판과 동일한 강도를 가지면서 성형성이 요구되고 현재의 자동차 제조공정 즉 프레스 성형, 조립방법, 표면처리 기술 등에 적합한 특수 목적의 알루미늄 합금 판재의 개발이 요청되고 있다. 오늘날 알루미늄 판재 개발에 있어 적절한 합금 조성의 선택, 제조공정 뿐만 아니라 표면조성 및 형태의 조절 등에 의해 이러한 문제의 해결이 가능해지고 있고 알루미늄 압연 업체의 특수한 설계와 제조개념의 새로운 알루미늄 합금 개발을 위한 적극적인 노력이 집중되고 있어 머지않아 자동차 산업에 알루미늄 합금의 사용이 크게 늘어날 것으로 생각된다. 따라서 본 고에서는 자동차 차체용 알루미늄 합금의 개발 동향 및 차체적용을 위한 특성 및 응용기술에 대해 고찰한다.
자동차 도장 전처리 공정 중 인산염처리는 소지와 도장층 사이의 밀착성을 향상시키고, 강판의 내식성을 향상시키는 목적으로 행하여진다. 인산염 조직이 치밀하게 형성되지 못하면 도장층 박리 등의 불량이 발생할 수 있다. 본 연구에서는 전기로재 BAF(Batch Annealing Furnace) 냉연강판의 인산염처리 특성에 대한 분석 및 개선안 도출 과정을 서술하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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