고장력 강판이란? 자동차 수리의 과제와 해결 방법 설명

(출처)https://www.mipox.co.jp/media/archives/14

2023.05.18


최근의 자동차에는 거의 고장력 강판이 사용되고 있습니다만, 실은 이 고장력 강판이 자동차 판금 가게의 판금 작업을 괴롭히는 워크인 것은 아닐까요.
판금 작업에는 퍼티라는 보수 제품이 포함되어 있습니다. 그러나 퍼티를 사용할 때는 큰 어려움이 기다리고 있습니다. 두드리는 것만으로 면출을 할 수 있으면 이상일지도 모릅니다만, 면출 작업에 있어서 퍼티는 필수 아이템입니다.
본 기사에서는, 고장력 강판의 특징이나 장점에 더해, 이 퍼티를 고장력 강판에 사용할 때의 문제를 해결할 수 있는 시스템(툴)을 소개합니다.

고장력 강판의 정의란?

고장력 강판은 "하이텐"(High Tensile Strength Steel Sheets)이라고도 불리는 인장 강도가 높은 강판입니다. 보통 강판이 인장 강도 270MPa 이상인 반면, 일반적으로는 340MPa~790MPa의 것이 고장력 강판으로 정의되어 있습니다. 그러나, 이 정의는 각사·각국에 따라 차이가 있으므로 주의가 필요합니다. 어떤 곳에서는 490MPa 이상을 고장력강으로 하는 견해도 있고, 독일에서는 180MPa 이상을 고장력강이라고 부르기도 합니다. 또한 인장강도 980MPa 이상의 것을 통상 「초고장력 강판」이라고 합니다.
고장력 강판의 종류로서는 탄소 외에 니켈(Ni)이나 실리콘(Si), 망간(Mn) 등의 원소를 첨가하여 강화한 고용 강화형이나 석출 강화형 강판, 레스 성형 후에 담금질 하여 강화한 복합 조직 강판 등이 있습니다.
또한, 프레스 성형 전에 재료를 가열하여 성형 후 급냉하여 강도를 높이는 열간 프레스 성형법이 개발되어 채용이 퍼지고 있습니다.

고장력 강판의 특징 3개

1.경량화가 가능

고장력강은 강도가 있기 때문에 보통강과 같은 강도를 확보할 때 박육화가 가능합니다. 박육화를 함으로써 강재의 사용량을 줄이고 경량화할 수 있습니다. 보통 자동차나 작업차 등의 이동 차량에 고장력강을 사용하면, 연비의 향상에 의해 경제성을 높이는 것이 가능하게 되어, 박육화할 수 있는 것은, 고장력강의 최대의 특징이라고 할 수 있습니다.

2.내식성이 있어 녹슬기 어렵다

고장력 강철에는 높은 내식성이 있습니다. 내식성이 있기 때문에, 야외의 건조물에 사용해 풍우에 노출되는 경우도, 녹슬기 어렵습니다. 이 특징으로부터, 석유 탱크나, 액체를 운반하는 수압관에 채용 사례도 있습니다. 바다에 떠있는 구조물과 하천에 떠있는 다리의 강재에도 내식성의 높이에서 적용 가능합니다. 내식성이 있는 것은 고장력강의 장점이 됩니다.

3. 저렴한 비용으로 대량 생산에 적합

하이텐재는 우수한 강재이기 때문에 시장 공급량이 해마다 증가하고 있습니다. 시장 공급량이 늘어나면 비용도 낮아지기 때문에 공급량이 늘어나는 호순환을 일으키고 있습니다. 즉, 하이텐재는 저비용으로 대량 생산에 적합하다는 것입니다. 저비용이면서 고품질이기 때문에, 하이텐재를 이용한 제품도 늘고 있습니다.

고장력 강판의 장점 단점

장점

고장력 강판의 장점은 얇아도 장력이 있기 때문에 지금까지보다 강판의 두께를 얇게 할 수 있다는 것입니다. 강판이 얇아도 지금까지 이상의 강성이 있기 때문에, 대폭적인 경량화를 실현할 수 있습니다.
자동차 산업에서 경량화에 성공하면 연비를 올리는 효과도 발생합니다. 즉 하이텐재를 이용하는 것으로, 바디의 강성이 높아져 대폭적인 경량화를 실현해, 연비를 올릴 수 있습니다.

단점

고장력 강판의 단점은 강도가 높기 때문에 성형 하중도 높아지는 것입니다. 성형 하중은 프레스 성형기에서 성형을 밀어 넣는 데 필요한 힘을 의미합니다. 하이텐재를 프레스하기 위해서는 금형 자체의 강도가 요구되기 때문에 프레스 성형 중에 파단이 일어날 가능성도 있어 성형이 어렵다고 할 수 있습니다. 강성의 저하를 피해야 하는 부분에는 사용할 수 없는 점도 단점입니다.

자동차 산업에서 고장력 강판에 대한 수요가 증가하는 배경

자동차 산업에 있어서 하이텐재의 수요가 높아지고 있는 배경은, 모노콕 섀시가 등장해, 차의 바디 구조가 철로 만들어지게 된 것이 기인하고 있습니다.
모노콕 섀시란, 바디와 차대(섀시)가 일체화되어 있는 구조를 제작하는 기법을 말합니다. 모노콕 섀시라면, 프레임과 바디를 동시에 만들기 때문에, 종래보다 강도가 높고, 효율적으로 차내 스페이스를 확보할 수 있어, 경량화도 가능합니다. 모노콕 섀시의 단점인 형상의 복잡화를 보완하기 위해 가공하기 쉽고 강도가 높은 하이텐재의 수요가 해마다 증가하고 있습니다.

사용자의 고민의 원인

퍼티를 고장력 강판으로 사용할 때, 당연히 경화시에 열이 발생합니다. 이 열이 면해 하고 있는 철판을 왜곡시키는 것입니다. 철판 표면에는 퍼티가 있습니다만, 이면에는 아무것도 없기 때문에, 표면과 이면에서 팽창율이 다르게 왜곡되어 버립니다. 이 왜곡을 막기 위해 어떻게 할 것인가… 최근에는 뒷칠 전용 퍼티도 판매되고 있습니다. 고장력 강판은 이 열에 의한 왜곡이 약점입니다. 이 열의 발생은 퍼티의 경화시와 또 하나 퍼티 연마에서의 열의 발생이 있습니다.
이러한 엄청난 장력 강판입니다만, 차에 있어서는 메리트가 크기 때문에 앞으로도 채용은 확대해 갈 것이라고 우리는 예측하고 있습니다. 고장력 강판의 연마시에 가능한 한 열을 발생시키지 않고 게다가 공정 단축, 작업 환경 개선이 가능한 연마 프로세스를 소개하겠습니다.

이번, 유저 여러분의 고민을 해결하기 위한 수단으로서 Mipox가 소개하는 자동차 보수의 하지판금 시스템(툴)은, 고장력 강판에 매치한 「스마트 샌딩 시스템」입니다 .

스마트 샌딩 시스템의 특징

1. 공정 단축 & 비용 절감

통상 14 공정이 스마트 샌딩 시스템에서는 9 공정에서의 작업이 가능합니다. 그 이유는, 「연삭성이 높은 더블 액션 썬더의 스마트 썬더(SD-7)」와 「연마 눈의 세세한 내 taiQ」의 조합에 의해, 종래 싱글 썬더의 #60이나 #80의 거친 페이퍼 사용하지 않고 에, 「도막 박리와 페더 엣지」의 작업을 동시에 실현할 수 있는 것이 메리트가 됩니다. 이 제안은 시스템에서 제안할 수 있는 Mipox이기 때문에 가능한 제안입니다. 이 스마트 썬더와 내 taiQ의 조합으로 시간 단축과 비용 절감이 가능합니다.

2. 품질 향상

①철판열을 종래 공법과 비교해 30% 낮출 수 있기 때문에 철판에의 데미지 경감

3. 작업 환경 향상

① 풀 먼지 시스템 제안에 의해 대폭적인 작업 환경 청정도 UP
② 흡진 파일을 판매하고 있는 메이커도 적어지고 있습니다. 흡진 파일 메이커라고 하는 것은 아니고, 썬더 메이커도 연마재 메이커도 테리토리가 아니기 때문에 Mipox가 개발했습니다.

4. 비용 성능

글로벌 시장을 바라본 샌딩 시스템으로서의 제안에 의해 썬더/흡진 파일과도 구입하기 쉬운 가격이 되고 있습니다.


요약

고장력 강판은 경량화와 상반되는 차체 강도를 양립시켜 연비 성능이나 충돌 안전 성능, 운동 성능을 향상시키기 위해서 필수적인 재료입니다. 알루미늄이나 플라스틱, CFRP 등 재료 치환도 진행되고 있습니다만, 가장 일반적인 것은 고장력 강판의 활용이 되고 있습니다. 그 고장력 강판의 보수로 제일의 적은, 철판열에 의한 왜곡이 됩니다. 철판 연마나 퍼티 연마에서의 연마열을 가능한 한 저감해, 향후 점점 늘어나는 것이 예상되는 고장력 강판에 대응하기 위해서 판금 기술 혁신을 전진시켜 갑니다.
마지막이지만 앞으로의 자동차 산업은 EV화와 자동차 운전화가 진행됨에 따라 인간에게 보다 쾌적한 도구로 더욱 진화해 나갈 것입니다. 우리는 자동차 산업의 종합적인 지견과 기술을 가진 업계 톱 러너로서 그 진화에 더욱 기여해 나갈 것을 앞으로도 목표로 하고 있습니다.