설비·기술의 완벽한 조화…현대제철 HFORM, 차세대 車강판 솔루션

불황 속에서도 과감한 행보를 보이던 현대제철이 최근 핫스탬핑강 시장에 파장을 일으켰다. 지난 4월 16일 현대제철은 자사의 핫스탬핑강 브랜드 에이치폼(HFORM)의 상표를 출원하며, 자체 브랜드 론칭에 나섰다.핫스탬핑(Hot Stamping)이란 강판 성형 방식의 일종이다. Al-Si(알루미늄 실리콘) 강판에 적용되는 핫스탬핑은 소재를 900℃ 이상의 고온으로 가열한 뒤 프레스 금형에서 성형과 동시에 급속 냉각(퀜칭)을 진행하는 방식으로 진행된다. 이 과정을 거친 강판에는 마르텐사이트 조직이 형성되며, 강도가 증가하고 뒤틀림이 최소화된다.핫스탬핑을 거친 핫스탬핑강은 기존 냉간압연 제품이 지닐 수 없었던 1,470메가파스칼(MPa)을 확보할 수 있게 된다. 때문에 동일한 두께로도 더욱 높은 강성을 확보할 수 있어 차체의 경량화에도 이점을 지닌다. 이러한 이점으로 인해 무거운 내장 배터리의 존재로 경량화가 필요한 전기차에 핫스탬핑강은 A필러, 센터필러, 루프사이드 등 차량의 뼈대 부위에 주로 적용되며 강점을 보이고 있다.‘현대제철이 만들면 다르다’라는 세간의 평가는 이번 HFORM 제품에도 이어질 예정이다. 현대제철이 지닌 최고 수준의 설비와 독보적인 기술 경쟁력은 타사 핫스탬핑강 대비 HFORM만이 지닌 특색을 부각시키고 있다. 

■ 최고 수준의 설비 경쟁력

현대제철이 HFORM에 지닌 자신감에 배경에는 현대제철이 지닌 최고 수준의 HFORM 생산 설비가 자리 잡고 있다. 세계 4위 수준의 핫스탬핑 부품 생산 능력을 지닌 현대제철은 가열-성형-급랭으로 이어지는 21개 생산라인을 갖춘 단일 공장을 보유하고 있다.특히 현대제철 당진제철소는 자동차용 핫스탬핑강 생산에 필요한 모든 공정을 하나의 부지 내에서 통합 운영할 수 있다는 장점이 드러난다. 최초 소재부터 부품 제작에 이르기까지 하나의 제철소가 모두 담당함으로써, 원활한 공급을 꾀하고 운송비를 절감할 수 있다.현재 현대제철은 인성과 강도라는 두 가지 콘셉트로 분류를 나눠 HFORM 제품을 생산하고 있다. 고인성 콘셉트 강종으로는 PHS 550, PHS 980가 있으며, 이 중 PHS 980을 양산하고 있다. 고인성 콘셉트인 만큼, 충돌 시 나타나는 굽힘에서 우수한 저항력을 가진다. 때문에 구조 보강재의 충돌에너지를 흡수하는 부품으로 주로 적용된다.고강도 콘셉트의 경우, PHS 1470, PHS 1760 두 제품을 양산하고 있다. 강도가 기존 강판 대비 3배 이상 높다는 점에 착안해 최대 강도가 요구되는 탑승객 보호 파트에 적용된다.고인성, 고강도 제품 모두 1.0~2.3mm의 두께로 생산된다. 폭의 경우 고인성 강은 800~1,400mm, 고강도강은 800~1,600mm의 생산 가능 범위를 지니고 있다. 

■ TWB 연계로 독보적 경쟁력 확보

구슬이 서 말이어도 꿰어야 보배라는 말처럼, 현대제철은 기술 연계를 통한 HFORM의 경쟁력을 높이기 위해 ‘테일리어웰디드블랭크(TWB)’라는 용접 프로세스를 구축했다.이 공정은 서로 다른 부품의 정교한 용접을 통해 유연하고 제품에 최적화된 부품을 생산하는 것이 핵심이다. 공정의 순서는 절단된 Al-Si(알루미늄 실리콘) 강판을 부품 형상에 맞춰 블랭킹하는 것으로 시작된다. 그 뒤 블랭킹된 강판을 레이져 용접을 통해 일체화하고 핫스탬핑을 실시한다.현대제철은 TWB 라인과 핫스탬핑 설비를 직접 연계해 운용하고 있다. TWB의 완료 후 즉각적으로 이뤄지는 핫스탬핑은 HFORM 부품 생산의 극대화를 촉진한다. 아울러 사각 형태의 핫스탬핑 판재를 가공하지 않고, 최종 부품의 형상 그대로 핫스탬핑을 진행함으로써 고객사의 요구에 보다 유연히 대처할 수 있다.이런 장점에도 용접 시 나타나는 강도 저하는 용접을 통한 핫스탬핑강 생산을 까다롭게 만든다. 용접 시 가해지는 고열은 강판에 균열을 일으키는데, 이는 도금층의 알루미늄이 강판으로 흡수되는 결과를 야기한다. 알루미늄이 강판 층으로 이동하게 되면, 핫스탬핑이 적용된 이후에도 용접부위를 포함한 전체 부위의 강도를 낮추며, 균열 발생 가능성을 높인다.이를 해결하기 위해 현대제철은 특허를 보유한 ‘필러 와이어 용접 기술’을 통해 TWB의 완성도를 높였다. 필러 와이어란 레이저 용접 시 추가로 공급되는 금속 와이어로, 용접부 위에 주입돼 용접 시 발생할 수 있는 균열을 차단한다. 균열이 차단되면 도금층 성분의 강판 침투는 불가능해지고, 용접 부위 역시 강도 기준 1,470 이상의 인장강도를 확보할 수 있게 된다.이러한 현대제철의 기술경쟁력은 우수한 설비 경쟁력과 어우러져 HFORM의 위상을 드높일 예정이다. 현재 현대제철은 HFORM 제품을 고객 모빌리티 업체들에게 납품중인 것으로 알려졌다. 현대제철의 한 관계자는 “현대·기아차를 중심으로 HFORM 제품 납품을 확대하고 있다”라며 “최근 르노 코리아 등 글로벌 완성차에도 HFORM 제품을 공급해 시장 저변을 넓히고 있다”라고 전했다.