자동차 제조 분야에서 프레스 성형된 스테인리스 스틸 스트립의 응용은 무엇인가요?

성형 스테인리스 스틸 스트립은 우수한 프레스 성형 성능을 갖춘 스테인리스 스틸 스트립 재료로, 다양한 분야에서 널리 사용되고 있습니다.

​

성형 스테인리스 스틸 스트립은 뛰어난 기계적 특성, 내식성 및 성형성을 바탕으로 자동차 제조 분야의 핵심 소재 중 하나가 되었습니다. 차체 구조, 기능 부품, 안전 시스템 및 내·외장 트림 등 여러 핵심 공정에 폭넓게 활용되며, 자동차의 안전성과 내구성 요구 조건을 충족시킬 뿐 아니라 경량화 및 정밀 제조라는 산업 트렌드에도 부합합니다.

I. 차체 구조 및 안전 부품: 핵심 하중 지지 및 보호

자동차의 차체는 '골격'과 같으며, 안전 부품은 운전자와 승객 보호와 직접적으로 관련됩니다. 이러한 상황에서 성형된 스테인리스강 스트립은 주로 '고강도, 충격 저항성 및 내식성'이라는 핵심 요구사항을 충족시킵니다. 일반적인 응용 분야는 다음과 같습니다.

차체 보강 부품

예를 들어 도어 방지충돌 빔, 차체의 B필러/ C필러 보강판, 섀시의 종방향 빔 보강 부품 등이 있습니다. 이러한 부품들은 충돌 시 에너지를 흡수하고 차체 변형을 최소화해야 하므로 일반적으로 고강도 스탬프용 스테인리스 강판(예: 301 냉간가공 경화형, 201/430 고강도 시리즈)이 사용됩니다. 이들의 인장강도는 500~1200MPa에 달하며, 정밀 스탬핑 후에도 형상 안정성을 유지하여 충돌 시 파손을 방지할 수 있습니다. 또한 스테인리스강의 내식성은 비와 제빙제로 인한 섀시와 차체 연결 부위의 녹 발생을 방지하여 차체 수명을 연장시켜 줍니다.

안전 시스템 부품

안전벨트 어셈블리: 안전벨트 버클 및 롤러 브라켓과 같은 정밀 부품은 성형 가공을 통해 복잡한 클릭 조립 구조와 설치용 구멍을 구현해야 합니다. 일반적으로 304번 스테인리스강 판재를 사용하는데, 이는 우수한 연성 덕분에 성형 중 균열이 발생하지 않으며, 높은 표면 마감도(Ra≤0.8μm)로 인해 부품 간 마찰을 줄일 수 있고, 내식성이 뛰어나 장기간 사용 시 땀과 먼지로 인한 녹슬음을 방지하여 안전벨트의 신뢰성 있는 잠금 기능을 보장합니다.

에어백 트리거 부품 에어백 가스 발생기의 케이싱, 트리거 메커니즘의 브래킷 등은 재료의 정밀도와 일관성에 극도로 높은 요구 사항을 갖습니다. 스테인리스강 스트립(예: 몰리브덴을 포함하여 내식성을 향상시킨 316L)은 냉간 압연되어 두께 공차 ±0.01mm를 보장합니다. 정밀 프레스 금형과 결합하면 복잡한 캐비티 구조를 구현할 수 있습니다. 또한 고온 저항 특성(316L의 연속 작동 온도는 최대 800℃까지 가능)을 통해 가스 발생기 작동 시 순간적으로 발생하는 고온 환경에도 적응할 수 있습니다.

II. 섀시 및 파워트레인: 내후성, 내유성 및 고하중 견딜 수 있음

자동차의 섀시 및 동력 시스템은 빗물, 모래, 진흙 등 외부 환경에 지속적으로 노출되거나 엔진 오일 및 냉각수와 같은 부식성 매체와 접촉하며, 엔진 진동과 도로 충격에도 견뎌야 합니다. 이러한 상황에서 프레스 성형된 스테인리스 강판의 "내식성 + 고강성" 특성은 특히 중요합니다.

섀시 기능 부품

제동 시스템 구성품 브레이크 캘리퍼 지지대, 브레이크 패드 백플레이트 등은 제동 중 발생하는 고온(최대 300-500℃)과 브레이크 유체의 화학적 부식을 견뎌야 합니다. 일반적으로 430 페라이트계 프레스 성형 스테인리스 강판이 사용되는데, 이는 오스테나이트계 스테인리스보다 고온 안정성이 우수하며 304보다 비용이 낮습니다. 프레스 가공 후 표면을 별도의 코팅 없이 그대로 사용할 수 있어, 기존 강판의 코팅층이 벗겨지면서 발생하는 녹 발생을 방지할 수 있습니다.

섀시 파이프라인 고정장치: 연료관 및 냉각수 파이프용 클립과 브래킷은 스탬핑 공법을 통해 "경량 + 방송화" 구조를 달성해야 한다. 일반적으로 사용되는 것은 304 초박형 스탬프용 스테인리스강 스트립(두께 0.15-0.3mm)으로, 우수한 굽힘 성능을 통해 복잡한 클립 각도를 구현할 수 있으며, 기름과 물에 대한 내성을 갖춰 매체 침식으로 인한 파이프라인 고정장치의 고장을 방지할 수 있다.

동력계 보조 부품

예를 들어 엔진 오일팬 강화판 및 변속기 하우징 위치 고정 브래킷은 엔진 작동 중 진동과 오일 침지를 견뎌야 하므로, 316L 스탬프용 스테인리스강 밴드를 선택한다. 이 소재는 몰리브덴을 함유하여 엔진 오일 내 황화물에 대한 내식성을 현저히 향상시키며, 인장강도가 ≥515MPa로 진동으로 인한 장기적인 피로 응력을 견딜 수 있어 브래킷의 변형이나 파손을 방지할 수 있다.

III. 내장재 및 외장재: 미적 요소, 내구성 및 경량성

자동차 내장재는 "미적 디자인과 촉감"을 균형 있게 갖춰야 하며, 외장재는 햇빛, 비, 돌멩이 충격과 같은 외부 환경에 견딜 수 있어야 합니다. 이러한 조건에서 프레스 성형된 스테인리스강 스트립은 주로 "표면 품질이 뛰어나고, 기상 조건에 대한 내성이 강하며, 성형이 용이하다"는 장점을 활용합니다.

내장 정밀 부품

계기판 및 중앙 제어 구성 요소: 계기판 브래킷, 중앙 제어 패널 장식 프레임, 에어컨 송풍구 블레이드 등은 스탬핑 공정을 통해 '얇은 벽 + 복잡한 형상'을 구현해야 한다. 일반적으로 사용되는 재료는 304 미러 마감 스탬프용 스테인리스강 스트립(표면 조도 Ra≤0.2μm) 또는 브러시드 스테인리스강 스트립이다. 미러 마감 제품은 인테리어의 고급감을 높여주며, 브러시드 마감 제품은 지문과 작은 흠집을 숨기는 데 효과적이다. 이 소재는 우수한 심발 성형성(신율 ≥40%)을 갖추고 있어 복잡한 곡면이나 중공 구조를 형성할 수 있으며, 알코올 및 세척제에 강해 중앙 제어 패널을 닦은 후에도 자국이 남지 않는다.

시트 및 도어 내장 부품: 시트 조절 메커니즘의 기어 플레이트와 도어 인테리어 패널의 고정 클립은 304보다 낮은 비용이면서도 304에 가까운 강도를 갖는 201 스탬핑 스테인리스 스틸 스트립으로 제작된다. 고품질의 정밀한 톱니 모양이나 클립 구조는 프레스 성형 공정을 통해 구현되며, 우수한 마모 저항성(HV≥200의 표면 경도)을 가지므로 장기간의 시트 조절 또는 도어 개폐 동작에서 발생하는 마찰에도 견딜 수 있다.

외부 보조 부품

창문 및 외장 몰딩 부품: 창 가이드 홈 실링 스트립의 프레임과 차체의 사이드 스커트 몰딩은 자외선 조사와 비에 의한 침식을 견뎌내야 합니다. 크롬 함량이 ≥18%인 304 내후성 스탬프용 스테인리스강 스트립을 선택하여, 표면에 안정적인 크롬 산화물 패시베이션 필름을 형성함으로써 햇빛과 비로 인한 색바래기나 녹슬음을 방지합니다. 스탬핑 공정 중에는 "U자형 홈" 및 "내부 롤 엣지"와 같은 복잡한 단면 형상을 구현할 수 있어 실링 스트립의 설치 요구 사항에 적합합니다.

헤드램프 부품: 자동차 램프 리플렉터의 브래킷과 램프 커버 고정 클립은 스탬핑 공법을 통해 "경량화 + 고품질 정밀 위치 고정"을 달성해야 합니다. 일반적으로 사용되는 304 초박형 스테인리스 스틸 스트립(두께 0.1~0.2mm)은 우수한 용접 성능(레이저 용접을 통해 플라스틱 램프 커버에 고정 가능)과 내열성(장시간 헤드램프 점등 시 발생하는 고온 환경에서도 견딤)을 갖추고 있어, 브래킷 변형으로 인한 조명 편차를 방지할 수 있습니다.

IV. 전기자동차만의 특수 응용 시나리오

신에너지차량(특히 전기차량, EV)의 발전에 따라, '배터리 시스템 및 전기 구동 시스템' 분야에서 스탬프 가공된 스테인리스 스틸 스트립에 대한 새로운 수요가 발생하고 있으며, 핵심 요구사항은 '전자기 간섭 방지(EMI), 고전압 저항, 내식성'입니다.

배터리 시스템 부품

배터리 팩 하우징 보강 부품: 배터리 팩 상부 커버의 프레임과 하부 케이스의 충돌 방지 빔은 충돌 시 가해지는 충격력과 배터리 작동 중의 고온(40-60℃)을 견딜 수 있어야 한다. 탄소 함량 ≤0.03%인 초저탄소 성형 스테인리스강 스트립인 301LN(강도 향상을 위해 질소가 첨가됨)을 선택하였으며, 인장 강도는 ≥1000MPa이다. 또한 우수한 용접 성능을 갖추고 있어 레이저 용접을 통해 배터리 팩의 밀봉이 가능하며, 전해질 부식에도 저항력이 뛰어나 배터리 누액으로 인한 부품 손상을 방지할 수 있다.

일부 리튬 인산 철 배터리의 경우, TAB 연결 부품은 "초박형 + 고효율 전도성"을 달성하기 위해 프레스 성형이 필요하다. 여기에는 스테인리스강 기재 표면에 0.05mm 두께의 구리층을 적층한 304 구리 복합 프레스 성형 스테인리스 스트립이 사용되는데, 스테인리스강은 구조적 강도를 제공하고, 구리층은 전도성을 향상시킨다. 프레스 성형 공정 중 높은 정밀도의 TAB 형상을 얻을 수 있으며, 배터리 전해질에 대한 내식성도 우수하다.

전기 구동 시스템 부품

예를 들어, 모터 하우징의 히트싱크와 인버터의 쉘 브라켓은 모터 작동 중 발생하는 고온(최대 120℃) 및 고전압(≥300V)을 견딜 수 있어야 한다. 이에 티타늄이 첨가되어 고온에서의 입계 부식 저항성이 강화된 316Ti 스탬핑 스테인리스 스틸 스트립이 선택된다. 이러한 소재는 일반 강철보다 절연 성능이 우수하여 추가적인 절연 코팅이 필요하지 않다. 또한 스탬핑 공법으로 형성된 히트싱크 구조는 전기 구동 시스템의 열 방출 효율을 향상시킬 수 있다.