CN118119728A - 耐蚀性和表面外观优异的镀覆钢板及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种耐蚀性和表面外观优异的Zn‑Mg‑Al系镀覆钢板及其制造方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种耐蚀性和表面外观优异的高耐蚀镀覆钢板及其制造方法。
背景技术
当镀锌系钢板暴露在腐蚀环境中时，氧化还原电位低于铁的锌先被腐蚀，从而具有抑制钢材的腐蚀的牺牲防腐蚀的特性。另外，镀层中的锌被氧化而在钢材表面上形成致密的腐蚀产物，阻断钢材与氧化气氛的接触，从而提高钢材的耐腐蚀性。得益于这些有利的特性，最近镀锌系钢板的应用范围扩大到建筑材料、家用电器和汽车用钢板。
但是，由于工业升级导致大气污染增加，腐蚀环境逐渐恶化，并且由于对资源和能源节约的严格管制，对开发一种与现有的镀锌钢材相比具有更优异的耐蚀性的钢材的需求日益增加。
为了改善这种问题，正在对制造锌合金系镀覆钢板的技术进行各种研究，该技术通过在锌镀浴中添加铝(Al)和镁(Mg)等元素来提高钢材的耐蚀性。代表性的实例有在Zn-Al镀覆组成体系中进一步添加Mg的Zn-Mg-Al系锌合金镀覆钢板。
但是，在Zn-Mg-Al系锌合金镀覆钢板的情况下，经加工后使用的情况居多，由于镀层表面不均匀，并且粗糙度高，存在涂装后的鲜映性差的缺点。
此外，Zn-Mg-Al系锌合金镀覆钢板在缓慢冷却时容易产生锌花，因此存在表面外观不精美的问题。
因此，迄今为止，还未开发出一种可以满足耐蚀性、涂装后的鲜映性和表面外观均优异的高级需求的水平的技术。
(专利文献1)韩国公开公报第2010-0073819号
发明内容
要解决的技术问题
根据本发明的一个方面，目的在于提供一种耐蚀性和表面外观优异的镀覆钢板及其制造方法。
另外，根据本发明的另一个方面，目的在于提供一种耐蚀性、表面外观以及涂装后的鲜映性均优异的镀覆钢板及其制造方法。
本发明的技术问题不限于上述内容。本领域技术人员可以从本发明的说明书的全部内容容易地理解本发明的附加的技术问题。
技术方案
本发明的一个方面提供一种镀覆钢板，其包括：基础钢板；以及Zn-Mg-Al系镀层，所述Zn-Mg-Al系镀层设置在所述基础钢板的至少一面上；其中，以重量％计，所述镀层包含：Mg：4.0-6.3％、Al：11.0-19.5％、余量的Zn以及其他不可避免的杂质，所述镀覆钢板满足下述关系式1。
[关系式1]
0.1≤I(110)/I(103)≤0.25
(在所述关系式1中，所述I(110)表示MgZn2相的(110)面晶体峰的X射线衍射积分强度，所述I(103)表示MgZn2相的(103)面晶体峰的X射线衍射积分强度。)
另外，本发明的另一个方面提供一种制造镀覆钢板的方法，其包括以下步骤：
将基础钢板浸入镀浴中，以满足相对于镀浴温度(TB)的TB-10℃至TB-40℃的引入温度，并进行热浸镀锌，以重量％计，所述镀浴包含：Mg：4.0-6.3％、Al：11.0-19.5％、余量的Zn以及其他不可避免的杂质；
向经所述热浸镀锌的钢板供应冷却至1-20℃的惰性气体以进行空气擦拭；
将经所述空气擦拭的钢板以10-15℃/秒的平均冷却速度进行一次冷却，冷却至420℃；以及
将经所述一次冷却的钢板在低于420℃且300℃以上的温度范围内以5-8℃/秒的平均冷却速度进行二次冷却，
并且所述制造镀覆钢板的方法满足下述关系式2。
[关系式2]
W空气(air)×(1-T/To)+5≤P空气
(在所述关系式2中，所述W空气表示气刀的间距，单位为mm。所述P空气表示气刀的压力，单位为kPa。所述T表示供应的惰性气体的温度，单位为℃。所述To表示大气的平均温度，并设置为25℃。)
发明效果
根据本发明的一个方面，可以提供一种耐蚀性和表面外观优异的镀覆钢板及其制造方法。
另外，根据本发明的另一个方面，可以提供一种耐蚀性、表面外观以及涂装后的鲜映性均优异的镀覆钢板及其制造方法。
本发明的各种有益的优点和效果不限于上述内容，并且在说明本发明的具体实施方案的过程中可以更容易地理解所述优点和效果。
附图说明
图1为示出从发明例8和比较例8中获得的镀覆钢板的根据在镀层表面上用X射线衍射(X-ray diffraction)(下面称为“XRD”)测量的X射线衍射角度(2θ)的X射线衍射峰的图。
最佳实施方式
本说明书中使用的术语用于说明特定的实施方案，并不旨在限制本发明。另外，除非相关定义清楚地表明与此相反的含义，否则本说明书中使用的单数的形式还包括复数的形式。
说明书中使用的“包含”或“包括”的含义用于具体说明构成，并且不排除其他构成的存在或附加。
除非另有定义，否则本说明书中使用的包括技术术语和科学术语的所有术语具有与本发明所属技术领域的技术人员通常理解的含义相同的含义。词典中定义的术语被解释为具有符合相关技术文献和当前公开内容的含义。
下面，对根据本发明的一个方面的[镀覆钢板]进行详细说明。在本发明中，除非另有定义，否则表示各元素的含量时表示重量％。
在现有的Zn-Mg-Al系锌合金镀覆钢板的相关技术中，添加Mg以提高耐蚀性，但是当添加过多的Mg时，镀浴的浮渣的产生增加，从而存在需要经常去除浮渣的问题，因此将Mg的添加量的上限限制为3％。
因此，为了通过将Mg的添加量增加至大于3％来进一步改善耐蚀性而进行了研究，但是随着Mg和Al的添加量的增加，由于相之间不均匀而导致粗糙度高，并且存在无法确保涂装后的鲜映性的问题。
除了这种涂装后的鲜映性的问题之外，Zn-Mg-Al系锌合金镀覆钢板的问题还在于由于在制造过程中缓慢冷却时晶体生长加速，锌花的产生导致表面外观不精美，因此在应用于家用电器和汽车等方面存在局限性。
因此，在现有技术中，在技术上难以提供一种确保耐蚀性的同时涂装后的鲜映性和表面外观优异的镀覆钢板。
因此，本发明人为了在解决上述问题的同时提供一种耐蚀性、涂装后的鲜映性和/或表面外观优异的镀覆钢板而进行深入研究的结果，发现不仅镀层的组成是重要的因素，而且将在镀层表面上通过XRD分析获得的MgZn2相的(110)面晶体峰的X射线衍射积分强度与MgZn2相的(103)面晶体峰的X射线衍射积分强度之比控制在特定范围是重要的因素，从而完成了本发明。
因此，下面对不仅耐蚀性优异而且涂装后的鲜映性和/或表面外观也优异的镀覆钢板的组成进行具体的说明。
首先，根据本发明的镀覆钢板包括：基础钢板；以及Zn-Mg-Al系镀层，所述Zn-Mg-Al系镀层设置在所述基础钢板的至少一面上。
在本发明中，对基础钢板的种类可以没有特别限制。例如，所述基础钢板可以是用作常规的镀锌系钢板的基础钢板的Fe系基础钢板，即热轧钢板或冷轧钢板，但是并不受限于此。或者，所述基础钢板可以是例如用于建筑、家用电器和汽车用材料的碳钢、超低碳钢或高锰钢。
但是，作为一个实例，以重量％计，所述基础钢板可以具有包含C：超过0％(更优选为0.001％以上)且0.18％以下、Si：超过0％(更优选为0.001％以上)且1.5％以下、Mn：0.01-2.7％、P：超过0％(更优选为0.001％以上)且0.07％以下、S：超过0％(更优选为0.001％以上)且0.015％以下、Al：超过0％(更优选为0.001％以上)且0.5％以下、Nb：超过0％(更优选为0.001％以上)且0.06％以下、Cr：超过0％(更优选为0.001％以上)且1.1％以下、Ti：超过0％(更优选为0.001％以上)且0.06％以下、B：超过0％(更优选为0.001％以上)且0.03％以下和余量的Fe以及其他不可避免的杂质的组成。
尽管没有特别限制，但根据本发明的一个具体实施方案，所述基础钢板的至少一面上可以设置有由Zn-Mg-Al系合金组成的Zn-Mg-Al系镀层。所述镀层可以仅形成在基础钢板的一面上，或者可以形成在基础钢板的两面上。此时，所述Zn-Mg-Al系镀层是指包含Mg和Al且主要包含Zn(即，包含50％以上的Zn)的镀层。
尽管没有特别限制，但根据本发明的一个具体实施方案，所述Zn-Mg-Al系镀层的厚度可以为5-100μm，更优选可以为7-90μm。当镀层的厚度小于5μm时，由于镀层的厚度偏差引起的误差，存在局部镀层变得过薄的情况，因此耐蚀性可能变差。当镀层的厚度超过100μm时，热浸镀层的冷却可能延迟，作为一个实例，可能会在镀层的表面上发生流痕等凝固缺陷，并且为了使镀层凝固，钢板的生产性可能降低。
另外，尽管没有特别限制，但根据本发明的一个具体实施方案，所述基础钢板和所述Zn-Mg-Al系镀层之间可以进一步包括Fe-Al系抑制层。所述Fe-Al系抑制层为主要包含Fe和Al的金属间化合物(例如，60％以上)的层，Fe和Al的金属间化合物可以列举FeAl、FeAl3、Fe2Al5等。另外，可以进一步包含部分(例如，40％以下)源自镀层的成分，例如Zn、Mg等。所述抑制层是由于镀覆初期从基础钢板扩散的Fe和镀浴成分的合金化而形成的层。所述抑制层可以起到提高基础钢板和镀层的粘附性的作用，同时可以起到防止Fe从基础钢板扩散到镀层的作用。此时，所述抑制层可以连续地形成在基础钢板和Zn-Mg-Al系镀层之间，并且也可以不连续地形成在基础钢板和Zn-Mg-Al系镀层之间。对于所述抑制层，除了上述说明之外，同样可以应用本技术领域众所周知的内容。
尽管没有特别限制，但根据本发明的一个具体实施方案，所述抑制层的厚度可以为0.1-1μm。所述抑制层起到通过防止合金化来确保耐蚀性的作用，但是较脆，从而可能会影响加工性，因此在本发明中，所述抑制层的厚度可以设为1μm以下。但是，为了起到抑制层的作用，所述抑制层的厚度可以设为0.1μm以上。在进一步提高上述效果的方面，优选地，所述抑制层的厚度的上限可以为1.00μm，或者所述抑制层的厚度的下限可以为0.15μm。
此时，所述抑制层的厚度可以是指在沿厚度方向(即，是指垂直于轧制方向的方向)切割镀覆钢板而制造截面试片后用扫描电子显微镜(下面称为“SEM”)拍摄所述截面而获得的所述抑制层的厚度方向上的最小厚度。
另外，根据本发明，以重量％计，所述镀层包含：Mg：4.0-6.3％、Al：11.0-19.5％、余量的Zn以及其他不可避免的杂质。下面对各成分的添加理由以及限制含量的理由进行具体说明。
Mg：4.0％以上且6.3％以下
Mg是起到提高镀覆钢材的耐蚀性的作用的元素，在本发明中，将镀层内的Mg含量控制在4.0％以上以确保所期望的优异的耐蚀性。另外，当添加过多的Mg时，可能产生浮渣，因此可以将Mg含量控制在6.3％以下。
Al：11.0％以上且19.5％以下
通常，当Mg的添加量为1％以上时，发挥提高耐蚀性的效果，但是当Mg的添加量为2％以上时，由于镀浴中的Mg的氧化，镀浴中的浮渣的产生增加，因此存在需要频繁去除浮渣的问题。
由于这些问题，在现有技术中，在Zn-Mg-Al系锌合金镀层中添加1.0％以上的Mg以确保耐蚀性，并且将Mg含量的上限设定为3.0％以进行商业化。
但是，在本发明中，为了进一步提高耐蚀性，有必要将Mg含量提高至4％以上，但是当镀层内的Mg的含量为4％以上时，存在镀浴中的Mg的氧化导致产生浮渣的问题，因此有必要添加11.0％以上的Al。
但是，当为了抑制浮渣而添加过多的Al时，镀浴的熔点升高，导致操作温度变得过高，从而可能发生高温作业引起的问题，例如导致镀浴结构物的侵蚀以及钢材的变性等。此外，当镀浴中的Al含量过多时，Al与基础钢板的Fe反应，无助于Fe-Al抑制层的形成，并且Al与Zn之间的反应迅速发生，形成过多的块状的突出(Outburst)相，从而耐蚀性反而可能恶化。因此，优选将镀层内的Al含量的上限控制在19.5％。
余量的Zn以及其他不可避免的杂质
除了上述镀层的组成之外，余量可以为Zn以及其他不可避免的杂质。不可避免的杂质可以包括常规的热浸镀锌钢板的制造工艺中可能无意地混入的任何物质，本领域技术人员可以容易地理解其含义。
另外，根据本发明，为了确保耐蚀性的同时确保所期望的水平的优异的涂装后的鲜映性和精美的表面外观特性，所述镀覆钢板优选满足下述关系式1。
[关系式1]
0.1≤I(110)/I(103)≤0.25
(在所述关系式1中，所述I(110)表示MgZn2相的(110)面晶体峰的X射线衍射积分强度，所述I(103)表示MgZn2相的(103)面晶体峰的X射线衍射积分强度。)
本发明人发现镀层中存在的MgZn2相的(110)面晶体与MgZn2相的(103)面晶体的存在比例为确保优异的涂装后的鲜映性和精美的表面外观特性的重要因素。即，通过控制在镀层表面上通过XRD分析获得的MgZn2相的(110)面晶体峰的X射线衍射积分强度与MgZn2相的(103)面晶体峰的X射线衍射积分强度之比以满足所述关系式1，不仅可以确保优异的耐蚀性，而且还可以提高涂装后的鲜映性和表面外观特性。
具体地，在本发明中，如果MgZn2相的(103)面晶体较多，则表示在垂直方向上的晶体生成的部分较多，因此阻碍晶体沿横向生长，从而可以抑制锌花的形成。
但是，在根据本发明的成分体系中，影响本发明的特性的MgZn2相的(110)面晶体和MgZn2相的(103)面晶体的存在是必需的，因此通过协调所述两种晶体面，决定涂装后的鲜映性和表面外观特性。
因此，当由所述关系式1定义的I(110)/I(103)值小于0.1时，发生大的晶体失配，从而可能发生镀层的粘附性降低的问题。另一方面，当由所述关系式1定义的I(110)/I(103)值超过0.25时，相对于MgZn2相的(103)面晶体，MgZn2相的(110)面晶体的存在比例过大，因此涂装后的鲜映性或表面外观特性可能变得不足。在快速冷却时，MgZn2相的(110)面存在于镀层底部，促进Zn相的(002)面晶体形成在镀层的上方，并且通过与MgZn2相的(103)面接触，使表面变得精美。
即，使MgZn2相的(110)面晶体与MgZn2相的(103)面晶体混合存在以满足所述关系式1，并且与MgZn2相的(110)面晶体相比，存在更多的面间隔比Zn相的(002)面晶体更小的MgZn2相的(103)面晶体，从而可以确保如下的镀覆钢板，在所述镀覆钢板中，通过添加Mg，与现有技术相比，提高耐蚀性，同时表面粗糙度小且具有精美的表面外观。
另外，尽管没有特别限制，但根据本发明的一个具体实施方案，在使上述效果进一步极大化的方面，更优选地，由所述关系式1定义的I(110)/I(103)值的下限可以为0.11，或者所述I(110)/I(103)值的上限可以为0.15。
此时，对于上述MgZn2相的(110)面晶体峰和MgZn2相的(103)面晶体峰，可以根据通过XRD分析镀层表面而获得的X射线衍射积分强度并利用本技术领域已知的方法来区分(110)面晶体峰和(103)面晶体峰。因此，本说明书中对此不作单独定义。
另外，测量所述X射线衍射积分强度的方法没有特别限制，并且可以应用本技术领域已知的方法。例如，可以通过XRD分析镀层表面来测量X射线衍射积分强度，作为用于测量所述X射线衍射积分强度的装置，可以利用RINT2000衍射仪，测量X射线衍射积分强度的条件可以为：Cu靶(target)，电压：40kV，电流：200mA，X射线衍射角度(2θ)可以在10°至100°内测量。作为代表性的一个实例，在利用Cu靶的情况下，所述I(110)可以定义为2θ＝34.0°至34.6°之间的峰的积分强度，所述I(103)可以定义为2θ＝37.0°至37.5°之间的峰的积分强度。但是，当所述靶物质变成Mo等时，2θ的值根据靶物质的种类而变化，因此本发明中对所述2θ的范围不作特别限制。
另外，在本说明书中，所述具有(110)面的MgZn2晶体是指钢板表面的MgZn2相的六方晶系(hexagonal)晶体中出现(110)面的组织。另外，所述具有(103)面的MgZn2晶体是指钢板表面的MgZn2相的六方晶系晶体中出现(103)面的组织。
另外，尽管没有特别限制，但根据本发明的一个具体实施方案，在所述镀覆钢板中，选择性地，所述I(110)的值可以满足85以下。通过使所述I(110)的值满足85以下，在满足关系式1的范围内，相对于MgZn2相的(110)面晶体，可以增加MgZn2相的(103)面晶体的存在比例。因此，可以进一步增加通过抑制镀层内锌花的形成而有助于确保精美的表面外观特性的MgZn2相的(103)面晶体所带来的影响。
因此，在使上述效果极大化的方面，更优选地，所述I(110)的值的上限可以为80，或者所述I(110)的值的下限可以为50。
或者，尽管没有特别限制，但根据本发明的一个具体实施方案，在所述镀覆钢板中，选择性地，所述I(103)的值可以为525以上。通过使所述I(103)的值满足525以上，在满足关系式1的范围内，相对于MgZn2相的(110)面晶体，可以增加MgZn2相的(103)面晶体的存在比例。因此，可以进一步增加通过抑制镀层内锌花的形成而有助于确保精美的表面外观特性的MgZn2相的(103)面晶体所带来的影响。
因此，在使上述效果极大化的方面，更优选地，所述I(103)的值的下限可以为530，或者所述I(103)的值的上限可以为600。
此时，尽管没有特别限制，但所述I(110)的值和所述I(103)的值表示利用RINT2000衍射仪并使用Cu靶在40kV的电压和200mA的电流的条件下测量的值。
另外，尽管没有特别限制，但根据本发明的一个具体实施方案，选择性地，所述镀覆钢板的表面粗糙度可以满足0.3-0.6μm的Ra和40-90(/10mm)的Rpc的范围。通过调小镀覆钢板的表面粗糙度以满足上述范围，进一步提高抑制锌花形成的效果，从而可以确保更精美的表面外观特性。
接下来，对根据本发明的另一方面的[制造镀覆钢板的方法]进行详细的说明。但是，这并不意味着本发明的镀覆钢板必须通过以下制造方法来制造。
根据本发明的一个具体实施方案，首先可以进一步包括准备基础钢板的步骤，并且基础钢板的种类没有特别限制。所述基础钢板可以是用作常规的热浸镀锌钢板的基础钢板的Fe系基础钢板，即热轧钢板或冷轧钢板，但并不受限于此。另外，所述基础钢板可以是例如用于建筑、家用电器和汽车用材料的碳钢、超低碳钢或高锰钢，但是并不受限于此。此时，对于所述基础钢板，可以同样适用上述说明。
接着，将准备的所述基础钢板浸入镀浴中并进行热浸镀锌，以重量％计，所述镀浴包含：Mg：4.0-6.3％、Al：11.0-19.5％、余量的Zn以及其他不可避免的杂质。
此时，对于上述镀浴中的添加成分的原因以及限制其含量的原因，除了可能从基础钢板引入的少量Fe的含量以外，可以同样适用对上述镀层的成分的说明。
另外，为了制造上述组成的镀浴，可以使用含有预定的Zn、Al和Mg的复合钢锭或者含有单独成分的Zn-Mg、Zn-Al钢锭。为了补充热浸镀所消耗的镀浴，将所述钢锭进行进一步熔化并供应。在这种情况下，可以选择将钢锭直接浸入镀浴中并熔化的方法，并且也可以选择将钢锭在单独的锅中熔化后将熔融的金属补充到镀浴中的方法。
根据本发明，在进行所述热浸镀锌时，控制基础钢板的引入温度以满足相对于镀浴温度(TB)的TB-10℃至TB-40℃的引入温度。当所述基础钢板的引入温度低于TB-10℃时，发生晶体相不致密的问题，当所述基础钢板的引入温度超过TB-40℃时，镀覆粘附性发生问题。
此时，尽管没有特别限制，但上述镀浴温度(TB)可以为440-500℃的范围。另外，更优选地，所述镀浴温度(TB)的下限可以为455℃，或者所述镀浴温度(TB)的上限可以为490℃。
接着，向经所述热浸镀锌的钢板供应冷却至1-20℃的惰性气体以进行空气擦拭。本发明人进行深入研究的结果，发现与常规的方法不同，在空气擦拭时通过供应冷却至特定温度范围的惰性气体来进行空气擦拭，从而具有快速冷却的效果，而没有表面氧化的问题。
即，当所述空气擦拭时供应的惰性气体的温度低于1℃时，发生水滴凝结在外围设备上的现象，从而可能发生擦拭不均匀的问题。另一方面，当所述空气擦拭时供应的惰性气体的温度超过20℃时，快速冷却的效果降低，从而可能发生无法形成精美的表面外观的问题。在使上述效果极大化的方面，更优选地，所述空气擦拭时供应的氮气的温度的下限可以为1.0℃，或者所述空气擦拭时供应的氮气的温度的上限可以为5.0℃。
另外，尽管没有特别限制，但根据本发明的一个具体实施方案，所述惰性气体可以利用氩(Ar)气、氮(N2)气或氩气和氮气的混合气体等，更优选地，使用氮气。
另外，根据本发明，所述空气擦拭时进行控制以满足下述关系式2。通过控制空气擦拭的条件以满足下述关系式2，从而可以优化MgZn2相的(110)面晶体和MgZn2相的(103)面晶体的形成比例。此外，可以确保表面呈现乳白色的精美的粗糙度特性，因此发挥表面外观变得非常高级的效果。此时，下述关系式2是根据经验获得的值，因此可以不特别设定单位，只要满足下面定义的W空气的单位mm、P空气的单位kPa以及T和To的单位℃即可。
[关系式2]
W空气×(1-T/To)+5≤P空气
(在所述关系式2中，所述W空气表示气刀的间距，单位为mm。所述P空气表示气刀的压力，单位为kPa。所述T表示供应的惰性气体的温度，单位为℃。所述To表示大气的平均温度，并设置为25℃。)
另外，尽管没有特别限制，但根据本发明的一个具体实施方案，在上述空气擦拭步骤中，所述气刀的间距可以为10-30mm(更优选为10-20mm)的范围。或者，所述气刀的压力可以为5-30kPa(更优选为15-23kPa)的范围。或者，供应的所述气体的温度可以为1-20℃(更优选为1-5℃)的范围。通过调节空气擦拭的条件以满足上述范围，可以有效地制造耐蚀性、涂装后的鲜映性以及表面外观优异的镀覆钢板。
根据本发明，在所述空气擦拭步骤之后，将经所述空气擦拭的钢板以10-15℃/秒的平均冷却速度进行一次冷却，冷却至420℃，然后将经所述一次冷却的钢板在低于420℃且300℃以上的温度范围内以5-8℃/秒的平均冷却速度进行二次冷却。此时，所述平均冷却速度以钢板的表面温度为基准。
本发明人进行深入研究的结果，发现通过分两个步骤精确地控制冷却速度并在一次冷却时进行快速冷却，不仅可以进一步优化MgZn2相的(110)面晶体和MgZn2相的(103)面晶体的形成比例，从而可以进一步提高表面外观特性，而且还可以确保在钢板的宽度方向上获得均匀的表面组织的效果。
即，当所述一次冷却时的平均冷却速度小于10.0℃/秒时，可能发生快速冷却的效果微弱的问题，当所述一次冷却时的平均冷却速度超过15.0℃/秒时，可能发生钢板的宽度方向上的表面不均匀的问题。另外，当所述二次冷却时的平均冷却速度小于5.0℃/秒时，可能发生表面粗糙度增加的问题，当所述二次冷却时的平均冷却速度超过8.0℃/秒时，可能发生钢板的宽度方向上的表面不均匀的问题。
另外，尽管没有特别限制，但根据本发明的一个具体实施方案，选择性地，所述冷却时可以控制冷却条件以满足下述关系式3和关系式4。通过如下述关系式3和关系式4所示控制一次冷却时的平均冷却速度和二次冷却时的平均冷却速度的关系，进一步抑制镀覆钢板的锌花的形成，从而可以进一步提高外观特性。此时，下述关系式3和关系式4是根据经验获得的值，因此可以不特别设定单位，只要满足下面定义的C1和C2各自的单位即可。
[关系式3]
17≤C1+C2
[关系式4]
5≤C1-C2≤10
(在所述关系式3中，所述C1表示一次冷却时的平均冷却速度[℃/秒]，所述C2表示二次冷却时的平均冷却速度[℃/秒]。)
另外，尽管没有特别限制，但根据本发明的一个具体实施方案，选择性地，可以将通过所述二次冷却获得的镀覆钢板的表面粗糙度控制为0.3-0.6μm的Ra和40-90(/10mm)的Rpc的范围。通过控制镀覆钢板的表面粗糙度Ra和Rpc以满足上述范围，可以确保表面非常精美且外观优异的效果。
如上所述，通过精确地控制镀覆组成和制造条件，可以有效地提供一种耐蚀性、弯曲性和表面外观均优异的镀覆钢板。
具体实施方式
(实施例)
下面，通过实施例对本发明进行更具体的说明。但是，需要注意的是，以下实施例仅用于通过示例说明本发明，并不用于限制本发明的权利范围。这是因为本发明的权利范围是由权利要求书中记载的内容以及由此合理推导的内容决定的。
准备基础钢板，所述基础钢板具有如下组成：C：0.018％、Si：0.01％、Mn：0.2％、P：0.009％、S：0.005％、Al：0.1％、Nb：0.02％、Cr：0.2％、Ti：0.02％、B：0.015％、余量的Fe以及杂质，所述基础钢板的厚度为1.5mm，宽度为1200mm。将准备的所述基础钢板在下表1的条件下浸入镀浴中并进行热浸镀锌。
接着，在下表1中记载的条件下，利用氮(N2)气对热浸镀锌的钢板进行空气擦拭处理，然后在下表2的条件下进行一次冷却和二次冷却。然后，控制通过所述二次冷却获得的钢板，以满足下表2中记载的表面粗糙度。
[表1]
[表2]
制作通过所述表1和表2的方法获得的镀覆钢板的试片，将镀层溶解在盐酸溶液中，然后通过湿法分析(ICP)方法对溶解的液体进行分析以测量镀层的组成，并在下表3中示出(其中，余量对应于Zn以及杂质)。
另外，制造沿垂直于钢板的轧制方向的方向切割的截面试片，以观察所述镀层与基材铁的界面，然后用SEM拍摄，从而确认所述基础钢板与Zn-Mg-Al系镀层之间形成Fe-Al系抑制层。利用所述SEM在垂直于钢板的轧制方向的方向上测量Fe-Al系抑制层的厚度，并在下表3中示出。
另外，为了测量镀层的X射线衍射积分强度，利用RINT2000衍射仪，并使用Cu靶在40kV的电压和200mA的电流的条件下测量2θ＝34.0°至38.0°处的衍射峰MgZn2(110)和MgZn2(103)，并计算相应峰的积分强度。积分强度I(110)是对34°至34.6°处的峰进行积分而获得的值，积分强度I(103)是对37°至37.5°处的峰进行积分而获得的值(单位为积分强度(integrated intensity)，对应于cps*2θ)，并在下表3中示出。
[表3]
对于各发明例和比较例，基于以下标准评价特性，并且将各特性的评价结果示于下表4中。
<耐蚀性>
为了评价耐蚀性，利用盐雾试验装置(Salt Spray Tester，SST)，使用根据ISO14993的试验方法并按照以下标准进行评价。
○：与相同厚度的Zn镀层相比，产生红锈的时间为30倍以上且小于40倍
△：与相同厚度的Zn镀层相比，产生红锈的时间为20倍以上且小于30倍
×：与相同厚度的Zn镀层相比，产生红锈的时间小于20倍
<涂装后的鲜映性>
为了评价涂装后的鲜映性，将相应材料切割成75mm×150mm，然后将钢板进行脱脂后进行磷酸盐处理，然后进行电沉积涂装并测量Wsa(鲜映性指数)(μm)值。
○：Wsa为0.35以下
△：Wsa为0.36以上且0.40以下
×：Wsa为0.41以上
<是否存在锌花>
为了评价锌花的尺寸，利用光学显微镜以100倍率拍摄，然后测量锌花的纵轴和横轴的两种尺寸，然后取10个进行平均，根据以下标准进行评价。
◎：未观察到锌花
○：锌花的尺寸(0.1-0.29mm)
△：锌花的尺寸(0.3-0.5mm)
×：锌花的尺寸(0.5mm以上)
[表4]
从所述表4的实验结果可以看出，在满足本发明规定的镀覆组成和制造条件的发明例1至发明例9的情况下，确认了耐蚀性、涂装后的鲜映性以及外观特性均优异。
特别地，在所述发明例中，在满足本发明规定的关系式3和关系式4的冷却速度的发明例7至发明例9的情况下，确认了与发明例1至发明例6相比，表面外观更优异。据推测，这是由于在Zn相的(002)面晶体周围形成适当比例的MgZn2相的(110)面晶体和MgZn2相的(103)面晶体的同时进一步提高有助于锌花的有无的MgZn2相的(103)面晶体的存在比例而出现的因素。
另一方面，在均不满足本发明中规定的镀覆组成和制造条件的比较例1至比较例17的情况下，确认了与发明例1至发明例9相比，耐蚀性、涂装后的鲜映性以及外观特性中的一种以上较差。
Claims (8)
1.一种镀覆钢板，其包括：
基础钢板；以及
Zn-Mg-Al系镀层，所述Zn-Mg-Al系镀层设置在所述基础钢板的至少一面上，
其中，以重量％计，所述镀层包含：Mg：4.0-6.3％、Al：11.0-19.5％、余量的Zn以及其他不可避免的杂质，
所述镀覆钢板满足下述关系式1，
[关系式1]
0.1≤I(110)/I(103)≤0.25
在所述关系式1中，所述I(110)表示MgZn2相的(110)面晶体峰的X射线衍射积分强度，所述I(103)表示MgZn2相的(103)面晶体峰的X射线衍射积分强度。
2.根据权利要求1所述的镀覆钢板，其中，所述镀覆钢板进一步包括设置在所述基础钢板和所述Zn-Mg-Al系镀层之间的Fe-Al系抑制层。
3.根据权利要求2所述的镀覆钢板，其中，所述Fe-Al系抑制层的平均厚度为0.1-1.0μm。
4.根据权利要求1所述的镀覆钢板，其中，所述I(110)的值满足80以下。
5.根据权利要求1所述的镀覆钢板，其中，所述I(103)的值满足530以上。
6.一种制造镀覆钢板的方法，其包括以下步骤：
将基础钢板浸入镀浴中，以满足相对于镀浴温度TB的TB-10℃至TB-40℃的引入温度，并进行热浸镀锌，以重量％计，所述镀浴包含：Mg：4.0-6.3％、Al：11.0-19.5％、余量的Zn以及其他不可避免的杂质；
向经所述热浸镀锌的钢板供应冷却至1-20℃的惰性气体以进行空气擦拭；
将经所述空气擦拭的钢板以10-15℃/秒的平均冷却速度进行一次冷却，冷却至420℃；以及
将经所述一次冷却的钢板在低于420℃且300℃以上的温度范围内以5-8℃/秒的平均冷却速度进行二次冷却，
并且所述制造镀覆钢板的方法满足下述关系式2，
[关系式2]
W空气×(1-T/To)+5≤P空气
在所述关系式2中，所述W空气表示气刀的间距，单位为mm；所述P空气表示气刀的压力，单位为kPa；所述T表示供应的惰性气体的温度，单位为℃；所述To表示大气的平均温度，并设置为25℃。
7.根据权利要求6所述的制造镀覆钢板的方法，其中，所述方法满足下述关系式3和关系式4，
[关系式3]
17≤C1+C2
[关系式4]
5≤C1-C2≤10
在所述关系式3中，所述C1表示一次冷却时的平均冷却速度，所述C2表示二次冷却时的平均冷却速度，其中，平均冷却速度的单位为℃/秒。
8.根据权利要求6所述的制造镀覆钢板的方法，其中，将通过所述二次冷却获得的镀覆钢板的表面粗糙度控制为0.3-0.6μm的Ra和40-90(/10mm)的Rpc的范围。
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| WO2023055065A1 (ko) | 2023-04-06 |
| KR102513355B1 (ko) | 2023-03-23 |
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