KR0136143B1 - 주석 피복밀착성이 우수한 용융아연도금강판 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 종래의 용융아연 도금라인에서 비교적 용이한 방법으로 아연도금강판의 내식성을 향상시키기 위하여 도금강판의 표면에 미분의 주석분말을 분사시킨 다음 적정한 방법에 의해 열처리 하므로서, 주석피복 밀착성을 향상시킨 용융아연도금강판의 제조방법을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.

상기 목적달성을 위한 본 발명은 주석 피복 용융아연 도금강판의 제조방법에 있어서, 강판을 용융아연 도금처리후 용융아연 도금된 강판의 온도가 330-430℃ 에 이르는 온도범위에서 주석분말을 상기 강판 표면에 500-2000㎎/㎡의 부착량이 되도록 분사한 다음 300-400℃ 의 온도범위에서 20-60초 동안 열처리함을 포함하여 구성되는 주석 피복 밀착성이 우수한 용융아연 도금강판의 제조방법에 관한 것을 그 요지로 한다.

Description

주석 피복밀착성이 우수한 용융아연 도금강판 제조방법

본 발명은 자동차의 연료탱크등에 사용되는 용융아연 도금강판의 제조방법에 관한 것으로서 보다 상세하게는 알코올계 연료에 대한 내식성이 우수하도록 주석분말과 아연도금층과의 밀착성을 향상시킨 용융아연 도금강판의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 용융아연 도금강판은 다른 기존의 방법에 의하여 제조된 아연 도금강판에 비교할 때, 표면이 미려하고 도금 부착량의 증가가 용이하여 결과적으로 도금층의 수명을 연장할 뿐 아니라 경제성 면으로도 잇점이 있어 자동차, 가전용은 물론 건자재, 구조물 등 특히 내식성이 요구되는 분야에서 널리 쓰이고 있다.

이러한 용융아연 도금강판은 소지철에 피복된 아연 도금층의 희생방식에 의하여 부식성 분위기로부터 소지강판을 보호하고 있으나 점차 강화되고 있는 내식성의 규제로 인하여 고내식성을 요하는 도금강판의 개발을 필요로 하고 있다.

이에 반하여, 자동차의 연료 탱크로 널리 사용되고 있는 납-주석의 도금강판은 가솔린에 대한 내식성이 우수하게 나타나고 있으나 제조 원가가 아연 도금강판에 비하여 높으며, 또한 환경공해 규제 방안으로서 차세대 자동차용 연료로 대체 가능성이 있는 알코올계 연료에 대한 내식성은 떨어지는 것으로 평가되고 있다. 알코올계 연료에 대한 내식성은 주석 도금강판이 납-주석 도금강판보다 우수한 것으로 판명되었으나 주석은 가격상의 문제로 도금 부착량의 증가가 용이하지 않은 단점이 있다.

한편, 이러한 단점을 해결하고자 종래에는 용융아연 도금강판의 표면에 내식성이 향상될 수 있는 여러가지 도금 물질을 피복시킴으로써 내식성을 향상시킨 예는 종종 제안되었으나, 제조상의 과정이 기존의 연속 용융아연 도금과정에서 비교적 간단히 적용하는 데에는 많은 문제점을 수반시킬 수 있으며 또한 제조원가 상승의 문제도 따르게 된다.

이에 본 발명자들은 기존의 용융아연 도금강판보다 매우 우수한 내식성을 지니며 동시에 주석의 장점을 살리고 가격 면에서도 경쟁력이 있는 도금강판에 대한 연구 및 실험을 거듭한 결과 기존의 용융아연 도금강판에 소량의 주석을 피복시킴으로써, 도금층의 내식성 향상 효과를 가져올 수 있는 용융아연 도금강판의 제조방법을 개발하기에 이르렀다.

즉, 본 발명은 종래의 용융아연 도금라인에서 비교적 용이한 방법으로 아연도금강판의 내식성을 향상시키기 위하여 도금강판의 표면에 미분의 주석분말을 분사시킨 다음 적정한 방법에 의해 열처리하므로서, 주석피복 밀착성을 향상시킨 용융아연 도금강판의 제조방법을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.

이하, 본 발명을 설명한다.

본 발명은 주석 피복 용융아연 도금강판의 제조방법에 있어서,

강판을 용융아연 도금처리후 용융아연 도금된 강판의 온도가 330-430℃ 에 이르는 온도범위에서 주석분말을 상기 강판표면에 500-2000㎎/㎡ 의 부착량이 되도록 분사한 다음, 300-400℃ 의 온도범위에서 20-60초 동안 열처리함을 포함하여 구성되는 주석피복밀착성이 우수한 용융아연 도금강판의 제조방법에 관한 것이다.

이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

일반적으로 용융아연 도금층 표면에 주석분말을 분사하게 되면 주석의 부착량이 증가함에 따라 밀착성이 떨어지는데 본 발명에서는 분사되는 주석과 아연 도금층과의 밀착성을 향상시키기 위해서 주석 분말의 분사 처리후 열처리를 하는데, 그 특징이 있다.

우선 용융아연 도금강판의 내식성을 향상시킬 목적으로 도금층의 표면에 분사되는 주석분말은 입자의 크기가 미세하면 미세할수록 단위 면적당 분사되는 분산밀도가 증가하며 동시에 밀착성도 향상되는데, 이는 각각의 분말이 아연 도금층의 표면과 접촉하여 반응 및 밀착되는 면적이 증가하기 때문이다. 그러나, 본 발명에서 사용되는 주석분말을 강판의 단위 평방미터 기준하여 부착량이 2000㎎ 을 넘게 하면 주석분말과 아연도금층과의 밀착성이 나빠져서 도금층의 열처리 후에 주석분말들이 도금층 표면에서 일부 떨어져 나오게 되며, 반면에 부착량이 이하에서는 주석분말의 아연도금층에 대한 밀착성은 양호하게 나타나지만, 피복 효과가 균일하지 못하므로 내식성의 향상을 기대할 수가 없고, 또한 용융아연 도금층의 독특한 아연결정 형태인 스팽글의 최소화 효과가 떨어진다. 따라서 주석분말의 분사량은 강판의 단위 평방미터 기준하여 500-2000㎎ 범위가 되도록 함이 바람직하다.

또한, 용융아연 도금층에 주석분말을 분사하기 적합한 도금강판의 온도는 330-430℃ 로서, 도금강판의 온도가 330℃ 이하에서는 이후의 열처리에도 불구하고 주석분말과 아연 도금층의 밀착성이 떨어지며 반면에 430℃ 이상에서는 주석 분말을 분사한 후에도 도금층의 응고가 일부 진행되어 스팽글 결정이 성장하거나 또는 도금층 물질이 국부적으로 흘러내리는 경향이 발생하여 도금층의 표면외관이 나빠지므로 주석 분말 처리를 위한 아연도금 강판의 온도는 330-430℃ 범위 내에서 실시하는 것이 바람직하다.

한편, 상기와 같은 주석분말의 분사처리후에 실시하는 열처리온도는 300-400℃ 가 적합한데 300℃ 이하에서는 열처리의 효과가 미흡하여 밀착성의 향상 효과가 적으며, 400℃ 이상에서는 열처리후의 아연과 철의 합금화반응에 의해 도금층의 가공성이 떨어지게 되므로 300-400℃ 의 열처리온도 구간이 적합하며, 열처리 시간은 20초 이하에선 열처리효과가 미흡하고 60초 이상에선 아연과 철의 합금화가 진행되므로 20-60초로 한정함이 바람직하다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

[실시예 1]

종래의 연속도금 방법과 유사한 방법으로 용융도금하여 도금부착량이 평균 120g/㎡ 인 도금강판을 도금욕에서 인양 직후, 그 도금강판의 표면에 평균입도가 5μm이하인 주석분말을 하기표 1과 같은 조건으로 분사하였다. 주석분말이 피복된 도금강판은 열처리로를 통과시키면서 하기표 1과 같은 조건으로 열처리를 행하고 이후 공냉처리하였다. 이와같이 제조된 강판에 대하여 주석과 아연도금층간의 밀착성을 평가하고, 그 결과를 하기표 1에 나타내었다. 이 때, 주석-아연 밀착성은 도금층이 완전히 응고된후에 피복된 주석분말이 접촉에 의해서 떨어져 이탈되는 여부로 평가하였다. 또한, 하기표 1에서의 도금강판의 온도는 주석분말이 분사처리될 때의 아연 도금강판의 온도를 나타낸다.

상기표 1에 나타난 바와같이, 도금강판의 온도가 300-430℃ , 열처리 온도 및 시간은 각각 300-400℃, 20-60초 범위에서 실시된 본 발명예(17-28)의 경우에는 주석과 아연의 밀착성은 양호하였으나, 주석의 부착량이 단위 평방 미터당 2000㎎을 넘게 되면 비교예(13-16)의 경우와 같이, 밀착성이 떨어지기 시작함을 알 수 있다.

또한, 주석부착량이 2000㎎/㎡ 이하인 비교예(1-12)의 경우에는 본 발명의 조건 범위를 벗어남에도 불구하고 부분적으로 밀착성이 양호한 경우가 있는데, 이러한 결과는 주석-아연 밀착성이 양호하더라도 내식성이 불량하거나 도금층의 표면외관이 나빠지게 되는바, 다음의 실시예에서 이를 확인할 수 있다.

[실시예 2]

주석부착량, 도금강판의 온도 및 열처리조건을 하기표 2와같은 조건으로 실시한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 주석피복 용융아연 도금강판을 제조한 다음, 제조된 강판에 대하여 표면외관 및 나내식성을 평가하고, 그 결과를 하기표 2에 나타내었다. 이때, 도금강판의 내식성은 KS M2091에 표기된 방법에 따라 실시하였다. 즉, 밀폐된 공간에서 5 % 의 농도를 지닌 염수를 1.0 ± 0.1 kgf/㎠ 의 분사압력으로, 분사하여 분무액 량을 1.0-2.0 ml/h/80㎠ 으로 하는 분위기로 만든후 이 분위기에서 소지강판으로 부터의 적청 발생율이 도금강판 표면적의 약 5% 에 이르는 시간을 기준으로 내식성을 비교 평가하였다.

* 내식성 등급(적청발생 5%) : A=500시간 이상, B=300-500시간

C=300 시간 이내

상기표 2에 나타난 바와 같이, 도금강판의 온도가 430℃ 를 넘게 되는 비교예(2)(5)(12)의 경우 도금층 표면이 거칠어지고, 330℃ 이하인 비교예(8)(10)(11)(13)(14)의 경우 분사된 주석분말의 불완전한 부착으로 표면이 깨끗하지 못함을 알 수 있는 반면에 도금강판의 온도가 330-430℃ 인 발명예(16-28)의 경우 표면외관이 양호함을 알 수 있다.

또한, 주석의 부착량이 단위 평방미터당 500mg 에 미달되는 비교예(1-9)의 경우나 도금강판의 온도가 330℃ 이하인 비교예(10-11)의 경우 도금강판의 내식성이 500시간 이상 유지되지 못하는 반면에 본 발명의 조건범위를 만족하는 발명예(16-28)의 경우에는 도금강판의 나내식성이 500시간 이상 유지됨을 알 수 있다.

실시예 1,2를 통해서 알 수 있는 바와 같이 본 발명의 경우에는 아연 도금층과 주석 분말과의 밀착성이 우수하며 표면 되관도 양호할 뿐만 아니라 동시에 내식성도 우수하게 나타나는 반면에, 주석 분말의 분사를 위한 아연 도금강판의 온도 및 주석의 부착량, 열처리 시간과 온도 등이 본 발명의 범위를 벗어나는 경우에는 주석의 아연 도금층에 대한 밀착성 및 도금층 표면외관, 염수분위기에 대한 내식성이 본 발명에 비하여 상대적으로 나쁘게 나타남을 알 수 있다.

Claims (1)

1. 주석 피복 용융아연 도금강판의 제조방법에 있어서, 강판을 용융아연 도금처리후 용융아연 도금된 강판의 온도가 330-430℃ 에 이르는 온도범위에서 주석분말을 상기 강판 표면에 500-2000㎎/㎡ 의 부착량이 되도록 분사한 다음 300-400℃ 의 온도범위에서 20-60초동안 열처리함을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 주석 피복 밀착성이 우수한 용융아연 도금강판의 제조방법.