KR0136186B1 - 용융아연도금강판의 제조방법 - Google Patents

Abstract

레귤러 스팽글 용융아연 도금강판의 제조방법으로서, 강판을 전체도금욕 중량기준으로 Al 0.1-0.2중량%, Bi 0.01-0.2중량%, Fe을 제외한 기타불가피한 불순물 0.02중량% 미만, 나머지 Zn으로 조성된 용융도금액에 침적시킴을 포함한다.

본 발명에 따라 도금후 스팽글이 크고 양호하며, 표면이 평활하고 광택을 갖고, 흐름무늬 발생이 없을 뿐만아니라 결정립계 부식이 거의 발생하지 않는 용융아연 도금강판을 제조할 수 있다.

Description

용융아연도금강판의 제조방법

본 발명은 용융아연도금강판의 제조방법에 관한 것이며, 보다 상세히는 레귤러 스팽글 용융아연 도금강판의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 용융아연도금 강판은 도금 후 도금 표면의 상태에 따라 레귤러 스팽글과 미니 혹은 제로스팽글로 구분한다.

레귤러 스팽글재는 스팽글을 형성하는 원소를 포함한 도금욕에 강판을 침적하여 도금한 후 자연냉각이나 약한 강제냉각을 하여 제조하며 일반적으로 건자재용이나 가전재의 내장용으로 주로 사용된다.

한편 미니 혹은 제로스팽글재는 스팽글 형성원소가 포함된 도금욕에서 강판을 도금한 후 아연분말, 증기, 물 또는 공기혼합 수용액을 도금층이 응고되기 전에 도금층 표면에 분사하여 스팽글이 형성되는 것을 억제하여 제조하거나 스팽글 형성원소로 엄격히 규제한 도금욕에서 제조되며 주로 표면외관이 중요시되는 도장강판이나 가전재의 외장재로 사용된다.

종래의 레귤러 스팽글재 용융아연 도금강판 제조방법으로는, 의도적으로 도금욕 전체중량기준으로 Al 0.1-0.2%를 첨가하고 아연 잉고트의 불순물로써 또는 스팽글 형성을 목적으로 Pb 0.02-0.1%를 첨가하고 나머지는 실질적으로 아연으로 구성되는 용융도금욕에 강판을 침적한 후 자연냉각 또는 강제공냉으로 응고시켜 용융아연 도금강판을 제조하던지, 혹은 의도적으로 도금욕 전체중량기준으로 Al 0.1-0.2%를 첨가하고 아연 잉고트의 불순물로서 또는 스팽글 형성을 목적으로 Sb 0.06-0.1% 혹은 Sb 0.06-0.1% 와 Pb 0.02-0.1%로 복합첨가하고 나머지는 실질적으로 아연으로 구성되는 용융아연 도금욕에 강판을 침적하여 자연냉각 시키든지 약한 강제공냉으로 응고시켜 용융아연도금강판을 제조하여 왔다.

이와 같이 종래의 레귤러 스팽글 용융아연 도금강판은 용융아연 도금욕에 Pb, Sb 등의 원소를 미량 첨가하여 제조하여 왔다.

그러나, 상기 첫 번째 방법은 불순물 또는 의도적으로 첨가되는 Pb 성분을 포함하는 도금욕에서 도금된 아연도금강판의 표면에 스팽글이 형성되지만, Pb 성분이 입계에 입자모양으로 편석하고 장기간 또는 고온다습 분위기에 노출될 때 Pb 와 아연의 국부전지를 형성함으로써 입계부식을 촉진시켜 가공시 입계에 균열을 발생시키는 단점이 있고, 또는 Pb는 환경오염문제를 야기하는 문제점이 있다.

한편, 상기 두 번째 방법은 불순물 또는 의도적으로 Sb을 첨가한 도금욕에서 도금하여 표면에 스팽글을 형성시키며, 이같이 Sb을 첨가한 도금욕에서 제조한 용융아연도금강판은 미려한 스팽글이 형성되고 또한 결정립계 부식도 크게 감소시킨다. 그러나 Sb를 첨가한 도금욕에서 도금을 할 때 약 0.01-0.05% 범위의 농도에서 흐름무늬가 발생되어 표면품질을 크게 해친다. 따라서 안정된 제조를 위해서 Sb 성분은 엄격한 조절이 요구되고 일정한 표면품질을 갖는 제품제조가 어려운 문제점이 있는 것이다.

이에 본 발명의 목적은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결한 보다 개선된 레귤러 스팽글 용융아연 도금강판의 제조방법을 제공하는 데 있다.

본 발명에 의한 레귤러 스팽글 용융아연 도금강판 제조방법은, 전체 용융도금욕의 중량기준으로, Al 0.1-0.2중량%, Bi 0.01-0.2중량%, Fe을 제외한 기타 불가피한 불순물의 합계 량이 0.02중량% 미만, 나머지 Zn으로 구성된 용융도금액에 강판을 침적시킴을 포함한다.

이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명자들은 레귤러스팽글 용융아연 도금강판 제조에 있어서, 도금욕에 Bi 0.01-0.2% 미만을 첨가하면 입계부식 및 흐름무늬가 발생하지 않으면서 평활하고 광택을 갖는 표면을 갖는 레귤러스팽글 용융아연 도금강판을 제조할 수 있다는 것을 발견하였다.

Bi는 스팽글을 형성하여 표면평활 및 광택성 표면을 갖게 하는 성분으로서 0.01-0.2% 함유하는 것이 바람직하다. Bi 0.01% 미만으로 도금욕에 첨가하면 도금강판 표면에 형성되는 스팽글이 작아 요구되는 수준에 만족하지 않고 또한 Bi 0.01%이하의 범위에서는 함량조절이 어렵다. 또한 0.2% 이상을 초과하면 입계부식이 발생되기 시작하고 표면요철이 심해져 표면외관을 저해한다. 바람직한 Bi 첨가량은 0.01-0.02% 범위이다.

Bi을 첨가함으로서, 스팽글이 형성되는 이유는 대체로 아연에 Pb 성분을 첨가하여 스팽글이 생성되는 이유와 유사한 것으로 생각된다. 즉 Bi 가 도금욕성분에 포함되어 있으면 핵생성과 성장에 직접 관련한다. Bi의 융점이 271℃이고 Bi에 아연의 함량이 증가함에 따라 융점은 점점 낮아져 약 2%Bi-98%Zn조성에서는 융점 97℃로서 공정조성을 이룬다. 따라서 Bi가 미량 첨가된 아연이 강판표면에서 응고될 때 핵생성후 그 핵이 성장하는 응고선단에서 Bi농도가 증가하고 농도의 증가는 수지상조직의 성장에 구동력으로 작용하여 수지상조직의 스팽글이 생성되는 것으로 생각된다. 생성된 스팽글은 금속광택을 나타낸다. 더욱이 Bi 첨가로 젖음성이 향상되어 표면이 평활해지는 것으로 생각된다.

한편 Al은 도금욕에 Al 0.1wt% 이하로 첨가하는 것은 바람직하지 못하다. 왜냐하면 강판과 아연도금층간의 계면에 도금층의 초기밀착성 확보에 필요한 Fe-Al-Zn 3원합금층이 균일하고 연속적으로 형성되지 않고, 대신에 가공시 취성을 나타내는 Fe-Zn 합금층의 성장이 촉진되기 때문이다. Al을 0.2wt%이상으로 첨가하는 것은 역시 바람직하지 못하다. 왜냐하면, 도금층에 유리된 Al량이 증가되어 입계부식을 촉진시킬 우려가 있기 때문이다. 따라서 Al의 함유량은 0.1-0.2중량%가 바람직하다.

Fe을 제외한 Pb, Sb, Cd, Sn 등 불가피한 불순물의 함량이 0.02wt%이상이면, Zn에 대한 국부전기적 활성이 증가되어, 입계부식을 촉진시킨다. 그러므로 불순불들은 가능한 한 억제해야 하고 불가피한 불순물의 총량은 0.02wt% 이하로 하는 것이 좋다.

상기와 같이 조성된 도금욕에 강판을 침적시킴으로써 표면이 평활하고 광택성을 갖는 레귤러 스팽글 용융아연 도금강판을 제조할 수 있는 것이다.

이하, 본 발명의 실시 예에 대하여 설명한다.

[실시예]

두께 0.6㎜, 크기 100㎜ x 200㎜ 인 경질냉연강판을 아세톤에 침적한 상태로 초음화 탈지를 강행함으로써 시험편을 준비하였다. 상기 시험편을 환원분위기에서 요구되는 기계적 성질에 부합되도록 700-820℃로 열처리한 후 460℃로 냉각하고, 하기표 1의 성분으로 조성된 460℃의 도금욕에 약 2초간 침적시킨 후 에어와이퍼(air wiper)로 도금부착량을 300g/㎡(양면)으로 조절하였다.

상기와 같이 얻은 각각의 시편에 대하여 스팽글 크기, 내입계 부식성, 표면 평활성 및 광택, 그리고 흐름무늬 발생여부에 대하여 평가한 후 그 결과를 하기표 1에 나타내었다.

단, 상기 각각의 평가방법 및 평가결과 판정방법은 다음과 같았다.

상기 표1에 나타난 바와 같이 Bi 0.01-0.2%를 함유한 본 발명의 도금욕에서 도금된 본 발명의 강판은 도금후 스팽글이 크고 양호하게 생성되고, 표면이 평활하고 광택성을 갖고 흐름무늬 발생이 없을 뿐만 아니라 결정립계 부식이 거의 발생하지 않았는데 반하여, 0.02-0.10% Pb을 함유한 도금욕에서 도금된 비교예 6, 7, 8, 9의 경우는 결정립계 부식이 심하고, 0.01-0.06% Sb를 함유한 도금욕에서 도금된 비교예 10, 11의 경우는 흐름무늬가 발생되어 표면품질이 저하됨을 알 수 있다.

상기한 바와같이 본 발명에 의하면 미량의 Bi를 첨가한 아연 도금욕에 강판을 침적 도금시킴으로써 스팽글 형성이 양호할 뿐만 아니라 표면이 평활하고 광택을 갖는 레귤러 스팽글 아연도금강판을 제조할 수가 있는 것이다.

Claims (1)

1. 전체 용융도금욕의 중량기준으로 Al 0.1-0.2중량%, Bi 0.01-0.2중량%, Fe을 제외한 기타 불가피한 불순물 0.02중량% 미만, 나머지 Zn으로 구성된 용융도금액에 강판을 침적시킴을 포함하는 레귤러 스팽글 용융아연도금강판의 제조방법.