KR0148116B1 - 유도 갈바닐화 전착 강철 스트립의 제조방법 - Google Patents

유도 갈바닐화 전착 강철 스트립의 제조방법

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KR0148116B1
KR0148116B1 KR1019890011167A KR890011167A KR0148116B1 KR 0148116 B1 KR0148116 B1 KR 0148116B1 KR 1019890011167 A KR1019890011167 A KR 1019890011167A KR 890011167 A KR890011167 A KR 890011167A KR 0148116 B1 KR0148116 B1 KR 0148116B1
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Abstract

내용 없음.

Description

유도 갈바닐화 전착 강철 스트립의 제조 방법
제1도는 본 발명을 실시하는 종래의 전기 아연 도금 라인을 통하여 처리되는 강철 스트립(strip)의 개략도.
제2도는 강철 스트립 상에 아연 전착된 피복의 단면도.
제3도 내지 5도는 전착 강철 스트립이 높은 합금 온도로 유도 가열됨으로써 아연/철 합금 층의 양이 증가함에 따른 제2도의 아연 피복의 단면도.
제6도는 아연/철 합금 피복으로 완전히 변성된 제2도의 아연 피복의 단면도.
제7도는 제5도의 피복의 확대 단면도.
제8도 내지 9도는 아연/철 합금 피복으로 완전히 변성된 아연 피복을 나타내는 확대 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
12 : 강철 스트립 14 : 주축
16 : 분무 세척기 18 : 전해 세척기
20,24,28 : 헹굼 스테이션 27 : 도금실
30 : 가열기 32,34 : 롤러
36 : 유도 코일 38 : 담금질 탱크
50 : 강철 기판 52 : 순수 아연(피복)층
54 : 아연/철 합금(피복)층 60 : 외부층
62 : 내부층
본 발명은 연성(ductile)의 아연/철 합금 피복을 갖는 갈바닐화 전착 강철 스트립(galvannealed electroplated steel strip)의 제조 방법에 관한 것이다. 특히, 아연 전착 스트립은 아연과 철이 상호 확산되어 아연 피복을 점착성의 아연/철 합금 피복으로 완전히 변성시키도록 저주파를 사용하여 유도 가열한다. 아연 피복은 아연 및 아연 기본 합금을 포함하는 것을 의미함을 이해해야 한다. 갈바닐화 스트립은, 아연 피복으로부터 아연이 그리고 스트립의 기판 금속으로부터 철이 상호 확산되어 순수한 금속의 상과는 다른 아연 및 철의 상을 형성하도록 높은 온도로 강철 스트립을 가열함으로써 합금 피복을 형성하는 것을 의미한다.
아연 피복을 아연/철 합금 피복으로 변성시키면 강철 스트립은 통상의 아연 도금 피복의 밝은 외양에 비해 어두운 회색 외양을 띠게 된다. 그러한 합금 피복은 보다 우수한 내마모성과 도장용으로 보다 적합한 표면을 갖는다. 더욱 중요한 것은, 피복의 철 함량을 증가시키면 통상의 아연 도금 스트립보다 용접성이 훨씬 양호하게 된다. 따라서, 철 함량이 많은 피복 또는 갈바닐화 강철 스트립은 자동차 시장에서 더욱 만족을 준다.
강철 스트립을 용융 아연조 내에서 연속적으로 용융 도금(hot dipping)함으로써 갈바닐화 강철 스트립을 형성하는 것은 잘 알려져 있다. 피복 금속은, 스트립에 인접하여 위치한 직화 버너를 사용하는 복사 가열에 의해 또는 연속 가열로(continuous furnace)내에서 스트립을 가열하는 대류 가열에 의해 아연 피복 스트립을 합금 온도로 가열함으로써, 아연/철 합금 피복으로 변성될 수 있다. 연속적으로 용융 도금 피복된 강철 스트립을 유도 가열함으로써 갈바닐화 스트립을 형성하는 것도 역시 잘 알려져 있다. 이러한 합금 피복은 보통 인산 아연/철 용액에 침지하여 변성 피복 처리되고 도장된다. 용융 도금 피복된 스트립을 갈바닐화시킴으로써 자동차의 노출 표면용으로 요구되는 소정의 표면 평활도를 얻는 것이 어렵다.
연속적인 용융 도금 방법을 사용하여 갈바닐화 스트립을 형성하는 방법의 단점은 고온의 합금 온도, 즉 510℃ 이상의 온도가 요구된다는 점이다. 아연 피복조는 소량의 알루미늄을 함유하고 있다. 알루미늄이 첨가되는 목적은 통상의(합금되지 않은) 아연 도금 스트립을 생산할 때 아연/철 합금의 형성을 지연시키는 것이다. 강철 기판과 아연 피복 사이의 경계면에서의 아연/철 합금 층의 형성은, 피복된 스트립이 부품으로 제작되는 경우에, 빈약한 피복 금속 점착성을 야기시킬 수 있다. 물론, 강철 제조업자는 대체로 알루미늄 함유 아연 피복 금속을 통상의 아연 도금 스트립으로만 한정할 수 없다. 통상적으로, 강철 제조업자는 단일의 아연 도금 라인만을 갖고 있으며, 2가지 형태의 제품, 즉 갈바닐화 제품 및 통상의 피복 제품 모두가 이러한 용융 도금 라인에서 제조된다.
철/아연 평형 상태도의 아연 함량이 높은 쪽으로부터 4개의 아연 합금상이 갈바닐 합금 온도에서 형성될 수 있다는 것이 알려져 있다. 이들 상들은 대략 7원자%의 철을 갖는 제타(zeta; ζ)상, 대략 8 내지 13원자%의 철을 갖는 델타(delta; δ1)상, 대략 18 내지 24원자%의 철을 갖는 감마원(gamma-one; Γ1)상, 및 대략 27 내지 32원자%의 철을 갖는 감마(Γ)상이다. 합금 피복의 경우, ζ상의 양은 안정 범위가 협소하기 때문에 별로 중요하지 않다. 3개의 나머지 상들중에서, δ1상은 Γ상 및 Γ1상보다 더 큰 연성을 갖기 때문에 매우 바람직하다. 확산 과정은 철이 강철 스트립의 표면으로부터 아연 피복의 외부 표면으로 이동함에 따라 진행된다. 아연 피복 두께 전체에 걸쳐서 철의 농도 구배가 존재한다. 아연 피복이 용접되고 도장될 수 있도록 그 최외곽 표면까지 완전히 합금되어야 하기 때문에, 연속적으로 갈바닐화된 용융 도금 피복 강철 스트립용으로 요구되는 오랜시간 및/또는 높은 풀림(annealing) 온도를 사용할 때 강철 스트립의 표면에 취성 Γ상 및 Γ1상 형성을 최소화하거나 제거하는 것이 극히 어렵게 된다.
아연 전착 스트립을 유도 가열함으로써 갈바닐화 스트립이 제조될 수 있음은 이미 제안되었다. 일본국 출원 제59-9163호는 고주파 유도 가열에 의해 일면이 아연 전착된 스트립을 합금화하는 것을 개시하고 있다. 상기 출원은 아연 피복 강철 스트립의 표면이 고주파로 가열될 수 있으며, 이는 작업 제어가 개선될 수 있고 그 최종 제품은 직접 화염료를 사용한 복사 가열에 의한 제품의 질에 필적한다는 것을 제시하고 있다.
또한, 페라이트계 탄소강과 같은 자성 재료는 외부 교류 자기장의 작용을 통하여 와류 전류(eddy current)를 강철 속으로 유도함으로써 저주파로 가열될 수 있다. 무선 주파수로 알려진 고주파는 대체로 약 10kHz 내지 27MHz 이상을 말한다. 무선 주파수를 사용하여 발생된 유도 와류 전류는, 강철의 전자기 특성에 의해 결정된 전류 투과 깊이를 갖는 물질의 표면에 집중된다,. 소위 표피 효과(skin effect)의 깊이 또는 두께는, d가 기준 깊이(cm)이고, p가 가열된 물질의 전기적(또는 부피) 비저항(ohm-cm)이고, μ가 상대 투자율이고, f가 작용된 외부 자기장의 주파수일 때, 공식 d=5000(p/μf)1/2로 산출될 수 있다. 상기 특성들 중 투자율은 가열 과정 중에 비교적 변하지 않고 유지된다. 그러나, 비저항은 온도에 따라 약 0.125μohm-cm/℃씩 증가한다. 100kHz의 주파수에서, 자성 탄소강의 기준 깊이는 약 150℃에서 0.003cm이고 약 700℃에서 단지 0.006cm가 되는 것으로 판단되었다. 주파수가 낮은 수준으로 감소될 때, 즉, 10kHz를 넘지 않을 때, 전류는 상기 탄소강 내로 투과한다. 탄소강의 표피 또는 표면만 가열하는 고주파 가열과는 달리, 저주파는 상기 탄소강을 일정하게 그리고 더욱 균일하게 가열한다. 가장 효과적인 가열 조건은 전류 투과 깊이가 재료 두께의 1/2인 저주파이다.
따라서, 피복 금속이 철과 완전히 합금화되고 철 농도가 조정되어 최종 아연/철 합금 피복이 강철 기판에 견고히 접착되고 강철 스트립이 제작되었을 때 균열이나 금이 가지 않는 갈바닐화 스트립을 생산하기 위한 경제적인 방법에 대한 요구가 계속되어 왔다. 또한, 자동차 도장 마무리 장치용으로 양호한 기판과 우수한 변성 피복을 제공하는 합금 피복에 대한 필요성이 여전하다.
본 발명은 스트립의 적어도 일면 상에 아연/철 합금 피복층을 갖는 전기 아연 도금된 강철 스트립에 관한 것이다. 아연/철 합금 피복은 우수한 변성 피복 및 도장 특성을 갖는다. 강철 스트립의 표면은 먼지, 오일막 등을 제거하기 위해 먼저 깨끗이 세척 처리한 다음 아연 함유 전해질에 의해 음극으로서 전착된다. 그리고 나서, 피복 스트립은 아연 피복을 점착성 아연/철 합금 피복으로 완전히 변성하기에 충분한 온도로 스트립을 가열하기 위해 저주파 교류 자기장을 통과한다.
본 발명의 주 목적은 점착성이 있고, 우수한 변성 피복 특성을 갖고, 자동차 도장 장치용으로 적합하게 되는 아연/철 합금 피복을 갖는 갈바닐화 강철 스트립을 제조하는 것이다.
본 발명의 특징은 아연 피복을 점착성 아연/철 합금 피복으로 완전히 변성시키기 위해 아연 및 철을 상호 확산시키도록 저주파 유도 가열 방법을 이용하여 갈바닐화 전착 스트립을 제조하는 것이다.
본 발명의 다른 특징은 스트립의 적어도 일면 상의 아연 피복을 점착성의 아연/철 합금 피복으로 완전히 변성시키기 위해 아연 및 철을 상호 확산시키도록 저주파 유도 가열 방법을 이용하여 상기 스트립의 양면을 서로 상이한 중량으로 갈바닐화된 전착 스트립을 제조하는 것이다.
본 발명의 다른 특징은 아연/철 합금 피복에 아연 감마 합금상이 형성되는 것을 최소화하기 위한 시간 동안 및 그 온도에서 전착 아연 피복된 강철 스트립을 유도 가열하는 것이다.
본 발명의 다른 특징은 아연 델타 합금상을 주로 함유하는 아연/철 합금 피복이 형성되도록 2 내지 10kHz의 교류 주파수를 사용하여 510℃ 이하의 온도로 전착 아연 피복된 강철 스트립을 유도 가열하는 것이다.
본 발명의 다른 특징은 합금 피복이 양질의 변성 피복 및 도장용으로 뛰어난 표면을 제공하도록 합금 피복의 외부 표면상의 산화 아연 층을 제거함으로써 유도 가열에 의해 형성된 아연/철 합금 피복을 갖는 갈바닐화 전착 스트립을 처리하는 것이다.
본 발명의 다른 특징은 아연 전착 강철 스트립을 저주파 유도 가열함으로써 제조된 점착성 아연/철 합금을 갖는 갈바닐화 스트립을 딥 드로잉(deep drawing)하는 것이다.
본 발명의 장점은 우수한 용접성, 외형 및 도장 특성을 갖는 아연/철 합금 피복에 있으며, 저렴한 가격으로 생산될 수 있다.
본 발명의 상기 목적 및 여타 목적, 특징 그리고 장점은 상세한 설명 및 첨부 도면에 의해 분명해질 것이다.
제1도에 있어서 참조 부호 10은 본 발명에 이용되는 전기 아연 도금 라인을 개략적으로 나타낸 것이다. 강철 스트립(12)는 주축(mandrel; 14)로부터 풀려져 분무 세척기(16), 전해 세척기(18), 헹굼 스테이션(rinsing station; 20), 스트립 표면 활성화 처리기(22) 및 헹굼 스테이션(24)를 연속적으로 통과한다. 정상적으로 냉간 압연 처리(cold reducing), 풀림 처리(annealing) 및 조질 압연 처리(skin pass)된 스트립(12)는 먼지, 기름 등이 제거되어 깨끗이 된다. 그 다음에, 스트립(12)는 몇 가지 잘 알려진 형태의 수직 또는 수평 전착 장치 중의 하나에 의해 일면 또는 양면상에 도금된다. 상기 하나의 장치는 16개 수직 도금실(27)를 갖는 애러스-앤드리쯔-러더 그래비텔(ARUS-Andritz-Ruther Gravitel) 도금 유닛(26)이다. 이 장치는 190cm(75inch)까지의 스트립 폭에 대해 91m/min(300ft/min)까지의 라인 속도로 처리할 수 있다. 갈바닐화 적용을 위한 통상의 스트립 두께는 0.6 내지 1.5mm(0.024 내지 0.060inch)이다. 전착 스트립(12)는 헹굼 스테이션(28)을 통과한 후 가열기(30)에 의해 건조되고, 방향 전환 롤러(32,34)를 통과하여 종방향의 유도 코일(coil; 36)을 수직으로 통과한다. 물론, 종방향 자속 코일(36) 대신에 횡방향 자속 코일도 스트립(12)를 유도 가열하기 위해 사용될 수 있다. 아연 피복이 아연/철 합금으로 완전히 변성된 후, 스트립(12)는 담금질 탱크(38)을 통과하여, δ1합금상을 보존하고 Γ 및 Γ1합금상들의 성장을 최소화하게 된다. 아연/철의 합금 피복은 적어도 대략 7원자% 철을 함유하는 합금 피복을 의미한다. 바람직하게는, 스트립(12)는 아연/철 합금 피복의 도장 특성을 향상시키기 위해 추가 처리를 받는다. 제1도에서, 아연/철 합금 피복의 표면상에 형성된 산화 아연과 같은 표면 오염물은 스트립(12)를 탱크(40)에 담긴 산(acid)을 통과시킴으로써 제거될 수 있다. 이렇게 처리된 갈바닐화 스트립은 변성 피복 스테이션(conversion coating station; 42)를 통과함으로써 추가 처리되고, 건조기(44)에 의해 건조되고, 주축(46)상에 권취된다.
종방향 자속 유도 가열을 위해, 가장 효과적으로 동력을 소비하는 최적 주파수는 스트립 두께와 반비례 관계로 되고 스트립 두께의 약 1/2의 전류 투과 깊이를 갖는 것이 이상적이다. 냉각 압연 전착 철강의 경우, 약 0.6 내지 1.5mm(0.024 내지 0.060inch) 범위의 스트립 두께에 대해 약 10kHz까지의 저주파가 공정의 전체 성능을 현저하게 감소시키지 않고서도 사용될 수 있는 것으로 밝혀졌다.
다양한 아연, 아연 합금 또는 복합 피복들이 가능함을 이해해야 한다. 예를 들면, 도금 유닛(26)에서 스트립의 양면에 서로 상이한 중량의 피복을 성형하기 위해 상이한 개수의 도금 양극이 사용될 수 있다. 상이한 중량의 아연 전착 스트립에 있어서, 일면을 도장되거나 용접하고자 할 때 경량의(두께가 작은) 피복을 갖는 스트립의 일면 상에서만 아연 피복을 아연/철 합금 피복으로 완전히 변성시킬 필요가 있을 수 있다. 니켈, 코발트, 망간, 철 등 중의 하나 이상의 합금 요소들이 아연 함유 전해 도금 용액 내로 용해될 수 있다.
비제한적 실시예로서, 두께 0.79mm, 폭 254mm의 스트립을, 한쪽 면의 두께가 약 10μm(60gm/m2)이고 다른 면의 두께가 약 6μm(35gm/m2)가 되도록 순수 아연으로 서로 상이한 중량을 갖는 피복으로 도금하였다. 그 다음에, 스트립의 각각의 회전시에 약 10mm 정도 이격된 상태로 8번 완전히 감긴 솔레노이드 유도 코일로 통과시켰다. 접촉 고온계에 의해 측정된 스트립 표면의 가공 처리 변수 및 온도가 표 1에 나타나 있다.
Figure kpo00002
스트립(12)상의 아연 피복이 코일(36)에 의해 가열된 후, 스트립(12)는 강철 기판 금속으로부터 아연/철 합금 피복으로의 더 이상의 철의 확산을 방지하기 위해 탱크(38)내의 무레 담금질되어 약 204℃(400℉) 이하의 온도로 된다. 제2 내지 6도는 각각의 샘플 21, 18, 15, 14 및 13의 아연 피복을 절단하여 1000배 확대한 사진이다. 제2도는 스트립(12)를 가열하도록 사용되는 유도 코일(36) 이전에 순수 아연 피복(52)를 갖는 스트립(12)의 기판(50)을 나타낸다. 제3도는 스트립 온도 349℃에서 강철 기판(50)과 순수 아연 피복층(52) 사이에서 성장하기 시작하는 아연/철 합금층(54)를 나타낸다. 제4도는 416℃로 가열되었을 때 합금층(54)가 피복 두께의 1/2에 걸쳐서 진행되었음을 나타낸다. 제5도는 스트립(12)이 427℃로 가열되었을 때 얇은 두께의 아연 피복층(52)만 남아 있고 거의 대부분의 피복 두께에 걸쳐 합금층(54)이 성장하였음을 나타낸다. 마지막으로, 제6도는 스트립이 435℃까지 가열되었을 때 기판(50)의 철이 아연 피복의 전체 두께에 걸쳐 상호 확산되어 아연 피복은 거의 아연/철 합금 피복(54)로 변성되었음을 나타낸다. 또한, 제4도 내지 제6도에서 아연/철 합금 피복(54)는 델타-원-펄러세이드(delta-one-palisades; δ) 합금상이 우세한 것으로 믿어지는 상대적으로 두꺼운 외부층(60)과 강철 기판(50)에 인접하고 주로 델타-원-콤팩트(delta-one-compact; δ) 합금상이 우세한 것으로 믿어지는 상대적으로 얇은 내부층(62)를 갖고 있음을 주목해야 한다. 제6도는 취성 감마 합금상이 최소로 형성되도록 아연 피복이 아연/철로 완전히 합금화된 본 발명의 양호한 실시예를 도시한다. 제7 내지 9도는 샘플 14, 11 및 9를 각각 4000배 확대한 사진이다. 문자 A 및 B는 전자 미소 탐침을 사용한 분광 사진 화학 분석이 사용된 대략적인 위치를 표시한다. 아연과 합금상들의 대략적인 화학 분석을 표 2에 나타낸다.
Figure kpo00003
427℃로 가열되어 30초 후에 담금질된 샘플 14에 대한 분석은 제7도의 아연층(52; 위치 A)가 약 2원자%의 철 농도를 갖는 반면에 인접한 내부 합금층(54; 위치 B)가 약 8원자%의 철 농도를 갖고 있음을 보여준다. 철/아연 평형 상태도로 부터, ζ 합금상은 약 7원자%의 철을 함유하고 δ합금상은 약 8 내지 13원자%의 철을 함유함을 알 수 있다. 상기 샘플의 합금 시간 및 온도는 아연 피복(52)의 전체 두께를 적어도 7원자%의 철을 갖는 합금으로 완전히 변성시키기에는 불충분하였다.
443℃로 가열하고, 피복층이 철/아연 합금으로 완전히 변성된 후에 30초 동안 급냉시킨 샘플 11(제8도)에 대한 분석 결과, 외부층(60; 위치 A)의 철 농도가 약 10원자%인 반면에 내부층(62; 위치 B)의 철 농도가 약 20원자%인 것으로 측정되었다.
466℃로 가열하고 이후 30초 동안 급냉시킨 샘플 9(제9도 참조)도 유사한 결과를 보여주었다. 외부층(60; 위치 A)의 철 농도는 약 9원자%이고 내부층(62; 위치 B)의 철 농도는 약 15원자%인 것으로 밝혀졌다.
샘플 9 및 11의 위치 B에서의 분석 결과가 13원자% 철보다는 크나, 내부층(62)에서는 δ합금상이 우세한 것으로 믿어진다. 기대치보다 높은 분석치는 인접한(철 함량이 높은) 감마층 및/또는 강철 기판의 영향에 의한 것이 명백하다. 제8도 및 9도의 위치 C에 표시한 화살표들은 내부층(62) 및 기판(50) 사이에서 감마상들 중의 하나 또는 양자를 모두 포함하는 매우 얇은 층으로 믿어지는 부분을 나타낸 것이다.
제5도 및 제 6도에 도시한 바와 같이, 아연 피복은 약 435℃에서 완전히 합금화된다. 급냉 시간이 30초 이상으로 지연되는 경우에는 합금화 온도는 415℃ 정도로 다소 낮아질 수 있다. 물론, 가열된 스트립의 급냉을 더 지연시키면, 내부의 Γ 및 Γ합금상 층의 성장이 많아지게 된다. 갈바닐화 스트립에 대한 후속 작업이 덜 중요한 경우에는 상기의 추가 지연이 가능하다. 또한, 상기 작업이 중요한 사항이 아니거나 또는 급냉이 신속하게 이루어질 경우에는 더 높은 합금화 온도, 예컨대 510℃ 정도도 가능하다. 바람직하게는, 급냉 전의 합금화 온도 및 확산 시간은 아연/철 합금 피복 내의 철의 농도가 약 8 내지 13원자%로 제한되도록 결정하는 것이 좋다. 다시 말하면, 아연/철 합금 피복을 δ합금으로 제한하거나 또는 강철 기판에 인접한 취성 내부 Γ 또는 Γ합금층의 양을 최소화하는 것이 좋다.
표 1에 기재된 샘플들 상의 아연 피복 및/또는 아연/철 합금상 층의 두께를 측정한 결과를 다음 표 3에 나타낸다.
Figure kpo00004
[표 3a]
Figure kpo00005
또한, 표 3에 기재된 수 개의 갈바닐화 샘플을 60° 압축 예각 굴곡 시험하였다. 각각의 샘플이 펀치에 의해 앤빌 내로 가압된 후, 샘플을 펼쳐 3M사의 610형의 제거용(clear) 접착 테이프를 부착하였다. 상기 테이프에 부착되어 떨어진 피복의 전체 폭은 피복 접착성의 측정치가 된다. 경험상 3mm 이하의 손실을 나타내면 접착력이 양호한 것으로 판정된다. 표 4에 기재된 결과로부터, 적어도 488℃까지의 온도로 갈바닐화 처리를 하는 것은 우수한 점착성을 얻을 수 있는 것으로 밝혀졌다. 다시 표 3을 참조하여 보면, 488℃ 이하의 온도에서는 δ1P합금상의 두께가 δ1K합금상의 두께를 초과하는 것을 알 수 있다. 다시 말하면, 갈바닐화 처리 중에 감마 합금상의 형성이 방지되거나 최소화될 뿐만 아니라, δ1P합금상이 δ1K합금상보다 우선하게 된다.
Figure kpo00006
[표 4a]
Figure kpo00007
갈바닐화 전착 샘플들의 도장성 및 부식 특성은 본 명세서에 참고로 반영된, 논문의 명칭이 도장 아연 및 아연 합금 피복된 차체 시이트 강철의 부식 거동인 미국 자동차 협회(SAE) 논문 제860269호에 개시된 바와 같이 공지된 자동차 세척, 변성 피복 및 도장의 실제예에 따라 평가하였다. 표 5에 기재된 바와 같이, 전기한 자동차 시험 과정을 거친 갈바닐화 전착 샘플들은 내식성이 좋지 않았다. 아연/철 합금 피복 표면에 대한 오져 분석(Auger electron analysis)에 따르면 철이 존재하지 않은 것으로 나타났다. 오히려, 상기 표면은 산화 아연이 우세한 얇은 필름인 것으로 나타났다. 물론, 산화물들은 부동성(passive)이고 인산염과 같은 변성 피복으로는 처리하기가 어렵다. 공기 중에서의 유도 가열이 아연 피복의 산화를 일으킨 것으로 믿어진다. 산화 필름은 여러 종류의 화학 처리로서 제거할 수가 있는 것으로 판명되었다. 이러한 작업에 적합한 것으로 밝혀진 2가지 화학 물질은 인산 및 황산으로서, 인산 및 황산중의 하나의 5gm/l의 용액을 사용하여 필름을 제거하고, 합금 피복에 변성 피복을 가하기 전에 합금된 스트립을 5 내지 10초 동안 세척한다.
상기한 자동차 산업에서 적용되는 예에 따라 30회의 부식 시험을 한 후에 스캡(scab) 및 크리페이지(creepage) 등급에 따라 샘플들을 평가하였으며, 그 결과는 다음 표 5에 기재하였다.
Figure kpo00008
상기 결과로부터, 자동차 샘플 준비 처리 전에 산세척을 하지 않은 갈바닐화 전착 샘플 23 및 24의 부식 특성은 표준 샘플 22보다는 양호하지 않은 것을 알 수 있다. 그러나, 갈바닐화 전착 샘플들을 산 세척했을 때 스캡 및 크리페이지 등급은 표준 샘플에 필적할 수 있었다.
딥 드로잉용의 갈바닐화 강철은 통상 전착 전체 냉간 압연 처리, 풀림 처리 및 조질 압연 처리된다. 침입형 탄소 또는 자유 탄소를 갖는 갈바닐화 페라이트 강철은 가열에 따른 탄소의 시효로 인해 기계적 특성이 저하된다. 양호한 성형성을 필요로 하는 제품의 경우에, 적어도 공지된 탄화물 형성 원소들 중의 하나의 화학 양론적 양을 기판 금속에 첨가함으로써 탄소의 시효를 최소화하거나 방지할 수 있다는 것을 알았다. 비제한적 탄화물 형성제로는 티타늄, 니오븀 및 지르코늄 등이 있다.
본 발명의 요지 및 범위를 이탈하지 않는 범위 내에서 여러 변형도 가능하다. 예컨대, 스트립 세척은 전해 또는 침지로서 수행될 수도 있다. 스트립은 수평 또는 수직 도금 용기를 사용하여 일면 또는 양면 모두를 도금할 수도 있다. 사용되는 발전기의 크기 및 라인 속도에 따라 소정 개수의 종방향 또는 횡방향 유도 코일들을 사용할 수 있다. 공기 중에서 합금된 갈바닐화 스트립이 도장되도록 변성 피복 이전에 아연/철 표면으로부터 임의의 산화물을 제거하는 기계적 또는 화학적 처리를 수행할 필요가 있을 수 있다. 따라서, 본 발명의 범위는 이하의 특허 청구의 범위에 의해 결정되어야 한다.

Claims (13)

  1. 갈바닐화 강철 스트립을 제조하는 방법에 있어서, 강철 스트립을 세척하는 단계와, 아연 피복으로 상기 스트립의 적어도 일면을 전착하는 단계와, 상기 피복된 스트립을 저주파 유도 코일로 통과시키고, 상기 아연 피복이 아연/철 합금 피복으로 완전히 변성되는 온도로 상기 피복된 스트립을 가열하는 단계와, 강철 스트립에 인접한 아연 합금 감마상의 내부층의 두께가 상기 아연/철 합금 피복의 전체 두께의 10%를 초과하지 않게 하고 상기 아연/철 합금 피복의 나머지는 7 내지 13원자% 철을 함유하도록 상기 피복된 스트립을 냉각시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 갈바닐화 강철 스트립의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 스트립은 427℃ 내지 510℃ 사이의 온도로 가열되는 것을 특징으로 하는 갈바닐화 강철 스트립의 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 유도 코일은 상기 스트립 두께의 절반 정도의 와류 전류 투과 깊이를 발생시키는 주파수로 작동되는 것을 특징으로 하는 갈바닐화 강철 스트립의 제조 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 유도 코일은 상기 스트립 두께의 절반 정도의 와류 전류 투과 깊이를 발생시키는 주파수로 작동하고, 델타-원-펠러세이드 상의 두께는 상기 아연/철 합금 피복 내의 델타-원-콤팩트 상의 두께를 초과하는 것을 특징으로 하는 갈바닐화 강철 스트립의 제조 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 주파수는 2 내지 10kHz의 범위를 갖는 것을 특징으로 하는 갈바닐화 강철 스트립의 제조 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 합금 피복은 얇은 표면 산화 아연층을 포함하고 있으며, 상기 산화 아연층을 제거하여 상기 합금 피복이 변성 피복을 쉽게 수용할 수 있도록 상기 스트립을 처리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 갈바닐화 강철 스트립의 제조 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 처리 단계는 상기 산화 아연층을 제거하기 위해 인산 및 황산으로 이루어진 군으로부터 선택된 산을 사용하여 상기 스트립을 세척하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 갈바닐화 강철 스트립의 제조 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 피복된 스트립을 인산염 변성 피복으로 처리하는 추가 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 갈바닐화 강철 스트립의 제조 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 합금 피복 상의 얇은 외부 산화 아연층을 제거하기 위해 상기 피복된 스트립을 산으로 세척하는 것을 특징으로 하는 갈바닐화 강철 스트립의 제조 방법.
  10. 갈바닐화 강철 스트립을 제조하는 방법에 있어서, 강철 스트립을 세척하는 단계와, 상기 스트립의 적어도 일면을 아연 피복으로 전착하는 단계와, 상기 피복된 스트립을 저주파 코일을 통해 통과시키고, 상기 아연 피복이 아연/철 합금 피복으로 완전히 변성되는 온도로 상기 피복된 스트립을 가열하는 단계와, 강철 스트립에 인접한 아연 합금 감마상의 내부층의 두께가 상기 아연/철 합금 피복의 전체 두께의 10%를 초과하지 않게 하고 상기 아연/철 합금 피복의 나머지는 7 내지 13원자% 철을 함유하도록 상기 피복된 스트립을 냉각시키는 단계와, 상기 합금 피복의 외부면으로부터 임의의 산화 아연을 제거하도록 상기 피복 된 스트립을 화학적으로 처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 갈바닐화 강철 스트립의 제조 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 화학적 처리 단계는 산성 용액으로 수행되는 것을 특징으로 하는 갈바닐화 강철 스트립의 제조 방법.
  12. 갈바닐화 강철 스트립을 제조하는 방법에 있어서, 강철 스트립을 세척하는 단계와, 상기 스트립의 양면을 서로 상이한 중량의 아연 피복으로 상기 스트립을 전착하는 단계와, 상기 피복된 스트립을 저주파 유도 코일로 통과시키고, 상기 피복된 스트립의 적어도 일면상의 상기 아연 피복이 아연/철 합금 피복으로 완전히 변성되는 온도로 상기 피복된 스트립을 가열하는 단계와, 강철 스트립에 인접한 아연 합금 감마상의 내부층의 두께가 상기 아연/철 합금 피복의 전체 두께의 10%를 초과하지 않게 하고 상기 아연/철 합금 피복의 나머지는 7 내지 13원자% 철을 함유하도록 상기 피복된 스트립을 냉각하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 갈바닐화 강철 스트립의 제조 방법.
  13. 갈바닐화 강철 스트립을 제조하는 방법에 있어서, 강철 스트립을 세척하는 단계와, 상기 스트립의 적어도 일면을 아연 피복으로 전착하는 단계와, 상기 피복된 스트립을 2 내지 10kHz의 주파수로 작동하는 유도 코일로 통과시키고, 상기 아연 피복을 아연/철 합금 피복으로 완전히 변성시키기 위해 상기 피복된 스트립을 427℃ 내지 510℃ 사이의 온도로 가열하는 단계와, 강철 스트립에 인접한 아연 합금 감마상의 내부층의 두께가 상기 아연/철 합금 피복의 전체 두께의 10%를 초과하지 않게 하고 상기 아연/철 합금 피복의 나머지는 7 내지 13원자% 철을 함유하도록 상기 합금 피복 내로의 철의 확산을 방지하기 위해 상기 유도 코일로부터 나온 후 1분 이내에 상기 피복된 스트립을 냉각시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 갈바닐화 강철 스트립의 제조 방법.
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