KR0162719B1 - 자동차 심가공용 합금화 용융아연도금 강판의 연속적 제조방법 - Google Patents
자동차 심가공용 합금화 용융아연도금 강판의 연속적 제조방법 Download PDFInfo
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Abstract
50ppm 이하의 탄소와 0.02 ∼ 0.05wt%의 티타늄을 함유하는 일반용 청정강으로 자동차 심가공용 합금화 용융아연도금 강판을 연속으로 제조하기 위해, 청정강을 탈지한후 환원성 분위기하 600 ∼ 740℃에서 1 ∼ 10시간 상소둔하고, 용융아연도금 라인에서 550 ∼ 750℃로 연속소둔한 다음 합금화 처리후 강판의 표면에 평활성을 부여하여서 자동차 심가공용 합금화 아연도금 강판을 연속으로 제조하는 방법이다.
값이 싼 일반청정강으로부터 심가공용 청정강 수준의 기계적 성질을 갖는 강판을 얻을 수 있다.
Description
제1도는 상소둔후 표면을 AES(Auger Electron Spectrometer)로 분석한 결과이다.
제2도의 (a) ∼ (c)는 일반 저탄소강의 상소둔후 연속소둔시 연속소둔 온도가 기계적 성질에 미치는 영향을 나타낸 그래프이다.
제3도는 자동차 일반용 청정강의 상소둔후 연속소둔시 연속소둔 온도가 기계적 성질에 미치는 영향을 나타낸 그래프이다.
제4도는 용융아연도금 라인의 개략도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 강판공급장치 2 : 두께측정기
3 : 절단기(Shearing Machine) 4 : 연속소둔 열처리로
5 : 용융아연도금욕 6 : 합금화로
7 : 스킨 패스밀 8 : 레벌러(Leveller)
9 : 강판감김장치
[산업상 이용분야]
본 발명은 자동차 심가공용 합금화 아연도금 강판을 제조하는데 관한 것이다. 더 구체적으로는 탄소 50ppm 이하, 티타늄 0.03 ∼ 0.05wt% 함유한 일반용 청정강판으로 자동차 심가공용 합금화 용융아연도금 강판의 제조방법에 관한 것이다.
[종래의 기술]
통상 자동차용으로 사용되는 합금화 용융아연도금 강판(GA)은 사용되는 부위에 따라 가혹한 프레스 공정을 거치기 때문에 높은 가공성을 요구하며 그 정도에 따라 보통 일반용, 가공용, 심가공용으로 분류하여 사용되고 있다.
그러나 용융도금 라인에 필연적으로 포함되어 있는 연속소둔로만을 이용해서는 통상의 저탄소강을 이용하여 자동차용 합금화 용융아연도금 강판을 제조하는 것이 불가능하다.
따라서 최근 소재 자체내에서 탄소나 질소와 같은 가공성에 유해한 원소들을 고정, 최소화시켜 그 정도에 따라 연속 소둔로만으로도 요구되는 가공성을 얻을 수 있는 이른바 극저탄소 청정강(Interstitial Free Steel)이 원료로 사용되고 있는데, 일반적으로 심가공용 청정강은 탄소가 30ppm 이하의 것, 티타늄(Ti)이 0.05wt% 이상 첨가되거나 티타늄이 0.02 ∼ 0.04wt%, 니오비움(Nb)이 0.01 ∼ 0.02wt% 가량 첨가된 고급 청정강이 사용되며, 일반용으로는 탄소가 50ppm 이하의 것에 티타늄이 0.02 ∼ 0.05wt% 가량 첨가되거나 니오비움이 일부 복합 첨가된 강이 사용되고 있다.
표1은 각 용도별 원료의 실제 화학성분을 실측하여 나타낸 것이며, 표2는 자동차의 용도별 요구되는 기계적 성질을 나타낸 것이다.
* C. T : 열연권취온도(Coiling Temperature) R.R : 압하율(Reduction Ratio)
그러나 이러한 청정강은 제강단게에서 진공탈가스 공정을 통해 제조되기 때문에 심가공용의 경우 고로업체들이 부하를 줄이기 위해 자체 수요량 외에 생산량을 제약하고 있어 고로가 없는 업체에서는 원료제약으로 인해 심가공용의 제조가 불가능하다.
또한 일반용 청정강 소재를 이용하여 단순히 용융도금을 하게 되면 표2에 나타낸 바와 같이 기계적 성질이 심가공용 수준까지 도달할 수 없다.
[발명이 해결하려는 과제]
그래서 본 발명에서는 앞서 밝힌 바와 같이 일반용 청정강을 가지고 심가공용 합금화 용융아연도금 강판을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
[과제를 해결하기 위한 수단]
위와 같은 본원의 과제를 해결키 위한 기술 수단으로서는, 우선 본 발명에서는 표1의 (가)와 같은 일반용 청정강을 가지고 약 75%의 압하율로 압연한 후, 전해 탈지후 환원성 분위기에서 상소둔로에서 600 ∼ 740℃ 가량에서 1 ∼ 10시간 가량 상소둔하고 이어서 용융아연도금 라인에서 550 ∼ 750℃에 일정시간 연속소둔한 다음 합금화 처리후 강판의 표면에 평활성을 부여하는 것을 특징으로 하고 자동차 심가공용에 적합한 기계적 성질을 얻을 수 있는 강판을 제조한다.
[본 발명의 실시 태양]
60℃ 이하 또는 1시간 이하의 상소둔 조건에서는 재결정이 충분히 일어날 수 없어 기계적 성질의 향상을 기대하기 힘들고, 740℃ 이상의 온도에서는 코일 상태로 감겨진 강판간에 접착되는 문제가 생길 수 있다.
또한 10시간 이상의 상소둔은 이미 충분한 재질의 연화가 이루어져 더 이상의 연질화 효과를 기대하기 힘들기 때문이다.
본 발명에서는 물론 이렇게 상소둔하여 자동차 심가공용 수준의 기계적 성질이 향상하는 것 외에 제1도와 같이 상소둔된 강판의 표면에 존재하는 표면 농화층을 어떻게 제거할 것인가 하는 것과 과연 상소둔을 통하여 얻어진 본 소재의 심가공 특성이 연속 용융도금 라인에서 연속 소둔공정을 거친후, 상소둔 효과를 어떻게 그대로 유지될 것인가 하는 것이 본원 발명의 제2의 과제이다.
왜냐하면 일반 저탄소강(SAE1008)의 경우는 상소둔을 통하여 기계적 성질을 향상시켜도 연속소둔후 기계적 성질이 열화되어 상소둔의 효과가 용융도금후 상실되기 때문이다.
이러한 문제들에 대한 해결 방법은 제조공정을 설명해 나가면서 계속 설명하기로 한다.
제1도는 상술한 바와 같이 상소둔이 완료된 강판의 표면을 AES(Auger Elec-tron Spectrometer)를 이용하여 분석한 것으로써, 여러가지 원소의 표면농화를 확인할 수 있다.
기존의 일반적인 강판을 용융도금 라인에서 생산할 경우는 표면의 압연유를 열분해 제거하기 우해 4 ∼ 8용량%의 불완전 연소가스를 함유하는 1100 ∼ 1200℃으 무산화성 분위기에서 직화식 열처리를 통하여 탈지를 하여 주고 있다.
그러나 본 발명에서는 앞서 기술한 바와 같이 표면 농화층의 제거 및 활성화를 위하여 열분해 공정전에 수산화나트륨(NaOH)을 20 ∼ 30g/ℓ 가량 포함하는 알칼리 수용액중에서 브러쉬로 탈지하여 줌으로써 양호한 도금성을 얻을 수 있음을 알았다.
이와같이 탈지가 끝난후 강판은 열분해 공정을 통한 또 한번의 탈지처리를 마친후 균열대로 들어간다. 균열대에서는 10용량%의 수소와 90용량% 가량의 질소로 이루어진 환원성 분위기에서 강판온도를 550 ∼ 750℃로 균열시켜 재결정을 통해 연질화 소둔을 행하여 준다.
이때, 550℃ 이하에서는 열분해가 충분히 이루어지지 못할 우려가 있고 750℃ 이상에서는 기계적 성질의 열화가 발생할 수 있기 때문에 좋지 않다.
본 발명에서 가장 핵심적인 부분이 바로 이 공정이다. 기존의 일반 저탄소강의 경우는 상소둔을 통해 가공성을 현저히 향상시킬 수 있으나, 용융도금시 탄화물의 재용해 및 미세 재석출로 인해 기계적 성질이 열화된다.
제2도의 (a) ∼ (b)는 690℃에서 15시간 상소둔 처리한 일반 저탄소강으로 상소둔만 한 경우와 상소둔후 550 ∼ 750℃에서 연속소둔한 결과 기계적 성질이 열화되었음을 나타낸 그래프이다.
이는 상소둔에 의해 조대하게 석출되어 있던 탄화물이 용융도금 라인에서의 연속소둔에 의해 균열시 용해되었다가 빠른 냉각속도로 인해 제자리로 돌아가지 못하고 그 근방에서 석출하여 결과적으로 평균 탄화물간 거리가 감소함으로써 연신률이 떨어지기 때문이다.
제3도의 (a) ∼ (b)는 심가공용으로 제조된 일반용 청정강으로 상소둔한 후 550 ∼ 750℃에서 연속 소둔한 결과 항장력과 항복점 그리고 연신률이 열화되지 않음을 나타낸 그래프이다.
연속 용융도금 후에도 탄소가 티타늄과 화합물로 안정화되어 있어 재용해가 일어나지 않기 때문에 기계적 성질의 열화가 일어나지 않는 것을 발견하였다.
이와같이 균열대를 거친 강판은 450 ∼ 470℃ 가량으로 냉각된후 450 ∼ 480℃의 온도에서 0.15wt% 이하의 알루미늄을 함유하는 용융아연욕중에서 침지되어 도금한다.
알루미늄 함량이 0.15wt%를 넘으면 아연보다 철과의 친화력이 큰 알루미늄이 소지 철과 우선반응에 의해 아연-철의 합금화를 억제하는 알루미늄-아연-철의 삼원계 합금층을 도금층과 소지 사이에 형성시키기 때문이다. 아연도금 부착량은 도금욕으로 부터 나오는 강판의 표면을 압축공기를 분사시켜 조절한다.
이와같이 도금이 완료된 강판은 합금화로에서 버너를 이용한 직화열에 의해 강판온도를 500 ∼ 550℃로 가열하여 아연과 철의 상호확산에 의해 합금층을 형성시킨다. 이때 합금화 도금층중의 철함량은 8 ∼ 12wt%로 조절해야 한다.
이때 8wt% 보다 낮으면 미합금화 부분이 생성될 수 있으며, 12wt% 보다 높으면 도금층이 취약해져 깨져나가기 쉽기 때문이다.(Powdering 현상)
이렇게 하여 합금화가 완료된 강판은 공냉후 웨트 스킨 패스 밀(Wet Skin Pass Mill)을 이용하여 도금층의 표면을 매끄럽게 눌러준다.
이때 웨트 스킨 패스 밀에서 롤링 및 압하되는 강판의 표면부는 그 표면의 도금층이 냉간가공시 파괴되거나 박리되거나 또는 강판소지속으로 눌려 더욱 납작히 압착되지 않고 다만 평활성을 향상시키기 위해 대략 0.2 ∼ 0.8% 정도의 압하률을 가한다.
이후 텐션 레벨러(Tension Leveller)를 이용하여 강판의 평탄도를 부여한 후 오일링(Oiling) 처리를 하여준다. 제4도는 연속 용융도금 라인의 개략도를 나타낸 것이다. 실시예를 들어 상세히 설명하지만 이는 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
[실시예 1]
두께 0.7mm 이고 화학적 성분이 표1의 (가)의 청정강판으로 열연권취온도 720℃, 압하율 75%의 일반용 청정강 소재로 탈지처리후 이를 약 10용량%의 수소와 약 90용량%의 질소로 이루어진 환원성 분위기하에서 강판온도 740℃에서 10시간 상소둔후 연속소둔전 20 ∼ 30g/ℓ의 수산화나트륨 수용액중에서 브러쉬 탈지를 행한후 745℃에서 4분간 알루미늄이 0.15wt% 이하 함유하는 도금욕중에서 연속소둔한 다음 합금화 처리후 강판의 표면에 평활성을 부여하여서 자동차 심가공용 합금화 용융아연도금 강판을 연속 제조하였다.
그 실험결과는 표3과 같으며, 기계적 성질이 아주 우수한 효과가 있다.
[발명의 효과]
값이 싼 일반 청정강으로부터 상소둔과 연속소둔 공정을 거치므로서 연신율이 좋고 따라서 가공성 우수한 심가공용 청정강 수준의 기계적 성질을 갖는 합금화 용융아연도금강판을 제조할 수 있는 아주 우수한 효과가 있다.
Claims (6)
- 50ppm 이하의 탄소와 0.02 ∼ 0.05중량%의 티타늄을 함유하는 청정강을 탈지한 후 이를 환원성 분위기에서 600 ∼ 740℃에서 1 ∼ 10시간 상소둔하고, 알칼리 수용액중에서 브러쉬 탈지를 행하고 용융아연도금 라인에서 550 ∼ 750℃에서 1 ∼ 4분간 연속소둔한 다음 합금화 처리후 강판의 표면에 평활성을 부여하여서 되는 자동차 심가공용 합금화 용융아연도금 강판의 연속 제조방법.
- 제1항에 있어서, 알칼리 수요액은 수산화나트륨을 20 ∼ 30g/ℓ 함유하는 것을 특징으로 하는 자동차 심가공용 합금화 용융아연도금 강판의 연속 제조방법.
- 제1항에 있어서, 용융도금후 합금화 열처리에 의해 도금층중에 철의 함유량을 8 ∼ 12wt%로 조절하는 것을 특징으로 하는 자동차 심가공용 합금화 용융아연도금 강판의 연속 제조방법.
- 제1항에 있어서, 합금화 처리후 스킨 패스밀로 표면에 평활성을 부여하는 것을 특징으로 하는 자동차 심가공용 합금화 용융아연도금 강판의 연속 제조방법.
- 제1항에 있어서, 용융아연 도금욕중에는 알루미늄이 0.15wt% 이하 함유함을 특징으로 하는 자동차 심가공용 합금화 용융아연도금 강판의 연속 제조방법.
- 제1항에 있어서, 균열대에서 10용량%의 수소와 90용량%의 질소로 이루어진 환원성 분위기에서 상소둔함을 특징으로 하는 자동차 심가공용 합금화 용융아연도금 강판의 연속 제조방법.
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| KR1019950017034A KR0162719B1 (ko) | 1995-06-23 | 1995-06-23 | 자동차 심가공용 합금화 용융아연도금 강판의 연속적 제조방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR970001586A KR970001586A (ko) | 1997-01-24 |
| KR0162719B1 true KR0162719B1 (ko) | 1999-01-15 |
Family
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Family Applications (1)
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Country Status (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN113106368A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-07-13 | 鞍钢冷轧钢板（莆田）有限公司 | 一种热镀锌板生产方法 |
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1995
- 1995-06-23 KR KR1019950017034A patent/KR0162719B1/ko not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| KR970001586A (ko) | 1997-01-24 |
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