KR100192842B1

KR100192842B1 - 연속도금 공정용 통전롤의 제조방법

Info

Publication number: KR100192842B1
Application number: KR1019960035075A
Authority: KR
Inventors: 이남기; 석인국
Original assignee: 손봉락; 동양석판주식회사
Priority date: 1996-08-23
Filing date: 1996-08-23
Publication date: 1999-06-15
Also published as: KR19980015660A

Abstract

본 발명은, 스테인레스강으로 된 통전롤을 황산 5-50% 용액중 전류밀도 5-50A/dm²로 5-30분간 양극 전해 산세를 하여 스테인레스강으로 된 롤의 표면 조도를 Ra 0.7-1.5μm로 조정한 후, 크롬 도금을 하여 금속 크롬층을 50-200μm 형성시켜 롤 표면 조도를 Ra 0.5-1.2μm, R_max3.5-9.0, PPI(±0.5μm) 200-300인 것을 특징으로 하는 연속 도금 공정용 통전롤의 제조방법에 대한 것이다.

본 발명의 제조 방법에 의해 제조된 연속 도금 공정용 통전롤은 크롬 도금 후 물리적 가공을 한 통전롤에 비해 같은 Ra 범위에서 R_max및 PPI 수치가 낮아 롤의 마모 및 용해가 적고 불순물의 흡착이 줄어들어 롤 위에 도금이 되므로써 발생되는 도금 강판 상의 눌림 및 긁힘 등의 불량 발생을 줄일 수 있다. 또한, 통전롤의 수명이 길어지고, 크롬 도금 후 재가공 공정을 줄임으로써 제조 경비가 절감되는 효과가 얻어진다.

Description

연속 도금 공정용 통전롤의 제조 방법

본 발명은 내식성 및 기계적 강도가 요구되는 연속 도금 공정에서의 통전용롤 및 그 제조 방법에 대한 것이다.

연속 도금 공정에서 통전 롤은 도금액과 접촉되어 고속으로 회전하면서 강판상에 전류를 공급해야하기 때문에 내식성 및 기계적 강도가 요구되며, 또한, 도금액의 종류 및 점도에 따라 통전 롤 및 강판 사이의 미끄럼 현상을 방지하기 위해 롤 표면의 적당한 거칠기가 요구된다.

종래에는 이러한 통전롤의 특성을 얻기 위해 철 또는 스테인레스강 위에 크롬 도금을 한 후에 적당한 표면 조도를 얻기 위하여 샌드 블라스트 처리 또는 표면 연삭 처리를 하여 사용해 왔다. 그러나, 크롬 도금 후에 상기와 같은 표면가공을 할 경우 표면에 형성된 크롬편(찌꺼기)이 도금액중에 용해되어 도금액의 노회 현상을 초래하며 표면 가공으로 인해 크롬 도금층의 물리적 특성이 약화되어 롤의 수명이 짧아진다. 또한, 표면 가공후의 롤 표면이 Ra(중심성 평균 조도) 수치에 비해 R_max(중심선에서의 최대 높이) 및 PPI(일정 높이를 초과하는 산의 개수)가 높게 나오므로, 즉 표면의 미세한 산 및 골이 날카로우므로 강판과의 마찰에서 쉽게 마모되고 한편으로는 깊게 패인 부분에 불순물의 흡착이 쉽고 잘 떨어지지 않아 불순물 위에 도금이 되어 도금 강판상의 눌림 현상 및 긁힘 현상이 발생하기 쉽다. 뿐만아니라, 크롬 도금층이 물리적 가공에 의해 활성화되어 도금액 중의 크롬의 용해가 촉진되는 문제가 존재하였다.

본 발명은 종래 기술의 이러한 문제점을 극복하기 위해 이루어진 것으로, 크롬 도금후 어떠한 재가공도 하지 않으므로 크롬 도금층을 보호하며 수명이 긴 연속도금용의 통전 롤의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에서는 크롬 도금을 하기 전에 스테인레스 강의 롤을 묽은 황산 용액에서 양극 전해 산세를 하여 일정한 표면 조도를 얻은 후에 크롬 도금을 함으로써, 크롬 도금 후 재가공 없이 연속 도금 공정의 통전롤로써 바로 사용할 수 있는 연속 도금용 통전롤을 얻을 수 있다.

제1도는 전류 밀도 30A/dm²이고 황산 농도 20%에서의 전해 산세 시간에 따른 본 발명에 제조된 통전롤의 표면 조도를 도시한 그래프도.

제2도는 황산 농도 20%이고 30분간 전해 산세시 전류 밀도에 따른 본 발명에 따라 제조된 통전롤의 표면 조도를 나타내는 그래프도.

제3도는 전류 밀도 30A/dm²이고 전해 시간 30분인 때, 전해 산세액 농도에 따른 본 발명에 따른 제조된 통전롤의 표면 조도를 나타내는 그래프도.

제4도는 크롬 도금량에 따른 본 발명에 따라 제조된 통전롤의 표면 조도를 표시하는 그래프도이다.

이하에서는 본 발명에 따른 연속 도금 공정용 크롬 도금된 통전롤의 제조 방법을 상세하게 설명한다.

스테인레스강으로 된 롤을 황산 5-50% 용액중에서 전류 밀도 5-50A/dm²로 5-30분간 양극 전해 산세를 하여 표면 조도를 Ra 0.5-1.5㎛로 조정한 후, 크롬 도금하여 도금 두께 50-200㎛의 금속 크롬층을 형성시킴으로써 도금후 별도의 표면 가공을 하지 않고서도 롤 표면 조도가 연속 도금 공정에서 통전롤로 사용하기에 적합한 Ra 0.5-1.2㎛의 롤을 얻을 수 있다.

또한, 위 전해 산세 공정에서 황산 농도, 전류 밀도, 전해 시간 등의 조건을 변화시킴으로써 스테인레스를 표면의 조도를 임의로 조절하는 것이 가능하다. 전해산세액 중 황산 농도, 전류 밀도, 전해 시간이 증가함에 따라 조도는 증가하는 경향을 나타낸다.

제1도는 전류 밀도 30A/dm²이고 황산 농도 20%에서의 전해 산세 시간에 따른 본 발명에 따라 제조된 통전롤의 표면 조도를 도시한 그래프도이고, 제2도는 황산 농도 20%이고 30분간 전해 산세시 전류 밀도에 따른 본 발명에 따라 제조된 통전롤의 표면 조도를 나타내는 그래프도이며, 제3도는 전류 밀도 30A/dm²이고 전해 시간 30분인때, 전해 산세액 농도에 따른 본 발명에 따라 제조된 통전롤의 표면 조도를 나타내는 그래프도이며, 제4도는 크롬 도금량에 따른 본 발명에 따라 제조된 통전롤의 표면 조도를 도시하는 그래프도이다.

제1도에 도시된 바와같이, 일정한 전류 밀도에서 전해 산세 후 5-30분 사이에서는 조도가 급격한 증가를 나타내지만, 30분이 경과한 후에는 증가폭이 상당히 둔화된다(실시하여 얻어진 표면 조도를 A,B로 표시).

또한, 제4도에 도시된 바와같이, 전해 산세 후 크롬 도금을 실시할 경우 도금 두께가 증가함에 따라 표면 조도가 낮아지는 경향을 나타낸다.

황산의 농도가 5% 이하일 경우 전해 산세 효과가 떨어져 전해 산세 시간이 너무 길어지며 황산 조도가 50% 이상일 경우 작업성이 나빠진다.

전류 밀도가 5A/dm²이하일 경우 전해 산세 효과가 떨어져 전해 산세 시간이 길어지며, 50A/dm²이상에서는 심한 발열과 가스 발생으로 작업성이 저하되고 고용량의 정류기가 필요하다.

전해 산세 시간이 5분 이하일 경우 크롬 도금 후 연속 도금 공정용 통전롤에 필요한 표면 조도를 얻기가 힘들고 30분 이상에서는 표면 조도 증가가 완만해지므로 산세 효과가 떨어지며 스테인레스의 용해가 너무 많아진다.

이하에서는 본 발명의 실시예를 설명한다.

[실시예 1]

스테인레스강으로된 롤을 수산화 나트륨 100g/l 용액에서 전해 탈지하고 수세하였다. 상온의 황산 20% 용액 중에서 전류 밀도 30A/dm²로 20분간 양극 전해 산세하여 표면 조도를 Ra 1.2㎛로 한 후 무수크롬산 300g/l, 황산 3g/l, 광택제 20g/l로 구성된 크롬 도금액에서 액온 55℃ 전류 밀도 55A/dm²의 조건으로 도금하여 금속 크롬층을 150㎛ 형성하였다. 크롬도금 후의 표면 조도는 Ra 1.02㎛이었다.

[실시예 2]

실시예 1과 같이, 스테인레스강으로된 롤을 탈지 및 수세한 후, 상온의 황산 10% 용액 중에서 전류 밀도 40A/dm²로 20분간 전해 산세하여 스테인레스 롤 표면의 조도를 Ra 1.04㎛로 한 후에 크롬 도금을 100㎛ 실시하고 도금 후 표면 조도를 Ra 0.91㎛로 하였다.

[실시예 3]

실시예 1과같이, 스테인레스 롤을 전해 탈지 및 수세하고 상온의 30% 황산 용액 중에서 전류 밀도 30A/dm²로 30분간 양극 전해 산세하여 Ra 1.50㎛으로 한 후, 크롬 도금을 200㎛ 실시하여 조도를 Ra 1.31㎛로 하였다.

[비교예 1]

스테인레스 롤을 수산화나트륨 100g/l 용액에서 전해 탈지 후 수세하여 10% 황산 용액에 60초 침적 산세한 후 크롬 도금 150㎛을 실시한 후 샌드 블라스트 가공을 하여 표면 조도를 Ra 1.20㎛으로 조정하였다.

[비교예 2]

스테인레스 롤을 비교예 1과 같이 탈지후 크롬 도금액 중에서 역 전해하여 산세후 실시예 1과 같이 크롬 도금을 형성한 후, 샌드 블라스트 가공하여 표면 조도를 Ra 1.05㎛으로 조정하였다.

[비교예 3]

스테인레스 롤을 비교예 1과 같이 전해 탈지 및 산세 처리 후 공지의 방법으로 청화동 스트라이크 도금을 10g/m2형성한 후 실시예 1과 같이 크롬 도금을 150㎛ 실시한 후, 샌드 블라스트 가공을 통하여 표면 조도를 Ra 0.81㎛로 조정하였다.

크롬 도금 후의 내약품성 및 표면의 특성에 대한 평가를 Sn++ 25g/l, F- 32g/l, NaCl 65g/l, 황혈염 0.5g/l, PEG 2.5g/l의 조성으로 이루어지는 연속 주석 도금 공정에 통전롤로 사용하여 회전 속도 300RPM, 전류 밀도 30A/dm²로 통전하면서 주석 도금액 및 강판과 접촉시켜, 표면 부식 상태 및 수명을 비교하였다.

비교 평가후의 결과를 아래의 표 1에 나타내었다.

상기 표 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 크롬 도금 후 표면 가공을 한 경우, 표면 크롬 도금층의 열화로 인해 롤의 수명이 짧아지고 제품 불량 및 도금액 오염이 발생하였다.

이렇게 하여 얻어진 연속 도금 공정용 통전롤은 크롬 도금 후 물리적 가공을 한 통전롤에 비해 같은 Ra 범위에서 R_max및 PPI 수치가 낮아 롤의 마모 및 용해가 적고 불순물의 흡착이 줄어들어 롤 위에 도금이 되므로써 발생되는 도금 강판 상의 눌림 및 긁힘 등의 불량 발생을 줄일 수 있다. 또한, 통전롤의 수명이 길어지고, 크롬 도금 후 재가공 공정을 줄임으로써 제조 경비가 절감되는 효과가 얻어진다.

Claims

스테인레스강으로 된 통전롤을 황산 5-50% 용액중 전류밀도 5-50A/dm²로 5-30분간 양극 전해 산세를 하여 스테인레스강으로 된 롤의 표면 조도를 Ra 0.7-1.5μm로 조정한 후, 크롬 도금을 하여 금속 크롬층을 50-200μm 형성시켜 롤 표면 조도가 Ra 0.5-1.2μm, R_max3.5-9.0, PPI(±0.5μm) 200-300이 되게 한 것을 특징으로 하는 연속 도금 공정용 통전롤의 제조방법.