KR100244632B1 - 도금 밀착성이 우수한 용융아연 도금강판 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 건자재용, 가전용 및 자동차용 강판으로 사용되는 용융아연 도금강판의 제조방법에 관한 것으로, Cr및 Si를 단독 또는 복합으로 0.2중량% 이상으로 함유하는 고강도강 및 고가공성강을 도금소재로하여 용융아연도금시 강판 인입온도와 도금욕의 Al농도 및 온도를 적절히 제어하므로서 미도금 발생이 없고 도금밀착성이 우수한 용융아연 도금강판을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기위한 본 발명은 Si및 Cr을 단독 또는 복합으로 0.2중량%이상으로 함유하는 고강도강 및 고가공성강을 도금소재로하여 용융아연도금강판을 제조하는 방법에 있어서, 상기 도금소재 강판을 열처리한후, 열처리된 소재강판을 480-500℃의 온도범위로 유지한 상태에서 Al농도가 0.25-0.5중량% 범위이고 그 온도가 480-500℃의 범위인 도금욕에 침적하여 용융아연 도금하는 것을 포함하여 이루어지는 도금밀착성이 우수한 용융아연 도금강판의 제조방법에 관한 것을 그 요지로 한다.
Description
제1도는 도금욕 온도 및 강판 인입온도 변화에 따른 미도금분율의 변화를 나타낸 그래프.
제2도는 도금욕의 A1농도 변화에 따른 도금밀착성 변화를 나타낸 그래프.
본 발명은 건자재용, 가전용 및 자동차용 강판으로 사용되는 용융 아연도금 강판의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 미도금 발생이 없고 도금밀착성이 우수한 용융아연 도금강판의 제조방법에 관한 것이다.
용융아연도금 강판은 경제적으로 생산할 수 있는 내식성이 우수한 표면처리 강판이기 때문에 건자재용으로는 물론 가전용 및 자동차용 강판으로 그 수요가 증가하고 있다.
이와같은 요구에 대응하기 위하여 Si및 Cr함유량이 단독 또는 복합으로 0.2중량% 이상인 고강도강 및 고가공성강을 용융아연 도금용 소재로 사용하는 경향이 증가하고 있다. 용융아연도금용 소재강판이 Si를 함유하는 강판일 경우에는 Si가 연성을 감소시키지 않고 강도를 향상시키기 때문에 자동차용 고강도재로 사용되며, Cr을 함유하는 강판일 경우에는 Cr이 크롬탄화물(Cr-Carbide)의 석출에 의한 페라이트의 고용탄소 저하 및 페라이트 기지의 연화작용에 의해 가공성을 향상시키기 때문에 가공성이 요구되는 가전용 용융아연 도금강판으로 사용된다.
그러나 상기와같은 Si및 Cr을 함유하는 강을 용융아연 도금소재로 사용하여 통상의 연속용융아연 도금강판 제조공정과 동일한 조건하에서 용융아연 도금을 실시하게되면 산화성이 강한 Si및 Cr등의 합금원소들이 도금전 열처리(소둔)과정 및 열간압연 과정에서 강판표면으로 확산되어 강판표면에서 이들 원소의 농도가 벌크(bulk)보다 10-100배정도로 높게된다.
상기와같이 강판표면에서 Si및 Cr들의 농도가 높아지게되면 이들 합금원소들이 가열로의 분위기 성분들과 반응하여 안정한 산화물피막(SiO2또는 CrO2)을 강판표면에 형성시켜서 도금공정에서 용융아연과의 젖음성(Wettability force)을 급격히 저하시키게되어 미도금 현상이 다발하게 되거나, 또한 도금이 되더라도 도금 밀착성이 열화되어 가공시 도금박리가 발생하게된다.
이와같은 문제점을 해결하기 위하여 종래 많은 제안들이 행해졌으며, 그중 일본 공개특허공보(소)55-122865호에 의한 방법, 및 환원소둔로에서의 환원능력을 증가시키는 방법, 그리고 일본특허 공개공보(소)60-56418호, (소)55-131165호 및 (평)5-156416호에 의한 방법이 대표적이다.
일본 공개특허공보(소)55-122865호는 수소분위기중에서 소둔을 행하기 전에 무산화로에서 막두께 400-10,000Å의 산화피막을 형성시킨 후 수소를 함유하는 분위기 중에서 소둔하는 방법이나, 라이스피드(line speed), 분위기, 강성분등의 조건에 따라서 산화피막의 두께가 변하기때문에 환원정도의 차이로 국부적인 미도금 또는 도금 박리가 발생하는 문제점이 있다.
환원 소둔로에서의 환원능력을 증가시키는 방법은 환원소둔로의 수소 함유 환원가스의 유량을 증가시키거나 또는 노내압의 상승에 의한 산소가스의 혼입방지및 가열시간을 길게하여 환원능력을 증가시키는 방법이나, 고 Cr및 Si함유강에서는 큰 효과가 없으며 생산라인의 감속을 전제로 하기 때문에 생산성을 저하시키므로 경제적으로 바람직하지 않다.
일본특허 공개공보(소)60-56418호, (소)55-131165호 및(평)5-15416호는 용융도금전강판에 미리 Fe, Ni 또는 Fe-Mn등의 전해도금을 실시하므로서 고온소둔에 의해서 소지 철계면에 합금원소가 농화되어도 전해도금된 도금층 하부에 농화되므로 소둔과정 또는 가열과정의 분위기 가스의 수분과의 반응을 차단하기 때문에 합금원소의 산화가 방지되도록 하는 방법이나, 이 방법은 미도금을 방지하기 위한 도금 부착량을 확보하기 위해서는 큰 설비가 필요하고 조업비용도 증가하는 단점이 있다. 특히, 이와같이 미리 도금(pre-coating)하는 원소는 경도가 크고 연성이 부족한 원소로 도금 부착량이 큰 경우 가공시 도금박리가 발생하는 문제가 있으므로 바람직하지 않다.
이에, 본 발명자는 상기한 종래방법, 즉 Si 및 Cr과같은 합금원소가 함유된 강판을 도금 소재로 하여 용융아연 도금강판 제조시의 문제점을 해결하여 미도금 발생이 없고 도금밀착성이 우수한 용융아연도금강판을 경제적으로 제공하기 위하여 연구와 실험을 행하고, 그 결과에 근거하여 본 발명을 제안하게된 것으로, 본 발명은 Cr및 Si를 단독 또는 복합으로 0.2중량% 이상으로 함유하는 고강도 강 및 고가공성강을 도금소재로 하여 용융아연 도금시 강판 인입온도와 도금욕의 Al농도 및 온도를 적절히 제어하므로서 미도금 발생이 없고 도금밀착성이 우수한 용융아연 도금강판을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.
이하, 본 발명에 대하여 설명한다.
본 발명은 Si 및 Cr을 단독 또는 복합으로 0.2중량%이상으로 함유하는 고강도강 및 고가공성강을 도금소재로하여 용융아연도금강판을 제조하는 방법에 있어서, 상기 도금소재 강판을 열처리한 후, 열처리된 소재 강판을 480-500℃의 온도범위로 유지한 상태에서 Al농도가 0.25-0.5중량% 범위이고 그 온도가 480-500℃의 범위인 도금액에 침적하여 용융아연 도금하는 것을 포함하여 이루어지는 도금밀착성이 우수한 용융아연 도금강판의 제조방법에 관한 것이다.
이하, 본 발명에 대하여 보다 상세히 설명한다.
상기한 본 발명의 목적은 열처리된 강판의 도금욕중 인입온도, 도금욕의 Al농도 및 온도를 적절히 제어함에 의해 그 해결이 가능하다.
본 발명이 대상으로 하는 강판은 Si이나 Cr를 각각 0.2wt%이상 함유하거나 또는 이상과 같은 합금원소의 총함유량이 0.2wt%이상인 고가공성 및 고장력강판이다. 이들 합금원소들은 산화되기 쉬워서 이들이 표면에 농화되는 경우 젖음성을 저해하기 쉬운 성질을 가지고 있기때문에, 이 합금원소의 총 함유량이 0.2wt%이상인 강판의 경우에는 종래의 용융아연 도금강판 제조방법으로는 미도금이 발생하거나 도금이 되더라도 가공시 도금박리가 일어나는 문제가 발생하게된다.
이와같은 문제를 해결하기 위해서는 상기한 Cr및 Si와같은 산화되기 쉬운 합금성분을 함유하는 고가공성및 고장력강 강판는 도금욕의 Al농도와 도금욕온도 및 강판 침적온도등의 도금조건이 통상의 용융아연 도금강판의 도금조건 보다 높은 조건, 즉 열처리된 강판의 침적온도가 480-500℃범위인 도금욕을 통과시켜 용융도금하는 것이 바람직한데, 그 이유는 다음과같다.
도금욕의 Al농도가 0.25wt%일때 도금욕의 온도 및 강판침적온도와 미도금분율의 관계를 나타낸 제 1 도에서 알수 있는 바와같이 도금욕 온도 및 강판침적온도가 480℃이하에서는 이들 온도가 증가함에따라 Si, Cr첨가량 및 Si-Cr복합첨가강에 관계없이 미도금 분율이 감소하나 완전히 미도금이 없는 상태로는 불가능함을 알수 있다. 그러나 이들의 온도가 480℃이상에서는 미도금이 전혀 없는 용융아연도금강판을 제조할 수 있음을 알 수 있다. 그리고 이들 온도가 500℃이상에서는 도금욕의 드로스(dross)발생을 증가시키고 도금 후 냉각속도를 크게하여야 하는 문제가 발생하므로 적정 도금욕 온도 및 강판 침적온도는 각각 480-500℃가 바람직함을 알수 있다.
또한 도금욕 온도 및 도금강판의 온도가 각각 480℃일때 용융 아연 도금욕의 Al첨가량증가에 따른 0.3wt% Si첨가강의 도금밀착성을 평가한 결과인 제 2 도에서 알수 있는 바와같이, 도금욕의 Al농도가 증가함에 따라 비례적으로 도금밀착성이 개선된다.
이와같이 도금욕의 온도, 강판 침적온도가 통상의 용융아연도금 조건 보다 높은 조건에서 도금욕의 Al농도가 증가할수록 도금성 및 도금밀착성이 개선되는 것은 다음과 같은 작용에 의한 것으로 판단된다. 일반적으로 Al은 활성원소로 소둔로에서 환원된 강판이 도금욕에 침적될때 아연이나 다른 불순물 원소들 보다 우선적으로 반응하여 소지철과 도금층 계면에 Zn-Fe-Al-X계 및 Fe-Al-X계(여기서 X는 Si, Cr등의 합금원소)의 합금층 형성을 조장하게되고 동시에 소둔열처리시 형성된 Si이나 Cr등 합금원소의 산화층을 환원시키는 효과에 의해서 도금성 및 도금밀착성이 개선되는 것으로 판단된다. 특히 도금욕 온도 및 강판인입(침적) 온도를 증가시킴으로서 Al이 Si이나 Cr등의 합금원소의 산화물 피막의 환원작용을 더욱 개선시키게된다.
그러나, Al농도가 0.5% 이상이고 강판인입온도 및 도금욕의 온도가 500℃이상으로 고온인 경우 Al의 환원작용에의한 용융아연도금성은 개선되나 상부드로스의 발생이 크게 증가하게되므로 도금욕의 Al농도를 0.25-0.5wt%으로 한정하는 것이 바람직하다.
또한 도금욕의 상부드로스 발생을 방지하기 위하여 질소 와이핑(wiping)를 실시하거나 가스와이핑 설비를 밀폐하는 경우 그 효과는 더욱 크다.
이상에서 알수 있는 바와같이, Si이나 Cr등과 같이 산화되기 쉬운 합금원소가 함유된 강판을 도금소재로 사용하는 고가공용강 및 고장력강의 경우, 본 발명의 방법인 강판침적온도, 도금욕 온도 및 도금욕 Al농도의 도금조건을 적절히 조정함으로써 미도금 발생이 없고 도금밀착성이 우수한 용융아연 도금강판을 경제적으로 생산할 수 있다.
이상은 도금소재를 냉연강판을 사용하는 경우를 설명하였으나 본 발명에서는 이 소재에만 한정되지 않고, 열연강판을 사용하는 경우에도 강판침적온도, 도금욕 온도 및 도금욕 Al농도의 도금조건을 적절히 조정하는 것으로 적용 가능하다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.
[실시예]
하기표 1과같이 조성되는 일반저탄소강, Si첨가강, Cr첨가강 및 Si-Cr복합 첨가강의 냉간압연강판을 200×100mm으로 절판하여 시험재로하고, 이와같은 시험재를 통상의 소둔조건으로 소둔처리한 후, 하기 표 2와 같은 도금욕 온도, 강판침적온도 및 도금욕 Al농도에서 용융아연 모사도금장치를 이용하여 도금을 행하였으며, 이때 도금부착량은 가스와이핑 장치로 양면기준으로 300g/㎠이 되도록 조정하였다.
상기와같이 용융아연 도금된 시료들의 도금품질, 즉 미도금 발생분율 및 도금밀착성을 평가하여, 그 결과를 하기표 2에 나타내었다.
도금후 각 조건 변화에 따른 미도금 발생분율은 미도금부의 면적을 상분석기로 측정하여 나타내었으며 미도금부가 조금이라도 관찰되는 경우에는 불합격으로 판정하였다. 또한 도금층의 밀착성 평가는 OT굽힘시험후 가공부(굽힘부분)의 도금박리의 여부 및 균열발생정도를 다음과같은 기준으로 하여 평가하여 3등급 이하일 경우 합격으로 판정하였다.
1등급: 도금박리나 균열이 육안으로 관찰되지 않은 경우
2등급: 미세한 균열이 있으나 도금박리가 없는 경우
3등급: 약간의 균열이 있으나 도금박리가 없는 경우
4등급: 도금박리와 균열이 혼합되어 나타나는 경우
5등급: 도금박리가 완전히 일어나는 경우
상기표 2에서 알수 있는 바와같이, 본 발명에서 제시한 강판침적온도, 도금욕 온도 및 도금욕의 Al농도의 도금조건에서 도금한 경우인 발명예(3,4,6)은 미도금 발생이 없으며 동시에 도금밀착성 확보가 가능함을 알수 있다.
반면에 강판의 침적온도, 도금욕온도 및 도금욕의 Al농도등의 도금조건이 본 발명의 범위를 벗어나는 경우인 비교예(2,5,7)은 용융아연도금성이 열화됨을 알수 있다.
상술한 바와같이, 본 발명은 종래에 열악한 도금성을 나타낸 산화되기 쉬운 Si및 Cr등의 합금원소를 0.2wt%이상 함유하는 모재를 도금소재로 사용하여 용융아연 도금시 강판인입온도. 도금욕 온도 및 Al농도를 제어하므로서, 미도금이 없고, 도금밀착성이 우수한 용융아연 도금강판을 제조하는 것이 가능하다. 또한 본 발명의 방법은 전처리등의 추가적인 공정이 필요하지 않으므로 생산성을 저하시키지 않으면서 품질이 우수한 용융아연 도금강판을 생산할 수 있기때문에 경제적인 방법이다.
Claims (1)
- Si및 Cr을 단독 또는 복합으로 0.2중량% 이상으로 함유하는 고강도강 및 고가공성강을 도금소재로하여 용융아연도금강판을 제조하는 방법에 있어서, 상기 도금소재 강판을 열처리한후, 열처리된 소재강판을 480-500℃의 온도범위로 유지한 상태에서 Al농도가 0.25-0.5중량% 범위이고, 그 온도가 480-500℃의 범위인 도금욕에 침적하여 용융아연 도금하는 것을 포함하여 이루어지는 도금밀착성이 우수한 용융아연 도금강판의 제조방법.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1019950048479A KR100244632B1 (ko) | 1995-12-11 | 1995-12-11 | 도금 밀착성이 우수한 용융아연 도금강판 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
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| KR1019950048479A KR100244632B1 (ko) | 1995-12-11 | 1995-12-11 | 도금 밀착성이 우수한 용융아연 도금강판 제조방법 |
Publications (2)
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|---|---|
| KR970043248A KR970043248A (ko) | 1997-07-26 |
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Family
ID=19439131
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Country Status (1)
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Families Citing this family (1)
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|---|---|---|---|---|
| KR100370581B1 (ko) * | 1998-12-30 | 2003-03-17 | 주식회사 포스코 | 도금밀착성이 우수한 고강도 열연용융아연 도금강판의 제조방법 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0726360A (ja) * | 1993-07-09 | 1995-01-27 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 低表面粗度合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法 |
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1995
- 1995-12-11 KR KR1019950048479A patent/KR100244632B1/ko not_active IP Right Cessation
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| KR970043248A (ko) | 1997-07-26 |
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