KR100296687B1 - 내식성 및 내흑변성이 우수한용융아연도금강판용크로메이트용액 - Google Patents

내식성 및 내흑변성이 우수한용융아연도금강판용크로메이트용액 Download PDF

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Abstract

본 발명은 아연도금강판용 크로메이트 처리용액에 관한 것으로서 내흑변성 및 내식성이 우수하고 아연도금강판의 표면 외관을 손상시키지 않는 아연도금강판을 크로메이트 처리용액을 제공하고자 하는데 그 목적이 있다. 본 발명은 크롬 6가로 환산하여 크롬농도가 3∼10g/1인 무수크롬산 용액에 0.5∼1g/1의 인산 및 20∼40g/1의 몰리브데이트를 첨가하여 조성됨을 특징으로 하는 내흑변성 및 내식성이 우수한 아연도금강판용 크로메이트 처리용액을 그 요지로 한다.

Description

내식성 및 내흑면성이 우수한 용융아연도금강판용 크로메이트 용액
본 발명은 아연도금강판용 크로메이트 처리용액에 관한 것으로서 보다 상세하게는 내흑변성이 우수하면서 아연도금강판의 표면 외관을 손상시키지 않는 아연도금강판용 크로메이트 처리용액 및 이를 사용한 아연도금강판의 처리 방법에 관한 것 이다.
아연도금강판은 강판 표면에 아연을 피복시킨 강판으로서 아연 자체의 우수한 내식성과 현에 대한 희생방식 효과로 내식성이 우수하여 자동차, 가전재 및 건자재용으로 광범위하게 사용되고 있다. 그러나 시간이 지나면 아연도금 강판표면에 백청(White Rust)이라는 아연의 부식 생성물이 형성되어 강판 표면을 하얗게 변색시킴으로써 표면 외관을 해치게 된다.
이를 방지하기 위해서 아연도금 강판의 제조 공정중에 후처리로서 크로메이트 처리를 하게 된다. 크로메이트 처리란 크롬 6가를 크롬 3가로 환원시킴으로서 강판 표면에 크롬 산화막을 형성시키는 것으로 금속 표면에서 대기 노출시 부동태화되어 자기수복효과가 있는 크롬 3가 화합물과 소재 도금층과 대기와의 접촉을 차단함으로서 장벽 효과를 일으키는 6가의 화합물을 형성하게 하는 것을 말한다. 이때
이 6가의 화합물은 Cr(OH)3Cr(OH)CrO4인 것으로 알려져 있다.
크로메이트 용액의 사용 방법으로는 크롬 이온을 주성분으로 하고 황산 이온등을 첨가하여 강판 표면에 크로메이트 피막을 형성시키고, 표면에 잔존한 용액을 수세에 의해 제거한 후 건조시키는 반응형의 방법이 공지되어 있다. 이 방법은 황산 이온의 농도에 따른 피막 부착량의 증대 효과가 민감하게 변화하기 때문에 용액중
황산 이온의 미량 농도 변화에도 피막 부착량의 변화가 크게 되어 제품 품질의 균일성이 문제가 되며 아연도금강판 특유의 광택이 손실될 위험이 있다. 이를 방지하기 위해서 불소 화합물을 사용하는 경우가 있다. 이 경우는 용액중 불소 이온(F-)성분이 균일한 피막을 형성시키고 표면 활성화 및 피막의 안정화를 도모하고 도금표면에 용액을 골고루 분포시켜 피막을 치밀하게 하는 역할을 한다. 그러나 크로메이트 용액내에 F-이온을 첨가시키는 방법으로 불산(HF)에 용해시키는 경우는 불산의 맹독성으로 인해 약물의 취급에 세심한 주의를 요하는 문제점이 있다. 또한 크롬6가를 주성분으로 하는 크로메이트 용액에 첨가시킬 경우 용해도에 한계가 있고 내식성의 향상에 크게 효과적이지 못하므로 일본 특개(소) 57-58554 및 일본 특개(소) 58-53070에서는 알루미늄 불소 화합물의 사용에 의한 내식성 향상 기술이 공지되어 있다. 또한 국내에 시판되고 있는 크로메이트 분말 중에는 지르코늄불소화합물이 사용되기도 한다.
그러나 불소 화합물만으로는 내식성과 표면외관 향상에 제약이 있으므로 크로메이트 용액중에 티타늄(Ti), 비소(As), 바나듐(V) 등의 화합물을 첨가함으로서 치밀한 피막을 형성시키는 방법 등이 제안되어 있으나 이들 중금속은 용액중에서 산화물로 존재하여 침전이 일어나므로 용액 관리에 어려움이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 크롬산에 환원제를 첨가하여 크롬 6가를 크롬 3가로 환원시키고 인산 및 불산 화합물을 첨가한 크로메이트 처리 용액을 강판에 도포한 후 건조하여 강판의 내식성을 향상시키는 방법이 일본 특개(소) 57-35685 및 일본 특개(소) 57-29681에 공지되어 있다.
그러나 이러한 방법은 용액중의 인산 및 크롬 3가 성분이 크로메이트 처리후 아연도금강판의 광택을 손상시키는 흑변(Black Stain)을 유발하기 쉬운 문제점이 있다.
본 발명에서는 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 크로메이트 용액에 몰리브데이트를 첨가하여 내흑변성 및 내식성이 우수한 아연도금강판용 크로메이트 처리용액을 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.
이하, 본 발명에 대하여 설명한다.
본 발명은 크롬 6가로 환산하여 크롬 농도가 3∼10g/1인 무수크롬산 용액에 0.5∼1.0g/1의 인산 및 20∼40g/1의 몰리브데이트를 첨가한 조성으로 이루어진 내흑변성 및 내식성이 우수한 아연 도금강판용 크로메이트 처리용액에 관한 것이다.
본 발명에서 사용할 수 있는 몰리브데이트는 몰리브산의 금속염 형태(MMoO4; 여기에서 M은 금속 원소를 나타냄)로서 아연 몰리브데이트, 나트륨 몰리브데이트, 칼륨 몰리브데이트와 같은 몰리브데이트산의 각종 금속염 중에서 입수의 용이성 및 경제성 등을 고려하여 선택하여 사용할 수 있다.
이하, 상기한 본 발명의 크로메이트 처리 용액에 있어서 성분 범위의 한정 이유에 대하여 설명한다.
용액중에 크롬 6가의 농도가 3g/1 이하인 경우에는 크로메이트 피막의 두께가 너무 얇아서 내식성 측면에서 열화되며, 1Og/1 이상인 경우에는 내식성은 증가되나 표면에 황색 착색이 일어날 수 있고 흑변이 발생할 수 있으므로 용액중의 크롬6가의 농도가 3∼10g/1를 제한하는 것이 바람직하다.
상기 인산은 크롬 이온과 복합 피막을 구성하고 표면의 활성화를 촉진하여 도장성을 향상시키는 성분으로서 인산의 첨가량이 0.5g/1 이하인 경우에는 표면이 황색으로 착색되고, 1.0g/1 이상인 경우에는 흑변이 발생되어 표면이 불량하게 되고 도금층 사이에 밀착성이 저하되므로 0.5∼1.0g기로 제한하는 것이 바람직하다.
상기 몰리브데이트는 피막을 치밀화하여 내식성 및 내흑변성을 향상시키는 성분으로 20g/1 이하인 경우에는 그 첨가 효과가 없고, 40 g/1 이상인 경우에는 용액 중에 침전이 생길 수 있으므로 용액중에 첨가되는 몰리브데이트 용액의 양은 20∼40g/1로 제한하는 것이 바람직하다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 상세히 설명한다.
[실시예]
용융아연 도금강판으로부터 채취된 시편을 하기 표 1과 같이 조성되는 70℃의 크로메이트 처리용액 중에 10초 동안 침지시킨 후 꺼내어 고무 로울러로 압착하여 도포량을 20∼3O mg/m2으로 조정한 후 시편을 1O0℃의 열풍으로 건조하여 크로메이트 처리를 행하였다.
본 실시예에서 몰리브데이트로는 Na2MoO4·2H2O 를 사용하였다.
상기와 같이 크로메이트 처리된 시편에 대하여 내식성, 내흑변성 및 표면외관 상태를 평가하고 그 평가 결과를 하기 표 1에 나타냈다.
하기 표 1 에서의 내식성 내흑변성 및 표면외관 상태에 대한 시험방법 및 평가방법은 다음과 같다.
1) 내식성
크로메이트 처리한 시편의 내식성은 JIS Z-2371에 준하여 열수분무시험을 실시하였고 12시간마다 시편을 관찰하여 백청 발생개시 시간을 조사하였다.
2)내흑변성
내흑변성은 상대습도 90%이상, 온도 50℃의 고온 다습한 분위기에서 140시간 동안 시편을 보관한 후, 육안관찰을 통해 흑변발생을 평가하였으며 그 기준은 다음과 같다.
○: 흑변발생 없음
△ : 흑변발생
×: 흑변발생 심함
3) 표면외관
크로메이트 처리된 시편의 외관을 육안 관찰하여 평가했으며 평가기준은 다음과 같다.
○: 양호(착색 없음)
△ : 광택상실, 약간 착색
×: 착색 심함
하기 표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 크로메이트 처리 용액 조성(A∼H)에서는 내식성이 우수하고 또한 내흑변성 및 표면외관도 우수하게 나타남을 알 수 있다.
반면에 인산 첨가량에 있어서 본 발명의 범위보다 적은 경우(비교예 1,3,5)에는 표면외관이 양호하지 않고(표면 착색이 관찰됨) 더 많은 경우(비교예 2,4,6,7,8)에는 내흑변성이 좋지 않음을 알 수 있다.
몰리브데이트 첨가량에 있어서 본 발명의 범위보다 적은 경우(비교예 1,2)에는 내식성이 약해지고 더 많은 경우(비교예 7,8) 용액내 침전이 생기게 된다.
또한, 크롬 6가가 본 발명의 범위보다 적은 경우(비교예 1,2,3,4)에는 내식성이 열화되고 더 많은 경우(비교예 7,8)에는 내흑변성이 좋지 않음을 알 수 있다.
[표 1]
상술한 바와 같이, 본 발명은 아연도금강판의 크로메이트 처리 방법에 있어서 내흑변성 및 내식성이 우수하면서 아연도금강판 특유의 광택이 손상되지 않는 아연도금강판을 제조할 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims (1)

  1. 크롬 6가로 환산하여 크롬 농도가 3∼10g/1인 무수크롬산 용액에 0.5∼1g/1의 인산 및 20∼40g/1의 몰리브데이트를 첨가하여 조성됨 특징으로 하는 내흑변성 및 내식성이 우수한 아연도금강판용 크로메이트 처리 용액.
KR1019960064682A 1996-12-12 1996-12-12 내식성 및 내흑변성이 우수한용융아연도금강판용크로메이트용액 KR100296687B1 (ko)

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