KR100446788B1

KR100446788B1 - 내식성이 우수한 주석 도금계 또는 알루미늄 도금계 표면처리 강재

Info

Publication number: KR100446788B1
Application number: KR10-2001-7011884A
Authority: KR
Inventors: 야마구치신이치; 마키쥰; 이자키데루아키; 구로사키마사오; 사토히사아키; 신도히데토시; 스기야마세이지
Original assignee: 신닛뽄세이테쯔 카부시키카이샤
Priority date: 1999-03-19
Filing date: 2000-03-17
Publication date: 2004-09-08
Also published as: CN1347464A; NZ514381A; ID30395A; EP1184478B1; WO2000056945A1; JP5000039B2; TW507021B; CN1238551C; KR20010113772A; ATE468417T1; JP2012007245A; US6649282B1; EP1184478A1; AU3195300A; EP1184478A4; CA2367506C; DE60044434D1; CA2367506A1; AU747112B2

Abstract

강재 표면의 주석계 도금층 또는 알루미늄계 도금층 중에, 1 종이상의 Ⅱa 족 (알칼리 토금속)원소와 1 종이상의 Ⅳb족 원소에 의하여 구성된 금속간 화합물을 함유하는 내식성이 우수한 주석계 도금계 또는 알루미늄 도금계 표면 처리 강재. 주석계 도금층의 경우, 괴상의 금속간 화합물의 장경은 1μm이상, 단경의 장경에 대한 비율이 0.4 이상이다. 알루미늄계 도금층의 경우,괴상의 금속간 화합물의 장경은 10μm이상, 단경의 장경에 대한 비율이 0.4이상이다.

Description

내식성이 우수한 주석 도금계 또는 알루미늄 도금계 표면 처리 강재{SURFACE TREATED STEEL PRODUCT PREPARED BY TIN-BASED PLATING OR ALUMINUM-BASED PLATING}

표면 처리 강판으로서, Zn, Zn-Al, Al-Sl, Sn, Pb-Sn, Cr, Ni 도금 등이 있고, 그 우수한 내식성이나 내열성, 미려한 외관등으로부터, 상기와 같은 자동차 부재, 건재, 전기 기구, 용기 재료 등에 광범위하게 사용되고 있다. 이 중에서 가장 사용량이 많은 것은 Zn, Zn-Al계 도금이다. 이는 지철이 노출된 때에, 노출된 철을 방식하는 희생 방식능을 가지는 도금 금속이 Zn뿐이기 때문이다. 단 Zn 도금 자체의 부식 속도는 비교적 크다고 하는 문제점이 있다. Zn-Al계로 하면, 도금의 부식 속도는 느려지나, 역으로 철에 대한 희생 방식작용은 약해진다. 일반적으로 Zn 도금 자체의 내식성을 향상시키는 원소는, 희생 방식 효과를 열화시키는 경향이 있어, 도금 자체의 내식성과 단면의 철 부식성과는 이율배반의 관계에 있다

도금 자체의 내식성이 우수한 Sn 도금, Al-Si 도금 등은 모두 통상의 환경에서 노출된 지철을 보호하는 작용은 가지고 있지 않다.

이러한 도금으로 노출된 지철을 보호하는 예로서는 다음의 것이 있다. 즉, 미국 특허 제 3026606호는 도금층 중에 25%까지의 Mg₂Si를 얻기 위한 화학양론적 관계에서 Mg 및 Si를 함유하는 알루미늄 욕으로 철제품을 가열 침지 알루미늄 도금하는 것이 있다. 이 특허와 같이, 알루미늄 도금층 중에 Mg₂Si를 정출시킴으로써 확실하게 내식성 향상을 달성할 수 있다. 단, 도금 욕 중에 10%를 넘는 Mg를 첨가하면, Mg의 산화에 의하여 도금욕 상에서의 산화막의 생성이 과다하게 되어, 연속 제조에 견딜 수 없게 된다. 또한, 본 발명자들이 검토한 바, Mg₂Si를 알루미늄 도금층 중에 정출시키는 경우, 그 형태는 미세한 것으로부터 조대한 것으로 변화하여 내식성에 큰 영향을 미치는 것을 알게 되었다.

또한 특공평3021627호에는 알루미늄이나 아연을 주성분으로 하는 수지상정을 함유하는 Al-Zn-Si-Mg 사원계 합금 도금에 대하여 개시하고 있다. 알루미늄이나 아연을 주성분으로 하는 수지상정을 정출하는 도금에 있어서는, 노출된 지철을 충분히 보호할 수 있는 것은 분명하나, Zn의 첨가량이 25% 이상이므로, 도금 자체의 내식성이 열화된다.

본 발명은 지금까지 양립이 불가능한 것으로 여겨져온 도금 자체의 고내식성과, 노출된 지철의 보호작용을 연속 제조 프로세스에서 양립시키는 도금 강판을 제조하는 것을 목적으로 한다.

발명의 요약

본 발명에 의하면, 종래형의 희생 방식 작용이나 도금기 금속의 부식 생성물 피복작용에 의한 지철의 보호라고 하는 개념이 아니라, 전혀 다른 개념의 표면 처리 강재가 완성된 것이다.

Zn계 도금에 Mg를 첨가하면 안정화된 부식 생성물의 피복 작용에 의하여 내식성이 향상되는 것은 종래 알려져 있다. 본 발명자들은, Zn계 이외의 A1계나 Sn계 도금에 있어서도 Mg의 부식 인히비터 효과를 발휘하게 하기 위하여 예의 검토를 반복한 결과, Mg를 물에 가용인 금속간 화합물(Mg₂Sn 및, Mg₂Si)을 어느 일정량의 크기를 가진 괴상(massive)으로 하여 도금 중에 존재시킴으로써 부식 환경에 있어서 물과의 접촉으로 도금 피막으로부터 상기 금속간 화합물이 용출되어, Mg 수산화물을 주체로 하는 방식피막을 형성함으로써, 도금의 내식성을 현저하게 향상할 수 있는 것을 밝혀내고, 본 발명에 이르렀다.

Mg 이외에도 방식작용을 가지는 원소를 탐색한 결과, Mg와 동족의 주기율표의 Ⅱa족 (알칼리 토금속)이 방식효과를 발현하는 것을 밝혀내었다. 방식효과는, 알칼리토금속 중에서도 특히 Mg, Ca가 현저하다.

금속간 화합물은 통상 물에 녹기 어려운 것으로 알려져 있는데, 전위 음성도 차가 큰 원소의 조합으로 하면, 물에 가용이 된다. 원소의 전기음성도에 관한 연구는 여러가지로 이루어지고 있는데, 여기에서는 폴링(Pauling)의 연구 값에 따르기로 한다. 금속간 화합물이 전기음성도의 최소치/최대치의 비율이 0.73이하인 원소에 의하여 구성되어 있으면 물에 용해된다. 일반적으로 알칼리 토금속의 전기음성도는 작고, 이러한 원소를 함유하는 금속간 화합물은 물에 용해되기 쉽지만, 물에의 용해성을 검토한 결과, 알칼리 토금속과 Ⅵb족 원소로 구성되는 금속간 화합물의 물에 대한 용해성이 현저하게 높은 것을 알아내었다. Mg, Ca와 금속간 화합물을 형성하는 Ⅳb족 원소로서는 상기 전기 음성도 때문에 Si, Sn의 조합이 가장 바람직하다.

본 발명은, 자동차의 외판, 배기계 부재, 가솔린 탱크재, 지붕 벽 등의 금속 건재, 토목용 재료, 가정용, 산업용 전기기구에 사용되는 내식성이 우수한 표면 처리 강재에 관한 것이다

도 1은 본 발명의 내식성이 우수한 주석 도금계 또는 알루미늄 도금계 표면 처리 강재의 모식 단면도로서, 지철(1)의 표면에 지철과 도금 금속과의 합금층(2)을 사이에 두고, 주석 도금계 또는 알루미늄 도금층(3)을 가지고, 도금층(3)중에 Ⅱa족(알칼리 토금속)과 Ⅳb족 원소로 구성되는 금속간 화합물의 괴상물(4)이 분산되어 있다.

도 2는 Sn-1% Mg-0.005% Ca 도금 강판의 각각 5°경사 단면 조직을 나타내는 도면이다.

도 3은 Al-8% Si-6% Mg 도금 강판의 5°경사 단면 조직을 도시하는 도이다.

[발명의 구성]

다음으로 본 발명을 상세하게 설명한다.

일반적으로 용융 도금에 있어서는, 도금층과 지철의 계면에 합금층이라 불리는 Fe와 도금 금속으로 이루어지는 금속간 화합물층인 합금층이 생성된다. 본 발명에 있어서 금속간 화합물은, 이와는 달리, 도금층 중에 존재하는 금속간 화합물을 의미하는 것이다. 또한, 여기(본 명세서 및 청구 범위)에서 말하는 도금층이란 도금층과 지철의 계면에 생성되는 합금층을 포함하지 않는 층을 의미하며, 도금층과 합금층은 명확하게 구별하는 것으로 한다.

본 발명에서는, 충분한 내식성을 얻기 위하여, Sn 도금층의 경우에는, Ⅱa족과 Ⅳb족으로 이루어지는 금속간 화합물이 도금층 중에 존재하면 되고, 또한 금속간 화합물이 특정 부위에 국부적으로 존재하는 상태인 괴상으로 도금층중에 존재하는 것이 바람직하다. A1 도금층의 경우에는, Ⅱa족과 Ⅳa족으로 이루어지는 금속간 화합물이 괴상으로 함유될 필요가 있다.

본 발명에 있어서는, Ⅱa족과 Ⅳa족으로 이루어지는 금속간 화합물이 부식 환경중에서 물에 녹아 용출되고, 도금층 혹은 지철에 방식피막을 형성한다.이 방식피막이 형성되려면 일정량의 금속간 화합물이 부식 환경중에 용해될 필요가 있다. 상기 금속간 화합물이 미세하게 분산된 도금층에서는, 이 일정량의 금속간 화합물이 용해될 때까지 도금층을 구성하는 금속 자체도 어느 정도 부식되어야 한다. 따라서, 부식 초기의 방식 피막 형성이 어렵다. 특히 Al이나 Sn 도금과 같은 그 자체가 내식성이 우수한 금속은, 방식피막의 형성이 지연되고, 또한 Al, Sn 자체가 희생방식능을 가지고 있지 않기 때문에, 특히 지철에 대한 방식효과가 나타나기 어렵다. 이에 대하여 금속간 화합물을 괴상으로 도금층 중에 분산하게 한 경우에는, 도금 표면 근방에 있어서도 방식 피막 형성에 충분한 분량의 금속간 화합물을 존재시킬 수 있기 때문에, 부식 초기에, 방식작용을 가지는 Mg, 또는 Ca가 환경 중에 충분히 방출되어, 도금층, 지철에 방식 피막을 형성시킬 수 있다. 특히 Al 도금의 경우, 금속간 화합물로부터 공급되는 Ⅱa족 원소가 A1 도금 표면에도 흡착하기 쉽고, 도금 표면에도 Ⅱa족 원소기 방녹 피막이 형성된다. 그 때문에, 지철 위에서의 방녹 피막 형성에 필요한 Ⅱa족 원소량을 확보하려면, 도금 표면에의 흡착이 적은 Sn 도금의 경우보다 많은 Ⅱa족 원소 (금속간 화합물로서)가 필요하게 된다. 따라서, A1 도금의 경우, 도금층 중에 Ⅱa족과 Ⅳa족으로 이루어지는 금속간 화합물을 괴상으로 존재시키는 것이 필수이다.

또 금속간 화합물은 일반적으로 도금층보다 경질이기 때문에, 가공을 가하면 특히 괴상의 금속간 화합물을 기점으로 하여 도금층의 균열이 발생하고, 그곳으로부터 금속간 화합물의 용해가 시작되므로, 도금층중에 괴상의 금속간 화합물이 존재하면 가공부의 내식성도 상당히 뛰어나게 된다.

또 금속간 화합물을 형성하는 원소의 구성은 1종 이상의 Ⅱa족 (알칼리 토금속)과 1종 이상의 Ⅳb족 원소로 한다. 이것은 전술한 바와 같이 이 때 금속간 화합물의 물에의 용해도가 현저하게 높아지기 때문이다. 알칼리토금속으로서는, 금속에 대한 부식 인히비터 효과가 큰 Mg, Ca가 바람직하다. 이들과 알칼리토금속과 수용성의 금속간 화합물을 형성하는 Ⅳb족 원소로서는 Si, Sn 등이 있다. 이러한 원소간에 생성되는 화합물이 특히 권장된다. 더욱 바람직한 것은 Mg₂Si 또는 Mg₂Sn이다. 또 Ⅱa족과 Ⅳb족으로 이루어지는 금속간 화합물로서는 2원소계뿐만 아니라, 3원소계, 그 이상의 계도 당연히 있을 수 있다.

본 발명은, 부식 인히비터 효과가 큰 금속간 화합물이 분산하여 도금층을 가지는 것에 특징이 있고, 그 금속간 화합물은 적어도 일부분이 괴상인 것으로 한다. 괴상이란, 비교적 조대하고 장경과 단경의 차가 적은 것을 의미하고, 경사 단면에서 조직을 확인하기로 한다. 본 발명에서는, 5°의 경사 단면(강판의 표면에 대하여 5°의 각도에서의 연마를 말한다.)으로 관찰한 때의 금속간 화합물의 장경이 Sn계 도금에서는 1μm 이상인 것, A1계 도금에서는 10μm 이상으로 단경의 장경에 대한 비율이 0.4 이상인 것을, 괴상 결정이라 정의한다. 이 때 단경, 장경이란, 어느 결정의 가장 긴 치수(경), 가장 짧은 치수(경)를 의미한다. 관찰을 함에 있어서, 연마만 하고 에칭은 실시하지 않는 것으로 한다. 이러한 금속간 화합물은 수용성으로서 에칭액에도 매우 쉽게 녹기 때문이다.

금속간 화합물은 예를 들면 X선 회절, EPMA 분석으로 동정할 수 있지만 이것에 한정하는 것은 아니다. 단면 조직을 광학 현미경, SEM 등으로 관찰하는 것으로, 조직상 금속간 화합물을 관찰할 수 있다. 금속간 화합물의 조성은 EPMA의 특성 X선상, 또는 정량 분석에 의하여 결정된다. 조직 관찰로는 5°정도의 경사 연마의 적용이 바람직하고, 이것에 의하여 광학 현미경으로 용이하게 조직 관찰이 가능하다. EPMA 분석은 수직연마, 경사연마 모두 가능하지만, 에칭없이 분석할 필요가 있다. 또 X선 회절에 의하여 주성분의 금속간 화합물의 동정이 가능하다. 단 금속간 화합물의 도금층에 대한 양이 적을 때는 X선 회절로는 검출 감도가 낮기 때문에, EPMA, 조직 관찰과의 병용이 필요하다. 더우기 광학 현미경 조직에서도 Mg₂Si 등의 금속간 화합물의 동정이 가능하다. 예를 들면「알루미늄의 조직과 성질」(경금속학회편, 1991) p15의 표4에 기재된 바와 같이, Mg₂Si를 포함하는 각 금속, 금속간 화합물의 각 부식액에 대한 에칭 특성이 알려져 있으므로, 각종 에칭액을 사용하여 조직 관찰함으로써 Mg₂Si를 동정할 수 있다.

또한 안정된 내식성을 얻는데 필요한 괴상의 Mg₂Si나 Mg₂Sn 및 Ca₂Si, CaSi를 얻으려면, 제조시의 포트 입상 부분에 있어서 강판의 냉각 속도를 제어할 필요가 있다. 종래의 Al-Si계 도금에서는, 내식성·가공성 열화 원인이 되는 도금층중 침상 Si정(晶)의 미세화를 위해서 포트 입상 부분에서의 냉각 속도가 20℃/sec 이상이 필요하다. 본 발명의 도금에서는, 냉각 속도가 20℃/sec 이상에서는, 괴상의 Mg₂Si나 Mg₂Sn, 및 Ca₂Si, CaSi가 미세하게 되어 단면부로부터의 내식성을 충분히 발휘할 수 없다. 그 때문에, 냉각 조건은 20℃/sec 미만이 바람직하고, 보다 바람직하게는 3∼15℃/sec이다. 특히, 괴상의 Mg₂Si는, 용융 도금 성분 응고시의 초정으로서 정출되는 것으로, Mg₂Si정출온도(도금욕 조성에 따라 다름)부터 공정 응고 온도 부근까지 서냉하는 것이 중요하다. 이러한 정출분량으로서는, 알루미늄계 도금의 경우, 5°의 경사 단면의 도금 폭 1mm의 시야에서의 장경 10μm이상의 괴상 Mg₂Si가 5 개이상 40개 이하인 것이 바람직하다. 주석계 도금의 경우, 5°의 경사 단면의 도금 폭 1mm 시야에서의 장경 1μm 이상의 괴상 Mg₂Sn 및 Mg₂Si가 3개 이상 50개 이하인 것이 바람직하다. 정출분량이 너무 적으면 내식성에의 기여가 적고, 너무 많으면, 가공성에 악영향을 미치기 쉬우며, 또 이 개소가 용해되어 결함이 많은 도금층이 되기 쉽기 때문이다.

본 발명에 있어서 주 도금 금속종은, A1 및 Sn으로 구성되는 것으로 한다. 본 발명은, 종래 도금 자체의 내식성은 뛰어나지만 지철의 보호 작용이 없는 것으로 알려진 A1 및 Sn 도금에, 지철의 보호 작용을 부여하는 것이다. 또한, 장기적인 단면 방녹을 특히 필요로 하는 용도에 관해서는 Zn을 소량 가한 도금종을 선택하는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명의 도금 방법은 특별히 한정하지 아니하나, 용융 도금법, 진공 증착법 등을 사용할 수 있다. 그러나 본 발명은 금속간 화합물을 적극적으로 활용한 것으로, 그 용융 도금 성분의 응고에 의하여 금속간 화합물을 정출하는 것을 생각하면 용융 도금법이 가장 바람직하다.

다음으로 본 발명의 도금층 성분에 대하여 이하에 설명한다. 이 때, 각 원소의 농도는, 도금층 및 도금층 중에 분산되어 있는 금속간 화합물을 포함한다.

주 도금 금속으로서 Sn을 선택한 경우에는, 도금층 성분이 질량%로 Mg, Ca의 1종 이상을 Mg:0.2∼10%, Ca:0.01∼10%의 범위내에서 함유하고, 또는 추가적으로 A1을 0.01∼10% 함유하고, 나머지 부분이 Sn 및 불가피한 불순물이며, 또한 도금층중에 Ⅱa족 원소와 Ⅳb족 원소로 구성되는 금속간 화합물을 가지도록 한다. 또한 Zn:1∼40% 및/또는 Si: 0.1∼0.5%를 첨가하는 것도 유효하다. Ⅱa족의 Mg, Ca는 Ⅳb족의 Sn과 Mg₂Sn, Ca₂Sn인 금속간 화합물을 형성하고, 내식성에 기여한다. 그 내식성 향상 효과는 Mg, Ca 모두 0.2% 이상에서 유효하고, 10%초에서는 융점이 상승하고, 또한, Mg 산화막이 급격하게 생성되기 때문에 조업성이 악화된다. Mg₂Sn은 분산상의 화합물 형태를 취하기 쉽기 때문에, Sn계 도금에 있어서는 금속간 화합물의 형태는 특히 한정하지 않지만, 5°의 경사 단면으로 관찰한 때의 금속간 화합물의 장경이 1μm 이상, 단경의 장경에 대한 비율은 0.4이상인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 금속간 화합물의 장경이 3μm 이상, 단경의 장경에 대한 비율은 0.4이상이다. Al, Ca의 첨가는 Mg의 산화를 억제하여 양호한 외관을 얻는데 유효하고, 이러한 목적에서 A1은 0.01% 이상, 더욱 바람직하게는 0.2% 이상, Ca는 0.01% 이상, 또한 상기 기재한 내식성 향상도 고려하여, 보다 바람직하게는 0.2% 이상이 유효량이지만, 10% 초과에서는 융점이 상승하기 때문에 조업성이 악화한다. Sn중에 Zn을 추가적으로 첨가하면 Zn에 의한 희생방식효과를 가져오고, 그 효과는 1% 이상의 첨가부터 발휘되어, 40%초에서는 도금층의 용해가 커지므로, 40%를 상한으로 하는 것이 바람직하고, 20% 이하가 보다 바람직하다. 또한 Si를 첨가하면 Mg₂Si, Ca₂Si가 생성되어 내식성이 향상하기 때문에, 0.1% 이상의 첨가가 바람직하고, 0.5%가 넘으면 융점이 상승하기 때문에 조업성이 악화된다.

주 도금 금속으로서 A1을 선택한 경우에는, 도금층 중에 Ⅱa족 원소와 Ⅳb족 원소로 구성된 괴상의 금속간 화합물을 가지는 것으로 한다. 또 이 괴상의 금속간 화합물의 장경이 10μm 이상, 단경의 장경에 대한 비율이 0.4 이상인 것이 안정된 내식성을 얻는 데 있어서 바람직하다. 보다 바람직하게는 금속간 화합물의 장경이 15μm 이상, 단경의 장경에 대한 비율이 0.4 이상이다. 또한, 도금층 성분이 질량%로 Mg, Ca중 1종 이상을 Mg:2∼10%, Ca:0.01∼10%, Si:3∼15%, 나머지가 A1 및 불가피한 불순물인 것이 바람직하다. Si는 A1 도금의 합금층의 성장을 억제하는 원소로서 알려져 있고, 3% 이상의 첨가로 그 효과를 발휘하며, 바람직하게는 6% 초과이다. 그러나, 과잉으로 첨가하면 도금욕의 융점을 상승시키고, 결과적으로 합금층의 과대한 성장과, 그에 기인하는 가공성의 저하로 연결되기 때문에, Si의 상한은 15%로 한다.

Mg는 2% 이상의 첨가로 내식성이 향상되고, 바람직하게는 4% 이상이다. 본 발명은 알루미늄 도금층 중에 괴상의 Mg₂Si를 형성시키는 것이지만, 도금층의 Mg/Si비는 Mg₂Si의 당량치 1.73보다 약간 낮게 하는 것이 바람직하다. Mg/Si비가 1.70 이하인 영역에서는, 도금층은 Al-Mg₂Si-Si의 3원 공정조직이 되고, 이 때 가장 내식성이 뛰어나다. 이것은 이 영역에서 가장 융점이 저하하고, 합금층 성장이 억제되며, 내식성에 기여하는 도금층의 양이 실질적으로 증대하기 때문으로 추정하고 있다. 그러나 과잉 첨가는 도금욕의 융점을 상승시키고, 결과적으로 합금층의 과대한 성장과, 그에 기인하는 가공성의 저하로 연결된다. 또한, Mg 산화막이 급격하게 생성되기 때문에, Mg의 상한은 10%로 한다.

도금층 중에는 또한 0.01% 이상의 Ca를 첨가하는 것이 바람직하다. 이것은 Ca가 용융 도금시의 용융 금속상에서의 Mg의 산화를 억제하고, 외관상 결함이 발생하기 어려워지기 때문이다. Ca를 첨가하지 않고 대기중에서 도금을 실시하면, 도금 표면에 심한 주름모양이 발생하여 상품 가치를 저하시키므로, 용융 금속 부분을 저산소 분위기로 억제하는 수법이 필요하게 되어 설비투자가 필수가 된다. Ca 첨가에 의한 Mg의 산화 억제 효과는, 0.2%에서 포화된다. 그 이상 첨가한 Ca는 Si와도 반응하여 Ca₂Si, CaSi 등도 형성되고, Mg₂Si와 같은 방식작용을 가진다. Ca를 첨가하는 경우에는, Mg₂Si나 Ca₂Si, CaSi를 도금층 중에 정출하기 때문에 (Ca+Mg)/Si가 질량비로 2.8 이하인 것이 바람직하다. 그러나, Ca도 과잉 첨가는 도금욕의 융점을 상승시키고, 결과적으로 합금층의 과대한 성장과, 그에 기인하는 가공성의 저하로 연결되기 때문에, Ca의 상한은 1%로 한다.

또한, Zn을 첨가하면 Zn에 의한 희생 방식효과가 초래된다. 그 효과는 2% 이상의 첨가부터 발휘되고, 25% 초과에서는 도금층의 용해가 커지기 때문에 25%를 상한으로 하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 하한이 10%, 상한이 20%이다.

또한, Mg의 산화를 억제하는 원소로서는, A1계, Sn계 중 어느 한 도금 종에 있어서도 Ca 뿐만 아니라 Be도 유효하지만, Be는 유독한 원소이므로, 적용은 극히 바람직하지 않다.

도금층의 두께는, 2∼100μm인 것이 바람직하다. 일반적으로 도금층의 두께가 증대하면 내식성에는 유리하게, 또한 가공성, 용접성에는 불리하게 작용한다. 용도에 따라 바람직한 도금층의 두께가 달라지나, 우수한 가공성, 용접성이 요구되는 자동차 부품은 도금층 두께는 얇은 것이 좋지만 2μm 미만에서는 내식성을 충분히 확보할 수 없기 때문에, 2μm 이상이 바람직하다. 한편, 가공성, 용접성에 크게 상관하지 않는 건재, 가전 용도에 있어서는, 도금층 두께는 두꺼운 편이 내식성 향상이라는 점에서 좋지만 100μm 초과에서는 가공성이 극단적으로 악화되므로, 100μm 이하가 바람직하다. 또한, 본 발명은 자동차 주변부품으로서도 유효하다. 일반적으로 자동차의 주변 부품에 있어서는, 아크 용접이 사용되고 있는데, Zn계의 도금에서는 Zn의 증기압이 높기 때문에 블로우 홀이 발생하기 쉽다고 하는 결점이 있었다. 증기압이 낮은 A1계, Sn계의 도금이 본래 바람직하나, 이들의 도금은 지철의 보호 작용이 약하기 때문에 적용되지 않았다. 본 발명에 의하면 이러한 고내식 도금이면서 지철의 보호 작용도 가지고, 또한 아크 용접시에 블로우 홀이 발생하지 않는다는 이점이 있다.

도금 표면의 조도는, 외관, 내식성, 용접성, 가공성에 영향을 준다. 조도가 거칠면, 가공성에는 유리하지만, 용접성, 내식성에는 불리하게 된다. 따라서 그 최적치는 도금종류, 사용 용도에 따라 다르지만, Ra로 3μm이하인 것이 바람직하다.

A1계, Sn계 도금 강재로는 어느 것이나, 도금층과 지철의 계면에 합금층이 생성된다. 그 두께는 융점이 낮은 Sn계에서는 0.1∼1μm정도이고, A1계에서는 0.5∼5μm에 달한다. 특히 A1계 도금에 있어서는, 합금층의 두께는 가공성, 가공 후의 내식성에 크게 영향을 주기 때문에, 합금층의 두께는 5μm이하인 것이 바람직하다.

내식성을 더욱 향상시키거나 합금층의 박막화, 도금 젖음성(wettability) 향상을 위하여 도금 전처리로서 도금층과 지철의 계면에 Ni, Co, Zn, Sn, Fe, Cu의 1종 이상을 함유하는 프리코팅을 실시하는 것이 가능하다. 또 프리코팅을 한 후에 Al계, Sn계를 용융 도금하거나, 열처리를 한 경우, 프리코팅층과 지철, 프리코팅층과 도금층과의 사이에 합금층이 형성된다. 또 프리코팅층과 상기 합금층과의 혼합층이 되는 경우도 있으나, 어떠한 상태가 되어도 무방하며, 본 발명의 취지에 반하는 것은 아니다. 프리코팅이 도금욕 중에 용해되고, 혹은 확산에 의하여 도금층이나 강판중에 프리코팅 성분이 함유되는 경우도 있으나, 이에 의하여 본 발명의 취지에 어긋나는 것은 아니다.

도금의 구성 원소로서는, 기본적으로 주 도금 금속 및 금속간 화합물 형성 원소, 불가피한 불순물로 이루어지나, 필요에 따라, Bi, Sb, Fe, 미쉬 금속, Be, Cr, Mn 등을 첨가하는 것도 가능하다.

도금층의 최표면에 화성 처리 피막, 수지 피막 등의 후처리 피막을 적용하면 용접성, 도료 밀착성, 내식성 등의 향상 효과가 기대된다. 화성 처리 피막으로서는, 크롬산―실리카계 피막, 실리카―인산계 피막, 실리카―수지계 피막등이 가능하고, 수지류로서도, 아크릴계, 멜라닌계, 폴리에틸렌계, 폴리에스테르계, 불소계, 알키드계, 실리콘 폴리에스테르계, 우레탄계 등의 범용 수지를 적용할 수 있다. 막 두께도 특별히 한정하는 것은 아니며, 통상의 0.2∼20μm정도의 처리가 가능하다. 후처리로서, 크롬을 사용하지 않는 인히비터가 최근 검토되고 있는데, 이러한 처리의 적용도 당연히 가능하다.

다음으로 모재의 강 성분에 대하여 설명한다. 강 성분은 특별히 한정하지 아니한다. 어떠한 강종에 대하여도 내식성 향상 효과를 가지지만, 강종으로서는, 예를 들면 Ti, Nb, B 등을 첨가한 IF강, Al-k강, Cr함유강, 스테인레스강, 하이텐이 있다. 건재 용도로는, Al-k계, 또는 스테인레스계가, 배기계 용도로는 Ti-IF강이, 가전 용도로는 Al-k계가, 연료 탱크 용도에는 B첨가 IF강이, 자기 실드(shield) 용도로는 전자 강판의 적용이 각각 바람직하다.

다음으로 실시예에 의하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

<실시예 1>

통상의 열연, 냉연공정을 거친 표 1에 나타낸 강 성분의 냉연강재(판 두께0.8mm)를 재료로 하여, 용융 주석계 도금을 실시하였다.

먼저, 와트욕을 사용한 전기 도금법에 의하여 Ni 도금을 약 1g/m²실시하였다. 그 후 플럭스법에 의하여 주석계 도금을 하였다. 도금 후, 가스 와이핑법으로 도금 부착량을 조절하였다. 그 후, 도금 처리한 강판을 냉각하고 권취하였다.

도금 욕 조성으로서, Mg, Ca, A1량을 적절하게 바꾸고, 도금을 실시하였다.이 이외에, 욕중의 도금기기나 스트립으로부터 공급되는 불가피한 불순물로서, Fe, Ni가, 각각 도금욕중에 0.05% 이하 함유되어 있었다. 욕 온도는 260∼300℃로 하였다.

도금 외관은 도금이 되지 않은 부분 등이 없어 양호하나, 욕의 조성에 따라서는 욕면에서의 심한 산화가 관찰되었다. 도금 부착량은 양면이 균일하게, 양면에서 약 60g/m², 표면 조도는 Ra로 0.9∼1.4μm이었다.

도 2에 Sn-1% Mg-0.01% Ca욕에 도금한 시료의 도금층의 5°경사단면 조성의 사진(200배)을 도시한다. Mg₂Sn의 입상상이 도금중에 분포하고 있는 것을 알 수 있고, X선 회절에 의하여 이 화합물의 존재가 확인되었다. 도 2의 사진에 있어서, 하부의 회색 부분이 지철 단면, 굵은 선상의 모양이 새겨진 상부가 도금층 표면(의 평면 사진)이며, 이러한 중간 영역의 백색(엷은 회색)부분이 도금층의 횡단면(5°경사 단면)이다. 백색의 도금층의 5°경사 단면중에 흑색이 연속된 점의 군으로서존재하는 것이 입상의 금속간 화합물(Mg₂Sn)이다.

비교를 위해서 순 Sn 도금강판, Pb-8% Sn 도금 강판도 제조하였다. 어느 쪽이나 Ni 프리코팅 후에 도금하였다. 이들 도금 강판은 도금층 중에 금속간 화합물을 함유하지 않았다. 이러한 성능을 아래에 나타내는 시험으로 평가하였다.

공시재의 강성분(wt%)
C	Si	Mn	P	S	Ti	Al	N	Nb	B
0.0012	0.02	0.22	0.007	0.010	0.05	0.03	0.002	0.004	0.0005

(1)도금층 분석

① 도금층 조성 분석법

치수 50×50인 시료의 양면을 5% NaOH 용액 (질량%) 중에 전류 밀도10mA/cm²로 대극을 스테인레스강으로 하여 전해 박리하였다. 전위가 갑자기 올라간 시점에 전류 밀도를 순차적으로 반으로 저하시키고, 최종적으로 1mA/cm²까지 저하시켜, Ni층 또는 합금층의 전위를 나타낸 시점에 전해를 정지하였다. 강판에 부착된 잔재를 탈지면으로 조심스럽게 닦아내고, 분석액을 함께 채취하였다.

다음으로 이러한 분석액을 여과하고, 용해되지 않은 잔재는 10% 염산중에 용해시켰다. 여액과 용해액을 합하여, 정량 분석을 ICP(유도 결합 플라즈마) 발광분 광분석법으로 하였다.

또한, 강판이 화성 처리되어 있을 때에는, Cr, Si 등에 오차가 발생할 수 있기 때문에, 표면을 가볍게 페이퍼 연마한 후 박리하면 된다.

② 도금 조직 관찰법

도금층 단면의 5°경사 연마를 하고, 광학 현미경에 의한 도금 조직 관찰(200∼500배)을 하였다. 도금 1mm폭 (임의) 시야 중에서의 도금층중 금속간 화합물 (장경과 단경비가 0.4이상)의 장경과 갯수를 측정하였다.

(2) 내식성

① 염해 내식성

치수 70×150mm의 시료에 대하여, 크로스컷트를 넣은 후, JISZ 2371에 준거한 염수 분무시험을 하고, 붉은 녹 발생까지의 시간을 평가하였다.

(평가 기준)

○: 붉은 녹 발생 20일 초과

△: 붉은 녹 발생 10∼20일

×: 붉은 녹 발생 10일 미만

② 도장 후 내식성

치수 70×150mm의 시료에 크롬산-실리카계의 화성처리를 금속 Cr 환산으로 약 20mg/m²실시하고, 다시 멜라민계 흑색 도장 20μm를 실시하고, 140℃에서 20분간 소부하였다. 그 후 크로스컷트를 넣고, 염수 분무시험을 실시하였다. 60일 후의 외관을 육안으로 관찰하였다.

(평가 기준)

◎: 붉은 녹 발생 없음

○: 크로스컷트 이외에는 붉은 녹 발생 없음

△: 붉은 녹 발생율 5% 이하

×: 붉은 녹 발생율 5% 초과

③ 연료에 대한 내식성

가솔린에 대한 내식성을 평가하였다. 방법은 유압 성형 시험기에 의하여 플랜지 폭 20mm, 직경 50mm, 깊이 25mm의 평저원통 드로잉 가공을 실시한 시료에 시험액을 넣어, 실리콘 고무제의 링을 사이에 넣고 글래스로 두껑을 하였다. 이 시험후의 부식 상황을 육안으로 판정하였다.

(시험조건)

시험액 : 가솔린 + 증류수 10% + 프롬산 200ppm

시험기간: 40℃로 3개월 방치

(평가기준)

○ : 붉은 녹 발생 0.1% 미만

△ : 붉은 녹 발생 0.1∼5% 또는 백녹 있음

× : 붉은 녹 발생 5%초과 또는 백녹 현저

④ 옥외 폭로 시험

화성 처리 후, 도장을 실시하였다. 도장은 에폭시계 수지(20μm)의 2종류로 하였다. 치수50×200mm로 전단하고, 옥외 폭로 시험을 실시하였다. 1개월 경과 후의 단면에서의 붉은 녹 발생율, 표면의 변색 상황을 관찰하였다.

(평가 기준)

○ : 단면에서의 붉은 녹 발생율 30% 미만

△ : 단면에서의 붉은 녹 발생율 30∼80%

× : 단면에서의 붉은 녹 발생율 80% 초과

(3)용접성

아래에 나타내는 용접 조건으로 스포트 용접을 하고, 너겟 지름이 4√ t (t:판 두께)이 된 시점까지의 연속 타점수를 평가하였다.

(용접 조건)

용접 전류: 10kA

가압력: 220kg

용접 시간: 12싸이클

전극경: 6mm

전극 형상: 돔형, 선단 6φ―40R

(평가 기준)

○ : 연속 타점 1000점 초과

△ : 연속 타점 500∼1000점

× : 연속 타점 500점 미만

(4) 가공성

유압 성형 시험기에 의하여 직경 50mm의 원통 펀치를 사용하고, 드로잉 비2.25로 컵 성형을 실시하였다. 시험은 도유(塗油)하여 실시하였고, 주름 억제력은 500kg으로 하였다. 가공성의 평가는 다음의 지표에 의하였다.

(평가 기준)

○ : 이상 없음

△ : 도금에 균열 발생

× : 도금 박리 있음

종합평가 ◎ : 극히 우수 ○ : 우수 △: 다소 떨어지나 사용 가능

× : 사용 불가

No. 15에 도시한, 종래의 자동차 연료 탱크용으로 널리 사용되고 있는 Pb-8% Sn 도금 강판, No 13에 도시한 Sn 도금 강판은, 도금 자체의 내식성이 우수하나, 단면이나, 도금이 되지 않은 부분이 발생한 경우의 지철의 보호작용을 가지지 않는다. 이를 개선한 것이 No 14의 Sn-8% Zn 도금 강판이나, 역시 불충분하다.

이에 대하여 No 1∼12의 본 발명예는 극히 내식성이 우수하다.

단, No.1은 Mg의 양이 적으므로, No 9는 용융 포트 출측에서의 냉각 속도가 크고, 금속간 화합물의 입경이 작으므로, 그 효과가 불충분하다.

모든 실시예에서 X선 회절, 단면 경사 연마로부터 Mg₂Sn, Ca₂Sn의 생성이 인정되고, 본 발명예의 우수한 내식성은 이들 수용성 금속간 화합물의 용해에 의한 도금층, 지철의 부동태화 효과를 얻기 위한 것으로 추정된다.

<실시예 2>

실시예 1과 동등한 강성분, 판 두께의 냉연강판을 재료로 하여, 용융 알루미늄 도금을 실시하였다.

용융 알루미늄 도금은 무산화로-환원로 타입의 라인을 사용하고, 도금 후 가스 와이핑법으로 도금 부착량을 조절하고, 그 후 냉각하여, 제로 스팽글 처리를 하였다. 도금 욕의 조성을 다양하게 바꿔 시료를 제조하고 그 특성을 조사하였다. 또한 욕 중에는 욕 중의 도금 기기나 스트립으로부터 공급되는 불가피한 불순물로서 Fe가 1∼2% 정도 함유되어 있었다. 욕의 온도는 640∼660℃로 하였다. Mg, Ca의 산화는 특별히 심하게 발생하지 않았다. 단 일부 조건(Ca 무첨가, N2 실(seal) 박스 없음)에서 외관의 주름 발생이 관찰되었다. 침입판온도, 도금 후의 냉각 속도 등을 연구하고, 합금층의 두께는 얇은 것을 목표로 제조하여, 1.5∼3μm의 것을 제조할 수 있었다.

도금 부착량은 양면이 균일하게, 양면 모두 약60g/m²로 하였다. 또 표면조도는 Ra로 1.2∼2.2μm이었다.

도금층 조성이 Al-8% Si-6% Mg-0.1% Ca인 때의 5°경사 연마한 단면 조직을 도 3에 나타낸다. 도 3의 사진(200배)에 있어서, 회색의 아래쪽 부분이 지철 단면, 백색에 가까운 중앙부분이 도금층 단면(5°경사 단면), 핀트가 어긋나 있는 상측 부분이 도금층 표면이고, 지철과 도금층의 계면에는, 사진에서는 지철에 가까운 색을 띄고 있으므로 판별하기 어렵지만, 얇은 합금층이 존재한다. 백색의 도금층 단면내에, 비교적 진한 회색의 3각형∼6각형을 한 괴상 Mg₂Si가 인정된다.

이번에 제조한 시료의 괴상 Mg₂Si의 단경은 4∼25μm, 장경은 6∼30μm이고, 단경의 장경에 대한 비율은 0.7∼1이었다. Mg₂Si는 이 괴상 조직 이외에 미세한 입상 상으로서도 존재한다. X선 회절, EPMA분석에 의해도 Mg₂Si의 존재가 확인되었다. 첨가한 Mg는 거의 대부분 Mg₂Si로 되어 있고, 이 도금층 조성으로 약9%의 양으로 추정된다.

비교를 위하여 종래형의 알루미늄 도금, 즉 Al-10% Si 도금, 및 갈바륨 강판(Zn-55% Al-1.5% Si) 등도 제조하였다. 부착량은 모두 양면 60g/m²로 하였다.

(1) 도금층 분석 방법

① 도금층 조성 분석법

치수 50×50인 시료의 양면을 3% NaOH + 1% AlC1₃·6H₂O 용액 (질량%)중에 전류 밀도 20mA/cm²로 대극을 스테인레스강으로 하여 전해 박리하였다. 전위가 갑자기 올라간 시점에 전류 밀도를 차례로 반으로 저하시키고, 최종 적으로 1mA/cm²까지 저하시켜, 합금층의 전위를 나타낸 시점에서 전해를 정지하였다. 이와 같은 알칼리 용액중에는 Mg₂Si, Ca₂Si 등은 불용이기 때문에, 흑색의 잔재가 생성되었다. 다음으로 5% NaC1 중에서 다시 한 번 전해 박리를 실시하였다. 이 때의 전류 밀도는 10mA/cm²부터 시작하여, 역시 전위가 갑자기 올라간 시점에서 전류 밀도를 순차적으로 반으로 1mA/cm²까지 저하시켰다. 또한 불용성 잔재에 관하여는, 강판으로부터 조심스럽게 탈지면으로 닦아내고, 탈지면마다 분석액으로 채취하였다. 다음으로 이러한 분석액을 여과하고, 용해되지 않은 잔재는 10% 염산중에서 용해시켰다. 여액과 용해액을 맞추고, 정량 분석을 ICP(유도 결합 플라즈마 발광 분광 분석 법)로 실시하였다. 또한, 강판이 화성처리되어 있을 때는, Cr, Si 등으로 오차가 발생할 수 있으므로, 표면을 가볍게 페이퍼 연마한 후 박리하면 좋다.

② 도금 조직 관찰법

도금층 단면의 5°경사 연마를 실시하고, 광학 현미경에 의한 도금 조직 관찰(200∼500배)을 하였다. 도금 1mm 폭 (임의) 시야중에서의 도금층 중금속간 화합물 (장경과 단경비가 0.4 이상인 괴상 Mg₂Si)의 장경과 갯수를 측정하였다.

(2) 내식성 평가

① 염해 내식성

치수 70×150mm의 시료에 대하여 JISZ2371에 준거한 소금물 분무시험을 30일간하고, 부식 생성물을 박리하여 부식 감량을 측정하였다. 이 부식 감량 표시는 도금 편면에 대한 값이다.

(평가 기준)

◎: 부식 감량 5g/m²이하

○: 부식 감량 10g/m²미만

△: 부식 감량 10∼25g/m²

×:부식 감량 25g/m²초과

② 도장 후 내식성

우선 화성 처리로서 크롬산―실리카계 처리를 금속 Cr 환산으로 편면20mg/m²처리하였다. 다음으로 치수 70×150mm의 시료에 멜라닌계 흑색 도장 20μm을 실시하고, 140℃에서 20분간 소성하였다. 그 후 크로스컷트를 넣고, 소금물 분무시험에 사용하였다. 60 일후의 외관을 육안으로 관찰하였다.

(평가 기준)

◎ : 붉은 녹 발생 없음

○ : 크로스컷트 이외에서는 붉은 녹 발생 없음

△ : 붉은 녹 발생율 5% 이하

× : 붉은 녹 발생율 5%초과

③ 연료에 대한 내식성

가솔린에 대한 내식성을 평가하였다. 방법은 유압 성형 시험기에 의하여 플랜지 폭 20mm, 직경 50mm, 깊이 25mm의 평저원통 드로잉 가공을 실시한 시료에, 시험액을 넣고, 실리콘 고무로 만든 링을 사이에 두고 글래스로 뚜껑을 하였다. 이 시험 후의 부식 상황을 육안으로 판정하였다.

(시험 조건)

시험액: 가솔린 + 증류수 10% + 프롬산 200ppm

시험 기간: 40℃에서 3개월 방치

(평가 기준)

○ : 붉은 녹 발생 0.1% 미만

△ : 붉은 녹 발생 0.1∼5% 또는 백녹 있음

× : 붉은 녹 발생 5%초과 또는 백녹 현저

④ 배기계 응결수에 대한 내식성

치수 25×100mm의 시료에 대하여, 자동차기술회 규정 JASOM611-92B법에 따라, 시험을 하였다. 시험 기간은 4 사이클로 하였다. 시험 후, 부식 생성물을 박리하고, 부식 깊이를 측정하였다.

(평가 기준)

○ : 부식 깊이 0.05mm미만

△ : 부식 깊이 0.05∼0.2mm

× : 부식 깊이 0.2mm 초과

⑤ 옥외 폭로 시험

② 항에서 설명한 화성 처리뒤, 도장을 하였다. 도장은, 폴리에틸렌 왁스 함유 아크릴계 수지 (클리어:5μm), 에폭시계 수지(20μm)의 2종류로 하였다. 치수 50×200mm로 전단하고, 옥외 폭로 시험을 하였다. 3개월 경과 후의 단면에서의 붉은 녹 발생율, 표면의 변색 상황을 관찰하였다.

(평가 기준)

○ : 단면에서의 붉은 녹 발생율 30% 미만

△ : 단면에서의 붉은 녹 발생율 30∼80%

× : 단면에서의 붉은 녹 발생율 80% 초과

(3) 용접성

② 항에서 말한 화성 처리 후, 아래의 용접 조건으로 스포트 용접을 하고, 너겟 지름이 4√ t (t:판 두께)이 된 시점까지의 연속 타점수를 평가하였다.

(용접 조건)

용접 전류: 10kA

가압력: 220kg

용접 시간: 12 사이클

전극경: 6mm

전극 형상: 돔형, 선단 6φ―40R

(평가 기준)

○ : 연속 타점 700점 초과

△ : 연속 타점 400∼700점

× : 연속 타점 400 점 미만

(4)가공성

유압 성형 시험기에 의해 직경50mm의 원통 펀치를 사용하여, 드로잉비 2.25로 컵 성형을 실시하였다. 시험은 도유한 후 실시하고, 주름 억제력은 500kg으로 하였다. 가공성의 평가는 다음 지표에 의하였다.

(평가 기준)

○ : 이상 없음

△ : 도금에 균열 있음

× : 도금 박리 있음

(5) 외관

도금 후의 외관을 육안으로 판정하였다.

(평가 기준)

○: 균일한 외관

△: 얇은 주름 모양 발생

×: 주름 모양 발생

종합 평가

◎: 극히 우수 ○: 우수 △: 약간 떨어지나 사용가능

×: 사용 가능

본 발명은 종래 불가능한 것으로 여겨져 온 Sn계 도장과 Al계 도장층 자체의 고내식성과, 단면, 흠집부의 방식작용을 겸비한 표면 처리 강판을 가능하게 하는것이다. 이 용도는 종래의 표면 처리 강판의 거의 모든 것에 미치는 것으로 산업상 기여는 극히 크다.

Claims

강재 표면의 주석계 도금층중에, 1종 이상의 Ⅱa족 (알칼리토금속) 원소와 1 종 이상의 Ⅳb족 원소에 의하여 구성된 금속간 화합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 내식성이 우수한 주석 도금계 표면 처리 강재.
제 1항에 있어서,

상기 금속간 화합물이 Ⅱa족 원소인 Mg, Ca 중 1종 이상과, Ⅳb족 원소인 Si, Sn 중 1종 이상으로 구성된 화합물임을 특징으로 하는 내식성이 우수한 주석 도금계 표면 처리 강재.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 금속간 화합물이, 장경이 1μm이상이고 단경의 장경에 대한 비율이 0.4이상인 괴상(massive)인 것을 특징으로 하는 내식성이 우수한 주석 도금계 표면 처리 강재.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 주석계 도금층의 성분 조성이 질량%로, Mg, Ca 중 1종 이상을 Mg: 0.2∼10%, Ca: 0.01∼10%의 범위 내에서 함유하고, 나머지가 Sn 및 불가피한 불순물임을 특징으로 하는 내식성이 우수한 주석 도금계 표면 처리 강재.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 주석계 도금층의 성분 조성이 질량%로, Mg, Ca 중 1종 이상을 Mg:0.2∼10%, Ca:0.01∼10%의 범위 내에서 함유하고, 또한 Al을 0.01∼10%의 범위내에서 함유하며, 나머지가 Sn 및 불가피한 불순물임을 특징으로 하는 내식성이 우수한 주석 도금계 표면 처리 강재.
제4항에 있어서,

상기 주석계 도금층 중에 추가적으로 질량%로 Zn:1∼40%, Si:0.1∼0.5% 중 1종 이상을 함유하는 것을 특징으로 하는 내식성이 우수한 주석 도금계 표면 처리 강재.
강재 표면의 알루미늄계 도금층 중에, 1종 이상의 Ⅱa족 (알칼리 토금속) 원소와 1종 이상의 Ⅳb족 원소에 의하여 구성된 괴상(massive)의 금속간 화합물을 함유하고, 상기 금속간 화합물의 장경이 10μm 이상, 단경의 장경에 대한 비율이 0.4 이상인 것을 특징으로 하는 내식성이 우수한 알루미늄 도금계 표면처리 강재.
제 7항에 있어서,

상기 금속간 화합물이 Ⅱa족 원소인 Mg, Ca의 1종 이상과, Ⅳb족 원소인 Si, Sn 중 1 종 이상으로 구성된 화합물임을 특징으로 하는 내식성이 우수한 알루미늄도금계 표면 처리 강재.
제7항 또는 제8항에 있어서,

상기 알루미늄계 도금층의 성분 조성이 질량%로, Mg, Ca 중 1종 이상을 Mg: 2∼10%, Ca:0.01∼10%와, Si:3∼15%를 함유하고, 나머지가 A1 및 불가피한 불순물이고, 또한, 상기 알루미늄계 도금층 성분의 Mg/Si가 질량비로 1.70 이하임을 특징으로 하는 내식성이 우수한 알루미늄 도금계 표면 처리 강재.
제7항 또는 제8항에 있어서,

상기 알루미늄계 도금층의 성분 조성이 질량%로, Mg: 4∼10%, Si: 6% 초과∼15%, 나머지가 A1 및 불가피한 불순물임을 특징으로 하는 내식성이 우수한 알루미늄 도금계 표면 처리 강재.
제9항에 있어서,

상기 알루미늄계 도금층의 성분 조성이 질량%로, Mg: 4∼10%, Si: 6%초과∼15%, Ca: 0.01∼0.2%, 나머지가 A1 및 불가피한 불순물임을 특징으로 하는 내식성이 우수한 알루미늄 도금계 표면 처리 강재.
제7항 또는 제8항에 있어서,

알루미늄계 도금층의 성분 조성이 질량%로, Mg:1∼10%, Si:3∼15%, Zn을 2∼25%, 나머지가 Al 및 불가피한 불순물임을 특징으로 하는 내식성이 우수한 알루미늄 도금계 표면 처리 강재.
제7항 또는 제8항에 있어서,

상기 알루미늄계 도금층의 성분 조성이 질량%로, Mg:1∼10%, Si:3∼15%, Zn을 2∼25%, Ca:0.01∼0.2% 나머지가 A1 및 불가피한 불순물임을 특징으로 하는 내식성이 우수한 알루미늄 도금계 표면 처리 강재.
제12항에 있어서,

상기 알루미늄계 도금층의 성분 조성이 질량%로, Mg: 4∼10%, Si: 6%초과∼15%, Zn을 10∼20%, 나머지가 A1 및 불가피한 불순물임을 특징으로 하는 내식성이 우수한 알루미늄 도금계 표면 처리 강재.
제13항에 있어서,

상기 알루미늄계 도금층의 성분 조성이 질량%로, Mg: 4∼10%, Si: 6%초과∼15%, Zn을 10∼20%, Ca: 0.01∼0.2%, 나머지가 Al 및 불가피한 불순물임을 특징으로 하는 내식성이 우수한 알루미늄 도금계 표면 처리 강재.
제1항, 제2항, 제7항, 제8항 중 어느 한 항에 있어서,

강재 표면의 도금 층의 두께가 2∼100μm임을 특징으로 하는 내식성이 우수한 알루미늄 도금계 또는 주석 도금계 표면 처리 강재.
제1항, 제2항, 제7항, 제8항 중 어느 한 항에 있어서,

도금 표면의 조도가 Ra로 3μm 이하임을 특징으로 하는 내식성이 우수한 알루미늄 도금계 또는 주석 도금계 표면 처리 강재.
제1항, 제2항, 제7항, 제8항 중 어느 한 항에 있어서,

도금층과 강재의 계면에 5μm 이하 두께의 합금층이 존재하는 것을 특징으로 하는 내식성이 우수한 알루미늄 도금계 또는 주석 도금계 표면 처리 강재.
제1항, 제2항, 제7항, 제8항 중 어느 한 항에 있어서,

도금층과 강재의 계면에, Ni, Co, Zn, Sn, Fe, Cu의 1종 이상을 함유하는 프리코팅층, 그 프리코팅층과 지철과의 합금층, 그 프리코팅층과 도금층과의 합금층 중 적어도 1종을 가지는 것을 특징으로 하는 내식성이 우수한 알루미늄 도금계 또는 주석 도금계 표면 처리 강재.
제1항, 제2항, 제7항, 제8항 중 어느 한 항에 있어서,

도금층 성분으로서, 프리코팅 금속, Bi, Sb, 미쉬 금속, Fe, Be, Cr, Mn의 1 종 이상으로 이루어지는 첨가 원소를 함유하는 것을 특징으로 하는 내식성이 우수한 알루미늄 도금계 또는 주석 도금계 표면 처리 강재.
제1항, 제2항, 제7항, 제8항 중 어느 한 항에 있어서,

강재 표면에, 후처리 피막을 가지는 것을 특징으로 하는 내식성이 우수한 알루미늄 도금계 또는 주석 도금계 표면 처리 강재.