KR100801294B1

KR100801294B1 - 고내식·고가공성의 도금 강선, 도금욕 조성물,고내식·고가공성의 도금 강선의 제조 방법 및 철망 제품

Info

Publication number: KR100801294B1
Application number: KR1020050093312A
Authority: KR
Inventors: 토미오 기츠와
Original assignee: 사쿠라테크 가부시키가이샤
Priority date: 2004-12-28
Filing date: 2005-10-05
Publication date: 2008-02-11
Also published as: JP4157522B2; CA2530270A1; US20060141280A1; CN1799829B; CN1799829A; KR20060076173A; JP2006183101A; US7601433B2

Abstract

본 발명은 내식성 및 가공성이 모두 우수하며, 또한 도금층 및 중간층의 합계 부착량이 더욱 증가된 고내식·고가공성의 도금 강선을 제공하는 것을 과제로 한다.

본 발명의 고내식·고가공성의 도금 강선(1)은, 도금층(4) 및 중간층(3)의 양층에 함유되는 망간의 비율이 평균 질량%로 0.02∼0.30%이고, 알루미늄의 비율이 평균 질량%로 8∼25%이며, 불가피성분을 함유하는 아연의 비율이 평균 질량%로 74.70∼91.98%이고, 또한 도금층(4) 및 중간층(3)이 강선(2) 표면의 단위 표면적당 중간층(3) 및 도금층(4)의 합계 부착량으로 700 내지 1000g/m²로 설정되는 것을 특징으로 한다.

Description

고내식·고가공성의 도금 강선, 도금욕 조성물, 고내식·고가공성의 도금 강선의 제조 방법 및 철망 제품{Plated steel wire having high anti-corrosion and processibility, plating composition, manufacturing method for plated steel wire having high anti-corrosion and processibility and wire net article}

도 1은 실시형태에 따른 도금 강선의 부분 단면도이다.

도 2는 도 1의 도금 강선을 제조하는 제조 장치의 모식도이다.

도 3a 및 도 3b는 실시형태에 따른 철망제 바스켓의 사시도이다.

도 4a는 실시예 4의 수냉으로 얻어진 도금 강선의 단면의 현미경 사진이며, 도 4b는 실시예 4의 풍냉으로 얻어진 도금 강선의 단면의 현미경 사진이다.

도 5a는 실시예 5의 수냉으로 얻어진 도금 강선의 단면의 현미경 사진이며, 도 5b는 실시예 5의 풍냉으로 얻어진 도금 강선의 단면의 현미경 사진이다.

도 6a는 비교예 7의 수냉으로 얻어진 도금 강선의 단면의 현미경 사진이며, 도 6b는 비교예 7의 풍냉으로 얻어진 도금 강선의 단면의 현미경 사진이다.

도 7은 실시예 4의 도금 강선에서의 첨가 금속(망간)의 농도 분포를 나타내는 차트이다.

도 8은 비교예 1의 도금 강선에서의 첨가 금속(주석)의 농도 분포를 나타내 는 차트이다.

도 9는 비교예 2의 도금 강선에서의 첨가 금속(마그네슘)의 농도 분포를 나타내는 차트이다.

도 10은 비교예 5의 도금 강선에서의 첨가 금속(규소)의 농도 분포를 나타내는 차트이다.

도 11은 첨가 금속으로서 망간(Mn)을 함유하는 도금욕 조성물로 얻어진 풍냉의 도금 강선과 수냉의 도금 강선에 있어서의 도금층의 경도와 중간층의 경도를 나타내는 그래프이며, 도금욕 조성물중의 망간 함유율(질량%)에 대한 비커즈 경도(Hv)의 관계를 나타내는 그래프이다.

도 12는 첨가 금속으로서 마그네슘(Mg)를 함유하는 도금욕 조성물로 얻어진 풍냉의 도금 강선과 수냉의 도금 강선에 있어서의 도금층의 경도와 중간층의 경도를 나타내는 그래프이며, 도금욕 조성물중의 마그네슘 함유율(질량%)에 대한 비커즈 경도(Hv)의 관계를 나타내는 그래프이다.

도 13은 첨가 금속으로서 규소(Si)를 함유하는 도금욕 조성물로 얻어진 풍냉의 도금 강선과 수냉의 도금 강선에 있어서의 도금층의 경도와 중간층의 경도를 나타내는 그래프이며, 도금욕 조성물중의 규소 함유율(질량%)에 대한 비커즈 경도(Hv)의 관계를 나타내는 그래프이다.

도 14a는 망간을 함유하는 도금욕 조성물의 유동성 평가 시험에 사용한 시험 장치의 구성 설명도이며, 도 14b는 도 14a의 시험 장치를 구성하는 소용돌이 금형의 상면도이다.

<도면의 주요부호에 대한 간단한 설명>

1 : 도금 강선(고내식·고가공성의 도금 강선)

2 : 강선 3 : 중간층

4 : 도금층 5 : 공석상(共析相)

6c : 도금욕 조성물 7 : 철망제 바스켓(철망 제품)

13a : 상면부

본 발명은, 호안(護岸) 공사용 바스켓 매트(basket mat), 철망, 낙하 방지망 등의 옥외에서 사용되는 각종 철망 제품에 유용한 내식성과 가공성을 높인 고내식·고가공성 도금 강선(鋼線)에 관한 것이다.

종래에는, 아연-알루미늄 합금 도금 강선으로서, 강선상에 형성되는 도금층에 O.8∼5중량%의 마그네슘을 함유하는 것이 알려져 있다(예를 들면, 일본 특허공개공보 2001-207250호(단락 0018~단락 0019) 참조). 그리고, 이 아연―알루미늄합금 도금 강선은, 도금층과 강선의 사이에 형성되는 중간층(아연-알루미늄-마그네슘 중간층)의 경도가 높아지므로, 그 가공성을 고려하여 중간층의 두께가 20μm이하인 것이 바람직하고, 도금층 및 중간층의 합계 부착량이 강선 표면의 단위 표면적당 도금층 및 중간층의 합계 부착량으로 220∼280g/m²정도인 것이 더욱 바람직하다고 되어 있다.

그런데, 이 도금 강선은 도금층에 마그네슘을 함유함으로써 내식성이 우수한 반면, 비록 중간층의 두께를 저감시켰다고 하더라도, 마그네슘에 의해 도금층 자체의 경도가 더욱 높아지므로 그 가공성이 저하된다는 문제가 있었다.

또한, 종래에는 강선에 대한 도금층 및 중간층의 합계 부착량이 강선의 표면의 단위 표면적당 중간층 및 도금층의 합계 부착량으로 700g/m^2에까지 이르는 도금 강선의 제조방법은 알려져 있지 않으며, 이러한 두꺼운 도금의 도금 강선을 얻는 것은 매우 어렵다고 생각되었다.

따라서, 본 발명은 내식성 및 가공성이 모두 우수하며, 또한 도금층 및 중간층의 합계 부착량이 더욱 증가한 고내식·고가공성의 도금 강선 도금 강선, 이 고내식·고가공성의 도금 강선의 제조에 사용하는 도금욕 조성물, 이 고내식·고가공성의 도금 강선의 제조 방법 및 이 고내식·고가공성의 도금 강선을 사용한 철망 제품을 제공하는 것을 과제로 한다.

상기 과제를 해결한 본 발명의 고내식·고가공성의 도금 강선은, 강선상에 아연, 알루미늄 및 망간을 함유하는 중간층을 개재하고, 아연, 알루미늄 및 망간으로 이루어진 도금층을 구비한 고내식·고가공성의 도금 강선으로서, 상기 도금층 및 상기 중간층의 양층에 함유되는 망간의 비율이 평균 질량%로 0.02∼0.30%이고, 알루미늄의 비율이 평균 질량%로 8∼25%이며, 불가피성분을 함유하는 아연의 비율이 평균 질량%로 74.70∼91.98%인 동시에, 상기 도금층 및 상기 중간층이 상기 강선 표면의 단위 표면적당 상기 중간층 및 상기 도금층의 합계 부착량으로 700 내지 1000g/m²로 설정되는 것을 특징으로 한다.

이 고내식·고가공성의 도금 강선은, 도금층 및 중간층의 양층에 상기한 소정의 비율로 망간, 알루미늄 및 아연을 함유하고 있으므로, 종래의 아연-알루미늄 합금의 도금 강선, 즉 도금층이 아연-알루미늄 합금만로 이루어진 도금 강선(무첨가 아연-알루미늄 합금으로 구성된 도금층을 갖는 도금 강선)이나, 아연-알루미늄-마그네슘 합금의 도금 강선에 비해 내식성 및 가공성 모두 우수하다.

또한, 이 고내식·고가공성의 도금 강선은, 상기 도금층 및 상기 중간층이 상기 강선의 표면의 단위 표면적당 상기 중간층 및 상기 도금층의 합계 부착량으로 700 내지 10OOg/m²로 설정된 것이며, 그 합계 부착량이 700g/m²에 미치지 않는 종래의 도금 강선에 비해 내식성이 우수하다.

또한, 이 고내식·고가공성의 도금 강선은 그 도금층 및 중간층의 합계 부착량이 증가되므로, 그 도금층 및 중간층의 합계 두께가 100∼140μm정도가 된다. 그 결과, 본 발명의 고내식·고가공성의 도금 강선은 종래의 도금 강선에 비해 그 마모 내구성이 향상된다. 따라서, 본 발명의 고내식·고가공성의 도금 강선은, 예를 들면 모래 등에 노출되는 호안 공사용 바스켓 매트 등의 재료로서 적합하게 사용할 수 있다.

이와 같은 고내식·고가공성의 도금 강선은, 망간의 농도가 상기 도금층 및 상기 중간층에 걸쳐 균일함과 동시에 상기 도금층의 비커즈 경도가 45∼65이며, 상기 중간층의 비커즈 경도가 50∼70인 것이 바람직하다. 이러한 고내식·고가공성의 도금 강선에서는, 도금층 및 중간층에 걸쳐 망간의 농도가 균일함과 동시에 도금층의 경도와 중간층의 경도가 서로 근접해 있기 때문에, 이 고내식·고가공성의 도금 강선은 예를 들면, 굽힘 가공을 행할때 도금층이나 중간층에 크랙이 발생하는 것을 방지한다.

이러한 고내식·고가공성의 도금 강선은 상기 도금층에서의 아연, 알루미늄 및 망간의 공석상이 상기 도금층의 매트릭스 중에 괴상(塊狀)으로 분산되어 있는 것이 바람직하다. 이 고내식·고가공성의 도금 강선에서는, 일반적으로 부식되기 쉬운 것으로 알려져 있는 공석상이 매트릭스 중에 괴상으로 분산됨으로써, 공석상의 주위가 매트릭스로 포위되게 되므로, 공석상이 매트릭스 중에 균일하게 존재하는 것에 비해 내식성이 우수하다.

또한, 본 발명의 도금욕 조성물은 망간 0.04∼0.60질량%, 알루미늄 7.00∼24.00질량% 및 불가피성분을 함유하는 아연 75.40∼92.96질량%로 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명의 도금욕 조성물은, 소정의 비율로 망간을 함유함에 의해 그 유동성이 저감된다. 그 결과, 이 도금욕 조성물에 의하면, 강선에 대한 중간층 및 도금층의 합계 부착량을 증가시킬 수 있다. 또한, 종래의 도금욕 조성물에서는, 중간층 및 도금층의 합계 부착량이 강선의 단위 표면적당 중간층 및 도금층의 합계 부착량 으로 700g/m²이상인 도금 강선을 얻을 수 없다. 이에 반해, 본 발명의 도금욕 조성물을 사용하여 얻어지는 고내식·고가공성의 도금 강선의 중간층 및 도금층의 합계 부착량은 1OOOg/m²정도로 할 수 있다.

또한, 본 발명의 고내식·고가공성의 도금 강선의 제조 방법은, 망간의 함유율이 0.04∼0.60질량%가 되도록 아연, 알루미늄 및 망간을 함유하는 도금욕 조성물을 조제하는 도금욕 조성물 조제 공정과, 강선을 상기 도금욕 조성물에 통과시킴으로써 상기 강선상에 아연, 알루미늄 및 망간을 함유하는 중간층을 개재하고, 아연, 알루미늄 및 망간으로 이루어진 도금층을 형성하는 도금 형성 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이 제조 방법에서는, 도금욕 조성물에 상기한 소정의 비율로 망간을 함유시킴으로써 도금욕 조성물의 유동성을 저감시킬 수 있게 된다. 그 결과, 이 제조 방법은, 강선에 대한 도금층 및 중간층의 합계 부착량을 비약적으로 증가시킬 수 있다.

즉, 상기 도금층 및 상기 중간층이 상기 강선의 표면의 단위 표면적당 상기 중간층 및 상기 도금층의 합계 부착량으로 700 내지 1000g/m²로 설정된 고내식·고가공성의 도금 강선의 제조 방법이 제공된다.

이와 같은 제조 방법에 있어서, 상기 도금욕 조성물의 상층에 망간을 편재시키는 것이 바람직하다. 이 제조 방법에서는, 도금욕 조성물의 상층에 망간을 편재시킴으로써, 도금욕 조성물의 상층에서의 유동성이 저감된다. 그 결과, 이 제조 방 법은 강선에 대한 도금층 및 중간층의 합계 부착량을 더욱 비약적으로 증가시킬 수 있다.

또한, 이러한 고내식·고가공성의 도금 강선의 제조 방법은, 강선을 아연, 알루미늄 및 망간을 함유하는 도금욕 조성물중에 통과시킴으로써, 상기 강선상에 아연, 알루미늄 및 망간을 함유하는 중간층을 개재하고, 아연, 알루미늄 및 망간으로 이루어진 도금층을 형성하는 고내식·고가공성의 도금 강선의 제조 방법으로서, 제조 목표로 하는 고내식·고가공성의 도금 강선의 상기 도금층 및 상기 중간층중의 망간의 함유율에 대해 상기 도금욕 조성물의 망간의 함유율을 2∼5배로 조정할 수 있다.

일반적으로, 도금욕에 도금층을 형성하는 첨가 금속이 톱 드로스화되었을 때, 그 첨가 금속이 도금욕 밖으로 배출됨에 의해서, 혹은 도금욕내에서 첨가 금속이 편석(偏析)됨에 의해서 강선이 통과하는 도금욕 조성물 중의 첨가 금속의 함유율이 저하되는 경우가 있다. 본 발명에 따른 제조 방법은, 망간(첨가 금속)의 함유율을 상기한 바와 같이 2∼5배로 조정하기 때문에, 상기한 톱 드로스화 등에 의한 망간의 저하분을 보충하게 된다. 그 결과, 이 제조 방법은 망간을 상기한 소정의 비율로 함유하는 중간층 및 도금층을 갖는 고내식·고가공성의 도금 강선을 안정적으로 제조할 수 있다.

또한, 본 발명의 철망 제품은, 상기한 본 발명의 고내식·고가공성의 도금 강선으로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다. 이 철망 제품은, 가공성 및 내식성이 우수한 상기 고내식·고가공성의 도금 강선으로 형성되어 있기 때문에, 종래의 도 금 강선으로 형성된 철망 제품에 비해 용이하게 제조할 수 있으면서 그 내식성이 우수하다. 또한, 이 철망 제품에 사용되는 고내식·고가공성의 도금 강선은 그 도금층 및 중간층의 합계 부착량이 많으며, 상기한 바와 같이, 종래의 도금 강선에 비해 마모 내구성이 우수하므로, 본 발명의 철망 제품은 마모 내구성이 우수하다.

본 발명의 철망제 바스켓은, 적어도 그 상면부가 상기한 본 발명의 고내식·고가공성의 도금 강선으로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

이 철망제 바스켓은, 가공성 및 내식성이 우수한 상기 고내식·고가공성의 도금 강선으로 형성되어 있으므로, 종래의 도금 강선으로 형성된 철망제 바스켓에 비해 용이하게 제조할 수 있으면서, 그 내식성이 우수하다. 또한, 이 철망제 바스켓은 그 상면부가 상기 고내식·고가공성의 도금 강선으로 형성되어 있으므로, 그 상면부는 마모 내구성이 우수하다. 이 철망제 바스켓은 예를 들면, 호안 공사용의 바스켓 매트, 사각형 바스켓, 원통형 바스켓, 항만 제방축조용의 매트 등으로서 사용된다.

이하, 본 발명의 실시형태에 관한 고내식·고가공성의 도금 강선(이하, 「도금 강선」이라고 함)및 그 제조 방법 및 상기 도금 강선을 사용한 철망제 바스켓(철망 제품)에 대해서 상세하게 설명한다. 도 1은 실시형태에 따른 도금 강선의 부분 단면도이고, 도 2는 도 1의 도금 강선을 제조하는 제조 장치의 모식도이며, 도 3a 및 도 3b는 실시형태에 따른 철망제 바스켓의 사시도이다.

(도금 강선)

도 1에 도시한 바와 같이, 도금 강선(1)은 강선(지철(地鐵))(2)상에, 아연, 알루미늄 및 망간을 함유하는 중간층(3)을 개재하고, 아연, 알루미늄 및 망간으로 이루어진 도금층(4)를 구비하고 있다.

강선(2)으로는 공지의 것으로 무방하며, 연강선 및 경강선 모두 사용할 수 있다. 강선(2)의 지름은 3.2∼10.0mm 정도인 것이 좋다. 또한, 강선(2)은 예를 들면, 아연 등의 1차 도금을 한 것이어도 좋다.

중간층(3)은 후술하는 도금욕 조성물의 조성에 유래하는 아연, 알루미늄 및 망간을 함유한 아연-알루미늄-망간 합금으로 형성되어 있고, 이 중간층(3)에는 강선(2)으로부터 확산된 인, 황 등의 불가피성분이 또한 함유되어 있다. 또한, 본 실시형태에서의 중간층(3)의 비커즈 경도는 50∼70으로 되어 있다.

도금층(4)은 아연, 알루미늄 및 망간으로 이루어진 아연-알루미늄-망간 합금으로 형성되어 있고, 후술하는 도금욕 조성물을 구성하는 금속 성분이 고화된 것이다. 이 도금층(4)에는, 사용하는 아연에 불순물로서 함유되는 납, 철, 카드뮴 등이 불가피성분으로서 함유된다. 이 도금층(4)에서는, 도 1에 도시한 바와 같이, 아연, 알루미늄 및 망간의 공석상(5a)이 매트릭스(5b) 중에 괴상으로 분산되어 있다. 또한, 본 실시형태에서의 도금층(4)의 비커즈 경도는 45∼65로 되어 있다.

이들 중간층(3) 및 도금층(4)의 합계 부착량은, 강선(2) 표면의 단위 표면적당 중간층(3) 및 도금층(4)의 합계 부착량으로 700∼1000g/m²가 되도록 설정되어 있다. 이와 같은 중간층(3) 및 도금층(4)에 있어서, 망간의 농도는 중간층(3) 및 도금층(4)의 양층에 걸쳐 균일하며, 중간층(3) 및 도금층(4)의 전체에 걸쳐 균일하게 분포되어 있다.

이러한 중간층(3) 및 도금층(4)의 양층에 함유되는 망간의 비율은 평균 질량%로 0.02∼0.30%로 되어 있다. 그리고, 중간층(3) 및 도금층(4)의 양층에 함유되는 알루미늄의 비율은 평균 질량%로 7.00∼24.00%로 되어 있으며, 불가피성분을 함유하는 아연의 비율은 평균 질량%로 75.40∼92.96%로 되어 있다. 또한, 망간이 상기 범위의 하한치를 밑돌면, 얻어진 도금 강선(1)의 내식성을 충분히 향상시킬 수 없을 수도 있다. 그리고, 망간이 상기 범위의 상한치를 상회하면, 후술한 풍냉으로 얻어지는 도금 강선(1)의 내식성을 충분히 향상시킬 수 없는 경우가 있는 동시에, 후술한 수냉으로 얻어지는 도금 강선(1)의 가공성이 저하될 수도 있다.

이상과 같은 도금 강선(1)에서는, 중간층(3) 및 도금층(4)의 양층이 상기한 소정의 비율로 망간, 알루미늄 및 아연을 함유하고 있으므로, 이 도금 강선(1)은, 종래의 아연-알루미늄 합금의 도금 강선, 즉, 도금층이 아연-알루미늄 합금만으로 이루어진 도금 강선(무첨가의 아연-알루미늄 합금으로 구성된 도금층을 갖는 도금 강선)에 비해 그 내식성이 우수하다. 또한, 이 도금 강선(1)은, 중간층(3) 및 도금층(4)의 경도가 종래의 아연-알루미늄 합금만으로 이루어진 도금층과 비교하여 거의 변함이 없으며, 종래의 아연-알루미늄-마그네슘 합금의 도금 강선에 비해 그 가공성이 우수하다. 즉, 본 실시형태에 따른 도금 강선(1)은 종래의 도금 강선에 비해 내식성 및 가공성이 모두 밸런스 좋게 우수하다.

또한, 이 도금 강선(1)에서는 일반적으로 부식되기 쉬운 것으로 되어 있는 공석상(5a)이, 매트릭스(5b)에 괴상으로 분산됨에 의해 공석상(5a)의 주위가 매트 릭스(5b)로 포위되게 된다. 그리고, 이 도금 강선(1)에서는 공석상(5a)이 미세하며 매트릭스(5b) 중에 균일하게 존재하는 것에 비해, 매트릭스(5b)에서 서로 떨어진 공석상(5a)간의 거리가 길어진다. 그 결과, 이 도금 강선(1)은, 부식 경로가 쉽게 형성되기 어렵게 되어 우수한 내식성을 갖게 된다.

또한, 이 도금 강선(1)은, 강선(2)에 대한 중간층(3) 및 도금층(4)의 합계 부착량이 70O 내지 1000g/m²로 설정되어 있기 때문에, 종래의 아연-알루미늄 합금의 도금 강선, 즉 중간층(3) 및 도금층(4)의 합계 부착량이 700g/m²에 미치지 않는 종래의 도금 강선에 비해 내식성이 우수하다.

또한, 이 도금 강선(1)은 강선(2)에 대한 중간층(3) 및 도금층(4)의 합계 부착량이 700 내지 1000g/m²로 설정되어 있기 때문에, 그 중간층(3) 및 도금층(4)의 합계 두께가 100∼140μm 정도가 된다. 그 결과, 도금 강선(1)은, 종래의 도금 강선에 비해 마모 내구성이 향상된다. 또한, 이 도금 강선(1)은 그 표면에 롤러 가공 등의 소성(塑性) 가공에 의해 용이하게 요철을 형성할 수 있다. 이와 같이 조면(粗面) 가공된 도금 강선(1)은 그 상면부가 미끄러지기 어려운 것이 요구되는 호안 공사용 바스켓 매트의 재료로서 적합하게 사용될 수 있다.

(도금 강선의 제조 방법)

다음으로, 본 발명의 도금욕 조성물에 대해 구체적으로 설명함과 동시에, 본 실시형태에 따른 도금 강선(1)의 제조 방법에 대해서 설명한다.

도금 강선(1)의 제조 방법은, 망간의 함유율이 0.04∼0.60 질량%가 되도록 아연, 알루미늄 및 망간을 함유한 도금욕 조성물을 조제하는 도금욕 조성물 조제 공정과, 상기한 강선(2)을 도금욕 조성물에 통과시킴으로써 강선(2)상에 아연, 알루미늄 및 망간을 함유한 중간층(3)을 개재하여, 아연, 알루미늄 및 망간으로 이루어진 도금층(4)을 형성하는 도금 형성 공정을 포함한다.

도금욕 조성물은 망간 0.04∼0.60질량%, 알루미늄 7.00∼2400질량% 및 불가피성분을 함유하는 아연 75.40∼92.96질량%로 이루어진다. 이 불가피성분으로는, 예를 들면 사용하는 아연에 불순물로서 함유되는 금속을 들 수 있는데, 구체적으로는 예를 들면, 납, 철, 카드뮴 등을 들 수 있다. 또한, 이들 금속(망간, 알루미늄 및 아연)이 각각의 상기 범위의 상한을 초과하면, 이들 금속의 톱 드로스의 발생량이 증가하는 경우가 있다. 그 결과, 톱 드로스화된 금속을 도금욕으로부터 배출하기 위한 작업 회수가 빈번해져 도금 강선(1)을 제조하는 작업 효율이 저하됨과 동시에, 이 배출에 의해 손실되는 금속이 증가하기 때문에 얻어지는 도금 강선(1)의 제조 비용이 증가하게 된다. 또한, 이들 금속이 각각의 상기 범위의 하한을 밑돌면, 상기한 소정량으로 이들 금속을 함유하는 중간층(3) 및 도금층(4)을 갖는 도금 강선(1)이 얻어지지 않을 수도 있다.

또한, 본 실시형태에서는 도금욕 조성물의 망간의 함유율이, 제조 목표로 하는 도금 강선(1)의 중간층(3) 및 도금층(4) 중의 망간의 함유율에 대해 2∼5배로 조정되어 있다.

다음으로, 본 실시형태의 도금 형성 공정에서 사용되는 도금 강선 제조 장치에 대해서 간단히 설명한다. 도 2에 도시한 바와 같이, 도금 강선 제조 장치(6)는 도금을 입혀질 강선(2)을 공급하는 강선롤(6a)과, 도금이 입혀진 도금 강선(1)을 권취하는 도금 강선 롤(6b)과, 도금욕 조성물(6c)이 저장된 도금 욕조(6d)와, 도금 욕조(6d) 내에 강선(2)을 안내하는 가이드 롤러(6e)를 구비하고 있다. 또한, 이 도금 강선의 제조 장치(6)는, 도금 욕조(6d)로부터 끌어올려진 도금 강선(1)을 냉각하기 위한 냉각 장치(도시 생략)를 구비하고 있다. 또한, 이 냉각 장치는 공지 구조의 것이면 무방하며, 풍냉식 또는 수냉식 중 어느 방식이라도 상관없다.

이 도금 강선의 제조 장치(6)에서는, 강선롤(6a)로부터 공급되는 강선(2)이 도금 욕조(6d) 안을 경유하여 도금 강선 롤(6b)에 도금 강선(1)이 감겨 올라간다. 이 때, 도금 욕조(6d)로부터 끌어올려진 강선(2)상에 부착되는 도금욕 조성물(6c)은 냉각 장치(도시 생략)에서 냉각된다. 그 결과, 강선(2)상에는, 중간층(3)(도 1 참조) 및 도금층(4)(도 1 참조)이 형성된다. 또한, 도금 욕조(6d)로부터의 강선(2)의 끌어올림 속도는, 강선(2)에 대한 중간층(3) 및 도금층(4)의 합계 부착량에 따라서 적당히 설정할 수 있다. 또한, 도금 욕조(6d) 내의 도금욕 조성물(6c)의 온도는 440∼460℃정도가 좋다.

또한, 이와 같은 도금 강선(1)의 제조 방법에 있어서, 도금욕 조성물(6c)로부터 끌어올린 강선(2)(도금 강선(1))의 냉각 방법은, 풍냉식 또는 수냉식 중 어느 방식이라도 상관없다. 그리고, 이 제조 방법에서는 풍냉식 또는 수냉식 중 어떠한 냉각 방법이 채용되더라도, 공석상(5a)이 매트릭스(5b) 중에 괴상으로 분산된 도금층(4)을 갖는 도금 강선(1)이 얻어진다. 게다가, 수냉식의 냉각 방법이 채용된 종래의 도금 강선의 제조 방법에서는 매트릭스(5b) 중에 공석상(5a)을 괴상으로 형성 할 수 없다.

또한, 이 도금 강선(1)의 제조 방법에서는, 상기한 바와 같이 도금욕 조성물(6c)로부터 끌어올린 강선(2)(도금 강선(1))의 냉각 방법은, 풍냉식 또는 수냉식 중 어느 방식이라도 상관없으나, 수냉식의 냉각 방법은 강선(2)상에 부착된 도금욕 조성물(6c)의 냉각 속도를 빠르게 할 수 있어 바람직하다.

이상과 같은 도금 강선(1)의 제조 방법에서는, 도금욕 조성물(6c)이 상기한 소정의 비율로 망간을 함유함에 따라, 종래의 망간을 함유하지 않은 아연-알루미늄계 도금욕 조성물에 비해 도금욕 조성물(6c)의 유동성이 저감된다. 그 결과, 이 도금 강선(1)의 제조 방법에서는, 강선(2)상에 부착되는 도금욕 조성물(6c)의 양이 증가한다. 즉, 이 도금 강선(1)의 제조 방법은, 강선(2)에 대한 중간층 및 도금층의 합계 부착량을 증가시킬 수 있다. 게다가, 종래의 아연-알루미늄 합금 도금 강선의 중간층 및 도금층의 합계 부착량은 강선의 단위 표면적당 중간층 및 도금층의 합계 부착량으로 700g/m²에 미치지 않는다. 이에 반해, 상기한 도금욕 조성물(6c)을 사용하여 얻어지는 도금 강선(1)의 중간층(3) 및 도금층(4)의 합계 부착량은 1000g/m²정도로 할 수 있다.

또한, 이 도금 강선(1)의 제조 방법에서는 도금욕 조성물(6c)의 망간의 함유율이, 제조 목표로 하는 도금 강선(1)의 중간층(3) 및 도금층(4) 중의 망간의 함유율에 대해 2∼5배로 조정되어 있다. 그 결과, 이 제조 방법에서는 도금 욕조(6d)중의 도금욕 조성물(6c)의 상층에 망간이 편재하게 된다. 그 결과, 도금욕 조성물 (6c)의 상층에서의 유동성이 더욱 저감된다. 따라서, 이 제조 방법은 강선(2)에 대한 중간층(3) 및 도금층(4)의 합계 부착량을 더욱 비약적으로 증가시킬 수 있다.

또한, 이 도금 강선(1)의 제조 방법에서는, 도금욕 조성물(6c)의 망간의 함유율이, 제조 목표로 하는 도금 강선(1)의 중간층(3) 및 도금층(4) 중의 망간의 함유율에 대해 2∼5배로 조정되어 있다. 이 도금 강선(1)의 제조 방법은, 도금욕 조성물(6c)의 망간의 함유율을 상기한 바와 같이 2∼5배로 조정하기 때문에, 도금욕에서의 망간의 톱 드로스화나 편석에 의한 도금욕 조성물(6c) 중의 망간의 저하분을 보충하게 된다. 그 결과, 이 제조 방법은, 망간을 상기한 소정의 비율로 함유하는 중간층(3) 및 도금층(4)를 갖는 도금 강선(1)을 안정적으로 제조할 수 있다.

또한, 이 제조 방법에서는, 수냉식의 냉각 방법을 채용함에 따라 강선(2)상에 부착된 도금욕 조성물(6c)의 냉각 속도를 빠르게 할 수 있으므로, 도금욕 조성물(6c)로부터 끌어올린 도금 강선(1)을 도금 강선 롤(6b)에 감아 올릴 때까지의 구간 길이, 다시 말하면, 이른바 톱 롤러까지의 높이를 낮게 설정할 수 있으므로, 도금 강선 제조 장치(6)의 소형화를 도모할 수 있다. 그 결과, 도금 강선 제조 장치(6)에서의 강선(2)(도금 강선(1))의 주행 경로로의 해당 강선(2)(도금 강선(1))의 배치, 즉 선통(線通)의 작업성이 용이해진다.

(철망제 바스켓)

다음으로, 본 실시형태에 따른 도금 강선(1)으로 형성된 철망 제품으로서의 철망제 바스켓에 대해서 설명한다.

도 3(a)에 도시한 바와 같이, 본 실시형태에 따른 철망제 바스켓(7)은 철망으로 형성된 상자 형상체이며, 그 상면부(13a)를 구성하는 철망만이 도금 강선(1)으로 형성되어 있다.

이 철망제 바스켓(7)에 사용되는 도금 강선(1)은, 상기한 바와 같이 가공성 및 내식성이 우수하므로, 이 도금 강선(1)을 사용한 철망제 바스켓(7)은 종래의 도금 강선으로 형성된 철망제 바스켓에 비해 제조가 용이함과 동시에, 그 내식성이 우수하다.

또한, 이 철망제 바스켓(7)은 그 상면부(13a)가 도금 강선(1)으로 형성되어 있어, 그 상면부(13a)의 마모 내구성이 우수하다.

또한, 도 3(b)에 도시한 바와 같이, 철망제 바스켓(7)은 그 정면부(13b), 좌측면부(13c), 우측면부(13d), 배면부(13e), 상면부(13a) 및 저면부(13f)의 각 면부를 구성하는 철망이 모두 도금 강선(1)으로 형성되어 있을 수도 있다.

이상으로, 본 발명에 따른 실시형태에 대해서 설명했으나, 본 발명은 이것에 한정되지 않으며, 발명의 주지(主旨)에 따른 적당한 변경 실시가 가능함은 물론이다.

상기 실시형태에서는, 상자 형상체의 철망제 바스켓을 예시했으나, 본 발명은 이것에 한정되지는 않으며, 예를 들면 일반적으로 호안 공사용에 돌을 채워 사용하는 바스켓 매트와 같은 것일 수도 있고, 구체적으로는, 철선 바스켓(자카고), 사각형의 바스켓, 원통형의 바스켓, 항만 축제(築提)용의 매트 등을 들 수 있다. 이들 철망제 바스켓은 일부에 도금 강선(1)이 사용된 것일 수도 있고, 그 전부에 도금 강선(1)이 사용된 것일 수도 있다.

실시예

다음으로, 본 발명의 도금 강선 및 그 제조 방법에 대해서, 실시예를 통해서 더욱 구체적으로 설명한다.

실시예 1∼ 실시예 5

실시예 1∼실시예 5에서는 도금욕 조성물로서 알루미늄을 11.8질량% 함유하는 아연-알루미늄 용융 조성물에 소정량의 망간을 첨가함으로써, 후술하는 표 1에 나타내는 함유율로 망간(표 1 중, Mn으로 표기함)을 함유한 도금욕 조성물을 조제했다.

다음으로, 철선상에 아연을 1차 도금한 것(지름:4mm)을 강선으로 사용하고, 이 강선을, 조제한 각 도금욕 조성물(욕 온도:450℃)에 8초간 침지시킨 후에 도금욕 조성물로부터 끌어올렸다. 그리고, 도금욕 조성물이 부착된 강선을 수냉으로 한 것(도금 강선)과 풍냉으로 한 것(도금 강선)을 각각 제조했다.

도 4a는 실시예 4의 수냉으로 얻어진 도금 강선의 단면의 현미경 사진이고, 도 4b는 실시예 4의 풍냉으로 얻어진 도금 강선의 단면의 현미경 사진이며, 도 5a는 실시예 5의 수냉으로 얻어진 도금 강선의 단면의 현미경 사진이고, 도 5b는 실시예 5의 풍냉으로 얻어진 도금 강선의 단면의 현미경 사진이다. 이들 도금 강선 모두 도금층에서 괴상으로 분산되어 있는 공석상이 보여진다. 또한, 얻어진 각 도금 강선에서의 도금층의 성분 분석을 행했다.

성분 분석에는 ICP(고주파 유도 결합 플라즈마 발광 분석 장치)를 사용했다. 얻어진 도금 강선에서의 도금층의 성분의 분석 결과를 표 1에 나타낸다. 또한, 검 출된 금속은 표 1 에서 원소 기호로 나타나 있다. 또한, 아연(Zn)의 함유율은 표 1 에서 기재한 다른 금속의 함유율의 잔부(표 1 중, 「잔(殘)」이라고 표기함)로 표시하고 있다.

비교예 1∼ 비교예 8

비교예 1∼비교예 6에서는, 도금욕 조성물로서 알루미늄을 11.8질량% 함유한 아연-알루미늄 용융 조성물에 표 1에 나타내는 첨가 금속의 소정량을 첨가함으로써, 표 1에 나타내는 함유율로 첨가 금속을 함유한 도금욕 조성물을 조제했다. 그리고, 비교예 7에서는 망간을 첨가하지 않은 도금욕 조성물(상기한 11.8% 알루미늄-아연 용융 조성물)을 조제하고, 비교예 8에서는 망간 및 알루미늄을 함유하지 않은 도금욕 조성물(99.9% 용융 아연)을 조제했다.

다음으로, 이러한 도금욕 조성물을 사용한 것 이외에는 실시예 1∼실시예 5와 동일하게 하여 도금 강선을 제조했다.

도 6a는 비교예 7의 수냉으로 얻어진 도금 강선의 단면의 현미경 사진이며, 도 6b는 비교예 7의 풍냉으로 얻어진 도금 강선의 단면의 현미경 사진이다. 이들 도금 강선에서는, 풍냉으로 얻어진 것은 도금층에서 괴상으로 분산되어 있는 공석상이 보이지만, 수냉으로 얻어진 것은 공석상이 도금층내에서 잘게 분산되어 있다.

그리고, 얻어진 도금 강선에 대해서 실시예 1∼실시예 5와 동일하게 하여 도금층의 성분 분석을 행했다. 그 결과를 표 1에 나타낸다.

<내식성 시험>

실시예 1∼실시예 5 및 비교예 1∼비교예 8에서 얻어진 각 도금 강선에 50± 5g/L 농도의 염화 나트륨 수용액(소금물)을 500시간 분무한 후에, 각 도금 강선에서의 도금층의 부식 감량을 측정했다. 그 결과를 「소금물 분무 실험 500H 도금 부식 감량」으로 하여 표 1에 나타낸다. 또한, 표 1의 (g/m²)란은 강선의 단위 표면적당 도금층의 감량분을 나타내고 있다. 또한, (%)란은 비교예 7의 수냉으로 얻은 도금 강선(망간을 함유하지 않은 알루미늄-아연 합금의 도금층을 갖는 것)에 같은 시험을 적용했을 때의 도금층의 감량분을 100으로 한 경우에 있어서, 각 도금 강선의 도금층의 감량분의 비를 나타내고 있다.

<가공성 시험>

실시예 1∼실시예 5 및 비교예 1∼비교예 8에서 얻어진 각 도금 강선에 대해 가공성 시험을 행했다. 이 가공성 시험은, 얻어진 도금 강선에 동일한 도금 강선을 8회 감고, 그 감은 도금 강선의 표면의 상태를 관찰함으로써 행했다. 그리고, 도금 강선의 표면에 형성된 크랙의 상태에 따라 가공성의 양부(良否)를 판단했다. 그 결과를 표 1에 나타낸다. 또한, 표 1에서 크랙란에 기재한 「미크로」, 「소」, [중], 「대」 및 「박리」는 다음 기준에 의한 크랙 정도의 분류이다.

미크로:육안으로는 확인되지 않는 크랙으로, 15배의 확대경을 사용하여 간신히 확인되는 것.

소:육안으로 간신히 확인되는 크랙

중:육안으로 쉽게 확인되는 크랙

대:손가락의 손톱이 걸리는 정도의 크랙

박리:도금층이 벗겨져 있는 크랙

또한, 이 가공성 시험은 실시예 1∼실시예 5 및 비교예 1∼비교예 8에서 얻어진 각 도금 강선의 각각에 대해 10개씩 행했다. 그리고, 상기 판단 기준에 해당하는 도금 강선의 개수를 후술하는 표 2에 표기했다. 또한, 표 2의 「중」, 「대」 및 「박리」의 기준에 해당하는 크랙을 갖는 도금 강선은 불량으로 하여, 각 도금 강선의 불량율을 구했다. 그 결과를 표 2에 「불량%」로 하여 나타낸다.

<도금 강선의 내식성의 평가>

표 1로부터 명확히 알 수 있듯이, 실시예 1∼실시예 5에서 얻어진 도금 강선은 수냉으로 얻어진 것 및 풍냉으로 얻어진 것에 상관없이, 11.8% 알루미늄-아연 합금으로 이루어진 도금층을 갖는 비교예 7의 도금 강선(망간을 함유하지 않는 것)에 비해 부식 감량이 적다. 즉, 본 발명은 종래의 도금 강선에 비해 내식성이 우수하다. 또한, 아연으로 이루어진 도금층을 갖는 비교예 8의 도금 강선이나, 첨가 금속으로서 규소(Si)를 함유하는 도금층을 갖는 비교예 5∼비교예 7의 도금 강선은, 실시예 1∼실시예 5(본 발명)의 도금 강선에 비해 내식성이 충분하지 못했다.

또한, 주석(Sn)을 함유하는 도금층을 갖는 도금 강선(비교예 1) 및 마그네슘(Mg)를 함유하는 도금층을 갖는 도금 강선(비교예 2)에서는, 수냉으로 얻은 것이 풍냉으로 얻은 것에 비해 내식성이 저하되어 있음에 반해, 실시예 1∼실시예 5에서 얻어진 도금 강선은, 수냉으로 얻은 것이 풍냉으로 얻은 것에 비해 내식성이 향상되어 있다. 또한, 비교예 1에서 얻어진 도금 강선은, 수냉으로 얻어진 것 및 풍냉으로 얻어진 것 모두 칙칙한 납빛으로 광택없는 외관을 나타내고 있었다.

<도금 강선의 가공성의 평가>

표 2로부터 명확히 알 수 있듯이, 실시예 1∼실시예 5에서 얻어진 도금 강선은, 수냉으로 얻은 것 및 풍냉으로 얻은 것에 상관없이 불량율이 0%로, 그 가공성이 우수했다. 이에 반해, 주석(Sn)을 함유하는 도금층을 갖는 도금 강선(비교예 1)은, 수냉으로 얻은 것은 불량율이 30%, 풍냉으로 얻은 것은 불량율이 50%이며, 마그네슘(Mg)을 함유한 도금층을 갖는 도금 강선(비교예 2)은, 수냉으로 얻은 것은 불량율이 40%, 풍냉으로 얻은 것은 불량율이 60%이며, 규소(Si)를 함유한 도금층을 갖는 도금 강선(비교예 4, 비교예 5 및 비교예 6)은, 수냉으로 얻은 것은 불량율이 40%이상, 풍냉으로 얻은 것은 불량율이 50% 이상이었다. 또한, 도금층에서의 망간(Mn)의 함유율이 0.30%를 초과하는 도금 강선(비교예 3)은 그 불량율이 10%였다.

<도금 강선의 내식성 및 가공성에 관한 고찰>

실시예 1∼실시예 5에서 얻어진 도금 강선은, 수냉으로 얻어진 것 및 풍냉으로 얻어진 것에 상관없이 그 내식성 및 가공성 모두 균형있게 우수하다. 그 결과, 이러한 도금 강선은 특히 옥외에서 사용되는 철망 제품의 재료로서 적합하다.

또한, 실시예 1∼실시예 5에서 얻어진 도금 강선은, 수냉으로 얻어진 것이어도 내식성이 우수하다. 즉, 도금 강선 제조 장치에 수냉식을 채용할 수 있으므로, 상기한 바와 같이 톱 롤러까지의 높이를 낮게 설정할 수 있다. 그 결과, 도금 강선 제조 장치의 소형화를 도모할 수 있다. 또한, 도금 강선 제조 장치가 소형화됨에 따라, 상기한 선통의 작업성이 간단해진다.

<도금 강선의 도금층 및 중간층에서의 첨가 금속의 농도 분포에 관한 평가>

다음으로, 실시예 4의 풍냉으로 얻은 도금 강선(0.21% Mn-12.1% Al-87.69% Zn 도금 강선), 비교예 1의 수냉으로 얻은 도금 강선(0.48% Sn-11.8% Al-87.72% Zn 도금 강선), 비교예 2의 수냉으로 얻은 도금 강선(0.46% Mg-12.0% Al-87.54% Zn 도금 강선), 및 비교예 5의 풍냉으로 얻은 도금 강선(0.27% Si-12.1% Al-87.63% Zn 도금 강선)의 도금층 및 중간층에서의 각각의 첨가 금속(실시예 4:망간(Mn), 비교예 1:주석(Sn), 비교예 2:마그네슘(Mg), 비교예 5:규소(Si))의 농도 분포를 측정했다. 측정에는, EPMA(X선 마이크로 애널라이저)를 사용했다. 이 때, EPMA의 가속 전압은 20kV로 설정되고, 시려 전류는 30nA로 설정되며, 빔 직경은 1μm로 설정되었다. 도 7은 실시예 4의 도금 강선에서의 첨가 금속(망간)의 농도 분포를 나타내는 차트이고, 도 8은 비교예 l의 도금 강선에서의 첨가 금속(주석)의 농도 분포를 나타내는 차트이며, 도 9는 비교예 2의 도금 강선에서의 첨가 금속(마그네슘)의 농도 분포를 나타내는 차트이며, 도 10은 비교예 5의 도금 강선에서의 첨가 금속(규소)의 농도 분포를 나타내는 차트이다.

도 7에 도시한 바와 같이, 실시예 4의 도금 강선에서의 첨가 금속(망간)은 도금층 및 중간층에 걸쳐 그 농도가 균일해져 있다. 이에 반해, 비교예 1의 도금 강선, 비교예 2의 도금 강선 및 비교예 5의 도금 강선은 각각 도 8, 도 9 및 도 10에 도시한 바와 같이, 첨가 금속(주석(Sn), 마그네슘(Mg), 규소(Si))의 농도가 도금층 및 중간층에 있어서 불균일하게 되어있다.

실시예 4의 도금 강선은, 이와 같이 첨가 금속(망간)의 농도가 도금층 및 중간층의 양층에 걸쳐 균일하게 되어 있으므로, 상기한 바와 같이 가공성이 우수한 것이 되는 것이라고 생각할 수 있다.

(실시예 6, 비교예 9 및 실시예 7, 비교예 10)

실시예 6, 비교예 9 및 실시예 7, 비교예 10에서는, 후술하는 표 3에 나타내는 범위에서 알루미늄(Al), 망간(Mn) 및 아연(Zn)을 함유한 도금욕 조성물을, 각 실시예 및 각 비교예에 대해서 50종류씩 조제했다.

다음으로, 철선상에 10%의 알루미늄-90%의 아연 도금을 입힌 것을 강선으로 사용하고, 이 강선을, 조제한 각 도금욕 조성물(욕 온도:450℃)에 8초간 침지시킨 후에 도금욕 조성물로부터 끌어올렸다. 이 때의 강선의 끌어올림 속도(도금 선속)는 실시예 6 및 비교예 9에서 60m/분으로 설정하고, 실시예 7 및 비교예 10에서 55m/분으로 설정했다. 그리고, 도금욕 조성물이 부착된 강선을 수냉시킴으로써 도금 강선을 각각 제작했다. 또한, 실시예 6 및 비교예 9에는 지름이 4.0mm의 강선을 사용하고, 실시예 7 및 비교예 10에는 지름이 5.0mm의 강선을 사용했다.

그리고, 얻어진 각 도금 강선에서의 도금층 및 중간층의 조성 분석을 행했다. 조성 분석에는, ICP(고주파 유도 결합 플라즈마 발광 분석 장치)를 사용했다. 얻어진 도금 강선에서의 도금층 및 중간층의 조성 분석 결과를 표 3에 나타낸다. 또한, 아연(Zn)의 함유율은 표 3에서 기재한 다른 금속의 함유율의 잔부(殘部)로 표시하고 있다.

<도금층 및 중간층의 부착량의 평가>

다음으로, 얻어진 각 도금 강선에서의 도금층 및 중간층의 합계 부착량을 측정했다. 그 결과를 표 3에 나타낸다. 이 부착량은 강선의 단위 표면적당 도금층 및 중간층의 합계 부착량으로, JIS H0401에 준거하여 측정했다. 또한, 표 3의 최대 부착량은 각 실시예 및 각 비교예에서 각각 50개 제작한 도금 강선 중에서 최대의 부착량이며, 최소 부착량은 각 실시예 및 각 비교예에서 각각 50개 제작한 도금 강선 중 최소의 부착량이다. 또한, 평균 부착량은 50개의 각 도금 강선에서의 부착량(도금층 및 중간층의 합계 부착량)의 산술 평균을 구한 값이다.

표 3으로부터 명확히 알 수 있듯이, 실시예 6 및 실시예 7의 도금 강선은 비교예 9 및 비교예 1O의 도금 강선에 비해, 각각 1OOg/m²정도 많은 도금층 및 중간층이 부착되어 있었다. 또한, 실시예 7의 도금 강선은 최대 부착량이 986g/m²이었다.

<도금 강선의 부착량의 고찰>

실시예 6 및 실시예 7의 도금 강선(망간을 함유하는 도금층을 갖는 것)은, 망간을 함유하지 않은 종래의 도금 강선(예를 들면, 비교예 9 및 비교예 10의 도금 강선 참조)에 비해 도금층의 부착량이 대폭적으로 증가했다. 그 결과, 실시예 6 및 실시예 7의 도금 강선은, 부착량의 증가에 의해 종래의 도금 강선에 비해 내식성이 우수한 것이 된다. 이와 같이 실시예 6 및 실시예 7의 도금 강선의 도금층의 부착량이 증가하는 것은, 도금욕 조성물에 망간이 함유됨으로써 그 유동성이 저하되기 때문이라고 생각할 수 있다.

(도금층 및 중간층의 경도 측정)

다음으로, 도금 강선에서의 도금층 및 중간층의 비커즈 경도(Hv)의 측정을 행했다. 여기서는, 도금욕 조성물로서 알루미늄을 11.8질량% 함유한 아연-알루미늄 용융 조성물에, 후술하는 표 4에 나타내는 소정의 함유율이 되도록 망간을 첨가한 것(A1∼A4)과, 마그네슘을 첨가한 것(B1∼B4)과, 규소를 첨가한 것(C1∼C3)을 조제했다.

그리고, 철선상에 아연 도금을 입힌 것(지름:4.0mm)을 강선으로서 사용하고, 이 강선을, 조제한 각 도금욕 조성물에 8초간 침지시킨 후에 도금욕 조성물로부터 끌어올렸다. 그리고, 도금욕 조성물이 부착된 강선을 풍냉으로 한 것(도금 강선)과, 수냉으로 한 것(도금 강선)을 각각 제조했다. 이어서, 이들 도금 강선의 도금층 및 중간층의 각각에 대해 비커즈 경도(Hv)를 측정했다. 그 결과를 도 11∼도 13에 나타낸다. 도 11은 첨가 금속으로서 망간(Mn)을 함유하는 도금욕 조성물로 얻어진 풍냉의 도금 강선과 수냉의 도금 강선에서의 도금층의 경도와 중간층의 경도를 나타내는 그래프이며, 도금욕 조성물 중 망간 함유율(질량%)에 대한 비커즈 경도(Hv)의 관계를 나타내는 그래프이다. 도 12는, 첨가 금속으로서 마그네슘(Mg)을 함유하는 도금욕 조성물로 얻어진 풍냉의 도금 강선과 수냉의 도금 강선에 있어서의 도금층의 경도와 중간층의 경도를 나타내는 그래프이며, 도금욕 조성물 중 마그네슘 함유율(질량%)에 대한 비커즈 경도(Hv)의 관계를 나타내는 그래프이다. 도 13은 첨가 금속으로서 규소(Si)를 함유하는 도금욕 조성물로 얻어진 풍냉의 도금 강선과 수냉의 도금 강선에서의 도금층의 경도와 중간층의 경도를 나타내는 그래프이며, 도금욕 조성물 중 규소 함유율(질량%)에 대한 비커즈 경도(Hv)의 관계를 나타내는 그래프이다. 또한, 도 11∼도 13에 있어서, D는 첨가 금속(망간, 마그네슘 및 규소)을 함유하지 않은 도금욕 조성물로 얻어진 도금 강선에서의 도금층의 경도와 중간층의 경도를 나타내는 축이다.

<도금층 및 중간층의 경도의 평가 및 고찰>

도 11로부터 명확히 알 수 있듯이, 망간을 함유하는 도금욕 조성물로 얻어진 풍냉의 도금 강선 및 수냉의 도금 강선에서는, 그 도금층의 비커즈 경도가 45∼65의 범위 이내이다. 그리고, 중간층의 비커즈 경도는 50∼70의 범위 이내로 되어 있다. 즉, 망간을 함유하는 도금욕 조성물을 사용하여 얻어진 도금 강선(본 발명)은, 도금층의 비커즈 경도와 중간층의 비커즈 경도가 근접해 있으며, 양자의 경도의 차이는 예를 들면, O.3% 망간 함유 도금욕 조성물(A3)에서 10에 미치지 않는다.

한편, 도 12로부터 명확히 알 수 있듯이, 마그네슘을 함유하는 도금욕 조성물로 얻어진 풍냉의 도금 강선 및 수냉의 도금 강선에서는, 도금층의 비커즈 경도와 중간층의 비커즈 경도의 차가 예를 들면. 0.3% 마그네슘 함유 도금욕 조성물(B3)에서 약 80정도로 되어 있다.

또한, 도 13으로부터 명확히 알 수 있듯이, 규소를 함유하는 도금욕 조성물로 얻어진 풍냉의 도금 강선에서는, 도금층의 비커즈 경도와 중간층의 비커즈 경도와의 차가 예를 들면, O.3% 규소 함유 도금욕 조성물(C2)에서 약 20정도로 되어 있다. 그리고, 수냉의 도금 강선에서는, 도금층의 비커즈 경도와 중간층의 비커즈 경도와의 차가 예를 들면, O.3% 규소 함유 도금욕 조성물(C2)에서 약 40 근방으로 되어 있다.

즉, 망간을 함유하는 도금욕 조성물을 사용하여 얻어진 도금 강선(본 발명)이 우수한 가공성을 발휘하는 것은, 도금층의 비커즈 경도와 중간층의 비커즈 경도가 근접해 있고, 또한 모두 낮은 값을 나타내고 있기 때문이라고 생각할 수 있다.

다음으로, 망간을 함유하는 도금욕 조성물의 유동성 평가 시험을 행하고, 그 결과를 참고예로서 나타낸다.

(참고예 1∼참고예 3)

참고예 1∼참고예 3에서는, 유동성을 평가하는 도금욕 조성물로서, 알루미늄을 11.8질량% 함유하는 아연-알루미늄 용융 조성물에 소정량의 망간(Mn)을 첨가함으로써, 후술하는 표 5에 나타내는 함유율로 알루미늄(Al) 및 망간(Mn)을 함유함과 동시에, 표 5에는 기재하지 않았으나 나머지 부분이 아연인 용탕(溶湯)(온도:450℃)을 조제했다. 그리고, 이 용탕에 대해서 유동성 평가 시험을 행했다.

<유동성 평가 시험>

이 유동성 평가 시험에서는, 도 14a 및 도 14b에 나타내는 시험 장치(20)가 사용되었다. 도 14a는 시험 장치(20)의 구성 설명도이며, 도 14b는 시험 장치(20)를 구성하는 소용돌이 금형(27)의 상면도이다.

이 시험 장치(20)는, 도 14a에 도시한 바와 같이 상기한 용탕(26)을 투입하는 흑연 도가니(21)와, 흑연 도가니(21)를 가열하는 전기 히터 로(爐)(22)와, 흑연 도가니(21)의 아래쪽에 배치된 소용돌이 금형(27)과, 소용돌이 금형(27)을 200℃ 정도로 가열하는 전기 히터(28)를 구비하고 있다.

이 시험 장치(20)에서는, 흑연 도가니(21)에 투입된 용탕(26)이 열전대(熱電對)(24)에서 온도가 감시되면서 전기 히터로(22)에 의해 가열됨으로써, 용탕(26)의 온도가 450℃로 유지되도록 되어 있다. 그리고, 이 시험 장치(20)에서는, 흑연 도가니(21)의 바닥에 뚫린 탕구(湯口)(21a)를 막는 스토퍼(23)가 분리됨으로써, 용탕(26)이 흑연 도가니(21)로부터 소용돌이 금형(27)을 향해 흘러 떨어지도록 되어 있다.

소용돌이 금형(27)은, 도 14b에 도시한 바와 같이 흑연 도가니(21)로부터 흘러 떨어진 용탕(26)을 받는 용탕 저장부(27a)와, 용탕 저장부(27a)로부터 소용돌이 형상으로 연장되는 홈(27b)을 구비하고 있다.

이 시험 장치(20)에서는, 용탕 저장부(27a)가 450℃ 정도의 용탕(26)을 받으면, 용탕(26)은 용탕 저장부(27a)로부터 홈(27b)으로 흘러 들어간다. 그리고, 홈(27b)으로 흘러 들어간 용탕(26)은 홈(27b)을 따라 흐른다. 이 때 소용돌이 금형(27)은 200℃ 정도로 설정되어 있으므로, 홈(27b)으로 흘러 들어간 용탕(26)은 점차 고화됨과 동시에, 고화될 때까지 홈(27b) 안을 흐른다. 그리고, 용탕 저장부(27a)로부터 홈(27b)을 따라 흐른 용탕(26)의 길이는 용탕(26)의 유동성이 높을 수록 길어진다. 여기에서의 유동성 평가 시험은, 이 흐른 용탕(26)의 길이(이하, 「유동 길이」라고 함)를 측정함으로써, 참고예 1∼참고예 3에서 조제한 각 용탕(26)의 유동성을 평가했다. 또한, 이 유동성 평가 시험은, 참고예 1∼참고예 3의 용탕(26)의 각각에 대해서 10회 행했다. 그리고, 참고예 1∼참고예 3의 용탕(26)의 각각의 유동 길이의 평균(평균 유동 길이)을 구했다. 그 결과를 표 5에 나타낸다.

표 5로부터 명확히 알 수 있듯이, 용탕(26)의 유동성은 망간(Mn)의 함유율이 많아지면 많아질수록 저하되고 있다. 즉, 상기 실시예 6 및 상기 실시예 7에서는, 도금욕 조성물에 함유되는 망간에 의해 그 유동성이 저하되고, 그 결과, 강선에 대한 도금층 및 중간층의 합계 부착량이 증가한 것이라고 생각할 수 있다.

본 발명에 의하면, 내식성 및 가공성이 모두 우수하며, 또한 도금층 및 중간층의 합계 부착량이 더욱 증가한 고내식·고가공성의 도금 강선, 이 고내식·고가공성의 도금 강선의 제조에 사용하는 도금욕 조성물, 고내식·고가공성의 도금 강 선의 제조 방법 및 상기 도금 강선을 사용한 철망 제품을 제공할 수 있다.

Claims

강선상에, 아연, 알루미늄 및 망간을 함유하는 중간층을 개재하고, 아연, 알루미늄 및 망간으로 이루어진 도금층을 구비한 고내식·고가공성의 도금 강선으로서,

상기 도금층 및 상기 중간층의 양층에 함유되는 망간의 비율이 평균 질량%로 0.02∼0.30%이고, 알루미늄의 비율이 평균 질량%로 8∼25%이며, 불가피성분을 함유하는 아연의 비율이 평균 질량%로 74.70∼91.98%인 것을 특징으로 하는 고내식·고가공성의 도금 강선.
제1항에 있어서, 상기 도금층 및 상기 중간층이, 상기 강선 표면의 단위 표면적당 상기 중간층 및 상기 도금층의 합계 부착량으로 700 내지 1000g/m²로 설정된 것을 특징으로 하는 고내식·고가공성의 도금 강선.
제1항에 있어서, 망간의 농도가 상기 도금층 및 상기 중간층에 걸쳐 균일하고 또한 상기 도금층의 비커즈 경도가 45∼65이며, 상기 중간층의 비커즈 경도가 50∼70인 것을 특징으로 하는 고내식·고가공성의 도금 강선.
제2항에 있어서, 망간의 농도가 상기 도금층 및 상기 중간층에 걸쳐 균일하고 또한 상기 도금층의 비커즈 경도가 45∼65이며, 상기 중간층의 비커즈 경도가 50∼70인 것을 특징으로 하는 고내식·고가공성의 도금 강선.
제1항에 있어서, 상기 도금층에서 아연, 알루미늄 및 망간이 공석상(共析相)을 형성하고, 상기 도금층의 매트릭스 중에 괴상으로 분산되어 있는 것을 특징으로 하는 고내식·고가공성의 도금 강선.
제2항에 있어서, 상기 도금층에서 아연, 알루미늄 및 망간이 공석상(共析相)을 형성하고, 상기 도금층의 매트릭스 중에 괴상으로 분산되어 있는 것을 특징으로 하는 고내식·고가공성의 도금 강선.
삭제
아연, 알루미늄 및 망간을 함유하는 도금욕 조성물을 조제하는 도금욕 조성물 조제 공정과,

강선을 상기 도금욕 조성물에 통과시킴으로써 상기 강선상에 아연, 알루미늄 및 망간을 함유하는 중간층을 개재하여, 아연, 알루미늄 및 망간으로 이루어진 도금층을 형성하는 도금 형성 공정을 구비하는 고내식·고가공성의 도금 강선의 제조 방법으로서,

목표로 하는 도금 강선의 상기 도금층 및 상기 중간층중의 망간의 함유율에 대해 상기 도금욕 조성물의 망간의 함유율을 2∼5배로 조정하는 것을 특징으로 하는 고내식·고가공성의 도금 강선의 제조 방법.
제8항에 있어서, 상기 도금층 및 상기 중간층이, 상기 강선 표면의 단위 표면적당 상기 중간층 및 상기 도금층의 합계 부착량으로 700 내지 1000g/m²로 설정되는 것을 특징으로 하는 고내식·고가공성의 도금 강선의 제조 방법.
삭제
제1항에 기재된 고내식·고가공성의 도금 강선으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 철망 제품.
제2항에 기재된 고내식·고가공성의 도금 강선으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 철망 제품.
적어도 그 상면부가 제1항에 기재된 고내식·고가공성의 도금 강선으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 철망제 바스켓.
적어도 그 상면부가 제2항에 기재된 고내식·고가공성의 도금 강선으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 철망제 바스켓.