KR100815820B1

KR100815820B1 - 합금화 용융아연도금강판의 제조방법

Info

Publication number: KR100815820B1
Application number: KR1020060135698A
Authority: KR
Inventors: 안재형; 홍문희
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2006-12-27
Filing date: 2006-12-27
Publication date: 2008-03-20

Abstract

본 발명은 자동차의 내판 및 외판 등에 사용되는 고강도 합금화 용융아연도금강판의 제조방법에 관한 것으로서, 내파우더링성 및 프레스 가공성은 통상적인 자동차용 강판과 동등 수준을 유지하면서 보다 우수한 내식성을 갖는 합금화 용융아연도금강판의 제조방법을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.

본 발명은 중량%로, C; 0.005%이하(0%는 불포함), S: 0.003-0.025%, Mn: 0.20%이하(0%는 불포함), Cu: 0.2%이하(0%는 불포함) 및 나머지 Fe 및 기타 불순물을 포함하여 이루어지는 냉연강판을 도금욕인입강판온도(FCS): 500∼510℃, 도금욕온도: 455∼465℃, 및 도금욕 조성: 0.12∼0.2%의 Al을 함유하는 용융아연욕의 조건으로 용융아연도금한 후, 합금화하는 것을 특징으로 하는 합금화 용융아연도금강판의 제조방법을 그 요지로 한다.

합금화, 용융아연, 부착량, 내식성

Description

합금화 용융아연도금강판의 제조방법{Method for Producing Alloyed Zinc Hot Dip Galvanized Steel Sheet}

도 1은 본 발명에 따르는 합금화 처리시 Al 억제층의 형성 메카니즘을 모식적으로 나타내는 모식도

도 2는 종래예 및 발명예에 대한 염수분무시험결과를 나타내는 그래프

본 발명은 자동차의 내판 및 외판 등에 사용되는 합금화 용융아연도금강판의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 MnS 석출물, CuS 석출물 및 이들의 복합 석출물 등을 포함하는 강(이하, "MAFE 강"이라고도 칭함)의 표면에 후도금하여 내식성을 보다 향상시킬 수 있는 합금화 용융아연도금강판의 제조방법에 관한 것이다.

최근 친환경성 문제가 사회적 관심이 되면서 자동차 분야에서는 자동차의 안전성,경량화 및 저연비화의 관점에서, 자동차용의 강판으로서, 고강도의 용융 아연 도금 강판을 적용하는 경향이 증가하고 있다.

특히, 국내/외 유수의 자동차사의 경우, 자동차 강판을 기존 냉연강판(CR)재 에서 합금화 용융아연도금강판(GA)재로 부분 또는 전량 교체함에 따라, 이의 수요가 증가하고 있는 실정이다.

이러한 수요 증가에 부응할 수 있는 강 종으로서, MAFE 강을 들 수 있으며, 이 강종은 본 출원인이 개발하여 특허출원한 강으로서, 중량%로서 C; 0.005%이하, S: 0.003-0.025%, Mn: 0.20%이하, 및 Cu: 0.2%이하를 함유하는 강이며, 그 대표적인 예가 WO 05/045085호 및 WO 05/061748호에 제시되어 있다.

한편, 순수한 아연으로만 구성되어 있는 용융 아연도금강판 (Galvanizing steel sheet : GI 강판)은 합금화 용융아연도금강판(GA강판)에 비하여 용접성 및 도장성이 떨어지며, 따라서, 합금화 용융아연도금강판의 수요가 증가되고 있다.

그러나, 합금화 용융아연도금강판은 용접성 및 도장성은 우수하지만, 도금층이 취성이 강한 철-아연 금속간 화합물로 구성되어 있기 때문에, 프레스 가공시 도금층이 박리되는 파우더링(Powdering) 및 플레이킹 (Flaking)이 발생되는 문제점이 있다.

따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위한 방법으로는 도금층/소지철 계면에 형성되는 감마 상의 두께를 최소화하는 것이 가장 이상적인 방법이라고 여겨져 왔다.

특히, 최근에는, 보다 우수한 내식성을 갖는 합금화 용융아연도금강판이 요구되고 있으며, 이를 위하여 도금 부착량을 증가시키는 시도들이 행해지고 있다.

그러나, 상기와 같이 내식성을 향상시키기 위하여 도금부착량을 증가시키는 경우에는 상기한 박리문제를 더욱 가중시킬 수 있게 된다.

따라서, 상기한 파우더링(Powdering) 및 플레이킹 (Flaking)의 문제점을 해결할 수 있으면서, 내식성을 보다 향상시킬 수 있는 후도금 강판재의 제조가 요구되고 있다.

본 발명은 내파우더링성 및 프레스 가공성은 통상적인 자동차용 강판과 동등 수준을 유지하면서 보다 우수한 내식성을 갖는 합금화 용융아연도금강판의 제조방법을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.

이하, 본 발명에 대하여 설명한다.

본 발명은 중량%로, C: 0.005%이하(0%는 불포함), S: 0.003-0.025%, Mn: 0.20%이하(0%는 불포함), Cu: 0.2%이하(0%는 불포함) 및 나머지의 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하여 이루어지는 냉연강판을 도금욕인입강판온도(FCS): 500∼510℃, 도금욕온도: 455∼465℃, 및 도금욕 조성: 0.12∼0.2%의 Al을 함유하는 용융아연욕의 조건으로 용융아연도금한 후, 합금화하는 것을 특징으로 하는 합금화 용융아연도금강판의 제조방법에 관한 것이다.

이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명은 중량%로, C: 0.005%이하(0%는 불포함), S: 0.003-0.025%, Mn: 0.20%이하(0%는 불포함), 및 Cu: 0.2%이하(0%는 불포함)를 함유하는 강 즉, MAFE강에 바람직하게 적용된다.

본 발명에 보다 바람직하게 적용되는 강은 C:0.003%이하(0%는 불포함), Mn:0.03~0.15%, Si: 0.10%이하(0%는 불포함), P: 0.03~0.2%, S:0.003~0.015%, Al:0.01~0.08%, Cu:0.005~0.2%를 포함하고, 상기 Mn, Cu, S가 조건 0.035≤Mn+Cu≤0.3, 2≤0.5×(Mn+Cu)/S≤20를 만족하고, 나머지 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 조성되는 MAFE강이다.

상기 MAFE강에는 CuS, MnS, 및 (Cu,Mn)S의 S계 석출물 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 석출물이 존재한다.

본 발명의 주요특징은 MAFE강의 계면 구조의 특성의 고려하여 도금조건을 적절히 제어하여 합금화 도금시 얇고 균일한 Al 억제층을 형성함으로써 합금화가 보다 용이하게 달성될 수 있도록 하는데, 있다.

합금화 용융아연도금강판의 소지강판인 냉연강판은 용융아연도금하기 전에, 통상적인 방법으로, 전처리한 후, 750℃ 이상으로 가열한 후, 냉각된 다음, 도금욕으로 인입된다.

상기 전처리는 특별히 한정되는 것은 아니며, 통상적인 방법에 따라 행하면 되고, 바람직한 방법으로는 NaOH 용액 등으로 세정하는 것을 들 수 있다.

통상, 합금화의 용이성을 위한 도금욕인입강판온도는 일정 범위를 가지고 있으며, 극하향 또는 극상향시, 미합금화 발생 등의 문제가 발생한다고 여겨져왔다.

본 발명자들은 연구 및 실험을 통하여, 도금욕인입강판온도를 높이더라도, 합금화의 용이성을 달성할 수 있음을 확인하였다.

즉, Al 억제층 형성시 높은 강판(Strip)온도로 인하여 Fe원자 용출 구동력이 상승하게 되고, 이로 인하여 도 1에 나타난 바와 같이, 치밀하고 얇은 억제층의 형성이 가능하게 되어 균일한 합금화가 이루어지게 되는 것으로 판단된다.

상기 도금욕인입강판온도가 너무 낮은 경우에는 Fe의 용출이 충분하지 않아 Al억제층이 불균일하게 형성되고, 너무 높은 경우에는 용융아연도금의 합금화 반응 이 충분히 일어나지 않으므로, 상기 도금욕인입강판온도는 500∼510℃로 설정하는 것이 바람직하다.

상기 도금욕온도는 455∼465℃로 설정하는 것이 바람직하고, 도금욕은 0.12∼0.2%의 Al을 함유하는 용융아연욕을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 도금욕 온도 및 용융아연욕 조성은 적절한 용융아연도금이 이루어지도록 하는 조건으로 선정된 것이다.

상기 합금화 온도가 너무 낮은 경우에는 합금화가 불균일하게 일어나 합금화 색상차이를 야기할 우려가 있고, 그리고 너무 높은 경우에는 내파우더링성이 떨어질 우려가 있으므로, 합금화 온도는 535∼545℃로 설정하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 도금 부착량은 충분한 내식성을 확보하기 위하여 45g/m²를 초과하도록 설정하는 것이 바람직하고, 보다 우수한 내식성을 확보하기 위해서는 60g/m²이상으로 설정하는 것이 바람직하다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.

실시예 1

(종래예)

중량%로, C:0.0016%, Mn:0.072%, P:0.0609%, Si: S:0.06%, Al:0.008%, Cu:0.1% 및S:0.010%를 포함하는 냉연강판을 800℃에서 64초 동안 소둔한 다음, 도금욕인입강판온도(FCS): 495℃, 도금욕온도: 460℃, 및 도금욕 조성: 0.12∼0.2%의 Al을 함유하는 용융아연욕의 조건으로 용융아연도금한 후, 부착량이 45g/m²가 되도록 조절한 다음, 535℃에서 합금화(GA)하여 합금화 용융도금강판을 제조하였다.

(발명예)

중량%로, C:0.0016%, Mn:0.072%, P:0.0609%, Si: S:0.06%, Al:0.008%, Cu:0.1% 및S:0.010%를 포함하는 냉연강판을 800℃에서 64초 동안 소둔한 다음, 도금욕인입강판온도(FCS): 505℃, 도금욕온도: 460℃, 및 도금욕 조성: 0.12∼0.2%의 Al을 함유하는 용융아연욕의 조건으로 용융아연도금한 후, 부착량이 65g/m²가 되도록 조절한 다음, 540℃에서 합금화(GA)하여 합금화 용융아연도금강판을 제조하였다.

상기와 같이, 제조된 발명예에 대하여 합금화도(Fe%)를 측정한 결과, 전면은 합금화도가 9.2이고, 후면은 10.1로 나타났으며, 이는 종래의 합금화 용융아연도금강판의 것과 동등한 수준에 해당되는 것이다.

또한, 발명예에 대하여 표면상태[조도(JA)] 및 60도 벤딩 테스트에 의하여 내파우더링성[박리폭(mm), 등급]을 조사한 결과, 평균조도(JA)는 0.80㎛로써, 통상의 GA재 평균조도를 유지하였고, 박리폭(mm)은 전면은 4.85(mm), 후면은 5.24(mm)로 관찰되었으며, 이는 발명예의 표면상태 및 내파우더링성은 자동차 외판재 기준을 만족하고 있음을 의미하는 것이다.

상기 내파우더링성의 평가기준인 박리폭(mm)은 4mm이하가 1등급이고, 6mm이하가 2등급인데, 자동차 외판재로 합격을 받기 위해서는 1, 2등급에 해당 되어야 한다.

한편, 종래예 및 발명예의 내식성을 평가하기 위하여 염수분무시험을 행하 고, 그 결과를 도 2에 나타내었다.

도 2에 나타난 바와 같이, 발명예가 종래예에 비하여 내식성이 우수함을 알 수 있다.

실시예 2

중량%로, C:0.0016%, Mn:0.072%, P:0.0609%, Si: S:0.06%, Al:0.008%, Cu:0.1% 및S:0.010%를 포함하는 냉연강판을 800℃에서 64초 동안 소둔한 다음, 하기 표 1에 나타난 도금욕인입강판온도, 도금욕온도 및 합금화 온도조건으로 용융아연도금 및 합금화 처리를 실시하여 합금화 용융아연도금강판을 제조하였다.

이때, 도금욕으로는 0.12∼0.2%의 Al을 함유하는 용융아연욕을 사용하고, 부착량은 65g/m²이었다.

상기와 같이 제조된 합금화 용융아연도금강판에 대하여 60도 벤딩 테스트에 의하여 파우더링지수[박리폭(mm)]를 측정하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

구분	도금욕인입 강판온도(℃)	도금욕 온도(℃)	합금화 온도(℃)	파우더링지수 [박리폭(mm)]
발명범위	500	458	535	4
비교범위	490	450	545	6.1
발명범위	510	465	545	5
비교범위	516	457	535	미합금화 발생

상기 표 1에 나타난 바와 같이, 도금욕인입강판온도가 높은 경우에는 미합금화가 일어남을 알 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 고 내식성을 가질 뿐만 아니라 내파우더링성 및 프레스 가공성도 종래의 자동차용 강판과 동등 수준을 유지하는 합금화 용융아연도금강판을 제공할 수 있다.

Claims

삭제
중량%로 C:0.003%이하(0%는 불포함), S:0.003~0.015%, Mn:0.03~0.15%, Cu:0.005~0.2%, Si: 0.10%이하(0%는 불포함), P:0.03~0.2%, Al:0.01~0.08%를 포함하고, 상기 Mn, Cu, S가 조건 0.035≤Mn+Cu≤0.3, 2≤0.5×(Mn+Cu)/S≤20를 만족하고, 나머지 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 조성되는 냉연강판을 도금욕인입강판 온도(FCS): 500∼510℃, 도금욕 온도: 455∼465℃, 및 도금욕 조성: 0.12∼0.2%의 Al을 함유하는 용융아연욕의 조건으로 용융아연도금한 후, 합금화하는 것을 특징으로 하는 합금화 용융아연도금강판의 제조방법.
제2항에 있어서, 도금 부착량은 45g/m²을 초과 하도록 하고, 그리고 합금화는 535∼545℃에서 행해지는 것을 특징으로 하는 합금화 용융아연도금강판의 제조방법
제3항에 있어서, 도금 부착량이 60g/m²이상인 것을 특징으로 하는 합금화 용 융아연도금강판의 제조방법