KR101008069B1 - 표면품질이 우수한 합금화 용융아연 도금강판 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따라 2단계의 산세공정을 포함하며, 제 2산세공정에서 질산 8~12wt%와 EDTA 0.01~0.05wt%를 포함하는 수용액을 사용함으로써 표면조도가 감소되고, 강판 표면 색상이 균일한 합금화 용융아연도금강판의 제조방법이 제공된다.
합금화 용융아연도금강판, 표면색상, 표면 조도, 질산, EDTA, 산세공정
Description
본 발명은 2단계의 산세공정을 포함하는 합금화 용융아연도금강판의 제조방법에 관한 것이며, 보다 상세하게는 제 2산세공정에서 질소 및 EDTA를 포함하는 용액을 사용함으로써 표면조도가 감소되고, 강판 표면 색상이 균일한 합금화 용융아연도금강판을 제조하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로 합금화 용융아연도금강판은 도장성, 용접성 및 도장 후 내식성이 우수하여 건축자재, 구조물, 가전제품 및 자동차 차체 등에 널리 사용되고 있다. 최근에는 건축물의 고강도화 및 자동차 차체의 경량화 및 고강도화 요구에 따라 고강도 강판에 용융아연도금을 실시한 강판이 개발되고 있다. 특히 용융아연도금강판을 450℃ 이상의 고온에서 합금화시켜 소지강판의 철을 아연도금층으로 확산시켜 제조한 합금화 용융아연도금강판이 용융도금강판에 비해 내식성이 우수하기 때문에 자동차용으로 널리 사용되고 있다.
통상적인 합금화 용융아연도금강판은 먼저 열연강판을 산세하여 열연강판 표면에 있는 산화철을 제거한 다음 냉간압연하고 그 강판을 소둔처리하여 용융아연도금을 실시한 후 다시 강판을 재가열시켜 소지강판과 용융도금층을 합금화 처리함으로써 제조된다.
따라서 상기와 같이 제조된 합금화 용융아연도금강판의 표면색상은 합금화정도에 따라서 변하게 된다. 즉 합금화가 적은 경우에는 도금층에 철함량이 낮아 상대적으로 연회색의 아연 색상을 띠게 되며, 이에 반해 합금화가 많이 진행된 경우에는 철함량이 높아 흑회색이 된다.
만약 강판 표면에서 국부적으로 합금화도의 차이가 존재할 경우에는, 자동차사에서 성형 후 인산염 처리를 실시할 때 인산염 부착량의 편차를 유발하여 국부적으로 높낮이가 차이가 생기며 이에 따라 도장 후 광택이 감소하는 문제가 있다.
이러한 합금화도의 편차는 소지철 표면과 관계가 있으며, 소지철 표면에 미세한 틈이 있으면 그 틈 부위에는 용융아연이 침투하지 못해 합금화반응이 일어나지 못하게 된다. 따라서 소지철 표면에 미세한 틈이 많은 부위는 합금화반응이 억제되어 합금화도가 낮아 색상이 균일하지 못한 경향이 있다.
이에 따라서 본 발명자는 냉연강판 표면의 미세한 틈에 의해 발생하는 합금화도 불균일에 의한 색상차를 방지하기 위하여, 염산을 이용한 통상적인 열연강판 산세방법으로 표면의 산화철을 제거한 다음 질산 및 EDTA를 포함하는 수용액으로 산세하여 강판 전체에 걸쳐 표면색상이 균일한 합금화 용융아연도금 강판을 얻을 수 있는 방법의 제공에 그 목적이 있다.
본 발명에 따라서
열연강판을 10~17wt% 염산 수용액에서 제 1차 산세하여 표면의 산화철을 제거하는 단계; 및
상기 열연강판을 질산 8~12wt%와 EDTA 0.01~0.05wt%를 포함하는 수용액 중에서 2차 산세하는 단계
를 포함하는 표면 품질이 우수한 합금화 용융아연도금강판의 제조방법이 제공된다.
이하 본 발명에 대하여 상세하게 설명하고자 한다.
합금화 용융아연도금강판의 일반적인 제조방법에 있어서, 열연강판은 고온에서 압연이 이루어지고, 또한 물을 사용하여 강판의 온도를 제어하기 때문에 표면에 산화철이 두껍게 형성되는 특징이 있다. 또한 강판 부위별 압연온도와 냉각정도가 약간씩 차이가 있기 때문에 산화철의 두께는 국부적으로 차이가 나게 된다. 이러한 열연강판은 표면의 산화철을 제거하기 위하여 통상적인 산세공정을 실시한 후 냉간압연을 실시하는 것이 일반적이다.
따라서 상기와 같은 방법으로 산세하는 경우, 산화철의 두께가 국부적으로 다른 열연강판이 산세공정을 통과하면 표면의 산화철이 용해, 제거됨으로서 산세강판 표면은 산화철 두께 차이에 따라 표면에 요철이 형성된다. 산세강판의 요철로 인한 최대 조도(Rmax)는 일반적으로 12㎛미만이지만, 열연강판표면의 산화철이 두꺼운 부위에서는 12㎛를 초과하게 되고 그 부위는 냉간압연공정에서 압착되어 틈을 유발하게 된다. 따라서 냉간압연강판 표면의 틈을 방지하기 위해서는 열연강판을 산세한 후 산세강판 표면 어느 부위라도 표면 최대 조도가 12㎛ 미만되는 것이 바람직하다.
본 발명의 합금화 용융아연도금 강판을 제조하기 위한 산세공정은 2단계로 진행되며, 이와 같이 2단계로 산세공정이 진행되는 경우, 강판 표면에 미세한 틈이 생성되는 것을 방지함으로써 용융아연도금 후 강판 표면에 균일한 합금화를 진행시켜 표면색상이 균일한 합금층을 얻을 수 있게 된다.
본 발명의 바람직한 구현에 있어서, 열연강판 산세공정은 2단계로 진행되며, 이 때 제 1산세 공정은 열연강판표면의 두꺼운 산화철을 제거하는 것이 목적이며, 제 2산세 공정은 강판표면의 요철을 제거하는 것이 목적이다.
제 1산세공정은 산화철 용해성이 뛰어난 통상의 염산 수용액을 사용하여 강판 표면의 두꺼운 산화철을 제거하는 공정이다. 상기 제 1산세 공정에서 산세 용액으로 사용되는 염산수용액은 산세속도가 빠르기 때문에 연속산세공정에서 생산성이 우수하지만, 전술한 바와 같이 산화철의 두께가 국부적으로 다른 경우에는 산세 후 강판 표면의 요철이 크게 되는 문제점이 있다. 또한 염산의 경우 강판의 깊이방향으로 침식성이 강하기 때문에 산 농도가 높거나, 산세시간이 증가할수록 강판 깊이방향으로 불균일 침식되어 표면 요철이 심해진다. 따라서 통산적인 염산수용액 산세공정에서도 산 농도와 온도, 산세시간을 적절히 조정하여 표면요철을 최소화 시킬 수는 있지만, 염산으로 산세하는 단일단계로는 국부적으로 요철이 증가하는 현상을 방지하기 어렵다.
따라서 본 발명에서는 통상적인 제 1산세공정으로 열연강판 표면의 산화철을 빠르게 제거한 다음 국부적으로 존재하는 표면 요철을 감소시키기 위해 제 2산세공정을 실시한다. 제 2산세공정은 통상적인 염산 수용액으로 제 1산세공정을 진행한 다음, 질산 8~12wt%와 EDTA 0.01~0.05wt%를 포함하는 수용액 중에서 50~70℃의 온도로 3~10초 동안 산세하는 것이 바람직하다.
본 발명의 제 2산세공정에서 산세 용액으로 질산을 사용하는 이유는 질산이 염산과 달리 깊이방향으로 침식성이 약하여 표면 요철부위를 우선적으로 용해시키는 기능이 있기 때문이다. 그러나 제 2산세공정의 산세액으로서 질산만을 단독으로 사용하는 경우 강판 표면에 철 질화물로 추정되는 푸른색의 피막이 형성되며, 그 후 공정인 도금공정에서 밀착성을 떨어뜨리는 단점이 있다. 따라서 이러한 문제를 해결하기 위하여 질산과 함께 EDTA를 첨가하면 질산에 의해 표면 요철이 용해되면서 강판 표면에 EDTA 가 얇게 흡착되어 질화물의 형성이 방지된다.
본 발명의 구현에 있어서, 열연강판을 2단계로 산세하는 경우, 제 1산세공정은 열연강판 표면의 산화철을 용해시키기 위한 것으로서 통상적인 열연강판 산세방법과 동일하게 산화철이 용해할 수 있는 조건인 것으로 특별히 한정할 필요는 없으나, 생산성을 고려하여 통상적인 산세조건인 염산 10~17wt%의 수용액 중에서 60 ~70℃의 온도로 20~40초 동안 산세하는 것이 바람직하다.
본 발명의 구현에 있어서, 제 2산세공정은 제 1산세공정을 실시한 후, 질산 8~12wt%와 EDTA 0.01~0.05wt%를 포함하는 수용액 중에서 50~70℃의 온도로 3~10초 동안 실시하는 것이 바람직하다.
상기 수용액 중의 질산 농도를 8~12wt%로 한정한 이유는 질산 농도가 8wt% 미만인 경우, 표면요철을 제거하는 효과가 미약하고 시간이 오래 소요되기 때문에 바람직하지 않으며, 상기 질산 농도가 12wt%를 초과하는 경우에는, 표면요철 제거 효과는 있으나, 경제성을 고려하여 상한치를 12wt%로 한정하는 것이 바람직하다.
상기 제 2산세공정에 사용되는 산세액 중의 EDTA농도는 0.01~0.05wt%가 바람직하다. 상기 EDTA의 농도가 0.01wt% 미만인 경우에는 표면의 질화물 형성을 완전히 방지하지 못하며, 0.05wt%를 초과하게 되면 산세를 지나치게 억제하여 산세시간이 길어지는 단점이 있다.
또한, 상기 제 2산세공정 중 산세액의 온도는 50~70℃가 적당하며 온도가 50℃보다 낮을 경우 산세시간이 오래 걸리고, 70℃를 초과하면 산세용액중의 물의 증발속도가 너무 빨라 농도조절이 어렵기 때문에 50~70℃로 제한하는 것이 바람직하다.
부가적으로, 상기 제 2산세공정의 산세시간을 3~10초로 제한하는 이유는 산세시간이 3초 미만에서는 표면요철을 제거하는 효과가 미약하여, 산세 후 표면 최대 조도가 국부적으로 12㎛이상이 되는 부위가 일부 존재하기 때문에 바람직하지 않으며, 10초를 초과하는 경우에는 표면요철을 제거하는 효과는 우수하나, 생산성을 고려하여 10초로 제한 하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 합금화 용융아연도금 강판의 제조방법으로 통상적인 조건의 염산 수용액으로 산세하여 열연강판 표면의 산화철을 제거한 다음 질산 및 EDTA 수 용액으로 산세하여 표면요철을 제거함으로써, 강판표면 어느 부위에서나 최대 조도가 12㎛ 미만인 산세강판을 얻을 수 있다. 이를 냉간압연, 소둔 및 용융도금을 실시한 후 합금화처리를 실시하면 강판 표면의 합금화도가 균일하게 진행되어 표면색상이 균일한 합금화 용융아연도금강판을 얻을 수 있다.
이하 실시예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 한다.
실시예 1
통상적인 용융아연도금강판 제조용 열연강판을 사용하여 염산 15wt% 수용액 중에서 70℃의 온도로 30초 동안 1단계 산세를 실시한 후 표 1과 같은 조성 및 조건으로 제 2단계 산세처리를 실시하였다. 1단계 산세액 중에는 과산세 방지를 목적으로 헥사메틸렌 테트라아민을 0.0001wt% 첨가하였다. 2단계 산세처리가 완료된 강판을 수세 및 건조한 후 그 표면의 조도를 측정하여 표 2에 나타내었으며, 또한 산세처리를 완료한 강판을 두께 감소율이 75%가 되도록 냉간압연한 후 그 강판을 12% H2-N2 분위기 중에서 800℃, 60초 동안 환원 소둔하였다. 그 후, 강판을 460℃로 냉각한 후 욕온 460℃인 용융아연도금욕 중에 용융도금을 실시한 다음 도금부착량이 편면기준 50g/m2이 되도록 N2 와이핑(wipping)을 실시하였으며 도금이 끝난 직후 500℃에서 20초 동안 가열하여 합금화하였다. 합금화가 완료된 강판은 육안으로 표면 색상차이를 관찰하고, 또한 60°로 절곡하여 도금층 탈락정도로서 도금밀착성을 평가하여 표 2에 병기하였다.
표면조도 측정은 가로 세로 각각 100mm 인 면적에서 최대 조도값을 100 포인트 측정하여 그중 가장 큰 값을 그 강판의 표면 조도로 하였다.
[표 1]
| 구분 | 번호 | 2차 산세 처리 유무 |
2차 산세용액 조성 |
온도(℃) | 처리시간(초) | |
| 질산(wt%) | EDTA(wt%) | |||||
| 본발명예 | 1 | 유 | 8 | 0.01 | 50 | 3 |
| 2 | 유 | 8 | 0.01 | 60 | 10 | |
| 3 | 유 | 8 | 0.03 | 60 | 5 | |
| 4 | 유 | 8 | 0.05 | 70 | 5 | |
| 5 | 유 | 10 | 0.02 | 60 | 5 | |
| 6 | 유 | 10 | 0.02 | 60 | 10 | |
| 7 | 유 | 10 | 0.05 | 60 | 5 | |
| 8 | 유 | 10 | 0.05 | 70 | 7 | |
| 9 | 유 | 12 | 0.03 | 50 | 3 | |
| 10 | 유 | 12 | 0.03 | 60 | 5 | |
| 11 | 유 | 12 | 0.03 | 60 | 7 | |
| 12 | 유 | 12 | 0.03 | 70 | 10 | |
| 비교예 | 1 | 무 | - | - | - | - |
| 2 | 유 | 5 | 0.01 | 60 | 5 | |
| 3 | 유 | 8 | 0.02 | 60 | 1 | |
| 4 | 유 | 10 | - | 60 | 5 | |
| 5 | 유 | 10 | 0.005 | 60 | 5 | |
| 6 | 유 | 10 | 0.03 | 30 | 5 | |
[표 2]
| 구분 | 번호 | 산세후 표면조도(㎛) | 표면색상균일도 | 도금밀착성 |
| 본발명예 | 1 | 10.48 | 2 | 1 |
| 2 | 9.76 | 1 | 1 | |
| 3 | 10.01 | 2 | 1 | |
| 4 | 9.98 | 1 | 1 | |
| 5 | 8.45 | 1 | 1 | |
| 6 | 7.72 | 1 | 1 | |
| 7 | 8.03 | 1 | 1 | |
| 8 | 7.69 | 1 | 1 | |
| 9 | 8.45 | 1 | 1 | |
| 10 | 7.32 | 1 | 1 | |
| 11 | 7.27 | 1 | 1 | |
| 12 | 6.97 | 1 | 1 | |
| 비교예 | 1 | 14.23 | 4 | 1 |
| 2 | 13.21 | 4 | 1 | |
| 3 | 13.59 | 4 | 1 | |
| 4 | 8.42 | 1 | 3 | |
| 5 | 8.89 | 1 | 2 | |
| 6 | 12.22 | 3 | 1 |
표면색상균일도; 1 : 색상편차 전혀없음. 2 : 색상편차 희미
3 : 색상편차 선명 4 : 색상편차 극히 선명
도금 밀착성 ; 1 : 우수 2 : 불량
3 : 극히 불량
상기 표 1 및 2에 나타낸 바와 같이 본 발명에 부합되는 발명예 (1-12)의 경우에는 산세후 강판 표면 최대조도가 12㎛ 미만이 되어 합금화 용융아연도금후 강판 표면의 색상차가 전혀 없이 균일한 색상의 강판이 얻어졌으며, 도금밀착성도 우수하였다.
비교예 (1)의 경우에는 2차 산세처리를 실시하지 않은 경우로서, 산세후 표면 최대조도가 14.23㎛가 되어 합금화 용융아연도금강판 제조 후 색상편차가 극히 선명하였다.
한편 비교예 (2)의 경우에는 2차 산세를 실시하였으나, 2차 산세액 중 질산 농도(5wt%)가 본 발명에서 한정한 범위보다 낮은 경우로서, 산세후 표면 최대조도 감소효과가 미약하여 합금화 용융아연도금 후 색상편차가 극히 선명하였다.
비교예 (3)의 경우에는 2차 산세액의 조성이 본 발명에서 한정한 범위이지만, 산세시간(1초)이 본 발명에서 한정한 범위보다 짧은 경우로서, 산세 후 표면 최대조도 감소효과가 미약하여 합금화 용융아연도금 후 색상편차가 극히 선명하였다.
비교예 (4 및 5)의 경우에는 2차 산세용액 중 질산농도는 본 발명에서 한정한 범위이지만, EDTA를 첨가하지 않았거나 본 발명에서 한정한 범위보다 적게 첨가한 경우(0.005wt%)로서, 산세 후 표면조도 감소효과는 커서 표면색상차는 전혀 없지만, 강판 표면에 질화물이 형성되어 도금밀착성이 불량하거나 극히 불량하였다.
한편 비교예 (6)의 경우에는 2차 산세용액의 조성은 본 발명에서 한정한 범위이내이지만, 산세 온도(30℃)가 본 발명에서 한정한 범위보다 낮은 경우로서, 표 면 최대조도 감소효과가 미약하여 표면 색상편차가 선명하였다.
본 발명에 따라 산세공정을 2단계로 실시하여 강판 표면에 색상 편차가 없는 균일한 도금층을 얻을 수 있다.
Claims (4)
- 열연강판을 10~17wt% 염산 수용액 중에서 1차 산세하여 표면의 산화철을 제거하는 단계; 및상기 열연강판을 질산 8~12wt%와 EDTA 0.01~0.05wt%를 포함하는 수용액 중에서 2차 산세하는 단계를 포함하는 표면 품질이 우수한 합금화 용융아연도금강판의 제조방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 제 1차 산세는 60 ~ 70℃의 온도에서 20~40초 동안 수행됨을 특징으로 하는 합금화 용융아연도금강판의 제조방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 제 2차 산세는 50~70℃의 온도에서 3~10초 동안 수행됨을 특징으로 하는 합금화 용융아연도금 강판의 제조방법.
- 제 1항에 있어서, 산세 후 강판 표면의 최대 조도가 12㎛ 미만임을 특징으로 하는 합금화 용융아연도금 강판의 제조방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020030086364A KR101008069B1 (ko) | 2003-12-01 | 2003-12-01 | 표면품질이 우수한 합금화 용융아연 도금강판 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020030086364A KR101008069B1 (ko) | 2003-12-01 | 2003-12-01 | 표면품질이 우수한 합금화 용융아연 도금강판 제조방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20050052804A KR20050052804A (ko) | 2005-06-07 |
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ID=37248638
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020030086364A KR101008069B1 (ko) | 2003-12-01 | 2003-12-01 | 표면품질이 우수한 합금화 용융아연 도금강판 제조방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101008069B1 (ko) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6063390A (ja) | 1983-09-19 | 1985-04-11 | Kawasaki Steel Corp | フェライト系およびマルテンサイト系ステンレス鋼帯の連続酸洗方法 |
| KR960023253A (ko) * | 1994-12-14 | 1996-07-18 | 김만제 | 알칼리 탈지 설비의 분사노즐 및 배관 막힘 방지 용액 |
| KR20040065996A (ko) * | 2001-06-06 | 2004-07-23 | 신닛뽄세이테쯔 카부시키카이샤 | 고가공(高加工)시의 내피로성, 내식성, 연성 및 도금부착성을 갖는 고강도 용융 아연 도금 강판 및 합금화용융 아연 도금 강판과 그 제조 방법 |
-
2003
- 2003-12-01 KR KR1020030086364A patent/KR101008069B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20050052804A (ko) | 2005-06-07 |
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