KR101143180B1 - 용융 아연합금 도금욕, 용융 아연합금 도금강재 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 내식성 및 굽힘가공성이 우수한 도금강재를 제공하기 위한 용융 아연합금 도금욕, 이를 이용한 용융 아연합금 도금강재의 제조방법 및 상기 방법으로 제조된 용융 아연합금 도금강재를 제공하고자 하는 것이다.
이를 위해서 본 발명은 중량%로, 알루미늄(Al): 10~30%, 실리콘(Si): 0.01~0.5%, 마그네슘(Mg): 0.1~3%, 미슈메탈: 0.1~0.5%를 포함하고 나머지는 아연 및 불가피한 불순물로 조성되는 용융 아연합금 도금욕을 제공하고, 강재를 전처리하는 단계; 상기 전처리된 강재를 열처리하는 단계; 및 상기 열처리된 강재를 상기 용융 아연합금 도금욕에 통과시켜 도금하는 단계를 포함하는 용융 아연합금 도금강재의 제조방법 및 상기 제조방법에 의해 제조된 용융 아연합금 도금강재를 제공한다.
용융 아연합금도금, 내식성, 도금욕, 굽힘가공성
Description
본 발명은 건축자재용, 가전용, 자동차용 등에 사용되는 도금강재에 관한 것으서, 보다 상세하게는 내식성과 굽힘가공성을 향상시키기 위해서 사용되는 용융 아연합금 도금욕, 이를 이용한 용융 아연합금 도금강재의 제조방법 및 상기 방법으로 제조된 용융 아연합금 도금강재에 관한 것이다.
종래부터 강재의 표면에 아연 도금을 실시하여 강재의 내식성을 개선하는 것은 널리 알려져 왔고, 현재까지도 아연 도금된 강재는 대량 생산되어 사용되고 있다.
그러나 건축자재, 가전, 자동차 등 다양한 용도에 사용되기 위해서, 상기와 같은 아연 도금만으로는 내식성이 불충분한 문제가 있다. 따라서 도금층의 내식성을 향상시킬 수 있도록 알루미늄을 첨가한 용융 아연-알루미늄합금 도금강재, 예를 들면, 55%알루미늄-아연을 이용한 용융 아연-알루미늄합금 도금강재을 사용하고 있 다. 그러나 상기 용융 아연-알루미늄합금 도금강재은 벌크(bulk) 도금층의 알루미늄 함량이 아연에 비하여 많기 때문에, 희생 방식(sacrificial corrosion prevention)능력이 저하되고, 도금된 재료에서의 단면과 같은 소지금속(underlying metal)이 노출되는 부분에서 부식이 생기는 문제가 남는다.
또한 상기 55%알루미늄-아연 도금을 할 때, 도금욕의 온도를 600℃ 정도로 높게 설정해야 하기 때문에 도금층의 가공성이 열악하며, 도금욕내 각종 구조부위의 설비에 부식이 발생하는 문제로 인해, 설비의 수명이 짧아지며 설비 교체에 따른 생산성이 낮아지는 문제점이 있다.
한편 아연-알루미늄합금 도금강재에 대한 종래의 기술을 살펴보면 다음과 같다.
국제공개특허 WO2007/146161에서는 일반 용융아연도금을 위한 고알루미늄(10~40%)의 합금 용융아연도금이 개시되어 있다. 상기 특허에서는 아연-암모늄 플럭스에 침적시킨 뒤 실리콘을 포함하는 아연-알루미늄 도금욕에서 도금을 실시하는 이른바 플럭스 아연도급법을 제시하고 있다. 그러나 상기 플럭스 아연도금법은 주로 구조물, 파이프 등 단위 부품을 단속적으로 도금하는데 적용되며, 강재를 연속적으로 도금하는 방법으로는 전처리 공정이 상이하고, 도금 부착량 제어 및 표면 품질의 관리 측면에서 적용이 어렵게 된다.
한편 일본을 중심으로 개발된 아연-알루미늄-마그네슘 도금강재은 강재의 표면에 알루미늄상을 포함한 아연-마그네슘상(Zn11Mg2)이 국부적으로 존재하면 변색되기 쉽고, 이를 방치하면 이 부분이 두드러진 색조로 되어 표면외관을 현저히 저하시킨다. 또한 제품 폭방향으로 연장되는 선상의 줄무늬가 발생하여 도금 후 냉각속도를 조정하거나 특수원소를 도금욕에 첨가하여야 하는 문제점을 가진다.
또한 유럽특허번호 제1621645호와 같이, 유럽을 중심으로 개발되고 있는 또다른 형태의 아연-알루미늄-마그네슘 합금 도금강재는 알루미늄과 마그네슘의 첨가총량이 일본에서 개발된 아연-알루미늄-마그네슘 합금 도금강재보다 적어 내식성이 충분히 확보되지 않는 문제점이 있다.
따라서 자동차뿐만 아니라, 건축자재, 가전 등 다양한 용도에 적용될 수 있도록 내식성 및 굽힘 가공성이 우수한 도금강재이 요구되고 있으며, 이를 위한 도금욕 성분 및 도금방법이 요구되고 있다.
본 발명의 일측면에 따르면 내식성 및 굽힘가공성이 우수한 도금강재를 제공하기 위해서, 도금시 도금욕의 온도를 낮출 수 있는 용융 아연합금 도금욕, 이를 이용한 용융 아연합금 도금강재의 제조방법 및 상기 방법으로 제조된 용융 아연합금 도금강재가 제공된다.
본 발명은 중량%로, 알루미늄(Al): 10~30%, 실리콘(Si): 0.01~0.5%, 마그네슘(Mg): 0.1~3%, 미슈메탈: 0.1~0.5%를 포함하고 나머지는 아연 및 불가피한 불순물로 조성되는 용융 아연합금 도금욕을 제공한다.
또한 본 발명은 강재를 전처리하는 단계;
상기 전처리된 강재를 열처리하는 단계; 및
상기 열처리된 강재를 상기 용융 아연합금 도금욕에 통과시켜 도금하는 단계를 포함하는 용융 아연합금 도금강재의 제조방법을 제공한다.
또한 본 발명은 상기 제조방법에 의해 제조된 용융 아연합금 도금강재를 제공한다.
본 발명은 알루미늄-아연 도금욕에 실리콘과 미슈메탈을 첨가하여 도금층 단면에 합금층이 거의 제거됨으로써 표면조도가 평활해지고 광택도가 균일해지며, 도금층의 굽힘 밀착성이 양호해짐에 따라 표면외관 특성과 내식성이 향상되는 효과를 갖는다. 또한 마그네슘을 첨가하여 도금층 표면외관이 양호하면서 도금특성이 우수하며 특히 도금층 내식성이 더욱 향상됨을 알 수 있다. 또한 본 발명에 의하면 아연-알루미늄-마그네슘의 3원합금 도금시 도금공정의 온도를 낮출 수 있음에 따라 도금욕 구조부위들의 용출이 억제되고, 그 결과 부품의 수명이 길어지고 교체주기가 연장되면서 생산성 향상의 효과를 얻을 수 있다.
이하 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.
먼저, 용융 아연합금 도금욕의 조성에 대하여 상세히 설명한다(이하, 중량%)
본 발명의 일측면인 용융 아연합금 도금욕은 중량%로, 알루미늄(Al): 10~30%, 실리콘(Si): 0.01~0.5%, 마그네슘(Mg): 0.1~3%, 미슈메탈: 0.1~0.5%를 포함하고 나머지는 아연 및 불가피한 불순물로 이루어진다.
알루미늄(Al)은 고내식성 확보를 위해서 첨가된다. 도금욕 중 알루미늄 첨가량이 증가하면 도금강재의 내식성이 증가하는데, 이는 알루미늄이 도금층 중 알루미늄 산화피막으로 존재하여 산화환원 반응이 억제되고, 그에 상응하는 양극반응인 아연 용출속도가 낮아지기 때문이다. 즉, 부식초기 생성된 부식생성물 피막이 도금 표면을 덮어 합금원소의 역할로서 부식생성물의 전도도가 낮은 수산화 아연으로 유지되고, 이에 산화아연의 전도성이 저하됨으로써 산화환원 반응이 억제된다. 본 발명에서 Al의 함량을 10~30%로 한정한 이유는 그 함량이 10% 미만에서는 합금 도금 층에서의 내식성이 저하되며, 30% 초과에서는 드로스 발생량이 증가하여 도금욕 관리가 어렵게 되고 표면외관이 열화되기 때문이다.
실리콘(Si)은 표면조직에서의 파우더링 현상과 단면조직에서의 합금층 성장을 방지하기 위해서 첨가된다. 실리콘은 주로 소지철/도금층 계면에 존재하면서 소지철에서 도금층으로 확산하는 철량을 감소시키고 도금층에서 소지철로 확산하는 알루미늄량을 감소시킨다. 이러한 실리콘 첨가 효과에 의해 합금층 두께가 감소되면서 굽힘 밀착성이 향상되는데, 그 함량이 0.01% 이상 첨가하면 합금층 억제 효과가 나타나기 시작하고 0.5% 이상 첨가되면 그 효과가 현저해진다. 그럼에도 불구하고 실리콘 함량을 0.01～0.5%로 한정한 이유는 그 함량이 0.01% 미만에서는 합금층 생성 억제효과가 미약하며, 도금층 굽힘 밀착성이 열화되는 반면, 0.5% 초과에서는 도금층 가공성, 표면외관 등의 특성에서 더 이상의 향상 효과가 나타나지 않기 때문이다.
미슈메탈(Mischmetal)은 약 90%의 희토류 원소(REM)와 약 10%의 철(Fe)의 합금으로 철강의 첨가제 및 발화합금의 원료로써 이용되어 왔다. 본 발명에서 미슈메탈은 도금층/소지철 계면에 석출하여 계면층을 안정화시키는 역할을 하며 도금층을 평활하게 한다. 그러나 도금욕 온도가 상승하면 금속간 화합물 형성속도와 성장속도가 증가하여 취약한 철-알루미늄 합금층을 형성한다. 본 발명에서 미슈메탈은 0.1～0.5% 범위로 첨가되는데 0.1% 미만으로 첨가되면 강재와 도금욕의 젖음성 향 상 효과를 얻을 수 없어 도금층 표면이 거칠게 되기 쉽고 0.5% 초과하여 첨가되면 과도한 금속 산화물 생성으로 인하여 도금표면 외관이 열화되는 경향을 나타낸다.
본 발명에서 사용되는 미슈메탈은 제한되지 않는다. 한가지 바람직한 미슈메탈의 예로는 La-rich 미슈메탈이 있으며, 이는 La: 50중량%, Ce: 25중량%, Nd: 8~15중량%, Pr: 3~7중량%, 나머지는 Fe로 이루어진다.
마그네슘(Mg)은 도금욕내 마그네슘을 첨가하면 산화아연 형성반응을 억제하고 부식초기 단계에서 용출된 마그네슘이 수산화아연 혹은 산화아연에 스며들어 염기성 염화아연으로 변화하여 더 이상의 녹 발생을 억제하는 효과가 있다. 마그네슘은 도금층 및 절단면의 내식성 향상을 위하여 0.1～3.0% 범위에서 첨가하는데 0.1% 미만에서는 내식성 향상효과가 미미하며, 3.0% 초과하여 첨가하면 도금욕이 산화되기 쉽고 드로스 발생량이 증가하여 조업성을 저해하기 때문이다.
본 발명에서는 상기 알루미늄(Al)과 실리콘(Si)의 함량이 30≤Al/Si≤120의 관계를 만족하는 것이 바람직하다.
전술한 바와 같이, 알루미늄은 도금강재의 내식성을 증가시키는 역할을 하며, 실리콘은 소지철과 도금층에서의 철과 알루미늄의 확산을 감소시켜 굽힘밀착성을 향상시키는 역할을 한다. 이때 실리콘이 과도하게 첨가되어 Al/Si의 값이 30 미만이면 나내식성이 열위에 있게되고, 120을 초과하게 되면 굽힘밀착성이 열위에 있는 문제가 있다.
나머지는 아연(Zn) 및 불가피한 불순물로 이루어진다.
이하, 상기 용융 아연합금 도금욕을 이용하여 용융 아연합금 도금강재를 제조하는 방법에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명에 적용되는 강재는 제한은 없으나 바람직하게는 저탄소강, 극저탄소강 및 고탄소강 중 어느 하나를 사용한다. 또한 본 발명에 적용되는 강재는 열연강재 또는 냉연강재가 사용된다. 상기 열연강재는 1.0~4.0㎜의 두께를 갖는 것이 바람직하며, 냉연강재는 0.3~2.3㎜의 두께를 갖는 것이 바람직하다.
본 발명의 강재를 용융 아연합금 도금하기 위해서는 먼저, 전처리공정(Pre-treatment or Pre-cleaning)을 수행하여 강재의 표면을 세정한다.
상기 전처리공정에는 산세, 수세, 탈지 등의 공정이 포함된다. 열연강재의 도금성 향상을 위하여 전처리 조건이 중요하며 바람직하게는 스케일 제거를 위한 산세처리가 필요하다. 냉연강재는 탈지처리를 하는 것이 바람직하다.
상기 전처리 공정을 거친 강재를 도금욕에 통과시키기 전에 열처리공정을 수행한다. 상기 열처리는 환원분위기에서 행하는 환원 열처리가 바람직하고, 통상의 방법에 의하며 충분하다. 한가지 바람직한 예를 든다면, 이슬점 온도가 -40℃인 수소 20%-질소 80%의 분위기에서 행한다.
상기 열처리공정은 열연강재 또는 냉연강재를 사용하는지에 따라 그 온도범위가 달라지는 바, 이하 열연강재와 냉연강재를 달리하여 설명한다.
열연강재를 도금하는 경우의 열처리 공정에 대하여 상세히 설명한다.
열연강재는 냉연강재와 비교하여 표면특성이 상이하고 소재의 재질 확보와 도금층 굽힘 밀착성 확보를 위하여 적정 열처리 조건이 요구된다. 연속도금에 있어 열연강재는 본래의 재질을 유지하기 위하여 가능한 낮은 온도로 가열하는 것이 필요하므로 강재를 도금욕 온도와 유사하게 가열하여 도금하는 것이 바람직하며, 이는 저탄소, 극저탄소, 고강도강 모두 동일하게 적용된다. 이때의 온도는 500~600℃가 바람직하다.
이하 압연된 상태의 냉연강재를 도금하는 경우의 열처리 공정에 대하여 상세히 설명한다.
냉연강재는 압연된 강재의 표면을 세정하는 전처리 공정과 열처리 후 도금 및 후처리 공정으로 구별된다. 탈지 등 전처리 후 압연조직의 회복, 재결정소둔을 위하여 열처리를 실시하는데 일반 저탄소강은 700~800℃로, 극저탄소강과 고강도강은 800~850℃로 각각 가열하는 열처리 과정을 수행한다.
상기와 같이 전처리 공정 및 열처리 공정을 거친 강재를 전술한 용융 아연합 금 도금욕에 통과시켜 도금한다. 상기 도금은 연속적으로 행하는 것이 바람직하다.
이때 상기 강재의 입욕온도는 500~600℃로 관리하고, 상기 용융 아연합금 도금욕 온도는 500~550℃로 관리한다.
상기 강재의 입욕온도와 도금욕 온도는 도금층 외관과 도금층 밀착성 확보를 위한 것으로써, 도금욕의 온도가 500℃ 미만에서는 도금표면에서의 미도금 현상이 관찰되면서 밀착성이 열화되며 도금욕의 온도가 550℃ 초과에서는 도금층 크랙이 증가하면서 밀착성이 나빠지므로 도금욕 온도를 500～550℃로 관리하는 것이 바람직하다.
이하 본 발명인 상기 도금욕 및 제조방법에 의하여 제조된 용융 아연합금 도금강재에 대하여 상세히 설명한다.
상기 용융 아연합금 도금강재는 중량%로, 알루미늄(Al): 10~30%, 실리콘(Si): 0.01~0.5%, 마그네슘(Mg): 0.1~3%, 미슈메탈: 0.1~0.5%를 포함하고 나머지는 아연 및 불가피한 불순물로 이루어지는 도금층을 포함한다. 바람직하게는 상기 알루미늄(Al)과 실리콘(Si)의 함량이 30≤Al/Si≤120의 관계를 만족한다.
또한 상기 용융 아연합금 도금강재의 도금층은 아연 단상과 아연-알루미늄-마그네슘의 3원 조직이 아연-알루미늄의 2원 공정조직 사이에 존재하는 조직을 갖는다.
도 1에 나타난 바와 같이, 본 발명인 용융 아연합금 도금강재의 도금층은 Zn-Al 2원 공정조직이 Zn 단상 및 Zn-Mg-Al 3원 조직을 포위하고 있는 형태로 분포되어 있으며, 소지철과 도금층의 계면에 Zn-Fe-Al-Si의 4원계의 두께가 얇은 합금층이 국부적으로 생성된다. 이에 반해, 도 2에 나타난 종래의 아연-알루미늄 도금강재의 도금층은 Zn-Al-Fe의 3원 조직이 도금층의 대부분을 차지하고 있으며, 소지철과 도금층의 계면에 Zn-Fe-Al의 두꺼운 3원계 합금층이 연속적으로 생성된다.
본 발명인 용융 아연합금 도금강재는 도금층이 상기의 조성 및 조직을 만족함으로써, 도금 밀착성 및 절단면 내식성이 우수하고, 균일한 광택도와 조도를 보유하며, 굽힘 가공성이 우수한 용융 아연합금 도금강재를 제공할 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 상세히 설명한다.
(실시예 1)
탄소 0.025%, 망간 0.2%, 실리콘 0.01% 이하를 함유한 저탄소 열간압연강재(두께 2.3mm)와 냉간압연강재(두께 0.6mm)를 대상으로 전처리 후 하기 표 1의 도금욕 조건에서 용융도금을 실시하였다.
열연강재는 전처리 공정인 산세 처리 후 550℃로 가열처리한 다음, 도금을 실시하였으며, 냉연강재는 탈지 후 750℃에서 소둔한 후 도금을 실시하였다. 이때 환원 분위기는 수소 20%-질소 80%, 이슬점 온도는 -40℃이었다. 도금전 강재의 도 금욕 입욕온도와 도금욕 온도는 각각 510℃～550℃ 범위에서 합금용용 도금을 실시하였다.
상기 합금 용융 도금 후 도금강재의 나내식성, 굽힘밀착성, 표면조도 및 광택도를 측정하여 하기 표 1에 나타내었다. 이때 합금 용융 도금강재의 나내식성은 1,340 시간(2 개월) 염수분무시험 결과 5% 적청 발생시간에 의하여 판단하여 표 1에 나타내었다. 이때 적청 5%이하이면 ◎, 적청 10%이하이면 ○, 적청이 50%이하이면 △, 적청이 50%이상이면 ×로 나타내었다. 하기 표 1에서 발명예와 비교예는 도금욕의 성분 및 도금인자에 의해 결정되므로, 열연강재와 냉연강재를 구별하여 판단하지 않았다.
또한 굽힘 밀착성은 180도 벤딩 후 단면을 관찰하여 크랙 길이가 짧고 크랙 수가 적을수록 양호한 결과로 판단하였다. 이때 크랙이 없으면 ◎, 크랙이 10%이하이면 ○, 크랙이 30%이하이면 △, 크랙이 30%이상이면 ×로 나타내었다.
하기 표 1에 나타난 바와 같이, 합금 용융도금 결과 기존의 용융아연도금 강재와 비교하여 나내식성이 훨씬 우수하고 미도금 현상이 관찰되지 않아 도금층 표면 특성이 양호함을 알 수 있었다. 즉 합금도금재의 굽힘 밀착성은 용융아연 도금재와 동등 수준이였으며, 표면 조도와 광택도는 용융아연 도금재와 유사하게 우수하였다.
| 구분 | 도금욕 조성 | 굽힘 밀착성 |
나내식성 |
표면조도 (Ra,㎛) |
광택도 (Gs60o) |
|||||
| Al | Si | MM | Mg | 아연 | Al/Si | |||||
| 발명예 1 | 13 | 0.4 | 0.2 | 0.5 | Bal. | 32.5 | ◎ | ◎ | 0.9 | 140 |
| 발명예 2 | 24 | 0.2 | 0.3 | 1.2 | Bal. | 120 | ◎ | ◎ | 1.5 | 135 |
| 발명예 3 | 20 | 0.3 | 0.1 | 2.0 | Bal. | 66.7 | ◎ | ◎ | 1.3 | 130 |
| 발명예 4 | 15 | 0.5 | 0.2 | 1.0 | Bal. | 30 | ◎ | ◎ | 0.9 | 150 |
| 발명예 5 | 25 | 0.35 | 0.5 | 0.5 | Bal. | 71.4 | ◎ | ◎ | 1.5 | 45 |
| 발명예 6 | 10 | 0.2 | 0.2 | 0.8 | Bal. | 50 | ◎ | ◎ | 1.8 | 120 |
| 발명예 7 | 30 | 0.5 | 0.5 | 0.3 | Bal. | 60 | ◎ | ◎ | 1.6 | 25 |
| 발명예 8 | 18 | 0.25 | 0.2 | 1.5 | Bal. | 72 | ◎ | ◎ | 1.0 | 110 |
| 발명예 9 | 23 | 0.5 | 0.3 | 2.5 | Bal. | 46 | ◎ | ◎ | 0.8 | 120 |
| 비교예 1 | 15 | 0.05 | 0.1 | 1.0 | Bal. | 300 | X | X | 1.8 | 190 |
| 비교예 2 | 5 | 1.0 | 0.05 | 0.1 | Bal. | 5 | △ | △ | 1.5 | 60 |
| 비교예 3 | 10 | 0.6 | 0.05 | 3.5 | Bal. | 16.7 | △ | △ | 1.8 | 95 |
| 비교예 4 | 3 | 1.2 | 1.0 | 1.0 | Bal. | 2.5 | X | △ | 2.5 | 15 |
| 비교예 5 | 25 | 2 | 0.8 | 1.5 | Bal. | 12.5 | △ | ○ | 1.5 | 20 |
| 비교예 6 | 15 | 0.08 | 0.9 | 0.05 | Bal. | 187.5 | △ | △ | 1.9 | 150 |
| 비교예 7 | 8 | 1.5 | 0.07 | 5.0 | Bal. | 5.3 | △ | X | 1.1 | 135 |
| 비교예 8 | 12 | 0.8 | 0.3 | 4.2 | Bal. | 15 | X | △ | 1.5 | 110 |
| 비교예 9 | 7 | 1.2 | 0.5 | 3.8 | Bal. | 5.8 | △ | ○ | 1.6 | 30 |
*MM : La-rich 미슈메탈(Mischmetal)
(실시예 2)
탄소 0.005%, 망간 0.10%, 실리콘 0.005% 성분을 함유한 극저탄소강 열간압연강재(두께 1.6mm)와 냉간압연강재(두께 0.4mm)를 대상으로 전처리 후 하기 표 1의 도금욕 조건에서 용융도금을 실시하였다.
열연강재는 염산으로 산세 후 550℃에서 열처리 후 도금을 실시하였으며 냉연강재는 탈지 후 820℃에서 열처리하였다. 도금전 강재온도와 도금욕 온도는 각각 510℃～550℃에서 합금 용용도금을 실시하였다. 이때 환원분위기는 수소 20%-질소 80%, 이슬점 온도 -40℃이었다. 상기와 같이 도금을 행한 후 도금강재의 나내식성, 굽힘가공성, 표면조도 및 광택도를 측정하고 그 결과를 표 2에 나타내었다. 하기 표 2에서 나내식성과 굽힘가공성의 특성평가는 상기 실시예 1의 판단기준에 의하여 나타내었다.
하기 표 2에 나타난 바와 같이, 본 발명범위내의 도금욕 조성에서 도금된 용융 도금강재는 기존의 용융아연도금 강재과 비교하여 나내식성이 훨씬 우수하고 미도금 현상이 관찰되지 않아 표면품질이 양호하고 180도 벤딩 후 단면을 관찰한 결과 굽힘 밀착성이 동등 수준이였으며, 표면 조도와 광택도도 양호한 결과를 나타내었다.
| 구분 | 도금욕 조성 | 굽힘 밀착성 |
나내식성 | 표면조도 (Ra,㎛) |
광택도 (Gs60o) |
|||||
| Al | Si | MM | Mg | Zn | Al/Si | |||||
| 발명예 1 | 20 | 0.5 | 0.1 | 1.0 | Bal. | 40 | ◎ | ◎ | 0.8 | 90 |
| 발명예 2 | 15 | 0.2 | 0.3 | 0.5 | Bal. | 75 | ◎ | ◎ | 0.6 | 75 |
| 발명예 3 | 24 | 0.3 | 0.5 | 0.4 | Bal. | 80 | ◎ | ◎ | 0.6 | 105 |
| 발명예 4 | 18 | 0.2 | 0.3 | 1.5 | Bal. | 90 | ◎ | ◎ | 0.9 | 80 |
| 발명예 5 | 25 | 0.5 | 0.2 | 2.6 | Bal. | 50 | ◎ | ◎ | 1.0 | 70 |
| 비교예 1 | 5 | 0.5 | 0.1 | 0.04 | Bal. | 10 | △ | △ | 0.5 | 85 |
| 비교예 2 | 10 | 0.05 | 0.05 | 3.5 | Bal. | 125 | X | △ | 0.9 | 50 |
| 비교예 3 | 18 | 0.05 | 0.05 | 1.0 | Bal. | 360 | X | △ | 0.7 | 125 |
| 비교예 4 | 23 | 1.0 | 1.0 | 2.5 | Bal. | 23 | △ | ○ | 1.9 | 95 |
| 비교예 5 | 15 | 2.5 | 0.5 | 0.1 | Bal. | 6 | △ | ○ | 1.3 | 75 |
*MM : La-rich 미슈메탈(Mischmetal)
(실시예 3)
탄소 0.025%, 망간 0.2%, 실리콘 0.01% 이하를 함유한 저탄소강의 열연강재(두께 2.0mm)를 이용하여 표 3의 조건으로 용융 합금도금을 실시하고 굽힘가공성 및 나내식성을 측정하여 그 결과를 표 3에 나타내었다. 하기 표 3에서 나내식성과 굽힘가공성의 특성평가는 상기 실시예 1의 판단기준에 의하여 나타내었다.
상기 열연강재는 염산으로 산세 후 도금욕 온도 500～580℃ 범위에서 도금작업을 행하였고 도금전 강재의 입욕 온도는 475～550℃ 범위에서 실시하였다. 이때 환원분위기는 수소 20%-질소 80%, 이슬점 온도 -40℃이었다.
하기 표 3에 나타난 바와 같이. 도금욕의 조성과 강재의 도금입욕 온도 및 도금욕의 온도가 본 발명의 범위를 벗어나는 비교예의 경우에는 굽힘가공성 및 나내식성이 우수하지 못하다는 것을 알 수 있다.
| 구분 | 도금욕 조성 | 도금욕 온도 |
도금입욕 온도 |
굽힘 밀착성 |
나내식성 | |||||
| Al | Si | MM | Mg | Zn | Al/Si | |||||
| 발명예 1 | 20 | 0.5 | 0.1 | 1.0 | Bal. | 40 | 510 | 500 | ◎ | ◎ |
| 발명예 2 | 15 | 0.2 | 0.3 | 0.5 | Bal. | 75 | 530 | 540 | ◎ | ◎ |
| 발명예 3 | 24 | 0.3 | 0.5 | 0.4 | Bal. | 80 | 550 | 520 | ◎ | ◎ |
| 발명예 4 | 18 | 0.2 | 0.3 | 1.5 | Bal. | 90 | 520 | 530 | ◎ | ◎ |
| 발명예 5 | 25 | 0.5 | 0.2 | 2.6 | Bal. | 50 | 550 | 525 | ◎ | ◎ |
| 비교예 1 | 5 | 0.5 | 0.1 | 0.04 | Bal. | 10 | 500 | 550 | ○ | △ |
| 비교예 2 | 10 | 0.08 | 0.5 | 1.5 | Bal. | 125 | 520 | 480 | △ | ○ |
| 비교예 3 | 18 | 0.05 | 0.05 | 1.0 | Bal. | 360 | 580 | 500 | X | △ |
| 비교예 4 | 23 | 1.0 | 1.0 | 2.5 | Bal. | 23 | 530 | 490 | △ | ◎ |
| 비교예 5 | 15 | 2.5 | 0.5 | 0.1 | Bal. | 6 | 540 | 475 | X | ○ |
*MM : La-rich 미슈메탈(Mischmetal)
도 1은 본 발명인 용융 아연합금 도금강재의 도금층을 관찰한 사진이다.
도 2는 종래의 아연-알루미늄합금 도금강재의 도금층을 관찰한 사진이다.
Claims (11)
- 중량%로, 알루미늄(Al): 10~30%, 실리콘(Si): 0.01~0.5%, 마그네슘(Mg): 0.1~3%, 미슈메탈: 0.1~0.5%를 포함하고 나머지는 아연 및 불가피한 불순물로 조성되는 용융 아연합금 도금욕.
- 청구항 1에 있어서, 상기 알루미늄(Al)과 실리콘(Si)의 함량(중량%)은 30≤Al/Si≤120의 관계를 만족하는 용융 아연합금 도금욕.
- 강재를 전처리하는 단계;상기 전처리된 강재를 열처리하는 단계; 및상기 열처리된 강재를 상기 청구항 1 또는 청구항 2의 용융 아연합금 도금욕에 통과시켜 도금하는 단계를 포함하는 용융 아연합금 도금강재의 제조방법.
- 청구항 3에 있어서, 상기 용융 아연합금 도금욕의 온도는 500~550℃로 관리하고, 상기 강재의 입욕온도는 500~600℃로 관리하여 도금하는 용융 아연합금 도금 강재의 제조방법.
- 청구항 3에 있어서, 상기 강재는 저탄소강, 극저탄소강 및 고강도강 중 어느 하나인 용융 아연합금 도금강재의 제조방법.
- 청구항 3에 있어서, 상기 도금은 연속적으로 행하는 용융 아연합금 도금강재의 제조방법.
- 청구항 3에 있어서, 상기 강재가 열연강재인 경우, 상기 열처리는 500~600℃로 가열하는 것을 포함하는 용융 아연합금 도금강재의 제조방법.
- 청구항 3에 있어서, 상기 강재가 냉연강재인 경우, 상기 열처리는 저탄소강을 이용하는 경우에는 700~800℃로, 극저탄소강과 고강도강을 이용하는 경우에는 800~850℃로 가열하는 것을 포함하는 용융 아연합금 도금강재의 제조방법.
- 중량%로, 알루미늄(Al): 10~30%, 실리콘(Si): 0.01~0.5%, 마그네슘(Mg): 0.1~3%, 미슈메탈: 0.1~0.5%, 나머지는 아연 및 불가피한 불순물을 포함하는 도금층을 포함하는 용융 아연합금 도금강재.
- 청구항 9에 있어서, 상기 알루미늄(Al)과 실리콘(Si)의 함량(중량%)은 30≤Al/Si≤120의 관계를 만족하는 도금층을 포함하는 용융 아연합금 도금강재.
- 청구항 9 또는 청구항 10에 있어서, 상기 도금층은 아연 단상과 아연-알루미늄-마그네슘의 3원 조직이 아연-알루미늄의 2원 조직 사이에 존재하는 용융 아연합금 도금강재.
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| KR1020090043437A KR101143180B1 (ko) | 2009-05-19 | 2009-05-19 | 용융 아연합금 도금욕, 용융 아연합금 도금강재 및 그 제조방법 |
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