KR101439694B1 - Zn-Mg 합금도금강판 및 그의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

소지강판 및 상기 소지강판 상에 형성된 Zn-Mg 도금층을 포함하며, 상기 Zn-Mg 도금층의 Mg 함량이 8중량% 이하(단, 0중량% 제외)이고, 상기 Zn-Mg 도금층은 Zn과 Mg2Zn11의 복합상인 Zn-Mg 합금도금강판 및 그의 제조방법이 제공된다.
본 발명에 의하면, 우수한 내식성을 가지면서도 높은 밀착력과 함께 금속광택의 미려한 표면품질을 가지는 Zn-Mg 합금도금강판 및 그 제조방법을 제공할 수 있다.

Description

Zn-Mg 합금도금강판 및 그의 제조방법{Zn-Mg ALLOY COATED STEEL SHEET AND MEHTDOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 Zn-Mg 합금도금강판 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
Zn-Mg 합금도금이 Zn(아연) 도금 대비 우수한 내식성을 나타냄에 따라 Zn-Mg 합금 혹은 Zn-Mg-X(X=Al, Ni, Cr, Pb, Cu 등)와 같이 제3의 원소를 포함하는 단일 혹은 다층을 가지는 다양한 제품들이 많이 개발되었으며, 그 제조 방법 또한 용융 도금에서부터 진공증착, 합금화 등 다양한 방법이 사용되고 있다.
최근에는 Nisshin Steel(특허문헌 1) 이외에도 포스코(특허문헌 2) 현대하이스코(특허문헌 3) 등의 여러 철강사에서 Zn-Mg 합금과 관련된 특허가 출원되고 있다.
그러나 Zn-Mg 합금피막 제조에 있어서 기존의 용융도금 방법으로 제조할 경우 Mg을 첨가한 용융금속 용탕을 대기 중에 노출시키면 Mg 원소의 산화반응으로 인하여 드로스(Dross)가 많이 발생하고, 경우에 따라서는 발화되어 위험하다. 이러한 현상은 도금작업을 불량하게 하거나 혹은 불가능하게 한다. 또한 Mg에서 발생하는 증기(Fume)는 인체에 매우 위독한 물질로서 대기 오염을 유발할 뿐만 아니라 작업자의 안정성 문제를 야기할 수 있으므로 극히 제한적이다.
따라서, 상기의 용융도금을 이용한 Zn-Mg 합금 도금의 문제점들을 해결하기 위하여 진공증착법(열증발, 전자빔, 스퍼터링, 이온플레이팅법, 전자기 부양 물리 기상 증착 등)을 이용하여 Zn-Mg 합금피막을 제조하는 다양한 특허들이 존재하나, 정확한 Zn-Mg 합금의 내식성 증가 원리에 대한 규명 없이 단순히 합금을 형성하는 수준에 불과하다. 이러한 단순 Zn-Mg의 합금 형성의 문제점은 형성되는 합금 상(Phase)이 모두 금속간 화합물인 Mg2Zn11, MgZn2, MgZn, Mg7Zn3 들로서 Zn 혹은 Mg 대비 매우 브리틀(Brittle)한 특성을 가짐으로 강판의 가공단계에서 다수의 크랙 혹은 필-오프(Peel-off)가 발생하여 실제적인 응용이 거의 불가능하다는 단점이 있다. 특히, 합금화 열처리 공정을 수반하는 경우 Zn-Mg 금속간 화합물의 형성 외에 강판과 Zn 혹은 Zn-Mg 합금의 계면에서 Fe와 Zn의 상호 확산으로 인한 Fe-Zn 금속간화합물이 형성되어 밀착성이 더욱 저하되는 문제점이 발생한다.
더욱이 상기의 밀착성 문제를 해결하고자 단순히 박막 내 Mg 함량을 낮추는 경우는 충분한 내식성 확보가 어렵거나, 입자의 크기가 비대해짐에 따라 박막 내 기공(Void)이 증가하여 표면 조도가 증가함에 따른 다양한 형태의 얼룩이 발생하고 표면 색상이 어두워지는 표면불량이 나타나게 된다.
일본공개특허 특개2005-146340호 한국공개특허 제2002-0041029호 한국공개특허 제2005-0056398호
본 발명의 일 측면은 내식성, 도금층의 밀착성 및 표면외관이 우수한 Zn-Mg 합금도금강판 및 그 제조방법을 제시하고자 한다.
그러나, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면은, 소지강판 및 상기 소지강판 상에 형성된 Zn-Mg 도금층을 포함하며, 상기 Zn-Mg 도금층의 Mg 함량이 8중량% 이하(단, 0중량% 제외)의 Mg를 포함하고, 상기 Zn-Mg 도금층은 Zn과 Mg2Zn11의 복합상인 Zn-Mg 합금도금강판을 제공한다.
본 발명의 다른 측면은, 소지강판을 준비하는 단계, 및 Zn-Mg 합금 소스를 증발시켜 상기 소지강판의 표면에 증착시킴으로써 Zn-Mg 도금층을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 Zn-Mg 도금층의 Mg 함량이 8중량% 이하(단, 0중량% 제외)이고, 상기 증착 전후의 상기 소지강판의 온도는 60℃이하인, Zn-Mg 합금도금강판의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 우수한 내식성을 가지면서도 높은 밀착력과 함께 금속광택이 미려한 표면품질을 가지는 Zn-Mg 합금도금강판 및 그 제조방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, Zn-Mg 합금도금강판의 제조공정도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, Zn-Mg 합금도금강판의 표면입자 및 표면외관 사진, 그리고 X선 회절분석을 통한 상(phase) 분석 결과표이다.
도 3은 본 발명의 일 비교예에 따른, Zn-Mg 합금도금강판의 표면입자 및 표면외관 사진, 그리고 X선 회절분석을 통한 상(phase) 분석 결과표이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른, Mg2Zn11의 공정점(Eutetic Point)을 나타내는 Mg-Zn 2원 합금에 대한 상태도(phase diagram)이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른, Mg2Zn11 및 MgZn2 단결정에 대한 X선 회절분석결과 및 내식성 분석결과를 나타내는 그림이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른, Mg2Zn11의 부식 속도를 나타내는 그림이다.
도 7은 강판의 온도가 낮아짐에 따른, Zn-Mg 합금도금층의 입자의 미세화 정도를 보여주는 그림이다.
도 8은 Mg2Zn11 및 MgZn2 합금상에 대한 탄성율 평가결과를 도시한 그래프이다.
도 9는 Zn+ Mg2Zn11 복합상의 압축강도 평가결과를 도시한 그래프이다.
도 10은 Mg 함량 증가에 따른 Zn-Mg 합금 박막에서의 상(Phase)의 변화 거동을 도시한 그래프이다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 Zn-Mg 합금도금강판 및 그의 제조방법에 대하여 구체적으로 설명하도록 한다.
본 발명은 열연강판 또는 냉연강판의 표면에 박막형태의 Zn-Mg합금도금층을 구비한 Zn-Mg 합금도금강판을 제공함에 있어서, 박막의 Mg함량 및 상(Phase), 입자크기를 제어하여, Zn-Mg 합금이 가지는 고내식 특성과 아울러 우수한 밀착성 및 미려한 표면외관을 가지도록 하고자 한다.
이를 위하여, 본 발명의 일 측면은 소지강판 및 상기 소지강판 상에 형성된 Zn-Mg 도금층을 포함하며, 상기 Zn-Mg 도금층의 Mg 함량이 8중량% 이하(단, 0중량% 제외)이고, 상기 Zn-Mg 도금층은 Zn과 Mg2Zn11의 복합상인 Zn-Mg 합금도금강판을 제공한다.
Zn-Mg 합금 내에서는 Mg 함량이 증가함에 따라 내식성이 증가하고, 강도 및경도도 증가하나, 동시에 취성도 증가하여 고Mg 상태에서는 Mg가 Zn 입자의 성장을 방해함에 따른 높은 취성을 가지는 비정질을 형성하기도 한다. 보통 Mg가 20~25중량% 이상에서는 오히려 내식성이 감소하는 것으로 나타나므로, 통상적으로 Zn-Mg 도금층의 Mg 함량을 10중량% 정도로 관리하고 있는데, 취성 측면에서는 Mg 함량이 다소 높은 편이라, 취성으로 인하여 박막의 밀착력이 양호하지 않은 것으로 나타났다. 하지만 밀착력 확보를 위해 Mg 함량을 낮추게 되면 표면에 얼룩이 발생하여 표면결함으로 이어지는 문제점이 발생한다.
이와 같이, 내식성, 밀착력, 표면특성을 모두 양호하게 갖춘 Zn-Mg 합금도금을 얻기 위해서 최적의 조건을 찾기가 수월하지 않다.
먼저, 내식성 측면에서 가장 적합한 조건을 찾을 필요가 있다.
이를 위하여 Zn-Mg 단일상을 이용한 특성 평가를 실시하였다. Mg2Zn11 및 MgZn2 단일상 시편을 제조하고, 이들에 대하여 내식성을 평가하여 도 5 및 도 6에 나타내었다. 일반적으로 Zn-Mg 합금상이 Zn 대비 최대 20배 이상 내식성이 우수하다. Zn-Mg 합금의 내식성 증가는 다양한 합금상의 형성에 따른 것이며, Zn-Mg 합금상 중에서 Mg2Zn11 상이 가장 높은 내식성을 나타내었다. 또한, 밀착성과 밀접한 관계를 가지는 기계적 특성인 경도 및 탄성율을 평가한 도 8에서 확인할 수 있는 바와 같이, Mg2Zn11 상이 MgZn2 상보다 변형에 대한 저항이 더 높음을 확인 하였다.
그러나, 전술한 바와 같이, Zn-Mg 합금상은 금속간화합물로서 강도는 높으나, 취성도 함께 증가하여 밀착력이 열위해진다. 따라서, 합금상 형성으로 인한 박막의 취성 증가를 보상하기 위해 연성의 Zn과 Mg2Zn11 의 복합상을 가지는 박막을 설계하게 되었다. 가장 높은 내식성을 가지나 기본적으로 취성을 가지는 Mg2Zn11 상과, 기본적인 내식성을 가지나 연성이 큰 Zn의 복합상을 구성시에 상호 보완작용을 통한 밀착력 확보가 가능할 것이기 때문이다. 실제로 도 9에 도시한 바와 같이 다양한 복합상을 제조하여 압축강도를 평가한 결과, Zn+Mg2Zn11 복합상이 가장 높은 압축강도를 나타내었으며, 이는 가공에 따른 스트레스를 Zn이 흡수/완충하는 동시에 Mg2Zn11의 변형에 대한 높은 저항 특성이 복합되어 나타난 것으로 판단된다.
한편, Zn+Mg2Zn11 복합상을 형성하기 위해서는 도 4에 도시된 Mg-Zn 2원합금에 대한 상태도(phase diagram)에서 Mg의 함량을 Mg2Zn11의 공정점(Eutetic Point) 이하로 설정하여야 한다. 이론적으로 이때의 Mg의 함량은 6.3중량% 이하로 설정되나, 실험으로 확인한 결과 7~8중량%이하까지 Zn+Mg2Zn11 복합상이 나타나는 것을 확인하였으며, 이는 기상증착이라는 공정의 특성에 기인하는 것으로 판단된다.
좀더 세부적으로, 최적의 내식성과 밀착성을 갖추기 위해서는 상기 Zn과 Mg2Zn11의 복합상의 상비율은 Zn : Mg2Zn11이 1:1 내지 1:3로 조절하는 것이 바람직하다.
마지막으로 표면결함이 없는 Mg-Zn 합금도금을 얻기 위해서는 도금층의 입자크기를 미세화하는 방안이 있다. 입자크기가 조대하면 표면조도가 증가하고 입자 사이의 공극에 빛이 흡수됨에 따른 난반사로 인하여 검정 얼룩들이 나타난다. 따라서, 상기 Zn-Mg 합금도금강판의 표면입자의 평균 크기가 90㎛ 이하(단, 0㎛ 제외)일 경우, 표면에 얼룩이 없고 외관이 우수한 것으로 나타났다.
상기 Zn-Mg 도금층의 두께는 1~3 ㎛를 갖도록 하는 것이 바람직한데, 두께가 1㎛보다 작을 경우에는 형성되는 Zn-Mg의 합금피막층의 두께가 너무 얇아 충분한 내식성 향상을 기대할 수 없고, 3㎛보다 큰 경우에는 내식성 향상의 효과는 있으나 가공에 따른 파우더링(Powdering)이 발생하는 문제점이 있고, 또한 경제성 측면의 바람직하지 않다.
이하, 상기와 같은 특성을 가지는 Zn-Mg 합금도금강판의 제조방법에 대해서 도 1을 참조하면서 설명하고자 한다.
소지강판(11)을 준비하고 Zn-Mg 합금 소스(13)를 증발시켜 상기 소지강판의 표면에 증착시킴으로써 Zn-Mg 도금층(15)을 형성한다. 소지강판은 냉연강판, 열연강판 모두 사용 가능하다. 본 발명에서는 Zn과 Mg를 개별적으로 증착하는 것이 아니라 Zn-Mg 합금 상태의 소스를 증발시켜 소지강판 상에 증착시킨다.
Zn-Mg 도금층의 Mg 함량을 Mg2Zn11의 공정점(Eutetic Point) 이하로 설정하기 위해서는 Zn-Mg 합금 소스의 Zn:Mg의 중량비를 조절하는 방식을 사용할 수 있다.
상기 합금 소스의 Zn:Mg의 중량비는 코팅의 방식에 따라 차이가 있으며, 예컨대, 전자기 부양 유도가열 방법을 사용하는 경우는 Zn-Mg 합금 소스의 Zn:Mg의 중량비가 75:25인 것을 Mg 함량의 상한으로 하고, 기타의 전자빔 및 열증발법 등의 방식인 경우 합금 소스의 Zn:Mg의 중량비가 70:30인 것을 Mg 함량의 상한으로 하며, 또한 스퍼터링 방식을 사용하는 경우는 타겟(Target)의 Zn:Mg의 중량비가 92:8인 것을 Mg 함량의 상한으로 한다. 이와 같은 중량비를 가지는 합금 소스를 사용하면 Zn-Mg 도금층의 Mg 함량을 8중량% 이하(단, 0중량% 제외)로 조절할 수 있다. 상술한 바와 같이, 이론적으로 이때의 Mg의 함량은 6.3중량% 이하로 조절하면 되나, 실험으로 확인한 결과 7~8중량%이하로 조절하여도 적합한 것으로 확인되었다.
이와 같이 Mg 함량을 조절함으로써 상술한 바와 같이 Zn+Mg2Zn11 복합상을 얻을 수 있어 내식성을 확보함과 동시에 취성을 줄일 수 있게 된다.
상기 Zn-Mg 합금 소스의 증착방법으로는 소지강판에 플라즈마 및 이온빔 등을 이용하여 표면의 이물 및 자연산화막을 제거하고 진공증착법을 이용한다. 이때, 통상적인 진공증착법, 예를 들면, 전자빔법 스퍼터링법, 열증발법, 유도가열 증발법, 이온 플레이팅법 등에 의하여 형성될 수 있으며, 바람직하게는 생산성 향상을 위해 고속 증착이 가능하며 전자기 교반 효과(Electomagnetic Stirring) 를 가지는 전자기 부양 유도가열 방법에 의하여 형성하는 것이 바람직하다.
증착공정시 진공도는 1.0x10-2mbar ~ 1.0x10-5mbar의 조건으로 조절하여야 박막 형성 과정에서 산화물 형성으로 인한 취성 증가 및 물성 저하를 방지할 수 있다.
상기 증착 전후의 상기 소지강판의 온도는 60℃이하로 조절하여야 입자의 급격한 성장을 방해하여 최종적으로 형성된 상기 Zn-Mg 합금도금강판의 표면입자의 평균 크기를 90㎛ 이하로 미세화할 수 있으며 이러한 과정을 통하여 표면에 얼룩 등의 표면결함 발생을 억제하고 미려한 금속 광택을 얻을 수 있다. 소지강판의 온도를 조절하는 수단으로는 증착 전후에 냉각롤(12, 14)을 설치하여 냉각하는 방식을 취할 수 있다. 냉각장치의 경우 진공 중에서의 충분한 냉각 효율을 확보하기 위해서 단일 냉각롤이 아닌 복수의 롤을 설치하여 접촉면을 최대한 증가시키는 것이 바람직하며, 특히 코팅 후에는 코팅 잠열로 인한 강판의 온도 증가가 크므로 코팅 전보다 냉각롤의 개수를 늘리거나, 냉각롤의 크기를 증가시켜 냉각 효율을 높이는 한편 냉각롤의 온도를 낮게 관리하는 것이 바람직하다.
본 발명자들이 실험한 결과 Mg의 함량이 낮아지면 얼룩이 심하게 발생하나 소지강판의 온도를 낮추면 점차 감소하는 것으로 나타났다. 도 7에 Mg 함량이 3중량%로 동일한 조건에서 증착 전후의 소지강판의 온도를 150℃, 100℃, 90℃로 변화시키면서 Zn-Mg 도금층을 형성하여 표면외관과 표면입자의 평균 크기를 측정한 결과를 나타내었다. 동일 조성임에도 강판 온도를 낮춤에 따라 평균 입자 크기가 감소하여 표면의 얼룩 발생이 억제됨을 확인하였다.
또한, 본 발명의 Mg 함량 구간으로서 Mg2Zn11의 공정점(Eutetic Point) 이하인 3중량%Mg에서 증착 전의 강판의 온도가 100℃ 이상이고 증착 후의 강판의 온도는 162℃까지 증가한 상태로 도금층을 코팅한 결과 표면입자가 매우 조대(평균 입자 크기 237㎛)하고 기공이 존재함에 따른 얼룩이 발생하는 것으로 나타났다. 이 경우의 Zn-Mg 합금도금강판의 표면입자 및 표면외관 사진, 그리고 X선 회절분석을 통한 상(phase) 분석 결과표를 도 3에 나타내었다.
반면에, 동일한 Mg 함량에 대하여 증착 전후의 강판의 온도를 60℃이하로 제어한 경우에는 표면입자가 미세(평균 입자 크기 90㎛이하)하여 얼룩을 발견할 수 없는 것으로 나타났다. 이 경우의 Zn-Mg 합금도금강판의 표면입자 및 표면외관 사진, 그리고 X선 회절분석을 통한 상(phase) 분석 결과표를 도 2에 나타내었다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 보다 상세히 설명한다. 다만, 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것이며 이로써 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
[ 실시예 1]
냉연강판을 이용하여 진공챔버 내에서 플라즈마 전처리를 통해 표면의 이물 및 자연산화막을 제거한 후, 진공증착법의 일종인 전자기 부양 유도 가열 증착법을 이용하여 박막의 Zn-Mg 코팅을 실시하였다. 이때의 박막 형성 전후로 냉각처리 유무에 따른 강판의 온도 및 박막의 Mg 함량(wt%)의 조건을 표 1과 같이 변화시키며 Zn-Mg 합금 도금강판을 제조하였다.
또한, 이와 같이 하여 제조된 Zn-Mg 합금도금 강판의 표면입자의 평균 크기를 SEM 관찰 및 Image Analyzer를 통하여 측정하였으며, 육안관찰(Optical Image)을 통하여 표면 색상을 평가하였고, 도금강판의 밀착성 평가에 일반적으로 사용되는 '0T Bending Test'를 이용하여 밀착력을 평가하였으며, XRD 회절분석을 통하여 박막의 상(Phase) 구성을 분석하였고, 내식성 평가를 위하여 ASTM B-117에 근거하여 염수분무 시험기에 시편을 장입한 후 5% 적청발생까지의 시간들을 측정하였다.
상기의 측정 및 평가 결과들은 하기 표 1에 함께 나타내었다. 이때, 전기아연도금 강판(EG, 도금 두께 약 3㎛)도 포함시켜 함께 비교 평가를 실시하였다.
구분 No 코팅 전 강판 온도
(℃)		 코팅조성
(Mg wt%)		 코팅 후 강판 온도
(℃)		 표면입자의 크기(㎛) 표면색상 밀착성
(0T Bending)		 SST(적청발생시간)
(hr)		 Phase 구성(X선 회절)
냉각X 냉각O 냉각X 냉각O
Zn-Mg 합금 1 100 - 3wt% 162 - 200이상 Dark Gray + Brown NG 156 Zn+ MgZn2
2 100 - 6wt% 175 - 99 Dark Gray NG 276 Zn+ MgZn2+ Mg2Zn11
3 - 28 3wt% - 53 89 Metal Bright OK 204 Zn+ Mg2Zn11
4 - 28 6wt% - 58 79 Metal Bright OK 324 Zn+ Mg2Zn11
5 - 27 13wt% - 59 37 Metal Bright NG 240 Zn+ MgZn2+ Mg2Zn11
Zn
(EG)		 6 Reference 200이상 White Gray OK 20 Zn Only
상기 표 1의 No.1, No.2, No.5은 비교예이고, No.6은 참조예이며, No.3 및 No.4는 발명예이다.
상기 표 1의 No.1, No.2에서 보여지듯이 강판의 냉각을 실시하지 않은 경우에는 박막의 Mg 조성을 8중량% 이하로 한 Zn-Mg 합금도금의 경우도 표면 입자의 평균 크기가 90㎛ 이상으로 조대할 뿐만 아니라 MgZn2 상이 형성되어, 기본적인 내식성은 전기아연도금(EG)강판 대비 우수하나 결과적으로 박막의 취성 증가로 밀착성이 떨어지는 것을 확인하였다. 특히 No.1의 3wt%Mg 박막에서 표면 입자의 평균 크기가 수백 ㎛ 대로 매우 조대하고 다수의 기공이 형성되어 육안관찰 시 도금강판의 표면에 갈색의 얼룩이 심하게 나타나는데, 이는 입자의 크기가 성장할 수 있는 온도조건에서 성장을 방해하는 Mg의 성분이 적기 때문이며, 그 구조 및 분석결과를 도 3에 나타내었다.
또한, No.5의 경우 비록 강판의 냉각은 실시하였으나 박막의 Mg 함량을 8중량% 이상으로 설정함으로써 MgZn2 상이 형성되어 밀착력이 불량함을 확인하였다.
반면, 본 발명의 범위를 만족하는 No.3 및 No.4의 경우, 우수한 내식성과 함께 도금 밀착성을 유지하면서 금속광택이 미려한 표면을 가지는 것을 알 수 있다.
특히, No.4의 경우 가장 우수한 내식성을 나타내었는데, 이는 단결정을 이용하여 Zn-Mg 합금상 별로 내식성을 평가한 결과인 도 5에 나타낸 바와 같이, MgZn2 상보다 양호한 내식성을 나타내는 Mg2Zn11 상이 No.3 및 No.2보다 상대적으로 많기 때문이다.
추가적으로, 상기 실시예에 따른 Zn-Mg 합금 박막을 합성하는데 있어, Mg의 함량이 0중량%부터 점차 증가함에 따른 박막의 상(Phase)의 변화 거동을 도 10에 나타내었다.
도 10에 나타난 바와 같이 초기 Zn 상의 비율이 100%에서 Mg가 증가함에 따라 1차 합금상인 Mg2Zn11이 합성되기 시작한다. 합금상의 형성 초기 단계에서는 Zn상이 다수를 차지하는 Zn 리치상(Rich Phase)이나 Mg 함량이 3중량%에서 Mg2Zn11/Zn의 상분율이 1이 되며, 그 이후부터는 Mg2Zn11 상이 다수를 차지하는 Mg2Zn11 리치상(Rich Phase)으로 변환되어 고내식 특성을 가지는 Mg2Zn11이 다수를 차지하는 시점부터가 내식성이 보다 급격히 증가한다. 이후 Mg 함량이 증가하여 7~8중량%에서 Mg2Zn11 상의 비율이 최대가 되며, 이때의 Mg2Zn11/Zn 상분율은 3이 된다. 또한 8중량% 이상으로 Mg 함량이 증가하게 되면, 2차 합금상인 MgZn2 상이 형성되기 시작하는 것을 확인하였다.
이러한 상분율의 변화에서, 경제성과 내식성, 밀착성을 고려할 때 최적의 상분율 구간은 Mg2Zn11/Zn가 1이상 3이하인 구간, 즉, Zn : Mg2Zn11이 1:1 내지 1:3인 구간에서 형성되는 것이 가장 바람직하다.
11: 소지강판 12: 증착 전 강판 냉각장치 (냉각롤)
13: Zn-Mg 합금 소스 (Source) 14: 증착 후 강판 냉각장치 (냉각롤)
15: Zn-Mg 합금도금층

Claims (10)

  1. 소지강판 및 상기 소지강판 상에 형성된 Zn-Mg 도금층을 포함하며,
    상기 Zn-Mg 도금층의 Mg 함량이 8중량% 이하(단, 0중량% 제외)이고, 상기 Zn-Mg 도금층은 Zn과 Mg2Zn11의 복합상이고,
    상기 Zn과 Mg2Zn11의 복합상의 상비율은 Zn : Mg2Zn11이 1:1 내지 1:3인 Zn-Mg 합금도금강판.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 Zn-Mg 합금도금강판의 표면입자의 평균 크기는 90㎛ 이하(단, 0㎛ 제외)인 것인, Zn-Mg 합금도금강판.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 Zn-Mg 도금층의 두께는 1 내지 3 ㎛인 것인, Zn-Mg 합금도금강판.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 소지강판은 열연강판 또는 냉연강판인 것인, Zn-Mg 합금도금강판.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 Zn-Mg 도금층의 Mg 함량이 6.3중량% 이하(단, 0중량% 제외)인 것인, Zn-Mg 합금도금강판.
  7. 소지강판을 준비하는 단계;
    Zn-Mg 합금 소스를 증발시켜 상기 소지강판의 표면에 증착시킴으로써 Zn-Mg 도금층을 형성하는 단계를 포함하며,
    상기 증착 전후의 상기 소지강판의 온도는 60℃이하이고,
    상기 Zn-Mg 도금층의 Mg 함량이 8중량% 이하(단, 0중량% 제외)이고, 상기 Zn-Mg 도금층은 Zn과 Mg2Zn11의 복합상이며, 상기 Zn과 Mg2Zn11의 복합상의 상비율은 Zn : Mg2Zn11이 1:1 내지 1:3인 Zn-Mg 합금도금강판의 제조방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 Zn-Mg 합금 소스를 증발시키는 과정은 진공도 1*10-5 내지 1*10-2 mbar에서 진공 증발법에 의하여 수행되는 것인, Zn-Mg 합금도금강판의 제조방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 진공 증발법은 진공증착법, 열증발법, 전자기 부양 유도가열 증발법, 스퍼터링법, 전자빔 증발법, 이온플레이팅법 또는 전자기 부양 물리기상 증착법인 것인, Zn-Mg 합금도금강판의 제조방법.
  10. 제 7항에 있어서,
    상기 Zn-Mg 도금층의 Mg 함량이 6.3중량% 이하(단, 0중량% 제외)인 것인, Zn-Mg 합금도금강판의 제조방법.
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