KR101490563B1 - 도금성이 우수한 초고강도 용융아연도금강판 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

용융아연도금강판에 관하여, 소둔시, 강중에 포함되어 있는 난도금성 원소인 Si, Mn 및 Al의 표면농화 및 산화를 억제하고, 강판 전체에 걸쳐 균일하게 도금을 행하는 것이 가능한 도금품질이 우수한 초고강도 용융아연도금강판을 제공하고자 하는 것이다.

Description

도금성이 우수한 초고강도 용융아연도금강판 및 그 제조방법{ULTRA-HIGH STRENTH GALVINIZED STEEL SHEET HAVING EXECELLENT GALVANIZED PROPERTIES AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 도금품질이 우수한 초고강도 용융아연도금강판 및 그 제조방법에 관한 것이다.

용융도금강판은 내식성이 우수하여 건축자재, 구조물, 가전제품 및 자동차 차체 등에 널리 사용된다. 현재 가장 많이 사용되고 있는 용융도금강판은 용융아연도금 강판(GI 강판)과 합금화 용융아연도금강판(GA 강판)이며, 특히 GI 강판은 소지강판에 용융아연 도금한 강판으로서, 도금이 용이하고 내식성이 우수하여 자동차 자체의 소재로 많이 사용되고 있다.

최근 들어, 이와 같은 자동차용 재료로 사용되는 강판에 대해 충돌 안전성 및 연비 향상이 지속적으로 요구되고 있으며, 이를 위해 적용되는 강판의 고강도화 연구가 증가하고 있다. 하지만, 강판의 강도를 향상시키는 것만을 추구할 경우, 상대적으로 연성이 저하되기 때문에, 일정 강도를 확보하면서도 연성을 향상시킬 필요가 있다.

상기에 부응하기 위해, 최근에는 강중에 Mn, Si 및/또는 Al을 첨가하여 미세조직으로 페라이트 및 마르텐사이트상을 갖는 이상조직 강(Dual phase 강; DP 강), 페라이트, 마르텐사이트 및 석출상을 갖는 복합조직 강(Complex Phase 강; CP 강), 변태유기소성 강(Trasformation Induced Platicity 강; TRIP 강), 등의 고강도강의 개발이 활발히 진행되고 있다. 이와 같이, 강 중에 Mn, Si 및/또는 Al을 첨가하는 경우 강도향상과 더불어 연성을 높인 강판을 제조할 수 있는 것이다.

융융아연도금강판은 Al을 함유한 아연도금욕에 강판을 침지하여 도금층을 형성한 것으로서, 이러한 도금에 의해 소지강판과 아연도금층 계면에 Fe₂Al₅라는 합금화 억제층을 형성시키게 되고, 상기 합금화 억제층은 소지강판과 아연도금층 간의 밀착력을 증가시키는 역할을 한다.

그러나, Si, Mn 또는 Al을 다량으로 함유한 고강도강의 경우 상기 합금화 억제층이 형성되지 않는 부분에는 Si, Mn 또는 Al이 강판의 표면으로 확산하여 산화물을 형성시킴으로써 아연 젖음성 불량으로 미도금 현상이 나타나고, 이에 따라 도금층의 박리가 발생하게 된다.

따라서, 본 발명의 일측면은 이러한 문제점을 해결하기 위해, 특허문헌 1에서는 최종 열간 마무리 압연기 출측의 강판 온도를 500~800℃로 하여 강판을 고온에서 권취한 후, 소둔로에서 750~900℃의 강판 온도에서 강판 표면에 형성된 산화철층의 50~90%를 환원한 후, 도금을 실시함으로써 도금성이 우수한 강판을 제조하고자 하였다.

일본 공개특허공보 제1999-0043945호

그러나 상기 특허문헌 1에 의하면, 고온 열연 권취시, 강판의 폭방향으로 중심(center)부와 엣지(edge)부의 온도편차가 심하게 발생하고 이로 인해 강판의 폭방향 양 끝단인 엣지부에서는 내부산화가 일어나지 않아 강중에 함유된 Si, Mn 및 Al의 표면 농화 및 산화를 효과적으로 억제하지 못하는 문제가 있었다.

용융아연도금강판에 관하여, 소둔시, 강중에 포함되어 있는 난도금성 원소인 Si, Mn 및 Al의 표면농화 및 산화를 억제하고, 강판 전체에 걸쳐 균일하게 도금을 행하는 것이 가능한 도금품질이 우수한 초고강도 용융아연도금강판을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 일측면은 소지강판 및 상기 소지강판의 일면에 아연도금층을 포함하고, 상기 소지강판의 폭방향 양 끝단에서 100㎜까지인 엣지부 내부에 산화물을 포함하고, 상기 산화물의 크기는 장방향으로 3㎛이하인 도금성이 우수한 초고강도 용융아연도금강판에 관한 것이다.

본 발명의 다른 일측면인 도금성이 우수한 초고강도 용융아연도금강판의 제조방법은 소지강판을 준비하는 단계, 상기 소지강판을 부피비로 3~20%의 수소와 잔부 질소 및 불가피한 불순물을 포함하는 분위기 가스하에서 700~850℃로 가열하는 단계, 상기 가열된 강판을 균열하는 단계 및 상기 균열된 강판을 440~460℃의 용융아연 도금욕에 침지하여 도금하는 단계를 포함하고, 상기 소지강판은 상기 소지강판은 열간압연, 권취 및 냉각을 행하여 제조되고, 상기 냉각은 이슬점 온도 -20~20℃인 서냉 박스에서 0.05~4.0℃/초의 냉각속도로 냉각을 행하는 것을 포함한다.

덧붙여 상기한 과제의 해결수단은, 본 발명의 특징을 모두 열거한 것은 아니다. 본 발명의 다양한 특징과 그에 따른 장점과 효과는 아래의 구체적인 실시형태를 참조하여 보다 상세하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명에 따르면, 고온에서 강판 표면에 산화물을 형성하는 원소들을 함유하는 강판을 이용하여 용융아연도금강판을 제조할 시, 소둔 공정 조건을 제어함으로써 강 중 산화하기 쉬운 원소들이 소둔시 강판 표면으로 확산되는 것을 억제할 수 있다. 더불어, 중심부와 엣지부의 온도편차가 일어나지 않아, 강판 전체에서 균일하게 표면농화 및 산화를 억제하는 도금성이 우수한 초고강도 용융아연도금강판 및 그 제조방법을 확보하는 효과가 있다.

본 발명자들은 고온 열연 권취시, 강판의 폭방향으로 중심부와 엣지부의 온도편차가 심하게 발생하고, 이로 인해 강판의 엣지부에서는 내부산화가 일어나지 않아 강중에 함유된 Si, Mn 및 Al의 표면 농화 및 산화를 효과적으로 억제하지 못하는 문제점을 해결할 수 있는 방안에 대해 깊이 연구한 결과, 열간압연 후 코일을 권취하는 과정에서 높은 이슬점으로 유지되는 서냉박스 내부에서 냉각시킴에 따라 코일 엣지부에서 효과적으로 내부산화를 일으켜 강중에 함유된 Si, Mn 및 Al의 표면 농화 및 산화를 효과적으로 억제할 수 있음을 확인하고, 본 발명에 이르게 되었다.

이하, 본 발명의 일측면인 도금성이 우수한 초고강도 용융아연도금강판에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명의 일측면은 소지강판 및 상기 소지강판의 일면에 아연도금층을 포함하고, 상기 소지강판의 폭방향 양 끝단에서 100㎜까지인 엣지부 내부에 산화물을 포함하고, 상기 산화물의 크기는 장방향으로 3㎛이하인 도금성이 우수한 초고강도 용융아연도금강판에 관한 것이다.

먼저, 본 발명에서 사용 가능한 소지강판으로는 반드시 이로 제한하는 것은 아니나, 중량%로, Si: 0.5~2.5%, Mn: 1.0~10.0%, Al: 0.5~2.5%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하되, 상기 Si, Mn 및 Al 중 2종 이상의 성분합이 1~15%을 만족하는 조성을 가지는 것을 들 수 있다. 이러한 조성의 강판은 강판의 강도는 향상시킬 수 있으나, 통상의 방법으로 도금할 경우 미도금의 문제가 심각하게 되는 강판이므로, 본 발명의 효과가 더욱 유리하게 나타날 수 있다.

이때, 실리콘(Si)은 강의 항복강도를 향상시킴과 동시에 실온에서 페라이트 및 잔류 오스테나이트를 안정화시키는 원소이다. 즉, 실리콘은 탄소의 활동도를 증가시키고, 페라이트의 연성을 개선하며, Fe3C의 형성을 억제하는데 기여한다. 상기의 효과를 얻기 위해서는 Si를 0.5중량% 이상으로 첨가할 필요가 있으나, 너무 많이 첨가하게 되면 오스테나이트 온도가 높아지기 때문에 통상 오스테나이트역에서 압연하게 되는 열간압연이 어려워지는 문제가 있다. 따라서, 실리콘 함량의 상한은 2.5중량%로 제어하는 것이 바람직하다.

망간(Mn)은 경화능을 향상시켜 높은 항복강도를 달성할 수 있으며, 오스테나이트의 형성을 촉진하여 마르텐사이트 변태개시온도(Ms)를 낮추고 오스테나이트를 안정화시키는데 기여하는 원소이다. 상술한 효과를 얻기 위해서는 Mn을 1.0중량% 이상으로 포함할 필요가 있으나, 너무 과량으로 첨가할 경우에는 고온에서 Mn 이 산화되어 연속주조 또는 열간압연 중 내부에 크랙(crack)을 유발할 수 있으므로 그 상한을 10중량%로 제어하는 것이 바람직하다.

알루미늄(Al)은 상기 Si과 마찬가지로, 강판의 냉각시 페라이트를 안정화시키고 페라이트의 형성을 촉진시키며, AlN석출에 따라 N고정의 역할 및 시멘타이트 석출을 억제하는 역할을 하는 원소이다. 따라서, Si 대신 첨가할 수도 있으며, Si과 함께 첨가할 수도 있다. 상술한 효과를 얻기 위해서는 0.5중량% 이상으로 첨가할 필요가 있으나, 과량으로 첨가하게 되면 연속주조과정에서 슬라브에 내부 크랙이 발생할 수 있으므로, 알루미늄의 상한은 2.5중량%로 제어하는 것이 바람직하다.

상술한 난도금성 성분들 즉, Si, Mn 및 Al은 소둔 공정시에 강판 표면으로 확산하여 표면에 Si, Mn 및 Al의 단독 혹은 복합 산화물을 형성하여 이후의 아연도금시 아연과의 젖음성을 크게 떨어트리기 때문에 표면품질이 우수한 용융아연도금강판을 제조하기 어려워진다.

그러나, 초고강도강의 경우 강도와 동시에 재질 열화 방지를 위해 반드시 Si, Mn 및 Al을 일정량으로 포함하며, 또한 본 발명의 효과를 극대화하기 위해서도 이들 성분을 일정량으로 함유하는 것이 적합할 것이다.

다만, 이들 성분들이 너무 많이 함유된 경우에는 본 발명에 다른 효과를 확보하기 어려울 뿐만 아니라, 각 원소들이 갖는 효과도 얻기 어려워지므로, 각 성분들의 함량을 제한하면서, 이들 성분들의 총 함량을 1~15중량%로 한정하는 것이 바람직하다. 이는 하기에서도 설명하겠지만, 소둔 열처리시에 강판 표면에 형성되는 외부 산화물을 상대적으로 Mn 산화물로 형성시키기 위한 것인데, 상기 Mn 산화물의 일부는 이후 도금과정에서 도금욕 내 Al에 의해 환원되기 때문이다.

본 발명에 따른 소지강판은 상술한 성분들 이외에 잔부 Fe 및 불가피한 불순물로 조성된다.

상기 소지강판의 엣지부 내부에는 산화물이 형성될 수 있다.

본 발명에서 정의하는 엣지부는 상기 소지강판의 폭방향 양 끝단에서 100㎜까지를 나타낸다.

상기 산화물은 장방향으로 0.5~3㎛인 것이 바람직하다. 상기 산화물이 0.5㎛미만인 경우에는 강중에 함유된 Si, Al, Mn이 열처리하는 동안 강 표면으로 농화되는 것을 충분히 억제하지 못하며, 3㎛를 초과하는 경우에는 성형시 산화물이 형성된 부분에서 박리가 발생하여 재질 열화 및 도금밀착성이 열위해지는 문제가 있다.

또한, 상기 산화물의 산소함량은 0.05~5중량%인 것이 바람직하다. 상기 산화물의 산소함량이 0.05중량% 미만인 경우에는 소둔시 표면으로 확산되는 Si, Mn 및 Al의 농화를 억제하기 어려운 문제가 있고, 5중량%를 초과하는 경우에는 강판을 성형시에 산화물층에 박리가 발생하여 도금밀착성이 불량해지는 문제가 있다. 따라서, 상기 산화물의 산소함량은 0.05~5중량% 포함하는 것이 바람직하다.

상기 산화물은 강판 표층부에 뿌리(root)형태로 형성되어 아연도금 이후 도금층이 탈락하지 않는다. 더불어, 상기 산화물의 종류는 특별히 한정하지 않지만, Si계 산화물, Mn계 산화물 및 Al계 산화물 중 1종 또는 2종 이상인 것이 보다 바람직하다.

이와 같이, 본 발명에 따른 용융아연도금강판은 강 중 난도금성 원소들의 표면확산이 억제되었으므로, 합금화시 충분한 합금화도를 가질 뿐만 아니라, 도금성이 우수한 강판인 것이다.

이하, 본 발명의 다른 일측면인 도금성이 우수한 초고강도 용융아연도금강판의 제조방법에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명의 다른 일측면인 도금성이 우수한 초고강도 용융아연도금강판의 제조방법은 소지강판을 준비하는 단계, 상기 소지강판을 부피비로 3~20%의 수소와 잔부 질소 및 불가피한 불순물을 포함하는 분위기 가스하에서 700~850℃로 가열하는 단계, 상기 가열된 강판을 균열하는 단계 및 상기 균열된 강판을 440~460℃의 용융아연 도금욕에 침지하여 도금하는 단계를 포함하고, 상기 소지강판은 열간 마무리 압연 하는 단계, 상기 소지강판은 열간압연, 권취 및 냉각을 행하여 제조되고, 상기 냉각은 이슬점 온도 -20~20℃인 서냉 박스에서 0.05~4.0℃/초의 냉각속도로 냉각하는 단계를 포함한다.

먼저, 본 발명에서 사용 가능한 소지강판으로는 반드시 이로 제한하는 것은 아니나, 중량%로, Si: 0.5~2.5%, Mn: 1.0~10.0%, Al: 0.5~2.5%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하되, 상기 Si, Mn 및 Al 중 2종 이상의 성분합이 1~15%을 만족하는 조성을 가지는 것을 들 수 있다. 이러한 조성의 강판은 강판의 강도는 향상시킬 수 있으나, 통상의 방법으로 도금할 경우 미도금의 문제가 심각하게 되는 강판이므로, 본 발명의 효과가 더욱 유리하게 나타날 수 있다.

상기 소지강판은 전술한 조성 및 성분범위를 만족하는 강을 열간 마무리 압연 행하고, 상기 열간마무리압연된 강판을 권취하는 것이 바람직하다. 상기 강판을 권취시 강판의 온도를 제어하는 바람직하다. 이와 같은 온도 제어는 외부 공기 중에 포함된 산소가 강판 내부로 침투하여 내부산화물 형성하는 구동력이 되어 산소의 플럭스에 영향을 미치는 역할을 한다. 본 발명에서 의도하고자 하는 효과를 발현하기 위해서 600~900℃로 권취온도를 제어하는 것이 바람직하다. 상기 권취온도가 600℃미만인 경우에는 강판 내부로 침투하려는 산소의 플럭스가 감소하여 내부 산화물의 깊이가 얕아지게 되며, 이는 후술하는 소둔과정에서 강중에 포함된 Si, Mn 및 Al 의 표면 농화를 효과적으로 억제하지 못하여 용융도금시 도금성의 열위를 초래하는 문제가 있다. 반면에, 900℃를 초과하는 경우에는 강판 내부로 침투하려는 산소의 플럭스가 증가하여 내부산화물의 깊이가 두꺼워지게 된다. 이와 같이 과도하게 내부산화물의 두께가 두꺼워지면 연신율이 목표하는 값에 이르지 못하여 굽힘 성형시 재질 열화된다.

상기와 같이 권취된 강판을 이슬점 온도 -20~20℃인 서냉 박스에서 0.05~4.0℃/초의 냉각속도로 냉각하는 것이 바람직하다.

상기 권취 후 냉각시 서냉 박스에서 이슬점 온도가 -20℃미만인 경우에는 코일 엣지부에서 강판의 수평한 방향으로 일어나는 내부산화는 극히 미비하게 되어, 강중에 함유된 Si,Mn,Al의 표면 농화 및 산화를 효과적으로 제어하지 못한다. 반면에, 이슬점이 20℃를 초과하는 경우에는 내부산화와 더불어 Fe의 산화가 동시에 일어나기 때문에 이후 환원 소둔과정을 거치더라도 잔류 Fe 산화물이 존재하게 되어 띠형태의 Fe 잔류산화물에 의해 코일 엣지부에 도금박리가 발생하는 문제가 있다.

또한, 상기 권취된 코일을 서냉박스에서 냉각시킬 때 냉각속도를 제어하는 것이 바람직하다. 냉각속도가 0.05℃/초 미만인 경우에는 내부산화가 일어날 수 있는 시간이 길어져 강판 내부에 형성되는 내부산화층의 두께가 깊어지게 된다. 이와 같이 내부산화층의 두께가 깊어지면, 용융도금이후 굽힘성형시 목포로 하는 연신율을 확보하지 못해 재질 열화가 되는 문제가 있다. 반면에, 냉각속도가 4℃/초를 초과하는 경우에는 내부산화가 충분히 일어나지 못해 이후 환원 소둔시, 얕은 내부산화층으로는 강중에 함유된 Si,Mn 및 Al이 표면으로 농화하여 산화물을 형성하는 것을 효과적으로 억제하지 못하는 문제가 있다. 더불어, 미도금이 발생하고 이로 인해 도금박리가 발생하는 문제가 있다.

상기와 같이 냉각된 강판에 선택적으로 냉간압연을 실시한 후 후속 공정을 실시할 수 있다.

상기와 같이 냉각된 강판을 우수한 인장강도 또는 연신율 등의 재질특성을 확보하기 위하여 열처리를 행하는 것이 바람직하다. 이때, 열처리는 750~850℃의 온도에서 행하는 것이 바람직하다. 상기 강판을 가열하는 온도가 750℃미만인 경우에는 결정 성장 및 회복 과정이 충분히 일어나지 않아 본 발명에서 요구하는 수준의 재질을 확보하는데 어려움이 있다. 반면에, 850℃를 초과하는 경우에는 소둔로 온도를 높이는데 사용되는 연료 및 에너지 소비가 늘어나며, 2차 재결정에 의해 강의 인장강도 또는 연신율 등이 우수한 재질의 강판을 확보할 수 없게 된다.

상기와 같은 성분 조성을 가지며, 상기와 같은 제조방법으로 제조된 소지강판의 준비가 완료되면, 상기 소지강판을 수세 및 건조하는 전처리 과정을 거친 후 소둔 공정을 위해 소둔로 내에 인입하여 소둔 열처리를 실시할 수 있다.

본 발명에서는 소둔 열처리시 소둔로 내부에 부피비로 3~20%의 수소와 잔부 질소 및 불가피한 불순물을 포함하는 분위기 가스하에서, 상기 소지강판을 700~850℃까지 가열하는 것이 바람직하다.

상기 가열시 환원분위기에서 행하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 부피비로, 3~20%의 수소와 잔부 질소 및 불가피한 불순물을 포함하여 가열을 행한다.

상기 수소의 부피비가 3% 미만인 경우에는 외부에서 유입되는 강판 표면의 산화층 또는 노 벽체의 산화물이 충분히 환원되지 않아 잔류 산화층에 의한 도금층 박리 또는 노 벽체의 산화물이 롤에 흡착되어 덴트(dent)결함을 초래하는 문제가 있다. 반면에, 부피비가 20%를 초과하는 경우에는 수소함량이 증가함에 따라 비용 및 폭발위험성이 증가한다.

상술한 조건을 만족하는 소둔로에서 소지강판을 700~850℃까지 가열을 행하는 것이 바람직하다.

상기 소지강판의 온도가 700℃미만인 경우에는 내부산화물이 Si, Mn 및 Al의 표면농화를 억제하기 위한 방지층 역할을 못하는 것이므로 결정 성장 및 회복 과정이 충분히 일어나지 않아 본 발명에서 요구되는 수준의 재질을 확보하기 어렵다. 반면에, 850℃를 초과하는 경우에는 소둔로 온도를 높이는데 사용되는 연료 및 에너지 소비가 늘어나며, 2차 재결정에 의해 강의 인장강도 또는 연신율 등이 우수한 재질의 강판을 확보할 수 없다. 보다 바람직하게는 750~820℃의 온도까지 가열을 행한다.

가열시, 조업 라인에서 라인 스피드(line speed) 즉, 생산성과 직결되므로 강판의 품질에 악영향을 미치지 않는 범위 내에서 빠른 가열속도로 제어하는 것이 바람직하다.

상기 700~850℃로 가열된 소지강판을 균열하는 것이 바람직하다.

상기 균열된 소지강판을 440~460℃의 용융아연 도금욕에 침지하여 도금을 행하는 것이 바람직하다.

상기 도금욕의 온도가 440℃미만인 경우에는 도금욕의 점도가 증가하여 강판을 감는 롤(roll)의 이동도가 감소되어 강판과 롤간의 미끄럼(slip)을 유발시켜 결함을 발생시키게 된다. 반면에, 도금욕의 온도가 460℃를 초과하는 경우에는 강판의 용해를 촉진시켜 Fe-Zn 화합물 형태의 드로스 발생을 가속화시켜 미도금을 발생한다.

상기와 같이 도금을 행한 후에 합금화 열처리를 행하는 것이 바람직하다.

상기 합금화 열처리 온도가 480℃ 이상인 경우에는 강판 표층에 형성된 Si, Mn 및 Al의 단독 또는 복합산화물층을 통과하여 아연 도금층 내에 충분히 Fe 함유량을 확보함으로써, 도금층이 탈락하는 파우더링 현상을 방지하는 효과가 있다. 상한은 특별히 한정될 필요는 없으나, 생산성을 고려하여 600℃로 제어하는 것이 바람직하다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 한다. 다만, 하기의 실시예는 본 발명을 예시하여 보다 상세하게 설명하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 권리범위를 한정하기 위한 것이 아니라는 점에 유의할 필요가 있다. 본 발명의 권리범위는 특허청구범위에 기재된 사항과 이로부터 합리적으로 유추되는 사항에 의해 결정되는 것이기 때문이다.

(실시예)

중량%로, Si: 1.5%, Mn: 1.6% 및 Al: 0.4%로 상기 성분함량의 총합이 3.5중량%인 강판을 최종 마무리 열간압연하고, 하기 표 1에 나타난 권취온도로 권취를 행한 후, 하기 표 1의 이슬점 온도 및 냉각속도를 가지는 서냉박스에서 상온까지 냉각하였다. 그 후, 상온에서 냉간압연을 행하여 소지강판을 제조하였다. 상기와 같이 제조된 소지강판의 표면을 청정하게 전처리하여 부피비로 15%수소 및 잔부 질소 및 불가피한 불순물을 포함하는 환원분위기에서 하기 표 1의 균열온도까지 가열을 행한 후 60초동안 균열을 하였다. 그 후, 480℃의 온도로 강판을 냉각하고, 450℃의 용융아연 도금욕에 침지하여 도금을 행하여 하기 표 1에 나타난 바와 같은 용융아연도금강판을 제조하였다.

그 후, 상기 소지강판을 도금욕 중에 3초 동안 침지한 후 에어 와이핑(Air wipping)을 통해 표면에 입혀진 도금부착량이 60g/㎡ 수준을 유지하도록 하였다.

상기 도금공정을 마친 강판의 도금성을 평가하기 위해 도금된 표면 전체 면적에 대한 엣지부 아연도금층의 피복 면적율을 측정하여 하기 표 1에 함께 나타내었다. 단면 관찰을 위해서 시편을 15x15㎟로 절단하여 단면을 연마한 다음 주사전자현미경(SEM, Scanning Electron Microscope)으로 도금층을 관찰하였다.

또한, 강판의 도금밀착성을 측정하기 위해 30x80㎟ 크기의 시편을 180°각도로 굽힘 가공후 강판의 재질 특성에 따라 소재가 파단되지 않는 범위에서 0T 또는 1T벤딩시험(bending test)를 실시하였다. 벤딩부에 투명 비닐테이프를 붙였다가 떼어냈을 때 도금층이 묻어나오면 '박리', 도금층이 전혀 묻어 나오지 않으면 '비박리'로 하기 표 1에 기재하였다.

또한, 강종에 따라 목표로 하는 연신율값이 정해지는데 소둔조건을 달리하였을 경우에 목표 연신율보다 높은 값을 가질 경우에는 목표 연신율과의 차이값을 (+)값으로 나타내었으며, 이와 반대로 목표 연신율보다 낮은 값을 가질 경우에는 목표 연신율과의 차이값을 (-)로 표기하였다.

구분	서냉박스 이슬점 (℃)	권취 코일온도 (℃)	냉각속도 (℃/s)	균열온도 (℃)	엣지부 아연도금층 피복면적율 (%)	도금 밀착성	목표 연신율과의 차이(%)
발명예1	-8	650	1.2	840	96	비박리	0.8
발명예2	3	610	2.6	810	95	비박리	0.5
발명예3	10	635	3.7	815	96	비박리	1.0
발명예4	15	620	3.0	820	97	비박리	0.6
발명예5	0	750	2.5	830	98	비박리	0.2
발명예6	-15	680	2.9	835	95	비박리	0.4
비교예1	-10	650	0.03	790	95	비박리	-1.2
비교예2	35	630	2.2	805	96	박리	0.3
비교예3	-5	660	5	820	83	박리	0.5
비교예4	0	500	3.1	800	81	박리	0.8
비교예5	5	920	2.5	810	97	비박리	-1.4
비교예6	-45	680	2.8	830	82	박리	1.1

상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 발명예 1 내지 6은 서냉박스의 이슬점 및 코일 권취온도, 서냉박스에서의 냉각속도, 균열구간 온도 모두 본 발명이 제어하는 조건을 만족하여, 아연도금층의 피복면적율이 모두 95% 이상으로 나타나 도금성이 매우 우수하고, 박리된 부분이 없어 도금밀착성도 뛰어나며 목표연신율보다 동등이상의 우수한 재질을 갖고 있음을 확인할 수 있다.

그러나, 비교예 1은 서냉박스에서의 냉각속도가 본 발명이 제안한 범위보다 낮아 내부산화가 일어나는 시간이 길고, 엣지부에서 강판에 수평한 방향으로 내부산화물이 두껍게 형성된 것을 확인할 수 있다. 더불어, 내부산화물에 의해 강중에 함유된 Si,Mn 및 Al은 표면으로 농화되지 않아 도금성 및 도금밀착성은 우수하지만 두꺼운 내부산화물에 의해 엣지부에서의 연신율이 목표대비 열위하게 됨으로써, 굽힘성형시 엣지 크랙(edge crack)이 발생하는 등의 재질 열화가 발생한 것을 확인할 수 있다.

비교예 2는 서냉박스에서의 이슬점이 본 발명이 제안한 범위보다 높아 소지강판 Fe가 산화됨에 따라 띠 형태의 Fe 산화물이 강판 표면에 형성된 것을 확인할 수 있다. 이후 환원소둔시 극표층은 순수 Fe로 환원되지만 Fe 산화물층이 두꺼워 띠형태의 Fe 산화물이 잔류하게 되어 용융도금후 굽힘가공시 도금층이 탈락하는 도금박리가 발생한 것을 확인할 수 있다.

비교예 3은 서냉박스에서의 냉각속도가 본 발명이 제안한 범위를 초과하여 외부의 산소가 강판 내부로 침투하여 내부산화를 일으키는 과정에서 내부산화물이 충분히 형성되지 않는 것을 확인할 수 있다. 이후 환원소둔과정에서 강중에 함유된 Si,Mn 및 Al이 표면으로 농화되어 산화물을 형성시키고, 용융아연도금시 아연의 젖음성을 떨어뜨려 미도금을 일으켜 엣지부 아연도금층의 피복면적분율 낮은 것을 확인할 수 있으며, 이에 굽힘성형시 도금층이 탈락하는 도금박리가 발생된 것을 확인할 수 있다.

비교예 4는 코일의 권취온도가 본 발명이 제안한 범위보다 낮아 외부 산소가 강판 내부로 침투하여 내부산화를 일으키기에 산소의 플럭스(flux)가 충분하지 못하여 내부산화가 거의 일어나지 않음을 확인할 수 있다. 또한, 환원소둔과정에서 강중에 함유된 Si, Mn 및 Al이 표면으로 농화되어 산화물을 형성시켜 용융아연도금시 아연의 젖음성을 떨어뜨림에 따라 엣지부 아연도금층의 피복면적분율이 81%에 그치는 미도금 현상을 초래하였으며 이와 더불어 굽힘가공시 아연도금층이 탈락하는 도금박리 현상이 발생한 것을 확인할 수 있다.

비교예 5는 코일의 권취온도가 본 발명이 제안한 범위를 벗어난 경우로서, 외부 산소가 강판 내부로 침투하려는 플럭스가 높아 내부산화물을 두껍게 형성시킨 것을 확인할 수 있다. 이로 인해 엣지부에서 Si,Mn 및 Al의 표면 농화는 효과적으로 억제하여 도금성 및 도금밀착성은 우수하였으나 두꺼운 내부산화물로 인해 굽힘성형시 엣지부의 연신율이 목표값보다 낮아 엣지 크랙(edge crack)이 발생하여 재질열화가 발생한 것을 확인할 수 있다.

또한, 비교예 6은 서냉박스에서의 이슬점이 본 발명이 제안한 범위를 벗어나 내부산화가 일어날 수 있는 이슬점 범위를 만족하지 못함에 따라 강판 내부에 Si, Mn 및 Al 내부산화물을 형성시키지 못한 것을 확인할 수 있다. 이로 인해 이후 환원소둔하는 과정에서 Si,Mn 및 Al이 강 표면으로 확산되는 것을 효과적으로 억제하지 못하고 용융아연도금시 아연의 젖음성을 떨어뜨리는 것을 확인할 수 있다. 더불어, 엣지 부의 아연도금층의 피복면적분율이 82%에 그쳐 미도금이 발생하였으며, 이로 인하여 굽힘가공시 도금층이 탈락하는 도금박리 현상이 발생한 것을 확인할 수 있다.

이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (9)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 중량%로, Si: 0.5~2.5%, Mn: 1.0~10.0%, Al: 0.5~2.5%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 이루어지고, 상기 Si, Mn 및 Al 중 2종 이상의 성분합이 1~15%을 만족하는 소지강판을 준비하는 단계;
   상기 소지강판을 부피비로 3~20%의 수소와 잔부 질소 및 불가피한 불순물을 포함하는 분위기 가스하에서 700~850℃로 가열하는 단계;
   상기 가열된 강판을 균열하는 단계; 및
   상기 균열된 강판을 440~460℃의 용융아연 도금욕에 침지하여 도금하는 단계를 포함하고,
   상기 소지강판은 열간압연, 권취, 및 냉각을 행하여 제조되고,
   상기 권취는 600~900℃에서 행하여지며,
   상기 냉각은 이슬점 온도 -20~20℃인 서냉 박스에서 0.05~4.0℃/초의 냉각속도로 냉각을 행하는 도금성이 우수한 초고강도 용융아연도금강판의 제조방법.
   
6. 제 5항에 있어서,
   상기 소지강판은 열간압연, 권취 및 냉각 후 냉간압연 공정을 선택적으로 행하는 도금성이 우수한 초고강도 용융아연도금강판의 제조방법.
   
7. 삭제
8. 삭제
9. 제 5항에 있어서,
   상기 도금욕에 침지된 강판을 합금화 열처리 하는 단계를 추가적으로 포함하는 도금성이 우수한 초고강도 용융아연도금강판의 제조방법.