KR101598677B1 - Molten zn-al-based alloy-plated steel sheet having excellent corrosion resistance and workability, and method for producing same - Google Patents
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Abstract
질량%로, Al : 3∼6%, Mg : 0.2∼1.0%, Ni : 0.01∼0.10%를 포함하며, Fe를 0.10% 이하로 조정한 용융 Zn-Al계 합금 도금욕에, 강판을 침입시키고, 끌어올려, 냉각해서, 강판 표면에 용융 Zn-Al계 합금 도금층을 형성한다. 이때, 도금욕의 욕온은 420∼520℃, 그 도금욕 중에 침입하는 강판의 판온은 420∼600℃ 범위의 온도이면서, 도금용의 온도 이상이 되도록 조정한다. 이에 의해, 도금층 중의 Fe분이 2.0g/㎡ 이하이고, 도금층과 강판의 계면에, 두께 : 0.05∼1.0㎛의 Ni 농화층을 가지며, 가공성과 내식성이 우수한 용융 Zn-Al계 합금 도금 강판이 된다.A steel sheet is introduced into a molten Zn-Al alloy plating bath containing 3 to 6% of Al, 0.2 to 1.0% of Mg, and 0.01 to 0.10% of Ni and adjusting Fe to 0.10% , And pulled up and cooled to form a molten Zn-Al based alloy plating layer on the surface of the steel sheet. At this time, the bath temperature of the plating bath is adjusted to 420 to 520 캜, and the plate temperature of the steel sheet entering the plating bath is adjusted to be higher than the plating temperature while being in the range of 420 to 600 캜. This results in a molten Zn-Al alloy-plated steel sheet having an Fe content in the plated layer of 2.0 g / m 2 or less and a Ni-enriched layer having a thickness of 0.05 to 1.0 m at the interface between the plated layer and the steel sheet and excellent in workability and corrosion resistance.
Description
본 발명은 건축, 토목, 가전 등의 용도에 적합한 용융 Zn-Al계 합금 도금 강판 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 특히 가공성 향상 및 가공부의 내식성 향상에 관한 것이다.
The present invention relates to a fused Zn-Al alloy-plated steel sheet suitable for applications such as construction, civil engineering and home appliances, and a method of manufacturing the same. More particularly, the present invention relates to improvement of workability and improvement of corrosion resistance of a work.
종래부터, 건재(建材), 가전, 자동차 등의 분야에서는, 용융 Zn계 도금 강판이 널리 이용되고 있다. 이와 같은 용도로 사용되는 용융 Zn계 도금 강판에는, 주로 내식성에 우수한 것이 요구되고 있다. 그러나 예를 들면, 건축 분야에서는 용융 Zn계 도금 강판을 소정 형상으로 성형 가공하여, 지붕, 벽 또는 구조체 등의 부재로 사용하고 있으며, 이러한 용도 쪽의 용융 Zn계 도금 강판에는 내식성이 우수한 것에 더하여, 가공성이 우수한 것, 나아가 가공부의 내식성이 우수한 것이 요구되고 있다. 또한, 예를 들면, 건재나 가전 분야에서는 무도장(無塗裝)으로 사용되는 것도 많아, 그 경우에는 외관의 균일성이나 내흑변성(耐黑變性)에도 우수한 것이 요구되고 있다.
BACKGROUND ART Conventionally, in the field of construction materials, household appliances, automobiles, etc., a hot-dip Zn-based coated steel sheet has been widely used. A hot-dip Zn-based coated steel sheet used for such an application is required to have excellent corrosion resistance. However, in the construction field, for example, a molten Zn-based plated steel sheet is molded into a predetermined shape and used as a member such as a roof, a wall, or a structural member. In addition to the excellent corrosion resistance, Excellent workability and further excellent corrosion resistance of the processed portion are required. Further, for example, many of them are used as uncoated materials in the field of construction materials and home electric appliances, and in that case, they are required to have excellent uniformity of appearance and excellent black color resistance.
이러한 요구에 대해, 예를 들면, 특허문헌 1에는 금속 광택을 가진 미려한 도금 외관과, 우수한 내흑변성을 가진 용융 Zn-Al계 합금 도금 강판이 제안되어 있다. 특허문헌 1에 기재된 기술에서는, 강판을 용융 Zn-Al계 합금 도금욕에 침지한 후, 그 도금욕으로부터 꺼내고, 250℃까지, 냉각 속도 1∼15℃/s의 범위에서 냉각하여, 강판 표면에, Al : 1.0∼10%, Mg : 0.2∼1.0%, Ni : 0.005∼0.1%을 포함하고, 잔부가 Zn 및 불가피한 불순물로 이루어지는 용융 Zn-Al계 합금 도금층을 형성하여, 금속 광택을 가지는 미려한 도금 외관과, 우수한 내흑변성을 가지는 용융 Zn-Al계 합금 도금 강판을 얻는다고 되어 있다. 또한, 특허문헌 1에 기재된 기술에서는, 도금 후의 냉각 속도를 상기의 특정 범위로 제어함으로써, Mg과 Ni의 상승 작용에 의해, 도금 최표층부(最表層部)에의 Ni 농화(濃化)가 촉진된다고 되어 있다.
With respect to this demand, for example, Patent Document 1 proposes a galvanized Zn-Al alloy-plated steel sheet having a beautiful plating appearance with metal luster and excellent weathering resistance. In the technique described in Patent Document 1, the steel sheet is immersed in a molten Zn-Al alloy plating bath, then taken out of the plating bath, cooled to 250 ° C at a cooling rate of 1 to 15 ° C / s, Al based alloy plating layer containing 1.0 to 10% of Al, 0.2 to 1.0% of Mg, and 0.005 to 0.1% of Ni and the balance of Zn and unavoidable impurities is formed on the surface of the substrate, It is said that a hot-dip Zn-Al alloy-plated steel sheet having excellent appearance and excellent weathering resistance is obtained. Further, in the technique described in Patent Document 1, control of the cooling rate after plating to the above specific range promotes Ni concentration (thickening) in the outermost plating layer portion (outermost surface layer portion) by the synergistic action of Mg and Ni .
또한, 특허문헌 2에는 내식성이 우수한 용융 Zn계 도금 강판에 관한 기술이 기재되어 있다. 특허문헌 2에 기재된 도금 강판은, 강판 표면에, 질량%로, Al : 1.0∼10%, Mg : 0.2∼1.0%, Ni : 0.005∼0.2%을 포함하고, 잔부가 Zn 및 불가피한 불순물로 이루어지는 용융 Zn-Al계 합금 도금층을 가지며, 또한 도금층과 베이스 강판과의 계면(界面)에 Ni 농화층을 가지는 도금 강판이다. 이에 따라, 가공성이 우수한 도금층이 되며, 가공부에서의 크랙 발생이 억제되고 베이스 강판의 부식이 억제되어, 우수한 가공부 내식성을 가진 도금 강판이 된다고 되어 있다.
In addition, Patent Document 2 describes a technique relating to a molten Zn-based plated steel sheet excellent in corrosion resistance. The coated steel sheet described in Patent Document 2 is characterized in that the surface of the steel sheet contains, on a surface thereof, at least one member selected from the group consisting of 1.0 to 10% Al, 0.2 to 1.0% Mg, and 0.005 to 0.2% Ni and the balance of Zn and inevitable impurities Zn-Al based alloy plating layer, and also has a Ni-enriched layer at the interface (interface) between the plating layer and the base steel sheet. This results in a plating layer having excellent workability, suppressing the occurrence of cracks in the machined portion, suppressing corrosion of the base steel sheet, and providing a plated steel sheet having excellent process portion corrosion resistance.
특허문헌 1에 기재된 기술에서는, Ni을 함유하는 Zn-Al-Mg계 조성의 도금층으로 하는 것에 의해, 주로 내흑변성이 향상된다고 되어 있다. 그러나 특허문헌 1에는 도금층 중의 Fe 양에 대해서는 어떠한 언급도 없다. 예를 들면, 도금욕 중에 포함되는 Fe가 과잉으로 도금층 중에 취입되어, 도금층과 기판(基板) 사이의 계면에 두껍게 합금상(合金相)이 형성된 경우에는, 구부림 등의 가공을 행했을 때, 도금층에 크랙이 발생하기 쉬워진다. 크랙이 생긴 부위에서는 도금층이 얇아지고, 경우에 따라서는 베이스 강판이 노출되는 것을 생각할 수 있다. 이 때문에, 특허문헌 1에 기재된 기술로 제조된 도금 강판에서는, 가공성이 떨어지고, 가공부의 내식성이 당연히 떨어진다는 문제가 있었다.
In the technique described in Patent Document 1, it is said that mainly the black weatherability is improved by forming a plating layer of a Zn-Al-Mg composition containing Ni. However, in Patent Document 1, there is no mention of the amount of Fe in the plating layer. For example, when the Fe contained in the plating bath is excessively blown into the plating layer and the alloy phase (alloy phase) is thickly formed at the interface between the plating layer and the substrate (substrate), when processing such as bending is performed, Cracks tend to occur. It is conceivable that the plating layer becomes thin at the cracked portion, and the base steel sheet is exposed in some cases. For this reason, in the coated steel sheet produced by the technique described in Patent Document 1, there is a problem that the workability is lowered and the corrosion resistance of the processed portion naturally drops.
또한, 특허문헌 2에 기재된 기술에 의하면, 가공성이 우수하며, 또한 가공부 내식성이 우수한 도금 강판이 얻어진다고 되어 있다. 그러나 특허문헌 2에는 도금층 중의 Fe 양에 대해서 어떠한 언급도 없다. 이 때문에, 특허문헌 1에 기재된 기술로 제조된 도금 강판과 마찬가지로, 도금욕 중의 Fe가 과잉으로 도금층 중에 취입되어, 예를 들면 구부림 등의 가공을 행했을 때, 도금층에 크랙이 발생하기 쉬워지고, 가공성이 저하함과 아울러, 가공부의 내식성이 저하한다는 문제가 있다.
Further, according to the technique described in Patent Document 2, a plated steel sheet excellent in workability and excellent in corrosion resistance at a machining portion is obtained. However, in Patent Document 2, there is no mention of the amount of Fe in the plating layer. For this reason, as in the case of the coated steel sheet produced by the technique described in Patent Document 1, cracks are liable to occur in the plating layer when Fe in the plating bath is excessively blown into the plating layer and processing such as bending is performed, There is a problem that the workability is lowered and the corrosion resistance of the processed portion is lowered.
또한, 특허문헌 2에는 도금욕에의 강판의 침입판온(侵入板溫) 450∼600℃, 도금욕 온도 400∼550℃의 범위에서, 판 두께, 라인 속도에 따라, 그것들을 적정 온도로 제어한다는 기재가 있을 뿐, 구체적인 제조 방법에 대한 명확한 기재도 없어, 불명확한 상태이다. 특허문헌 2에는, 더욱이, 제조 방법에 대해 효과의 확인도 이루어져 있지 않다.
Patent Document 2 discloses that the temperature is controlled to a proper temperature in accordance with the plate thickness and the line speed in the range of 450-600 占 폚 for the penetration plate temperature of the steel sheet to the plating bath and 400-550 占 폚 for the plating bath temperature There is a description, and there is no definite description of a specific manufacturing method, and it is unclear. Patent Document 2 further fails to confirm the effect on the manufacturing method.
본 발명은, 우수한 내식성과 우수한 가공성을 겸비하는, 내식성과 가공성이 우수한 용융 Zn-Al계 합금 도금 강판 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
An object of the present invention is to provide a molten Zn-Al alloy-plated steel sheet having excellent corrosion resistance and excellent processability and excellent in corrosion resistance and workability and a method for producing the same.
본 발명자들은 상기 목적을 달성하기 위해, 용융 Zn-Al계 합금 도금 강판의 내식성, 가공성에 미치는 각종 요인에 대해 열심히 연구했다. 그 결과, 본 발명자들은 도금층의 밀착성, 내식성, 또한 가공 후의 내식성을 향상시키는 데에는, 도금욕 조성을, Ni을 적정량 함유하는 Zn-Al-Mg계 합금 도금 조성의 도금욕으로 한 후에, 그 도금욕의 욕온을 적정 범위의 온도로 하고, 그 도금욕에 기판이 되는 강판을 침입시킬 때, 침입하는 강판의 온도(판온)를 적정 범위 내로 하면서, 도금욕의 욕온 이상으로 조정하는 것이 좋다는 것에 생각이 미쳤다. 이에 따라, 본 발명자들은 도금층과 기판인 강판(기초 강판)의 계면에 Ni 농화층을 적정 두께로 형성할 수 있다는 것을 찾아내었다.
In order to achieve the above object, the present inventors have studied hardly various factors affecting the corrosion resistance and workability of a molten Zn-Al alloy-plated steel sheet. As a result, the present inventors have found that, in order to improve the adhesion of the plating layer, the corrosion resistance, and the corrosion resistance after processing, the composition of the plating bath is changed to a plating bath of a Zn-Al-Mg alloy plating composition containing an appropriate amount of Ni, It has been thought that it is preferable to adjust the temperature of the bath to an appropriate range of temperature and adjust the temperature of the steel sheet entering the plating bath to a proper range or more while adjusting the temperature to not less than the bath temperature of the plating bath . Accordingly, the present inventors have found that an Ni-enriched layer can be formed at an appropriate thickness at the interface between a plating layer and a steel sheet (base steel sheet) as a substrate.
또한, 본 발명자들은 도금층의 가공성을 안정적으로 향상시키기 위해서는, 도금층에 포함되는 Fe 양을 도금층의 단위 면적당 2.0g/㎡ 이하로 조정할 필요가 있다는 것을 찾아내었다. 그리고 본 발명자들은 도금층에 포함되는 Fe는 도금욕 중의 Fe가 응고하여 도금층에 취입된 것으로, 도금층 중의 Fe 양을 원하는 값 이하로 조정하는 데에는, 도금욕의 Fe 농도를 적절하게, 구체적으로는 질량%로 0.05% 이하로 조정하면 좋다는 것을 찾아내었다.
Further, the present inventors have found that it is necessary to adjust the amount of Fe contained in the plating layer to 2.0 g / m 2 or less per unit area of the plating layer in order to stably improve the processability of the plating layer. The inventors of the present invention found that the Fe contained in the plating layer is the Fe contained in the plating bath coagulated and introduced into the plating layer. In order to adjust the amount of Fe in the plating layer to a desired value or less, To 0.05% or less.
본 발명은 이러한 지식에 기초하여, 더 검토하여 완성된 것이다. 즉, 본 발명의 요지는 다음과 같다.
The present invention has been further studied and completed based on this knowledge. That is, the gist of the present invention is as follows.
(1) 기판이 되는 강판을, 질량%로, Al : 3∼6%, Mg : 0.2∼1.0%, Ni : 0.01∼0.10%를 포함하고, 잔부 Zn 및 불가피한 불순물로 이루어지는 조성을 가지는 용융 Zn-Al계 합금 도금욕에, 침입시키고, 끌어올려, 냉각해서, 상기 강판의 표면에 용융 Zn-Al계 합금 도금층을 형성하는 용융 Zn-Al계 합금 도금 강판의 제조 방법으로서, 상기 용융 Zn-Al계 합금 도금욕을, Fe를 0.10% 이하로 조정하여 이루어지는 도금욕으로 한 후에, 그 용융 Zn-Al계 합금 도금욕의 온도를 420∼520℃ 범위의 온도로 하고, 그 용융 Zn-Al계 합금 도금욕 중에 침입하는 상기 강판의 온도를 420∼600℃ 범위의 온도이면서, 상기 용융 Zn-Al계 합금 도금욕의 온도 이상이 되도록 조정하는 것을 특징으로 하는 내식성과 가공성이 우수한 용융 Zn-Al계 합금 도금 강판의 제조 방법.
(1) A method for producing a hot-dip galvanized steel sheet, comprising the steps of: (1) mixing a molten Zn-Al alloy having a composition of 3 to 6% of Al, 0.2 to 1.0% of Mg, and 0.01 to 0.10% of Ni and a balance of Zn and unavoidable impurities A method for producing a molten Zn-Al alloy-plated steel sheet in which a hot-dip Zn-Al-based alloy plating layer is formed on a surface of a steel sheet by intrusion, pulling up, Al-based alloy plating bath is adjusted to a temperature in the range of 420 to 520 占 폚 and the molten Zn-Al based alloy plating bath Wherein the temperature of the steel sheet penetrating into the molten Zn-Al based alloy plating bath is adjusted to be equal to or higher than the temperature of the molten Zn-Al based alloy plating bath at a temperature in the range of 420 to 600 占 폚. ≪ / RTI >
(2) 기판인 강판의 적어도 한쪽 표면에, 질량%로, Al : 3∼6%, Mg : 0.2∼1.0%, Ni : 0.01∼0.10%를 함유하고, 잔부 Zn 및 불가피한 불순물로 이루어지는 조성의 용융 Zn-Al계 합금 도금층을 가지는 용융 Zn-Al계 합금 도금 강판으로서, 상기 용융 Zn-Al계 합금 도금층이, Fe를 2.0g/㎡ 이하로 조정하여 이루어지는 도금층으로, 상기 용융 Zn-Al계 합금 도금층과 상기 강판의 계면에, 두께 : 0.05∼1.0㎛의 Ni 농화층을 가지는 것을 특징으로 하는 내식성과 가공성이 우수한 용융 Zn-Al계 합금 도금 강판.
(2) The steel sheet as a substrate, which comprises, on at least one surface of the steel sheet, at least one member selected from the group consisting of Al: 3 to 6%, Mg: 0.2 to 1.0%, Ni: 0.01 to 0.10%, and the balance of Zn and unavoidable impurities Al based alloy plating layer having a Zn-Al based alloy plating layer, wherein the molten Zn-Al based alloy plating layer is a plating layer obtained by adjusting Fe to 2.0 g / m 2 or less, wherein the molten Zn- And a Ni-enriched layer having a thickness of 0.05 to 1.0 m at the interface between the steel sheet and the steel sheet.
본 발명에 의하면, 내식성이 향상함과 아울러 가공성도 향상하여, 우수한 내식성과 우수한 가공성을 겸비하는, 용융 Zn-Al계 합금 도금 강판을 용이하게, 더욱이 값싸게 제조할 수 있다는 효과를 나타낸다. 또한, 본 발명에 의하면, 도금층의 밀착성이 향상한다는 효과도 있다.
INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, it is possible to easily and economically produce a molten Zn-Al alloy-plated steel sheet which has improved corrosion resistance and workability and which has excellent corrosion resistance and excellent workability. Further, according to the present invention, the adhesion of the plating layer is also improved.
우선, 본 발명의 용융 Zn-Al계 합금 도금 강판(이하, 본 발명 도금 강판이라고도 한다)의 제조 방법에 대해 설명한다.
First, a method for manufacturing a molten Zn-Al alloy-plated steel sheet (hereinafter also referred to as a coated steel sheet of the present invention) of the present invention will be described.
기판으로 하는 강판을, 예를 들어, 연속식 용융 Zn 도금 제조 설비를 이용하여, 용융 Zn-Al계 합금 도금욕 중에 침입시킨 후, 끌어올려, 냉각해서, 강판 표면에 용융 Zn-Al계 합금 도금층을 형성한다.
The steel sheet serving as the substrate is introduced into a molten Zn-Al alloy plating bath using, for example, a continuous molten Zn plating facility, and then pulled up to cool the molten Zn-Al alloy plating layer .
기판으로 사용하는 강판은, 그 종류, 조성에 대해, 특별히 한정할 필요는 없고, 용도에 따라, 공지의 열연 강판, 냉연 강판 중에서 적절히 선택할 수 있다.The kind and composition of the steel sheet used as the substrate need not be particularly limited, and can be appropriately selected from known hot-rolled steel sheets and cold-rolled steel sheets, depending on the application.
먼저, 기판인 강판은, 예를 들어, 연속식 용융 Zn 도금 제조 설비를 이용하여, 원하는 가열 온도까지 가열된다. 가열 온도는, 사용하는 강판에 따라, 적절히 결정하면 되며, 특별히 한정할 필요는 없다. 다만, 본 발명에서는, 강판을 도금욕에 침입할 때에, 강판 온도(판온)를 원하는 온도로 조절할 필요가 있으며, 적어도 도금욕에 침입할 때의, 원하는 강판 온도(판온)를 확보할 수 있는 가열 온도로 할 필요가 있다.First, the steel sheet as a substrate is heated to a desired heating temperature by using, for example, a continuous melting Zn plating facility. The heating temperature may be appropriately determined depending on the steel sheet to be used, and is not particularly limited. However, in the present invention, it is necessary to adjust the steel sheet temperature (sheet surface temperature) to a desired temperature when the steel sheet enters the plating bath, and it is necessary to adjust the temperature of the steel sheet (sheet surface temperature) It is necessary to do with temperature.
이어서, 소정 온도로 가열한 강판은, 소정의 조성, 욕온으로 유지된 용융 Zn-Al계 합금 도금욕에 침입하여, 표면에 용융 Zn-Al계 합금 도금층을 형성한다.
Next, the steel sheet heated to a predetermined temperature is introduced into a molten Zn-Al-based alloy plating bath maintained at a predetermined composition and bath temperature to form a molten Zn-Al based alloy plating layer on the surface.
강판이 침입하는, 용융 Zn-Al계 합금 도금욕의 조성은, 질량%로, Al : 3∼6%, Mg : 0.2∼1.0%, Ni : 0.01∼0.10%를 포함하며, 잔부 Zn 및 불가피한 불순물로 이루어지는 조성으로 한다. 또, 본 발명에서는, 상기 도금욕은, 또한, Fe를 0.10% 이하로 조정한 도금욕으로 한다.
The composition of the molten Zn-Al-based alloy plating bath into which the steel sheet intrudes contains 3 to 6% of Al, 0.2 to 1.0% of Mg and 0.01 to 0.10% of Ni by mass%, and the remainder Zn and unavoidable impurities . In the present invention, the plating bath is also a plating bath in which Fe is adjusted to 0.10% or less.
도금욕의 조성 한정의 이유는 다음과 같다. 또한, 조성에 대한 질량%는 단순히 %로 기재한다.
The reason for limiting the composition of the plating bath is as follows. In addition, the mass% of the composition is simply expressed in%.
Al : 3∼6%Al: 3 to 6%
도금욕 중에 포함되는 Al이 3% 미만에서는, 얻을 수 있는 도금층과 베이스 강판(기판)의 계면에 Fe-Al계 합금층이 두껍게 형성되기 쉽고, 도금층의 가공성이 저하된다. 한편, Al이 6%를 넘어 다량으로 함유되면, 도금층에서의 Zn의 희생 방식 작용이 작아지고, 도금 강판 단면부(端面部) 등의 내식성이 저하된다. 또한, 도금욕 중의 Al이 6%를 넘으면, Al을 주체로 한 탑 드로스(top dross)가 발생하기 쉬워져서, 얻을 수 있는 도금층의 외관 성상이 저하한다. 또한, 얻을 수 있는 도금층의 내흑변성이 저하하고, 또한, Zn-Al-Mg의 3원공정(3元共晶, ternary eutectic)의 형성이 많아져, 도금층의 가공성이 저하한다. 이 때문에, 도금욕 중의 Al은 3∼6% 범위로 한정했다.
If the amount of Al contained in the plating bath is less than 3%, the Fe-Al alloy layer tends to be formed thickly at the interface between the obtained plating layer and the base steel sheet (substrate), and the workability of the plating layer is lowered. On the other hand, if Al is contained in an amount exceeding 6% in a large amount, the action of sacrificing Zn in the plating layer becomes small, and the corrosion resistance of the end face portion of the plated steel sheet is lowered. In addition, when Al in the plating bath exceeds 6%, a top dross mainly composed of Al tends to be generated, and the appearance of the obtained plating layer deteriorates. In addition, the black degeneration of the obtainable plated layer is lowered, and the formation of the ternary eutectic of Zn-Al-Mg ternary eutectic is increased, and the processability of the plated layer is lowered. For this reason, the content of Al in the plating bath was limited to 3 to 6%.
Mg : 0.2∼1.0%Mg: 0.2 to 1.0%
형성되는 도금층의 내식성, 특히 내흑변성 향상을 위해, Mg를 도금욕 중에 함유시킨다. 도금욕 중의 Mg 함유량이 0.2% 미만에서는, 얻을 수 있는 도금층의 내식성 향상 효과가 적다. 한편, Mg가 1.0%를 넘으면, 얻을 수 있는 도금층 중에 Zn-Al-Mg계 3원공정의 형성이 너무 많아져서, 도금층의 가공성이 저하된다. 이러한 점에서, 도금욕 중의 Mg는 0.2∼1.0% 범위로 한정했다.
Mg is contained in the plating bath in order to improve the corrosion resistance of the formed plated layer, particularly the black weatherability. When the Mg content in the plating bath is less than 0.2%, the effect of improving the corrosion resistance of the obtained plating layer is small. On the other hand, if the Mg content exceeds 1.0%, the Zn-Al-Mg type ternary process is excessively formed in the obtainable plating layer, and the workability of the plating layer is lowered. In this respect, Mg in the plating bath is limited to the range of 0.2 to 1.0%.
Ni : 0.01∼0.10%Ni: 0.01 to 0.10%
Ni는, 얻을 수 있는 도금층의 내식성 향상을 위해, 도금욕 중에 함유시키지만, Ni가 0.01% 미만에서는 내식성 향상 효과가 적다. 한편, Ni가 0.10%를 넘어 다량으로 함유되면, 얻을 수 있는 도금층의 표면이 과잉으로 활성화되어, 부식되기 쉬워져서, 초기에 백청(white rust)이 나기 쉬워진다. 이 때문에, 도금욕 중의 Ni는 0.01∼0.10% 범위로 한정했다.
Ni is contained in the plating bath in order to improve the corrosion resistance of the obtainable plating layer. When Ni is less than 0.01%, the effect of improving the corrosion resistance is small. On the other hand, if Ni is contained in a large amount exceeding 0.10%, the surface of the plated layer that can be obtained is excessively activated and is easily corroded, and white rust tends to occur at an early stage. For this reason, Ni in the plating bath is limited to the range of 0.01 to 0.10%.
상기한 이외의 잔부(殘部)는, Zn 및 불가피한 불순물로 이루어진다.
The remainder other than the above is made of Zn and unavoidable impurities.
더구나, 본 발명에서 사용하는 도금욕은, 또한, Fe를 질량%로, 0.10% 이하로 조정한다. 도금욕 중에는, Fe분은 특별히 첨가하고 있지 않다. 다만, 도금욕에 침지한 강판으로부터, 도금 처리시에 Fe분이 용출(溶出)하여, 도금욕 중에 존재한다. 도금욕 중에 포함된 Fe분은, 강판 표면에 부착된 도금욕이 응고되어 도금층을 형성할 때에 도금층 중에 취입된다. 도금층 중에 다량의 Fe가 취입되면, 합금상이 두껍게 형성되기 때문에, 도금층의 가공성이 떨어진다. 본 발명자들의 검토에 의하면, 이러한 도금층의 가공성 저하를 억제하기 위해서는, 도금층 중에 포함되는 Fe 양을 소정값(2.0g/㎡) 이하로 조정할 필요가 있다. 도금층 중에 포함되는 Fe를 이와 같은 소정값 이하로 제어하기 위해서는, 도금욕의 Fe 농도를 0.10% 이하로, 적절히 관리하는 것이 중요하다. 또한, 도금층 중의 Fe 양은, 도금층 두께에 의존하므로, 여기서는 단위 면적당 함유량(g/㎡)으로 표시하는 것으로 한다.
In addition, the plating bath used in the present invention further adjusts Fe to 0.10% or less by mass%. In the plating bath, the Fe component is not particularly added. However, from the steel sheet immersed in the plating bath, the Fe component dissolves (elutes) during the plating process, and is present in the plating bath. The Fe component contained in the plating bath is blown into the plating layer when the plating bath attached to the surface of the steel sheet coagulates to form the plating layer. If a large amount of Fe is blown into the plating layer, the alloy phase is formed thick, and the processability of the plating layer is deteriorated. According to the investigation by the present inventors, it is necessary to adjust the amount of Fe contained in the plating layer to a predetermined value (2.0 g / m 2) or less in order to suppress deterioration of the workability of the plating layer. In order to control the Fe contained in the plating layer to the predetermined value or less, it is important to properly control the Fe concentration of the plating bath to 0.10% or less. Since the amount of Fe in the plating layer depends on the thickness of the plating layer, the content is expressed in terms of the content per unit area (g / m 2).
본 발명에서는, 상기한 바와 같은 조성으로 조정된 도금욕의 온도를 420℃∼520℃ 범위의 온도로 조절한다. 도금욕의 욕온이 420℃ 미만에서는, 욕온이 너무 낮아, 도금욕의 점성이 크게 되어, 소정의 도금 처리를 할 수 없게 된다. 한편, 520℃를 넘어 고온이 되면, 도금욕의 산화가 현저하게 이루어져, 드로스(dross)의 발생이 현저하게 된다. 이 때문에, 도금욕의 욕온은 420℃∼520℃ 범위의 온도로 한정했다.
In the present invention, the temperature of the plating bath adjusted to the above composition is adjusted to a temperature in the range of 420 ° C to 520 ° C. When the bath temperature of the plating bath is less than 420 캜, the bath temperature is too low, the viscosity of the plating bath becomes large, and a predetermined plating process can not be performed. On the other hand, when the temperature exceeds 520 DEG C, the oxidation of the plating bath becomes remarkable, and the generation of dross becomes remarkable. For this reason, the bath temperature of the plating bath was limited to the range of 420 ° C to 520 ° C.
이러한 조성, 욕온으로 조정된 도금욕에, 기판이 되는 강판을 침입시킨다.
The steel plate serving as the substrate penetrates into the plating bath adjusted to such composition and bath temperature.
본 발명에서는, 도금욕에 침입하는 강판의 온도(판온)를, 420∼600℃ 범위이면서, 도금욕의 욕온 이상의 온도로 조정한다. 침입하는 강판의 판온이, 도금욕 욕온 미만에서는, 도금욕의 욕온이 점차 저하되어 가기 때문에, 도금욕의 점성이 커지게 되어 조업에 지장을 초래한다. 한편, 600℃를 넘으면, 도금욕의 욕온이 점차 상승한다. 이 때문에, 도금욕에 침입하는 강판의 온도(판온)는, 420∼600℃ 범위이면서, 도금욕의 욕온 이상의 온도로 한정했다.
In the present invention, the temperature (plate temperature) of the steel sheet entering the plating bath is adjusted to a temperature not lower than the bath temperature of the plating bath while being in the range of 420 to 600 캜. When the plate temperature of the intruding steel sheet is lower than the bath temperature of the plating bath, the bath temperature of the plating bath is gradually lowered, so that the viscosity of the plating bath becomes large, which hinders the operation. On the other hand, when the temperature exceeds 600 캜, the bath temperature of the plating bath gradually increases. For this reason, the temperature (plate temperature) of the steel sheet entering the plating bath is limited to the temperature in the range of 420 to 600 占 폚, but higher than the bath temperature of the plating bath.
본 발명에서는, 상기한 조성의 도금욕을 상기한 범위의 욕온으로 하고, 또한, 도금욕에 침입하는 강판의 온도(판온)를, 420∼600℃ 범위의 온도로, 그리고 도금욕의 욕온 이상이 되도록 조정한다. 이에 의해, 도금욕과 강판 표면의 계면에서 합금 원소의 확산이 발생하여, 도금층과 강판(기판)의 계면에 적절한 Ni 농화층의 형성이 촉진된다. Ni 농화층의 형성에 의해, 도금층에 기판에 도달하는 것과 같은 흠집이 생겼을 경우에도, 또는, 가공에 의해 도금층에 크랙이 생겼을 경우에도, 내식성을 향상시킬 수 있다. 상기한 범위에서, 도금욕 조성, 도금욕의 온도 및 침입하는 강판의 판온을 조정하는 것에 의해, Ni 농화층의 두께를 적절한 0.05∼1㎛ 범위로 제어할 수 있다.
In the present invention, the plating bath of the above composition is used in the above-mentioned range, and the temperature (plate temperature) of the steel sheet entering the plating bath is adjusted to a temperature in the range of 420 to 600 占 폚, . As a result, the diffusion of the alloying element occurs at the interface between the plating bath and the surface of the steel sheet, and the formation of the Ni-enriched layer suitable for the interface between the plating layer and the steel sheet (substrate) is promoted. By forming the Ni-enriched layer, corrosion resistance can be improved even when a scratch such as reaching the substrate is formed in the plating layer, or when cracks are generated in the plating layer due to processing. By adjusting the composition of the plating bath, the temperature of the plating bath and the temperature of the steel sheet to be intruded in the above-mentioned range, the thickness of the Ni-enriched layer can be controlled within the appropriate range of 0.05 to 1 mu m.
도금욕에 침입한 강판은 이어서, 도금욕으로부터 끌어 올려져, 냉각된다.
The steel sheet entering the plating bath is then pulled up from the plating bath and cooled.
상기한 공정에서 제조되는 본 발명 도금 강판은, 적어도 한쪽 표면에, 질량%로, Al : 3.0∼6.0%, Mg : 0.2∼1.0%, Ni : 0.01∼0.10%을 함유하고, Fe를 2.0g/㎡ 이하로 조정한, 잔부가 Zn 및 불가피한 불순물로 이루어지는 조성의 용융 Zn-Al계 합금 도금층을 가지며, 도금층과 강판의 계면에, 두께 : 0.05∼1㎛의 Ni 농화층을 가지는 용융 Zn-Al계 합금 도금 강판이다.
The coated steel sheet according to the present invention produced by the above process contains 3.0 to 6.0% of Al, 0.2 to 1.0% of Mg, and 0.01 to 0.10% of Ni at a surface of at least one surface, M 2 or less, and the remainder being Zn and unavoidable impurities, and a molten Zn-Al-based alloy layer having a thickness of 0.05 to 1 탆 at the interface between the plated layer and the steel sheet Alloy-coated steel sheet.
용융 Zn-Al계 합금 도금층의 조성 한정 이유는, 상기한 도금욕 조성의 한정 이유와 같기 때문에, 생략한다. 또한, 용융 Zn-Al계 합금 도금층의 부착량은, 통상대로, 용도에 따라 설정하면 되며, 특별히 한정할 필요는 없다. 다만, 용융 Zn-Al계 합금 도금층의 부착량은, 한 면당 30∼300g/㎡ 정도로 하는 것이 바람직하다. 도금층의 부착량이 30g/㎡ 미만에서는, 도금층 두께가 부족하여, 원하는 내식성을 유지할 수 없게 된다. 한편, 300g/㎡을 넘으면, 도금층 두께가 너무 두꺼워져, 도금층이 박리되기 쉬워진다.
The reason for limiting the composition of the molten Zn-Al-based alloy plating layer is the same as the reason for limiting the composition of the plating bath described above and is therefore omitted. The adhesion amount of the molten Zn-Al-based alloy plating layer may be set according to the application as usual, and is not particularly limited. However, it is preferable that the adhesion amount of the molten Zn-Al based alloy plating layer is about 30 to 300 g / m 2 per side. When the coating amount of the plating layer is less than 30 g / m < 2 >, the thickness of the plating layer is insufficient and the desired corrosion resistance can not be maintained. On the other hand, if it exceeds 300 g / m 2, the thickness of the plating layer becomes too thick, and the plating layer is liable to peel off.
본 발명 도금 강판은, 도금층과 베이스 강판(기판)의 계면에 Ni 농화층을 가진다. 이에 의해, 도금층에 베이스 강판(기판)에 도달하는 것과 같은 흠집이 들어간 경우나, 혹은, 가공에 의해 도금층에 크랙이 생긴 경우라도, 도금층의 내식성을 유지할 수 있다. Ni 농화층의 두께는, 0.05∼1.0㎛ 범위로 한다. Ni 농화층의 두께가 0.05㎛ 미만에서는, 도금층과 베이스 강판(기판)의 반응이 불충분하기 때문에, 도금 밀착성이 부족하다. 한편, 1.0㎛을 넘어 두껍게 성장하면, 도금층의 가공성이 저하한다. 이러한 점에서, 도금층과 베이스 강판(기판)의 계면에 형성되는 Ni 농화층의 두께를 0.05∼1.0㎛ 범위로 한정했다.
The coated steel sheet of the present invention has a Ni-enriched layer at the interface between the plating layer and the base steel sheet (substrate). This makes it possible to maintain the corrosion resistance of the plating layer even when scratches such as reaching the base steel sheet (substrate) are introduced into the plating layer, or cracks are formed in the plating layer by the processing. The Ni thickened layer has a thickness in the range of 0.05 to 1.0 mu m. When the thickness of the Ni-enriched layer is less than 0.05 占 퐉, the reaction between the plating layer and the base steel sheet (substrate) is insufficient, and the adhesion of the plating is insufficient. On the other hand, if the thickness is increased beyond 1.0 占 퐉, the workability of the plating layer deteriorates. In this respect, the thickness of the Ni-enriched layer formed at the interface between the plating layer and the base steel sheet (substrate) is limited to the range of 0.05 to 1.0 mu m.
또한, Ni 농화층은, 도금욕 중의 Ni와 강판 표면의 Fe의 합금화 반응에 의해 형성되는 것으로, 도금욕 온도와 강판 및 침입판온을, 상기한 바와 같이 적절히 관리함으로써, Ni 농화층의 두께를 소정 범위 내로 조정할 수 있다.
The Ni-enriched layer is formed by an alloying reaction of Ni in the plating bath and Fe on the surface of the steel sheet. By suitably managing the plating bath temperature, the steel sheet, and the invading plate temperature as described above, It can be adjusted within the range.
[실시예] [Example]
냉연 강판(판 두께 : 0.5㎜, 미 소둔)을 기판으로 하여, 그 기판을, 도금욕에 침입할 때에, 표 1에 나타내는 침입시의 강판 온도(판온)가 되도록, 가열한 후, 표 1에 나타내는 각종 조성, 욕온의 용융 Zn-Al계 합금 도금욕에 침입시키고, 끌어올려, 냉각해서, 기판 표면에, 표 2에 나타내는 부착량의 용융 Zn-Al계 합금 도금층을 형성했다. 얻어진 용융 Zn-Al계 합금 도금 강판에 대해, 우선, 도금층을 용해하여, 통상 방법으로 의해, 도금층의 성분을 분석했다. 또한, 얻어진 용융 Zn-Al계 합금 도금 강판에 대해, 도금층 단면의 조직 관찰, 가공성 시험 및 가공부의 내식성 시험을 실시했다. 시험 방법은 다음과 같이 했다.
The substrate was heated so as to be a steel sheet temperature (plate temperature) at the time of penetration shown in Table 1 when the substrate was infiltrated into the plating bath, Al alloy alloy plating bath of various compositions and bath temperatures as shown in Table 2, and cooled to form a plated Zn-Al alloy alloy layer having the adhesion amount shown in Table 2 on the surface of the substrate. First, the plated layer was dissolved in the obtained molten Zn-Al-based alloy plated steel sheet, and the components of the plated layer were analyzed by a conventional method. The obtained molten Zn-Al alloy-plated steel sheet was subjected to the structure observation of the cross section of the plated layer, the workability test, and the corrosion resistance test of the processed portion. The test method was as follows.
(1) 도금층 단면(斷面)의 조직 관찰(1) Tissue observation of the cross section of the plated layer
얻어진 용융 Zn-Al계 합금 도금 강판으로부터 조직 관찰용 시험편을 채취하고, 판 두께 방향 단면을 연마하여, 주사형 전자 현미경(배율 : 2000배)을 이용하여, 10 시야 이상에서, 도금층 단면의 조직을 관찰하고, Ni를 분석하여, Ni 농화층의 유무와, 그 두께를 측정하여, 평균 두께를 산출했다. 또한, 「Ni 농화층」이란, 주사형 전자 현미경의 에너지 분산형 X선 분석 장치로 Ni의 피크가 검출되는 영역을 말하는 것으로 한다.
A test piece for observation of the structure was taken from the obtained molten Zn-Al alloy-plated steel sheet, and the cross-section in the thickness direction was polished. The cross-sectional structure of the plated layer was observed at 10 or more viewing angles using a scanning electron microscope (magnification: And the Ni was analyzed. The presence or absence of the Ni-enriched layer and its thickness were measured, and the average thickness was calculated. The " Ni-enriched layer " refers to a region where a peak of Ni is detected by an energy dispersive X-ray analyzer of a scanning electron microscope.
(2) 가공성 시험(2) Workability test
얻어진 용융 Zn-Al계 합금 도금 강판으로부터 시험편 JIS 5호 인장 시험편을 채취하여, 인장 시험을 실시했다. 시험 중에, 눈으로 도금층 표면을 관찰하고, 도금층 표면에서 크랙이 확인 가능한 왜곡량(크랙 발생 왜곡량, strain-amount)을 구하여, 도금 강판의 가공성을 평가했다. 평가 기준은 아래와 같이 했다.A tensile test specimen of the test piece JIS No. 5 was taken from the obtained molten Zn-Al alloy-plated steel sheet and subjected to a tensile test. During the test, the surface of the plated layer was observed with eyes, and the amount of distortion (crack-generating distortion amount, strain-amount) capable of confirming cracks on the surface of the plated layer was determined to evaluate the workability of the plated steel sheet. Evaluation criteria were as follows.
평가 ◎ : 크랙 발생 왜곡량이 20% 이상Evaluation & cir &: The crack generation distortion amount is 20% or more
평가 ○ : 크랙 발생 왜곡량이 10% 이상 20% 미만Evaluation ○: Crack occurrence distortion amount is 10% or more and less than 20%
평가 △ : 크랙 발생 왜곡량이 5% 이상 10% 미만Evaluation △: Crack occurrence distortion amount is 5% or more and less than 10%
평가 X : 크랙 발생 왜곡량이 5% 미만
Evaluation X: Less than 5% of crack generation distortion
(3) 가공부의 내식성 시험(3) Corrosion resistance test of machined part
얻어진 용융 Zn-Al계 합금 도금 강판에 1R-180°구부림을 부여한 후, JIS Z 2371 규정에 준거하여 염수 분무 시험을 실시했다. 염수 분무 조건은, 분무액 : 5% 식염수, 온도 : 35℃, 시험 시간 : 1000h로 했다. 시험 후, 시험편 표면을 육안으로 관찰하여, 빨간 녹 발생률(면적률)을 구하여, 가공부의 내식성을 평가했다. 평가 기준은 다음과 같이 했다.The obtained molten Zn-Al alloy-plated steel sheet was subjected to 1R-180 占 bending, and then subjected to a salt spray test in accordance with JIS Z 2371. Salt water spraying conditions were spray solution: 5% saline, temperature: 35 캜, test time: 1000 h. After the test, the surface of the test piece was visually observed to determine the rate of occurrence of red rust (area ratio), and the corrosion resistance of the processed portion was evaluated. The evaluation criteria were as follows.
평점 ○ : 빨간 녹 발생 없음Rating ○: No red rust
평가 △ : 빨간 녹 발생률 1∼50%Evaluation?: Red rust occurrence rate 1 to 50%
평점 X : 빨간 녹 발생률 51% 이상
Rating X: More than 51% of red rust
얻어진 결과를 표 2에 나타낸다.
The obtained results are shown in Table 2.
본 발명예는 모두, 가공성, 가공부 내식성이 우수한 용융 Zn-Al계 합금 도금 강판으로 되어 있다. 한편, 본 발명의 범위를 벗어나는 비교예는, 가공성이 저하되어 있거나, 가공부 내식성이 저하되어 있거나, 또는 양자 모두 저하되어 있다.
In the present invention, all of them are made of a molten Zn-Al alloy-plated steel sheet excellent in workability and machined portion corrosion resistance. On the other hand, in the comparative examples deviating from the scope of the present invention, the workability is lowered, the corrosion resistance of the processed portion is lowered, or both are lowered.
Claims (2)
상기 용융 Zn-Al계 합금 도금욕을, Fe를 0.1 질량% 이하로 조정하여 이루어지는 도금욕으로 한 후에, 그 용융 Zn-Al계 합금 도금욕의 온도를 420∼520℃ 범위의 온도로 하고, 그 용융 Zn-Al계 합금 도금욕 중에 침입하는 상기 강판의 온도를 420∼600℃ 범위의 온도이면서, 상기 용융 Zn-Al계 합금 도금욕의 온도 이상이 되도록 조정하는 것에 의해,
상기 강판의 적어도 한쪽 표면에 형성되는 용융 Zn-Al계 합금 도금층이, Fe를 2.0g/㎡ 이하로 조정하여 이루어지는 도금층으로 되고,
상기 용융 Zn-Al계 합금 도금층과 상기 강판의 계면에, 두께 : 0.05∼1.0㎛의 Ni 농화층을 가지는 것을 특징으로 하는 내식성과 가공성이 우수한 용융 Zn-Al계 합금 도금 강판의 제조 방법.A steel sheet as a substrate is characterized in that it comprises, by mass%, a molten Zn-Al based alloy plating containing 3 to 6% of Al, 0.2 to 1.0% of Mg, and 0.01 to 0.10% of Ni and having a composition of the remainder Zn and unavoidable impurities A method for producing a molten Zn-Al alloy-plated steel sheet in which a molten Zn-Al alloy-plated layer of the above composition is formed on at least one surface of a steel sheet by intrusion into a bath,
Wherein said molten Zn-Al based alloy plating bath is a plating bath prepared by adjusting Fe to 0.1% by mass or less and then the temperature of the molten Zn-Al based alloy plating bath is set to a temperature in the range of 420 to 520 占 폚, The temperature of the steel sheet penetrating into the molten Zn-Al based alloy plating bath is adjusted to be equal to or higher than the temperature of the molten Zn-Al based alloy plating bath at a temperature in the range of 420 to 600 占 폚,
The molten Zn-Al based alloy plating layer formed on at least one surface of the steel sheet is a plating layer formed by adjusting Fe to 2.0 g / m 2 or less,
A method for producing a molten Zn-Al-based alloy-coated steel sheet excellent in corrosion resistance and processability, comprising a Ni-enriched layer having a thickness of 0.05 to 1.0 占 퐉 on the interface between the molten Zn-Al based alloy plating layer and the steel sheet.
기판인 강판의 적어도 한쪽 표면에, 질량%로, Al : 3∼6%, Mg : 0.2∼1.0%, Ni : 0.01∼0.10%을 함유하고, 잔부 Zn 및 불가피한 불순물로 이루어지는 조성의 용융 Zn-Al계 합금 도금층을 가지며,
상기 용융 Zn-Al계 합금 도금층이, Fe를 2.0g/㎡ 이하 함유하는 도금층이며, 상기 용융 Zn-Al계 합금 도금층과 상기 강판의 계면에, 두께 : 0.05∼1.0㎛의 Ni 농화층을 가지는 것을 특징으로 하는 내식성과 가공성이 우수한 용융 Zn-Al계 합금 도금 강판.A fused Zn-Al alloy-plated steel sheet produced by the manufacturing method of claim 1,
Wherein at least one surface of the steel sheet serving as a substrate contains, by mass%, Al: 3 to 6%, Mg: 0.2 to 1.0%, Ni: 0.01 to 0.10%, and the remainder Zn and inevitable impurities Alloy-plated layer,
Wherein the molten Zn-Al based alloy plating layer is a plating layer containing not more than 2.0 g / m 2 of Fe and having a Ni-concentrated layer having a thickness of 0.05 to 1.0 m at the interface between the molten Zn-Al based alloy plating layer and the steel sheet It is characterized by excellent corrosion resistance and processability.
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