KR101612240B1

KR101612240B1 - 고내식 도금강판 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR101612240B1
Application number: KR1020150179324A
Authority: KR
Inventors: 김종민; 최병욱; 노병일
Original assignee: 동부제철 주식회사
Priority date: 2015-12-15
Filing date: 2015-12-15
Publication date: 2016-04-14
Also published as: KR20160003592A

Abstract

본 발명은 도금강판 및 그 제조방법에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 도금 조성물 총 중량에 대하여 Al: 0.5wt% ~ 20wt%, Mg: 0.5wt% ~ 4wt%, Si: 0.01wt% ~ 0.06wt% 및 잔부 Zn과 불가피 불순물을 포함하고, 식 0.03Al[wt%] + 0.01Mg[wt%] - 7.4Si[wt%] - 0.02Al[wt%]Mg[wt%] + 4.8Mg[wt%]Si[wt%] - 0.15 < 0.1을 만족하는 도금 조성물에 의해 형성되는 도금층을 포함하며, 가공성과 용접성이 우수한 고내식 도금강판이 제공된다.

Description

고내식 도금강판 및 그 제조방법{High-anticorosive coated steel sheet and method for manufacturing the same}

본 발명은 도금강판 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 가공성과 용접성이 우수한 고내식 도금강판 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 용융 아연 도금강판은 자기 희생성이 우수하여 건자재, 가전재 등에 많이 적용되고 있다.

아연(Zn)계 용융 아연 도금강판은 부식 환경에 노출되었을 때, 노출된 철 부분에 대하여 아연이 희생 양극으로 작용하여, 도금층에서 아연의 소실을 발생시킨다.

이러한 아연의 희생 양극 작용은 부식 환경에서 소지철의 녹 발생 억제에 탁월한 역할을 하지만, 양극 효율이 다소 떨어지는 단점이 있다.

이러한 문제를 해결하기 위해, 근래에 일본과 유럽에서는 아연에 마그네슘(Mg)을 첨가하여 양극 효율을 향상시킨 제품이 소개되고 있다.

그러나, 아연 도금에 마그네슘이 첨가된 제품은 마그네슘과 아연 간에 형성되는 화합물(공정상, MgZn₂)로 인하여 가공시 표면에 크랙(crack) 발생이 불가피하다.

또한, 알루미늄(Al) 함량이 증가하면 도금층과 소지철의 접합 강도를 결정하는 합금층이 과도하게 성장하거나 취성을 가지게 되며, 이로 인해 도금층의 박리가 발생하여 도금강판의 가공성 및 내식성을 저하시키는 단점이 있다.

최근에는, 알루미늄 함량 증가에 따른 합금층의 성장 제어를 위해, 규소(Si)를 첨가하기도 한다. 이 경우, 규소 함량에 따라 도금강판의 가공성 및 용접성이 열위해지는 경향을 보이는데, 이는 규소가 일정량 이상 첨가되면 도금층에 생성되는 Mg₂Si상이 가공시 크랙의 시발점으로 작용하게 되기 때문이다. 아울러, 용접시에는 고온상인 Mg₂Si상이 용접을 저해하는 요인으로 작용한다.

KR

10-2012-0075235

A (2012.07.06)

본 발명은 상술한 바와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 일 실시예는, 도금욕에 첨가되는 원소 간의 상호관계를 수식으로 규명하여 도금층에 생성되는 상을 제어함으로써 가공성과 용접성이 우수한 고내식 도금강판 및 그 제조방법의 제공을 목적으로 한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 도금 조성물 총 중량에 대하여 Al: 0.5wt% ~ 20wt%, Mg: 0.5wt% ~ 4wt%, Si: 0.01wt% ~ 0.06wt% 및 잔부 Zn과 불가피 불순물을 포함하며, 식 0.03Al[wt%] + 0.01Mg[wt%] - 7.4Si[wt%] - 0.02Al[wt%]Mg[wt%] + 4.8Mg[wt%]Si[wt%] - 0.15 < 0.1을 만족하는 도금 조성물에 의해 형성되는 도금층을 포함하는 고내식 도금강판이 제공된다.

이때, 상기 도금층은 Sr: 0.01 ~ 0.5wt%, Be: 0.001 ~ 0.05wt%, Ca: 0.001 ~ 0.5wt%, La: 0.01 ~ 0.5wt%, Ti: 0.01~ 0.5wt%, RE: 0.01 ~ 0.5wt% 중 적어도 하나 이상을 포함한다.

한편, (a) 도금 조성물 총 중량에 대하여 Al: 0.5wt% ~ 20wt%, Mg: 0.5wt% ~ 4wt%, Si: 0.01wt% ~ 0.06wt% 및 잔부 Zn과 불가피 불순물을 포함하며, 식 0.03Al[wt%] + 0.01Mg[wt%] - 7.4Si[wt%] - 0.02Al[wt%]Mg[wt%] + 4.8Mg[wt%]Si[wt%] - 0.15 < 0.1을 만족하는 도금 조성물을 400℃ ~ 520℃로 가열하여 용융 아연 도금욕을 제조하는 단계; (b) 상기 (a) 단계에서 제조된 용융 아연 도금욕에 강판을 침지하여, 상기 강판의 표면에 도금 부착량 60g/㎡ ~ 300g/㎡으로 도금층을 형성하는 단계; 및 (c) 상기 (b) 단계에서 도금층이 형성된 강판을 냉각속도 10℃/sec ~ 30℃/sec로 상온까지 냉각하여, 소지철과 도금층 사이에 Al-Fe-Si-Zn계 합금층을 형성하는 단계;를 포함하는 고내식 도금강판의 제조방법이 제공된다.

이때, 상기 도금 조성물은 Sr: 0.01 ~ 0.5wt%, Be: 0.001 ~ 0.05wt%, Ca: 0.001 ~ 0.5wt%, La: 0.01 ~ 0.5wt%, Ti: 0.01~ 0.5wt%, RE: 0.01 ~ 0.5wt% 중 적어도 하나 이상을 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 고내식 도금강판 및 그 제조방법에 의하면, 도금층에 Mg₂Si상이 거의 없거나 생성되지 않으면서 합금층의 두께 성장이 제어되어 가공성과 용접성이 우수한 고내식 도금강판을 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고내식 도금강판의 단면조직 사진.

이하, 본 발명인 고내식 도금강판 및 그 제조방법의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.

또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 내려져야 할 것이다.

아울러, 아래의 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적인 사항에 불과하며, 본 발명의 명세서 전반에 걸친 기술사상에 포함되고 청구범위의 구성요소에서 균등물로서 치환 가능한 구성요소를 포함하는 실시예는 본 발명의 권리범위에 포함될 수 있다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 의하면, Al: 0.5 ~ 20wt%, Mg: 0.5 ~ 4wt%, Si: 0.01 ~ 0.06wt% 및 잔부 Zn과 불가피 불순물을 포함하는 도금 조성물로 제조된 용융 아연 도금욕으로 도금층 생성시, Mg₂Si상이 없거나 최소화되도록 하기 위해, 상기 조성성분의 함량은 식 0.03Al[wt%] + 0.01Mg[wt%] - 7.4Si[wt%] - 0.02Al[wt%]Mg[wt%] + 4.8Mg[wt%]Si[wt%] - 0.15 < 0.1을 만족하는 것이 바람직하다.

상기 관계식은 상기 조성범위의 도금 조성물로 제조된 용융 아연 도금욕에 소둔 열처리한 시편을 침적시킨 후 끌어올려 도금 두께를 10㎛ 내외로 조절하고, 상온까지 냉각한 후, 도금층에 존재하는 Mg₂Si의 상분율과 합금층의 두께, 가공성, 내식성, 및 용접성을 평가하여 실험적으로 도출한 식이다. 상기 관계식의 값이 0.1 이상이면 Mg₂Si상의 생성으로 인해 가공성과 용접성이 저하된다.

일반적으로 도금 조성물에 Al을 첨가하는 경우, 도금층 응고시 Al이 초정으로 생성되어 수지상을 생성함으로써, 도금층의 미세조직을 복잡하게 만들어 내식성을 향상시키는 역할을 한다. 또한, Si의 고용도를 높여서 Mg과 결합하여 MgSi₂상을 생성시키지 않는 Si 성분 범위를 넓힘으로써 Mg₂Si상 생성을 최소화할 수 있다.

Mg₂Si상의 생성은 도금표층부터 소재까지 크랙이 전파되는 요인이 된다. 또한, Al 수지상이 생성된 사이에 Mg₂Si상이 생성되면 갈바닉 부식의 시발점이 되어, Al 수지상의 급격한 부식에 의해 Al의 방식 기능을 충분히 발현하지 못하게 된다.

본 발명에서는 효과적으로 합금층을 제어하면서 Mg₂Si상이 생성되지 않는 Al, Mg, Si 함량 간의 상기 관계식을 도출함으로써 상술한 바와 같은 문제를 해결하였다.

Mg₂Si상의 생성과 관련하여, Al 첨가 함량이 증가함에 따라 응고시 고용되는 Si 함량이 증가되어, Mg₂Si상의 생성에 소요되는 Si량이 감소하고 Mg₂Si 상분율이 감소하게 된다.

이때, Al은 초정 또는 단상의 형태로 나타나게 되며, 수지상을 형성함으로써 조직을 치밀하게 하는 역할을 한다.

도금층의 부동태로 작용하는 Al상과 삼원공정상을 생성하기 위해서는 Al이 도금 조성물의 총 중량을 기준으로 0.5wt% ~ 20wt% 첨가되는 것이 바람직하다.

이는, Al 함량 0.5wt% 이상부터 Al 단상이 생성되고, Al 함량이 20wt%를 초과하면 Si 고용한계를 넘게 되어 Si 고용 효과가 미미해질 뿐만 아니라, 조업온도가 상승하여 작업성이 저하되고, 표면에 스팽글이 생성되면서 표면 미려성이 감소되기 때문이다.

더욱 바람직하게는, 도금 조성물의 총 중량을 기준으로 Al이 2wt% ~ 15wt% 첨가되는 것이 바람직하다. Al 2wt% ~ 15wt% 함량 범위에서는 내산성에 기여하는 Al 수지상이 발달하게 되어 내식성이 향상되며, Al 수지상의 치밀한 발달로 인해 Si 고용도가 높아져, Mg₂Si상을 생성시키지 않으면서 가장 효과적으로 합금층의 두께를 제어할 수 있기 때문이다.

또한, Mg₂Si상의 생성에 직접 관여하는 Mg의 함량은 0.5wt% ~ 4wt%인 것이 바람직한데, 공정상 생성을 위해서는 Mg이 0.5wt% 이상 첨가될 필요가 있고, Mg 함량이 4wt%를 초과하면 가공성을 저해하는 거대 MgZn₂상이 생성되기 때문이다.

Mg 성분은 용융 Zn-Al-Mg계 도금강판이 부식환경에 노출되었을 때, 시몬콜라이트(simonkolleite, Zn₅(OH)₈Cl₂)라는 매우 안정한 산화물을 생성함으로써, 외부 환경으로부터 부식을 억제하여 도금강판의 내식성을 한층 더 향상시키는 역할을 할 뿐만 아니라, Zn의 양극 효율도 높여준다.

도금강판에 형성되는 도금층 내의 Mg 성분은 응고과정에서 MgZn₂를 생성하며, 이러한 금속간 화합물은 부식 환경에서 안정한 부식 생성물의 형성을 촉진한다. 이에 따라, 도금층 표면은 신속하게 균일한 부식 생성물로 덮이게 되고, 도금층의 내식성이 향상된다.

즉, Mg 성분은 도금층의 내식성을 향상시킴과 더불어, 희생방식 작용이 오랫동안 유지되게 하는 효과를 제공한다.

한편, Si 첨가량은 0.01wt% ~ 0.06wt%인 것이 바람직한데, 합금층 제어 효과를 위해서는 Si 첨가량이 0.01wt% 이상이어야 하고, Si 첨가량이 0.06wt%를 초과하면 상기 관계식을 만족하지 못하고 Mg₂Si상이 생성된다.

이때, 용융 아연 도금욕에 Si이 첨가됨에 따라, 도금욕에 포함되어 있는 Al이 소지철의 Fe와 반응하여 최초 Al₅Fe₂층이 생성되고, 도금욕에 존재하는 Si이 합금층을 이루고 있는 Al-Fe의 Fe와 결합하여 화학적으로 안정한 Al-Fe-Si 합금층이 생성된다.

Al-Fe-Si 합금층은 Al-Fe로 이루어진 합금층보다 화학적으로 안정하여 Al, Zn의 확산에 의한 합금층의 성장을 억제할 수 있다. 결과적으로는, 도금층의 Zn이 합금층으로 확산되어, 최종 합금층은 Al-Fe-Si-Zn으로 구성된다. 이렇게 형성되는 합금층은 각각의 성분 함량을 조절함으로써 도금층에 형성되는 합금층의 두께를 제어할 수 있고, 도금강판의 가공성을 향상시킬 수 있다.

뿐만 아니라, 소지철로부터 용출되는 Fe량을 감소시킴으로써, Fe 드로스(dross) 발생량을 현저하게 감소시켜, 표면외관이 우수한 도금강판의 제공이 가능하게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고내식 도금강판의 단면조직 사진으로서, Mg: 3.2wt%, Al: 12wt%, Si: 0.05wt%, 잔부 Zn인 도금층을 가지며, 도금층에 거대한 초정 Mg₂Si상의 생성없이 균일하면서 얇은 합금층이 생성된 도금층 조직을 보이고 있다.

종래 합금층 제어를 위해 Si를 첨가하는 경우, Si가 일정량 이상 첨가되면 합금층 주위로 괴상 형태의 Mg₂Si상이 생성되어 가공성이 제한적으로 향상되었다.

반면에, 본 발명의 일 실시예에 의하면, Si 첨가에 의해 추가적인 상이 생성되지 않는다. 즉, 본 발명의 상기 관계식을 만족하는 함량 범위에서 Si 첨가는 합금층 제어에만 관여할 뿐, 도금층의 추가적인 크랙 발생 인자로 작용하지 않는다.

내식성 관점에서는, 본 발명의 실시예에 따라 상기 관계식을 만족하는 함량 범위에서 Si 첨가에 의해 생성된 Al-Fe-Si-Zn계 합금층의 경우, 기존의 Al-Fe-Zn 합금층이나 Al-Fe-Si-Zn 합금층에 비해 치밀하고 균일할 뿐만 아니라, 화학적으로도 안정한 부식장벽으로 작용하며 이로 인해, 적청 발생시 진행속도를 느리게 하여 내식성이 향상되는 효과가 있다.

상술한 바와 같은 조성범위의 합금층 성분을 생성시키기 위해서는 냉각속도가 매우 중요하다. 냉각속도는 적어도 5℃/sec 이상을 유지하여 도금층이 완전히 굳는 온도까지 냉각해야 합금층이 불규칙적인 파형의 형태로 성장하지 않으면서 치밀한 합금층을 형성하여 본 발명의 물성을 발현할 수 있다. 냉각속도가 5℃/sec 미만으로 관리될 시에는 불균일한 합금층의 두께가 1㎛ 가까이 성장하여, 본 발명의 물성을 발현하기 어렵게 된다. 아울러, 냉각속도가 30℃/sec를 초과하면 냉각 공기의 압력으로 인해 도금층 표면에 주름이 발생하게 되어 외관성이 저하된다.

한편, 도금층의 외관을 향상시키기 위해, Sr: 0.01 ~ 0.5wt%, Be: 0.001 ~ 0.05wt%, Ca: 0.001 ~ 0.5wt%, La: 0.01 ~ 0.5wt%, Ti: 0.01~ 0.5wt%, RE: 0.01 ~ 0.5wt% 중 적어도 하나 이상을 도금욕에 첨가하는 것이 바람직하다.

이들 원소들은 표면 산화를 감소시키는 역할을 하는 것으로, 용탕 중에 포함되어 있는 Mg 보다 먼저 산화됨으로써, 기공을 다량 포함하고 있는 Mg 산화막 대신 치밀한 산화막이 생성되게끔 한다. 치밀한 산화막은 추가적인 산화 진행을 저지하여 표면의 광택도를 향상시킬 뿐만 아니라, 산화에 의한 산화 드로스(dross)량을 감소시켜 준다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따라, 상술한 용융 아연 도금욕에 강판을 침적하여 표면에 도금층이 형성된 도금강판을 제조하는 방법을 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 도금강판의 제조방법은, 상술한 조성과 관계식을 만족하는 용융 아연 도금욕을 제조하는 단계와, 상기 용융 아연 도금욕에 강판을 침지하여 표면에 도금 부착량 60g/㎡ ~ 300g/㎡로 도금층을 형성하는 단계와, 도금층이 형성된 강판을 냉각속도 5℃/sec ~ 30℃/sec로 상온까지 냉각하는 단계를 포함한다.

여기서, 강판은 냉연강판 또는 열연강판 또는 냉간압연 후 소둔 처리된 강판일 수 있으며, 도금욕에 침지되기 전에 먼저 도금욕의 온도로 조정된 후 침지되는 것이 바람직하다.

이때, 도금욕 용탕의 온도는 400℃ ~ 520℃인 것이 바람직한데, 도금욕 용탕의 온도가 400℃ 미만이면 도금욕의 유동성이 떨어져 도금 피막의 외관이 불량해지고 도금 밀착성이 저하된다. 또한, 작업온도가 도금욕 용해 온도보다 40℃ 이상 낮은 경우에는, 도금표면에 내식성과 표면 외관성을 저해하는 검은 반점(Mg₂Zn₁₁)의 결함이 발생하는 양이 증가하게 된다. 반면에, 도금욕의 용해 온도보다 작업온도가 40℃ 이상 높으면 작업시 도금표면의 검은 반점(Mg₂Zn₁₁)이 감소하는 경향을 보이나, 520℃를 초과하면 과도한 산화 피막으로 도금강판의 외관이 불량해지고 합금층의 과도한 성장으로 도막 밀착성이 저하되며, 도금 후 응고 과정에서 불충분한 냉각을 유발하여 도금층에 흐름 자국과 같은 결함을 발생시킨다.

침지는 1초 ~ 3초 동안 실시한다. 이때, 1초 미만으로 침지하면 도금 부착성이 낮아지고, 3초를 초과하면 합금층이 두꺼워져 외관이 나빠질 수 있다.

강판을 도금욕에 침지시킨 후에는 다시 끌어올려 질소 와이핑(N₂ wiping) 또는 에어 와이핑(air wiping)에 의해 도금 부착량을 조절한다. 필요에 따라 미니 스팽글 챔버나 갈바 어닐링 노를 통과시킬 수도 있다.

도금 부착량은 60g/㎡ ~ 300g/㎡로 조정한다. 이는 도금 부착량이 60g/㎡ 미만이면 내식성이 불충분하고, 300g/㎡를 초과하면 과도한 부착량에 의해 도금층이 지나치게 두꺼워져, 도금층의 밀착성이 저하되는 동시에, 표면 광택이 저하되어 외관이 나빠지기 때문이다.

냉각속도는 전술한 바와 같이, 치밀하고 균일한 합금층의 생성을 위해 적어도 5℃/sec 이상으로 유지되어야 할 필요가 있다. 냉각속도가 30℃/sec를 초과하면 냉각 공기의 압력으로 인해 도금층 표면에 주름이 발생하게 되어 외관성이 저하된다.

이하, 구체적인 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 하기의 실시예는 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

두께 0.7mm의 냉연강판을 50℃ 알칼리 용액에 30분동안 침지시킨 후, 물로 세척하여 표면의 이물질과 기름을 제거한 시편을 준비한다.

이 시편을 소둔처리한 후 도금한다. 소둔은 수소 10 ~ 30%, 질소 70 ~ 90%로 구성된 환원 분위기에서 실시하며, 소둔 열처리 온도는 700 ~ 750℃이다. 도금은 소둔 열처리한 시편을 도금욕 온도로 냉각한 후, 도금욕에 2초간 침적시킨 후 끌어올려 질소 와이핑으로 도금두께를 10㎛ 내외로 조절하고, 5℃/sec ~ 30℃/sec의 냉각속도로 상온까지 냉각하여 응고시킨다. 이때 도금욕 온도는 400℃ ~ 520℃로 한다.

이상의 조건으로 도금강판을 제조하고, 제조된 도금강판의 조성별 내식성과 가공성을 평가하여 [표 1]에 나타내었다. [표 1]에서 도금욕 용탕의 온도(Pot 온도) 단위는 ℃이고, 냉각속도의 단위는 ℃/sec이며, 합금층 두께의 단위는 ㎛이다.

한편, 내식성과 가공성 및 외관성 평가는 아래와 같이 실시하였다.

<평면 내식성>

KS D 9502(ASTM B-117) 규정에 따라 NaCl 5%, 35℃에서 3000시간 염수 분무시험으로 적청 발생율을 평가하였다.

이때, 시편의 전단면은 4면 모두 피복하고, 3000시간 경과 후 시편 표면에서의 적청 발생을 육안으로 관찰하였다.

☆ : 적청 발생율 10% 이하

◎ : 적청 발생율 10% 초과 20% 이하

○ : 적청 발생율 20% 초과 30% 이하

△ : 적청 발생율 30% 초과 50% 이하

X : 적청 발생율 50% 초과

<가공성>

시편을 1T 두께로 180°구부린 후(벤딩시험), 현미경으로 단면을 관찰하여 단위 길이당 발생한 크랙 비율을 측정하였다. 이때, 크랙은 도금층 전체를 가로지르는 것만으로 한정하였다.

☆ : 크랙 발생율 5% 이하

◎ : 크랙 발생율 5% 초과 20% 이하

○ : 크랙 발생율 20% 초과 30% 이하

△ : 크랙 발생율 30% 초과 50% 이하

X : 크랙 발생율 50% 초과

<용접성>

조관용접후 용접성을 검사하기 위해, 용접부에 대하여 유압프레스를 이용하여 0도 압착실험을 실시하고 용접부의 터짐 현상을 관찰하였다.

◎ : 용접부 10% 이하 터짐

○ : 용접부 10% 초과 20% 이하 터짐

△ : 용접부 20% 초과 30% 이하 터짐

X : 용접부 30% 초과 터짐

구분	조성(wt%)				Mg₂Si 생성 유무	Pot (℃)	합금층 구성 성분	합금층 두께 (㎛)	가공성	내식성	용접성
구분	Zn	Al	Mg	Si	Mg₂Si 생성 유무	Pot (℃)	합금층 구성 성분	합금층 두께 (㎛)	가공성	내식성	용접성
비교예 1-1	Bal.	0.5	3	0.05	○	430	Al-Fe-Zn-Si	0.1	△	△	△
비교예 1-2	Bal.	2	3	0.06	○	430	Al-Fe-Zn-Si	0.1	△	△	△
비교예 1-3	Bal.	5	4	0.04	○	430	Al-Fe-Zn-Si	0.2	△	○	△
비교예 1-4	Bal.	9	3		X	450	Al-Fe-Zn	0.7	△	◎	○
비교예 1-5	Bal.	9	3	0.1	○	450	Al-Fe-Zn-Si	0.1	△	◎	△
비교예 1-6	Bal.	12	3		X	470	Al-Fe-Zn	1.2	△	◎	○
비교예 1-7	Bal.	12	3	0.1	○	470	Al-Fe-Zn-Si	0.2	△	◎	△
발명예 1-1	Bal.	0.5	2	0.05	X	430	Al-Fe-Zn-Si	0.1	○	△	○
발명예 1-2	Bal.	2	3	0.03	X	430	Al-Fe-Zn-Si	0.1	○	△	○
발명예 1-3	Bal.	5	3	0.04	X	430	Al-Fe-Zn-Si	0.2	○	○	○
발명예 1-4	Bal.	9	4	0.05	X	450	Al-Fe-Zn-Si	0.3	○	◎	○
발명예 1-5	Bal.	9	3	0.06	X	450	Al-Fe-Zn-Si	0.2	○	◎	○
발명예 1-6	Bal.	12	3	0.06	X	470	Al-Fe-Zn-Si	0.25	○	◎	○

[표 1]에서 볼 수 있듯이, 본 발명의 실시예 1에 따른 발명예 1-1 내지 1-6은, 비교예 1-1 ~ 1-3, 1-5, 1-7과 비교하여 첨가되는 Si 함량이 동일함에도, Al과 Mg 함량의 영향으로 관계식을 만족하여, Mg₂Si상이 생성되지 않고 합금층이 제어됨으로써 가공성과 용접성이 향상된 결과를 얻을 수 있었다.

예를 들어, 비교예 1-2와 발명예 1-5를 비교하면, Mg₂Si상을 생성하는 중요한 역할을 하는 Mg와 Si 함량이 동일함에도 불구하고, 비교예 1-2에서는 Mg₂Si상이 생성된 반면에, 발명예 1-5에서는 가공성을 저해하는 Mg₂Si상이 생성되지 않는 결과를 얻었다.

이는, 앞서 Mg₂Si상의 생성에 미치는 Al, Mg, Si 함량의 관계식을 적용한 결과이며, Mg₂Si상의 생성 유무에 따라 시편의 가공성 및 용접성이 차이를 보임을 알 수 있다.

비교예 1-2와 발명예 1-2를 비교하면, Si 함량의 차이에 의해 Mg₂Si상의 생성 유무에 차이를 보이며, Mg₂Si상이 생성된 비교예 1-2의 가공성이 Mg₂Si상이 생성되지 않은 발명예 1-2 보다 열위한 결과를 보였다.

한편, Si가 첨가되지 않은 비교예 1-4와 비교예 1-7의 경우, 합금층 두께가 각각 0.7㎛, 1.2㎛로서, 합금층이 과도하게 성장하였음을 알 수 있다.

실시예 2

두께 0.7mm의 냉연강판을 50℃ 알칼리 용액에 30분 동안 침지시킨 후 물로 세척하여, 표면의 이물질과 기름을 제거한 시편을 준비한다.

이 시편을 소둔처리한 후 도금한다. 소둔은 수소 10 ~ 30%, 질소 70 ~ 90%로 구성된 환원 분위기에서 실시하며, 소둔 열처리 온도는 700 ~ 750℃이다. 도금은 소둔 열처리한 시편을 도금욕 온도로 냉각한 후, 도금욕에 2초간 침적시킨 후 다시 끌어올려 질소 와이핑으로 도금 부착량을 10㎛ 내외로 조절하고, 5 ~ 30℃/sec의 냉각속도로 상온까지 냉각하여 응고시킨다. 이때, 도금욕 온도는 400 ~ 520℃로 한다.

이상의 조건으로 제조한 도금강판의 조성별 표면 광택도를 [표 2]에 나타내었다. 한편, 광택도는 고광택계를 이용하여 60° 경면 반사율로 표시하여 아래와 같이 평가하였다.

◎ : 200 초과

○ : 150 초과 200 이하

△ : 100 초과 150 이하

X : 100 이하

구분	도금용 조성(wt%)					광택도
구분	Zn	Al	Mg	Si	기타	광택도
비교예 2-1	Bal.	0.5	3	0.05		X
발명예 2-1	Bal.	0.5	3	0.05	Sr(0.05)	△
비교예 2-2	Bal.	2	3	0.03		X
발명예 2-2	Bal.	2	3	0.03	Be(0.005)	△
비교예 2-3	Bal.	5	3	0.04		△
발명예 2-3	Bal.	5	3	0.04	Ti(0.02)	○
비교예 2-4	Bal.	9	3	0.05		△
발명예 2-4	Bal.	9	3	0.05	Ni(0.05)	○
비교예 2-5	Bal.	12	3	0.06		△
발명에 2-5	Bal.	12	3	0.06	Ca(0.05)	○

[표 2]에서 볼 수 있듯이, 미세원소가 첨가된 발명예 2-1 ~ 2-5의 경우, 미세원소가 첨가되지 않은 비교예 2-1 ~ 2-5에 비해, 표면산화에 의한 광택도 저하 현상이 현저하게 감소하였다.

Claims

도금 조성물 총 중량에 대하여 Al: 0.5wt% ~ 20wt%, Mg: 3wt%, Si: 0.01wt% ~ 0.06wt% 및 잔부 Zn과 불가피 불순물을 포함하며,
식 -0.06 ≤ 0.03Al[wt%] + 0.01Mg[wt%] - 7.4Si[wt%] - 0.02Al[wt%]Mg[wt%] + 4.8Mg[wt%]Si[wt%] - 0.15 < 0.1을 만족하는 도금 조성물에 의해 형성되는 도금층을 포함하며,
상기 도금 조성물은 Ca: 0.001 ~ 0.5wt% 를 더 포함하며,
상기 도금층에는 Mg₂Si 상이 형성되지 않는 것을 특징으로 하는 고내식 도금강판.
(a) 도금 조성물 총 중량에 대하여 Al: 0.5wt% ~ 20wt%, Mg: 3wt%, Si: 0.01wt% ~ 0.06wt% 및 잔부 Zn과 불가피 불순물을 포함하며, 식 -0.06 ≤ 0.03Al[wt%] + 0.01Mg[wt%] - 7.4Si[wt%] - 0.02Al[wt%]Mg[wt%] + 4.8Mg[wt%]Si[wt%] - 0.15 < 0.1을 만족하는 도금 조성물을 400℃ ~ 520℃로 가열하여 용융 아연 도금욕을 제조하는 단계;
(b) 상기 (a) 단계에서 제조된 용융 아연 도금욕에 강판을 침지하여, 상기 강판의 표면에 도금 부착량 60g/㎡ ~ 300g/㎡으로 도금층을 형성하는 단계; 및
(c) 상기 (b) 단계에서 도금층이 형성된 강판을 냉각속도 5℃/sec ~ 30℃/sec로 상온까지 냉각하여, 소지철과 도금층 사이에 Al-Fe-Si-Zn계 합금층을 형성하는 단계;를 포함하며,
상기 도금 조성물은 Ca: 0.001 ~ 0.5wt% 를 더 포함하며,
상기 도금층에는 Mg₂Si 상이 형성되지 않는 것을 특징으로 하는 고내식 도금강판의 제조방법.