KR101830549B1 - 프레스 성형성 및 도장 선영성이 우수한 용융아연도금강판의 제조방법 및 이에 의해 제조된 용융아연도금강판 - Google Patents

프레스 성형성 및 도장 선영성이 우수한 용융아연도금강판의 제조방법 및 이에 의해 제조된 용융아연도금강판 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자동차 외판 등으로 사용되는 용융아연도금강판에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 프레스 성형성 및 도장 선영성이 우수한 용융아연도금강판의 제조방법 및 이에 의해 제조된 용융아연도금강판에 관한 것이다.

Description

프레스 성형성 및 도장 선영성이 우수한 용융아연도금강판의 제조방법 및 이에 의해 제조된 용융아연도금강판 {METHOD FOR MANUFACTURING GALVANIZED STEEL SHEET HAVING EXCELLENT PRESS MOLDABILITY AND IMAGE CLARITY AND GALVANIZED STEEL SHEET PRODUCED USING SAME}
본 발명은 자동차 외판 등으로 사용되는 용융아연도금강판에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 프레스 성형성 및 도장 선영성이 우수한 용융아연도금강판의 제조방법 및 이에 의해 제조된 용융아연도금강판에 관한 것이다.
도금강판, 특히 용융아연도금강판(GI)은 내식성, 용접성 및 도장성이 우수하여 자동차 외판용 강판으로 많이 사용되고 있으며, 이에 따라 우수한 프레스 성형성뿐만 아니라 도장 선영성이 요구되고 있다.
그런데, 용융아연도금강판의 도금층은 합금화 과정에서 표면에 미세한 요철이 형성되는 합금화 용융아연도금강판(GA)과는 달리, 순수한 아연(에타상, η상)으로 구성되어 있어, 도금 후의 표면이 평활하고, 피막 자체가 부드럽기 때문에 프레스 성형시 프레스 금형과의 응착 발생으로 도금층이 탈락하는 골링(galling) 현상이 발생하기 용이한 단점이 있다.
골링(galling)은 도금층의 일부가 박리된 후 금형 표면에 냉간 압접되어 새로운 소재가 이어서 성형될 때 소재 표면에 스크래치(scratch) 또는 덴트(dent)를 발생시키거나, 성형 동안에 소재와의 마찰로 인해 금형 표면에 압접된 도금층이 박리되면서 금형 소재의 일부를 같이 박리시키는 현상을 말한다.
이와 같이, 용융아연도금강판의 프레스 성형시 발생하는 골링은 도금강판을 소재로 사용한 프레스 성형품의 표면품질 및 금형 수명에 막대한 영향을 미치기 때문에, 프레스 가공비를 상승시키는 요인이 된다.
뿐만 아니라, 용융아연도금강판은 자동차 부품 등으로 가공 후 도장처리 되는데, 상기 용융아연도금강판의 표면은 아연의 응고조직인 스팽글 형성에 의해 입계나 표면 요철인 굴곡 등의 표면 불균일을 가지고 있어, 도장 후에도 이러한 불균일이 잔류하여 도장표면에 물체를 비쳤을 때 상이 왜곡되어 도장 선영성을 저하시킨다.
도장 선영성에 미치는 요인은 도장소재인 용융아연도금강판의 오렌지 필, 굴곡 결함 등의 소재적인 요인과 도료 및 도장조건 등의 도장적인 요인으로 구분할 수 있다.
최근, 도장 및 도료 기술의 획기적인 진보로 자동차 사에서는 비용 절감을 위해 기존의 전착도장의 하도, 프라이머 도장인 중도, 베이스 코팅 및 클리어 코팅의 상도로 구성된 3-코트 도장시스템에서 프라이머 도장인 중도를 생략하는 프라이머 공정 생략형 2-코트 도장시스템 적용을 적극 추진하고 있다.
그런데, 상기 프라이머 도장의 목적은 도장될 용융아연도금강판의 표면에 존재할 수 있는 요철, 오렌지 필 등의 표면 불균일성을 조정하는 역할을 수행하는 것으로, 이러한 프라이머 공정이 생략됨에 따라 도장 시스템 전체 두께가 크게 감소할 뿐만 아니라, 프라이머 도장의 기능을 발휘하지 못하게 됨에 따라 용융아연도금강판의 불균일성이 도장 후 그대로 노출될 우려가 있다.
따라서, 프라이머 공정 생략형인 2-코트 도장시스템 적용 추세에 따라 도장소재인 용융아연도금강판의 보다 엄격한 표면품질이 요구되고 있는 실정이다.
상술한 바와 같이, 용융아연도금강판의 자동차 외판용으로 사용되기 위해서는 프레스 성형성과 도장 선영성이 동시에 요구되고 있으나, 종래 기술들은 다음과 같이 별개의 기술로 대응하고 있을 뿐이다.
예컨대, 특허문헌 1에는 레이저 가공으로 규칙적인 요철을 가지는 조질압연 롤로 압연하여 용융아연도금강판의 단위 면적당 오목부(凹部) 체적의 합이 0.0001~0.01mm2을 갖도록 함으로써, 용융아연도금강판의 프레스 성형성을 개선할 수 있다고 개시하고 있다.
한편, 용융아연도금강판의 도장 선영성을 개선하기 위한 기술로는 특허문헌 2 내지 4가 있으며, 이 중 특허문헌 2는 고체입자를 용융아연도금강판의 표면에 투사하여 용융아연도금강판의 평균 표면조도(Ra) 0.3~3㎛, 피크수(PPI) 250/inch 이상(RPc의 경우 98개/cm 이상) 및 평균 파상도(Wca)를 0.8㎛로 조정한 기술이다. 특허문헌 3은 레이저 가공(LT)으로, 특허문헌 4는 전자 빔 가공(EBT)으로 조질압연 롤을 가공하여 롤의 조도 및 파상도를 조절한 롤을 사용하여 조질압연한 도금강판의 평균 표면조도(Ra), 단위 길이당의 피크 수(RPc) 및 평균 파상도(Wca)를 제어하는 방법을 제안하고 있다.
그런데, 상기 특허문헌 1은 용융아연도금강판의 단위 면적당의 오목부(凹部) 체적의 합을 일정한 값 이상으로 조정하더라도, 표면 요철의 형상에 따라 오일함유량과 마찰 특성을 나타내므로 프레스 성형시 매우 다른 골링 거동을 나타내게 된다. 또한 특허문헌 2 내지 4는 다양한 방법으로 조질압연 롤에 부여된 조도에 의한 용융아연도금강판의 형상 프로파일이 제거되더라도 프레스 성형 후에 도금층에 잔존하는 소지 원판의 형상 프로파일이 다시 나타나고 도장 후에도 그대로 유지되어 선영성을 저해하는 문제가 발생하게 된다.
일본 공개특허공보 제1995-136701호 한국 공개특허공보 제2002-0068525호 일본 공개특허공보 제1994-75728호 일본 공개특허공보 제1999-302816호
본 발명의 일 측면은, 도장 후 도장결함이 발생하지 않으면서, 프레스 가공시 마찰 감소에 의한 골링이 발생하지 않는 용융아연도금강판의 프레스 성형성과 도장 선영성을 향상시킬 수 있는 방법 및 이에 의해 제조된 프레스 성형성 및 도장 선영성이 우수한 용융아연도금강판을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 일 측면은, 소지강판을 용융아연도금하여 용융아연도금강판을 제조하는 단계 및 상기 용융아연도금강판을 조질압연기 내에 장입하여 조질압연하는 단계를 포함하고,
상기 조질압연하는 단계는 슈퍼피니싱롤을 이용하고, 상기 슈퍼피니싱롤은 조도 스큐니스(Rsk)가 -0.2 이하, 평균 조도(Ra)가 2㎛ 이하이고, 단위 길이당 피크수(RPc)가 140개/cm 이상인 프레스 성형성 및 도장 선영성이 우수한 용융아연도금강판의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 다른 일 측면은, 상술한 방법에 의해 제조되고, 소지강판 및 상기 소지강판 상에 형성된 용융아연도금층을 포함하는 용융아연도금강판으로서, 상기 용융아연도금강판은 조도 스큐니스(Rsk)가 -0.33 이상이고, 오일 포켓 면적(V2)이 350nm2 이상인 프레스 성형성 및 도장 선영성이 우수한 용융아연도금강판을 제공한다.
본 발명에 의하면, 프레스 성형시 프레스 금형과의 슬라이딩 마찰 저항을 효과적으로 저감시킴으로써 프레스 성형 도중 도금층이 탈락되는 골링(galling) 현상을 방지할 수 있는 용융아연도금강판을 제공하는 효과가 있다.
또한, 도장 후에도 오렌지 필(orange peel)과 같은 도장결함이 발생하지 않는 도장 선영성이 우수한 용융아연도금강판을 제공하는 효과가 있다.
도 1은 조질압연시 사용된 롤의 조도 부여 방법에 따른 5% 가공 후 용융아연도금강판의 장파장 파상도(Wsa1-5) 측정 결과를 나타낸 것이다.
도 2는 조질압연시 사용된 롤의 조도 부여 방법에 따른 용융아연도금강판의 반복마찰계수 측정 결과를 나타낸 것이다.
도 3은 슈퍼피니싱롤의 평균조도(Ra) 값에 따른 5% 가공 후 용융아연도금강판의 장파장 파상도(Wsa1-5) 측정 결과를 나타낸 것이다.
도 4는 슈퍼피니싱롤의 평균조도(Ra) 값에 따른 용융아연도금강판의 단위 길이당 피크수(RPc) 측정 결과를 나타낸 것이다.
도 5는 슈퍼피니싱롤의 평균조도(Ra) 값에 따른 용융아연도금강판의 반복마찰계수 측정 결과를 나타낸 것이다.
본 발명자들은 자동차 외판용 용융아연도금강판에 요구되는 특성인 프레스 성형성과 도장 선영성을 동시에 만족할 수 있은 방안에 대해 깊이 연구한 결과, 위 프레스 성형성과 도장 선영성은 조질압연과 밀접한 관계가 있음을 확인하였다.
이에, 조질압연 롤 형태, 롤 조도 및 조업조건을 변경시키면서 조질압연한 용융아연도금강판의 표면 압흔 형태 및 크기 등과 용융아연도금강판의 도장 선영성 관련 인자인 5% 가공 후 장파장 파상도인 Wsa1-5 값 및 프레스 성형성(골링성) 관련 인자인 반복마찰계수 거동을 상세히 검토하였다.
그 결과, 도 1 및 2에 나타낸 바와 같이, 롤 평균조도(Ra)가 2.8㎛인 조질압연 롤의 조도 부여 방법에 따라 조질압연한 용융아연도금강판의 5% 가공 후 장파장 파상도(Wsa1-5) 값과 반복마찰계수는 서로 다른 거동을 나타내고 있다. 즉, Wsa1-5 값은 크롬도금으로 롤 표면에 양각으로 조도를 부여한 크롬도금롤(TCT, TopoChrom Texturing)을 사용하여 조질압연한 용융아연도금강판이 방전으로 롤 표면에 조도를 부여한 방전롤(EDT, Electro Discharge Texturing)과 방전롤의 미세요철의 산(peak) 부분을 연마한 슈퍼피니싱롤(SF, SuperFinishing)을 사용하여 조질압연한 용융아연도금강판 대비 작은 값을 나타내므로 도장 선영성이 우수하였다. 하지만, 반복마찰계수는 슈퍼피니싱롤을 사용하여 조질압연한 용융아연도금강판이 크롬도금롤 또는 방전롤을 사용하여 조질압연한 경우 대비 작은 값을 나타내므로 우수한 프레스 성형성을 나타내었다.
특히, 도 2에 나타낸 바와 같이, 크롬도금롤이나 방전롤을 사용하여 조질압연한 용융아연도금강판의 경우에는 각각의 롤 가공조건 및 조업조건을 조정하더라도 골링이 발생하지 않은 반복마찰계수 0.2 이하로 관리하는 것이 불가능하였다.
이에 반해, 슈퍼피니싱롤의 경우에는 미세요철의 산(peak) 부분의 연마 정도 및 조도 조정으로 도장 선영성과 골링성을 동시에 확보하는 것이 가능함을 확인할 수 있었다.
따라서, 본 발명에서는 용융아연도금강판의 조질압연시 사용되는 롤을 제어하여 상기 용융아연도금강판의 조도 스큐니스(Rsk)를 조정함으로써 윤활유가 잔류할 수 있는 오일포켓의 면적인 V2를 크게 하면서, 장파장 파상도(Wsa1-5) 값을 제어함으로써, 프레스 성형성과 더불어 도장 선영성을 우수하게 확보할 수 있는 방안을 제안하고자 한다.
여기서, 미세요철(조도)의 산(peak)과 골(valley)의 크기나 모양을 나타내는 조도 형상인자인 조도 스큐니스(Rsk)는 산의 높이와 골이 깊이의 비(산의 높이/골의 깊이)를 나타내므로, 이 값이 양(+)의 값을 가질 경우 산의 높이가 골의 깊이 보다 크게 되고, 반대로 음(-)의 값을 가질 경우에는 산의 높이가 골의 깊이보다 작게 된다.
또한, V2(Lubricant Filled Profile Valley Area)는 미세요철의 윤활유 등의 오일이 잔류할 수 있는 프로파일 면적을 나타내는 형상 인자이다.
그리고, 장파장 파상도를 나타내는 Wsa1-5(SEP1941 규정)의 숫자 1과 5는 컷 오프(cut off)치의 하한과 상한을 나타내는 것으로서, 1은 형상 프로파일에서 파장 1mm 이하의 조도 성분을 제거하는 조도 컷 오프 치(λc)이고, 5는 형상 프로파일에서 5mm 이상의 조대 형상을 제거하는 조대 형상(form) 컷 오프치(λf)를 의미한다. 따라서, 형상 프로파일에서 도장 후 도막에 의해 덮이는 조도 성분과 형상이 조대하여 오렌지 필 결함 등으로 관찰되지 않은 조대 형상(form)을 제거한 순수 장파장 파상도만으로 나타낸 것이다.
이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명의 일 측면에 따른 프레스 성형성 및 도장 선영성이 우수한 용융아연도금강판의 제조방법은 소지강판을 용융아연도금하여 도금강판으로 제조하는 단계 및 상기 용융아연도금강판을 조질압연기 내에 장입하여 조질압연하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 용융아연도금강판을 제조함에 있어서, 소지강판을 용융아연도금하는 것이 바람직하며, 이때 도금조건은 통상의 용융아연도금조건을 적용할 수 있으므로, 특별히 한정하지 아니한다.
한편, 상기 소지강판으로 사용될 수 있는 강판은 특별히 제한되는 것은 아니며, 용융아연도금강판을 제조할 수 있는 어떠한 강판도 가능하나, 바람직하게는 냉연강판일 수 있다.
상기한 바에 따라 제조된 용융아연도금강판을 통상의 조질압연기 내에 장입하여 조질압연을 행할 수 있으며, 본 발명에서는 상기 조질압연시 사용되는 롤의 형상 인자를 제어함으로써 실시하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 조질압연 공정은 본 발명의 궁극적인 목표를 달성하기 위해 매우 중요한 공정으로서, 후술하는 바와 같이 조질압연 조건을 최적화함으로써 최종적으로 프레스 성형성 및 도장 선영성이 향상된 용융아연도금강판을 제조할 수 있다.
특별히, 본 발명에서 목표로 하는 프레스 성형성 및 도장 선영성이 우수한 용융아연도금강판이기 위해서, 상기 조질압연은 방전롤의 미세요철의 산(peak) 부분을 연마한 슈퍼피니싱롤을 이용하는 것이 바람직하다.
통상적인 크롬도금롤, 방전롤 등은 미세요철의 산과 골의 크기가 유사하거나 산의 높이가 크기 때문에 양(+)의 값을 가지게 되고, 이러한 롤을 이용하여 조질압연하게 되면 용융아연도금강판의 표면에 전사된 압흔의 미세요철의 조도 스큐니스는 음(-)값을 가지게 된다. 이러할 경우, 용융아연도금강판 표면의 윤활유 함유량, 즉 윤활유가 잔류할 수 있는 오일 포켓의 면적을 나타내는 V2(Lubricant Filled Profile Valley Area)값이 작아지게 된다.
그런데, 본 발명의 슈퍼피니싱롤은 방전롤의 미세요철의 산(peck) 부분을 제거하게 되므로 상기 슈퍼피니싱롤의 조도 스큐니스(Rsk)는 음(-)의 값을 가지게 되나, 이를 이용하여 용융아연도금강판을 조질압연하면 강판 표면에 전사된 압흔의 미세요철의 조도 스큐니스는 양(+)의 값 또는 상기 조질압연롤의 조도 스큐니스 값보다 높은 음(-)의 값을 가지게 되어 윤활유 저장소 역할을 하는 V2는 크게 되므로 프레스 성형시 윤활작용으로 반복마찰계수(μ=마찰힘/하중)가 작게 되어 골링이 발생하지 않게 되는 것이다.
보다 구체적으로, 상기 슈퍼피니싱롤은 조도 스큐니스(Rsk)가 -0.2 이하, 평균 조도(Ra)가 2㎛ 이하(0은 제외)이고, 단위 길이당 피크수가 140개/cm 이상인 것이 바람직하다.
상기 슈퍼피니싱롤의 조도 스큐니스(Rsk)가 -0.2를 초과하게 되면 조질압연 롤의 미세요철이 용융아연도금강판 표면에 충분히 전사되지 못하여 상기 용융아연도금강판의 조도 스큐니스(Rsk) 값을 -0.33 이상으로 확보할 수 없게 된다.
또한, 상기 슈퍼피니싱롤의 평균 조도(Ra)가 2㎛를 초과하게 되면 용융아연도금강판의 장파장 파상도(Wsa1-5), 단위 길이당 피크수(RPc)를 의도하는 수준으로 확보할 수 없게 되어, 도장 선영성이 저하되는 문제가 있다 (도 3 및 4).
그리고, 단위 길이당 피크수가 140개/cm 미만이여도 도장 선영성을 저해하므로 바람직하지 못하다.
본 발명에서는 상기와 같이 조도 스큐니스, 평균조도, 단위 길이당 피크수(RPc)가 제어된 슈퍼니피싱롤을 이용하여 조질압연을 행함으로써, 조도 스큐니스(Rsk)가 -0.33 이상이고, 오일 포켓 면적(V2)이 350nm2 이상인 용융아연도금강판을 얻을 수 있다. 또한, 상기 용융아연도금강판을 변형률 5%로 가공하는 경우 표면 장파장 파상도(Wsa1-5)를 0.35㎛ 이하, 단위 길이당 피크수(RPc)를 75개/cm 이상으로 얻을 수 있다.
특히, 상기와 같이 형상 인자가 제어된 슈퍼피니싱롤을 사용함으로써 용융아연도금강판의 도장 선영성을 효과적으로 향상시킬 수 있다.
즉, 조질압연롤의 평균 조도가 동일하더라도 슈퍼피니싱롤 사용시 압흔 면적이 증가하기 때문에 도장 선영성에 미치는 도금층의 스팽글 입계 및 굴곡 등의 장파장 굴곡(파상도)이 많이 제거되기 때문이다. 이는 슈퍼피니싱롤의 평균 조도가 작을수록 롤 및 용융아연도금강판의 RPc가 급격히 증가하므로, 보다 효과적으로 도금층의 스팽글 입계 및 굴곡 등을 제거할 수 있으며, 이로 인해 가공 후에도 장파장 굴곡 등이 재현되지 않으므로 도장 선영성을 향상시킬 수 있게 되는 것이다.
이하, 본 발명의 다른 일 측면인 프레스 성형성 및 도장 선영성이 우수한 용융아연도금강판에 대해 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 용융아연도금강판은 소지강판 및 상기 소지강판 상에 형성된 용융아연도금층을 포함하며, 조도 스큐니스(Rsk)가 -0.33 이상이고, 오일 포켓 면적(V2)이 350nm2 이상인 것이 바람직하다.
상술한 본 발명의 용융아연도금강판은 앞서 언급한 본 발명에 따른 제조방법에 의해 제조되는 것으로서, 특히 조질압연시 조도 스큐니스(Rsk)가 -0.2 이하, 평균 조도(Ra)가 2㎛ 이하, 단위 길이당 피크수가 140개/cm 이상인 슈퍼피니싱롤을 이용함으로써, 조도 스큐니스(Rsk)가 -0.33 이상, 오일 포켓 면적(V2)이 350nm2 이상인 프레스 성형성이 우수한 용융아연도금강판을 얻을 수 있다.
이로 인해, 본 발명의 용융아연도금강판은 프레스 성형시 윤활작용이 원활하여 프레스 금형과의 반복마찰계수가 0.2 이하로 낮고, 결국 기존 자동차 외판용 도금강판의 프레스 성형시 발생되는 골링(galling) 현상을 개선한 용융아연도금강판을 제공할 수 있는 효과가 있다.
보다 구체적으로, 도 5에 나타낸 바와 같이, 슈퍼피니싱롤의 평균 조도(Ra)가 감소함에 따라 반복마찰계수가 비례적으로 감소함을 확인할 수 있는데, 이는 롤의 조도가 감소함에 따라 용융아연도금강판의 조도 스큐니스(Rsk)가 음(-)의 값에서 양(+)의 값으로 바뀌고, 프레스 성형시 윤활 작용에 영향을 미치는 V2값이 비례적으로 증가함에 기인한 것이다.
또한, 상기 조도 스큐니스가 제어된 용융아연도금강판을 변형률 5%로 가공하는 경우, 표면 장파장 파상도(Wsa1-5)가 0.35㎛ 이하(0은 제외)이면서, 단위 길이당 피크수(RPc)가 75개/cm 이상으로 확보됨으로 도장 선영성을 우수하게 확보할 수 있다.
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 )
소지강판으로 0.002%C-0.003%Si-0.08%Mn-0.028%Al-0.0114%P-0.0052%S (중량%)의 성분조성을 갖는 냉연강판을 준비한 후, 상기 냉연강판 한 면의 도금 부착량이 60g/m2이 되도록 용융아연도금을 행하여 용융아연도금강판을 얻었다.
이후, 상기 용융아연도금강판을 평균 조도(Ra)가 1.4~2.8㎛이고, 단위 길이당 피크수(RPc)는 114~175개/cm 이며, 조도 스큐니스(Rsk)가 -0.524~0.176인 조질압연 워크롤(work roll)을 이용하여 롤 압하력 250톤으로 조질압연하여 상기 용융아연도금강판의 표면에 미세 요철을 전사시켰다. 이때, 상기 워크롤은 크롬도금롤(TCT), 방전롤(EDT) 또는 방전롤의 산 부분을 슈퍼피니싱 처리한 슈퍼피니싱롤(SF)을 가공한 것 중에서 각각 선택하여 사용하였다.
상기에 따라 조질압연된 용융아연도금강판 표면의 미세요철의 평균 조도(Ra), 단위 길이당 피크수(RPc) 및 장파장 파상도(Wsa1-5) 등의 조도 값과, 파상도 값은 접촉식 조도계(HOSAKAWA사)로 SEP1941 규정에 따라 측정하였다. 또한, 조도 스큐니스(Rsk) 및 V2 등의 형상 인자는 표면조도계(Veeco사, NT8000)를 사용하여 측정하였다.
이때, 용융아연도금강판의 오일 함유량은 상기 강판의 시편을 30×30mm 크기로 절단한 후 탈지, 건조 및 평량한 다음 윤활유(P-340N)에 침적한 후 15매를 쌓고 프레스기에서 35톤으로 10분간 압하하여 오목부 이외의 윤활유를 배출시킨 다음, 다시 평량하여 무게를 측정하고, 이를 평가 면적으로 나누어 도출하였다.
또한, 골링성은 반복마찰계수와 반복마찰시험시 도금층의 탈락하는 반복마찰 횟수로 평가하였다. 이때, 반복마찰계수는 평면 반복마찰계수 시험기로 길이 250mm의 용융아연도금강판의 표면을 크기가 25×35mm인 팁(Tip)에 하중을 6.1MPa로 초당 120mm의 속도로 15회 반복한 후의 마찰계수 값으로 나타내었다.
그리고, 골링 발생 여부는 상기 반복마찰시험의 반복 횟수별로 도금층의 탈락 여부를 주사형 전자현미경(SEM)으로 관찰하여 평가하였다.
상기 각 측정 결과는 하기 표 1에 나타내었다.
한편, 각 용융아연도금강판의 도장 선영성은 도장을 행하지 아니한 용융아연도금강판을 성형시험기로 평가 면인 평탄부의 변형율이 5%가 되도록 컵핑 테스트(cupping test)하여 가공한 후, 장파장 파상도(Wsa1-5)를 측정하였으며, 육안으로 오렌지 필 형성 유무를 평가하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
이때, 컵핑 테스트는 컵의 평평하게 변형된 평탄부의 직경이 최소 100mm가 되도록 하고, 변형율은 가공높이로 조정하였다.
강종 조질압연 조건 표면조도 표면형성
인자		 선영성 반복
마찰
계수		 골링
발생
유무		 비고
롤
타입		 Ra
(㎛)		 RPc
(개/
cm)		 Rsk Roll
Force
(톤)		 Ra
(㎛)		 RPc
(개/
cm)		 Rsk V2
(nm2)		 가공후
Wsa
1-5		 결함
유무
1 TCT 2.8 156 0.176 250 1.13 90 -1.37 263 0.3 × 0.265 ○ 비교예
1
2 TCT 2.8 163 0.125 250 1.09 82 -1.34 295 0.27 × 0.253 ○ 비교예
2
3 EDT 2.8 121 0.152 250 1.13 69 -1.42 222 0.39 ○ 0.277 ○ 비교예
3
4 EDT 2.8 114 0.108 250 1.13 73 -1.27 274 0.37 ○ 0.255 ○ 비교예
4
5 EDT 2.0 135 0.168 250 1.07 87 -1.24 267 0.31 × 0.252 ○ 비교예
5
6 EDT 2.0 132 0.123 250 1.05 77 -1.2 255 0.34 × 0.243 ○ 비교예
6
7 EDT 1.6 152 0.144 250 0.97 114 -1.05 297 0.27 × 0.223 ○ 비교예
7
8 EDT 1.6 146 0.105 250 0.95 128 -0.98 287 0.28 × 0.279 ○ 비교예
8
9 SF 2.8 135 -0.524 250 1.41 70 -0.33 415 0.38 ○ 0.189 × 비교예
9
10 SF 2.8 132 -0.325 250 1.29 69 -0.32 375 0.38 ○ 0.184 × 비교예
10
11 SF 2.8 137 -0.224 250 1.35 73 -0.28 408 0.37 ○ 0.179 × 비교예
11
12 SF 2.0 142 -0.524 250 1.22 77 -0.21 519 0.34 × 0.171 × 발명예
1
13 SF 2.0 147 -0.325 250 1.39 85 -0.26 522 0.27 × 0.175 × 발명예
2
14 SF 2.0 152 -0.224 250 1.07 95 -0.22 524 0.21 × 0.164 × 발명예
3
15 SF 1.4 168 -0.524 250 1.17 157 -0.09 568 0.29 × 0.154 × 발명예
4
16 SF 1.4 175 -0.325 250 1.04 161 0.25 587 0.24 × 0.142 × 발명예
5
17 SF 1.4 175 -0.224 250 1.07 157 0.78 621 0.2 × 0.138 × 발명예
6
(표 1에서 TCT는 크롬도금롤, EDT는 방전롤, SF는 슈퍼피니싱롤을 의미한다.
표 1에서 '결함 유무'는 오렌지 필 발생 유무에 관한 것으로서 발생한 경우: ○, 미발생인 경우: ×로 나타낸 것이다. 또한, '골링 발생 유무'에서 발생한 경우: ○, 미발생한 경우: ×로 나타낸 것이다.)
상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 평균 조도, 조도 스큐니스 및 단위 길이당 피크수가 본 발명에서 제안하는 바를 만족하는 슈퍼피니싱롤을 이용하여 조질압연을 행한 발명예 1 내지 6은 용융아연도금강판의 형상 인자인 조도 스큐니스(Rsk) 및 V2가 각각 -0.3 이상, 500nm2 이상이면서, 반복마찰계수가 0.2 이하이고 반복마찰 횟수 15회까지 도금층이 탈락하지 않으므로 골링이 우수하였다. 동시에 용융아연도금강판의 5% 컵핑 가공 후의 장파장 파상도(Wsa1-5)가 0.35㎛ 이하이고, 육안으로 오렌지 필과 같은 장파장 굴곡이 발생하지 않으므로 도장 선영성이 우수하였다.
반면, 크롬도금롤을 이용하여 조질압연을 행한 비교예 1 및 2는 롤의 평균 조도가 2.8㎛로 높은 경우로서 도장 선영성은 우수한 반면, 골링성이 매우 열위하였다.
또한, 방전롤을 이용한 비교예 3 내지 8 중, 평균 조도가 2.8㎛로 높은 롤을 이용한 비교예 3 및 4는 용융아연도금강판의 골링성 및 도장 선영성이 모두 불량하였다. 평균 조도가 1.6㎛로 낮은 방전롤을 이용한 비교예 5 내지 8은 롤 조도의 저하로 인해 용융아연도금강판의 RPc가 증가하고 장파장 파상도(Wsa1-5) 값이 낮아 도장 선영성은 우수하였으나, 상기 용융아연도금강판의 조도 스큐니스(Rsk)가 -0.35 미만이고, V2가 300nm2 미만이어서 반복마찰계수가 0.21 이상이고, 반복마찰횟수 15회시 도금층 탈락으로 골링이 발생한 것을 확인할 수 있다.
한편, 슈퍼피니싱롤을 이용하여 조질압연을 행하였지만, 평균 조도가 2.8㎛로 높은 롤을 이용한 비교예 9 내지 11은 골링성은 우수하나, 5% 컵핑 가공 후 장파장 파상도(Wsa1-5)가 0.35㎛ 이상이고, 육안으로 오렌지 필과 같은 장파장 결함이 발생하여 도장 선영성이 열위하였다.

Claims (6)

  1. 소지강판을 용융아연도금하여 용융아연도금강판을 제조하는 단계 및 상기 용융아연도금강판을 조질압연기 내에 장입하여 조질압연하는 단계를 포함하고,
    상기 조질압연하는 단계는 슈퍼피니싱롤을 이용하고, 상기 슈퍼피니싱롤은 조도 스큐니스(Rsk)가 -0.2 이하, 평균 조도(Ra)가 2㎛ 이하(0은 제외)이고, 단위 길이당 피크수(RPc)가 140개/cm 이상인 프레스 성형성 및 도장 선영성이 우수한 용융아연도금강판의 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 조질압연된 용융아연도금강판은 조도 스큐니스(Rsk)가 -0.33 이상이고, 오일 포켓 면적(V2)이 350nm2 이상인 프레스 성형성 및 도장 선영성이 우수한 용융아연도금강판의 제조방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 조질압연된 용융아연도금강판은 변형률 5%로 가공 후 표면 장파장 파상도(Wsa1-5)가 0.35㎛ 이하(0은 제외)이고, 단위 길이당 피크수(RPc)가 75개/cm 이상인 프레스 성형성 및 도장 선영성이 우수한 용융아연도금강판의 제조방법.
  4. 소지강판 및 상기 소지강판 상에 형성된 용융아연도금층을 포함하는 용융아연도금강판으로서,
    상기 용융아연도금강판은 조도 스큐니스(Rsk)가 -0.33 이상이고, 오일 포켓 면적(V2)이 350nm2 이상이며,
    상기 용융아연도금강판은 변형률 5%로 가공 후 표면 장파장 파상도(Wsa1-5)가 0.35㎛ 이하, 단위 길이당 피크수(RPc)가 75개/cm 이상인 프레스 성형성 및 도장 선영성이 우수한 용융아연도금강판.
  5. 삭제
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 용융아연도금강판은 반복마찰계수가 0.2 이하인 프레스 성형성 및 도장 선영성이 우수한 용융아연도금강판.
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