KR101830555B1 - 희생방식성 및 도금성이 우수한 용융 알루미늄 도금강판의 제조방법 - Google Patents

희생방식성 및 도금성이 우수한 용융 알루미늄 도금강판의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101830555B1
KR101830555B1 KR1020160176123A KR20160176123A KR101830555B1 KR 101830555 B1 KR101830555 B1 KR 101830555B1 KR 1020160176123 A KR1020160176123 A KR 1020160176123A KR 20160176123 A KR20160176123 A KR 20160176123A KR 101830555 B1 KR101830555 B1 KR 101830555B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
aluminum
steel sheet
molten
content
plating bath
Prior art date
Application number
KR1020160176123A
Other languages
English (en)
Inventor
김영하
민광태
송연균
Original Assignee
주식회사 포스코
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 포스코 filed Critical 주식회사 포스코
Priority to KR1020160176123A priority Critical patent/KR101830555B1/ko
Priority to EP17883288.7A priority patent/EP3561140A4/en
Priority to CN201780077845.2A priority patent/CN110088349B/zh
Priority to JP2019533173A priority patent/JP6893989B2/ja
Priority to PCT/KR2017/015278 priority patent/WO2018117703A1/ko
Priority to US16/470,781 priority patent/US11034132B2/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101830555B1 publication Critical patent/KR101830555B1/ko

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C2/00Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/04Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor characterised by the coating material
    • C23C2/12Aluminium or alloys based thereon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C1/00Making non-ferrous alloys
    • C22C1/02Making non-ferrous alloys by melting
    • C22C1/026Alloys based on aluminium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C21/00Alloys based on aluminium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C21/00Alloys based on aluminium
    • C22C21/06Alloys based on aluminium with magnesium as the next major constituent
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C2/00Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/26After-treatment
    • C23C2/28Thermal after-treatment, e.g. treatment in oil bath
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C2/00Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/34Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor characterised by the shape of the material to be treated
    • C23C2/36Elongated material
    • C23C2/40Plates; Strips

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Coating With Molten Metal (AREA)

Abstract

용융 알루미늄 도금욕을 준비하는 단계와 상기 용융 알루미늄 도금욕에 Si, Mn 및 Al로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 합계로 0.5중량% 이상 포함하는 소지강판을 침지하여 도금하는 단계를 포함하는 용융 알루미늄 도금강판의 제조방법으로서, 상기 용융 알루미늄 도금욕을 준비하는 단계는, 알루미늄 잉곳을 용융시켜 알루미늄 용탕을 형성하는 단계, 및 상기 알루미늄 용탕에 Li, K, Ca, Na 및 Mg로 이루어진 군으로부터 선택된 1종의 미량 원소를 포함하는 Fe계 합금 잉곳을 투입하여 상기 알루미늄 용탕 중 상기 미량 원소의 함량의 합이 0.1중량%를 초과하도록 제어하는 단계를 포함하는 용융 알루미늄 도금강판의 제조방법이 개시된다.

Description

희생방식성 및 도금성이 우수한 용융 알루미늄 도금강판의 제조방법 {METHOD FOR MANUFACTURING HOT DIP ALUMINIUM COATED STEEL SHEET WITH SUPERIOR SELF-SACRIFICING CORROSION RESISTANCE AND HOT DIP ALUMINIUM COATABILITY}
본 발명은 희생방식성 및 도금성이 우수한 용융 알루미늄 도금강판의 제조방법에 관한 것이다.
최근 들어, 자동차의 안전규제가 강화되고, 온실가스의 배출을 저감하기 위한 친환경적인 노력의 일환으로 자동차용 강판의 고강도 및 경량화에 대한 요구가 증가하고 있다. 이를 위해 Si, Mn 또는 Al과 같은 난도금성 원소들을 다량 함유한 DP(Dual Phase)강, TRIP(Transformation Induced Plasticity)강, TWIP(Twinning Induced Plasticity)강 등의 고강도강에 대한 연구가 활발히 진행 중에 있다.
한편, 자동차용 강판은 사용 과정에서 부식 환경에 왕왕 노출되게 되는 바, 우수한 내부식성을 가질 것이 요구되며, 이에 따라 일반적으로 그 표면에 도금층을 형성하여 도금강판의 형태로 사용된다.
현재의 주류는 용융 아연 도금강판으로, 이는 대량생산이 용이할 뿐 아니라, 내식성 및 희생 방식성이 우수하기 때문이다. 그런데, 고강도강을 소지로 하는 용융 아연 도금강판의 경우 점용접성이 열위한 단점이 있다. 점용접시 용접 열영향부(HAZ, Heat Affected Zone)의 도금층은 용접(입)열에 의해 용해되어 액상의 용융 아연으로 잔류하게 되는데, 이 경우, 이와 인접한 소지강판의 표면에서는 고강도강의 높은 열팽창 특성으로 인해 결정립계 확장이 일어나고, 확장된 결정립계에 액상의 용융 아연이 침투함으로써 취성파괴인 액상금속취화(LME, Liquid Metal Embrittlement)가 야기되기 때문이다.
이로 인해, 도금층 형성 물질로 알루미늄(Al)을 이용함으로써 도금성, 내식성, 희생방식성, 점용접성 등을 개선하고자 하는 연구들이 진행되어 왔다. 그런데, 고강도강을 소지로 하는 용융 알루미늄 도금강판의 경우 강중 함유된 다량의 Si, Mn 및 Al이 소둔 과정에서 단독 또는 복합 산화물을 형성하여 도금성이 열위한 단점이 있을 뿐 아니라, 알루미늄 도금층은 희생양극(Sacrificial Anode)으로는 작용하지 못하기 때문에, 도금강판의 절단이나 도금층 표면에 스크래치 등이 발생한 경우 절단면 혹은 스크레치 인접 영역에서의 소지강판의 부식을 방지할 수 없는 단점이 있었다.
이에 따라, 용융 알루미늄 도금욕 중 미량 성분을 첨가함으로써 고강도강을 소지로 하는 용융 알루미늄 도금강판의 도금성 및 희생방식성을 향상시키고자 하는 시도가 이어지고 있다(비특허문헌 1 참조). 그런데, 이들 미량 성분의 대부분은 용융점이 알루미늄의 용융점보다 현저히 높거나, 상온에서 단독 성분의 금속 형태로 취급하는데 위험성이 높아 도금욕 중 미량 성분을 함유시키는데 어려운 문제가 있으며, 또한, 이러한 미량 성분을 함유시킨다 하더라도 그 함량을 제어하는데 한계가 있었다.
"Influence of Mischmetal on Wetting of Steel by Zn+5wt%Al Alloys", Y. Yun et al., Journal of Rare Earths, Vol 11, pp.130 (1993)
본 발명의 여러 목적 중 하나는, 희생방식성 및 도금성이 우수한 용융 알루미늄 도금강판을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면은, 용융 알루미늄 도금욕을 준비하는 단계와 상기 용융 알루미늄 도금욕에 Si, Mn 및 Al로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 합계로 0.5중량% 이상 포함하는 소지강판을 침지하여 도금하는 단계를 포함하는 용융 알루미늄 도금강판의 제조방법으로서, 상기 용융 알루미늄 도금욕을 준비하는 단계는, 알루미늄 잉곳을 용융시켜 알루미늄 용탕을 형성하는 단계, 및 상기 알루미늄 용탕에 Li, K, Ca, Na 및 Mg로 이루어진 군으로부터 선택된 1종의 미량 원소를 포함하는 Fe계 합금 잉곳을 투입하여 상기 알루미늄 용탕 중 상기 미량 원소의 함량의 합이 0.1중량%를 초과하도록 제어하는 단계를 포함하는 용융 알루미늄 도금강판의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 여러 효과 중 하나로서, 본 발명에 의해 제조된 용융 알루미늄 도금강판은 도금층 피복 면적율이 매우 높으며, 동전위 부식 전위가 매우 낮은 장점이 있다.
본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시 형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 발명예 1의 용융 알루미늄 도금강판을 절단한 후, 그 단면을 주사전사현미경(FE-SEM, Field Emission Scanning Electron Microscope)으로 관찰한 사진이다.
도금강판 제조를 위한 용융 도금욕에 강재 등이 침지되면 강재 등으로부터 Fe 등의 합금 원소가 용융 도금욕으로 확산되어 용융 도금욕 내 Fe 등의 합금 원소의 농도가 증가되게 되는데, 이를 용출 현상이라 한다. 본 발명에서는 이러한 합금 원소의 용출 현상을 이용해 용융 알루미늄 도금욕 내 미량 성분의 함량을 제어하고자 하며, 이를 위한 최적의 조건을 제안한다.
이하, 본 발명의 일 측면인 희생방식성 및 도금성이 우수한 용융 알루미늄 도금강판의 제조방법에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명의 일 측면인 희생방식성 및 도금성이 우수한 용융 알루미늄 도금강판의 제조방법은 용융 알루미늄 도금욕을 준비하는 단계와 상기 용융 알루미늄 도금욕에 소지강판을 침지하여 도금하는 단계를 포함한다.
본 발명은 소지강판이 Si, Mn 및 Al로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 합계로 0.5중량% 이상 포함하는 경우에 적용하는 것이 바람직하다. 단, 상기 함량보다 낮은 경우에도, 본 발명이 적용될 수 있으며, 상기 원소들이 다량 포함된 강종은 미도금 현상이나 도금박리 현상이 주로 문제가 될 수 있기 때문에 이러한 하한을 한정한 것뿐이다. 더불어, 그 상한은 특별히 한정되는 것은 아니며, 상기 Si, Mn 및 Al 등으로 인하여, 미도금 또는 도금박리 현상이 발생되기 용이한 강종은 모두 포함될 수 있다.
일 예에 따르면, 상기 도금시, 상기 용융 알루미늄 도금욕에 인입되는 소지강판의 표면 온도는 하기 관계식 1을 만족하도록 제어할 수 있다. 만약, (TP-TS)/(XAl+XM)가 0 미만일 경우 용융된 알루미늄이 소지강판의 표면에서 응고되는 속도가 급격히 증가하여 소지강판의 표면에서의 유동성이 감소함에 따라 부위별 도금 부착량의 편차를 가속화시키고, 미도금 결함을 발생시킬 우려가 있으며, 반면, (TP-TS)/(XAl+XM)가 1.25를 초과할 경우, 소지강판의 용해를 촉진시켜 철(Fe)-알루미늄(Al) 화합물 형태의 드로스 발생을 가속화시켜 미도금을 야기할 우려가 있다.
[관계식 1] 0 ≤ (TP-TS)/(XAl+XM) ≤ 1.25
(여기서, TP: 알루미늄 용탕 온도(℃), TS: 강판 인입온도 (℃), XAl: 알루미늄 용탕 중 Al 함량(중량%), XM: 알루미늄 용탕 중 미량 원소 함량(중량%)을 의미함)
일 예에 따르면, 상기 도금 후, 선택적으로, 상기 용융 알루미늄 도금욕에 침지된 소지강판을 720℃ 이상의 온도에서 합금화 열처리하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이와 같이 720℃ 이상의 온도에서 합금화 열처리 할 경우, 도금층 내 철(Fe) 함유량을 충분히 확보할 수 있는 장점이 있다. 다만, 합금화 열처리 온도가 지나치게 높을 경우, 도금층 내 철(Fe) 함유량이 과다하여 가공 중 도금층이 탈락하는 파우더링 현상이 야기될수 있는 바, 이를 고려할 때 그 상한은 1000℃ 이하로 제어함이 바람직하다.
이하, 용융 알루미늄 도금욕을 준비하는 단계에 대해 보다 상세히 설명한다.
먼저, 알루미늄 잉곳을 용융시켜 알루미늄 용탕을 형성한 후, 상기 알루미늄 용탕에 Li, K, Ca, Na 및 Mg로 이루어진 군으로부터 선택된 1종의 미량 원소를 포함하는 Fe계 합금 잉곳을 투입한다.
전술한 바와 같이, Li, K, Ca, Na 및 Mg와 같은 알칼리 금속은 용융점이 알루미늄의 용융점보다 현저히 높으며, 상온에서 단독 성분의 금속 형태로 취급하는데 위험성이 높아 도금욕 중 미량 성분을 함유시키는데 어려운 문제가 있으며, 이러한 미량 성분을 함유시킨다 하더라도 그 함량을 제어하는데 한계가 있었다.
이에 따라, 본 발명에서는 용출 현상을 이용해 용융 알루미늄 도금욕 내 미량 성분의 함량을 제어하고자 하며, 이를 위해, 알루미늄 용탕에 Li, K, Ca, Na 및 Mg로 이루어진 군으로부터 선택된 1종의 미량 원소를 포함하는 Fe계 합금 잉곳을 투입함으로써 미량 원소의 함량을 제어한다.
이 경우, 미량 원소의 용출은 철(Fe)의 용출이 우선적으로 일어나는 경우에 발생하며, 이러한 미량 원소의 용출량은 Fe계 합금 잉곳에 포함된 미량 원소의 함량에 의존적이다. 따라서, 도금욕 내 Fe계 합금 잉곳을 침지시키는 시간을 제어함으로써, Fe계 합금 잉곳으로부터 용출되는 철(Fe)의 양을 제어할 수 있으며, 철(Fe)의 용출량이 정해지면 미량 원소의 용출량 또한 Fe계 합금 잉곳에 포함된 미량 원소의 함량에 따라 정해지게 된다.
한편, 상기 알루미늄 용탕 중 상기 미량 원소의 함량의 합은 0.1중량% 초과 5중량% 이하가 되도록 제어함이 바람직하다. 상기 미량 원소는 알루미늄 도금강판의 도금성 및 희생방식성 개선에 기여하는데, 만약 그 함량의 합이 0.1중량% 이하인 경우 그 효과를 충분히 확보하기 어렵다. 한편, 본 발명에서는 상기 미량 원소의 함량의 합의 상한에 대해서는 특별히 한정하지 않으나, Fe계 합금 잉곳을 이용한 Fe 용출시 용출되는 미량 성분 함량의 한계를 고려할 때 5중량%로 한정할 수는 있다.
일 예에 따르면, 알루미늄 용탕의 온도는 560℃ 내지 660℃일 수 있다. 만약, 알루미늄 용탕의 온도가 560℃ 미만일 경우 알루미늄 기반의 도금욕 응고가 시작되어 도금욕의 점도가 증가하며, 이에 따라, 강판을 감는 롤(roll)의 이동도가 감소되고, 강판과 롤 간의 미끄럼(slip)을 유발하여 강판에 결함을 발생시킬 수 있다. 반면, 그 온도가 660℃를 초과할 경우, 강판의 용해를 촉진시켜 철(Fe)-알루미늄(Al) 화합물 형태의 드로스 발생을 가속화시켜 미도금을 야기할 수 있다. 한편, 이와 같은 알루미늄 용탕의 온도는 용융 알루미늄 도금욕을 준비할 때뿐 아니라, 소지강판을 침지하여 도금이 진행할 때까지 유지시킴이 바람직하다.
다음으로, 필요에 따라, 상기 미량 원소 함량 제어 후, 상기 알루미늄 용탕에 Si 잉곳 또는 Fe-Si계 합금 잉곳을 투입할 수 있다. 이와 같이 알루미늄 용탕에 Si 잉곳 또는 Fe-Si계 합금 잉곳을 투입하게 되면, 용융 알루미늄 도금욕은 Si를 포함하게 되며, 이 경우, 결과적으로 제조되는 용융 알루미늄 도금강판의 소지강판과 도금층의 계면에 Al-Si-Fe계 합금층이 형성되어 용융 알루미늄 도금강판의 도금성이 개선되게 된다.
이때, 상기 알루미늄 용탕 중 상기 Si의 함량은 0.1중량% 이상 13중량% 이하로 제어하는 것이 바람직하다. 만약, Si 함량이 0.1중량% 이하일 경우, Si에 의한 Fe 용출 억제 및 합금층 취화에 의한 도금 박리 해소가 어려울 수 있으며, 반면, 13중량%를 초과할 경우, 고용 한도를 초과하여 이차상(second phase) 형성 및 드로스 결함을 유발할 수 있다.
다음으로, 필요에 따라, 상기 Si 함량 제어 후, 상기 알루미늄 용탕 중 Fe 함량이 3중량%를 초과하는 경우, 상기 알루미늄 용탕에 알루미늄 잉곳을 용융시켜 상기 Fe 함량이 3중량% 이하가 되도록 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다. 만약 용탕 중 Fe 함량이 3중량%를 초과할 경우, 알루미늄(Al)과 반응하여 Fe-Al계 드로스 발생 및 표면 결함을 유발할 수 있기 때문이다.
이하, 본 발명을 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 이러한 실시예의 기재는 본 발명의 실시를 예시하기 위한 것일 뿐 이러한 실시예의 기재에 의하여 본 발명이 제한되는 것은 아니다. 본 발명의 권리범위는 특허청구범위에 기재된 사항과 이로부터 합리적으로 유추되는 사항에 의하여 결정되는 것이기 때문이다.
( 실시예 )
Si, Mn 및 Al 함량의 총합이 18.4중량%인 TWIP 강판을 냉간 압연하고, 탈지 및 산세공정을 거쳐 강판 표면을 청정화한 후, 환원로에서 5체적%의 수소를 포함하는 질소가스를 불어 주며 760℃의 온도에서 90초 동안 소둔 공정을 실시하였다. 다음으로, 소둔 공정을 거친 냉연 강판을 냉각하고, 용융 도금욕에 5초 동안 침지한 후, 에어 와이핑(Air wipping)을 통해 도금 부착량을 80g/m2 수준을 조절하였다. 한편, 각각의 예에 있어서, 도금욕 성분, 강판 인입 온도, 도금욕 온도를 서로 상이하게 제어하였으며, 이를 하기 표 1에 나타내었다.
발명예 1 내지 6 및 비교예 1에 있어서, 도금욕을 제조하는 구체적인 방법은 다음과 같다. 먼저, 도금욕에 순수 알루미늄 잉곳을 용융시켜 알루미늄 용탕을 형성한 후, 하기 표 1과 같이 Li, K, Ca, Na, Mg로 이루어진 군으로부터 선택된 1종의 미량 원소를 포함하는 Fe계 합금 잉곳(Fe 60중량% 함유)을 투입하였다. 이후, 알루미늄 용탕에 Fe-Si계 합금 잉곳(Fe 10중량% 함유)을 투입하여 용탕 중 Si 함량을 약 5중량%로 제어하였다. 용탕 중 미량 원소 및 Si 함량은 합금 잉곳의 침지 시간 제어를 통해 제어하였다.
구분 도금욕 성분 (중량%) 강판인입
온도(℃)
도금욕
온도(℃)
Zn Al 미량 원소
종류 함량
발명예1 0 88.7 Mg 3.8 650 660
발명예2 0 88.7 Li 3.8 650 660
발명예3 0 88.7 Ca 3.8 650 660
발명예4 0 88.7 K 3.8 650 660
발명예5 0 88.7 Na 3.8 650 660
발명예6 0 88.9 Mg 3.8 600 660
비교예1 0 88.7 Mg 0.08 650 660
비교예2 0 89 - 0 500 660
비교예3 0 89 - 0 680 660
비교예4 99.65 0.21 - 0 480 460
비교예5 99.68 0.13 - 0 480 460
이후, 제조된 용융 도금강판의 도금성을 평가하기 위해 강판 표면 전체 면적에 대한 도금층의 피복 면적율을 측정하여 하기 표 2에 나타내었다.
또한, 제조된 용융 도금강판의 스폿 용접성을 평가하기 위해 선단경 6mm인 Cu-Cr 전극을 사용하여 용접전류를 흘려주며 가압력 2.6kN으로 16Cycle의 통전시간과 15Cycle의 Holding 시간 조건에서 용접을 실시하였다. 강판 두께를 t라고 할 때 너깃 직경이 4√t보다 작아지는 시점의 용접전류를 하한으로 정하고 날림현상이 발생하는 시점의 용접전류를 상한(Expulsioin current)으로 정하였고 상한으로부터 0.2kA 낮은 전류값에서 LME 크랙을 관찰하기 위해 시편을 15x15mm2으로 절단하여 단면을 연마한 다음 광학현미경(Optical Microscope)으로 LME 크랙 최대길이를 측정하여 하기 표 2에 함께 나타내었다.
또한, 제조된 용융 알루미늄 도금강판의의 희생방식능 여부를 살펴 보기 위해 시편을 15x15mm2로 절단하여 3.5부피% NaCl 수용액에서 동전위 부식 전위를 측정한 결과를 표 2에 함께 나타내었다.
구분 도금층 도금층 피복
면적분율
(%)
LME 크랙 최대길이@Expulsion 전류-0.2(kA) Applied Potential
(V vs SCE)
미량 원소 종류 함량
(중량%)
발명예1 Mg 9.6 95.2 0 -1.18
발명예2 Li 9.6 95.4 0 -1.93
발명예3 Ca 9.6 96.2 0 -1.65
발명예4 K 9.6 96.0 0 -1.80
발명예5 Na 9.6 95.8 0 -1.51
발명예6 Mg 9.4 99.1 0 -1.17
비교예1 Mg 0.19 99.1 0 -0.81
비교예2 - 0 83.5 0 -0.72
비교예3 - 0 74.0 0 -0.71
비교예4 - 0 99.0 290 -1.09
비교예5 - 0 99.5 206 -1.11
상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 용융 도금욕 내 미량 원소 농도, 강판 인입온도가 본 발명의 범위를 만족하는 발명예 1 내지 6의 경우, 도금층의 피복 면적율이 모두 95% 이상으로 나타나 도금성이 매우 우수한 것을 알 수 있다. 또한, Expulsion 전류 근방에서의 LME 크랙길이를 측정한 결과, LME 크랙이 발생하지 않는 것을 통해 점용접 LME 크랙 저항성이 매우 뛰어남을 확인할 수 있다. 그리고 희생방식능을 확인하기 위해 측정한 동전위 부식 전위를 통해 순수 알루미늄 도금강판 대비 확연한 부식 전위 감소 즉, 뛰어난 희생방식능을 가짐을 알 수 있다.
그러나, 도금욕 내 미량 성분 Mg의 함량이 본 발명의 하한 범위를 벗어나는 비교예 1의 경우, 우수한 도금성 및 LME 크랙 저항성을 보인 반면, 도금층 내 Mg 함량이 낮아 동전위 부식 전위가 순수 알루미늄 도금강판 대비 큰 차이를 보이지 않아 희생방식능의 향상을 가져오지 못하였다.
또한, 강판의 인입온도가 본 발명의 하한 범위를 벗어나는 비교예 2의 경우, 용융된 알루미늄이 강판 표면에서 응고되는 속도가 급격히 증가하여 강판 표면에서의 유동성이 감소함에 따라 부위별 도금 부착량의 편차를 가속화시키고 미도금 결함을 유발시켰다. 이로 인해, 알루미늄 도금층의 피복면적율이 83.5%에 그쳐 도금성이 열위하였다.
나아가, 강판의 인입온도가 본 발명의 상한 범위를 벗어나는 비교예 3의 경우, 도금욕 내에서 철(Fe)의 용출이 가속화되어 도금욕에 침지된 강판이 용해되어 철(Fe)-알루미늄(Al) 화합물 형태의 상부 드로스를 많이 형성함에 따라 강판 인출 과정에서 도금 결함이 발생하였고, 알루미늄 도금층의 피복 면적율이 74%에 그쳤다.
또한, 도금층의 기본 조성이 알루미늄이 아닌 아연을 기본 조성으로 하는 비교예 4 내지 5의 경우, 우수한 도금성 및 희생방식성을 보인 반면, 상한 전류 근방에서 수 백 마이크로 수준의 LME 크랙이 발생되어 점용접 LME 크랙 저항성이 열위하였다.
이상에서 본 명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.

Claims (6)

  1. 용융 알루미늄 도금욕을 준비하는 단계와 상기 용융 알루미늄 도금욕에 Si, Mn 및 Al로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 합계로 0.5중량% 이상 포함하는 소지강판을 침지하여 도금하는 단계를 포함하는 용융 알루미늄 도금강판의 제조방법에 있어서,
    상기 용융 알루미늄 도금욕을 준비하는 단계는,
    알루미늄 잉곳을 용융시켜 알루미늄 용탕을 형성하는 단계;
    상기 알루미늄 용탕에 Li, K, Ca, Na 및 Mg로 이루어진 군으로부터 선택된 1종의 미량 원소를 포함하는 Fe계 합금 잉곳을 투입하여 상기 알루미늄 용탕 중 상기 미량 원소의 함량의 합이 0.1중량% 초과 및 5중량% 이하를 만족하도록 제어하는 단계를 포함하는 용융 알루미늄 도금강판의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 미량 원소의 함량 제어 후, 상기 알루미늄 용탕에 Si 잉곳 또는 Fe-Si계 합금 잉곳을 투입하여 상기 알루미늄 용탕 중 상기 Si 함량이 0.1중량% 이상 13중량% 이하가 되도록 제어하는 단계를 더 포함하는 용융 알루미늄 도금강판의 제조방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 알루미늄 용탕 중 상기 Si 함량의 제어 후, 상기 알루미늄 용탕 중 Fe 함량이 3중량%를 초과하는 경우, 상기 알루미늄 용탕에 알루미늄 잉곳을 용융시켜 상기 Fe 함량이 3중량% 이하(0중량% 제외)가 되도록 제어하는 단계를 더 포함하는 용융 알루미늄 도금강판의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 알루미늄 용탕의 온도는 560℃ 이상 660℃ 이하인 것을 특징으로 하는 용융 알루미늄 도금강판의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 용융 알루미늄 도금욕에 소지강판을 침지하는 단계에서, 상기 용융 알루미늄 도금욕에 인입되는 소지강판의 표면 온도는 하기 관계식 1을 만족하는 것을 특징으로 하는 용융 알루미늄 도금강판의 제조방법.
    [관계식 1] 0 ≤ (TP-TS)/(XAl+XM) ≤ 1.25
    (여기서, TP: 알루미늄 용탕 온도(℃), TS: 강판 인입온도 (℃), XAl: 알루미늄 용탕 중 Al 함량(중량%), XM: 알루미늄 용탕 중 미량 원소 함량(중량%)을 의미함)
  6. 제1항에 있어서,
    상기 용융 알루미늄 도금욕에 침지된 소지강판을 720℃ 내지 1000℃에서 합금화 열처리하는 단계를 더 포함하는 용융 알루미늄 도금강판의 제조방법.
KR1020160176123A 2016-12-21 2016-12-21 희생방식성 및 도금성이 우수한 용융 알루미늄 도금강판의 제조방법 KR101830555B1 (ko)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160176123A KR101830555B1 (ko) 2016-12-21 2016-12-21 희생방식성 및 도금성이 우수한 용융 알루미늄 도금강판의 제조방법
EP17883288.7A EP3561140A4 (en) 2016-12-21 2017-12-21 ALUMINUM PLATED STEEL SHEET WITH HIGH MANGANESE HOT DIP PROVIDED WITH EXCELLENT SACRIFICIAL ELECTRODE PROTECTION AND EXCELLENT FOLDING ABILITY AND MANUFACTURING METHOD THEREOF
CN201780077845.2A CN110088349B (zh) 2016-12-21 2017-12-21 牺牲腐蚀保护性及镀覆性优异的高锰热浸镀铝钢板及其制造方法
JP2019533173A JP6893989B2 (ja) 2016-12-21 2017-12-21 犠牲防食性及びめっき性に優れた高マンガン溶融アルミニウムめっき鋼板及びその製造方法
PCT/KR2017/015278 WO2018117703A1 (ko) 2016-12-21 2017-12-21 희생방식성 및 도금성이 우수한 고망간 용융 알루미늄 도금강판 및 그 제조방법
US16/470,781 US11034132B2 (en) 2016-12-21 2017-12-21 High manganese hot dip aluminum-plated steel sheet having excellent sacrificial corrosion resistance and platability and manufacturing method therefor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160176123A KR101830555B1 (ko) 2016-12-21 2016-12-21 희생방식성 및 도금성이 우수한 용융 알루미늄 도금강판의 제조방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101830555B1 true KR101830555B1 (ko) 2018-02-20

Family

ID=61394730

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160176123A KR101830555B1 (ko) 2016-12-21 2016-12-21 희생방식성 및 도금성이 우수한 용융 알루미늄 도금강판의 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101830555B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200050783A (ko) * 2018-11-02 2020-05-12 주식회사 하이원시스 스노켈, 스노켈 제조방법
CN113278908A (zh) * 2021-04-23 2021-08-20 中国科学院合肥物质科学研究院 一种高强韧、耐蚀twip钢及其制备方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200050783A (ko) * 2018-11-02 2020-05-12 주식회사 하이원시스 스노켈, 스노켈 제조방법
KR102214699B1 (ko) * 2018-11-02 2021-02-15 주식회사 하이원시스 스노켈, 스노켈 제조방법
CN113278908A (zh) * 2021-04-23 2021-08-20 中国科学院合肥物质科学研究院 一种高强韧、耐蚀twip钢及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101913986B1 (ko) 용융 아연 도금 강판
KR101950618B1 (ko) 용융 아연 도금 강판
EP3050989B1 (en) High-strength steel sheet and method for producing same
KR102345533B1 (ko) 용융 아연 도금 강판
EP3088557B1 (en) Hot dip galvanized steel sheet having excellent resistance to cracking due to liquid metal embrittlement
EP3216892B1 (en) Hot-dip galvanized steel sheet
JP2016539249A (ja) 防食コーティングを具えた鋼部品およびその製造方法
CN108474092B (zh) 高强度熔融镀敷热轧钢板及其制造方法
JP4837604B2 (ja) 合金化溶融亜鉛めっき鋼板
KR101825857B1 (ko) 소부 경화형 용융 아연 도금 강판
WO2017090236A1 (ja) 高強度溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法、高強度溶融亜鉛めっき鋼板用熱延鋼板の製造方法、高強度溶融亜鉛めっき鋼板用冷延鋼板の製造方法、および高強度溶融亜鉛めっき鋼板
JP2016027208A (ja) 高強度溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法及び高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法
KR20180074009A (ko) 연속 생산성이 우수한 고강도 열연강판, 표면 품질 및 도금 밀착성이 우수한 고강도 용융아연도금강판 및 이들의 제조방법
KR20180087435A (ko) 도금성 및 용접성이 우수한 오스테나이트계 용융 알루미늄 도금강판 및 그 제조방법
KR101830555B1 (ko) 희생방식성 및 도금성이 우수한 용융 알루미늄 도금강판의 제조방법
JP4940813B2 (ja) TS×Elの値が21000MPa・%以上である溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法
KR101657931B1 (ko) 냉간 가공성, 금형 담금질성 및 표면 성상이 우수한 프레스 성형용 용융 아연도금 강판 및 그의 제조 방법
CN110088349B (zh) 牺牲腐蚀保护性及镀覆性优异的高锰热浸镀铝钢板及其制造方法
KR101879081B1 (ko) 희생방식성 및 도금성이 우수한 고망간 용융 알루미늄 도금강판 및 그 제조방법
JP2007070732A (ja) 高張力合金化溶融亜鉛めっき鋼板およびその製造方法
KR101568614B1 (ko) 도금성 및 점용접성이 우수한 용융아연도금강판 및 그 제조방법
KR102453006B1 (ko) 도금성이 우수한 고강도 용융아연도금강판 및 그 제조방법
KR101568512B1 (ko) 도금성이 우수한 용융아연강판의 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant