KR101968836B1 - 전기아연도금강판 및 이의 제조방법 - Google Patents

전기아연도금강판 및 이의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101968836B1
KR101968836B1 KR1020170124602A KR20170124602A KR101968836B1 KR 101968836 B1 KR101968836 B1 KR 101968836B1 KR 1020170124602 A KR1020170124602 A KR 1020170124602A KR 20170124602 A KR20170124602 A KR 20170124602A KR 101968836 B1 KR101968836 B1 KR 101968836B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
phosphate
coating layer
steel sheet
ppm
phosphate coating
Prior art date
Application number
KR1020170124602A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20190035420A (ko
Inventor
박영록
남창현
정용수
Original Assignee
현대제철 주식회사
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 현대제철 주식회사 filed Critical 현대제철 주식회사
Priority to KR1020170124602A priority Critical patent/KR101968836B1/ko
Publication of KR20190035420A publication Critical patent/KR20190035420A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101968836B1 publication Critical patent/KR101968836B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING 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
    • C23C—COATING 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
    • C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
    • C23C28/30—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer
    • C23C28/32—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one pure metallic layer
    • C23C28/322—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one pure metallic layer only coatings of metal elements only
    • C23C28/3225—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one pure metallic layer only coatings of metal elements only with at least one zinc-based layer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING 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
    • C23C—COATING 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
    • C23C22/00—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C22/05—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions
    • C23C22/06—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6
    • C23C22/07—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6 containing phosphates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING 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
    • C23C—COATING 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
    • C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
    • C23C28/30—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer
    • C23C28/34—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one inorganic non-metallic material layer, e.g. metal carbide, nitride, boride, silicide layer and their mixtures, enamels, phosphates and sulphates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D3/00—Electroplating: Baths therefor
    • C25D3/02—Electroplating: Baths therefor from solutions
    • C25D3/22—Electroplating: Baths therefor from solutions of zinc
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D5/00—Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
    • C25D5/48—After-treatment of electroplated surfaces

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Treatment Of Metals (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
  • Electroplating Methods And Accessories (AREA)

Abstract

본 발명의 일 구체예에 따른 전기아연도금강판은 베이스 강판; 상기 베이스 강판 표면에 형성되는 아연도금층; 및 상기 아연도금층 상에 형성되는 인산염 코팅층;을 포함하며, 상기 인산염 코팅층의 인산염 부착량은 1.2 내지 2.0 g/m2이고, 상기 인산염의 평균 장경의 길이는 1.5 내지 2.5 ㎛이고, 평균 단경 및 평균 장경의 비(단경:장경)는 1 : 3 내지 1 : 5이며, 상기 인산염 코팅층은 수산화아민, 헥사메틸렌테트라아민 및 유기산 중 1종 이상을 포함하는 결정 제어제를 전체 인산염 코팅층 100 중량% 중 0.1 중량% 이상 1 중량% 미만으로 포함하며, 질산을 전체 인산염 코팅층 100 중량% 중 0.5 내지 1.5 중량%로 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

전기아연도금강판 및 이의 제조방법{ELECTRO GALVANIZED STEEL SHEET AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 전기아연도금강판 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 성형 시 박리 현상(파우더링)을 저감할 수 있고, 도장 내식성, 도장 밀착성 등이 우수한 인산염 처리된 전기아연도금강판 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
차량용 후드는 후드 아우터 패널(Hood Outer Panel)에 후드 이너 패널(Hood Inner Panel)이 결합된 구조를 갖는다. 후드 아우터는 자동차 주행 시, 돌멩이 파편 등에 직접 노출되어 도장층이 떨어져 나갈 수 있으며, 도장층이 벗겨진 강판은 부식이 발생할 수 있다. 이를 해결하기 위하여, 일반적으로 후드 아우터 패널용 강판으로 내부식성이 우수한 아연도금강판이 사용되고 있다. 이러한 아연도금강판으로는 합금화 용융아연도금강판(Galvannealed Steel Sheets, GA), 전기아연도금강판(Electro Galvanized Steel Sheets, EG) 등을 예시할 수 있다.
전기아연도금강판(EG)은 전해법에 의해 강판 표면에 아연 피막을 형성한 것이다. 전기아연도금강판은 강판 전체에 걸쳐 균일한 아연도금층의 형성이 가능하고, 내치핑성(chipping resistance)이 우수하여, 자동차 후드 아우터 패널 등으로 적용되고 있으며, 강판 성형 시, 내골링성(galling resistance)을 향상시키기 위하여, 아연도금을 수행한 후, 강판 표면에 피막을 형성하는 후처리 공정을 수행한다. 후처리 공정은 인산염 처리와 크롬산염 처리 등의 방법으로 수행된다. 또한, 인체 또는 환경 영향을 고려하여, 인산염 처리가 주로 후처리 공정에 이용되고 있다.
본 발명과 관련된 배경기술은 대한민국 특허공개공보 제2014-0084630호(2014.07.07 공개, 발명의 명칭: 아연 또는 아연계합금도금 강판용 인산염 용액 및 이를 이용한 아연 또는 아연계합금도금 강판)에 개시되어 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 성형 시 박리 현상(파우더링)을 저감할 수 있고, 도장 내식성, 도장 밀착성 등이 우수한 인산염 처리된 전기아연도금강판을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 전기아연도금강판의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 하나의 관점은 전기아연도금강판에 관한 것이다. 한 구체예에서, 상기 전기아연도금강판은 베이스 강판; 상기 베이스 강판 표면에 형성되는 아연도금층; 및 상기 아연도금층 상에 형성되는 인산염 코팅층;을 포함하며, 상기 인산염 코팅층의 인산염 부착량은 1.2 내지 2.0 g/m2이고, 상기 인산염의 평균 장경의 길이는 1.5 내지 2.5 ㎛이고, 평균 단경 및 평균 장경의 비(단경:장경)는 1 : 3 내지 1 : 5이며, 상기 인산염 코팅층은 아연(Zn) 1,400 내지 2,500 ppm, 니켈(Ni) 1,300 내지 2,000 ppm, 망간(Mn) 1,500 내지 2,500 ppm 및 코발트(Co) 20 내지 200 ppm를 포함하고, 수산화아민, 헥사메틸렌테트라아민(hexamine) 및 유기산 중 1종 이상을 포함하는 결정 제어제를 전체 인산염 코팅층 100 중량% 중 0.1 중량% 이상 1 중량% 미만으로 포함하며, 질산을 전체 인산염 코팅층 100 중량% 중 0.5 내지 1.5 중량%로 포함하는 것을 특징으로 한다.
구체예에서, 상기 유기산은 아세트산, 뷰티르산, 팔미트산, 옥살산, 및 타타르산, 글루코로닉산 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
구체예에서, 상기 전기아연도금강판은 컵 드로잉 테스트(Cup Drawing Test) 방법에 의거하여, 직경 50 mm 원기둥형 펀치로 0.7 mm 두께 시편을 직경 50 mm, 높이 25 mm의 컵 모양으로 성형 시 발생하는 인산염 박리량이 200 mg/m2 이하일 수 있다.
본 발명의 다른 관점은 상기 전기아연도금강판의 제조방법에 관한 것이다. 한 구체예에서, 상기 전기아연도금강판 제조방법은 베이스 강판의 표면에 전기 도금법으로 아연도금층을 형성하는 단계; 상기 아연도금층을 표면조정제로 처리하는 단계; 및 상기 표면조정제로 처리된 아연도금층 상에 인산염 처리용 수용액을 50 내지 60℃에서 스프레이 도포한 후, 건조하여 인산염 코팅층을 형성하는 단계;를 포함하며, 상기 인산염 처리용 수용액은 아연(Zn) 1,400 내지 2,500 ppm, 니켈(Ni) 1,300 내지 2,000 ppm, 망간(Mn) 1,500 내지 2,500 ppm 및 코발트(Co) 20 내지 200 ppm를 포함하고, 수산화아민, 헥사메틸렌테트라아민 및 유기산 중 1종 이상을 포함하는 결정 제어제를 전체 인산염 처리용 수용액 100 중량% 중 0.1 중량% 이상 1 중량% 미만으로 포함하며, 질산을 전체 인산염 처리용 수용액 100 중량% 중 0.5 내지 1.5 중량%로 포함하는 것을 특징으로 한다.
구체예에서, 상기 인산염 코팅층의 인산염 부착량은 1.2 내지 2.0 g/m2이고, 상기 인산염의 평균 장경의 길이는 1.5 내지 2.5 ㎛이고, 평균 단경 및 평균 장경의 비(단경:장경)는 1 : 3 내지 1 : 5이며, 상기 인산염 코팅층은 아연(Zn) 1,400 내지 2,500 ppm, 니켈(Ni) 1,300 내지 2,000 ppm, 망간(Mn) 1,500 내지 2,500 ppm 및 코발트(Co) 20 내지 200 ppm를 포함하고, 수산화아민, 헥사메틸렌테트라아민(hexamine) 및 유기산 중 1종 이상을 포함하는 결정 제어제를 전체 인산염 코팅층 100 중량% 중 0.1 중량% 이상 1 중량% 미만으로 포함하며, 질산을 전체 인산염 코팅층 100 중량% 중 0.5 내지 1.5 중량%로 포함할 수 있다.
구체예에서, 상기 표면조정제는 표면조정제를 물에 희석시킨 용액 형태이며, 용액 100 중량% 중 표면조정제의 농도가 0.1 내지 0.2 중량%일 수 있다.
구체예에서, 상기 인산염 처리용 수용액의 전산도(total acid)는 19 내지 29이고, 유리산도(free acid)는 1.2 내지 2.2일 수 있다.
구체예에서, 상기 전기아연도금강판은 컵 드로잉 테스트(Cup Drawing Test) 방법에 의거하여, 직경 50 mm 원기둥형 펀치로 0.7 mm 두께 시편을 직경 50 mm, 높이 25 mm의 컵 모양으로 성형 시 발생하는 인산염 박리량이 200 mg/m2 이하일 수 있다.
본 발명은 인산염 코팅층의 인산염 결정 형상을 제어함으로써, 성형 시 박리 현상(파우더링)을 저감할 수 있고, 도장 내식성, 도장 밀착성 등이 우수한 인산염 처리된 전기아연도금강판 및 이의 제조방법을 제공하는 발명의 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명의 한 구체예에 따른 전기아연도금강판의 제조방법을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 실시예 1에 따라 제조된 전기아연도금강판의 표면(인산염 코팅층)에 대한 주사전자현미경(SEM) 사진이다.
도 3은 본 발명의 실시예 2에 따라 제조된 전기아연도금강판의 표면(인산염 코팅층)에 대한 주사전자현미경(SEM) 사진이다.
도 4는 본 발명의 비교예 1에 따라 제조된 전기아연도금강판의 표면(인산염 코팅층)에 대한 주사전자현미경(SEM) 사진이다.
도 5는 본 발명의 비교예 2에 따라 제조된 전기아연도금강판의 표면(인산염 코팅층)에 대한 주사전자현미경(SEM) 사진이다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다. 이때, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 발명을 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
전기아연도금강판
본 발명의 하나의 관점은 전기아연도금강판에 관한 것이다. 한 구체예에서 상기 전기아연도금강판은 베이스 강판; 상기 베이스 강판 표면에 형성되는 아연도금층; 및 상기 아연도금층 상에 형성되는 인산염 코팅층;을 포함한다.
구체예에서, 상기 베이스 강판은 통상의 베이스 강판을 제한 없이 사용할 수 있으며, 후드 아우터 패널(Hood Outer Panel)용 강판을 사용하는 것이 내치핑성, 내골링성 등의 향상 측면에서 바람직하다.
구체예에서, 상기 아연도금층은 통상의 전기 도금법에 의해 형성될 수 있으며, 형성된 아연도금층의 두께는 2 내지 3 ㎛일 수 있고, 아연도금층의 부착량은 10 내지 30 g/m2일 수 있다. 상기 범위에서, 내치핑성, 부착성, 아연도금층의 표면 균일성 등이 우수할 수 있다.
구체예에서, 상기 인산염 코팅층의 인산염 부착량은 1.2 내지 2.0 g/m2일 수 있다. 인산염 부착량이 1.2 g/m2 미만일 경우, 전기아연도금강판의 성형성, 도장밀착성 등이 저하될 우려가 있고, 2.0 g/m2를 초과할 경우, 전기아연도금강판 성형 시, 인산염 박리(파우더링(powdering))가 발생할 우려가 있다.
구체예에서, 상기 인산염의 평균 장경의 길이는 1.5 내지 2.5 ㎛일 수 있고, 평균 단경 및 평균 장경의 비(단경:장경)는 1 : 3 내지 1 : 5, 예를 들면 1 : 3.1 내지 1 : 4.5일 수 있다. 상기 범위를 벗어날 경우, 전기아연도금강판의 도장 내식성, 도장 밀착성 등이 저하될 우려가 있고, 성형 시, 인산염 박리(파우더링)가 과도하게 발생할 우려가 있다.
구체예에서, 상기 인산염 코팅층은 아연(Zn) 1,400 내지 2,500 ppm, 니켈(Ni) 1,300 내지 2,000 ppm, 망간(Mn) 1,500 내지 2,500 ppm 및 코발트(Co) 20 내지 200 ppm를 포함하고, 수산화아민(NH2OH), 헥사메틸렌테트라아민(hexamine) 및 유기산 중 1종 이상을 포함하는 결정 제어제를 전체 인산염 코팅층 100 중량% 중 0.1 중량% 이상 1 중량% 미만으로 포함하며, 질산을 전체 인산염 코팅층 100 중량% 중 0.5 내지 1.5 중량%로 포함할 수 있다. 상기 범위를 벗어날 경우, 인산염 결정 크기(형상)를 상기 범위로 제어하기 어려우며, 전기아연도금강판의 도장 내식성, 도장 밀착성 등이 저하될 우려가 있고, 성형 시, 인산염 박리(파우더링)가 과도하게 발생할 우려가 있다.
구체적으로, 인산염 코팅층 중 아연(Zn)은 피막의 내식성 및 내구성을 향상시켜 기계적 물성을 향상시키는 역할을 한다. 또한, 아연(Zn)은 인산염 코팅층이 아연도금층과 더욱 우수한 밀착성을 갖게 하는 역할을 수행한다. 아연(Zn)의 농도가 1,400 ppm 미만일 경우, 인산염 코팅층의 내구성 향상을 기대하기 어려우며, 아연(Zn)의 농도가 2,500 ppm을 초과할 경우, 인산염 코팅층의 균일성을 저하시킬 수 있다.
구체적으로, 인산염 코팅층 중 니켈(Ni)은 피막 형성 반응을 촉진하고, 조밀한 인산염 코팅층을 형성시키는 역할을 한다. 또한, 니켈(Ni)은 인산염 코팅층과 도료(도장층)의 부착성을 향상시키는 역할을 할 수 있다. 니켈(Ni)의 농도가 1,300 ppm 미만일 경우, 인산염 코팅층과 도료(도장층) 등의 부착성 향상을 기대하기 어려우며, 니켈(Ni)의 농도가 2,000 ppm을 초과할 경우, 인산염 코팅층의 치밀성이 저하되고, 외관 품질이 저하될 우려가 있다.
구체적으로, 인산염 코팅층 중 망간(Mn)은 피막의 내구성을 향상시켜 기계적 물성을 향상시키는 역할을 한다. 망간(Mn)의 농도가 1,500 ppm 미만일 경우, 인산염 코팅층의 내구성 향상을 기대하기 어려우며, 망간(Mn)의 농도가 2,500 ppm을 초과할 경우, 인산염 처리용 수용액의 용액 안정성을 저해하여 인산염 코팅층의 균일성을 저하시킬 수 있다.
구체적으로, 인산염 코팅층 중 코발트(Co)는 피막의 내구성을 향상시키고, 인산염 코팅층이 아연도금층과 더욱 우수한 밀착성을 갖게 하는 역할을 한다. 코발트(Co)의 농도가 20 ppm 미만일 경우, 상기 효과를 기대하기 어려우며, 코발트(Co)의 농도가 200 ppm을 초과할 경우, 인산염 처리용 수용액의 용액 안정성을 저해하여 인산염 코팅층의 균일성을 저하시킬 수 있다.
구체적으로, 상기 결정 제어제는 인산염 결정 크기(형상)를 상기 범위로 제어하기 위한 것으로서, 수산화아민, 헥사메틸렌테트라아민(hexamine), 유기산, 이들의 조합 등을 사용할 수 있다. 또한, 상기 유기산의 구체적인 예로는 아세트산, 뷰티르산, 팔미트산, 옥살산, 및 타타르산, 글루코로닉산, 이들의 조합 등을 예시할 수 있다. 상기 결정 제어제의 함량이 전체 인산염 코팅층 100 중량% 중 0.1 중량% 미만일 경우, 인산염 코팅층의 인산염 결정 크기를 상기 범위로 제어하지 못할 우려가 있고, 1 중량% 이상일 경우, 인산염 코팅층이 용해될 우려가 있다.
구체적으로, 상기 질산(NO3)은 인산염 코팅층(인산염 처리용 수용액)에서 금속 안정제 역할을 하는 것이다. 상기 질산의 함량이 전체 인산염 코팅층 100 중량% 중 0.5 중량% 미만일 경우, 인산염 처리용 수용액 중 금속 성분의 침전이 발생할 우려가 있고, 1.5 중량%를 초과할 경우, 인산염 코팅층 내 니켈 함량이 저하될 우려가 있다.
전기아연도금강판 제조방법
본 발명의 다른 관점은 상기 전기아연도금강판의 제조방법에 관한 것이다. 도 1은 본 발명의 한 구체예에 따른 전기아연도금강판 제조방법을 나타낸 것이다. 상기 도 1을 참조하면, 상기 전기아연도금강판 제조방법은 (S10) 아연도금층 형성단계; (S20) 표면조정제 처리 단계; 및 (S30) 인산염 코팅층 형성 단계;를 포함한다.
보다 구체적으로, 상기 전기아연도금강판 제조방법은 (S10) 베이스 강판의 표면에 전기 도금법으로 아연도금층을 형성하는 단계; (S20) 상기 아연도금층을 표면조정제로 처리하는 단계; 및 (S30) 상기 표면조정제로 처리된 아연도금층 상에 인산염 처리용 수용액을 50℃ 내지 60℃에서 스프레이 도포한 후, 건조하여 인산염 코팅층을 형성하는 단계;를 포함한다.
이하, 본 발명에 따른 전기아연도금강판 제조방법을 단계별로 상세히 설명하도록 한다. 또한, 상기 전기아연도금강판을 구성하는 성분, 성상 및 함량은, 전술한 전기아연도금강판에 포함되는 성분과 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하도록 한다.
(S10) 아연도금층 형성단계
상기 단계는 베이스 강판의 표면에 전기 도금법으로 아연도금층을 형성하는 단계이다. 상기 전기 도금법은 통상의 전기아연도금(EG) 방식에 사용되는 것으로서, 당업자가 용이하게 수행할 수 있다.
구체예에서, 상기 베이스 강판은 표면을 탈지 및 수세한 후 사용할 수 있다. 이 경우, 베이스 강판 상에 형성되는 아연도금층의 표면 균일성을 더욱 향상시킬 수 있다.
(S20) 표면조정제 처리 단계
상기 단계는 상기 아연도금층을 표면조정제로 처리하는 단계이다. 상기 표면조정제는 인산염 코팅층 형성 시(인산염 (결정) 석출 시)의 반응 사이트(site)(인산염 결정 핵)를 형성할 수 있는 것으로서, 테트라소듐피로포스페이트, 테트라나트륨(1-하이드록시에틸리덴)비스인산, 탄산나트륨, 인산나트륨, 인산트리나트륨 등의 성분을 포함하는 통상의 표면 조정제를 사용할 수 있다. 이러한 표면조정제 처리 공정은 통상의 전기아연도금강판 제조 방식에 따라, 당업자가 용이하게 수행할 수 있다.
구체예에서, 상기 표면조정제는 표면조정제를 물에 희석시킨 용액 형태이며, 용액 100 중량% 중 표면조정제의 농도가 0.1 내지 0.2 중량%일 수 있다. 상기 농도 범위에서, 상기 범위의 인산염 부착량 및 인산염 크기(평균 장경의 길이, 평균 단경 및 장경의 비)를 갖는 인산염 코팅층을 형성할 수 있다.
구체예에서, 상기 표면조정제 처리는 상기 농도 조건 및 20 내지 40℃ 온도 조건에서, 1.4 내지 2.4 pt의 전알칼리도로 처리될 수 있다. 이러한 경우, 베이스 강판 상에 형성되는 아연도금층의 균일성 및 전체 아연도금강판의 표면 균일성이 더욱 향상될 수 있다.
(S30) 인산염 코팅층 형성 단계
상기 단계는 상기 표면조정제로 처리된 아연도금층 상에 인산염 코팅층을 형성하는 단계이다. 한 구체예에서, 상기 인산염 코팅층은 인산염 처리용 수용액을 50℃ 내지 60℃에서, 인산염 부착량이 1.2 내지 2.0 g/m2이 되도록 스프레이 도포한 후, 건조하여 형성할 수 있다. 상기 인산염 처리용 수용액의 코팅 온도가 50℃ 미만인 경우, 인산염 코팅층 내에 형성되는 결정 성장이 미약하고 표면 특성이 저하될 우려가 있고, 60℃를 초과할 경우, 도포 후 반응되지 않은 용액이 과도하게 슬러지화될 수 있다.
구체예에서, 상기 인산염 처리용 수용액은 아연(Zn) 1,400 내지 2,500 ppm, 니켈(Ni) 1,300 내지 2,000 ppm, 망간(Mn) 1,500 내지 2,500 ppm 및 코발트(Co) 20 내지 200 ppm를 포함하고, 수산화아민, 헥사메틸렌테트라아민 및 유기산 중 1종 이상을 포함하는 결정 제어제를 전체 인산염 처리용 수용액 100 중량% 중 0.1 중량% 이상 1 중량% 미만으로 포함하며, 질산을 전체 인산염 처리용 수용액 100 중량% 중 0.5 내지 1.5 중량%로 포함할 수 있다. 인산염 처리용 수용액의 금속 성분(망간, 아연, 니켈, 코발트 등), 결정 제어제, 질산 등의 구성 성분 함량 범위를 상기 범위로 조절함으로써, 인산염 코팅층의 구성 성분 함량 범위를 본 발명의 범위로 조절할 수 있으며, 상기 인산염 처리용 수용액의 구성 성분의 함량 범위가 상기 범위를 벗어날 경우, 전기아연도금강판의 도장 내식성, 도장 밀착성 등이 저하될 우려가 있고, 성형 시 박리 현상(파우더링)이 과도하게 발생할 우려가 있다.
구체예에서, 상기 인산염 처리용 수용액은 질산 망간 6 내지 7 중량%, 인산 아연 6 내지 7 중량%, 질산 니켈 10 내지 15 중량%, 질산 코발트 0.1 내지 1.5 중량%, 질산(금속 안정제) 0.5 내지 1.5 중량%, 고체 인산 12 내지 17 중량%, 제3인산나트륨 수화물 15 내지 17 중량%, 질산 제2철 0.5% 이하, 수산화아민 및 유기산 중 1종 이상을 포함하는 결정 제어제 0.1 중량% 이상 1 중량% 미만 및 물 40 내지 45 중량%를 포함하는 것일 수 있다.
구체예에서, 상기 인산염 코팅층을 형성하는 단계에서 인산염 처리용 수용액의 전산도(Total acid)는 19 내지 29이고, 유리산도(Free acid)는 1.2 내지 2.2일 수 있다. 상기 범위에서 전기아연도금강판의 표면 균일성이 우수할 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 따른 전기아연도금강판은 컵 드로잉 테스트(Cup Drawing Test) 방법에 의거하여, 직경 50 mm 원기둥형 펀치로 0.7 mm 두께 시편을 직경 50 mm, 높이 25 mm의 컵 모양으로 성형 시 발생하는 인산염 박리량이 200 mg/m2 이하일 수 있다.
본 발명의 전기아연도금강판은 인산염 코팅층의 인산염 결정 형상(크기)을 제어함으로써, 전기아연도금강판의 성형 시 박리 현상(파우더링)을 저감할 수 있고, 도장 내식성, 도장 밀착성 등을 향상시킨 것으로서, 예를 들면, 자동차 전처리 공정에서 발생되는 표면 얼룩 현상 등을 개선할 수 있고, 생산 품질을 안정화시킬 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.
실시예
실시예 1 및 2
두께 0.8 mm의 베이스 강판을 탈지 및 수세하고, 편면 기준 40 g/m2의 부착량으로 전기아연도금을 실시하여 아연도금층이 형성된 베이스 강판을 제조하였다. 제조된 전기아연도금강판은 수세 후, 표면조정제(제조사: 대한파카라이징, 상품명: PL-F, 처리 온도: 30℃, 전알카리도: 1.9 pt, 용액 100 중량% 중 표면조정제의 농도: 0.12 중량%)에 의한 처리를 실시하였다. 이후, 하기 표 1에 기재된 조건을 갖는 인산염 처리용 수용액(도포 온도: 55℃, 전산도: 24, 유리산도: 1.7)을 전기아연도금강판 표면에 하기 표 1의 인산염 부착량을 갖도록 스프레이 코팅한 후, 이를 건조하여 인산염 코팅층을 형성함으로써 전기아연도금강판을 제조하였다. 전자 저울, 주사전자현미경(SEM)을 사용하여, 인산염 코팅층의 인산염 부착량, 인산염 결정 크기(평균 장경의 길이 및 평균 단경 및 평균 장경의 비(단경:장경))를 측정하고, 그 결과를 표 1에 나타내었다.
비교예 1 및 2
인산염 처리용 수용액을 하기 표 1의 조건으로 스프레이 코팅한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 전기아연도금강판을 제조하였다. 전자 저울, 주사전자현미경(SEM)을 사용하여, 인산염 코팅층의 인산염 부착량, 인산염 결정 크기(평균 장경의 길이 및 평균 단경 및 평균 장경의 비(단경:장경))를 측정하고, 그 결과를 표 1에 나타내었다.
물성 평가 방법
(1) 인산염 부착량(단위: g/m2): 하기 식 1에 따라, 전자 저울을 사용하여, 인산염 부착량을 산출하였다.
[식 1]
인산염 부착량 = (W2 - W1) / a
상기 식 1에서, W1은 인산염 코팅층 형성 전 시편의 중량이고, W2는 인산염 코팅층 형성 후 시편의 중량이며, a는 시편의 면적(m2)이다.
(2) 인산염 박리량 측정(단위: mg/m2): 상기 실시예 1 및 2와 비교예 1 및 2에 따라 제조된 0.7 mm 두께의 전기아연도금강판 시편을 컵 드로잉 테스트(Cup Drawing Test) 방법에 의거하여, 직경 50 mm 원기둥형 펀치를 사용하여, 직경 50 mm, 높이 25 mm의 컵 모양으로 성형하고, 이 때 박리되는 인산염의 양을 하기 식 2에 따라 산출하였다.
[식 2]
인산염 박리량 = (W3 - W4) / a
상기 식 1에서, W3은 전기아연도금 시편의 중량이고, W4는 컵 모양으로 성형된 전기아연도금 시편 중량이며, a는 전기아연도금 시편의 면적(m2)이다.
(3) 도장 내식성 평가: 상기 실시예 1 및 2와 비교예 1 및 2에 따라 제조된 전기아연도금강판 시편을 자동차 공정과 같은 방법으로 전착도장 한 후, 제작된 전착 도장 시편(150 mm * 80 mm) 도장면의 정중앙을 기준으로 커터칼을 이용하여　　X형태로 커팅(도금층에 도달할 정도로 표면 칼집)한 후, 커팅한 시편을 염수분무시험기(SST, Salt Spray Test)에 넣고, 인공해수(5% NaCl 수용액)를 35℃에서 연속 720 시간 분무하는 방식으로 평가하였다. 평가 기준은 다음과 같다.
- 양호: 컷팅 라인의 편측 도장 박리폭 3 mm 미만
- 불량: 컷팅 라인의 편측 도장 박리폭 3 mm 이상
(4) 도장 밀착성 평가: 상기와 같이, 전착도장 시편을 제조하고, 충격테스트기를 이용하여 밀착성 측정(50 cm 높이에서 500 g/1000 g 추를 도장면에 떨어뜨려 도장 박리여부 평가)하였다. 또한, 상기와 같이, 전착도장 시편을 제조하고, Cross Cut Test(바둑무늬 도장 박리성 평가, 커터칼을 이용하여 1 mm 간격으로 도장면을 커팅(가로 세로 각 10줄씩)한 후, 커팅된 도장면에 스카치 테이프를 붙였다 떼내어 도료의 박리 정도를 여부를 평가하였다.
- 양호: 도장 박리 미발생
- 불량: 도장 박리 발생
실시예 1 실시예 2 비교예 1 비교예 2
인산염 처리용 수용액 Zn 함량 (ppm) 1950 1950 1950 1950
Ni 함량 (ppm) 1650 1650 1650 1650
Mn 함량 (ppm) 2000 2000 2000 2000
Co 함량(ppm) 110 110 110 110
결정 제어제
(중량%)		 수산화아민 0.8 - - 1.5
글루코로닉산 - 0.8 - -
인산염 코팅층 인산염 부착량 (g/m2) 1.6 1.6 1.6 1.6
인산염 평균 장경 길이 (㎛) 1.52 1.63 1.94 1.33
단경:장경 1:4 1:5 1:9 1:3
성형 시 인산염 박리량 (mg/m2) 175 190 300 180
도장 내식성 양호 양호 양호 양호
도장 밀착성 양호 양호 양호 불량
상기 표 1의 결과로부터, 본 발명의 전기아연도금강판(실시예 1 및 2)은 도장 내식성, 도장 밀착성 등이 우수하고, 성형 시 인산염 박리량이 200 mg/m2 미만으로, 강판 성형 시, 박리(파우더링) 현상을 저감하고, 작업성을 향상시켰음을 알 수 있다.
반면, 결정 제어제를 적용하지 않은 비교예 1의 경우, 인산염 단경 및 장경의 비가 1 : 9로 침상형이고, 성형 시 인산염 박리량이 300 mg/m2으로 성형 시, 박리(파우더링)가 많이 발생함을 알 수 있다. 이 경우, 금형 오염이 증가하고, 작업성이 저하될 우려가 있다.
또한, 결정 제어제를 과량 사용한 비교예 2의 경우, 도장 밀착성이 저하됨을 알 수 있다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

Claims (8)

  1. 베이스 강판;
    상기 베이스 강판 표면에 형성되는 아연도금층; 및
    상기 아연도금층 상에 형성되는 인산염 코팅층;을 포함하며,
    상기 인산염 코팅층의 인산염 부착량은 1.2 내지 2.0 g/m2이고,
    상기 인산염의 평균 장경의 길이는 1.5 내지 2.5 ㎛이고, 평균 단경 및 평균 장경의 비(단경:장경)는 1 : 3 내지 1 : 5이며,
    상기 인산염 코팅층은 아연(Zn) 1,400 내지 2,500 ppm, 니켈(Ni) 1,300 내지 2,000 ppm, 망간(Mn) 1,500 내지 2,500 ppm 및 코발트(Co) 20 내지 200 ppm를 포함하고, 수산화아민, 헥사메틸렌테트라아민 및 유기산 중 1종 이상을 포함하는 결정 제어제를 전체 인산염 코팅층 100 중량% 중 0.1 중량% 이상 1 중량% 미만으로 포함하며, 질산을 전체 인산염 코팅층 100 중량% 중 0.5 내지 1.5 중량%로 포함하는 것을 특징으로 하는 전기아연도금강판.
  2. 제1항에 있어서, 상기 유기산은 아세트산, 뷰티르산, 팔미트산, 옥살산, 및 타타르산, 글루코로닉산 중 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기아연도금강판.
  3. 제1항에 있어서, 상기 전기아연도금강판은 컵 드로잉 테스트(Cup Drawing Test) 방법에 의거하여, 직경 50 mm 원기둥형 펀치로 0.7 mm 두께 시편을 직경 50 mm, 높이 25 mm의 컵 모양으로 성형 시 발생하는 인산염 박리량이 200 mg/m2 이하인 것을 특징으로 하는 전기아연도금강판.
  4. 베이스 강판의 표면에 전기 도금법으로 아연도금층을 형성하는 단계;
    상기 아연도금층을 표면조정제로 처리하는 단계; 및
    상기 표면조정제로 처리된 아연도금층 상에 인산염 처리용 수용액을 50 내지 60℃에서 스프레이 도포한 후, 건조하여 인산염 코팅층을 형성하는 단계;를 포함하며,
    상기 인산염 처리용 수용액은 아연(Zn) 1,400 내지 2,500 ppm, 니켈(Ni) 1,300 내지 2,000 ppm, 망간(Mn) 1,500 내지 2,500 ppm 및 코발트(Co) 20 내지 200 ppm를 포함하고, 수산화아민, 헥사메틸렌테트라아민 및 유기산 중 1종 이상을 포함하는 결정 제어제를 전체 인산염 처리용 수용액 100 중량% 중 0.1 중량% 이상 1 중량% 미만으로 포함하며, 질산을 전체 인산염 처리용 수용액 100 중량% 중 0.5 내지 1.5 중량%로 포함하고,
    상기 인산염 코팅층의 인산염 부착량은 1.2 내지 2.0 g/m2이고, 상기 인산염의 평균 장경의 길이는 1.5 내지 2.5 ㎛이고, 평균 단경 및 평균 장경의 비(단경:장경)는 1 : 3 내지 1 : 5이며, 상기 인산염 코팅층은 아연(Zn) 1,400 내지 2,500 ppm, 니켈(Ni) 1,300 내지 2,000 ppm, 망간(Mn) 1,500 내지 2,500 ppm 및 코발트(Co) 20 내지 200 ppm를 포함하고, 수산화아민, 헥사메틸렌테트라아민 및 유기산 중 1종 이상을 포함하는 결정 제어제를 전체 인산염 코팅층 100 중량% 중 0.1 중량% 이상 1 중량% 미만으로 포함하며, 질산을 전체 인산염 코팅층 100 중량% 중 0.5 내지 1.5 중량%로 포함하는 것을 특징으로 하는 전기아연도금강판 제조방법.
  5. 삭제
  6. 제4항에 있어서, 상기 표면조정제는 표면조정제를 물에 희석시킨 용액 형태이며, 용액 100 중량% 중 표면조정제의 농도가 0.1 내지 0.2 중량%인 것을 특징으로 하는 전기아연도금강판 제조방법.
  7. 제4항에 있어서, 상기 인산염 처리용 수용액의 전산도(total acid)는 19 내지 29이고, 유리산도(free acid)는 1.2 내지 2.2인 것을 특징으로 하는 전기아연도금강판 제조방법.
  8. 제4항에 있어서, 상기 전기아연도금강판은 컵 드로잉 테스트(Cup Drawing Test) 방법에 의거하여, 직경 50 mm 원기둥형 펀치로 0.7 mm 두께 시편을 직경 50 mm, 높이 25 mm의 컵 모양으로 성형 시 발생하는 인산염 박리량이 200 mg/m2 이하인 것을 특징으로 하는 전기아연도금강판 제조방법.
KR1020170124602A 2017-09-26 2017-09-26 전기아연도금강판 및 이의 제조방법 KR101968836B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170124602A KR101968836B1 (ko) 2017-09-26 2017-09-26 전기아연도금강판 및 이의 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170124602A KR101968836B1 (ko) 2017-09-26 2017-09-26 전기아연도금강판 및 이의 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190035420A KR20190035420A (ko) 2019-04-03
KR101968836B1 true KR101968836B1 (ko) 2019-04-12

Family

ID=66165728

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170124602A KR101968836B1 (ko) 2017-09-26 2017-09-26 전기아연도금강판 및 이의 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101968836B1 (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012511631A (ja) * 2008-12-09 2012-05-24 ヒェメタル ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング 燐酸塩処理前の活性化剤を用いる金属表面の被覆法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ZA969146B (en) * 1995-11-07 1997-05-27 Henkel Corp Finely crystallizing and/or fast phosphate conversion coating composition and process
DE19808440C2 (de) * 1998-02-27 2000-08-24 Metallgesellschaft Ag Wässrige Lösung und Verfahren zur Phosphatierung metallischer Oberflächen sowie eine Verwendung der Lösung und des Verfahrens
KR100665467B1 (ko) * 1999-08-09 2007-01-04 신닛뽄세이테쯔 카부시키카이샤 가공성이 우수한 인산염 처리 아연계 도금 강판 및 그제조방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012511631A (ja) * 2008-12-09 2012-05-24 ヒェメタル ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング 燐酸塩処理前の活性化剤を用いる金属表面の被覆法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20190035420A (ko) 2019-04-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110312823B (zh) 用于电解钝化最外侧铬或最外侧铬合金层以增加其抗腐蚀性的方法
WO2019126498A1 (en) Electrodepositable coating compositions and electrically conductive coatings resulting therefrom
JP3137535B2 (ja) 塗装性に優れた亜鉛含有金属めっき鋼板複合体、およびその製造方法
KR890004045B1 (ko) 내식성이 향상된 피복가공 금속기질 및 그 제조방법
EP0125658B1 (en) Corrosion resistant surface-treated steel strip and process for making
GB2224516A (en) Phosphate conversion treatment liquid
JP4615807B2 (ja) 表面処理鋼板の製造方法、表面処理鋼板、および樹脂被覆表面処理鋼板
EP2096193B1 (en) Process for the preparation of corrosion resistant zinc and zinc-nickel plated linear or complex shaped parts
KR101968836B1 (ko) 전기아연도금강판 및 이의 제조방법
KR20040038635A (ko) 표면 처리용 조성물, 표면 처리용 처리액, 표면 처리방법, 및 금속재를 갖는 제품
JP4393349B2 (ja) リン酸塩処理性および塗装後の耐塩温水性に優れた冷延鋼板
EP3318659B1 (en) Surface treatment agent, surface treatment method, and surface treated metal material
EP1340839B1 (en) Whiskerless galvanized product having multi-layer rust prevention film and manufacturing method of whiskerless galvanized product having multi-layer rust prevention film
KR101797368B1 (ko) 인산염 처리된 혼류생산용 아연도금강판 제조방법 및 이로부터 제조된 인산염 처리된 아연도금강판
KR101091341B1 (ko) 가공성, 접착성, 용접성 및 알카리 탈막성이 우수한 강판 코팅용 조성물 및 아연 또는 아연계 합금도금 강판
JP5119864B2 (ja) リン酸塩処理亜鉛系めっき鋼板及びその製造方法
KR20190035419A (ko) 전기아연도금강판 및 이의 제조방법
JPH0121234B2 (ko)
KR100920596B1 (ko) 가공성, 접착성 및 화성처리성이 우수한 아연 또는 아연계합금 도금강판 및 그 제조방법
JP4344219B2 (ja) 電着塗装後耐食性に優れた無機有機複合処理亜鉛系めっき鋼板
KR20140037149A (ko) 아연 표면의 전해 프리징
JP2509940B2 (ja) Ｚｎ―Ｎｉ系合金めっき鋼板の製造方法
JP2002371371A (ja) 表裏識別性に優れたリン酸塩処理亜鉛系メッキ鋼板
KR920010778B1 (ko) 도금밀착성, 인산염처리성 및 내수밀착성이 우수한 이층 합금도금강판 및 그 제조방법
JP2004197143A (ja) 亜鉛系めっき鋼板

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant