KR102352192B1 - 합금화 용융아연도금 강판 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 우수한 내파우더링성 및 내플레이킹성을 가지는 합금화 용융아연도금 강판의 제조 방법을 제공한다. 본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 합금화 용융아연도금 강판의 제조 방법은 냉연 강판을 제공하는 단계; 상기 강판을 탈지하는 단계; 상기 탈지된 강판에 대하여 전처리 코팅을 수행하는 단계; 상기 전처리 코팅된 강판을 소둔 열처리하는 단계; 상기 소둔 열처리된 강판에 대하여 용융도금하는 단계; 및 상기 용융도금된 강판에 대하여 합금화 열처리하는 단계;를 포함한다.

Description

합금화 용융아연도금 강판 및 그 제조 방법{Galva-annealed steel sheet and the method for manufacturing the same}
본 발명은 강판 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 합금화 용융아연도금 강판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
자동차의 사용 환경이 점차 제설염 사용, 공해, 산성비 등의 요인으로 인해 가혹해지고, 수명이 장기화됨에 따라 자동차용 강판에서 방청의 중요성이 부각되고 있다. 따라서 일반 냉연 강판보다 도금 강판의 수요가 많이 증가되고 있다. 현재 도금 강판 중에서도 자동차 제조원가의 경쟁력 강화를 위해 합금화 용융아연도금 강판(GA; Galva-annealed steel sheet)의 사용량이 증가되고 있다.
한국특허공개공보 제10-2009-0103207호
본 발명의 기술적 사상이 이루고자 하는 기술적 과제는 δ1상을 주상으로 하는 합금층이 균일하게 형성되고, 나아가, 균질한 피막 구조에 의해 우수한 내파우더링성 및 내플레이킹성을 가지며, 우수한 프레스 성형성을 가지는 합금화 용융아연도금 강판 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 관점에 의하면, 우수한 내파우더링성 및 내플레이킹성을 가지는 합금화 용융아연도금 강판이 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 합금화 용융아연도금 강판은 냉연 강판 및 도금층을 구비하되, 상기 냉연 강판의 표층 조직의 입계에 인(P)이 편석됨으로써 상기 도금층은 ζ(FeZn13)상, δ1(Fe13Zn126)상 및 Γ(Fe3Zn10)상 중에서 δ1(Fe13Zn126)상을 주상으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 도금층은 ζ(FeZn13)상, δ1(Fe13Zn126)상 및 Γ(Fe3Zn10)상 중에서 δ1(Fe13Zn126)상이 90% 이상일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 냉연 강판의 표층 조직의 입계에 편석된 인(P)은 도금 공정 전에 상기 냉연 강판 상에 형성된 전처리 코팅층으로부터 기인할 수 있다.
본 발명의 다른 관점에 의하면, 우수한 내파우더링성 및 내플레이킹성을 가지는 합금화 용융아연도금 강판의 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 합금화 용융아연도금 강판의 제조 방법은 (a) 냉연 강판을 제공하는 단계; (b) 상기 강판을 탈지하는 단계; (c) 상기 탈지된 강판에 대하여 전처리 코팅을 수행하는 단계; (d) 상기 전처리 코팅된 강판을 소둔 열처리하는 단계; (e) 상기 소둔 열처리된 강판에 대하여 용융도금하는 단계; 및 (f) 상기 용융도금된 강판에 대하여 합금화 열처리하는 단계;를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 (c) 단계는 상기 탈지된 강판에 대하여 에탄올: 0.1 ~ 10.0중량%, 산화아연: 1.0 ~ 10.0중량%, 인산: 5.0 ~ 20.0중량%, 탄산니켈: 0.1 ~ 4.0중량% 및 잔부가 물로 이루어진 전처리 코팅액을 이용하여 코팅하는 단계; 및 상기 강판을 건조하는 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 (c) 단계를 수행한 후 형성된 최종 코팅층의 부착량은 편면당 20 ~ 1000 mg/m2 일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 (d) 단계는 상기 코팅층의 인(P) 원소가 상기 냉연 강판의 표층 조직의 입계로 확산 침투하여 상기 입계에 인(P)이 편석되는 단계를 포함하고, 상기 (e) 단계는 ζ(FeZn13)상이 생성되는 초기 합금화 반응의 확산 경로를 상기 입계에 편석된 인(P)이 방해하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 (e) 단계는 상기 소둔 열처리된 강판을 0 초과 0.13중량% 미만의 알루미늄을 함유하는 도금욕에 침지하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의할 경우, δ1상을 주상으로 하는 합금층이 균일하게 형성되고, 나아가, 균질한 피막 구조에 의해 우수한 내파우더링성 및 내플레이킹성을 가지며, 우수한 프레스 성형성을 가지는 합금화 용융아연도금 강판 및 그 제조 방법을 구현할 수 있다. 상술한 본 발명의 효과들은 예시적으로 기재되었고, 이러한 효과들에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따르는 합금화 용융아연도금 강판의 제조 방법을 도해하는 순서도이다.
도 2는 본 발명의 실험예 중 비교예에 따른 합금화 용융아연도금 강판의 단면을 촬영한 사진이다.
도 3은 본 발명의 실험예 중 실시예에 따른 합금화 용융아연도금 강판의 단면을 촬영한 사진이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 실시예들은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 기술적 사상을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 기술적 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 본 명세서에서 동일한 부호는 시종 동일한 요소를 의미한다. 나아가, 도면에서의 다양한 요소와 영역은 개략적으로 그려진 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 사상은 첨부한 도면에 그려진 상대적인 크기나 간격에 의해 제한되지 않는다.
본 발명은 자동차, 가전, 건설자재 등으로 이용되는 합금화 용융아연도금 강판 제조 방법에 관한 것으로 특히 내플레이킹성, 내파우더링성이 우수한 합금화 용융아연도금 강판을 제조하기 위한 전처리 코팅 용액 성분 및 전처리 코팅 공정에 주요한 기술적 사상을 가진다.
합금화 용융아연도금 강판의 제조 방법
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따르는 합금화 용융아연도금 강판의 제조 방법을 도해하는 순서도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따르는 합금화 용융아연도금 강판의 제조 방법은 (a) 냉연 강판을 제공하는 단계(S100); (b) 상기 강판을 탈지하는 단계(S200); (c) 상기 탈지된 강판에 대하여 전처리 코팅을 수행하는 단계(S300); (d) 상기 전처리 코팅된 강판을 소둔 열처리하는 단계(S400); (e) 상기 소둔 열처리된 강판에 대하여 용융도금하는 단계(S500); 및 (f) 상기 용융도금된 강판에 대하여 합금화 열처리하는 단계(S600);를 포함한다.
상기 (a) 단계(S100)에서 냉연 강판은 중량%로 적어도 탄소(C): 0.001 ~ 0.250%, 규소(Si): 0 ~ 2.0%, 망간(Mn): 0 ~ 3.0%, 인(P): 0 ~ 0.1%, 티타늄(Ti): 0 ~ 0.04%, 니오븀(Nb): 0 ~ 0.04% 의 합금원소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 냉연 강판은 IF강(C: 0.001 ~ 0.003%, Mn: 0.1 ~ 0.6%, P: 0 ~ 0.09%, Ti: 0 ~ 0.04%, Nb: 0.01 ~ 0.02%)으로 제조된 냉연 강판일 수 있다. 그러나, 본 발명의 기술적 사상은 냉연 강판의 조성에 의하여 한정되지 않으며, 상기 조성은 본 발명의 기술적 사상을 이해하기 위한 예시적인 조성으로 이해할 수 있다.
상기 (b) 단계(S200)에서 탈지 공정은 냉간 압연 이후 표면에 존재하는 압연유 및 철 마모분인 스컴(Scum)을 제거하기 위한 공정이다.
상기 (c) 단계(S300)는 상기 탈지된 강판에 대하여 세척을 한 후 전처리 코팅액을 이용하여 코팅하는 단계; 및 상기 강판을 건조하는 단계;를 포함할 수 있다. 표 1은 상기 전처리 코팅액의 조성을 나타낸 것이다.
성분 에탄올 산화아연 인산 탄산니켈 물
(중량%) 0.1~10.0 1.0~10.0 5.0~20.0 0.1~4.0 Bal.
표 1을 참조하면, 전처리 코팅액은 에탄올: 0.1 ~ 10.0중량%, 산화아연: 1.0 ~ 10.0중량%, 인산: 5.0 ~ 20.0중량%, 탄산니켈: 0.1 ~ 4.0중량% 및 잔부가 물로 이루어질 수 있다.
에탄올이 0.1중량% 미만인 경우 레벨리성이 저하되어 장시간 사용 시 외관 상 문제가 되며, 에탄올이 10.0중량%를 초과하는 경우 화재의 위험성이 있다. 산화아연이 1.0중량% 미만인 경우 중요 물성인 윤활성에 문제가 있으며 산화아연이 10.0중량%를 초과하는 경우 용액 저장 안정성에 문제가 발생할 수 있다. 인산이 5.0중량% 미만인 경우 후속 공정인 소둔 열처리 과정에서 코팅층의 인(P) 원소가 냉연 강판의 표층 조직의 입계로 확산하여 침투하는 침인 현상이 일어나지 않으며, 인산이 20.0중량%를 초과하는 경우 상대적으로 무기물의 함량을 떨어뜨려 윤활성을 저하시킬 수 있다. 탄산니켈이 0.1중량% 미만인 경우 중요 물성인 윤활성에 문제가 발생하며 탄산니켈이 4.0중량%를 초과하면 용액 저장 안정성에 문제가 발생할 수 있다.
상기 전처리 코팅액을 이용한 코팅을 수행하고 건조 후의 최종 코팅 부착량은 20㎎/m2·편면 이상일 수 있다. 예를 들어, 상기 (c) 단계를 수행한 후 형성된 최종 코팅층의 부착량은 편면당 20 ~ 1000 mg/m2 일 수 있다. 이 때, 전처리 코팅은 롤투롤(Roll-to-Roll), 디핑(Dipping), 스프레이(Spray) 또는 정전기 분무(Electrostatic atomization) 기술을 이용하여 부착량을 정밀하게 제어하며 코팅할 수 있다.
전처리 코팅 이후 코팅층의 인(P) 원소가 후속 공정의 용융 도금욕에 인입되었을 때 도금욕 중에서 생성되는 합금화 억제상인 Fe2Al5에 인(P)이 혼합됨으로써 억제상이 안정화 되어 도금욕 내에서의 초기 합금화 반응을 지연하는 효과를 얻을 수 있다. 상기 초기 합금화 반응은 ζ(FeZn13)상을 생성하는 반응을 포함할 수 있다. 따라서 전처리 코팅을 수행한 경우 후속 공정에서 합금화 반응이 지연되어 계면에서의 ζ상 성장이 미미하게 일어날 수 있다.
상기 (d) 단계(S400)에서 소둔 열처리는 무산화 또는 환원 분위기에서 수행될 수 있다. 소둔 열처리 과정에서 코팅층의 인(P) 원소가 냉연 강판의 표층 조직의 입계로 확산하여 침투하는 침인이 일어나고 이로 인해 입계에 인(P)이 편석되어 후속 공정의 합금화 반응의 확산 경로를 방해하기에 도금욕 내에서의 초기 합금화 반응 및 합금화 열처리 시 확산속도를 지연하는 효과를 얻을 수 있다. 전처리 코팅 부착량이 20㎎/㎡·편면 미만일 경우, 상기에서 기술한 도금욕 내에서의 초기 합금화 반응(ζ상 생성)의 지연 효과를 충분히 얻을 수 없다.
상기 (e) 단계(S500)에서 용융도금을 위한 도금욕은 상대적으로 낮은 알루미늄 함량(0 초과 0.13중량% 미만)을 가질 수 있다. 소둔 열처리 단계에서 상기 코팅층의 인(P) 원소가 상기 냉연 강판의 표층 조직의 입계로 확산 침투하여 상기 입계에 인(P)이 편석되는 경우, 도금 공정에서는 ζ(FeZn13)상이 생성되는 초기 합금화 반응의 확산 경로를 상기 입계에 편석된 인(P)이 방해할 수 있다.
상기 (f) 단계(S600)에서의 합금화 열처리 공정은 고주파 유도가열방식 또는 직접가열방식의 합금화 가열로를 이용할 수 있다. 합금화 열처리 공정은, 예를 들어, 490 ~ 550℃로 도금 강판을 가열 및 냉각함으로서 합금화 반응에 의한 상변태로 인해 도금층 피막이 표층으로부터 ζ(FeZn13)상, δ1(Fe13Zn126)상, Γ(Fe3Zn10)상이 최종 생성된다.
만약, 전처리 코팅을 하지 않고, (a) 냉연 강판 제공 단계(S100), (b) 탈지 단계(S200), (d) 소둔 열처리 단계(S400), (e) 용융도금 단계(S500) 및 (f) 합금화 열처리 단계(S600)를 순차적으로 수행한 경우, 과도한 합금화 반응에 의해 내파우더링성에 취약한 Γ(Fe3Zn10)상이 발달될 수 있다.
그러나, (a) 냉연 강판 제공 단계(S100), (b) 탈지 단계(S200), (c) 전처리 코팅 단계(S300), (d) 소둔 열처리 단계(S400), (e) 용융도금 단계(S500) 및 (f) 합금화 열처리 단계(S600)를 순차적으로 수행한 경우, Γ(Fe3Zn10)상 발달을 최소화함과 동시에 δ1(Fe13Zn126)상을 주상으로 하는 이상적인 도금층이 생성됨을 확인하였다.
본 발명의 일 실시예에 따르는 합금화 용융아연도금 강판의 제조 방법에 의하여 구현된 상기 도금층은 ζ(FeZn13)상, δ1(Fe13Zn126)상 및 Γ(Fe3Zn10)상 중에서 δ1(Fe13Zn126)상이 90% 이상일 수 있다.
한편, 우수한 내파우더링성 및 내플레이킹성을 가지는 합금화 용융아연도금 강판을 구현하기 위하여 다양한 비교예의 방법이 가능할 수 있으나, 여러 가지 단점이 존재할 수 있다.
제 1 비교예의 방법으로서, 알루미늄의 함량이 0.13중량% 이상인 도금욕에 있어서, 알루미늄 농도와의 관계에서 규정되는 강판의 인입온도에서 도금을 행하여 합금화 반응을 억제하고, 그 이후에 고주파 유도가열 방식의 합금화로에서 합금화 열처리를 통해 δ1상을 주상으로 하는 합금화 용융아연도금 강판을 제조하는 방법을 상정할 수 있으나, 알루미늄의 농도가 약 0.13중량%를 초과하는 경우 도금욕의 탑 드로스 발생량이 증가하여 부산물 발생 증가에 의한 제조 단가가 증가하게 되는 단점이 있다. 또한 다양한 강종의 제품 믹싱(Product mix)으로 운영되는 제조라인의 경우 합금 성분이 상이하여 합금화 속도가 차이가 날 경우 고정된 알루미늄 농도를 가지는 도금욕에서 합금화 열처리를 제어하는 기술로는 다양한 강종을 대상으로 균질한 제품 품질을 확보하고 안정적으로 생산 및 제조하기 어려울 수 있다.
제 2 비교예의 방법으로서, 도금욕 중 알루미늄 농도를 0.08 ~ 0.13중량%로 제한하고 강판의 인입 온도를 450 ~ 500℃, 합금화 열처리 시의 가열 온도를 510 ~ 560℃, 유지 온도를 451 ~ 480℃로 제조하는 방법을 상정할 수 있으며, 제 3 비교예의 방법으로서, 도금욕에서 도금하고 460 ~ 530℃ 온도 대역으로 2 ~ 120초간 유지 후 5℃/sec 이상의 냉각 속도로 250℃ 이하로 냉각하여 δ1상을 주상으로 하는 합금화 용융아연도금 강판을 제조하는 방법을 상정할 수 있으나, 강종의 합금 성분 차이로 인해 합금화 속도가 빠른 강종의 경우 이미 도금욕 내에서 합금화 반응이 진행되어서 이후 합금화 열처리를 통한 이상적 도금층(δ1상을 주상으로 하는 도금층) 형성을 위한 합금화 열처리 제어 범위가 매우 제한적이게 된다는 단점이 있고, 또한 합금화 열처리로 이후 구간에 별도의 급냉설비를 필요로 할 수 있다.
제 4 비교예의 방법으로서, 전기도금 기술을 이용해 Fe계 도금층을 3 ~ 15 g/m2 형성한 후 특정 조건에서 소둔 열처리, 용융도금, 합금화함으로써 가공성이 우수한 합금화 용융아연도금 강판을 제조하는 방법을 상정할 수 있으나 Fe계 도금의 부착량이 3g/m2 이상으로 크게 경제적이지 않고 전기도금의 특성상 안정적 공정관리 및 최적의 도금층 제어가 매우 어려울 수 있다.
제 5 비교예의 방법으로서, 전기도금 기술을 이용해 Ni 또는 Ni합금 도금을 활용해 합금화를 균질하게 하는 기술을 상정할 수 있으며, 제 6 비교예의 방법으로서 Ni도금을 20 ~ 70㎎/m2, Fe-Ni 합금 도금을 70 ~ 1000㎎/m2 용융도금 전 사전 코팅하여 궁극적으로 합금화를 균질하게 하는 기술을 상정할 수 있지만 전기도금욕의 관리나 안정적인 사전 도금층 형성이 매우 민감하여 관리가 어렵고 도금액이 매우 비싸 제조 단가가 증가하게 되는 단점이 있다.
이와 달리, 본 발명의 일 실시예에 따르는 합금화 용융아연도금 강판의 제조 방법은 냉연 강판에 소둔 열처리 직전에 전처리 사전 코팅을 하여 용융 도금욕 내에서 일어나는 초기 합금화 반응(ζ상 생성)을 억제하는 것을 특징으로 하며, 상술한 비교예들의 방법 보다 낮은 제조비용으로 더욱 안정적 조업 관리가 용이한 제조 방법을 제공할 수 있다.
즉, 냉간압연 이후 표면에 존재하는 스컴을 제거하기 위한 탈지 공정 직후 강판 표면에 아래의 성분으로 구성된 전처리 코팅 용액을 이용하여 최종 코팅 부착량을 20㎎/m2·편면 이상으로 사전 코팅한 후 무산화 또는 환원 분위기에서 소둔 열처리 하고 도금 및 합금화 열처리를 통해 이상적인 도금층을 형성할 수 있다. 상술한 성분으로 구성된 전처리 코팅액을 이용하여 건조 후 최종 코팅 부착량이 최소 20㎎/㎡·편면 이상이 되어야 전처리 코팅 성분인 인(P) 성분 원소에 의한 도금욕 내 합금화 반응을 지연시키는 효과를 얻을 수 있으며, 궁극적으로 합금화 열처리를 통한 δ1상을 주상으로 하는 이상적인 합금 도금층을 가지는 제품을 제조할 수 있다. 본 발명은 소둔 열처리 직전에 상기의 코팅액을 이용하여 강판 표면에 사전 코팅하는 공정을 추가함으로써 전처리 코팅층에 의한 합금화 반응의 지연 시간을 확보할 수 있고 이와 같이 합금화가 지연된 도금 피막에 대해 고주파 유도가열에 의한 합금화 처리를 특정 조건에서 실시함으로써, δ1상을 주상으로 하는 합금층이 균일하게 형성되고 나아가 균질한 피막 구조에 의한 우수한 내파우더링성 및 내플레이킹성을 가지는 우수한 프레스 성형성의 합금화 용융아연도금 강판을 얻을 수 있음을 발견한 것이다.
본 발명은 도금욕 중의 낮은 알루미늄 농도(0.13중량% 미만)에서도 강판 표면에 합금화 억제상인 Fe2Al5 형성을 촉진 또는 안정화하고, 강재 표층 조직의 입계에 인(P)이 편석되어 도금욕 중에서의 합금화 반응 억제 효과를 증대시킴으로써 궁극적으로 δ1상을 주상으로 하는 합금 도금층을 얻을 수 있는 것을 특징으로 한다. 도금욕 중의 낮은 알루미늄 농도(0.13중량% 미만)에서도 전처리 코팅 또는 코팅 부착량을 선택적으로 적절히 적용함으로써 동일한 생산 라인에서 합금 성분이 다른 다양한 강재를 균질한 품질로 혼용 생산이 가능하다. 또한, 낮은 도금욕 중의 알루미늄 농도(0.13중량% 미만)에서 제조함으로써 알루미늄 농도 증가에 따른 탑 드로스(top dross) 발생량을 최소화할 수 있다. 본 발명은 전기도금을 이용한 사전 도금 기술에 비해 전처리 코팅 공정이 비교적 간단하여 안정적인 공정관리 측면에서 매우 용이하며, 코팅 용액의 단가가 저렴하다는 장점이 있다.
합금화 용융아연도금 강판
앞에서 상술한 제조 방법으로 구현된 합금화 용융아연도금 강판은 냉연 강판 및 도금층을 구비하되, 상기 냉연 강판의 표층 조직의 입계에 인(P)이 편석됨으로써 상기 도금층은 ζ(FeZn13)상, δ1(Fe13Zn126)상 및 Γ(Fe3Zn10)상 중에서 δ1(Fe13Zn126)상을 주상으로 한다. 상기 도금층은 ζ(FeZn13)상, δ1(Fe13Zn126)상 및 Γ(Fe3Zn10)상 중에서 δ1(Fe13Zn126)상이 90% 이상일 수 있으며, 엄격하게는 95% 이상일 수 있다. 상기 냉연 강판의 표층 조직의 입계에 편석된 인(P)은 도금 공정 전에 상기 냉연 강판 상에 형성된 전처리 코팅층으로부터 기인하는 것으로 이해될 수 있다.
실험예
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위해 바람직한 실험예를 제시한다. 다만, 다음의 실험예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐, 본 발명이 다음의 실험예에 의해 한정되는 것은 아니다.
표 2는 본 발명의 실험예에서 순차적으로 수행되는 공정 진행 여부를 나타낸 것이다.
탈지
(S200)		 전처리 코팅
(S300)		 소둔 열처리
(S400)		 용융도금
(S500)		 합금화 열처리
(S600)
실시예 ○ ○ ○ ○ ○
비교예 ○ X ○ ○ ○
표 2를 참조하면, 본 실험예 중 실시예는 도 1에 개시된 공정들을 순차적으로 수행한 경우에 해당한다. 이와 달리, 본 실험예 중 비교예는, 실시예와 달리, 도 1에 개시된 공정들 중에서 전처리 코팅을 수행하지 않는다.
구체적으로, 본 실험예 중 실시예에서는 합금화 반응속도가 비교적 빠른 IF강(C: 0.001 ~ 0.003중량%, Mn: 0.1 ~ 0.6중량%, P: 0 ~ 0.09중량%, Ti: 0 ~ 0.04중량%, Nb: 0.01 ~ 0.02중량%)으로 제조된 냉연 강판을 소재로 하고, 탈지 공정 이후 강판에 세척된 상태에서 강판의 양면 또는 편면에 전처리 코팅을 수행하여 건조 후 최종 100㎎/m2 부착량으로 코팅하였다. 이후 840℃ 부근에서 소둔 열처리를 수행하고 460℃의 용융 도금욕(Al 함량: 0.129중량%)에 465℃의 강판 온도로 하여 인입시켜 도금 작업을 진행하였다. 용융아연도금 직후 고주파 유도가열방식 또는 직접가열방식의 합금화 가열로를 이용하여 490~550℃로 도금 강판을 가열 및 냉각함으로서 합금화 반응을 구현하였다.
도 2는 본 발명의 실험예 중 비교예에 의하여 구현된 합금화 용융아연도금 강판의 단면을 촬영한 사진이고, 도 3은 본 발명의 실험예 중 실시예에 의하여 구현된 합금화 용융아연도금 강판의 단면을 촬영한 사진이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실험예 중 비교예는 전처리 코팅을 수행하지 않았으므로 전처리 코팅량이 0㎎/m2 인 경우이며, 도금욕 중에서 형성되는 합금화 억제상(Fe2Al5)이 효과적으로 합금화 반응을 억제하지 못하여 도금층과 모재 사이의 계면에 ζ상이 성장하였음을 분석을 통하여 확인할 수 있다. 또한, 합금화 반응에 의한 상변태로 인해 도금층 피막이 표층으로부터 ζ(FeZn13)상, δ1(Fe13Zn126)상, Γ(Fe3Zn10)상이 최종 생성되는 경우, 과도한 합금화 반응에 의해 내파우더링성에 취약한 Γ상이 발달함을 분석을 통해 확인할 수 있다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실험예 중 실시예는 전처리 코팅을 수행하여 건조 후 전처리 코팅량이 최종 100㎎/m2 경우이며, 합금화 반응이 지연되어 계면에서의 ζ상 성장이 미미하게 일어남을 분석을 통하여 확인할 수 있다. 또한, 합금화 반응에 의한 상변태로 인해 도금층 피막이 표층으로부터 ζ(FeZn13)상, δ1(Fe13Zn126)상, Γ(Fe3Zn10)상이 최종 생성되는 경우, Γ상 발달을 최소화함과 동시에 δ1상을 주상으로 하는 이상적인 도금층이 생성됨을 분석을 통해 확인할 수 있다.
표 3은 본 발명의 실험예에서 전처리 코팅량에 따른 도금욕 내 합금화 반응 지연 효과를 나타낸 것이다. 표 3에서 'X '항목은 도금욕 내 합금화 반응 지연 효과가 없는 경우에 해당하며, '△ '항목은 도금욕 내 합금화 반응 지연 효과가 보통인 경우에 해당하며, '○ '항목은 도금욕 내 합금화 반응 지연 효과가 우수한 경우에 해당하며, '◎ '항목은 도금욕 내 합금화 반응 지연 효과가 매우 우수한 경우에 해당한다.
전처리 코팅량
(㎎/m2·편면)		 0 20 50 100 200 500 1000
도금욕 내 합금화
반응 지연 효과		 X △ ○ ○ ◎ ◎ ◎
표 3을 참조하면, 전처리 코팅 부착량이 20㎎/m2·편면 미만일 경우, 도금욕 내에서의 초기 합금화 반응(ζ상 생성)의 지연 효과를 얻을 수 없는 반면에, 전처리 코팅 부착량이 20 ~ 1000㎎/m2·편면일 경우, 도금욕 내에서의 초기 합금화 반응(ζ상 생성)의 지연 효과를 얻을 수 있음을 확인할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 기술적 사상이 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은, 본 발명의 기술적 사상이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

Claims (8)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. (a) 냉연 강판을 제공하는 단계;
    (b) 상기 강판을 탈지하는 단계;
    (c) 상기 탈지된 강판에 대하여 전처리 코팅을 수행하는 단계;
    (d) 상기 전처리 코팅된 강판을 소둔 열처리하는 단계;
    (e) 상기 소둔 열처리된 강판에 대하여 용융도금하는 단계; 및
    (f) 상기 용융도금된 강판에 대하여 합금화 열처리하는 단계;를 포함하되,
    상기 (c) 단계는 상기 탈지된 강판에 대하여 에탄올: 0.1 ~ 10.0중량%, 산화아연: 1.0 ~ 10.0중량%, 인산: 5.0 ~ 20.0중량%, 탄산니켈: 0.1 ~ 4.0중량% 및 잔부가 물로 이루어진 전처리 코팅액을 이용하여 코팅하는 단계; 및 상기 강판을 건조하는 단계;를 포함하는,
    합금화 용융아연도금 강판의 제조 방법.
  5. 삭제
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 (c) 단계에서 상기 전처리 코팅액을 이용한 코팅을 수행하고 상기 건조한 후에 구현된 코팅층의 부착량은 편면당 20 ~ 1000 mg/m2 인 것을 특징으로 하는,
    합금화 용융아연도금 강판의 제조 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 (d) 단계는 상기 코팅층의 인(P) 원소가 상기 냉연 강판의 표층 조직의 입계로 확산 침투하여 상기 입계에 인(P)이 편석되는 단계를 포함하고,
    상기 (e) 단계는 ζ(FeZn13)상이 생성되는 초기 합금화 반응의 확산 경로를 상기 입계에 편석된 인(P)이 방해하는 단계를 포함하는,
    합금화 용융아연도금 강판의 제조 방법.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 (e) 단계는 상기 소둔 열처리된 강판을 0 초과 0.13중량% 미만의 알루미늄을 함유하는 도금욕에 침지하는 단계를 포함하는,
    합금화 용융아연도금 강판의 제조 방법.
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