KR102513355B1 - 내식성 및 표면 외관이 우수한 도금 강판 및 이의 제조방법 - Google Patents

내식성 및 표면 외관이 우수한 도금 강판 및 이의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102513355B1
KR102513355B1 KR1020210130131A KR20210130131A KR102513355B1 KR 102513355 B1 KR102513355 B1 KR 102513355B1 KR 1020210130131 A KR1020210130131 A KR 1020210130131A KR 20210130131 A KR20210130131 A KR 20210130131A KR 102513355 B1 KR102513355 B1 KR 102513355B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
steel sheet
air
comparative example
mgzn
relational expression
Prior art date
Application number
KR1020210130131A
Other languages
English (en)
Inventor
김태철
김성주
김명수
유봉환
조용균
손일령
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 KR1020210130131A priority Critical patent/KR102513355B1/ko
Priority to PCT/KR2022/014541 priority patent/WO2023055065A1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102513355B1 publication Critical patent/KR102513355B1/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
    • C23C18/00Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
    • C23C18/02Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by thermal decomposition
    • C23C18/04Pretreatment of the material to be coated
    • 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
    • C23C2/06Zinc or cadmium or alloys based thereon
    • 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
    • C23C2/14Removing excess of molten coatings; Controlling or regulating the coating thickness
    • C23C2/16Removing excess of molten coatings; Controlling or regulating the coating thickness using fluids under pressure, e.g. air knives
    • C23C2/18Removing excess of molten coatings from elongated material
    • C23C2/20Strips; Plates
    • 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

Landscapes

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

Abstract

본 발명은, 내식성 및 표면 외관이 우수한 Zn-Mg-Al계 도금 강판 및 이의 제조방법을 제공한다.

Description

내식성 및 표면 외관이 우수한 도금 강판 및 이의 제조방법 {PLATED STEEL SHEET HAVING EXCELLENT CORROSION RESISTANCE AND SURFACE APPEARANCE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 내식성 및 표면 외관이 우수한 고내식 도금 강판 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
아연계 도금 강판은 부식 환경에 노출되었을 때, 철보다 산화환원 전위가 낮은 아연이 먼저 부식되어 강재의 부식이 억제되는 희생방식의 특성을 가진다. 또한, 도금층의 아연이 산화하면서 강재 표면에 치밀한 부식 생성물을 형성시켜서 산화 분위기로부터 강재를 차단함으로써 강재의 내부식성을 향상시킨다. 이와 같은 유리한 특성 덕분에 아연계 도금 강판은 최근 건자재, 가전제품 및 자동차용 강판으로 그 적용 범위가 확대되고 있다.
그러나, 산업 고도화에 따른 대기오염의 증가로 인해 부식 환경이 점차 악화되고 있고, 자원 및 에너지 절약에 대한 엄격한 규제로 인해 종래의 아연 도금강재보다 더 우수한 내식성을 갖는 강재의 개발에 대한 필요성이 높아지고 있다.
이러한 문제를 개선하기 위해, 아연 도금욕에 알루미늄(Al) 및 마그네슘(Mg) 등의 원소를 첨가하여 강재의 내식성을 향상시키는 아연 합금계 도금강판의 제조기술에 대한 연구가 다양하게 진행되고 있다. 대표적인 예로는, Zn-Al 도금 조성계에 Mg을 추가로 첨가한 Zn-Mg-Al계 아연합금 도금강판이 있다.
그러나, Zn-Mg-Al계 아연합금도금강판의 경우 가공되어 사용되는 경우가 많은데, 도금층 표면이 불균일 하고 조도가 높아 도장 후 선영성이 나쁘다는 단점이 있다.
뿐만 아니라, Zn-Mg-Al계 아연합금 도금 강판은, 서냉 시에 스팽글이 발생하기 쉽고, 이로 인해 표면 외관이 미려하지 못한 문제도 있다.
따라서, 지금까지 내식성뿐만 아니라, 도장 후 선영성 및 표면 외관까지도 모두 우수한 고급의 수요를 충족할 수 있는 수준의 기술은 개발되지 않은 실정이다.
한국 공개공보 제2010-0073819호
본 발명의 일 측면에 따르면, 내식성 및 표면 외관이 우수한 도금 강판 및 이의 제조방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명의 또 다른 일 측면에 따르면, 내식성, 표면 외관 및 도장 후 선영성이 모두 우수한 도금 강판 및 이의 제조방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 과제는 전술한 내용에 한정하지 아니한다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 누구라도 본 발명 명세서 전반에 걸친 내용으로부터 발명의 추가적인 과제를 이해하는 데 어려움이 없을 것이다.
본 발명의 일 측면은,
소지강판; 및
상기 소지강판의 적어도 일면에 구비된 Zn-Mg-Al계 도금층;을 포함하고,
상기 도금층은 중량%로, Mg: 4.0~6.3%, Al: 11.0~19.5%, 잔부 Zn 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고,
하기 관계식 1을 충족하는, 도금 강판을 제공한다.
[관계식 1]
0.1 ≤ I(110)/I(103) ≤ 0.25
(상기 관계식 1에 있어서, 상기 I(110)은 MgZn2상의 (110)면 결정 피크의 X선 회절 적분 강도를 나타내고, 상기 I(103)은 MgZn2상의 (103)면 결정의 X선 회절 적분 강도를 나타낸다.)
또한, 본 발명의 또 다른 일 측면은,
도금욕 온도(TB) 대비 TB-10℃~TB-40℃의 인입 온도를 충족하도록, 소지강판을 중량%로, Mg: 4.0~6.3%, Al: 11.0~19.5%, 잔부 Zn 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 도금욕에 침지하여 용융 아연 도금하는 단계;
상기 용융 아연 도금된 강판에 1~20℃로 냉각된 불활성 가스를 공급하여 에어 와이핑을 실시하는 단계;
상기 에어 와이핑된 강판을 420℃까지 10~15℃/s의 평균 냉각 속도로 1차 냉각하는 단계; 및
상기 1차 냉각된 강판을 420℃ 미만 300℃ 이상의 온도 범위에서 5~8℃/s의 평균 냉각 속도로 2차 냉각하는 단계;를 포함하고,
하기 관계식 2을 충족하는, 도금 강판의 제조 방법을 제공한다.
[관계식 2]
Wair×(1-T/To) + 5 ≤ Pair
(상기 관계식 2에 있어서, 상기 Wair는 에어 나이프의 간격을 나타내고, 단위는 ㎜이다. 상기 Pair은 에어 나이프의 압력을 나타내고, 단위는 kPa이다. 상기 T는 공급된 불활성 가스의 온도를 나타내고, 단위는 ℃이다. 상기 To는 대기의 평균 온도를 나타내고, 25oC로 한다.)
본 발명의 일 측면에 따르면, 내식성 및 표면 외관이 우수한 도금 강판 및 이의 제조방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 일 측면에 따르면, 내식성, 표면 외관 및 도장 후 선영성이 모두 우수한 도금 강판 및 이의 제조방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않고, 본 발명의 구체적인 실시 형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 발명예 8 및 비교예 8로부터 얻어진 도금 강판에 대하여, 도금층의 표면에서 X-ray diffraction(이하, 'XRD'라 함)로 측정된 X선 회절 각도(2θ)에 따른 X선 회절 피크를 나타낸 그래프이다.
본 명세서에서 사용되는 용어는 특정 실시예를 설명하기 위한 것이고, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 단수 형태들은 관련 정의가 이와 명백히 반대되는 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다.
명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 구성을 구체화하고, 다른 구성의 존재나 부가를 제외하는 것은 아니다.
달리 정의하지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 기술 용어 및 과학 용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어들은 관련 기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지도록 해석된다.
이하, 본 발명의 일 측면에 따른 [도금 강판]에 대하여 자세히 설명한다. 본 발명에서 각 원소의 함량을 나타낼 때에는 특별히 달리 정의하지 않는 한, 중량%를 의미한다.
종래의 Zn-Mg-Al계 아연합금 도금 강판 관련 기술에서는 내식성의 향상을 위해 Mg을 첨가하였으나, Mg을 과다하게 첨가할 경우 도금욕 부유 드로스의 발생이 많아져서 드로스를 자주 제거해야 하는 문제가 있어, Mg 첨가량의 상한을 3%로 제한하고 있었다.
이에, Mg 첨가량을 3%보다 증가시켜서 내식성을 한층 더 개선하기 위해 연구 하였으나, Mg 및 Al 첨가량이 높아짐에 따라 상들 간의 불균일로 조도가 높고 도장 후 선영성이 확보되지 못하는 문제점이 있었다.
이러한 도장 후 선영성의 문제뿐만 아니라, Zn-Mg-Al계 아연합금 도금강판은 제조 과정 중에 서냉 시 결정 성장이 가속화되어, 스팽글의 발생으로 인해 표면 외관이 미려하지 못한 문제도 있어, 가전 및 자동차 등에 적용하는 데에는 한계가 있었다.
따라서, 종래 기술에서는 내식성 확보와 동시에, 도장 후 선영성 및 표면 외관까지도 우수한 도금 강판을 제공하는 것은 기술적으로 어려웠다.
이에, 본 발명자들은, 전술한 문제들을 해결함과 동시에, 내식성뿐만 아니라, 도장 후 선영성 및/또는 표면 외관도 우수한 도금 강판을 제공하고자 예의 검토를 행한 결과, 도금층의 조성뿐만 아니라, 도금층 표면에서 XRD로 분석하여 얻어진 MgZn2상의 (110)면 결정 피크의 X선 회절 적분 강도와, MgZn2상의 (103)면 결정의 X선 회절 적분 강도의 비를 특정 범위로 제어하는 것이 중요한 요소임을 발견하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
따라서, 이하에서는 내식성이 우수함과 동시에, 더 나아가 도장 후 선영성 및/또는 표면 외관도 우수한 도금 강판의 구성에 대해 구체적으로 설명한다.
우선 본 발명에 따른 도금강판은, 소지강판; 상기 소지강판의 적어도 일면에 구비된 Zn-Mg-Al계 도금층;을 포함한다.
본 발명에서는 소지강판의 종류에 대해서는 특별히 한정하지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 소지강판은 통상의 아연계 도금강판의 소지강판으로 사용되는 Fe계 소지강판, 즉 열연강판 또는 냉연강판일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 혹은, 상기 소지강판은 예를 들어 건축용, 가전용, 자동차용 소재로 사용되는 탄소강, 극저탄소강 또는 고망간강일 수도 있다.
다만, 일례로서, 상기 소지강판은, 중량%로, C: 0% 초과(보다 바람직하게는, 0.001% 이상) 0.18% 이하, Si: 0% 초과(보다 바람직하게는, 0.001% 이상) 1.5% 이하, Mn: 0.01~2.7%, P: 0% 초과(보다 바람직하게는, 0.001% 이상) 0.07% 이하, S: 0% 초과(보다 바람직하게는, 0.001% 이상) 0.015% 이하, Al: 0% 초과(보다 바람직하게는, 0.001% 이상) 0.5% 이하, Nb: 0% 초과(보다 바람직하게는, 0.001% 이상) 0.06% 이하, Cr: 0% 초과(보다 바람직하게는, 0.001% 이상) 1.1% 이하, Ti: 0% 초과(보다 바람직하게는, 0.001% 이상) 0.06% 이하, B: 0% 초과(보다 바람직하게는, 0.001% 이상) 0.03% 이하 및 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 조성을 가질 수 있다.
특별히 한정하는 것은 아니나, 본 발명의 일 구현례에 따르면, 상기 소지강판의 적어도 일면에는 Zn-Mg-Al계 합금으로 이루어지는 Zn-Mg-Al계 도금층이 구비될 수 있다. 상기 도금층은 소지강판의 일면에만 형성되어 있을 수도 있고, 혹은 소지강판의 양면에 형성되어 있을 수도 있다. 이 때, 상기 Zn-Mg-Al계 도금층은 Mg 및 Al을 포함하고, Zn을 주로 포함하는(즉, Zn를 50% 이상 포함하는) 도금층을 말한다.
특별히 한정하는 것은 아니나, 본 발명의 일 구현례에 따르면, 상기 Zn-Mg-Al계 도금층의 두께는 5~100㎛일 수 있고, 보다 바람직하게는 7~90㎛일 수 있다. 도금층의 두께가 5㎛ 미만이면, 도금층의 두께 편차에서 오는 오차로 인하여 국부적으로 도금층이 지나치게 얇아지게 되는 경우가 있어서 내식성이 열위해질 수 있다. 도금층의 두께가 100㎛ 초과이면, 용융 도금층의 냉각이 지연될 수 있고, 일례로 흐름 무늬 등 도금층 표면에 응고 결함이 발생할 여지가 있으며, 도금층을 응고 시키기 위하여 강판의 생산성이 저하될 수 있다.
한편, 특별히 한정하는 것은 아니나, 본 발명의 일 구현례에 따르면, 상기 소지강판과 상기 Zn-Mg-Al계 도금층 사이에는 Fe-Al계 억제층을 더 포함할 수 있다. 상기 Fe-Al계 억제층은 Fe와 Al의 금속간 화합물을 주로 포함(예를 들어, 60% 이상)하는 층으로서, Fe와 Al의 금속간 화합물로는 FeAl, FeAl3, Fe2Al5 등을 들 수 있다. 그 밖에도 Zn, Mg 등과 같이 도금층에서 유래되는 성분들이 일부, 예를 들면 40% 이하 더 포함될 수도 있다. 상기 억제층은 도금 초기 소지강판으로부터 확산된 Fe 및 도금욕 성분에 의한 합금화로 인해 형성된 층이다. 상기 억제층은 소지강판과 도금층의 밀착성을 향상시켜주는 역할을 하고, 동시에 소지강판으로부터 도금층으로의 Fe 확산을 막아주는 역할을 할 수 있다. 이 때, 상기 억제층은 소지강판과 Zn-Mg-Al계 도금층 사이에 연속적으로 형성될 수도 있고, 불연속적으로 형성될 수도 있다. 상기 억제층에 대해서는 전술한 설명을 제외하고는, 당해 기술분야에서 통상적으로 알려진 내용을 동일하게 적용할 수 있다.
특별히 한정하는 것은 아니나, 본 발명의 일 구현례에 따르면, 상기 억제층의 두께는 0.1~1㎛일 수 있다. 상기 억제층은 합금화를 막아내서 내식성을 확보하는 역할을 하나, 브리틀하기 때문에 가공성에 영향을 미칠 수 있으므로, 본 발명에서는 상기 억제층의 두께를 1㎛ 이하로 할 수 있다. 다만, 억제층으로의 역할을 수행하기 위해서는 그 두께를 0.1 ㎛ 이상으로 할 수 있다. 전술한 효과를 보다 향상시키는 측면에서 바람직하게 상기 억제층 두께의 상한은 1.00㎛일 수 있고, 혹은 상기 억제층 두께의 하한은 0.15㎛일 수 있다.
이 때, 상기 억제층의 두께는 도금 강판을 두께 방향(즉, 압연 방향에 수직인 방향을 의미함)으로 자른 단면 시편을 제조한 후, 상기 단면을 주사 전자 현미경(이하, 'SEM'이라 함)으로 촬영하여 상기 억제층에 대한 두께 방향으로의 최소 두께를 의미할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 도금층은 중량%로, Mg: 4.0~6.3%, Al: 11.0~19.5%, 잔부 Zn 및 기타 불가피한 불순물을 포함한다. 이하에서는 각 성분의 첨가 이유 및 함량 한정 이유에 대하여 구체적으로 설명한다.
Mg: 4.0% 이상 6.3% 이하
Mg은 도금강재의 내식성을 향상시키는 역할을 하는 원소로서, 본 발명에서는 목적하는 우수한 내식성의 확보를 위해 도금층 내 Mg 함량을 4.0% 이상으로 제어한다. 한편, Mg 이 과다하게 첨가될 경우에는 드로스가 발생될 수 있으므로, Mg 함량을 6.3% 이하로 제어할 수 있다.
Al: 11.0% 이상 19.5% 이하
일반적으로 Mg이 1% 이상으로 첨가되는 경우, 내식성 향상의 효과는 발휘되지만, Mg이 2% 이상으로 첨가되면 도금욕 내 Mg의 산화에 의한 도금욕 부유 드로스 발생이 증가하여, 드로스를 자주 제거해야 하는 문제가 있다.
이러한 문제로 인해, 종래 기술에서는 Zn-Mg-Al계 아연합금 도금에서 Mg을 1.0% 이상으로 첨가하여 내식성을 확보하되, Mg 함량의 상한선을 3.0% 로 설정하여 상용화하고 있었다.
그러나, 본 발명에서는 내식성을 한층 더 향상시키기 위해서는 Mg 함량을 4% 이상으로 높일 필요가 있지만, 도금층 내 Mg을 4% 이상 포함하면 도금욕 내 Mg의 산화에 의한 드로스가 발생하는 문제가 있으므로, Al을 11.0% 이상 첨가시킬 필요가 있다.
다만, 드로스 억제를 위해 Al을 과다하게 첨가하면, 도금욕의 융점이 높아지고 그에 따른 조업 온도가 너무 높아짐에 따라 도금욕 구조물의 침식 및 강재의 변성이 초래되는 등의 고온 작업으로 인한 문제가 초래될 수 있다. 뿐만 아니라, 도금욕 내 Al 함량이 과다하면 Al이 소지강판의 Fe와 반응하여 Fe-Al 억제층의 형성에 기여하지 않고, Al과 Zn의 반응이 급격히 일어나서 덩어리 형상의 아웃버스트상(Outburst)상이 과다하게 형성되어 내식성이 오히려 악화될 수 있다. 따라서, 도금층 내 Al 함량의 상한은 19.5%로 제어하는 것이 바람직하다.
잔부 Zn 및 기타 불가피한 불순물
전술한 도금층의 조성 외에 잔부는 Zn 및 기타 불가피한 불순물일 수 있다. 불가피한 불순물은 통상의 용융아연 도금 강판의 제조공정에서 의도하지 않게 혼입될 수 있는 것이라면 모두 포함될 수 있고, 당해 기술분야의 기술자라면 그 의미를 쉽게 이해할 수 있다.
한편, 본 발명에 따르면, 상기 도금 강판은 내식성 확보와 동시에, 목적하는 수준의 우수한 도장 후 선영성 및 미려한 표면 외관 특성을 확보하기 위하여, 하기 관계식 1을 충족하는 것이 바람직하다.
[관계식 1]
0.1 ≤ I(110)/I(103) ≤ 0.25
(상기 관계식 1에 있어서, 상기 I(110)은 MgZn2상의 (110)면 결정 피크의 X선 회절 적분 강도를 나타내고, 상기 I(103)은 MgZn2상의 (103)면 결정의 X선 회절 적분 강도를 나타낸다.)
본 발명자들은 도금층에 존재하는 MgZn2상의 (110)면 결정과 MgZn2상의 (103)면 결정의 존재 비율이 우수한 도장 후 선영성 및 미려한 표면 외관 특성을 확보하는 데에 중요한 요소임을 알게 되었다. 즉, 도금층 표면에서 XRD로 분석하여 얻어진 MgZn2상의 (110)면 결정 피크의 X선 회절 적분 강도와, MgZn2상의 (103)면 결정 피크의 X선 회절 적분 강도의 비를 상기 관계식 1을 충족하도록 제어함으로써, 우수한 내식성 확보뿐만 아니라, 도장 후 선영성 및 표면 외관 특성의 향상도 가능해진다.
구체적으로, 본 발명에 있어서, MgZn2상의 (103)면 결정이 많으면 수직 방향으로 결정이 생성된 부분이 많은 것을 의미하고, 이로 인해 결정이 횡 방향으로 성장하는 것이 방해됨으로써 스팽글 형성을 억제할 수 있게 된다.
그런데, 본 발명에 따른 성분계에서는 발명의 특성에 영향을 미치는 MgZn2상의 (110)면 결정과 MgZn2상의 (103)면 결정이 필수로 존재하므로, 상기 2종류의 결정면을 조화시킴으로써 도장 후 선영성과 표면 외관 특성이 결정된다.
따라서, 상기 관계식 1로부터 정의되는 I(110)/I(103) 값이 0.1 미만이면 결정 부정합이 크게 발생하여 도금층의 밀착성이 감소되는 문제가 생길 수 있다. 반면, 상기 관계식 1로부터 정의되는 I(110)/I(103) 값이 0.25를 초과하면 MgZn2상의 (103)면 결정 대비 MgZn2상의 (110)면 결정의 존재 비율이 과다하여 도장 후 선영성이나 표면 외관 특성이 불충분해질 수 있다. 급냉 시 MgZn2상의 (110)면은 도금층 하부에 존재하며 Zn상의 (002)면 결정의 형성을 도금층 위쪽으로 촉진하고, MgZn2상의 (103)면과의 접촉으로 표면을 미려하게 한다.
즉, MgZn2상의 (110)면 결정과, MgZn2상의 (103)면 결정이 상기 관계식 1을 충족하도록 혼재하여 존재하면서도, Zn상의 (002)면 결정보다 면 간격이 작은 MgZn2상의 (103)면 결정이 MgZn2상의 (110)면 결정에 대비하여 많이 존재함으로써, Mg 첨가에 의해 종래 기술 대비 내식성을 향상시킴과 동시에, 표면 조도가 작고 미려한 표면 외관을 갖는 도금 강판을 확보할 수 있다.
한편, 특별히 한정하는 것은 아니나, 본 발명의 일 구현례에 따르면, 전술한 효과를 보다 극대화하는 측면에서, 보다 바람직하게는, 상기 관계식 1로부터 정의되는 I(110)/I(103) 값의 하한은 0.11일 수 있고, 혹은 상기 I(110)/I(103) 값의 상한은 0.15일 수 있다.
이 때, 전술한 MgZn2상의 (110)면 결정 피크 및 MgZn2상의 (103)면 결정 피크는, 도금층 표면을 XRD로 분석하여 얻어진 X선 회절 적분 강도로부터 당해 기술분야에서 알려진 방법을 이용하여 (110)면 결정 피크 및 (103)면 결정 피크를 구분할 수 있다. 따라서, 본 명세서에서는 이를 별도로 정의하지는 않는다.
한편, 상기 X선 회절 적분 강도의 측정 방법에 대하여 특별히 한정하지 않고, 당해 기술분야에서 알려진 방법을 적용할 수 있다. 예를 들어, 도금층 표면을 XRD로 분석하여 X선 회절 적분 강도를 측정할 수 있고, 상기 X선 회절 적분 강도를 측정하기 위한 장치로는 RINT2000 회절계를 이용할 수 있고, X선 회절 적분 강도 측정 조건은 Cu 타겟(target), 전압: 40kV, 전류: 200mA로 하고, X선 회절각도(2θ)는 10~100 °까지 측정할 수 있다. 대표적인 일례로서, Cu 타겟(target)을 이용하는 경우에는, 상기 I(110)은 2θ=34.0°~34.6°사이 피크의 적분 강도로 정의할 수 있고, 상기 I(103)는 2θ=37.0°~37.5°사이 피크의 적분 강도로 정의할 수 있다. 다만, 상기 타켓 물질이 Mo 등으로 달라지는 경우에는 2θ의 값이 타겟 물질의 종류에 따라 변화하므로, 본 발명에 있어서 상기 2θ의 범위를 특별히 한정하지는 않는다.
또한, 본 명세서에 있어서, 상기 (110)면을 가진 MgZn2 결정이라 함은, 강판 표면에서 MgZn2상의 육방정계(hexagonal) 결정 중에 (110)면이 나타나는 조직을 의미한다. 또한, 상기 (103)면을 가진 MgZn2 결정이라 함은, 강판 표면에서 MgZn2상의 육방정계(hexagonal) 결정 중에 (103)면이 나타나는 조직을 의미한다.
한편, 특별히 한정하는 것은 아니나, 본 발명의 일 구현례에 따르면, 상기 도금 강판은 선택적으로, 상기 I(110)의 값이 85 이하를 충족할 수 있다. 상기 I(110)의 값이 85 이하를 충족함으로써, 관계식 1을 충족하는 범위 내에서 MgZn2상의 (110)면 결정 대비 MgZn2상의 (103)면 결정의 존재 비율을 증가시킬 수 있다. 이로 인해, 도금층 내 스팽글 형성을 억제하여 미려한 표면 외관 특성의 확보에 기여하는 MgZn2상의 (103)면 결정에 의한 영향을 보다 증가시킬 수 있다.
따라서, 전술한 효과를 극대화하는 측면에서 보다 바람직하게는, 상기 I(110)의 값의 상한은 80일 수 있고, 혹은 상기 I(110)의 값의 하한은 50일 수 있다.
혹은, 특별히 한정하는 것은 아니나, 본 발명의 일 구현례에 따르면, 상기 도금 강판은 선택적으로, 상기 I(103)의 값이 525 이상일 수 있다. 상기 I(103)의 값이 525 이상을 충족함으로써, 관계식 1을 충족하는 범위 내에서 MgZn2상의 (110)면 결정 대비 MgZn2상의 (103)면 결정의 존재 비율을 증가시킬 수 있다. 이로 인해, 도금층 내 스팽글 형성을 억제하여 미려한 표면 외관 특성의 확보에 기여하는 MgZn2상의 (103)면 결정에 의한 영향을 보다 증가시킬 수 있다.
따라서, 전술한 효과를 극대화하는 측면에서 보다 바람직하게는, 상기 I(103)의 값의 하한은 530일 수 있고, 혹은 상기 I(103)의 값의 상한은 600일 수 있다.
이 때, 상기 I(110)의 값과 상기 I(103)의 값은, RINT2000 회절계를 이용하여, Cu 타겟(target)으로, 전압: 40kV 및 전류: 200mA의 조건에서 측정한 값을 나타낸다.
한편, 특별히 한정하는 것은 아니나, 본 발명의 일 구현례에 따르면, 선택적으로, 상기 도금 강판의 표면 조도는, Ra: 0.3~0.6㎛ 및 Rpc: 40~90(/10㎜) 범위를 충족할 수 있다. 도금 강판의 표면 조도가 전술한 범위를 충족하도록 작게 조절함으로써, 스팽글 형성의 억제 효과를 한층 더 향상시켜서 보다 미려한 표면 외관 특성을 확보할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 또 다른 일 측면에 따른 [도금 강판의 제조방법]에 대하여 자세히 설명한다. 다만, 본 발명의 도금 강판이 반드시 이하의 제조방법에 의해 제조되어야 함을 의미하는 것은 아니다.
본 발명의 일 구현례에 따르면, 우선 소지강판을 준비하는 단계를 더 포함할 수 있고, 소지강판의 종류는 특별히 한정하지 않는다. 통상의 용융아연 도금강판의 소지강판으로 사용되는 Fe계 소지강판, 즉 열연강판 또는 냉연강판일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 소지강판은 예를 들어, 건축용, 가전용, 자동차용 소재로 사용되는 탄소강, 극저탄소강, 또는 고망간강일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 이 때, 상기 소지강판에 대해서는 전술한 설명을 동일하게 적용할 수 있다.
이어서, 상기 준비된 소지강판을, 중량%로, Mg: 4.0~6.3%, Al: 11.0~19.5%, 잔부 Zn 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 도금욕에 침지하여 용융 아연 도금을 실시한다.
이 때, 전술한 도금욕에서의 성분 첨가 이유 및 함량 한정 이유에 대해서는 소지강판으로부터 유입될 여지가 있는 소량의 Fe의 함량을 제외하고, 전술한 도금층의 성분에 대한 설명을 동일하게 적용할 수 있다.
한편, 전술한 조성의 도금욕을 제조하기 위해서는, 소정의 Zn, Al 및 Mg을 함유하는 복합 잉곳 혹은 개별성분이 함유된 Zn-Mg, Zn-Al 잉곳을 사용할 수 있다. 용융 도금으로 소모되는 도금욕을 보충하기 위하여는 상기 잉곳을 추가적으로 용해하여 공급하게 된다. 이경우 잉곳을 직접 도금욕에 침적하여 용해하는 방법을 택하기도 할 수도 있고, 잉곳을 별도의 포트에 용해시킨후 용융된 금속을 도금욕에 보충하는 방법을 택할 수 도 있다.
본 발명에 따르면, 상기 용융 아연 도금 시, 소지강판의 인입 온도는, 도금욕 온도(TB) 대비 TB-10℃~TB-40℃의 인입 온도를 충족하도록 제어한다. 상기 소지강판의 인입 온도가 TB-10℃ 미만이면 결정상이 조밀하지 않은 문제가 생기고, 상기 소지강판의 인입 온도가 TB-40℃ 초과이면 도금 밀착성에 문제가 생긴다.
이 때, 특별히 한정하는 것은 아니나, 전술한 도금욕 온도(TB)는 440~500℃ 범위일 수 있다. 한편, 보다 바람직하게 상기 도금욕 온도(TB)의 하한은 455℃일 수 있고, 혹은 상기 도금욕 온도(TB)의 상한은 490℃일 수 있다.
이어서, 상기 용융 아연 도금된 강판에 1~20℃로 냉각된 불활성 가스를 공급하여 에어 와이핑을 실시한다. 본 발명자들은 예의 연구를 행한 결과, 에어 와이핑 시, 통상의 방법과는 다르게 특정 온도 범위로 냉각된 불활성 가스를 공급하여 에어 와이핑을 실시함으로써 표면이 산화되는 문제가 없이 급속하게 냉각이 되는 효과가 있음을 알게 되었다.
즉, 상기 에어 와이핑 시 공급되는 불활성 가스의 온도가 1℃ 미만이면 주변기기에 물방울이 맺히는 현상이 발생하여 와이핑이 균일하지 못하는 문제가 생길 수 있다. 반면, 상기 에어 와이핑 시 공급되는 불활성 가스의 온도가 20℃를 초과하면 급냉의 효과가 감소하여 미려한 표면외관을 형성하지 못하는 문제가 생길 수 있다. 전술한 효과를 극대화하기 위한 측면에서 보다 바람직하게는, 상기 에어 와이핑 시 공급되는 질소 가스의 온도의 하한은 1.0℃일 수 있고, 혹은 상기 에어 와이핑 시 공급되는 질소 가스의 온도의 상한은 5.0℃일 수 있다.
한편, 특별히 한정하는 것은 아니나, 본 발명의 일 구현례에 따르면, 상기 불활성 가스로는 아르곤(Ar) 가스, 질소(N2) 가스, 또는 아르곤과 질소의 혼합 가스 등을 이용할 수 있고, 질소 가스를 이용하는 것이 보다 바람직하다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 에어 와이핑 시, 하기 관계식 2를 충족하도록 제어한다. 하기 관계식 2을 충족하도록 에어 와이핑의 조건을 제어함으로써, MgZn2상의 (110)면 결정과 MgZn2상의 (103)면 결정의 형성 비율이 최적화할 수 있다. 뿐만 아니라, 표면이 우유 빛을 나타내는 미려한 조도 특성을 확보할 수 있고, 이로 인해 표면외관이 매우 고급스러워지는 효과가 발휘된다. 이 때, 하기 관계식 2는 경험적으로 얻어지는 값이므로 특별히 단위를 정하기 않을 수 있고, 하기 정의된 Wair의 단위인 ㎜와, Pair의 단위인 kPa과, T 및 To의 단위인 ℃를 충족하면 충분하다.
[관계식 2]
Wair×(1-T/To) + 5 ≤ Pair
(상기 관계식 2에 있어서, 상기 Wair는 에어 나이프의 간격을 나타내고, 단위는 ㎜이다. 상기 Pair은 에어 나이프의 압력을 나타내고, 단위는 kPa이다. 상기 T는 공급된 불활성 가스의 온도를 나타내고, 단위는 ℃이다. 상기 To는 대기의 평균 온도를 나타내고, 25oC로 한다.)
또한, 특별히 한정하는 것은 아니나, 본 발명의 일 구현례에 따르면, 전술한 에어 와이핑 단계에 있어서, 상기 에어 나이프의 간격은 10~30㎜(보다 바람직하게는, 10~20㎜) 범위일 수 있다. 혹은, 상기 에어 나이프의 압력은 5~30kPa(보다 바람직하게는, 15~23kPa) 범위일 수 있다. 혹은, 상기 공급된 가스의 온도는 1~20℃(보다 바람직하게는, 1~5℃) 범위일 수 있다. 전술한 범위를 충족하도록 에어 와이핑의 조건을 조절함으로써, 내식성, 도장 후 선영성 및 표면 외관이 우수한 도금 강판을 효과적으로 제조할 수 있다.
본 발명에 따르면, 상기 에어 와이핑 단계 이후, 상기 에어 와이핑된 강판을 420℃까지 10~15℃/s의 평균 냉각 속도로 1차 냉각을 실시한 후, 상기 1차 냉각된 강판을 420℃ 미만 300℃ 이상의 온도 범위에서 5~8℃/s의 평균 냉각 속도로 2차 냉각을 실시한다. 이 때, 상기 평균 냉각 속도는 강판의 표면 온도를 기준으로 한다.
본 발명자들은 예의 검토를 행한 결과, 2단계로 나누어 냉각 속도를 정밀 제어하면서도 1차 냉각 시에 급냉을 행함으로써, MgZn2상의 (110)면 결정과 MgZn2상의 (103)면 결정의 형성 비율을 보다 최적화하여 표면 외관 특성을 한층 더 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 강판의 폭 방향으로 균일한 표면 조직을 얻는 효과가 확보됨을 발견하였다.
즉, 상기 1차 냉각 시, 평균 냉각 속도가 10.0℃/s 미만이면 급냉의 효과가 미약한 문제가 발생할 수 있고, 상기 1차 냉각 시, 15.0℃/s를 초과하면 강판 폭 방향으로 표면이 불균일한 문제가 생길 수 있다. 또한, 상기 2차 냉각 시, 평균 냉각 속도가 5.0℃/s 미만이면 표면조도가 상승하는 문제가 생길 수 있고, 상기 2차 냉각 시, 평균 냉각 속도가 8.0℃/s를 초과하면 강판 폭방향으로 표면이 불규일한 문제가 생길 수 있다.
한편, 특별히 한정하는 것은 아니나, 본 발명의 일 구현례에 따르면, 선택적으로, 상기 냉각 시 하기 관계식 3 및 4를 충족하도록 냉각 조건을 제어할 수 있다. 1차 냉각 및 2차 냉각 시의 평균 냉각 속도와의 관계를 하기 관계식 3 및 4와 같이 제어함으로써, 도금 강판의 스팽글 형성을 보다 억제하여, 외관 특성을 한층 더 향상시킬 수 있다. 이 때, 하기 관계식 3 및 4는 경험적으로 얻어지는 값이므로 특별히 단위를 정하기 않을 수 있고, 하기 정의된 C1 및 C2의 각 단위를 충족하면 충분하다.
[관계식 3]
17 ≤ C1 + C2
[관계식 4]
5 ≤ C1 - C2 ≤ 10
(상기 관계식 3에 있어서, 상기 C1은 1차 냉각 시의 평균 냉각 속도[℃/s]를 나타내고, 상기 C2는 2차 냉각 시의 평균 냉각 속도[℃/s]를 나타낸다.)
한편, 특별히 한정하는 것은 아니나, 본 발명의 일 구현례에 따르면, 선택적으로, 상기 2차 냉각으로 얻어진 도금 강판의 표면 조도를 Ra: 0.3~0.6㎛ 및 Rpc: 40~90(/10㎜) 범위로 제어할 수 있다. 도금 강판의 표면 조도 Ra 및 Rpc가 상기 범위를 충족하도록 제어함으로써, 표면이 매우 미려하고 외관이 우수한 효과를 확보할 수 있다.
전술한 바와 같이, 도금 조성 및 제조 조건을 정밀 제어함으로써, 내식성뿐만 아니라, 굽힙성 및 표면 외관도 모두 우수한 도금 강판을 효과적으로 제공할 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 다만, 하기의 실시예는 예시를 통하여 본 발명을 설명하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 권리범위를 제한하기 위한 것이 아니라는 점에서 유의할 필요가 있다. 본 발명의 권리범위는 특허청구범위에 기재된 사항과 이로부터 합리적으로 유추되는 사항에 의해 결정되는 것이기 때문이다.
(실시예)
C: 0.018%, Si: 0.01%, Mn: 0.2%, P: 0.009%, S: 0.005%, Al: 0.1%, Nb: 0.02%, Cr: 0.2%, Ti: 0.02%, B: 0.015%, 잔부 Fe 및 불순물의 조성을 가지고, 두께 1.5㎜, 폭 1200㎜인 소지강판을 준비한다. 상기 준비된 소지 강판을 하기 표 1의 조건으로 도금욕에 침지하여 용융 아연 도금을 실시하였다.
이어서, 용융 아연 도금된 강판에 하기 표 1에 기재된 조건으로, 질소(N2) 가스를 이용하여 에어 와이핑 처리를 실시한 후, 하기 표 2의 조건으로 1차 냉각 및 2차 냉각을 수행하였다. 이후, 상기 2차 냉각하여 얻어진 강판에 하기 표 2에 기재된 표면 조도를 충족하도록 제어하였다.
No. 도금 조건 에어 와이핑 조건
도금욕 조성[wt%]
(잔부 Zn 및 불순물)
도금욕 온도
[℃]
소지강판
인입 온도
[℃]
에어 나이프 편측 간격 [㎜] 에어 나이프 압력 [kPa] 질소 온도
[℃]
Mg Al
발명예 1 4.0 11.0 440 430 14 8 20
발명예 2 4.4 11.4 450 440 20 12 17
발명예 3 4.9 12.2 455 445 25 16 15
발명예 4 5.4 14.4 460 450 18 14 13
발명예 5 5.7 17.5 475 465 30 22 11
발명예 6 6.1 19.2 490 470 15 16 7
발명예 7 4.6 11.6 460 440 20 23 5
발명예 8 5.1 12.3 455 425 10 15 3
발명예 9 6.3 19.5 490 450 15 20 1
비교예 1 3.8 9.1 440 440 30 13 17
비교예 2 6.4 10.2 450 450 35 20 12
비교예 3 5.7 7.9 470 470 40 21 10
비교예 4 7.1 14.4 490 490 45 18 16
비교예 5 3.7 8.9 440 450 40 23 9
비교예 6 6.3 10.2 450 460 40 23 7
비교예 7 5.6 7.9 470 460 50 25 5
비교예 8 7.2 20.0 490 470 50 22 15
비교예 9 7.6 19.1 490 480 25 10 19
비교예 10 4.3 8.0 470 450 20 8 21
비교예 11 4.8 6.5 460 430 18 7 21
비교예 12 6.7 10.8 470 450 45 9 22
비교예 13 7.8 21.0 510 510 45 8 23
비교예 14 6.5 10.7 460 470 30 4 25
비교예 15 6.9 7.8 490 490 25 3 25
비교예 16 4.9 12.5 500 520 20 10 17
비교예 17 6.2 19.4 510 500 25 15 16
No. 420℃까지
1차 냉각
420℃ 미만 300℃ 이상의 온도 범위에서
2차 냉각
표면 조도 표면 피크 수
평균 냉각 속도 [℃/s] 평균 냉각 속도 [℃/s] Ra
[㎛]
Rpc
[/10㎜]
발명예 1 10.0 8.0 0.55 48
발명예 2 10.5 7.5 0.50 56
발명예 3 11.0 9.0 0.51 53
발명예 4 10.5 7.0 0.59 42
발명예 5 10.0 5.0 0.47 70
발명예 6 11.0 5.5 0.44 79
발명예 7 13.0 6.5 0.48 68
발명예 8 14.0 7.0 0.36 85
발명예 9 15.0 8.0 0.31 89
비교예 1 8.0 7.0 1.24 21
비교예 2 9.0 6.0 1.17 23
비교예 3 10.0 9.0 1.06 31
비교예 4 11.0 10.0 0.98 34
비교예 5 7.0 12.0 1.25 20
비교예 6 6.0 8.0 1.15 24
비교예 7 5.5 15.0 0.87 28
비교예 8 8.0 14.0 0.81 27
비교예 9 10.0 13.0 0.69 36
비교예 10 12.0 6.0 0.75 30
비교예 11 13.0 5.0 0.70 32
비교예 12 9.5 12.0 0.72 34
비교예 13 5.0 10.0 1.40 22
비교예 14 6.0 9.0 1.12 20
비교예 15 3.0 7.5 1.54 18
비교예 16 8.0 7.1 1.62 15
비교예 17 7.0 4.0 1.89 11
상기 표 1~2의 방법으로 얻어진 도금 강판의 시편을 제작하여, 도금층을 염산 용액에 용해한 후 용해된 액체를 습식 분석(ICP) 방법으로 분석하여 도금층의 조성을 측정하여, 하기 표 3에 나타내었다(단, 잔부는 Zn 및 불순물에 해당함).
또한, 상기 도금층과 소지철 계면이 관찰되도록 강판의 압연방향에 수직인 방향으로 자른 단면 시편을 제조한 후 SEM으로 촬영하여, 상기 소지강판과 Zn-Mg-Al계 도금층 사이에 Fe-Al계 억제층이 형성됨을 확인하였다. 상기 SEM을 이용하여 Fe-Al계 억제층의 두께를 강판의 압연방향에 수직인 방향으로 측정하여 하기 표 3에 나타내었다.
또한, 도금층의 X-선 회절 적분 강도를 측정하기 위해, RINT2000 회절계를 이용하여 Cu 타겟으로 전압: 40kV, 전류: 200mA의 조건에서, 2θ=34.0°~38.0°에서 회절 피크 MgZn2(110)와 MgZn2(103)를 측정하였고, 해당 피크의 적분 강도를 계산하였다. 적분 강도 I(110)은 34°~34.6°에서 피크를 적분하여 얻은 값이고, 적분강도 I(103)는 37°~37.5°에서 피크를 적분하여 얻은 값으로서(단위는 integrated intensity로서, cps*2θ에 해당), 하기 표 3에 나타내었다.
No. 도금층 조성[wt%] Fe-Al계 억제층 도금층 표면에서 X선 회절 피크의 적분 강도 측정 값
Mg Al 평균 두께
[㎛]
I(110) I(103) I(110)/I(103)
발명예 1 4.0 11.0 0.14 125 500 0.25
발명예 2 4.4 11.4 0.21 117 509 0.23
발명예 3 4.9 12.2 0.36 107 510 0.21
발명예 4 5.4 14.4 0.44 103 515 0.20
발명예 5 5.7 17.5 0.66 98 516 0.19
발명예 6 6.1 19.2 0.91 89 524 0.17
발명예 7 4.6 11.6 0.24 80 533 0.15
발명예 8 5.1 12.3 0.38 75 536 0.14
발명예 9 6.3 19.5 0.99 60 545 0.11
비교예 1 3.8 9.1 0.06 109 404 0.27
비교예 2 6.4 10.2 0.08 114 380 0.30
비교예 3 5.7 7.9 0.07 119 361 0.33
비교예 4 7.1 14.4 0.42 134 372 0.36
비교예 5 3.7 8.9 0.08 146 365 0.40
비교예 6 6.3 10.2 0.07 143 34 0.42
비교예 7 5.6 7.9 0.08 147 342 0.43
비교예 8 7.2 20.0 1.22 138 300 0.46
비교예 9 7.6 19.1 0.94 126 263 0.48
비교예 10 4.3 8.0 0.05 149 292 0.51
비교예11 4.8 6.5 0.03 152 287 0.53
비교예 12 6.7 10.8 0.17 163 263 0.62
비교예 13 7.8 21.0 2.11 180 254 0.71
비교예 14 6.5 10.7 0.09 139 257 0.54
비교예 15 6.9 7.8 0.06 148 389 0.38
비교예 16 4.9 12.6 0.05 150 234 0.64
비교예 17 6.1 19.4 0.06 172 238 0.72
각 발명예 및 비교예에 대하여, 하기의 기준으로 특성을 평가하였고, 각 특성의 평가 결과를 하기 표 4에 나타내었다.
<내식성>
내식성을 평가하기 위하여, 염수 분무 시험 장치(Salt Spray Tester, SST)를 이용하여 ISO14993에 준하는 시험방법으로, 하기 기준에 따라 평가하였다.
○: 적청 발생에 걸리는 시간이 동일 두께의 Zn도금 대비 30배 이상 40배 미만
△: 적청 발생에 걸리는 시간이 동일 두께의 Zn도금 대비 20배 이상 30배 미만
×: 적청 발생에 걸리는 시간이 동일 두께의 Zn도금 대비 20배 미만
<도장 후 선영성>
도장 후 선영성평가하기 위하여, 해당 소재를 75㎜×150㎜로 절단한 후 강판을 탈지 후 인산염 처리를 실시한 후 전착 도장을 하고 Wsa(선영성 지수)(㎛)값을 측정하였다.
○: Wsa 0.35 이하
△: Wsa 0.36 이상 0.40 이하
×: Wsa 0.41 이상
<스팽글 유무>
스팽글 크기를 평가하기 위하여, 광학 현미경을 이용하여 100배율로 촬영 후 스팽글의 크기를 종축과 횡축의 2가지를 측정한 후 10개 평균하여, 하기 기준에 따라 평가하였다.
◎:스팽글 미관찰
○: 스팽글 크기 (0.1~0.29㎜)
△: 스팽글 크기 (0.3~0.5㎜)
×: 스팽글 크기 (0.5㎜ 이상)
No. 내식성 도장 후 선영성 스팽글 유무
발명예 1
발명예 2
발명예 3
발명예 4
발명예 5
발명예 6
발명예 7
발명예 8
발명예 9
비교예 1 ×
비교예 2
비교예 3 ×
비교예 4 ×
비교예 5 ×
비교예 6
비교예 7
비교예 8
비교예 9
비교예 10 ×
비교예 11 ×
비교예 12 × ×
비교예 13 × ×
비교예 14 × ×
비교예 15 × ×
비교예 16 × ×
비교예 17 × ×
상기 표 4의 실험 결과에서 볼 수 있듯이, 본 발명에서 규정하는 도금 조성 및 제조 조건을 충족하는 발명예 1~9의 경우, 내식성, 도장 후 선영성 및 외관 특성이 모두 우수함을 확인하였다.
특히, 상기 발명예들 중, 본 발명에서 규정하는 관계식 3 및 4의 냉각 속도를 충족하는 발명예 7~9의 경우, 발명예 1~6에 비하여, 표면외관이 보다 우수함을 확인하였다. 이는 Zn상의 (002)면 결정 주변에 적정 비율의 MgZn2상의 (110)면 결정 및 MgZn2상의 (103)면 결정이 형성됨과 동시에, 스팽글 유무에 기여가 큰 MgZn2상의 (103)면 결정의 존재 비율을 보다 향상시킴에 의해 나타나는 요인으로 추정된다.
반면, 본 발명에서 규정하는 도금 조성 및 제조 조건을 모두 충족하지 못하는 비교예 1~17의 경우, 내식성, 도장 후 선영성 및 외관 특성 중 하나 이상이 발명예 1~9에 비하여 열위함을 확인하였다.

Claims (8)

  1. 소지강판; 및
    상기 소지강판의 적어도 일면에 구비된 Zn-Mg-Al계 도금층;을 포함하고,
    상기 도금층은 중량%로, Mg: 4.0~6.3%, Al: 11.0~19.5%, 잔부 Zn 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고,
    하기 관계식 1을 충족하는, 도금 강판.
    [관계식 1]
    0.1 ≤ I(110)/I(103) ≤ 0.25
    (상기 관계식 1에 있어서, 상기 I(110)은 MgZn2상의 (110)면 결정 피크의 X선 회절 적분 강도를 나타내고, 상기 I(103)은 MgZn2상의 (103)면 결정의 X선 회절 적분 강도를 나타낸다.)
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 소지강판과 상기 Zn-Mg-Al계 도금층 사이에 구비된 Fe-Al계 억제층을 더 포함하는, 도금 강판.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 Fe-Al계 억제층의 평균 두께는 0.1~1.0㎛인, 도금 강판.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 I(110)의 값은 50 이상 80 이하를 충족하는, 도금 강판.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 I(103)의 값은 530 이상 600 이하를 충족하는, 도금 강판.
  6. 도금욕 온도(TB) 대비 TB-10℃~TB-40℃의 인입 온도를 충족하도록, 소지강판을 중량%로, Mg: 4.0~6.3%, Al: 11.0~19.5%, 잔부 Zn 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 도금욕에 침지하여 용융 아연 도금하는 단계;
    상기 용융 아연 도금된 강판에 1~20℃로 냉각된 불활성 가스를 공급하여 에어 와이핑을 실시하는 단계;
    상기 에어 와이핑된 강판을 420℃까지 10~15℃/s의 평균 냉각 속도로 1차 냉각하는 단계; 및
    상기 1차 냉각된 강판을 420℃ 미만 300℃ 이상의 온도 범위에서 5~8℃/s의 평균 냉각 속도로 2차 냉각하는 단계;를 포함하고,
    하기 관계식 2을 충족하는, 도금 강판의 제조 방법.
    [관계식 2]
    Wair×(1-T/To) + 5 ≤ Pair
    (상기 관계식 2에 있어서, 상기 Wair는 에어 나이프의 간격을 나타내고, 단위는 ㎜이다. 상기 Pair은 에어 나이프의 압력을 나타내고, 단위는 kPa이다. 상기 T는 공급된 불활성 가스의 온도를 나타내고, 단위는 ℃이다. 상기 To는 대기의 평균 온도를 나타내고, 25oC로 한다.)
  7. 제 6 항에 있어서,
    하기 관계식 3 및 4를 충족하는, 도금 강판의 제조 방법.
    [관계식 3]
    17 ≤ C1 + C2
    [관계식 4]
    5 ≤ C1 - C2 ≤ 10
    (상기 관계식 3에 있어서, 상기 C1은 1차 냉각 시의 평균 냉각 속도[℃/s]를 나타내고, 상기 C2는 2차 냉각 시의 평균 냉각 속도[℃/s]를 나타낸다.)
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 2차 냉각으로 얻어진 도금 강판의 표면 조도를 Ra: 0.3~0.6㎛ 및 Rpc: 40~90(/10㎜) 범위로 제어하는, 도금 강판의 제조 방법.
KR1020210130131A 2021-09-30 2021-09-30 내식성 및 표면 외관이 우수한 도금 강판 및 이의 제조방법 KR102513355B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210130131A KR102513355B1 (ko) 2021-09-30 2021-09-30 내식성 및 표면 외관이 우수한 도금 강판 및 이의 제조방법
PCT/KR2022/014541 WO2023055065A1 (ko) 2021-09-30 2022-09-28 내식성 및 표면 외관이 우수한 도금 강판 및 이의 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210130131A KR102513355B1 (ko) 2021-09-30 2021-09-30 내식성 및 표면 외관이 우수한 도금 강판 및 이의 제조방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102513355B1 true KR102513355B1 (ko) 2023-03-23

Family

ID=85783192

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210130131A KR102513355B1 (ko) 2021-09-30 2021-09-30 내식성 및 표면 외관이 우수한 도금 강판 및 이의 제조방법

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR102513355B1 (ko)
WO (1) WO2023055065A1 (ko)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100073819A (ko) 2008-12-23 2010-07-01 주식회사 포스코 도금표면품질이 우수한 고망간강의 용융아연도금강판의 제조방법
KR20170076924A (ko) * 2015-12-24 2017-07-05 주식회사 포스코 내마찰성 및 내백청성이 우수한 도금 강재 및 그 제조방법
JP2021004403A (ja) * 2019-06-27 2021-01-14 日本製鉄株式会社 めっき鋼材、およびめっき鋼材の製造方法
KR20210035722A (ko) * 2019-09-24 2021-04-01 주식회사 포스코 내식성, 내골링성, 가공성 및 표면 품질이 우수한 도금 강판 및 이의 제조방법

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004360056A (ja) * 2003-06-09 2004-12-24 Nisshin Steel Co Ltd 黒色化溶融Zn−Al−Mg系合金めっき鋼板及びその製造方法
KR101376381B1 (ko) * 2013-08-07 2014-03-20 동부제철 주식회사 우수한 가공성과 내식성 및 외관을 제공하는 도금강판 및 그 제조방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100073819A (ko) 2008-12-23 2010-07-01 주식회사 포스코 도금표면품질이 우수한 고망간강의 용융아연도금강판의 제조방법
KR20170076924A (ko) * 2015-12-24 2017-07-05 주식회사 포스코 내마찰성 및 내백청성이 우수한 도금 강재 및 그 제조방법
JP2021004403A (ja) * 2019-06-27 2021-01-14 日本製鉄株式会社 めっき鋼材、およびめっき鋼材の製造方法
KR20210035722A (ko) * 2019-09-24 2021-04-01 주식회사 포스코 내식성, 내골링성, 가공성 및 표면 품질이 우수한 도금 강판 및 이의 제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
WO2023055065A1 (ko) 2023-04-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2943861T3 (es) Material de acero chapado en aleación de zinc que tiene una excelente calidad superficial y resistencia a la corrosión, y procedimiento para fabricarlo
JP7312142B2 (ja) 溶接性及び加工部耐食性に優れた亜鉛合金めっき鋼材及びその製造方法
KR102384674B1 (ko) 내식성, 내골링성, 가공성 및 표면 품질이 우수한 도금 강판 및 이의 제조방법
CN117987688A (zh) 熔融Al-Zn-Mg-Si-Sr镀覆钢板及其制造方法
CN113508186B (zh) 熔融Al-Zn-Mg-Si-Sr镀覆钢板及其制造方法
KR101714935B1 (ko) 용접성 및 가공부 내식성이 우수한 아연합금도금강재 및 그 제조방법
CN117026132A (zh) 熔融Al-Zn-Mg-Si-Sr镀覆钢板及其制造方法
WO2012053694A1 (ko) 도금성, 도금 밀착성 및 스폿 용접성이 우수한 용융아연도금강판 및 그 제조방법
KR20150052376A (ko) 내식성이 우수한 용융아연합금 도금강판 및 그 제조방법
KR102513355B1 (ko) 내식성 및 표면 외관이 우수한 도금 강판 및 이의 제조방법
KR102491029B1 (ko) 내식성 및 백색도가 우수한 도금 강판 및 이의 제조방법
EP4036270A1 (en) Plated steel sheet having excellent corrosion resistance, galling resistance, workability and surface property and method for manufacturing same
JP2023554307A (ja) めっき品質に優れた高強度溶融亜鉛めっき鋼板、めっき用鋼板及びこれらの製造方法
JP2023553616A (ja) めっき品質に優れた高強度溶融亜鉛めっき鋼板、めっき用鋼板及びこれらの製造方法
CN110100035B (zh) 抗裂纹性优异的合金镀覆钢材及其制造方法
JP2001081539A (ja) 高温耐食性に優れた溶融アルミめっき鋼板及びその製造法
KR102513354B1 (ko) 내식성 및 굽힘성이 우수한 도금 강판 및 이의 제조방법
KR102453009B1 (ko) 내식성 및 표면 품질이 우수한 도금 강판 및 이의 제조방법
KR102453008B1 (ko) 내식성, 가공성 및 표면 품질이 우수한 도금 강판 및 이의 제조방법
KR102513353B1 (ko) 내식성 및 용접성이 우수한 도금 강판 및 이의 제조방법
KR102381828B1 (ko) 내식성 및 표면 품질이 우수한 도금 강판 및 이의 제조방법
KR102453011B1 (ko) 실러 접착성이 우수한 도금 강판 및 이의 제조방법
CN118119728A (zh) 耐蚀性和表面外观优异的镀覆钢板及其制造方法
TWI787118B (zh) 熔融Al-Zn系鍍覆鋼板及其製造方法
KR102529740B1 (ko) 내식성 및 표면 품질이 우수한 고내식 도금 강판 및 이의 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
GRNT Written decision to grant