KR19980048987A - 도장후 내식성이 우수한 합금화 용융아연도금강판 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 도금량이 40g/㎡ 이상일때에도 도금량이 40g/㎡ 이하일때와 동일한 합금화 표면 및 내파우더링성을 가지면서도, 도금량의 증가에 따른 향상된 도장후 내식성을 갖는 합금화 용융아연도금 강판의 제조방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 알루미늄 약 0.12%를 함유하는 용융아연도금욕에서 소지강판을 1차 용융아연도금하는 단계와, 상기 1차 용융아연도금된 강판에 철 분말을 분사하는 단계와, 상기 철분말이 분사된 용융아연도금 강판은 2차 용융아연도금하는 단계와, 상기 2차 용융아연도금된 강판을 함급화열처리하여, 소지강판과 도금층사이의 철 분말에 의해 이중으로 철-아연 합금화 반응이 일어나는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 도장후 내식성이 우수한 합금화 용융아연도금강판의 제조방법을 제공한다.
Description
본 발명은 합금화 용융아연도금강판의 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 도금층 사이에 철분말층을 삽입하여 도금량의 증가에 따른 도장후 내식성의 향상을 특징으로 하는 합금화 용융아연도금강판의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 합금화 용융아연도금강판은 도장성, 용접성 및 도장후 내식성이 우수하여 자동차 강판으로 널리 사용되고 있다. 이러한 특성은 합금화 용융아연도금강판의 아연과 철의 합금화 도금층에 의해 나타나는 것이다. 합금화 도금층은 연속 용융도금공정중에서 용융아연 욕조를 통과한 후 아연도금된 강판을 표증의 아연도금층이 완전히 굳기 전에, 용융아연욕조의 직상부에 설치된 합금화 열처리로에서 도금층을 가열한 후 공기 냉각대에서 급속 냉각시켜 제조하게 된다. 이러한 합금화 열처리시 용융상태에서 도금층의 아연과 소지의 철성분이 확산반응으로 합금층을 생성시키게 되고, 상온으로 냉각함에 따라 그 반응은 멈추게 된다.
이와같이 형성된 합금화 용융아연도금층에 존재하는 각각의 상과 그 특성을 설명하면, 먼저 소지철과의 계면에는 케피탈 감마()상과 케피탈 감마원()상이 존재하고 이러한 상들은 각각 합금층증 철 성분의 함량이 24-31%(a/o) 및 18.5-23.5%(a/o)이고, 금속학적 격자구조는 체심입방정계와 면심입방정계이다. 이중 케피탈 감마상이 가장 취약한 상으로서, 가공시 합금층의 파우더링(powdering)을 발생시키는 주된 요인이다. 다음으로 그 상층에 존재하는 델타(δ)상은 철성분이 8.5-13%(a/o)이고 육방정게로 격자구조가 되어 있어 케피탈 감마층에 비해 가공성이 우수하며 또한 마찰계수가 낮다. 제일 상층에 존재하는 제타(ζ)상은 철성분이 6.7-7.2%(a/o)이고, 격자구조가 단사정계로 이루어져 있어 합금상중 가공성은 가장 좋으나 마찰게수가 높아 가공시 합금층의 플래킹(Flaking) 현상을 유발하게 된다.
이러한 상들은 열 확산에 의해 도금층중의 아연과 소지의 철성분이 합금화 반응을 일으켜 생성되는 것으로 합금화 열처리 온도, 합금화 열처리 시간, 합금화 열처리후 냉각속도 그리고, 용융아연도금욕중의 성분에 따라 함금층상에서의 분가 달라지게 된다. 일반적으로, 용융아연도금강판 제조시에는 0.14-0.20wt%의 알루미늄, 0.01wt% 이하의 납, 및 0.25wt% 이하의 철원소를 함유하는 용융아연도금욕에서 작업을 실시하게 된다. 이 때 도금욕중의 알루미늄 성분은 도금욕에서 소지강판과 먼저 반응하여 소지철 표면에 알루미늄 합금층을 형성하고 그후 아연과 반응하여 철-알루미늄-아연의 3원 합금을 이루어 소지철과 도금층의 계면에 존재함으로써 밀착성을 향상시키는 역활을 한다. 그리고, 납은 스팽글(Spangle)이라고 부르는 아연 고유의 응고 무늬를 생성시키는 원소이나, 현재 대부분의 수요가가 이러한 스팽글을 원하지 않음으로 납 성분을 0.01wt% 이하로 관리하여 스팽글의 생성을 억제하고 있다. 또한 도금욕중의 철성분은 용융아연도금욕중에서 소지철이 용해하여 생성되는 것으로, 도금욕내의 철성분이 증가하게 되면 철-아연의 화합물을 형성하여 도금욕내의 구동 부분에 융착하여 구동 불량 및 표면불량을 유발하게 된다. 특히 이러한 철성분은 용융아연도금욕내에서 알루미늄 함량이 낮을 때 많아지게 된다.
한편, 합금화 용융아연도금 강판은 용융아연도금 강판과 같은 공정에서 생산되지만 제조 공정이 약간의 차이를 나타나게 된다. 합금화 용융아연도금 강판의 제조를 위하여 소지강판은 먼저 0.10-0.14wt% 알루미늄, 0.01wt% 이하의 납 및 0.28wt% 이하의 철을 함유하는 용융아연도금욕을 통과하게 된다.
이와같은 합금화 용융아연도금 강판 제조시,용융아연 도금욕내의 알루미늄 함량은 0.10-0.14wt%로 하여 용융아연 도금강판 제조시의 용융아연도금욕의 알루미늄 함량보다 낮게 유지하는 것은, 용융도금욕중의 알루미늄 함량이 0.14wt% 이상으로 높을 경우에는 소지철/도금층 계면에 생성되는 철-알루미늄-아연의 3원계 화합물의 두께가 두꺼워지기 때문이다. 이러한 3원계 화합물은 차후의 합금화 열처리 과정시 소지철로부터의 철원자가 아연도금층내로 확산하는 것을 억제하여 열 확산 반응을 지연시키는 요인이 된다. 따라서, 합금화 용융아연도금강판 제조시에는 신속하고 균일한 합금화 열처리를 위해 알루미늄 함량을 0.10-0.14wt% 낮게 유지하는 것이 유리하다.
도금량의 경우 일반적으로 편면 40g/㎡ 정도가 사용되어지고 있다. 도금량의 경우 도금량의 40g/㎡ 이상으로 많을 경우 도금량의 증가에 따른 아연의 희뱅방식의 증가에 의해 도장후의 내식성이 급격히 증가하게 되나, 도금량이 40g/㎡ 이상일 경우 합금화 반응시 표층까지 완전히 합금화가 되는 합금화 반응완료 시간의 증가에 의해 도금층/소지철 계면에 철-알루미늄-아연의 3원합금층의 두께가 증가하여 가공시 내파우더파링성을 열화시키는 문제가 발생하였다. 따라서, 40g/㎡ 이상으로 도금층의 두께를 증가시키는 것은 현재 불가능하다. 그러나, 내파우더링성의 열화가 발생하지 않으면서 도금량을 40g/㎡ 이상으로 제조할 수 있다면, 도장후 내식성의 상당한 증가가 예상되고 있다.
종래에는 이러한 문제의 해결을 위하여 도금욕중의 알루미늄 함량을 증가시키거나, 합금화 온도를 500℃ 이하로 낮추어 반합금화 용융아연도금강판을 제조하는 방법을 사용하였다. 그러나, 전자의 경우 도금욕중의 알루미늄의 증가에 의해 합금화 온도가 증가하여 내파우더링성이 열화 되는 단점이 있고, 후자의 경우 반합금화를 위해 정확한 온도 및 시간의 조절이 필요로 하며, 도장성이 떨어지는 문제점이 있다. 이에 본 발명자는 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 연구와 실험을 행하고, 그 결과에 근거하여 본 발명을 제안하게 되었다.
따라서, 상기의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은 도금량이 40g/㎡ 이상일 때에도 도금량이 40g/㎡ 이하일 때와 동일한 합금화 표면 및 내파우더링성을 가지면서도, 도금량의 증가에 따른 향상된 도장후 내식성을 갖는 합금화 용융아연도금 강판의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 상기의 합금화 용융아연도금강판의 제조 방법을 수행하기 위한 장치를 제공하는데 있다.
도 1은 본 발명에 의한 합금화 용융아연도금강판 제조 방법을 수행하기 위한 장치의 개략도
도 2는 본 발명에 의해 제조된 합금화 용융아연도금강판의 단면도
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
1: 일차 용융아연도금욕조2: 파우더 분사장치
3: 이차 용융아연도금욕조4: 합금화 열처리로
5: 스노아우트6: 소지강판
7: 싱크롤8: 에어나이프
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 제1측면으로서, 알루미늄 약 0.12%를 함유하는 용융아연도금욕에서 소지 강판을 1차 용융아연도금하는 단계와, 상기 일차 용융아연도금된 강판에 철 분말을 분사하는 단계와, 상기 철분말이 분사된 용융아연도금 강판은 2차 용융아연도금하는 단계와, 상기 이차 용융아연도금된 강판을 합금화 열처리하여, 소지 강판과 도금층 사이의 철분말에 의해 이중으로 철-아연 합금화 반응이 일어나는 합금화 열처리 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 도장후 내식성이 우수한 합금화 용융아연도금강판의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 제2측면으로서, 소지 강판을 일차 용융아연 도금하기 위한 일차 용융아연도금욕조와, 상기 일차 용융아연도금욕조의 직상에 설치되어 일차 용융아연도금된 강판에 철 분말을 분사하기 위한 파우더 분사 장치와, 상기 철 분말이 분사된 강판을 이차 용융아연도금하기 위한 이차 용융아연도금욕조와, 상기 이차 아연도금욕조의 직상에 설치되어 이차 용융아연도금된 강판을 합금화 열처리하기 위한 합금화 열처리로를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 합금화 용융아연도금 강판의 제조 장치를 제공한다.
이하, 본 발명을 도면에 의거하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명을 수행하기 위한 합금화 용융아연도금강판의 제조장치를 개략적으로 보여주는 도면이다. 도1에 도시된 바와 같이, 합금화 용융아연도금장치는 크게 일차 용융아연도금욕조(1), 파우더 분사장치(2), 이차 용융아연도금욕조(3), 및 합금화 열처리로(4)로 구성되어 있다. 먼저 일차 용융아연도금욕조(10는 일정한 온도로 소둔후 스노아우트(5)를 통해 일차 용융아연도금욕조(1)로 들어오는 소지강판(6)을 지지하는 싱크롤(7) 그리고, 공기압에 의해 도금량을 조절하는 에어나이프(8)로 구성되어 있으며, 이차 용융아연도금욕조(3)도 상기의 일차용융아연도금욕조(1)와 동일한 구조로 되어 있다. 일차 용융아연도금후 철분말을 분사하는 파우더 분사장치(2)는 공기압을 조절하여 일정한 크기의 철분말을 용융아연도금된 소지강판(6)에 분사하게 된다. 그리고, 합금화 열처리를 실시하는 합금화 열처리로(4)는 2차 용융아연도금후 일정한 온도로 합금화 열처리를 실시하게 된다.
이상과 같은 구성을 갖는 합금화 용융아연도금 강판 제조장치의 작동을 도면에 의거하여 설명하기로 한다.
용융아연도금될 소지강판(6)은 스노아우트(5)를 통하여 환원성 분위기를 유지한 채 0.12wt%의 알루미늄을 함유하는 일차 용융아연도금욕조(1)내로 주입되어 도금이 된후 에어나이프(8)에 의해 일정한 두께로 도금이 된다. 그후 소지강판(6)은 파우더 분사장치(2)를 통과하면서 철분말을 일정한 두께로 반용융상태의 도금층에 분사받게 된다. 그 후 소지강판(6)은 이차 용융아연도금욕조(3)에서 다시 아연도금이 된후 도금량이 증가된 상태에서 합금화 열처리로(4)를 통과하면서 이중으로 합금화 열처리가 진행되게 된다. 도2에서는 소지강판(10)상에서 통상의 합금화 용융아연도금강판 제조공정으로 제조된 감마상(14) 및 델타상(16)의 도금층의 단면(12) 및 본 발명에 의해 제조된 합금화 용융아연도금강판의 감마상(14a) 및 델타상(16a)의 도금층의 단면(12a)을 나타내었다. 본 발명에 의한 합금화 도금층은 기존의 합금화 도금층 대비 도금량은 2배 이상이거나 기존과 동일한 합금화 도금층의 특성을 나타내었다.
[실시예]
상기에서 설명한 바와같은 도 1에 도시된 장치를 이용하여 하기의 (표1)에 기재된 바와 같은 도금욕조성(wt%), 도금량 및 합금화 열처리 조건에 따라 아연도금을 실시하여 그 결과를 역시 (표1)에 기재하였다. 또한, 그리고, 비교로서 통상의 합금화 용융아연도금강판의 조건에 따라 합금화 용융아연도금을 실시하고 그 결과를 (표1)에 나타내었다.
* P/1: 파우더링 인덱스(좋음 1 ----- 5 나쁨)
** 내식성: 분체도장후 도장표면에 X자로 홈을 가공한후 염수(NaCl 5% 용액)에서 240시간 침적후 X자로 흠주위의 도장 부품음의 폭음 관찰.
상기의 (표1) 및 도 2에서 알 수 있는 바와같이, 본 발명에 의한 합금화 용융아연도금강판을 제조한 결과 도금량 140-150g/㎡에서도 기존의 40g/㎡ 도금량의 합금화 용융아연도금강판과 동일한 파우더링성을 나타내었으며, 도장후 내식성은 기존 강판 대비 향상되었다. 따라서,본 발명에 의해 도장후 내식성이 우수한 합금화 용융아연도금강판 제조가 가능하였다.
이상에서 설명한 바와같이, 본 발명에 의하면, 합금화 용융아연도금강판의 제조시 도금층들 사이에 철분말층을 삽입함으로써, 소직 강판과 도금층 사이에 철분말에 의해 이중으로 철-아연 합금화 반응이 진행되어 도금량이 40g/㎡ 이상일 때에도 40g/㎡ 이하일 때와 동일한 합금화 표면 및 내파우더링성을 가지면서도, 도금량의 증가에 따른 향상된 도장후 내식성을 갖는 합금화 용융아연도금강판을 제조할 수 있다.
Claims (1)
- 알루미늄 약 0.12%를 함유하는 용융아연도금욕에서 소지강판을 1차 용융아연도금하는 단계와,상기 1차 용융아연도금된 강판에 철 분말을 분사하는 단계와,상기 철분말이 분사된 용융아연도금 강판은 2차 용융아연도금하는 단계와,상기 2차 용융아연도금된 강판을 합금화 열처리하여, 소지 강판과 도금층 사이의 철분말에 의해 이중으로 철-아연 합금화 반응이 일어나는 합금화 열처리 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 도장후 내식성이 우수한 합금화 용융아연도금강판의 제조방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019960067648A KR100271864B1 (ko) | 1996-12-19 | 1996-12-19 | 도장후 내식성이 우수한 합금화 용융아연도금강판 제조 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019960067648A KR100271864B1 (ko) | 1996-12-19 | 1996-12-19 | 도장후 내식성이 우수한 합금화 용융아연도금강판 제조 방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR19980048987A true KR19980048987A (ko) | 1998-09-15 |
| KR100271864B1 KR100271864B1 (ko) | 2000-12-01 |
Family
ID=19489002
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| KR1019960067648A KR100271864B1 (ko) | 1996-12-19 | 1996-12-19 | 도장후 내식성이 우수한 합금화 용융아연도금강판 제조 방법 |
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| KR (1) | KR100271864B1 (ko) |
-
1996
- 1996-12-19 KR KR1019960067648A patent/KR100271864B1/ko not_active IP Right Cessation
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| Publication number | Publication date |
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| KR100271864B1 (ko) | 2000-12-01 |
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