KR20000016305A - 도금 강판 - Google Patents

Abstract

본 발명은 산화철층을 얇게 형성하고 강철기지위에 도금층을 적층한 도금강판에 있어서, 금속철 또는 철 합금으로 만들어진 강철기지를 도금층에 결합시키는 결합부늘 산화철층내에 형성함으로써 도금강판의 전 표면에 걸쳐 균일하게 우수한 도금접착특성이 주어질 수 있다. 또한, 고강도 강판, 스테인레스 강판등 용융도금하기 어려운 강판에 대하여도 적용가능한 우수한 도금 접착특성을 갖는 도금층을 용융도금을 통해 쉽게 형성가능한 수단을 제공할 수 있는 것을 특징으로 한다.

Description

도금 강판

일반적으로, 도금 강판의 제조는, 도금할 강판 기본재를 열간 압연하고, 강판 표면의 산화철 층을 산세정 장치내에서 제거하고, 필요한 경우 냉간 압연하고, 연속 용융도금장치, 전기도금장치등으로 도금함으로써 이루어진다. 이 방법에 있어서, 산화철층 제거가 필요한 이유는, 산화철 층이 도금을 방해하고 도금층이 벗겨지는 시작점으로 작용하여 도금층의 접착특성을 악화시키기 때문이다.

한편, JP-A-6-279967은 용융아연도금 열간압연 강판을 제조함에 있어서, 산화철층을 제거하지 않고 환원가스 분위기내에서 환원 처리한 후, 용융 아연도금하는 것을 제안하고 있다. 특히, 환원처리는 75%의 높은 H₂농도에서 실행된다.

이 방법에 의하면, 연속 용융 도금 장치의 가열로내에서 산화철 층 제거없이 충분히 환원을 실시함으로써, 도금되지 않은 부분을 형성하지 않는 용융 아연도금이 실현된다. 그러나, 환원분위기로서의 H₂농도가 높기 때문에, 산세정 비용이 감소하는 반면에, 연속 용융 도금 장치의 가열로에 필요한 비용이 크게 증가한다.

전술한 것과 동일한 연속 용융 도금 장치내에서 산화철 층을 환원시킬 필요가 없는 냉간압연 기본재를 도금하려고 하면, H₂농도를 약 10% 미만으로 변화시킬 필요가 있으며, 이는 산화철 층이 존재하지 않으면 가열하는 동안 수소가 강판내로 흡수되고 도금후 강판이 냉각될 때 강판으로부터 방출되어 도금층과의 계면에서 발산하여 도금층이 국부적으로 벗겨지도록 하기 때문이다. 따라서, H₂농도의 변화는 생산성의 저하를 초래하고 비용을 증가시킨다.

본 발명은 높은 내부식성을 필요로 하는 캔 제조재료, 건축재료, 공기조화기 및 물 히터용 강판, 자동차용 강판 등에 이용되는 도금 강판에 관한 것이다.

도 1은 도금강판의 단면을 나타내는 사진,

도 2는 결합부의 전체길이와 도금접착특성과의 관계를 나타내는 도면,

도 3은 도금강판의 단면을 나타내는 사진,

도 4는 밀도지수 D와 도금접착특성과의 관계를 나타내는 도면이다.

본 발명의 주 목적은, 도금된 강판에서 산화철층을 제거하지 않고 산화철층을 유지하여 산화철층의 구조를 최적함으로써 전술한 문제점을 해결한 신규한 도금 강판을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 고강도 강판, 스테인레스 강판, 전자기 강판등과 같이 용융 도금이 어려운 합금강판 등에 대하여 용융도금을 통해 우수한 접착특성을 갖는 도금층을 제공하는 수단을 제공하는 것이다.

즉, 고강도 강판, 스테인레스 강판 등의 합금 강판에 있어서, Si, Mn, 및 Cr 등의 함금원소는 용융도금전의 어닐링단계에서 선택적으로 산화하여 강판 표면에 산화물로 집적하여 도금되지 않은 부분을 형성하여 도금층의 접착특성을 필연적으로 악화시킨다. 따라서, 이들 강판을 용융도금하기 위해서는, 고강도 강판을 용융 도금하기 전에 전기도금하는 방법(JP-A-61-147865 및 JP-A-2-194156 참조) 및 산화가 실행되고 환원이 실행된 후 용융도금 라인에서 용융도금하는 방법(JP-A-55-122865 및 JP-A-6-41708 참조)이 제안되고 있다. 마찬가지로, 스테인레스 강판의 경우에, 용융도금전에 전기도금을 하는 방법(JP-A-63-47356 및 JP-A-63-235485 참조) 및 산으로 부동태 층을 형성한 후 용융도금을 하는 방법(JP-A-8-225897 참조)이 제안되고 있다. 따라서, 합금강판에 용융도금을 적용하기 위해서는, 용융도금전의 복잡한 단계가 필요하므로, 보다 간단한 수단에 의한 용융도금의 필요성이 제기되고 있다.

산화철 층을 유지한 상태에서 도금한 강판에 있어서 도금특성과 산화철 층의 구조간의 관계를 조사하기 위해서, 본 발명자등은 처음에 다양한 환원 분위기하에서 환원시킨 산화철 층을 유지한 후 도금하고 나서 도금 강판의 도금 특성을 시험하고 강판내의 산화철층의 구조를 관찰하였다. 그 결과, 산화철층의 표면으로부터의 환원 두께에 비례하여 도금 특성이 향상되지 않기 때문에, 환원 영역 깊이의 정량화없이 강철 기지와 도금층과의 사이에 형성된 산화철 층에 특별한 구조가 주어지며, 이는 도금특성의 개선에 매우 유리하다는 점을 발견하여 본 발명에 도달하게 되었다.

우선, 금속 철 또는 철합금으로 만들어진 결합부는 강철 기지를 도금층에 결합시키며 산화철층내에 위치한다. 또한, 산화철층내의 결합부의 존재 조건을 한정함으로써 강판의 전표면에 걸쳐 우수한 도금 특성이 얻어지며, 이에 의해 국부적인 도금층의 벗겨짐이 없는 우수한 도금 강판을 제공할 수 있음을 발견했다.

즉, 본 발명은 산화철층을 얇게 형성하고 강판 기지에 도금층을 적층형성하는 순서로 형성된 도금강판에 있어서, 강철 기지를 도금층에 결합하는 금속철 또는 철합금으로 만들어진 결합부가 산화철층내에 포함되는 것을 특징으로 한다.

결합부는 이하의 조건(Ⅰ) 또는 (Ⅱ)를 따를 때 도금접착특성을 크게 개선하는데 이점이 있다.

(Ⅰ) 도금 강판의 두께방향의 단면에서 도금층과 접촉하는 결합부의 전체길이가, 도금층, 산화철층 및 결합층간의 계면 1mm당 0.1mm 이상이다.

또한, 결합부의 길이 및 도금된 계면의 길이는 적어도 250㎛의 길이에 걸친 단면에서 관찰함으로써 결정된다.

(Ⅱ) 결합부는 이하의 수학식 1에 의해 결정되며 20 이상의 밀도지수 D를 갖는다.

D=(D_L ²+D_C ²)^1/2-------------------(1)

여기서, D_L: 산화철층의 두께방향에서의 압연방향에 있어서의 결합부의 수

(부분/mm)

D_C: 산화철층의 두께방향에서의 압연방향과 수직한 방향에 있어서의 결합부의 수(부분/mm)

또한, 밀도지수 D는, 결합부가 서로 평행한 거의 직선일 때, 산화철 층의 두께방향(이하, L방향이라고 함)에 있어서의 압연방향 그리고 L방향에 수직한 방향(이하, C방향이라고 함)에 있어서의 압연방향에서 250㎛ 이상에 걸쳐 관찰한 결과로부터 변환되는 1mm당 결합부의 수로부터 수학식 1에 의해 계산하여 결정된다.

또한, 본 발명은 일반적인 화학조성을 갖는 도금 강판뿐만아니라 고강도 강판과 스테인레스 강판등과 같이 어닐링동안 강판 표면에 응집하는 원소를 포함하는 조성을 갖는 강판에 대하여도 적용가능한 이점이 있다.

본 발명에 있어서, 강철기지를 산화철층에 결합하는 금속철 또는 철합금으로부터 만들어진 결합부가 도금강판의 부분으로서의 산화철층내에 위치하는 것은 매우 중요하며, 이는 도 1에 도시되어 있다. 또한, 결합부가 산화철층의 표면에 섬형태로 점점이 존재하여 도금층이 결합부로부터 벗겨져서 표면에 불충분한 접착을 갖지 않도록 하는 것이 바람직하다.

도 1에 도시된 단면을 갖는 도금강판에 있어서, 결합부는 산화철층내에 위치하고 두께방향의 단면에서 도금층과 접촉하는 결합부 길이의 합(이하, 전체길이라 함)이, 도금층, 산화철층 및 결합부간의 계면(이하, 간단히 계면이라 함) 1mm당 적어도 0.1mm이상이다.

즉, 볼충격 시험이 코어 직경 1/2인치, 낙하 하중 2kg 및 낙하거리 70cm로 도 2에 도시된 다양한 전체길이의 결합부를 갖는 강판에 대하여 행한 결과, 산화철층의 표면상의 결합부의 전체길이가 계면 1mm당 적어도 0.1mm이상일 때, 도금 접착력은 매우 높아졌다. 따라서, 도금강판에 가해지는 가공 또는 충격에 의해 도금층이 벗겨지지 않도록 하는 접착강도가 얻어질수 있다.

반면에, 합금강판의 경우, 합금 원소의 표면 농도 조절 작용이 후술하는 바와같이 산화철층내에서 기대되며, 따라서 산화철층이 강철 기지와 도금층과의 사이에 존재하는 것이 필요하다. 이 경우, 따라서, 결합부 전체길이는 계면 1mm당 0.9mm를 초과하지 않는 것이 바람직하다.

그러면, 금속철 또는 철합금으로부터 만들어진 결합부는 강철 기지를 도금층에 결합하며, 이 결합부는 도 3에 도시한 단면을 갖는 도금강판의 경우에도 산화철층내에 위치한다. 도시된 도금강판은 특히 수학식 1에 의해 결정되는 밀도지수 D가 적어도 20이상인 결합부를 구비한다.

즉, 밀도 지수 D를 적어도 20이상으로 한정하는 이유는, 충격 코어 직경 1/2 인치, 낙하하중 2kg 및 낙하거리 70cm로 다양한 밀도지수 D를 갖는 강판에 대하여 충격시험을 한 결과, 도 4에 도시된 바와같이 밀도 지수 D가 20이상이면 도금 접착력이 매우 높기 때문이다. 반면에, 밀도지수 D의 상한은 특별히 한정하지 않지만, 작은 밀도지수를 갖는 결합층의 국부적 형성을 제거하기 위한 관점에서 약 30정도로 하는 것이 효과적이다.

또한, 결합부의 형상은 결합부가 강철기지를 도금층에 결합시키는 한 특별히 한정되지는 않지만, 0.5㎛ 이상의 폭을 갖는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 폭이 0.5㎛ 미만이면, 각 결합부의 강도가 작아질뿐만 아니라 결합부의 존재가 단면에서 관찰될 수 없어 제품 제어의 관점에서 바람직하지 않기 때문이다.

또한, 본 발명은 지금까지 용융도금에 적용하는 것이 제한되었던 강판, 즉 어닐링동안, 달리 말하면 어닐링부터 어닐링 후 강판을 용용도금조에 담글때까지의 과정동안 강판 표면에 응집하는 성분을 포함하는 조성을 갖는 강판에 적용할 수 있는 이점이 있다.

즉, 이 형태의 강판은 산화철 층 제거후 연속 용융도금 처리할 때, Si, Mn, Cr 등이 어닐링동안 또는 어닐링후 강판을 용융도금조에 담글 때 로내에 존재하는 소량의 산소 또는 수증기에 의해 선택적으로 산화하여 강판표면에 산화물로 응집하여 도금되지 않은 부분이나 불량한 도금 접착특성을 형성하는 불리한 점이 있다. 그러나, 산화철층이 본 발명에 의해 결합부내에 존재하면, 강판내에 존재하는 Si, Mn, Cr이 산화철층과 강철기지 간의 계면에서 산화철내의 산소를 포착하여 산화물을 형성하고, 이는 강철내에 석출하여 이들 원소가 강판 표면에 석출하는 것을 방지한다. 따라서, 도금 접착을 방해하는 요인이 해결되고 또한 강철기지가 결합부를 통해 도금층에 강하게 결합되기 때문에, 도금 접착 특성이 크게 개선된다.

본 발명에 따른 도금 강판을 얻기 위한 수단에 대하여 이하의 용융 아연 도금을 참조하여 설명한다.

처음에, 강철재가 도금강판용의 강철 기지로서 주어진 두께로 열간압연장치에 의해 압연되어 용융도금장치로 이송된다. 이 경우, 도금강판용의 강철재의 성분은 이들이 도금강판용의 일반적인 화학조성을 갖는 한 특별히 제한되지 않으며, 도금강판에 요구되는 특성에 따라 제강단계에서 적절히 조절될 수 있다. 즉, 본 발명은 일반적인 화학 조성의 도금강판 뿐만아니라 지금까지 용융도금으로의 적용이 제한되어 왔던 고강도 강판, 스테인레스 강판 및 전자기 강판등과 같이 어닐링동안 강판 표면에 응집하는 성분을 포함하는 조성을 갖는 강판에도 적용할 수 있다. 이 경우, Si, Mn, Cr, Al, Ti, Nb, P, B 등의 성분원소는 어닐링동안 강판 표면에 응집한다. 이들 성분의 총 함량이 1wt%를 초과하는 강판의 경우, 어닐링동안 표면 농도는 매우 크게 된다.

특히, 용융도금 고강도 강판은 자동차의 내부 패널, 새시 및 보강재 뿐만아니라 건축재, 건물의 마루 바닥재 및 테라스 재, 건설현장의 보호재, 구조재로 사용되며, 용융도금된 스테인레스 강판은 자동차의 배기가스 시스템, 건축재등 매우 혹독한 환경(바다근처등)하에서 사용된다.

열간압연 단계에 있어서, 마무리 압연 직전에 디스케일링 처리를 하거나 또는 최종 마무리 압연 온도를 낮추어 산화철 층 두께를 감소시켜 예를 들면 5㎛ 이하로 하는 것이 바람직하다. 덧붙여 설명하면, 산화철층의 두께는 마무리 압연후의 냉각조건에 의존한다고 하더라도, 750∼800℃의 온도에서 최종 마무리 압연할 때 약 5㎛이 된다. 산화철층의 두께는 강철내의 성분이 증가할수록 감소하는 경향이 있다.

그리고 나서, 용융 아연 도금 강판을 용융도금 장치내에서 환원처리하고 그 후 도금조에 침지시켜 도금을 실시한다. 이 경우, 열간압연단계에서 강판 표면에 형성된 산화철층은 어닐링로 내에서 완전히 환원되지 않으며, 따라서 산화철 층은 강판 표면에 잔류하게 되지만, 용융 도금조에 침지시키기 전에 처리를 하여 금속 철 또는 철합금으로부터 만들어진 강판 기지를 도금강판의 산화철층에 결합시키는 결합부가 산화철층내에 형성된다. 특히, (Ⅰ)도금강판의 두께방향의 단면에서의 결합부의 전체길이가 계면 1mm당 적어도 0.1mm 이상이거나, (Ⅱ) 밀도지수 D가 20이상인 것이 이점이 있다. 상기 산화철층의 구조를 실현하기 위해, 예를 들면 이하의 처리를 하는 것이 바람직하다.

(Ⅰ) 결합부 전체길이 : 계면 1mm당 0.1mm 이상

열간압연후 강판에 적용되는 어닐링조건, 특히 어닐링로내의 수소농도, 온도 및 시간이 적절히 조절된다. 바람직한 조건으로서, 예를 들면 수소농도:30%, 온도: 770℃ 이상, 보다 바람직하게 770∼950℃, 및 시간:20∼120초이다. 그러나, 조건은 또한 강종 또는 산화철층의 두께에도 의존한다. 예를 들면, 강판이 5㎛ 두께의 산화철층을 포함하는 경우, 주어진 전체길이는 약 20%의 수소농도 분위기: 800℃이상의 온도: 40초 이상의 시간으로 어닐링함으로써 얻어질수 있으며, 통상의 연속 용융 도금장치를 이용하여 충분히 제조할 수 있다. 또한, 주어진 전체길이는 8%의 수소농도 분위기: 800℃ 이상의 온도: 80초 이상의 시간의 조건으로도 얻을수 있다.

(Ⅱ) 밀도 지수 D: 20 이상

이는 열간압연후의 강판을 어닐링로내로 이송하기 전에, 강판의 산화철층에 처리를 하여 결합부의 밀도 지수 D에 해당하는 다수의 균열이 강판의 두께방향으로 도입되도록 함으로써 얻어진다. 이 처리는 산화철층 두께가 두꺼울 때 특히 유효하다. 또한, 항목(Ⅰ)의 조건은 어닐링로내의 조건 등에 의해 적용가능하다. 또한, 스킨-패스 압연, 굽힘 및 복귀 가공, 인장가공 등의 수단이 균열을 도입시키는데 적절하다. 예를 들면, 두께 8.5㎛의 산화철층을 구비한 강판이 1% 이상의 압하율로 스킨-패스 압연되고 20%의 수소농도 분위기에서 800℃ 이상의 온도로 60초 이상 용융도금장치의 어닐링로내에서 처리되면, 20 이상의 밀도지수 D를 갖는 결합부를 구비한 산화철층이 얻어진다. 또한, 스킨-패스 압연, 굽힘 및 복귀 가공 및 인장가공을 위한 조건은 산화철층의 두께뿐만아니라 요구되는 강판의 재질에 의해 결정되는 것이 바람직하다. 반면에, 과도한 균열이 도입되는 처리는 환원 어닐링으로의 이송시에 산화철층의 벗겨짐을 야기하고, 따라서 밀도지수 D가 400이하가 되도록 처리하는 것이 바람직하다.

또한, 산화철층내의 결합부의 밀도지수 D가 20 미만이면, 산화철층 또는 산화철층과 강판과의 계면에서 충격이나 굽힘가공에 의해 벗겨짐이 일어나므로, 최종 제품은 전술한 바와같이 실제사용에 필요한 내구성을 갖지 못한다.

또한, 처리가 어닐링로내에서 높은 수소농도의 분위기를 사용하여 장시간 실시된 경우, 산화철층은 완전히 환원되어 좋은 도금이 얻어지지만, 경제적인 관점에서 바람직하지 않다. 따라서, 이 처리는 산업적 생산에는 적용할 수 없지만, 산화철층 제거 단계를 생략한 본 발명의 경제적 효과를 돋보이게 하며, 이는 종래의 도금처리에서 요구되어 왔던 바이다.

즉, 용융도금장치가 산화철층을 갖는 열간압연강판과 냉간압연강판을 사용하는 경우, 만약 열간압연강판이 높은 H₂분위기에서 산화철층을 모두 제거하기 위해 처리된다면, 냉간압연강판을 처리하기 전에 새로운 분위기로 교체할 필요가 있다. 왜냐하면, 만약 냉간압연강판이 산화철층을 구비한 열간압연강판과 같이 동일한 높은 H₂분위기에서 처리되면, 냉간압연강판을 어닐링하는 동안 수소가 강판내로 흡수되고 도금후에 방출되어 어디론가 가야하기 때문에 도금층과의 계면에서 증발하여 도금층이 국부적으로 벗겨지도록 한다.

전술한 공정에 의한 용융도금장치의 어닐링로내에서의 주어진 환원처리를 하여 산화철층내의 결합부를 구비한 활성화 표면을 구비한 강판이 용융아연도금될 때, 강판을 미리 용융금속의 온도까지 냉각하고 도금조안에 침지시키는 것이 바람직하다. 예를 들면, 0.15∼0.2wt%의 Al을 함유하는 도금조내에서의 용융아연도금의 경우, 도금조 온도는 일반적으로 450∼500℃ 이지만, 도금층과 환원철 사이의 계면에서의 Zn-Fe 합금의 생성을 제어하기 위해서는, 약 500℃ 이하의 온도로 냉각한 후 강판을 도금조에 침지시키는 것이 바람직하다. 또한, 용융아연도금하기 위해, 침지 대신에 한면만을 도금하기 위한 메니커스 프로세스를 통해 강판의 한면을 용융금속에 접촉시킬 수도 있다.

아연-도금조로서, Zn과 Fe 외의 Al, Mg, Mn, Ni, Co, Cr, Si, Pb, Sb, Bi, Sn 등을 단독 또는 혼합하여 포함함으로써 다양하게 특성을 개선할 수 있다.

마지막으로, 침지에 의해 도금된 강판은 가스 와이핑 등에 의해 20∼250 g/㎡ 범위내로 요구되는 코팅무게를 조절하고 그 후 단계적 냉각, 공냉, 수냉 등에 의해 냉각하고 필요하면 레벌러로 템퍼 압연하여 제품을 얻는다. 또한, 냉각 또는 템퍼 압연후에 내부식성 등을 개선하기 위해 크로메이트 처리, 인산염 처리 등을 할 수 있고, 페인팅을 더 하는것도 유효하다. 동시에, 후처리로 윤활처리를 할 수도 있다.

본 발명을 용융아연도금강판에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 용융아연도금강판 뿐만아니라 다른 용융도금강판 또는 전기도금강판에도 적용가능하다. 예를 들면, 55% Al-Zn 도금, Al 도금, Sn 도금, Zn-Ni 도금 등의 도금처리에 적용가능하다. 어떠한 경우에도, 강철기지를 산화철층내의 산화철층에 결합시키는 금속철 또는 철합금으로부터 만들어진 결합부가 환원처리후에도 잔류하도록 하면 충분하며, 따라서 강판은 도금공정에 관계없이 우수한 도금특성을 갖는다. 연속 용융아연도금장치가 특히 본 발명에 적합하며, 이는 통상적으로 어닐링로뒤에 도금탱크를 배치하기 때문이다.

또한, 결합부는 금속철 또는 철합금으로부터 만들어지며, 이는 산화철이 어닐링시 H₂에 의해 금속철로 환원되거나 또는 금속철이 용융도금 용액, 예를 들면 Al 함유 용융도금용액과 작용하여 용융도금성분, 예를 들면 Al 및 Zn이 있는 합금을 계면에 형성함을 의미한다. 반면에, 상기 합금 형성은 전기도금에서는 일어나지 않으므로 통상적으로 철 합금을 형성하지 않는다.

(실시예 1)

표 1에 도시된 조성을 갖는 슬랩을 열간압연하여 0.9mm두께의 산화철층을 구비한 열간압연강판을 얻었다. 그리고, 열간압연강판을 60×200mm 크기의 시편으로 절단하고, 이를 아세톤으로 세정하고 수직형 용융금속도금 시뮬레이터내에서 환원처리하고, 그 후 용융아연도금을 하였다. 표 2 및 표 3에는 열간압연 및 환원처리의 조건이 표시되어 있고, 도금조건은 표 4 및 표 5에 각각 표시되어 있다. 이와같이 하여 얻은 도금강판은, 도금후 단면을 관찰하여 잔류 산화철층 두께, 계면에서의 결합부 최대길이 및 계면 1mm당 결합부의 전체길이를 평가하고 도금접착특성도 평가하였다. 측정된 결과는 표 2 및 표 3에 나타내고, 평가결과는 표 4 및 표 5에 나타내었다.

이 경우, 계면에서의 결합부 최대길이 및 계면 1mm당 전체길이는 압연방향을 따른 각 단면과 압연방향에 수직한 방향을 따른 단면에서 250㎛ 이상에 걸쳐 관찰함으로써 측정하였다. 예를 들면, 도 1에서 결합부 최대길이는 32㎛이다. 반면에, 계면 1mm당 결합부 길이는, 압연방향에 수직한 방향을 따른 단면에서 250㎛ 이상에 걸쳐 관찰한 결합부 길이의 비를 결정하고, 이를 1mm당의 값으로 변환함으로써 결정된다. 도 1의 실시예에서, 계면길이 238㎛에 대하여 계면에서 관찰된 32㎛, 8㎛ 및 2㎛으로부터의 전체길이 42㎛의 비율로부터 결정되면 결합부의 길이는 1mm당 0.15mm이다.

잔류 산화철층이 도 1에 도시된 도금강판 단면의 현미경 관찰사진에서 구별되지 않는다 하더라도, 산화철층이 환원철층을 통해 도금층과 접촉하는 경우가 있으며, 이는 산화철층의 표면이 어닐링동안 환원되기 때문이다. 따라서, 매우 얇은 산화철층이 잔류산화철층과 도금층 사이에 위치하는 경우에도, 산화철층은 도금층과 접촉하게 된다.

또한, 도금접착특성을 볼 충격시험과 180°외향 굽힘시험을 통해 평가하였다. 볼 충격시험시에, 직경 1/2 인치의 반구 볼록면을 구비한 코어를 도금강판의 뒷면에 놓고, 반구형 오목면을 구비한 소서를 시험할 강판 표면에 놓고, 2kg의 무게를 70cm의 높이에서 낙하시켜 충격 코어를 때림으로써, 시험할 강판 표면이 튀어나오게 되고, 여기에 셀로판 접착 테이프를 붙인후 떼어내고 도금강판 표면을 관찰한다. 180°외향 굽힘시험에서는, 비닐 접착 테이프를 시험할 도금강판 표면에 붙인 후 시험할 도금강판 표면을 0.9mm 두께의 강판을 스페이서로 사용하여 유압장치를 사용하여 180°바깥쪽으로 굽히고 다시 평평한 상태로 편 후 테이프를 떼어내고 도금강판 표면을 관찰 했다.

표 2 내지 표 5에서 알수 있는 바와같이, 산화철층내의 결합부 전체길이가 계면 1mm당 0.1mm 이상일 때, 모든 볼 충격시험과 180° 외향굽힘시험에서 좋은 결과를 얻었다.

또한, 용융아연합금 도금에 대하여도 동일한 평가를 실시했다. 즉, 전술한 것과 동일한 시편을 표 1의 조성을 갖는 강철 슬랩을 이용하여 준비했다. 표 6 및 표 7에는 도금전의 열간압연조건 및 환원조건을 나타내고, 표 8 및 표 9에는 용융아연합금도금 조건을 나타내었다. 이와같이 하여 얻은 도금강판에 대하여, 잔류 산화철층의 두께, 결합부 계면에서의 최대길이 및 계면 1mm당 전체길이를 전술한 바와 마찬가지로 도금후의 단면을 관찰함으로써 측정하고, 또한 도금 접착 특성을 평가했다. 측정된 결과는 표 6 및 표 7에 나타내고, 평가된 결과는 표 8 및 표 9에 각각 나타내었다.

또한, 도금접착특성은 90°내향 굽힘시험과 180°외향 굽힘시험으로 평가했다. 즉, 비닐 접착테이프를 시험할 도금강판의 표면에 붙인후, 90°내향시험에서는 시험할 면을 반경 1mm의 다이를 따라 90°안쪽으로 굽히고 다시 평평한 상태로 복귀시키는 반면에, 180°외향 굽힘시험에서는 시험할 면을 스페이서로서 0.9mm의 강판 플레이트를 사용하여 유압프레스장치에 의해 180°바깥쪽으로 굽히고 다시 평평한 상태로 복귀시키고, 그 후 테이프를 떼어내고 도금강판 표면을 관찰한다.

표 8 내지 표 9에서 알 수 있는 바와같이, 산화철층내의 결합부의 전체길이가 계면 1mm당 0.1mm이상일 때, 90°내향 굽힘시험과 180°외향 굽힘시험 모두에서 좋은 결과를 얻었고, 또한 균일한 특성을 강판의 전체면에 걸쳐서 얻을 수 있었다.

(실시예 2)

표 1에 나타난 강조성의 슬랩을 열간압연하여 0.9mm두께의 산화철층이 있는 열간압연강판을 얻었다. 그리고, 열간압연한 강판을 스킨-패스 압연 등의 전처리한 후 60×200mm 크기로 절단하고, 아세톤으로 세정하고 수직형 용융도금 시뮬레이터에서 환원처리 한 후 용융아연도금 처리를 했다. 표 10 및 표 11에는 전처리와 환원처리 조건을 나타내었고, 도금 조건은 표 12 및 표 13에 각각 나타내었다. 이와같이 하여 얻은 도금강판에 대하여, 도금후의 단면을 관찰하여 결합부의 밀도지수 D와 산화층두께를 측정하고, 도금접착 특성을 평가하였다. 측정 결과는 표 10 및 표 11에 나타내고, 평가된 결과는 표 12 및 표 13에 각각 나타내었다. 또한, 도금접착특성을 실시예 1과 동일한 시험으로 평가하였다.

표 10 내지 표 13에서 알수 있는 바와같이, 도금층을 강철기지에 결합시키는 결합부의 밀도지수 D가 20이상일 때, 180°외향굽힘시험 및 볼 충격시험 모두에서 좋은 결과를 얻을 수 있었다.

본 발명에 의하면, 산화철층 제거없이 도금하여 얻은 도금강판에 있어서, 우수한 도금 접착특성이 강판 표면 전체에 걸쳐 균일하게 얻어졌으며, 따라서 도금강판을 낮은 비용으로 제공할 수 있다. 또한, 고강도 강판, 스테인레스 강판등 용융도금하기 어려운 강판에 대하여도 적용가능한 우수한 도금 접착특성을 갖는 도금층을 용융도금을 통해 쉽게 형성가능한 수단을 제공할 수 있다.

Claims (6)

1. 산화철층을 얇게 형성하고 나서 강철 기지위에 도금층을 적층 형성함으로써 제조된 도금강판에 있어서,

   금속철 또는 철합금으로부터 만들어지고 강철기지를 도금층에 결합시키는 결합부가 산화철층내에 포함되는 것을 특징으로 하는 도금강판.
2. 제 1 항에 있어서,

   도금강판의 두께방향의 단면에서 도금층과 접촉하는 결합부의 전체길이가, 도금층, 산화철청 및 결합층간의 계면 1mm당 0.1mm 이상인 것을 특징으로 하는 도금강판.
3. 제 1 항에 있어서,

   하기 수학식 1에 의해 결정되는 결합부의 밀도지수 D가 20이상인 것을 특징으로 하는 도금강판.

   (수학식 1)

   D=(D_L ²+D_C ²)^1/2-------------------(1)

   여기서, D_L: 산화철층의 두께방향의 단면에서 압연방향으로의 결합부의 수

   (결합부/mm)

   D_C: 산화철층의 두께방향에서의 단면에서 압연방향과 수직한 방향으로의 결합부의 수(결합부/mm)
4. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서,

   강철기지가 어닐링동안 강판 표면으로 응집하는 성분을 포함하는 조성을 갖는 것을 특징으로 하는 도금강판.
5. 제 4 항에 있어서,

   강철기지가 고강도 강철인 것을 특징으로 하는 도금강판.
6. 제 4 항에 있어서,

   강철기지가 스테인레스 강철인 것을 특징으로 하는 도금강판.