KR20010015193A

KR20010015193A - 천공 내식성이 우수한 아연 도금 강판

Info

Publication number: KR20010015193A
Application number: KR1020000038475A
Authority: KR
Inventors: 나카코지히사타다; 하마하라교코; 모치즈키가즈오; 야마시타가즈미
Original assignee: 에모토 간지; 가와사키 세이테츠 가부시키가이샤
Priority date: 1999-07-08
Filing date: 2000-07-06
Publication date: 2001-02-26
Also published as: CN1282803A; TW475002B; CN1143008C; CA2313549A1; US6322906B1; EP1067212A1; CA2313549C

Abstract

본 발명은 강판 표면상에, 각 면당 부착량이 20 내지 60g/m²인 아연 도금층 및 이러한 아연 도금층 위에 각 면당 부착량이 0.5 내지 3.0g/m²인 인산아연 피막을 가지고, 상기 인산아연 피막중에 마그네슘 0.5 내지 10.0질량%, 니켈 0.1 내지 2.0질량% 및 망간 0.5 내지 8.0질량%를 함유하고, 또한 망간 및 니켈의 함량이 [Ni]×7.6-10.9≤[Mn]≤[Ni]×11.4(단, [Mn]은 망간의 질량%이고, [Ni]는 니켈의 질량%이다)을 만족하는 아연 도금 강판을 제공한다. 이 강판은 자동차 차체 용도에 요구되는 다른 특성을 손상시키지 않고, 전착도장(electrocoating)후 천공 내식성(perforative corrosion resistance)이 우수한 아연 도금 강판이다. 또한, 상기 인산아연 피막에서 마그네슘 2.0 내지 7.0질량%, 니켈 0.1 내지 1.4질량% 및 망간 0.5 내지 5.0질량%로 한정하면, 천공 내식성뿐만 아니라 프레스 가공성도 우수한 아연 도금 강판이 된다.

Description

천공 내식성이 우수한 아연 도금 강판{PERFORATIVE CORROSION RESISTANT GALVANIZED STEEL SHEET}

본 발명은 특히 자동차 차체로서 사용하고 있는 아연 도금 강판에서, 다른 성능을 희생하지 않고, 전착도장후의 천공 내식성을 현격하게 향상시킨 아연 도금 강판에 관한 것이다.

아연 도금한 강판은 장기간의 부식 환경하의 사용에 의해 자동차 차체의 차체 강도가 저하되는 것을 방지하기 위해 넓게 사용되고 있고, 일본에서는 통상, 아연계 합금 도금인 아연-니켈 합금 도금 강판 및 아연-철 합금 도금 강판이 사용되고 있다. 이들 아연계 합금 도금은 니켈 및 철을 아연과 합금화시키는 것에 의해, 높은 내식성을 강판에 부여할 수 있는 반면, 합금 도금으로 인한 문제점이 몇 가지 존재한다.

예를 들면, 아연-니켈 합금 도금 강판은 전기 도금법(electroplating process)에 의해 제조되지만 니켈이 고가이기 때문에 비용이 많이 든다. 또한, 니켈 함량이 통상 12±1질량% 정도로 매우 협소한 범위로 제한되어야 하고, 제조하기 어렵다는 문제점도 있다.

한편, 아연-철 합금 도금 강판은 전기 도금법 및 용융 도금법(hot dipping process)중 어느 방법으로도 제조 가능하다.

그러나, 아연-철 합금 도금 강판을 전기 도금법에 의해 제조하는 경우, 아연-니켈 합금 도금 강판의 경우와 같이 아연 도금층중의 철 함유율을 매우 협소한 범위로 제어하는, 이른바 합금 제어의 곤란이 수반된다. 또한 도금액중의 Fe²⁺이온은 산화되기 쉽기 때문에 도금이 불안정하게 되어 제조가 곤란하게 된다. 결과적으로 비용이 높아져 버리는 문제점이 있다.

일반적으로는, 아연-철 합금 도금 강판은 용융 도금법에 의해 제조되는 것이 많다. 아연-철 합금 도금 강판을 용융 도금법에 의해 제조하는 경우, 강판 표면에 용융된 아연을 피착시킨 후에 고온으로 유지시켜 강판 및 아연을 합금화시킨다. 그러나, 이 방법은 용융 아연 도금욕중 알루미늄 농도, 및 합금화 공정의 온도 및 시간 등의 영향에 의해 품질이 크게 변동하고, 균일한 합금 도금층을 제조하는데에는 고도의 기술이 필요하다. 결과적으로, 역시 비용이 높아져 버린다.

상기와 같이, 아연계 합금 도금은 모두 제조가 곤란하고, 게다가 비용이 높아지는 문제를 가지고 있다.

한편, 아연만을 도금한 아연 도금 강판은 저비용으로 전기 도금법 또는 용융 도금법중 어느 것으로도 제조 가능하다. 그러나, 자동차 차체에 사용되는 것은 드물었다. 이 이유는 아연 도금만으로는 내식성이 불충분하고, 특히 아연 도금 강판을 장기간동안 부식 환경하에 노출시킨 경우에 부식에 의해 강판이 쉽게 천공되고, 차체의 강도 보증상 문제가 있기 때문이다.

통상, 자동차 차체의 제조에서는 강판 또는 도금 강판을 프레스 가공한 후에, 다시 화학처리, 전착도장, 스프레이 도장을 순차적으로 하고 나서 자동차 차체로서 사용된다. 또한, 자동차 차체에 있어서, 부식에 의해 가장 쉽게 천공되는 부분은 전형적으로 문의 하부다. 이는 문의 하부는 접혀져 있고, 그 내부에 창의 빈틈 등을 통해 침입한 물이 고이기 쉽기 때문에 부식의 진행 속도가 다른 차체 부분에 비해 빠르게 되는 경향이 있기 때문이다.

차체의 프레스 가공후에 행해지는 처리중, 화학처리와 전착도장에 관해서는 문의 하부의 접힌 부분까지 처치가능하지만, 그 후에 행해지는 스프레이 도장에서는 좁은 접힌 부분까지는 도료가 도달하지 않는다. 이와 같이 스프레이 도장에 의한 방식(防食) 효과는 기대할 수 없으므로 전착도장후의 천공 내식성이 특히 중요하다.

이와 같은 배경하에, 아연 도금 강판의 내식성을 향상시킨 방법으로서, 아연계 도금 상에, 화학처리(인산염 처리)에 의해 마그네슘을 함유하는 인산염 피막을 형성하는 기술이 개시되고 있다.

예를 들면, 일본 특허 공개 제89-312081호 공보에는 전기 아연 도금층상에 마그네슘을 0.1질량% 이상 함유하는 인산염 피막을 형성한 표면 처리 금속재료가 개시되고 있다. 이와 같이 인산염 피막에 마그네슘을 함유시킨 표면 처리 금속재료는 염수 분무 시험에서의 녹 발생에 대해서는 억제 효과가 인정된다. 그러나, 자동차 차체의 실제상의 부식과 결과가 잘 일치하는 복합 사이클 부식 시험을 실시하면, 천공 내식성에 대해서는 불충분한 것으로 밝혀졌다.

또한, 일본 특허 공개 제91-107469호 공보에는 전기 아연계 도금층상에 마그네슘 1 내지 7%를 함유하는 인산염 피막을 형성시킨 재료가 개시되고 있다. 그러나, 이 경우에도 인산염 피막중에 함유된 마그네슘만을 위해 염수 분무 시험에서의 녹 발생에 대해서는 억제 효과가 있지만, 자동차 차체의 실제의 부식과 결과가 잘 일치하는 복합 사이클 부식 시험에서의 천공 내식성에 대해서는 불충분하다.

또한, 일본 특허 공개 제95-138764호 공보에는 아연 함유 금속 도금층의 표면상에 아연 및 인을 중량비(아연/인) 2.504:1 내지 3.166:1로 함유하고, 또한 철, 코발트, 니켈, 칼슘, 마그네슘 및 망간으로부터 선택된 1종 이상의 금속을 0.06 내지 9.0질량% 함유하는 인산아연 복합 피막을 형성한 아연 함유 금속 도금 강판이 개시되고 있다. 그러나, 이 도금 강판은 자동차 차체 제조시의 고속 프레스 가공성에 관해서는 우수하지만, 내식성이 약하고 천공 내식성도 불충분하다.

따라서, 전술한 바와 같이, 아연계 합금 도금은 고가이다. 한편, 저가인 아연 도금을 자동차 차체에 사용하면 내식성이 문제된다. 따라서, 아연 도금의 내식성을 향상시키기 위해 여러 종류의 시험이 행해지고 있다. 그 중에서 마그네슘을 함유하는 인산염 피막을 형성시킨 기술이 개시되고 있지만, 단지 마그네슘 함량만을 억제한 인산염 피막을 아연 도금층상에 형성한 것만으로는 충분한 천공 내식성을 얻기 어렵다.

본 발명의 목적은 특히 자동차 차체로서 사용되는 아연 도금 강판에서, 다른 성능을 희생하지 않고 전착도장후의 천공 내식성이 우수한 아연 도금 강판을 염가에 제공하는 것이다.

도 1은 인산아연 피막중의 마그네슘 함량이 상이한 여러 종류의 강판에 대해 프레스 가공 시험을 행하고, 이 때 펀치 하중을 인산아연 피막중의 마그네슘 함량에 대해 좌표로 나타낸 그래프이다.

도 2의 (a) 내지 (d)는 각각 인산아연 피막중의 마그네슘, 니켈 및 망간의 함량이 상이한 4종류의 아연 도금 강판의 인산아연 피막 표면을 주사 전자 현미경(SEM; scanning electron micrograph)으로 관찰시의 이미지 화상이다.

도 3은 본 발명의 아연 도금 강판상에 형성되는 인산아연 피막중의 망간과 니켈의 함량의 적정 범위를 설명하는 그래프이다.

도 4는 본 발명의 아연 도금 강판상에 형성되는 입상의 인산아연 결정을 설명하기 위한 그림이다.

도 5는 복합 사이클 부식 시험을 나타낸 것이다.

본원의 발명자들은 상기 문제점을 해결하기 위해 검토을 거듭한 결과, 강판 표면상에 소정 부착량의 아연 도금층 및 인산아연 피막을 순차적으로 적층 형성함과 함께 인산 아연 피막중의 마그네슘, 니켈 및 망간의 함유량의 적정화를 도모하면, 다른 성능을 희생하지 않고 전착도장후의 천공 내식성을 비약적으로 향상할 수 있음을 새롭게 찾아내어 이 발명을 완성시킬 수 있었다.

즉, 본 발명은 강판 표면상에, 각 면당 부착량이 20 내지 60g/m²인 아연 도금층 및 이러한 아연 도금층 위에 각 면당 부착량이 0.5 내지 3.0g/m²인 인산아연 피막을 가지고, 상기 인산아연 피막중에 마그네슘 0.5 내지 10.0질량%, 니켈 0.1 내지 2.0질량% 및 망간 0.5 내지 8.0질량%를 함유하고, 또한 망간 및 니켈의 함량이 하기 수학식 1을 만족하는 천공 내식성이 우수한 아연 도금 강판이다:

[Ni]×7.6-10.9≤[Mn]≤[Ni]×11.4

상기 식에서,

[Mn]은 망간의 질량%이고, [Ni]는 니켈의 질량%이다.

또한, 이 아연 도금 강판은 상기 인산아연 피막중에 마그네슘 2.0 내지 7.0질량%, 니켈 0.1 내지 1.4질량% 및 망간 0.5 내지 5.0질량%를 함유하면, 천공 내식성뿐만 아니라 프레스 가공성도 향상되어 바람직하고, 또한 프레스 가공성의 향상을 중시하는 경우에는 상기 인산아연 피막의 인산아연이 2.5㎛ 미만의 긴 변을 갖는 입상 결정인 것이 좋다.

발명 실시의 형태

이하, 본 발명을 상기 발명 특정 사항에 한정한 이유를 설명한다.

1. 아연 도금층

각 면당 부착량: 20 내지 60g/m²

아연 도금층은 각 면당 부착량을 20 내지 60g/m²로 한다. 부착량이 20g/m²미만이면 천공 내식성이 불충분하고, 또한 60g/m²을 초과하면 천공 내식성은 충분하지만 대량의 아연도금을 부착시키는 것은 비용이 증가될 뿐만 아니라 프레스 가공성 및 용접성 등을 저하시키기 때문이다.

또한, 상기 아연 도금층은 공지의 전기 도금법 및 용융 도금법중 어느 도금법에 의해 형성해도 좋다.

또한, 각 도금법에 의해 형성된 아연 도금층은 아연 도금층중에 주석, 니켈, 철, 알루미늄 등이 불가피하게 불순물로서 혼입되는 것이 일반적이므로 본 발명은 이들 불순물을 불가피하게 혼입한 아연 도금층도 포함한다. 이 경우, 아연 도금층중 상기 불가피한 불순물의 각 함유량은 1질량% 이하인 것이 바람직하다.

2. 인산아연 피막

(1) 각 면당 부착량: 0.5 내지 3.0g/m²

인산아연 피막은 각 면당 부착량이 0.5 내지 3.0g/m²범위로 한다. 부착량이 0.5g/m²미만이면, 천공 내식성이 불충분하고, 또한 3.0g/m²을 초과하면 천공 내식성은 충분히 얻을 수 있지만, 피막 형성에 장시간을 요구하고 비용이 증가할 뿐만 아니라 표면이 마찰저항이 커져 프레스 가공성을 저하시키기 때문이다.

(2) 인산아연 피막중의 성분 조성

인산아연 피막중의 성분 조성은 마그네슘을 0.5 내지 10.0질량%, 니켈을 0.1 내지 2.0질량% 및 망간을 0.5 내지 8.0질량%로 하고, 동시에 [Ni]×7.6-10.9≤[Mn]≤[Ni]×11.4의 상기 수학식 1을 만족하도록 한다. 특히, 천공 내식성뿐만 아니라 프레스 가공성도 향상시킬 필요가 있는 경우에는 인산아연 피막중의 성분 조성은 마그네슘 2.0 내지 7.0질량%, 니켈 0.1 내지 1.4질량%, 망간 0.5 내지 5.0질량%로 하고, 또한 상기 수학식 1을 만족하도록 하는 것이 좋다.

이하, 상기 성분 조성을 채용하게 된 경위를 설명한다.

자동차 차체의 제조 공정에서는 프레스 가공후에 용접 등으로 짜올려진 차체를 화학처리하고, 다시 전착도장, 스프레이 도장하는 것이 일반적이지만, 부식에 의해 쉽게 천공되는 부분은 스프레이 도장이 충분히 되지 않고 이 도장에 의한 방식 작용을 기대할 수 없으므로 전착도장후의 천공 내식성이 중요하게 된다.

화학처리 및 상기 각 도장을 순차적으로 행한 아연 도금 강판이 부식 환경하에 노출되면, 부식 환경중의 수분에 의해 화학처리막이 복수(흡착수 또는 결합수를 가지게 되는 것)로 되어, 도막 블리스터(blister)가 생기기 쉽고, 그 결과 부식 진행이 빨라지는 경향이 있다. 이 때문에 자동차용 아연 도금 강판에서는 그 화학처리(인산아연) 피막중에 니켈 및 망간을 함유시켜 이 복수를 방지하고, 전착도장후의 내식성을 개선시키는 것이 일반적으로 행해지고 있다.

또한, 인산아연 피막중에 마그네슘을 함유시키면, 내식성이 향상되는 것도 알려져 있다.

본원의 발명자들은 인산아연 피막중에 마그네슘, 니켈 및 망간을 적정량 함유시킬 수 있다면 마그네슘의 내식성 향상 효과, 및 니켈 및 망간의 도막 블리스터 방지 효과 양자 모두의 상승 효과에 의해 전착도장후의 천공 내식성을 향상시킬 수 있다고 예의 검토를 행했다.

그러나, 인산아연 피막중에 소정량 이상의 마그네슘을 함유시키면, 적정량의 니켈 및 망간 등을 상기 피막중에 함유시킬 수 없게 되고, 반대로 인산아연 피막중에 소정량 이상의 니켈 및 망간을 함유시키면 적정량의 마그네슘을 상기 피막중에 함유시킬 수 없게 되었다. 따라서, 어차피 인산아연 피막중에 마그네슘, 니켈 및 망간 모두를 적정량 함유시키는 것이 현상황에서는 곤란하고, 결과적으로 충분한 천공 내식성을 얻을 수 없다는 것을 알았다.

따라서, 본원 발명자들은 인산아연 피막중의 마그네슘, 니켈 및 망간 모두를 적정량 함유시키기 위해 검토를 거듭했다. 그 결과, 마그네슘을 0.5 내지 10.0질량% 범위로 한정하면 내식성의 향상을 도모할 수 있음과 함께, 도막 블리스터 방지 효과를 발휘할 수 있는 양의 니켈 및 망간을 함유시키는 것에 성공했다. 또한, 니켈 및 망간의 함량의 적정화를 도모하는 것에 의해, 특히 전착도장후의 천공 내식성이 비약적으로 향상되는 것을 밝혀내고 본 발명을 완성한 것이다.

즉, 본 발명은 상기 인산아연 피막에, 마그네슘 함량을 0.5 내지 10.0질량%로 한정함과 함께 니켈 함량을 0.1 내지 2.0질량%, 망간 함량을 0.5 내지 8.0질량%로 하고, 동시에 망간 및 니켈 함량이 [Ni]×7.6-10.9≤[Mn]≤[Ni]×11.4을 만족하는 범위내로 한정하면 좋다. 즉, 마그네슘 함량을 0.5 내지 10.0질량%로 한정하는 것과 함께 니켈 및 망간의 함량을 도 3의 사선으로 나타낸 범위내로 제한하면 좋다.

인산아연 피막중의 마그네슘 함량을 0.5 내지 10.0질량%의 범위로 한정한 것은 마그네슘 함량이 상기 범위보다도 적으면 천공 내식성을 충분히 얻을 수 없고, 한편 상기 범위보다도 많으면 니켈 및 망간을 도막 블리스터 방지 효과를 발휘할 수 있을 정도의 양을 함유시킬 수 없기 때문에 부식환경하의 도막 블리스터가 커져 천공 내식성이 불충분하게 되기 때문이다.

한편, 인산아연 피막중의 니켈 및 망간의 함량을 상기 범위로 한정한 것은 니켈 함량이 0.1 질량% 미만 또는 망간 함량이 0.5질량% 미만이면 부식환경하의 도막 블리스터가 커져 천공 내식성을 충분히 얻을 수 없기 때문이다. 또한, 니켈 함량이 2.0질량% 초과 또는 망간 함량이 8.0질량% 초과하면 인산아연 피막중의 마그네슘 함량을 상기 적정 범위의 하한치인 0.5질량%조차 함유시키는 것이 매우 곤란하고, 결국 천공 내식성을 충분히 얻을 수 없기 때문이다.

또한, 망간 함량이 상기 수학식 1중의 ([Ni]×7.6-10.9)에 니켈 함량을 대입시킬때의 값보다도 적으면 부식환경하의 도막 블리스터가 커져 천공 내식성이 불충분하게 된다. 한편, 망간 함량이 상기 수학식 1중 ([Ni]×11.4)에 니켈 함량을 대입시킬때의 값보다도 크면 인산아연 피막중에 마그네슘을 0.5질량% 이상 함유시키는 것이 극히 곤란하고, 결국 천공 내식성을 충분히 얻을 수 없기 때문이다.

따라서, 본 발명은 인산아연 피막중에 마그네슘 0.5 내지 10.0질량%, 니켈 0.1 내지 2.0질량% 및 망간 0.5 내지 8.0질량%를 함유하고, 동시에 망간 및 니켈 함량이 [Ni]×7.6-10.9≤[Mn]≤[Ni]×11.4의 관계를 만족시키는 것을 필수의 발명 특정 사항으로 하고, 이에 의해 다른 성능을 희생하지 않고 천공 내식성을 비약적으로 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명에서, 천공 내식성의 향상에 더하여 프레스 가공성도 향상시키는것은 이러한 인산아연 피막에서 마그네슘 함량을 2.0 내지 7.0질량%로 한정하는 것과 함께 니켈 함량을 0.1 내지 1.4질량%, 망간 함량을 0.5 내지 5.0질량%로 하고, 동시에 망간 및 니켈 함량이 [Ni]×7.6-10.9≤[Mn]≤[Ni]×11.4을 만족하는 범위내로 한정하면 좋다. 즉, 마그네슘 함량을 2.0 내지 7.0질량%로 한정하는 것과 함께 니켈 및 망간 함량을 도 3의 사선 범위 및 횡선 범위 양방이 모두 겹치는 범위내로 제한하면 좋다.

본원의 인산아연 피막중의 마그네슘 함량을 2.0 내지 7.0질량%의 범위로 한정하면 인산아연 결정이 입상이고 동시에 그 결정의 크기(긴 변)가 2.5㎛ 미만으로 작아진 결과, 프레스 가공성이 비약적으로 향상된다. 그 이유는 확실하지는 않지만 인산아연 결정이 입상이고 작으면 프레스 가공시 금형과의 접촉에서 접동 마찰 저항(sliding friction)이 적어지기 때문이라고 생각된다.

또한, 상기 마그네슘 함량이 2.0질량% 미만이면 인산아연 결정이 인편상(鱗片狀)으로 되고(도 2(a), (b) 참조) 동시에 그 결정의 크기(긴 변)가 2.5㎛ 이상으로 되어 프레스 가공성의 향상 효과가 현저하게 되기 때문이고, 또한 상기 마그네슘 함량이 7.0질량%을 초과하면 인산아연 결정 자체가 깨지기 쉽고, 프레스 가공성의 향상 효과가 현저하지 않기 때문이다.

본원 발명자들은 인산아연 피막중의 마그네슘 함량이 상이한 여러 종류의 아연 도금 강판을 시험 제작하고, 이들 아연 도금 강판에 대해 100mm의 블랑크경(blank diameter)에 구멍을 뚫고, 펀치경(punch diameter): 50mmФ, 다이경(die diameter): 52mmФ, 블랑크 홀더 압(blank holder pressure): 1톤 및 펀치 속도:120mm/분의 조건하에서 프레스 가공 시험을 행하고, 프레스 가공성을 평가했다. 결과를 도 1에 나타내었다. 종축이 프레스 가공시의 펀치 하중(t)이고, 횡축이 인산아연 피막중의 마그네슘 함량(질량%)이고, 상기 펀치 하중이 작을수록 프레스 가공성이 우수한 것을 알 수 있다.

또한 도 2는 인산아연 피막중의 마그네슘 함량이 상이한 4종류의 아연 도금 강판의 인산아연 피막 표면의 SEM의 이미지 화상을 나타낸 것이다.

도 1 및 도2로부터 상기 마그네슘 함량을 2.0 내지 7.0질량%의 범위로 한정하면, 인산아연 결정의 크기(긴 변)가 2.5㎛ 미만의 작은 입상이 되고(도 2(c), (d) 참조), 프레스 가공성이 현격히 향상되는 것을 알 수 있다.

또한, 여기서 말하는 입상은 SEM의 이미지 화상으로 관찰되는 1개의 결정을 도 4와 같이 나타낼 때 짧은 변 c/긴 변 a의 비가 0.2를 초과하는 것을 의미한다.

따라서, 프레스 가공성을 더욱 향상시킬 필요가 있는 경우에는, 상기 마그네슘 함량을 2.0 내지 7.0질량%의 범위로 하는 것이 바람직하다. 이 경우, 인산아연 피막중의 니켈 함량이 1.4질량%를 초과, 또는 망간 함량이 5.0질량%를 초과하면 인산아연 결정이 인편상인 동시에 그 결정 크기가 작게 되지 않고 긴 변 2.5㎛ 이상인 채로 있기 때문에 프레스 가공성의 향상 효과를 얻기 어렵게 된다.

또한, 전술한 것은 본 발명의 실시 형태의 일례를 나타낸 것에 지나지 않고, 청구의 범위내에서 여러 종류의 변경을 가할 수 있다.

실시예

이어서, 본 발명의 실시예에 관해서 설명한다.

표 1에 나타낸 도금법에서 소정의 아연 도금 부착량의 각종 아연 도금 강판을 제조하고, 이 아연 도금 강판을 대상으로, 표 2에 나타낸 조건에서 침청법(浸淸法)에 의해 인산아연 처리를 실시했다. 수득한 인산아연 피막은 표 3에 나타낸 성상이고, 부착량, 니켈, 망간 및 마그네슘의 함량, 및 인산아연 결정의 형상 및 크기를 가진다. 또한, 인산아연 처리 전에는 필요에 따라 탈유처리(degreasing treatment)를 행한 후, 통상의 표면조정처리(surface tempering treatment)를 행했다.

인산아연 처리를 행한 아연 도금 강판은 자동차 차체 제조공정에 준해서 일본 페인트제「SD2500」으로 화학처리, 일본 페인트제「V20」양이온형 전착도장(막 두께 10㎛)을 순차적으로 행했다. 전착도장후의 샘플은 칼로 횡단으로 자른 후, 도 5의 복합 사이클 부식 시험을 행하고, 최대 부식 깊이(판 두께 감소치)를 측정하고, 이 측정치로부터 천공 내식성을 평가했다. 표 3에 이 평가 결과를 나타내었다. 또한, 표 3중의 부식 깊이의 수치는 작을수록 천공 내식성이 우수한 것을 의미하고, 본 발명은 부식 깊이 0.3mm 이하의 경우를 합격 수준으로 했다.

또한, 상기 처리 강판을 100mm 블랑크경으로 구멍을 뚫고, 펀치경 50mmФ, 다이경52mmФ에서 블랑크 홀더 압 1t, 펀치 속도 120mm/분에서 원통 프레스 가공을 행하고, 펀치 하중을 측정해서 가공성의 양부를 판정하는 표준으로 했다. 또한, 펀치 하중은 작을수록 가공성이 양호한 것을 의미하고, 본 발명은 펀치 하중이 3.4톤 이하의 경우를 프레스 가공성이 특히 우수하다고 했다. 또한, 가공면(원통 측면)의 손상 정도를 시각적으로 주시해서 「0」및「×」의 두 단계로 판정하고, 프레스 가공성을 평가했다. 이들 평가 결과를 표 3에 나타낸다. 또한, 표 3중의 「0」은 손상이 경도 이하이며 합격 수준 이상인 것을 의미하고, 또한 「×」은 손상이 중정도 이상이고 합격수준은 아닌 것을 의미한다.

아연 도금 강판

기호	아연 도금 부착량(g/m²)	도금법
EGA	23	전기 도금법
EGB	30	전기 도금법
GIA	45	용융 도금법
GIB	58	용융 도금법

인산아연 처리액 조건

PO₄ ^3-	5 내지 30g/L
Zn²⁺	0.5 내지 3.0g/L
Ni²⁺	0.1 내지 10.0g/L
Mn²⁺	0.3 내지 10.0g/L
Mg²⁺	3 내지 50g/L
NO₃ ^_	1 내지 150g/L
총 불소	0.1 내지 0.8g/L
처리 온도	40 내지 60℃

표 3의 평가 결과로부터 명백한 것과 같이, 실시예 1 내지 8은 모두 천공 내식성이 우수하고, 특히 실시예 1, 2, 4 내지 6 및 8은 프레스 가공성에 대해서도 우수하다. 한편, 인산아연 피막중의 마그네슘, 니켈 및 망간 함량의 1개 이상이 적정 범위외인 비교예 1 내지 5는 모두 천공 내식성이 합격 수준에 미치지 않는다.

본 발명에 의해, 전착도장후의 천공 내식성이 우수하고, 또한 비용면에서도 우위인 아연 도금 강판, 특히 자동차 차체로서 사용되는 아연 도금 강판을 제공하는 것이 가능하게 되었다.

또한, 인산아연 피막중의 마그네슘, 니켈 및 망간의 함량의 적정 범위를 또한 특정의 혐소한 범위로 한정하면, 천공 내식성뿐만 아니라 프레스 가공성도 우수한 아연 도금 강판을 제공하는 것이 가능하게 되었다.

Claims

강판 표면상에, 각 면당 부착량이 20 내지 60g/m²인 아연 도금층 및 이러한 아연 도금층 위에 각 면당 부착량이 0.5 내지 3.0g/m²인 인산아연 피막을 가지고, 상기 인산아연 피막중에 마그네슘 0.5 내지 10.0질량%, 니켈 0.1 내지 2.0질량% 및 망간 0.5 내지 8.0질량%를 함유하고, 또한 망간 및 니켈의 함량이 하기 수학식 1을 만족하는 아연 도금 강판:

수학식 1

[Ni]×7.6-10.9≤[Mn]≤[Ni]×11.4

상기 식에서,

[Mn]은 망간의 질량%이고, [Ni]는 니켈의 질량%이다.
제1항에 있어서,

인산아연 피막중에 마그네슘 2.0 내지 7.0질량%, 니켈 0.1 내지 1.4질량% 및 망간 0.5 내지 5.0질량%를 함유하는 아연 도금 강판.
제2항에 있어서,

인산아연 피막의 인산아연이 2.5㎛ 미만의 긴 변을 갖는 입상 결정인 아연 도금 강판.