KR20010063534A - 내 파우더링성이 우수한 후도금 합금화 용융아연도금강판의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 기존의 합금화도를 유지하면서 캐피탈감마상의 성장을 억제하고 도금부착량을 증가시킴으로써 가공성 및 내식성이 우수한 합금화 용융아연 도금 강판을 제조하는 방법을 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 강판을 아연도금욕조에 침지하여 싱크롤에 의하여 방향을 위호 향하게 하고 에어나이프로 도금부착량을 조절하며, 도금욕에서 빠져나온 강판을 합금화로에서 합금화한 후 대기중에서 냉각을 거친후 합금화 반응을 완료하는 용융아연도금강판의 제조방법에서, 상기 강판이 도금욕에서 빠져나올때 철분말 도포기를 이용하여 철분을 아직 응고되지 않은 도금층에 도포시킨 후 가스식 합금화로를 통과시키는 내파우더링성이 우수한 후도금 합금화 용융아연 도금강판의 제조방법을 제공하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이 본 발명에서 제시된 방법으로 합금화 처리를 하여 합금화 용융아연도금 강판을 제조할 경우 가공성, 도장후 내식성, 나내식성이 우수한 합금화 용융아연도금 강판을 제조할 수 있는 효과가 있는 것이다.
Description
본 발명은 후도금 합금화 용융아연 도금강판의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 도금부착량이 많고 내파우더링성이 우수한 후도금 합금화 용융아연 도금강판 제조방법에 관한 것이다.
합금화 용융아연도금강판은 연속 용융도금 공정에서 용융아연 욕조를 통과하여 아연 도금된 강판을 표면의 아연도금층이 완전히 응고하기 전에 용융아연 욕조의 직상부에 설치된 합금화 열처리로에서 도금층을 가열한 후 공기 냉각대에서 급속냉각시켜 제조하게 된다. 합금화 용융아연도금강판의 도금층은 철의 함량이 약 10 ∼12% 정도이고 철의 함량에 따라서 제타상(ζ, FeZn13), 델타상(δ, FeZn7), 캐피탈감마상(Γ, FeZn10)으로 구성되어 있으며 이들의 구성비에 따라 가공성 및 도장성이 크게 달라진다. 특히, 캐피탈 감마상의 존재는 성형시 파우더링(Powdering)을 발생시키기 때문에 최대한 억제하는 것이 바람직하다. 일반적으로 용융아연 도금강판 제조시에는 도금욕중 0.14∼0.2wt.%의 알루미늄이 포함되어 철-알루미늄-아연의 3원 합금을 이루어 소지철과 도금층의 계면에 존재함으로써 밀착성을 향상시키는 역활을 한다. 그러나 합금화 용융아연도금강판 제조시에는 아연과 철의 원활한 합금화 반응을 위하여 도금욕중의 알루미늄은 0.14wt.% 이하로 관리하게 된다.
이렇게 제조된 합금화 용융아연도금강판은 용접성과 도장후 내식성 등이 아연도금강판보다 우수하기 때문에 자동차, 가전재 등에 널리 사용되고 있으며 최근에는 자동차 외판용으로서 수요가 증가하고 있다.
그러나 합금화 용융아연도금강판은 합금화 처리시 철과 아연의 상호확산에의하여 합금화가 이루어 지기 때문에 도금부착량이 45 ∼60g/m2으로 제한된다. 이러한 도금부착량의 한계로 내식성은 아연도금강판보다 열화되고 최근 적용되고 있는 자동차 외판의 내식성 기준인 내구멍부식 5년, 전면부식 10년 요구수준을 만족하지 못하고 있다. 이러한 기준을 만족하기 위해서는 아연부착량을 증가시켜야 하는데 아연부착량을 증가시키면 캐피탈감마상의 성장으로 파우더링성이 매우 열화되어 가공시에 큰 문제점을 야기시키므로 기존의 합금화 용융아연도금강판을 제조하는 방법으로는 이러한 조건을 만족 시키기 어렵다.
이에 본 발명자는 상기한 종래의 문제점을 개선하기 위하여 연구와 실험을 행하고 그 결과에 근거하여 본 발명을 제안하게 된 것으로서 본 발명은 기존의 합금화도를 유지하면서 캐피탈감마상의 성장을 억제하고 도금부착량을 증가시킴으로써 가공성 및 내식성이 우수한 합금화 용융아연 도금 강판을 제조하는 방법을 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 강판을 아연도금욕조에 침지하여 싱크롤에 의하여 방향을 위호 향하게 하고 에어나이프로 도금부착량을 조절하며, 도금욕에서 빠져나온 강판을 합금화로에서 합금화한 후 대기중에서 냉각을 거친후 합금화 반응을 완료하는 용융아연도금강판의 제조방법에서, 상기 강판이 도금욕에서 빠져나올때 철분말 도포기를 이용하여 철분을 아직 응고되지 않은 도금층에 도포시킨 후 가스식 합금화로를 통과시키는 내파우더링성이 우수한 후도금 합금화 용융아연 도금강판의 제조방법을 제공하는 것을 특징으로 한다.
도 1은 종래기술에 관한 합금화 처리방법의 장치를 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 관한 합금화 처리방법의 장치를 도시한 도면.
* 도면부호의 간단한 설명
1 : 강판 2 : 도금조
3 : 용융아연 4 : 싱크롤
5 : 에어나이프 6 : 가스식 합금화로
7 : 상부롤(Top roll) 8 : 철분 도포기
이하 본 발명을 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다.
본 발명은 소지철이 도금욕으로부터 빠져 나올때, 도금된 강판표면에 미세한 철분말을 도포시킴으로써 합금화시 아연과 반응하는 철의 확산을 철의 소지철 뿐만 아니라 도금층 표면에 있는 철분에서도 일어나게 하여 도금층 표면이 제타상(ζ,FeZn13)과 델타상(δ, FeZn7)으로만 이루어지게 하는 합금화 용융아연 도금강판의 제조방법에 관한 것이다.
도 1에 종래기술에 관한 방법과 본 발명에 기인한 발명예를 나타내었다.
먼저, 종래의 합금화 처리방법은 강판(1)이 아연도금욕조(2)속으로 들어가면싱크롤(4)에 의하여 방향이 위로 향하게 되고 에어나이프(5)로 도금부착량을 조절하게 된다. 도금욕에서 빠져나온 강판은 합금화로(6)에서 합금화 되어 합금화로를 빠져나오게 되고 대기중에서 약간의 냉각을 거친후 톱롤(7)에 의하여 방향이 바뀌게 되고 합금화 반응이 완료된다.
그러나, 본 발명에서 종래의 합금화 과정은 동일하지만 강판(1)이 도금욕으로부터 빠져나올때 철분말도포기(8)로 철분이 응고되지 않은 도금층에 도포시키고 가스식 합금화로(6)를 통과시킨다. 이대 철분말의 분산은 0.5 ∼5 kg/cm2의 압력으로 철분말을 도포하여준다. 철분말의 분산압력을 한정한 이유는 0.5kg/cm2이하이면 도포량이 적어 도금층위에 철분말의 층을 형성하지 못하여 합금화 반응이 적절히 일어나지 못하고 5kg/cm2이상이면 압력의 증대로 철분분말이 도금층을 지나 소지철까지 도달하기 때문에 합금화 반응시 캐피탈거감마상(Γ, Fe3Zn10)이 과도하게 발달되어 powdering성을 저해한다.
이하 실시예를 통하여 본 발명을 상세히 설명한다.
(실시예)
응용아연도금강판을 합금화 처리하기전 철분분말을 도포하고 합금화 처리를 하여 합금화 용융아연도금강판을 제조하였다. 제조방법은 도금욕 중의 Al은 0.12∼0.15wt.%, 합금화 처리시간은 15초, 도금부착량은 100g/m2으로 하였다.
상기와 같이 합금처리된 시편에 대하여 가공성, 도장성, 도장후 내식성, 내식성 등을 평가하고 그 결과를 표 1에 나타내었다.
| 구분 | 철분분산압력(kg/cm2) | Fe 함량 | 합금화온도 | 도장후내식성 | 가공성(P/I) | 나내식성(시간) | 비고 | |
| 발명예 | 1 | 0.5 | 10.2 | 520 | ◎ | 1 | 72 | 철분말사용 |
| 2 | 0.7 | 10.5 | 515 | ◎ | 1 | 72 | ||
| 3 | 1.0 | 10.7 | 510 | ◎ | 1 | 72 | ||
| 4 | 1.5 | 10.8 | 510 | ◎ | 1 | 72 | ||
| 5 | 2.0 | 11.0 | 510 | ◎ | 1 | 72 | ||
| 6 | 2.5 | 11.2 | 505 | ◎ | 1 | 72 | ||
| 7 | 3.0 | 11.4 | 505 | ◎ | 1 | 72 | ||
| 8 | 3.5 | 11.5 | 505 | ◎ | 1 | 72 | ||
| 9 | 4.0 | 11.8 | 500 | ◎ | 1 | 72 | ||
| 10 | 5.0 | 12.1 | 500 | ◎ | 1 | 72 | ||
| 비교예 | A | 0.2 | 13.1 | 540 | ◎ | 3 | 72 | GA |
| B | 0.4 | 12.8 | 530 | ◎ | 4 | 72 | ||
| C | 5.5 | 12.5 | 500 | △ | 5 | 72 | ||
| D | 7.0 | 13.0 | 500 | △ | 5 | 72 | ||
| E | " | 14 | 560 | △ | 5 | 72 | 철분말미사용 |
표 1에서의 가공성, 도장후 내식성, 내식성에 대한 시험방법 및 평가방법은 다음과 같다.
가공성: 가공성은 파우더링성을 평가하여 파우더링지수(P/I)로 나타었다.
(양호 1 ←P/I → 5 불량)
도장후 내식성: 전착도장을 행한후 도장표면에 X자형의 흠집을 낸 후 JIS Z-2371의 방법으로 240시간 염수분무시험을 행하였다. 시험이 끝난 후 도장시편의 블리스터(Blister) 발생정도를 평가하였다.
(◎:우수 , △: 보통 , ×: 불량)
나내식성: JIS Z-2371의 염수분무시험으로 시편전체에 적녹이 발생될때까지의 시간을 측정하였다.
표 1에서와 같이 본 발명에 부합되는 발명재(1∼10)는 가공성이 우수하고 나내식성이 기존의 합금화 용융아연도금강판보다 훨씬 우수하며 도장후 내식성도 우수함을 알 수 있다. 이는 도금층에 제타상과 델타상의 존재로 가공성이 향상되었기 때문이다. 반면에 철분말을 도포하였을 경우에도 분산압이 0.5kg/cm2이하일 경우(A,B) 도금층 표층에 철분말이 제대로 분포되지 않기 때문에 캐피탈 감마상의 형성이 크게 나타난다. 이로 인하여 가공성이 열화되는 문제점이 있다. 5kg/cm2이상의 고압으로 도포시켰을 경우(C,D)에는 도금층 표층에 존재하여할 철분말이 도금층을 침투하여 소지철까지 분포하기 때문에 나내식성, 도장후 내식성은 철분말을 도포하여 제조된 합금화 용융아연도금강판과 동등수준의 특성을 나타낸다.
또한, 철분말을 사용하지 않고 기존의 방법으로 사용하였을 경우 도금부착량을 100g/m2이상 제조하는 것은 불가능하였고 100g/m2이상 부착시키더라도 합금화 온도가 560℃이상으로 상당히 증가한다. 또한 캐피탈 감마상의 발달로 가공성이 상당히 열화되는 단점이 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에서 제시된 방법으로 합금화 처리를 하여 합금화 용융아연도금 강판을 제조할 경우 가공성, 도장후 내식성, 나내식성이 우수한 합금화 용융아연도금 강판을 제조할 수 있는 효과가 있는 것이다.
Claims (2)
- 강판을 아연도금욕조에 침지하여 싱크롤에 의하여 방향을 위호 향하게 하고 에어나이프로 도금부착량을 조절하며, 도금욕에서 빠져나온 강판을 합금화로에서 합금화한 후 대기중에서 냉각을 거친후 합금화 반응을 완료하는 용융아연도금강판의 제조방법에서, 상기 강판이 도금욕에서 빠져나올때 철분말 도포기를 이용하여 철분을 아직 응고되지 않은 도금층에 도포시킨 후 가스식 합금화로를 통과시키는 것을 특징으로 하는 내파우더링성이 우수한 후도금 합금화 용융아연 도금강판의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 철분말 도포기를 이용한 철분말의 도포는 0.5∼5 kg/cm2의 압력으로 도포시키는 것을 특징으로 하는 내파우더링성이 우수한 후도금 합금화 용융아연 도금강판의 제조방법.
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