KR20020077412A - 도금층 중 합금상의 정량방법 및 합금화 용융아연도금강판의 슬라이딩성 평가방법 - Google Patents
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Abstract
도금층 중에 복수 종류의 합금상을 갖는 도금피복 금속재를 애노드로 하여, 베이스 금속재의 침지전위 및 각 합금상의 침지전위에 기초하여 정한 복수의 전위 각각에서 도금층 중 합금상을 정전위 전해하고, 각 전해전위의 범위내에서 흐른 전기량에 기초하여 도금층 중 각 합금상의 상별 정량을 행하는 도금층 중 합금상의 정량방법.
Description
도금피복 금속재의 도금층으로는 금속 단상의 도금층과 복수 종류의 합금상을 갖는 도금층이 있다.
특히, 복수 종류의 합금상을 갖는 도금제품에 있어서는, 제품의 여러 특성은 합금상의 조성 및 양에 크게 영향을 받는다고 알려져 있다.
따라서 금속상의 제어가 도금특성의 향상을 위해 필요불가결하다.
표면처리강판 중에서도 생산량이 많은 합금화 용융아연도금 강판의 도금층은 Zn 과 Fe 의 합금상을 가지며, 복수 종류의 합금상을 갖는 도금층의 대표예이다.
또한, 상기한 합금화 용융아연도금 강판에 있어서, 도금의 여러 특성에 크게 영향을 주는 합금상은 Zn 과 Fe 의 합금상(ξ상, δ1상, Γ상)이다. 특히 ξ상은 자동차 차체 녹방지 강판으로서 바람직한 합금화 용융아연도금 강판의 슬라이딩성에 큰 영향을 주는 것이다.
도금 강판의 합금상 구조의 해석에는 물리적 수법으로서 강판 단면의 광학현미경 또는 주사 전자현미경에 의한 관찰이 일반적으로 사용되고 있다(니시무라 아키히코, 이나가키 준이치, 나카오카 가즈히데 : 철과 강, 8,101(1986)).
이러한 관찰에 의하면, 각 합금상의 발달 정도를 정성적으로 알 수 있고, 또한 각 상의 평균두께의 데이터를 정량적으로 얻을 수도 있으나, 시료의 제작이나 관찰이 번잡하다는 것이 문제이다.
또, 최근 도금 제품에 기대되는 특성이 높아짐에 따라 도금특성에 악영향을 미치는 미소량의 합금상이 문제시되고 있다.
즉, 합금화 용융아연도금 강판의 경우 ζ상이나 Γ상의 생성을 억제할 필요가 있으나, 이들 미소량의 합금상을 식별하는 것은 곤란하다.
한편, X 선 회절법을 이용하여 각 합금상의 회절강도와 도금의 여러 특성을 관계지으려는 검토가 행해져 온라인 측정에 대한 응용이 추구되고 있다.
즉, 합금화 용융아연도금 강판에 있어서, 각 합금상의 X 선 회절강도와 도금강판 가공시의 슬라이딩성이나 내파우더링성의 관계가 보고되었고(야마다 마사토, 마스코 아키, 하야시 도시오, 마츠우라 나오키 : 재료와 프로세스, 3,591(1990)), 또한 X 선 회절의 온라인 측정에 대한 응용이 보고되어 있다(가와베 준지, 후지나가 다다오, 기무라 하지메, 오시바 가즈야, 아베 다다히로, 다카하시 도시오 : 가와사키 제철 기보, 18,129(1986)).
그러나, 이들 방법은 각 합금상의 절대량을 직접 구하는 수법이 아니어서, 각 합금상을 정량하기 위해서는 각 합금상의 함유량이 이미 알려진 표준시료를 사용하여 검량선을 작성해서 표준시료와의 강도비로부터 함유량을 산출할 필요가 있다.
즉, 예컨대 합금화 용융아연도금 강판에서의 미소량의 ζ상이나 Γ상의 정량에 있어서는, ζ상이나 Γ상의 함유량이 이미 알려진 표준시료가 없으면 측정할 수 없다.
한편, 화학적 수법으로는 정전류 애노드 전해법(전해박리법)이 사용되고, 이 방법에서는 시간-전위곡선을 사용하여 각 상에 대응하는 전위 평탄부의 시간을 측정하여 전기량으로부터 각 도금합금상의 두께를 구한다(S.C. Britton : J.Inst.Metals, 58,211(1936)).
그러나, 상기 방법의 경우, ζ상이나 Γ상이 적은 합금화 용융아연도금 강판에서는 전위의 변곡점(각 상의 전해종점)이 불명료하여 ζ상이나 Γ상과 같이 미소량인 상의 정량은 곤란하다.
또, 이 방법의 경우, 도금층에서의 각 합금상의 균일한 용해가 곤란하다.
또한, 상기한 방법을 합금화 용융아연도금 강판에 적용하는 경우, 철농도가 높은 Γ상이 잔사물로서 잔존하기 때문에 평탄부의 용해시간을 그대로 도금두께로 환산하는 것에 문제가 있다고 보고되어 있다(구로사와 스스무 : 표면기술, 45,234(1994)).
또, 시료의 표면상태에 의해 시간-전류곡선의 형상이 변동되어 도금 최표면에 미소량 존재하는 합금상, 예컨대 합금화 용융아연도금 강판의 ζ상의 정량은 더욱 곤란하였다.
본 발명은 도금피복 금속재의 도금층 중 합금상(합금화 용융아연도금 강판을 예로 하면 ξ상, δ1상, Γ상이 해당된다)의 정량방법 및 슬라이딩성 평가방법에 관한 것이다.
도 1 은 본 발명 방법에서 얻은 합금상 : ζ상의 정량치(ζ상의 두께)와 X 선 회절강도(d=1.26Å)의 관계를 나타내는 그래프(검량선)이다.
도 2 는 본 발명 방법에서 얻은 합금상 : Γ상의 정량치(Γ상의 두께)와 X 선 회절강도(d=2.59Å)의 관계를 나타내는 그래프(검량선)이다.
도 3 은 실시예에서 사용한 전해장치를 나타내는 종단면도(a) 및 모식도(b)이다.
도 4 는 합금화 용융아연도금 강판의 도금층 정전위 전해시의 시간-전류곡선의 일례를 나타내는 그래프이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
1 : 전해장치2 : 시료
3 : 백금 링(대극)4 : 포화 칼로멜 전극
5 : 백금선6 : 전해액
7 : 참조전극
(발명을 실시하기 위한 가장 좋은 형태)
이하, 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명자들은 상기한 과제를 해결하기 위해 예의검토한 결과, 복수 종류의 합금상을 갖는 도금피복 금속재의 각 합금상 각각이 도금층의 두께방향에서 분리되어 존재하는 합금상의 구조를 이용하여 각 합금상만을 선택적으로 용해할 수 있는 전위로 전해하여, 그 때 흐르는 전기량으로부터 각 합금상을 정량하는 것이 가능하다는 것을 알아내어 본 발명에 이르렀다.
즉, 예컨대 합금화 용융아연도금 강판의 경우, ζ상, δ1상, Γ상 각각의 합금상만을 선택적으로 용해할 수 있는 전위로, 차례로 정전위 전해하고 각 합금상을 용해하여 각 전위에서 흐르는 전기량을 측정함으로써, 각각의 합금상을 매우 정밀하게 정량하는 것이 가능하다는 것을 알아내었다. 실제로 어떤 합금상을 선택적으로 정전위법에 의해 전기분해하는 경우, 적용 가능한 전해전위는 어느 정도의 전위 폭을 가지고 있다. 따라서, 실제 정전위 전해에서는 어떤 합금상에 대응해서 어떤 전해전위의 범위가 존재한다.
또한 본 발명자들은 여러 가지 슬라이딩성을 갖는 합금화 용융아연도금 강판의 ζ상의 전해거동을 조사하였다. 그 결과, 전해가 종료될 때까지의 합계 전기량(전류밀도×시간)이 일정량 이하인 합금화 용융아연도금 강판은 슬라이딩성이 양호하다는 것을 알아내었다.
즉, 제 1 발명은 도금층 중에 복수 종류의 합금상을 갖는 도금피복 금속재를 애노드로 하여, 베이스 금속재의 침지전위 및 각 합금상의 침지전위에 기초하여 정한 복수의 전위 범위 각각에 있어서 도금층 중 합금상을 정전위 전해하여 각 전해전위 범위내에서 흐른 전기량에 기초하여 도금층 중 각 합금상의 상별 정량을 행하는 도금층 중 함금상의 정량방법이다.
또, 상기한 침지전위는 전해액에 금속을 침지한 경우의 그 금속의 포화 칼로멜 전극에 대한 전위를 나타내며, 상기한 복수의 전위 범위로는 베이스 금속재의 침지전위와 함금상의 침지전위 간의 전위 및 각 합금상의 침지전위 간의 전위를 선택할 수 있다.
상기한 제 1 발명에 있어서는, 상기 복수 종류의 합금상 각각이 도금층 중에서 혼합되는 일 없이 각각의 합금상이 도금층의 두께방향에서 분리되어 존재하는 복수 종류의 합금상인 것이 바람직하다.
이는, 복수 종류의 합금상이 상기한 구조를 갖는 경우, 각 합금상을 선택적으로 용해할 수 있는 전위(이하, 용해전위라 한다)에서 각 합금상을 도금층의 표면층으로부터 베이스 금속재를 향해 각각 별개로 정전위 전해할 수 있어 각 합금상을 상별로 정량하는 것이 가능하기 때문이다.
또, 상기한 복수의 전위 범위로서 베이스 금속재의 침지전위와 베이스 금속재의 표면 합금상(즉 베이스 금속재의 바로 위에 형성되어 베이스 금속재에 직접 접촉하고 있는 합금층)의 침지전위와의 사이의 전위 및 각각이 직접 접하는 각 합금상의 침지전위 사이의 전위를 선택할 수 있다.
본 발명자들은 제 1 발명에 기초하여 다시 다음의 지견을 얻었다. 즉, 합금화 용융아연도금 강판을 애노드로 하여, 황산아연-염화나트륨 수용액 중에서도금층 중 합금상인 ζ상, δ1상 및 Γ상을, (A) 전위 : -940∼-920mV vs SCE, (B) 전위 : -900∼-840mV vs SCE 및 (C) 전위 : -830∼-800mV vs SCE 각각의 전위 범위내에서 또한 그 순서로 전해하여 상기 (A), (B) 및 (C) 각각의 전위에서 흐른 전기량에 기초하여 상기 ζ상, δ1상 및 Γ상을 상별로 정량하는 방법을 개발하였다. 즉, 상기한 제 2 ∼ 4 발명이다.
이는, 합금화 용융아연도금 강판에서는 δ1상의 형성 및 ζ상, Γ상의 억제가 필요하기 때문이다.
상기한 제 2 ∼ 4 발명에서는, 합금화 용융아연도금 강판 등의 도금피복 금속재를 애노드로 하여 전해전위를 도금층 중 합금상의 종류에 따라 적절히 설정하여 전해로 소정 합금상을 선택적으로 용해한다.
또한, 상기한 조작에 있어서, 소정의 합금상을 선택적으로 정전위 전해하는데 적용가능한 전해전위의 범위내(: 용해 전위의 범위내)에서 정(正)의 전류가 흐르지 않게 될 때까지의 전기량을 측정한다.
즉, 예컨대 합금화 용융아연도금 강판의 경우, 도금강판을 애노드로 하여 황산아연-염화나트륨 수용액 중에서 ζ상을 (A) 전위 : -940∼-920mV vs SCE 의 범위내에서 전해하여, 정의 전류가 흐르지 않게 된 후, δ1상을 (B) 전위 : -900∼-840mV vs SCE 의 범위내에서 전해하고, 정의 전류가 흐르지 않게 된 후, Γ상을 (C) 전위 : -830∼-800mV vs SCE 의 범위내에서 정의 전류가 흐르지 않게 될 때까지 전해한다.
또, 상기 전위가 각 전위의 범위 밖인 경우는 소정 합금상의 용해가 불충분해지거나 각 합금상의 선택적인 용해를 하는 것이 곤란해진다.
다음으로, 각각의 전위(: 소정 합금상을 선택적으로 정전위 전해하는데 적용가능한 전해전위의 범위내)에서 흐른 전기량 및 각 합금상 용해에 필요한 전기화학당량에 기초하여 ζ상, δ1상 및 Γ상의 존재량을 산출한다.
또, 얻은 산출치 및 도금강판의 표면적에 기초하여, 도금강판 단위면적당 합금상의 부착량을 구하거나 또는 얻은 산출치, 도금강판의 표면적 및 각 합금상의 밀도에 기초하여 각 합금상의 두께를 구한다
즉, 합금화 용융아연도금 강판의 경우, 하기 식(1), (2)에 의해 ζ상, δ1상 및 Γ상의 존재량을 산출하여, 합금상(합금) i (: i=ζ상 또는 δ1상 또는 Γ상)의 부착량 : Xi및 두께 : Yi를 구할 수 있다.
Xi(g/㎡)=〔C/F〕×〔M/2〕×〔10000/A〕………(1)
Yi(㎛)=〔C/F〕×〔M/2〕×〔10000/(ρ×A)〕×10-6………(2)
또, 상기 식(1), (2) 중,
C : 합금상 i 의 용해에 요구된 전기량(C)
F : 패러데이 정수 = 96485(C/mol)
M/2 : 합금 i 의 평균당량(g/mol)
A : 용해한 시료면적(㎠)
ρ: 합금 i 의 밀도(g/m3)
전해는 적절히 선택한 전해질 용액중에서 행하면 되고, 합금화 용융아연도금 강판의 경우는 황산아연-염화나트륨 수용액을 사용하는 것이 바람직하다.
이는, 황산아연-염화나트륨 수용액을 사용함으로써 ζ상, δ1상, Γ상 각 상의 침지전위의 차가 커지고 각 합금상의 선택적인 용해가 용이해지기 때문이다. 또, 황산아연-염화나트륨 수용액은 도금층에 대한 화학용해작용이 작고, 전해시에 도금층 표면에 생성되는 산화피막 등의 영향을 받기 어렵다는 이점도 있다. 이러한 효과를 충분히 얻기 위해서는 황산아연 농도는 1∼50 mass%, 염화나트륨 농도는 1∼30 mass% 로 하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 전해에서 흐른 전기량 및 합금상 용해에 필요한 전기화학당량에 기초하여 직접, 합금상을 정밀하게 정량할 수 있다.
그리고, 본 발명에 의하면 합금상을 직접 정밀하게 정량할 수 있기 때문에 표준시료의 각 합금상을 본 발명의 방법으로 정량하여, 얻은 정량치와 X 선 회절법에 의한 회절강도의 검량선을 작성하여, 이 검량선 및 X 선 회절장치를 사용해 온라인으로 합금상을 정량할 수 있다.
또, 제 5 발명은, 합금화 용융아연도금 강판을 애노드로 하여, 황산아연-염화나트륨 수용액 중에서 전위 : -940∼-920mV vs SCE의 전위 범위내에서 정전위 전해를 행하여, 흐른 전기량에 의해 슬라이딩성이 양호한 합금화 용융아연도금 강판으로서 평가하는 것을 특징으로 하는 합금화 용융아연도금 강판의 슬라이딩성 평가방법이다.
정전위 전해했을 때, 흐른 전기량이 일정량 이하이면, 슬라이딩성을 평가하는 각종 시험에서 양호한 특성을 얻을 수 있다. 슬라이딩성을 평가하는 시험으로는 바닥이 편평한 원통컵 드로잉 시험을 들 수 있다. 정전위 전해는 황산아연-염화나트륨계의 전해액 중에서, 도금판(합금화 용융아연도금 강판)을 애노드로 하여 포화 칼로멜 전극에 대한 전위가 -940mV 내지 -920mV에서 행한다. 전위를 -940mV 내지 -920mV으로 하는 이유는, 합금화 용융아연도금층 중 슬라이딩성에 대한 영향이 큰 부분을 선택적으로 전해하여 정량하기 위해서이다. 황산아연-염화나트륨계의 전해액 중에서 전해하는 것은, 도금층의 화학용해작용이 작고 표면에 생성되는 산화피막 등의 영향을 받기 어렵기 때문이다. 또한, 전해액을 변경하는 경우는 전해액의 변경에 따라 합금화 용융아연도금 강판 중 슬라이딩성에 대한 영향이 큰 부분을 선택적으로 전해할 수 있는 전위가 변화하기 때문에 예비실험에 의해 확인해 둘 필요가 있다.
상기한 제 5 발명의 제 1 의 바람직한 태양인 제 6 발명은, 제 5 발명의 슬라이딩성 평가방법에 있어서, 전기량이 0.5 C/㎠ 이하인 것을 특징으로 하는 합금화 용융아연도금 강판의 슬라이딩성 평가방법이다. 전기량이 0.5 C/㎠ 이하인 것을 슬라이딩성이 양호하다고 판단한 경우, 바닥이 편평한 원통컵 드로잉 시험에서의 슬라이딩성 평가에서 양호한 슬라이딩성을 가진다고 판단한 경우와 동등한 판단을 얻을 수 있다. 보다 양호한 슬라이딩성을 갖는 합금화 용융아연도금 강판을 평가선별하는 경우는 0.5 C/㎠ 이하를 가지고 있어, 슬라이딩성이 양호하다고판단하면 된다.
상기한 제 5 발명의 제 2 의 바람직한 태양 및 제 6 발명의 바람직한 태양은 전류밀도가 5 ㎂/㎠ 가 되는 시점을 전해조작의 종점으로 하는 것을 특징으로 하는 합금화 용융아연도금 강판의 슬라이딩성 평가방법이다. 전류밀도가 5 ㎂/㎠ 가 되는 시점까지 전해를 계속하면, 실질적인 전기량의 측정결과로서 슬라이딩성 평가에 적용할 수 있다. 오히려 전류밀도가 5 ㎂/㎠ 를 초과한 전기량 측정은 비용의 증대뿐만 아니라 의도하지 않은 전해반응에 관한 전기량을 측정하게 되어, 결국에는 잘못된 전기량의 측정결과를 나타낼 가능성이 커진다.
(발명의 개시)
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하여 도금층 중 합금상을 직접 정밀하게 정량하는 것이 가능한 도금피복 금속재의 도금층 중 합금상(합금화 용융아연도금 강판을 예로 하면 ζ상, δ1상, Γ상이 해당된다)의 정량방법 및 합금화 용융아연도금 강판의 슬라이딩성 평가방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
제 1 발명은, 도금층 중에 복수 종류의 합금상을 갖는 도금피복 금속재를 애노드로 하여, 베이스 금속재의 침지전위 및 각 합금상의 침지전위에 기초하여 정한 복수의 전위 범위 각각에서 도금층 중 합금상을 정전위 전해하고, 각 전해전위의 범위내에서, 흐른 전기량에 기초하여 도금층 중 각 합금상의 상별 정량을 행하는 것을 특징으로 하는 도금층 중 합금상의 정량방법이다.
제 2 발명은, 합금화 용융아연도금 강판을 애노드로 하여, 황산아연-염화나트륨 수용액 중에서 전위 : -940∼-920mV vs SCE 의 전위 범위내에서 정전위 전해를 행하여, 흐른 전기량에 기초하여 도금층 중 ζ상을 정량하는 것을 특징으로 하는 합금화 용융아연도금 강판의 도금층 중 ζ상의 정량방법이다.
제 3 발명은, 합금화 용융아연도금 강판을 애노드로 하여, 황산아연-염화나트륨 수용액 중에서 전위 : -940∼-920mV vs SCE 의 전위 범위내에서 정전위 전해를 행하여, 흐른 전기량에 기초하여 도금층 중 ζ상을 정량하고, 계속해서 상기 애노드인 합금화 용융아연도금 강판을 전위 : -900∼-840mV 의 전위 범위내에서 정전위 전해를 행하여, 흐른 전기량에 기초하여 도금층 중 δ1상을 정량하는 것을 특징으로 하는 합금화 용융아연도금 강판의 도금층 중 ζ상 및 δ1상의 정량방법이다.
제 4 발명은, 합금화 용융아연도금 강판을 애노드로 하여, 황산아연-염화나트륨 수용액 중에서 전위 : -940∼-920mV vs SCE 의 전위 범위내에서 정전위 전해를 행하여, 흐른 전기량에 기초하여 도금층 중 ζ상을 정량하고, 계속해서 상기 애노드인 합금화 용융아연도금 강판을 전위 : -900∼-840mV 의 전위 범위내에서 정전위 전해를 행하여, 흐른 전기량에 기초하여 도금층 중 δ1상을 정량하고, 계속해서 상기 애노드인 합금화 용융아연도금 강판을 전위 : -830∼-800mV 의 전위 범위내에서 정전위 전해를 행하여, 흐른 전기량에 기초하여 도금층 중 Γ상을 정량하는 것을 특징으로 하는 합금화 용융아연도금 강판의 도금층 중 ζ상, δ1상 및 Γ상의 정량방법이다.
제 5 발명은, 합금화 용융아연도금 강판을 애노드로 하여, 황산아연-염화나트륨 수용액 중에서 전위 : -940∼-920mV vs SCE 의 전위 범위내에서 정전위 전해를 행하여, 흐른 전기량이 일정량보다 적은 것을 슬라이딩성이 양호한 합금화 용융아연도금 강판으로 하는 것을 특징으로 하는 합금화 용융아연도금 강판의 슬라이딩성 평가방법이다.
상기한 제 5 발명에 있어서는, 전기량이 0.5 C/㎠ 이하인 것이 바람직하며,또한 전류밀도가 5 ㎛/㎠ 이 되는 시점을 전해조작의 종점으로 하는 것이 바람직하다.
또한, 전위의 단위로서 기재한 vs SCE 는 포화 칼로멜 전극에 대한 전위를 나타낸다.
이하, 본 발명을 실시예에 기초하여 더 구체적으로 설명한다.
<실시예 1>
본 실시예에 있어서는, 합금화 용융아연도금 강판의 각 합금상(: ξ상, δ1상, Γ상)을 정전위 전해로 상별로 정량하였다.
합금화 용융아연도금 강판의 시료로는 15㎜φ의 원형시료를 사용하여 그 시료의 편면을 부식시험용 테이프로 실링하여 측정에 제공하였다.
또, 시료로서 제조조건이 상이한 3 종류의 합금화 용융아연도금 강판의 시료(시료 A, 시료 B, 시료 C)를 사용하여 각 시료에 관하여 ξ상, δ1상 및 Γ상의 두께를 각 3 회 측정하였다.
도 3 에 측정에 사용한 전해장치를 종단면도(a) 및 모식도(b)에 의해 나타낸다.
도 3 에 있어서, 부호 1 은 전해장치, 2 는 시료, 3 은 백금 링(대극), 4 는 포화 칼로멜 전극, 5 는 백금선, 6 은 전해액, 7 은 참조전극(RE : Reference Electrode)을 나타낸다.
전해액으로는 10% ZnSO4-20% NaCl 수용액 : 50㎖를 사용하였다.
또한, 도 3 에 나타낸 바와 같이 참조전극으로는 포화 칼로멜 전극, 대극으로는 백금을 이용하였다.
ξ상의 용해는 전위 : -930mV vs SCE, δ1상의 용해는 전위 : -860mV vs SCE, Γ상의 용해는 전위 : -825mV vs SCE에서 그 순서에 따라 동일 시료에 대하여 각각의 전위에서 정의 전류가 흐르지 않게 될 때까지의 전기량을 측정하였다.
도 4 에 상기 측정에서 얻은 시간-전류곡선을 나타낸다.
또한, 표 1 에 각 합금상의 용해에 필요한 전기량과 각 합금상 용해에 필요한 전기화학당량에 기초하여 상기한 식(2)로 산출한 각 합금상의 두께 및 동일 시료에 관한 두께의 표준편차 : σ를 나타낸다.
상기한 식(2)에서의 M/2, A, ρ는 하기와 같다.
M/2 :
ξ상 : 32.2, δ1상 : 32.2, Γ상 : 31.9 (g/mol)
A : 1.77(㎠)
ρ:
ξ상 : 7.18×106, δ1상 : 7.25×106, Γ상 : 7.36×106(g/㎥)
표 1 에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 의하면 도금층 중 합금상이 미량인 경우에도 동일 시료에서의 정량치의 표준편차 : σ가 매우 작아, 합금상을 직접 정밀하게 정량하는 것이 가능하다는 것을 알았다.
<실시예 2>
제조조건이 상이한 6 종류의 합금화 용융아연도금 강판의 시료를 사용하여 상기한 실시예 1 과 동일한 본 발명 방법으로 합금화 용융아연도금 강판의 합금상 ξ상, Γ상을 정량하여 합금상의 두께를 산출하였다.
또한, 상기한 시료와 동일한 로트의 6 종류의 합금화 용융아연도금 강판을 사용하여, X 선 회절장치에 의해 합금상 : ξ상, Γ상의 X 선 회절강도(ξ상 : d=1.26Å, Γ상 : d=2.59Å)를 측정하였다.
다음으로, 상기한 본 발명 방법으로 얻은 정량치(합금상의 두께)와 X 선 회절강도의 검량선을 작성하였다.
도 1 및 도 2에 상기에서 얻은 검량선을 나타낸다.
도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명 방법으로 얻은 합금상의 정량치와 X 선 회절강도는 양호한 상관관계를 가진다는 것을 알았다.
또, 상기 결과로부터 본 발명 방법에 기초하여 얻은 검량선 및 X 선 회절장치를 사용하여 온라인으로 합금상의 정량을 정밀하게 행할 수 있다.
<실시예 3>
공시재로 할 합금화 용융아연도금 강판을 다음과 같은 방법으로 제작하였다.
극저탄소강의 공시재를 전로에서 용제한 후 연속주조에 의해 슬래브로 하였다. 이 슬래브를 슬래브 가열 온도 1150∼1250℃로 하고, 열연공정의 최종 마무리 온도를 920℃로 하여 550℃에서 권취하였다. 3.2㎜ 두께의 열연판 코일을 제조하여, 산세척으로 흑피를 제거한 후, 냉간압연하여 0.8㎜ 두께의 냉연판으로 하였다. 이 강판을 연속 용융아연도금라인에서 소둔온도 790∼830℃에서 도금 원판으로 하였다. 도금욕에의 침입 판온도는 460∼470℃, 도금욕의 욕온도는 460∼470℃, 합금화 온도는 490∼530℃로 하였다. 편면의 도금 부착량은 40∼50 g/㎡으로 하여, 양면의 도금 부착량을 동일해지도록 제조하였다.
상기와 같이 제작한 합금화 용융아연도금 강판을 15㎜φ의 원형으로 펀칭한 후 -930mV vs SCE로 정전위 전해하였다. 전해액에는 20 mass% 황산아연-10 mass% 염화나트륨 수용액을 이용하였다. 전류밀도가 5 ㎂/㎠ 이하가 될 때까지 전해하여 전해개시때부터 흐른 전기량을 측정하였다. 전해에 필요한 시간은 10∼20분 정도였다.
상기한 전기량을 측정한 합금화 용융아연도금 강판에 대하여 슬라이딩성의 평가를 행하였다. 합금화 용융아연도금 강판에는 1.5 g/㎡의 통상적인 녹방지 오일을 도포한 후, 33㎜φ의 바닥이 편평한 원통컵 드로잉 시험을 행하여 한계 드로잉비를 구하였다. 한계 드로잉비는 평점 숫자가 작을수록 양호한 슬라이딩성을 나타낸다. 한계 드로잉비 2.0% 이상 …1, 1.9∼2.0% …2, 1.8∼1.9% …3, 1.7∼1.8% …4, 1.7% 이하 …5 와 같이 평점을 정하여 결과를 표 2 에 나타낸다.
전기량 0.5 C/㎠ 이하의 도금강판은 모두 슬라이딩성이 「평가 3」이하로 양호한 슬라이딩성을 나타낸 것에 반하여 0.5 C/㎠을 초과하는 「시료 6」에서는 슬라이딩성이 「평가 5」로 열악했다. 특히 전기량 0.3 C/㎠ 이하인 도금강판은 모두 「평가 1」로 특히 우수한 슬라이딩성을 나타내었다.
상기 결과로부터, 본 발명 방법에 의해 합금화 용융아연도금 강판의 슬라이딩성을 평가할 수 있다는 것을 알 수 있다.
본 발명에 의하면, 도금층 중 합금상이 미량인 경우에도 합금상을 직접 정밀하게 우수한 방법으로 상별로 정량할 수 있다.
본 발명에 의하면, 종래 정량치를 얻을 수 없었던 합금상을 정량화할 수 있어 제품의 품질향상, 안정적인 생산에 현저한 효과가 기대된다.
또한 본 발명에 의하면, 합금화 용융아연도금 강판의 슬라이딩성을 평가할 수 있다.
Claims (7)
- 도금층 중에 복수 종류의 합금상을 갖는 도금피복 금속재를 애노드로 하여, 베이스 금속재의 침지전위 및 각 합금상의 침지전위에 기초하여 정한 복수의 전위 범위 각각에서, 도금층 중 합금상을 정전위 전해하고, 각 전해전위의 범위내에서 흐른 전기량에 기초하여, 도금층 중의 각 합금상을 상별로 정량하는 것을 특징으로 하는 도금층 중 합금상의 정량방법.
- 합금화 용융아연도금 강판을 애노드로 하여, 황산아연-염화나트륨 수용액 중에서 전위 : -940∼-920mV vs SCE 의 전위 범위내에서 정전위 전해를 행하고, 흐른 전기량에 기초하여 도금층 중 ζ상을 정량하는 것을 특징으로 하는 합금화 용융아연도금 강판의 도금층 중 ζ상의 정량방법.
- 합금화 용융아연도금 강판을 애노드로 하여, 황산아연-염화나트륨 수용액 중에서 전위 : -940∼-920mV vs SCE 의 전위 범위내에서 정전위 전해를 행하여, 흐른 전기량에 기초하여 도금층 중 ζ상을 정량하고, 계속해서 상기 애노드인 합금화 용융아연도금 강판을 전위 : -900∼-840mV 의 전위 범위내에서 정전위 전해를 행하여, 흐른 전기량에 기초하여 도금층 중 δ1상을 정량하는 것을 특징으로 하는 합금화 용융아연도금 강판의 도금층 중 ζ상 및 δ1상의 정량방법.
- 합금화 용융아연도금 강판을 애노드로 하여, 황산아연-염화나트륨 수용액 중에서 전위 : -940∼-920mV vs SCE 의 전위 범위내에서 정전위 전해를 행하여, 흐른 전기량에 기초하여 도금층 중 ζ상을 정량하고, 계속해서 상기 애노드인 합금화 용융아연도금 강판을 전위 : -900∼-840mV 의 전위 범위내에서 정전위 전해를 행하여, 흐른 전기량에 기초하여 도금층 중 δ1상을 정량하고, 계속해서 상기 애노드인 합금화 용융아연도금 강판을 전위 : -830∼-800mV 의 전위 범위내에서 정전위 전해를 행하여, 흐른 전기량에 기초하여 도금층 중 Γ상을 정량하는 것을 특징으로 하는 합금화 용융아연도금 강판의 도금층 중 ζ상, δ1상 및 Γ상의 정량방법.
- 합금화 용융아연도금 강판을 애노드로 하여, 황산아연-염화나트륨 수용액 중에서 전위 : -940∼-920mV vs SCE 의 전위 범위내에서 정전위 전해를 행하여 흐른 전기량이 일정량보다 적은 것을, 슬라이딩성이 양호한 합금화 용융아연도금 강판으로 하는 것을 특징으로 하는 합금화 용융아연도금 강판의 슬라이딩성 평가방법.
- 제 5 항에 있어서, 상기 전기량이 0.5 C/㎠ 이하인 것을 특징으로 하는 합금화 용융아연도금 강판의 슬라이딩성 평가방법.
- 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서, 전류밀도가 5 ㎂/㎠ 이 되는 시점을 전해조작의 종점으로 하는 것을 특징으로 하는 합금화 용융아연도금 강판의 슬라이딩성 평가방법.
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