KR20030016556A - 아연-니켈-텅스텐 합금전기도금용액 및 이 용액을 이용한아연-니켈-텅스텐 합금전기도금강판의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가용성 양극을 사용하는 아연-니켈-텅스텐 합금 전기도금액 및 이 용액을 이용한 아연-니켈-텅스텐 합금 전기도금강판의 제조방법에 관한 것으로서,

본 발명의 염화아연과 염화니켈을 기본으로 하는 염화물욕 도금용액은, 염화아연의 아연이온 몰농도 : 0.5∼2.0몰, 염화니켈의 니켈이온 몰농도: 0.05∼0.4몰, 소디움 텅스테네이트의 텅스텐 이온이 0.005밀리몰에서 2.0밀리몰, 염소이온의 몰 농도를 2.0∼9.0몰로 조성되는 아연-니켈-텅스텐 합금 전기도금용액으로 구성된다.

또한 본 발명의 합금 전기도금강판의 제조 방법은,

상기 도금용액을 이용하여, 그 도금액의 온도를 40 ∼ 70^oC, 전류밀도를 20 ∼ 180A/dm²및 도금용액과 음극의 상대 유속을 0.5 ∼ 2.5m/sec 의 도금조건으로 전기도금하는 아연-니켈-텅스텐 합금 전기도금강판의 제조방법으로 구성됨으로써

아연-니켈-텅스텐 합금도금의 내식성과 밀착성이 우수한 효과를 나타낸다.

Description

아연-니켈-텅스텐 합금전기도금용액 및 이 용액을 이용한 아연-니켈-텅스텐 합금전기도금강판의 제조방법 {Zn-Ni-W alloy electrodeposited steel sheets for good adhesion and corrosion resistance}

본 발명은 가용성 양극을 사용하는 아연-니켈-텅스텐 합금 전기도금액 및 이 용액을 이용한 아연-니켈-텅스텐 합금 전기도금강판의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 철 위에 금속 도금을 하는 것은 옛날부터 방청, 장식 등을 위해서 많이 사용되어져 왔다. 특히 오늘날에는 강판의 내식성을 확보하기 위하여 아연 전기도금 방법이 개발되면서 가전, 자동차, 건설 등등의 분야에 널리 사용되어 오고 있다. 그러나 가혹한 분위기 하에서의 내식성을 확보하기 위해서는 아연 도금층의 두께를 더욱더 증가시켜야 함에 따라 이를 제조하는 비용의 증가는 물론 밀착성 및 가공성 등에 좋지 않은 영향을 주었다. 따라서 이러한 결점을 해결하기 위해서 아연-니켈 합금전기도금 방법이 개발되어 왔다.

이와 같은 아연-니켈 합금전기도금은 도금욕의 성분에 따라서 여지가지가 있으나, 그 중 산성 도금욕을 기본으로 한 도금재 생산 방식이 일반적으로 널리 사용되어 오고 있다. 산성욕에는 황화물욕이 기본이 되는 것과 염화물욕이 기본이 되는 것 등이 있다. 여기에서 염화물욕은 황화물욕에 비하여 전기 전도도가 우수하여 고 전류 밀도 도금이 가능할 뿐만 아니라 주로 용해성 양극을 사용함으로써 불용성 양극을 사용하는 황화물욕에 비하여 용액의 제어가 편리하고 비용이 적게 든다. 상기의 용해성 양극은 주로 아연과 니켈을 사용하며 일반적으로 아연이 약 85% 이상이다. 이와 같은 용해성 양극을 사용할 때는 아연 양극에 슬러지(sludge)나 이물질이 부착되지 않아야 양호한 도금층과 내식성을 확보할 수 있다.

이상과 같은 아연-니켈 합금전기도금에 관한 공지 기술로는 일본특허공개 소63-130794호의 아연니켈계 합금전기도금강판의 제조방법과 일본특허공개 평3-52551호의 아연-니켈계 합금전기도금의 고전류 도금방법 및 미국특허 US-4834845호의 아연-니켈 전기도금강판등이 있으나 이들은 아연-니켈합금도금에서의 니켈의 합금비가 10-18%정도로 높아야 내식성이 양호한 것으로 나타남으로써 도금욕에서 니켈의 높은 농도에 의하여 비용이 많이 들뿐만 아니라 밀착성이 좋지않은 결과를 나타내었다. 이에 본 발명자들은 연구와 실험을 거듭 수행한 결과 아연-니켈-텅스텐 합금 도금강판은 낮은 농도의 텅스텐을 첨가하고서도 상기 공지기술에 비해 Ni함량을 1/2이상 낮추어 내식성 및 밀착성이 오히려 양호해지는 결과를 얻었다.

본 발명은 상기한 종래기술의 제반 문제점을 해결하기 위하여 염화아연과 염화니켈을 기본으로 하는 염화물욕 도금용액에 미량의 텅스텐을 첨가하고, 적정 도금조건으로 제어함으로써 도금층의 밀착성과 내식성이 양호한 아연-니켈-텅스텐 합금 전기도금용액 및 이를 이용한 아연-니켈-텅스텐 합금 전기도금강판의 제조방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 염화아연과 염화니켈을 기본으로 하는 염화물욕 도금용액은, 염화아연의 아연이온 몰농도 : 0.5∼2.0몰, 염화니켈의 니켈이온 몰농도: 0.05∼0.4몰, 소디움 텅스테네이트의 텅스텐 이온이 0.005밀리몰에서 2.0밀리몰, 염소이온의 몰 농도를 2.0∼9.0몰로 조성되는 아연-니켈-텅스텐 합금 전기도금용액으로 구성된다.

또한 본 발명의 합금 전기도금강판의 제조 방법은,

상기 도금용액을 이용하여, 그 도금액의 온도를 40 ∼ 70^oC, 전류밀도를 20 ∼ 180A/dm²및 도금용액과 음극의 상대 유속을 0.5 ∼ 2.5m/sec 의 도금조건으로 전기도금하는 아연-니켈-텅스텐 합금 전기도금강판의 제조방법으로 구성된다.

이하 본 발명을 상세히 설명한다.

[아연-니켈-텅스텐 합금 전기도금용액]

본 발명은 용해성 양극을 사용하여 염화아연과 염화니켈을 기본으로 하는 염화물욕 도금용액에 미량의 텅스텐을 첨가함으로써 도금층의 밀착성과 내식성을 향상 시키고자 하는 데 그 특징이 있다.

즉, 텅스텐을 0.005밀리몰에서 2.0밀리몰 첨가함에 따라 상기와 같은 도금액에서 형성되는 도금층은 아연-니켈 합금도금 대비 내식성이 1.3 ~ 1.8배로 향상된다. 이러한 것은 텅스텐이 도금층에 함유됨으로서 도금층에 발생되는 핀홀 발생을 억제하는 것에 기인하는 것으로 사료된다.

본 발명의 도금용액에 있어서, 염화아연의 아연이온 몰 농도가 0.5몰 미만인 경우에는 도금에 소요되는 총금속 이온의 부족으로 도금강판에 검게 그을리는 자국(burning)을 일으킬 수 있고, 2.0 몰을 초과할 경우에는 도금층이 분말 형태의 도금이 되어서 밀착성이 떨어지게 된다. 따라서 상기 아연이온의 몰 농도는 0.5∼2.0몰로 제한하는 것이 바람직하다.

상기 염화니켈의 니켈이온 몰농도가 0.05몰 미만에서는 도금층의 합금에서 니켈 함량이 떨어져서 내식성이 하락하며, 몰농도가 0.4몰을 초과하는 경우에는 도금층의 니켈 함량이 높아져 밀착성이 떨어진다. 따라서 상기 니켈이온 몰농도는 0.05∼0.4몰 범위로 제한하는 것이 바람직하다.

상기 소디움 텅스테네이트의 텅스텐 이온이 0.005밀리몰 미에서는 도금용액내에서의 텅스텐의 석출량이 너무작아 내식성이 떨어지며, 2.0밀리몰을 초과 되면 밀착성이 감소하게 된다. 따라서 상기 텅스텐 이온은 0.005밀리몰에서 2.0밀리몰로 한정하는 것이 바람직하다.

상기 염소이온의 몰농도가 2.0몰 미만에서는 전기 전도도의 감소로 인하여 버닝이 다량 발생하고, 9.0몰을 초과 하면 용해도 문제로 염소 이온이 석출된다. 따라서 상기 염소이온은 2.0∼9.0몰로 제한하는 것이 바람직하다.

[아연-니켈-텅스텐 합금 전기도금강판의 제조방법]

본 발명은 상기한 본 발명의 아연-니켈-텅스텐 합금 전기도금용액을 소지강판에 전기도금을 하여 도금층의 밀착성과 내식성을 향상시킬 수 있는 아연-니켈-텅스텐 합금 전기도금강판의 제조방법으로써 그 도금조건은 도금액의 온도를 40 ∼ 70^oC, 전류밀도를 20 ∼ 180A/dm²및 도금용액과 음극의 상대 유속을 0.5 ∼ 2.5m/sec로 하는 것이 바람직하다.

상기 도금용액의 온도가 40^oC 미만에서는 도금층의 색상이 어둡고 도금층의 밀착성이 떨어져서 박리 현상이 나타난다. 도금용액의 온도가 70^oC를 초과 되면 도금 줄무늬 현상이 심하며, 도금층의 광택이 없어지게 된다.

상기 전류밀도가 20A/dm²미만이 되면 생산성의 감소로 비용이 증가되며, 180A/dm²를 초과할 경우는 고전류밀도를 감당할 설비비의 증가로 역시 비용이 많이들게 된다.

상기 도금용액과 음극의 상대 유속이 0.5m/sec 미만에서는 탄도금이 발생하며, 2.5m/sec이상을 초과할 경우는 균일한 유속을 얻기 힘들어져서 도금층이 불균일해지기 때문이다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

[실시예]

냉연강판을 소지금속으로하여 하기 표1에 나타난 도금액 조성을 가진 용액으로 전류밀도 60A/dm², 온도 60^oC, 유속 1.5m/sec에서 도금을 행하고 일본 지스 규격 제트-2371 으로 도금층의 내식성을 염수분무 후에 나타나는 붉은녹 발생을 기준으로 평가하였으며 도금 밀착성은 120^o구부린 뒤 Tape에 묻어나는 도금층의 박리량으로 측정하였다. 도금량은 30g/m²으로 도금하여 붉은 점녹의 발생 시간이 250시간 이상은 양호, 이하는 불량을 나타내었으며, 도금밀착성은 테이프에 도금층이 묻어나면 불량, 묻어나지않으면 양호로 판정하였다.

구분	도금액 조성(몰농도)	품질 특성
	Zn	Ni	Cl	W(밀리몰)	내식성	도금밀착성
비교예	1	0.4	0.1	5.0	0.01	불량	불량
발명예	1	0.5	0.1	5.0	0.01	양호	양호
발명예	2	1.1	0.1	5.0	0.01	양호	양호
발명예	3	2.0	0.1	5.0	0.01	양호	양호
비교예	2	2.1	0.1	5.0	0.01	불량	불량
비교예	3	1.1	0.04	5.0	0.01	불량	불량
발명예	4	1.1	0.05	5.0	0.01	양호	양호
발명예	5	1.1	0.1	5.0	0.01	양호	양호
발명예	6	1.1	0.4	5.0	0.01	양호	양호
비교예	4	1.1	0.41	5.0	0.004	불량	불량
발명예	7	1.1	0.1	3.0	0.005	양호	양호
발명예	8	1.1	0.1	2.0	0.01	양호	양호
발명예	9	1.1	0.1	5.0	2.0	양호	양호
비교예	5	1.1	0.1	9.0	2.1	불량	불량

상기 표 1에서 알수 있듯이 본 발명의 도금용액 조성범위에 부합되는 발명예 1∼9는 도금의 품질특성을 나타내는 내식성과 밀착성에서 모두 양호한 결과를 나타내었다. 그러나 비교예 1과 2는 아연이온이 본 발명의 적정범위보다 적거나 초과 첨가됨으로써 도금 품질특성이 불량하게 나타났고, 또한 비교예 3은 니켈이온이 미량 첨가된 경우이고, 비교예 4는 니켈이온이 초과 첨가되고 텅스텐 이온이 미량첨가 되었으며, 비교예 5는 염소이온과 텅스텐 이온이 각각 초과 첨가된 것을 나타내었는 데, 이와 같이 비교예 3∼5에서도 도금 품질특성이 불량함을 알 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명은 염화물계의 도금용액에 있어서 도금용액의 조성 및 도금조건을 적정하게 조정함으로써 아연-니켈-텅스텐 합금도금의 내식성과 밀착성이 우수한 효과를 나타낸다.

Claims (2)

1. 본 발명의 염화아연과 염화니켈을 기본으로 하는 염화물욕 도금용액에 있어서,

   염화아연의 아연이온 몰농도 : 0.5∼2.0몰, 염화니켈의 니켈이온 몰농도 : 0.05∼0.4몰, 소디움 텅스테네이트의 텅스텐 이온이 0.005밀리몰에서 2.0밀리몰, 염소이온의 몰 농도를 2.0∼9.0몰로 조성되는 것을 특징으로 하는 아연-니켈-텅스텐 합금 전기도금용액.
2. 본 발명의 합금 전기도금강판의 제조 방법에 있어서,

   상기 도금용액을 이용하여, 그 도금액의 온도를 40 ∼ 70^oC, 전류밀도를 20 ∼ 180A/dm²및 도금용액과 음극의 상대 유속을 0.5 ∼ 2.5m/sec 의 도금조건으로 전기도금하는 것을 특징으로 하는 아연-니켈-텅스텐 합금 전기도금강판의 제조방법.