KR20070112873A

KR20070112873A - 용융 아연 도금 방법

Info

Publication number: KR20070112873A
Application number: KR1020077024008A
Authority: KR
Inventors: 기요카즈 이시즈카; 가즈미 니시무라; 이쿠오 기쿠치
Original assignee: 신닛뽄세이테쯔 카부시키카이샤
Priority date: 2005-04-20
Filing date: 2006-04-14
Publication date: 2007-11-27
Also published as: CN101160416B; WO2006112517A1; CA2605487A1; US9512511B2; CA2605487C; JP2006299339A; CN101160416A; JP4582707B2; KR101040770B1; BRPI0608494B1; BRPI0608494A2; US20090200174A1

Abstract

용융 아연 도금 방법에 있어서, 도금 원판을 표면 청정화한 후, Ni 사전 도금를 실시하고, 무산화 또는 환원성 분위기 중에서 판 온도 430 내지 500℃로 20℃/sec 이상의 승온 속도로 급속 가열을 한 후, 아연 도금 욕 중에서 용융 도금할 때에, a) 도금 원판이 산 세정이 끝난 열연강판이고, 강판 성분이 Si 0.2% 이상인 경우에는 Ni 사전 도금량을 0.5 g/㎡이상으로 하고, b) 도금 원판이 산 세정이 끝난 열연강판이고, 강판 성분이 Si 0.2% 미만인 경우에는 Ni 사전 도금량을 0.2 g/㎡ 이상으로 하고, c) 도금 원판이 소둔이 끝난 냉연강판이고, 강판 성분이 Si 0.2% ㅇ이상인 경우에는 Ni 사전 도금량을 0.3 g/㎡이상으로 하고, d) 도금 원판이 소둔이 끝난 냉연강판이고, 강판 성분이 Si 0.2% 미만인 경우에는 Ni 사전 도금량을 0.05 g/㎡이상으로 함으로써 열연강판, 냉연강판 그리고 각종 성분의 도금 원판에서도 불도금 결함이 발생하지 않는 용융 아연 도금 방법을 제공한다.

용융 아연 도금, Ni 사전 도금법, 가열 합금화

Description

용융 아연 도금 방법{PROCESS FOR GALVANIZING}

본 발명은 열연강판 및 냉연강판을 도금 원판으로 하는 Ni 사전 도금법에 의한 용융 아연 도금 방법에 있어서, 어떠한 도금 원판에서도 불도금 결함이 발생하지 않는 용융 아연 도금 방법에 관한 것이다.

용융 아연 도금을 실시한 강판은 내식성이 우수하기 때문에 자동차, 가전, 건재 등의 각종 용도에 사용된다. 종래, 건재 용도가 주류였지만 조업 기술의 진보에 따라 드로스(dross) 계통의 외관 결함이 큰 폭으로 경감되기 때문에 외관 품위에 대한 요구가 까다로운 자동차, 가전에도 대량으로 사용되게 되었다. 이 결과, 적용되는 도금 원판의 종류도 여러 가지에 이르게 되었다. 또한, 용융 아연 도금을 실시한 강판을 가열 처리한 합금화 용융 아연 도금을 실시한 강판은 용융 아연 도금을 실시한 강판과 비교하여 용접성이 양호하기 때문에 특히 자동차를 중심으로 하여 다량으로 사용되고 있다.

그런데, 특허 제2517169호 공보에는 Ni 사전 도금법을 이용하여, 도금 밀착성, 가공부의 내식성이 우수한 용융 아연 도금을 실시한 강판을 제조하는 방법이 개시되어 있는데, 여기에서는 전술한 바와 같이 광범위에 걸친 도금 원판의 어느 것에도 최적의 도금 조건을 제공하기에 이르지는 않았다.

이에 본 발명은 Ni 사전 도금법에 의하여, 어떠한 도금 원판에서도 불도금 결함 발생이 없고, 제조 비용 측면에서도 유리한 용융 아연 도금 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자들의 검토의 결과, 열연강판 및 냉연강판을 도금 원판으로 하는 Ni 사전 도금법에 의한 용융 아연 도금 방법에 있어서, 도금 원판에 따라서 Ni 사전 도금량을 조정하는 것이 불도금 결함이 발생하지 않는 용융 아연 도금을 실시하는데 있어서 필요하다는 것이 밝혀졌다. 더욱 상세하게는 산 세정이 끝난 열연강판 및 소둔이 끝난 냉연강판을 도금 원판으로 하는 용융 아연 도금 방법으로서, 상기 도금 원판의 표면 청정화 후, Ni 사전 도금을 실시하고, 무산화 또는 환원성 분위기 중에서 판 온도 430 내지 500 ℃로 20 ℃/sec 이상의 승온 속도로 급속 가열을 실시한 후, 아연 도금 욕 중에서 용융 도금함에 있어서,

1) 도금 원판이 산 세정이 끝난 열연강판이고, 강판 성분으로서 Si가 0.2% 이상인 경우에는 Ni 사전 도금량을 0.5 g/㎡ 이상으로 하고,

2) 도금 원판이 산 세정이 끝난 열연강판이고, 강판 성분으로서 Si가 0.2% 미만인 경우에는 Ni 사전 도금량을 0.2 g/㎡이상으로 하고,

3) 도금 원판이 소둔이 끝난 냉연강판이고, 강판 성분으로서 Si가 0.2% 이상인 경우에는 Ni 사전 도금량을 0.3 g/㎡이상으로 하고

4) 도금 원판이 소둔이 끝난 냉연강판이고, 강판 성분으로서 Si가 0.2% 미만인 경우에는 Ni 프리 도금량을 0.05 g/㎡이상으로 하는 것이 불도금 결함이 발생하지 않는 용융 아연 도금을 실시하기 위하여 필요하다. 이 방법은 Zn을 함유하는 각종 합금 도금에도 적용 가능하다.

본 발명에 의하여, 열연강판, 냉연 강판 또는 각종 성분의 어떠한 도금 원판에도 불도금 결함이 발생하지 않는 용융 아연 도금을 실시하는 것이 가능하다.

도 1은 본 발명에 있어서의 Ni 사전 도금 부착 양의 바람직한 범위를 나타낸 것이다.

발명을 실시하기 위한 최선의 실시 상태

본 발명에서는 열연강판과 냉연강판 두 가지 모두를 도금 원판으로 한다. 열연 강판은 표층에 스케일이 잔존하는 상태의 것(이른바 흑피재(黑皮材))이 아니고 산 세정 처리에 의하여 스케일이 제거된 강판을 대상으로 한다. 냉연강판은 냉연 후 소둔하지 않은 재료(未燒鈍材)와 소둔이 끝난 재료 모두에 적용할 수 있지만, 후술하는 바와 같이 본 발명의 용융 아연 도금의 전처리에서는 미소둔을 소둔하는 것은 불가능하므로 냉연 후의 미소둔재는 특별한 필요성이 있는 경우를 제외하고는 본 발명의 대상으로서는 의미가 없다. 냉연, 소둔이 끝난 재료로는 공지의 방법에 따라 제조되는 어떠한 것도 가능하지만, 이른바 기수(氣水) 냉각 등의 물을 이용하는 냉각을 거친 강판은 표층에 스케일이 잔존하기 때문에 이것을 산 세정하여 제거한 것이 좋다.

본 발명에 의하면, 이상의 어떠한 도금 원판에 대하여도 Ni 사전 도금량을 조절함으로써 불도금 결함이 발생하지 않는 양호한 용융 아연 도금을 실시하는 것이 가능하게 된다. 본 발명에 있어서 Ni 사전 도금의 전처리로서 표면의 오염, 산화막 등을 제거하는 청정화 처리가 필요하다. 이 방법으로서는, 알칼리 탈지와 산 세정 처리를 이러한 순서로 실시하는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서는 도금 원판에 따라서 Ni 사전 도금량을 상위하게 하는데 이에 대해서 이하에서 구체적으로 설명한다. 먼저, 도금 원판이 산 세정이 끝난 열연강판인 경우, Ni 사전 도금량은 0.2 g/㎡이상이 필요하고, 이것 미만에서는 불도금이 된다. 또한, 열연강판에서 강 중에 Si를 0.2% 이상 함유하는 것은 불도금이 발생하기 더 쉬워지고, Ni 사전 도금량으로서는 0.5 g/㎡이상이 필요하게 된다. 다음에 냉연강판의 경우, Ni 사전 도금량은 0.05 g/㎡이상 필요하고, 이것 미만에서는 불도금이 된다. 또한 냉연강판에서도 강 중에 Si를 0.2% 이상 함유하는 것은 불도금이 발생하기 더 쉬워지고, Ni 사전 도금량으로서는, 0.3 g/㎡이상 필요하게 된다. Ni 사전 도금량의 상한에 대하여는 특별히 한정하지 않지만, 비용 측면에서는 낮은 쪽이 바람직하기 때문에 Ni 사전 도금의 설비 능력을 감안하여 전술한 하한값을 밑돌지 않는 조건을 상한으로 하는 것이 좋다. 일례를 들면, 통상의 전기 도금 설비이면, 0.3 g/㎡정도의 폭으로 충분히 제어가 가능하기 때문에 하한을 0.O5 g/ ㎡로 한다면 0.05 내지 0.35 g/m²정도로 제어 가능하다. 또한 하한을 0.5 g/㎡로 한다면 0.5 내지 0.8 g/㎡정도로는 제어 가능하다. 이와 같이, 비용도 고려한 본 발명에 있어서의 가장 유리한 형태를 도 1에 나타낸다. 도 1은 각 도금 원판에서의 Ni 사전 도금량의 바람직한 범위를 나타낸 것이다.

Ni 사전 도금 후에, 무산화 또는 환원성 분위기 중에서 판 온도 430 내지 500 ℃로 20 ℃/sec 이상의 승온 속도로 급속 가열하였다. 이 처리는 용융 도금의 젖음성 또는 도금 밀착성을 확보하기 위하여 필요하다. 이 가열 후에 용융 아연 도금을 실시하고, 와이핑에 의하여 도금량을 조정한다.

용융 아연 도금 욕으로서는, Zn을 함유하는 합금 도금 욕도 포함하여 공지의 도금 욕을 마찬가지로 적용할 수 있다. 구체적인 예를 들면, 용융 아연 도금 욕에 Al을 0.05 내지 1.0% 함유시키고, Al의 작용에 의하여 도금 밀착성이 양호한 용융 아연 도금 강판을 제조할 수 있다. 또한 이 욕에 Mg를 0.01 내지 1.0% 함유시킴으로써 내식성이 양호한 용융 아연 도금 강판을 제조할 수 있다. 이 욕에 또한 Ni, Co, Ti, Pb, Bi, Sb, Sn, Si 등을 0.001 내지 0.1% 정도의 미량 첨가하는 것도 가능하다. 또한, 이상과 같이 하여 제조한 용융 아연 도금 강판을 공지의 방법으로 가열 처리하면, 합금화 용융 아연 도금 강판의 제조도 가능하다.

또한, 용융 아연 도금 욕에 Al을 1 내지 15% 함유시키고, 내식성이 양호한 Zn-Al합금 용융 아연 도금 강판도 가능하다. 상기 욕에 또한 Mg를 1.0 내지 5.0% 함유시키고, 내식성이 더욱 양호한 Zn-Al-Mg 합금 용융 아연 도금 강판도 가능하 다. 또한 Si를 0.01 내지 1.0% 함유시키고, 내식성이 더욱 양호한 Zn-Al-Mg-Si 합금 용융 아연 도금 강판도 가능하다.

또한, 용융 아연 도금 욕에 Al을 15 내지 80% 다량으로 함유시키고, 내식성이 더욱 양호한 Zn-Al합금 용융 아연 도금 강판도 가능하다. 또한 Si를 0.01 내지 1.0% 함유시키고, 내식성이 더욱 양호한 Zn-Al-Si 합금 용융 아연 도금 강판도 가능하다.

표 1에 나타낸 7종의 도금 원판을 사용하였다. 도금 원판 1 내지 4는 소둔이 끝난 냉연강판, 5 내지 6은 산 세정이 끝난 열연강판이다. 표 2에 나타내는 전처리 후에, 표 3에 도시한 도금 욕에서 전기 도금(욕 온도 60℃, 전류 밀도 30 A/dm²)으로 Ni 프리 도금을 실시하였다. 그 후, 3% H₂+N₂의 분위기 중에서 50 ℃/sec의 승온 속도로 460 ℃까지 가열하고, 즉시 450 ℃로 보온한 용융 Zn 도금 욕에 침지하여 3 sec 유지한 후에 와이핑하여 도금량을 조정하였다. 도금량은 6O g/㎡로 하였다.

이 때, 실시예 1 및 비교예1, 2는 용융 도금욕으로서, 0.2% Al을 첨가한 것을 사용하였다. Ni 사전 도금량은 실시예 1에서는 표 4에 나타내는 바와 같이 각 도금 원판마다 다르게 하였다. 비교예 1 및 비교예 2에서는 표 4에 나타내는 바와 같이 각 도금 원판에서 동일한 Ni 사전 도금량으로 하였다.

실시예 2에서는 용융 도금 욕으로서 0.2% Al과 0.5% Mg를 첨가한 것을 사용하였고, Ni 사전 도금량은 표 4에 나타내는 바와 같이 각 도금 원판마다 다르게 하 였다.

실시예 3에서는 용융 도금 욕으로서, 10% Al과 3% Mg와 0.2% Si를 첨가한 것을 사용하였고, Ni 사전 도금량은 표 4에 나타내는 바와 같이 각 도금 원판마다 다르게 하였다.

실시예 4에서는 용융 도금욕으로서 55% Al와 0.2% Si를 첨가한 것을 사용하였고, Ni 사전 도금량은 표 4에 나타내는 바와 같이 각 도금 원판마다 다르게 하였다.

각 샘플에서 도금 후 외관을 육안 관찰하여 불도금 등의 이상 유무를 확인하였다.

표 4에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 조건에 의하면 어떠한 도금 원판에도 양호한 용융 아연 도금을 실시할 수 있었다.

본 발명은 Ni 사전 도금법에 의한 용융 아연 도금 설비에 있어서 이용할 수 있고, 자동차, 가전, 건재 등의 각종 용도에 사용되는 다종 다양한 어떠한 도금 원판에 대하여도 적용할 수 있다.

Claims

산 세정이 끝난 열연강판 및 소둔이 끝난 냉연강판을 도금 원판으로 하는 용융 아연 도금 방법으로서, 상기 도금 원판의 표면 청정화 후, Ni 사전 도금을 실시하고, 무산화 또는 환원성 분위기 중에서 판 온도 430 내지 500 ℃로 20 ℃/sec 이상의 승온 속도로 급속 가열을 한 후, 아연 도금 욕 중에서 용융 도금함에 있어서, 도금 원판에 따라 Ni 사전 도금량을 조정하는 것을 특징으로 하는 불도금 결함이 발생하지 않는 용융 아연 도금 방법.
제1항에 있어서, 도금 원판이 산 세정이 끝난 열연강판이고,

1) 강판 성분으로서 Si가 0.2% 이상인 경우에는 Ni 사전 도금량을 0.5 g/㎡이상으로 하고,

2) 도금 원판이 산 세정이 끝난 열연강판이고, 강판 성분으로서 Si가 0.2% 미만인 경우에는 Ni 사전 도금량을 0.2 g/㎡이상으로 하고,

3) 도금 원판이 소둔이 끝난 냉연강판이고, 강판 성분으로서 Si가 0.2% 이상인 경우에는. Ni 사전 도금량을 0.3 g/㎡이상으로 하고,

4) 도금 원판이 소둔이 끝난 냉연강판이고, 강판 성분으로서 Si가 0.2% 미만인 경우에는 Ni 사전 도금량을 0.05 g/㎡ 이상으로 하는 것을 특징으로 하는 불도금 결함이 발생하지 않는 용융 아연 도금 방법.
제1항에 있어서, 도금 원판이 산 세정이 끝난 열연강판이고,

1) 강판 성분으로서 Si가 0.2% 이상인 경우에는 Ni 사전 도금량을 0.5 g/㎡이상, 0.8 g/㎡이하로 하고,

2) 도금 원판이 산 세정이 끝난 열연강판이고, 강판 성분으로서 Si가 0.2% 미만인 경우에는 Ni 사전 도금량을 0.2 g/㎡이상, 0.5 g/㎡이하로 하고,

3) 도금 원판이 소둔이 끝난 냉연강판이고, 강판 성분으로서 Si가 0.2% 이상인 경우에는 Ni 사전 도금량을 0.3 g/㎡이상, 0.6 g/㎡이하로 하고,

4) 도금 원판이 소둔이 끝난 냉연강판이고, 강판 성분으로서 Si가 0.2% 미만인 경우에는 Ni 사전 도금량을 0.05 g/㎡이상, 0.35 g/㎡이하로 하는 것을 특징으로 하는 불도금 결함이 발생하지 않는 용융 아연 도금 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서, 용융 아연 도금 욕이 Al을 0.05 내지 1.0% 함유하는 것을 특징으로 하는 불도금 결함이 발생하지 않는 용융 아연 도금 방법.
제4항에 있어서, 추가적으로 Mg를 0.01 내지 1.0% 함유하는 것을 특징으로 하는 불도금 결함이 발생하지 않는 용융 아연 도금 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서, 용융 아연 도금 욕이 Al을 1.0 내지 15% 함유하는 것을 특징으로 하는 불도금 결함이 발생하지 않는 용융 아연 도금 방법.
제6항에 있어서, 추가적으로 Mg를 1.0 내지 5.0% 함유하는 것을 특징으로 하는 불도금 결함이 발생하지 않는 용융 아연 도금 방법.
제6항 또는 제7항에 있어서, 추가적으로 Si를 0.01 내지 1.0% 함유하는 것을 특징으로 하는 불도금 결함이 발생하지 않는 용융 아연 도금 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서, 용융 아연 도금 욕이 Al을 15 내지 80% 함유하는 것을 특징으로 하는 불도금 결함이 발생하지 않는 용융 아연 도금 방법.
제9항에 있어서, 추가적으로 Si를 0.01 내지 1.0% 함유하는 것을 특징으로 하는 불도금 결함이 발생하지 않는 용융 아연 도금 방법.
제1항 내지 제10항 중 어느 하나의 항에 있어서, 용융 아연 도금에 이어서 가열 합금화 처리를 실시하는 것을 특징으로 하는 용융 아연 도금 방법.