KR20120053320A - 편면용융도금 금속판재의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 금속판재의 한 쪽 표면에만 도금층이 형성되어 있는 편면도금금속판재를 제조하는 방법에 관한 것으로서, 보호피막을 전처리 공정 후 열처리 공정 전에 금속판재의 하나의 표면에 형성함으로써 연속도금라인에서 보다 우수한 표면특성을 갖는 편면용융도금 금속판재를 열처리로 내의 오염없이 보다 경제적으로 제조할 수 있는 방법을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 일측면에 의하면, 금속판재를 전처리하는 공정, 전처리된 금속판재를 열처리하는 공정 및 열처리된 금속판재를 용융도금욕에 침지하여 편면용융도금하는 공정을 포함하여 편면용융도금층을 갖는 금속판재를 제조하는 방법으로서, 상기 전처리 공정 후 열처리 공정 전에 금속판재의 하나의 표면에 2 ~ 15 중량%의 실리카를 함유하는 보호피막형성용액을 도포하고, 건조하여 0.1 ~ 5㎛의 두께를 갖는 보호피막을 형성하고, 그리고 편면용융도금후에 보호피막을 제거하는 것을 특징으로 하는 편면용융도금 금속판재의 제조방법이 제공된다.
본 발명에 의하면, 연속도금라인에서 보다 우수한 표면특성을 갖는 편면용융도금 금속판재를 열처리로 내의 오염없이 보다 경제적으로 제조할 수 있다.
본 발명의 일측면에 의하면, 금속판재를 전처리하는 공정, 전처리된 금속판재를 열처리하는 공정 및 열처리된 금속판재를 용융도금욕에 침지하여 편면용융도금하는 공정을 포함하여 편면용융도금층을 갖는 금속판재를 제조하는 방법으로서, 상기 전처리 공정 후 열처리 공정 전에 금속판재의 하나의 표면에 2 ~ 15 중량%의 실리카를 함유하는 보호피막형성용액을 도포하고, 건조하여 0.1 ~ 5㎛의 두께를 갖는 보호피막을 형성하고, 그리고 편면용융도금후에 보호피막을 제거하는 것을 특징으로 하는 편면용융도금 금속판재의 제조방법이 제공된다.
본 발명에 의하면, 연속도금라인에서 보다 우수한 표면특성을 갖는 편면용융도금 금속판재를 열처리로 내의 오염없이 보다 경제적으로 제조할 수 있다.
Description
본 발명은 금속판재의 한 쪽 표면에만 도금층이 형성되어 있는 편면도금금속판재를 제조하는 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 금속판재를 편면용융도금하기 전에 금속판재의 한쪽 표면에 보호피막을 형성함으로써 연속용융도금라인에서 편면용융도금 금속판재를 제조하는 방법에 관한 것이다.
탄소강, 스테인리스강, 알루미늄, 마그네슘등의 금속판재를 이용하여 도금하는 방법으로는 연속용융도금, 전기도금, 슬러리 도금 등이 알려져 있다.
상기 도금방법에서는 통상적으로 금속판재를 탈지 및 청정화하고 열처리 및 정정한 다음, 도금을 행하게 된다.
외부로는 내식성을 향상시키고 내부로는 도금성분과의 반응을 일으키는 용액의 이송을 필요로 하는 곳 등에 사용하기 위해서는 양면도금한 후 한 면의 도금층을 제거하거나 또는 편면도금을 행하여야 한다.
양면도금한 후, 한 면의 도금층을 제거하는 경우에는 양면도금 비용이 증가하고, 한 면을 물리적으로 제거하는 것에 많은 어려움이 따른다.
상기 전기도금방법으로는 편면도금이 가능하나, 도금량 증대에 한계가 있고 도금의 본래 목적인 내식성이 결여되어 범용적인 사용에 적합하지 못하다는 단점이 있다.
편면도금의 다른 방법으로는 카본도포를 통한 탄화물 이용으로 탈도금을 유발시키거나, 고온 세라믹 플라즈마 용사 처리 혹은 글라스코팅과 같은 결정질을 도포하여 도금 젖음성을 나쁘게 하는 방법등이 알려져 있다.
그러나 이들 방법에는 각각 아래와 같은 과제해결이 요구된다.
카본도포층의 점착성이 결여된 경우 열처리 구간을 통과시 가열로 내부를 오염시키게 된다.
또한, 세라믹 플라즈마 용사처리는 1400℃이상의 고온에서 행하여 지므로 제조비용의 증대와 설비안정성이 확보되기 곤란하고 소재를 녹여버리는 위험성을 내재하고 있어 현실성이 결여된다.
또한, 글라스코팅과 같은 결정질 코팅은 도금 젖음성을 극도로 악화시켜 탈도금의 목적에는 부합되나, 도금후 탈도금면의 보호피막이 잔류하고 있으며, 이를 제거하기도 쉽지 않거니와 완벽히 제거한 후 제품화 하기는 사실상 곤란하다.
본 발명은 후공정에서 오염을 유발시키지 않을 뿐만 아니라 용이하게 제거될 수 있는 보호피막을 전처리 공정 후 열처리 공정 전에 금속판재의 하나의 표면에 형성함으로써 연속도금라인에서 보다 우수한 표면특성을 갖는 편면용융도금 금속판재를 열처리로 내의 오염없이 보다 경제적으로 제조할 수 있는 방법을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 일측면에 의하면, 금속판재를 전처리하는 공정, 전처리된 금속판재를 열처리하는 공정 및 열처리된 금속판재를 용융도금욕에 침지하여 편면용융도금하는 공정을 포함하여 편면용융도금층을 갖는 금속판재를 제조하는 방법으로서, 상기 전처리 공정 후 열처리 공정 전에 금속판재의 하나의 표면에 2 ~ 15 중량%의 실리카를 함유하는 보호피막형성용액을 도포하고, 건조하여 0.1㎛ ~ 5㎛의 두께를 갖는 보호피막을 형성하고, 그리고 편면용융도금후에 보호피막을 제거하는 것을 특징으로 하는 편면용융도금 금속판재의 제조방법이 제공된다.
본 발명에 의하면, 연속도금라인에서 보다 우수한 표면특성을 갖는 편면용융도금 금속판재를 열처리로 내의 오염없이 보다 경제적으로 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명에 부합되는 금속판재의 용융 편면 도금 공정의 일례를 나타내는 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따라 제조된 편면도금 제품의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따라 제조된 편면도금 제품의 일례를 나타내는 단면도이다.
이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명은 금속판재를 전처리 공정, 열처리 공정 및 편면용융도금공정을 포함하여 편면용융도금층을 갖는 금속판재를 제조하는 방법으로서, 상기 전처리 공정 후 열처리 공정 전에 금속판재의 하나의 표면에 보호피막을 형성하고 편면용융도금후에 보호피막을 제거함으로써 연속용융도금라인에서 편면용융도금층을 갖는 금속판재의 제조를 가능하게 한 것이다.
본 발명에 적용되는 금속판재로는 용융도금되는 것이라면, 특별히 한정되는 것은 아니며, 예를 들면, 탄소강, 스테인리스강, 알루미늄 및 그 합금, 마그네슘 및 그 합금 등을 들 수 있다.
도 1에는 본 발명에 부합되는 금속판재의 용융 편면 도금 공정의 일례가 개략적으로 나타나 있다.
도 1에도 나타나 있는 바와 같이, 본 발명에 따라 편면용융도금 금속판재를 제조하기 위해서는 통상적인 용융도금방법에서와 같이 금속판재의 전처리를 행한다.
상기 금속판재의 전처리는 특별히 한정되는 것은 아니며, 통상적으로 행해지는 것이라면 어느 것이나 가능하다.
상기와 같이 전처리된 금속판재의 하나의 표면에 2~ 15중량%의 실리카를 함유하는 보호피막 형성용액을 도포한 후, 건조하여 0.1~ 5㎛의 두께를 갖는 보호피막을 형성한다.
상기 보호피막 형성용액은 2~ 15중량%의 실리카를 포함하는 실리카 수용액으로서 상기 실리카 함량이 너무 적은 경우에는 용융금속으로 인입하여 금속간 반응성이 일어나므로 편도금 제작이 곤란하며, 너무 많은 경우에는 강판과의 접착성이 저하되어 보호피막으로서의 역할을 충분히 발휘할 수 없다.
따라서, 상기 보호피막 형성용액에서의 실리카 함량은 2~ 15중량%로 제한하는 것이 바람직하다.
상기 보호피막의 두께가 너무 얇으면, 용융금속과 결합하여 도금층이 형성되므로 편면도금이 되지 않는 문제가 있고, 너무 많은 경우에는 가열로 내 허스롤에 점착되어 다른 제품의 품질저하 발생의 문제가 있다.
따라서, 상기 보호피막의 두께는 0.1 ~ 5㎛로 제한하는 것이 바람직하다.
상기 보호피막 형성용액의 도포방법은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 롤 코터방법이 바람직하다.
상기와 같이 금속판재표면에 도포된 보호피막은 이송 시 다른 롤과 점착되는 것을 방지하기 위하여, 예를 들면, 40 ~ 200℃의 온도범위에서 건조시키는 것이 바람직하다.
상기 보호피막의 건조는 예를 들면, 열건조기 등을 사용하여 행하는 것이 바람직하다.
상기와 같이 보호피막을 건조시킨 다음, 열처리하기 위하여 열처리로를 통과시키게 되면, 보호피막이 금속판재에 점착하게 된다.
상기 열처리 공정은 용융도금금속판재를 제조하는 공정에서 통상 행해지는 공정으로서, 이때 열처리는 통상 고온 환원성 분위기에서 행해지고 있다.
상기 열처리 조건은 금속판재의 종류 및 용융도금층의 종류 등에 의해 변화되는 것이다.
다음에, 상기와 같이 한 쪽 표면에 보호피막이 점착된 금속판재를 용융도금욕에 침지하여 편면용융도금을 행한다.
상기와 같이 편면용융도금을 행하면, 보호피막이 점착된 표면은 도금 젖음성이 나빠 탈도금이 쉬운 상태가 된다.
상기와 같이, 편면용융도금을 행한 후, 에어 나이프 등을 이용하여 보호피막이 점착된 면의 보호피막 및 도금층을 제거함과 함께 도금층을 형성하고자 하는 면(보호피막이 점착되어 있지 않은 면)의 도금층의 도금량을 제어한다.
상기와 같이 탈도금 및 도금층의 도금량을 제어한 후, 필요에 따라, 후처리를 행한다.
본 발명에 적용될 수 있는 용융도금욕은 특별히 한정되는 것은 아니며, 예를 들면, 용융도금욕으로는 Al: 0.18 ? 0.22중량% 및 나머지 Zn로 이루어진 용융아연욕, Si: 8.7 ? 9.3중량%, Fe: 2.0 ? 3.0중량% 및 나머지 Al으로 이루어진 용융알루미늄욕 및 Zn: 41.4 ? 45.4중량%, Si: 1.2 ? 2.0중량% 및 나머지 Al으로 이루어진 용융알루미늄-아연합금욕을 들 수 있다.
본 발명에 의하면, 금속판재의 한쪽 면에 보호피막형성용액을 코팅하여 건조시킨 후 열처리를 하게 되면 보호피막이 형성되고 금속판재의 이송 시에도 보호피막이 파괴되지 않으며, 도금욕 통과후 공기등의 분사에 의해 완벽하게 제거되므로 탈도금면과 도금면을 동시에 갖는 이방성 편면 용융도금 금속판재의 제조가 가능하다.
본 발명에 따라 제조된 이방성 편면 용융도금 금속판재의 일례가 도 2에 나타나 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.
(실시예)
전처리된 하기 표 1의 조성을 갖는 금속판재의 한쪽 표면에 하기 표 2와 같은 함량으로 실리카를 함유하는 보호피막형성용액을 도포한 후, 하기 표 2와 같은 건조온도에서 건조하여 하기 표 2의 피막두께를 갖는 보호피막을 형성한 다음, 열처리로에서 열처리를 행한 후, 용융도금욕에서 편면용융도금하였다.
이 때, 열처리 조건은 열처리로 전단측의 판재 표면온도를 200℃ 내지 400℃로 유지하면서 수소 20% 이하의 환원분위기를 조성하여 통상적인 조업조건과 동일하게 하였으며, 열처리로 중앙측의 판재온도를 600℃ 내지 880℃로 유지하고, 또한 열처리로 출구측의 최종온도를 660℃로 하였다.
또한, 도금욕 조건은 도금욕 온도: 660℃, 도금욕은 Si: 9중량%, Fe: 2.2중량% 및 잔부: Al으로 하였으며, 가스 와이핑으로 도금 부착량을 편면당 60g/m2로 조정하였다. 도금판재의 냉각은 도금직후 20℃/sec로 유지하였다.
상기 편면용융도금액의 부착량은 3점법을 이용하여 부착전후의 무게차를 이용하여 중량을 두께값으로 환산하여 적용하였으며, 육안확인을 통한 색차로서 판재 전체에 균일하게 도포되어 있는 것으로 판명되었다.
상기와 같이 제조된 편면용융도금 금속판재에 대하여 굽힘시험 및 에릭션시험 등을 실시하여 미도금의 유무를 조사하고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다,
또한, 보호피막의 롤 점착성 및 탈도금면을 평가하고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
상기 롤 점착성평가에서 'X'는 보호피막이 롤에 점착되지 않은 것을 나타내고, 'O'는 보호피막의 적어도 일부가 롤에 점착된 것을 나타낸다.
| 강종 | C | Si | Mn | P | S | Ti | Cr | |
| 1 | 탄소강 | 0.0065 | 0.63 | 0.22 | 0.025 | 0.0010 | 0.070 | - |
| 2 | 스테인리스 (STS409L) |
0.0082 | 0.54 | 0.24 | 0.021 | 0.0013 | 0.214 | 11.2 |
| 3 | 마그네슘 | - | - | - | - | - | - | - |
| 4 |
알루미늄 (Al-3003) |
- | - | - | - | - | - | - |
| 강종 | SiO2 함량 (중량%) |
피막두께 (㎛) |
건조온도 (℃) |
롤점착성 |
탈도금면 |
비 고 |
| 1 | 1% | 0.15 | 80 | X | 불량(Bad) | 비교예 |
| 0.30 | 100 | X | 불량 | 비교예 | ||
| 1 | 2% | 0.10 | 40 | X | 양호(Good) | 발명예 |
| 0.50 | 80 | X | 양호 | 발명예 | ||
| 1 | 10% | 1.15 | 150 | X | 양호 | 발명예 |
| 1.70 | 100 | X | 양호 | 발명예 | ||
| 1 | 15% | 3.20 | 70 | X | 양호 | 발명예 |
| 5.00 | 190 | X | 양호 | 발명예 | ||
| 1 | 16% | 4.05 | 250 | O | 불량 | 비교예 |
| 6.60 | 160 | O | 불량 | 비교예 | ||
| 2 | 1% | 0.15 | 80 | X | 불량 | 비교예 |
| 0.30 | 100 | X | 불량 | 비교예 | ||
| 2 | 2% | 0.10 | 40 | X | 양호 | 발명예 |
| 0.50 | 80 | X | 양호 | 발명예 | ||
| 2 | 10% | 1.15 | 150 | X | 양호 | 발명예 |
| 1.70 | 100 | X | 양호 | 발명예 | ||
| 2 | 15% | 3.20 | 70 | X | 양호 | 발명예 |
| 5.00 | 190 | X | 양호 | 발명예 | ||
| 2 | 16% | 4.05 | 250 | O | 불량 | 비교예 |
| 6.60 | 160 | O | 불량 | 비교예 | ||
| 3 | 1% | 0.15 | 80 | X | 불량 | 비교예 |
| 0.30 | 100 | X | 불량 | 비교예 | ||
| 3 | 2% | 0.10 | 40 | X | 양호 | 발명예 |
| 0.50 | 80 | X | 양호 | 발명예 | ||
| 3 | 10% | 1.15 | 150 | X | 양호 | 발명예 |
| 1.70 | 100 | X | 양호 | 발명예 | ||
| 3 | 15% | 3.20 | 70 | X | 양호 | 발명예 |
| 5.00 | 190 | X | 양호 | 발명예 | ||
| 3 | 16% | 4.05 | 250 | O | 불량 | 비교예 |
| 6.60 | 160 | O | 불량 | 비교예 | ||
| 4 | 1% | 0.15 | 80 | X | 불량 | 비교예 |
| 0.30 | 100 | X | 불량 | 비교예 | ||
| 4 | 2% | 0.10 | 40 | X | 양호 | 발명예 |
| 0.50 | 80 | X | 양호 | 발명예 | ||
| 4 | 10% | 1.15 | 150 | X | 양호 | 발명예 |
| 1.70 | 100 | X | 양호 | 발명예 | ||
| 4 | 15% | 3.20 | 70 | X | 양호 | 발명예 |
| 5.00 | 190 | X | 양호 | 발명예 | ||
| 4 | 16% | 4.05 | 250 | O | 불량 | 비교예 |
| 6.60 | 160 | O | 불량 | 비교예 |
상기 표2 에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따라 보호피막을 형성시키는 경우에는 탈도금면과 도금면을 동시에 갖는 이방성 편면 용융도금 금속판재를 연속도금라인에서 얻을 수 있음을 알 수 있다.
Claims (6)
- 금속판재를 전처리하는 공정, 전처리된 금속판재를 열처리하는 공정 및 열처리된 금속판재를 용융도금욕에 침지하여 편면용융도금하는 공정을 포함하여 편면용융도금층을 갖는 금속판재를 제조하는 방법으로서, 상기 전처리 공정 후 열처리 공정 전에 금속판재의 하나의 표면에 2 ~ 15중량%의 실리카를 함유하는 보호피막형성용액을 도포하고, 건조하여 0.1 ~ 5㎛의 두께를 갖는 보호피막을 형성하고, 그리고 편면용융도금후에 보호피막을 제거하는 것을 특징으로 하는 편면용융도금 금속판재의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 금속판재가 탄소강, 스테인리스강, 알루미늄 및 그 합금, 마그네슘 및 그 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종인 것을 특징으로 하는 편면용융도금 금속판재의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 보호피막형성용액의 도포는 롤 코터를 이용하여 행하는 것을 특징으로 하는 편면용융도금 금속판재의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 건조는 40 ~ 200℃의 온도범위에서 행하는 것을 특징으로 하는 편면용융도금 금속판재의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 보호피막의 제거는 공기 분사에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 편면용융도금 금속판재의 제조방법.
- 제1항에서 제5항중의 어느 한 항에 있어서, 상기 용융도금욕은 Al: 0.18 ? 0.22% 및 나머지 Zn로 이루어진 용융아연욕, Si: 8.7 ? 9.3%, Fe: 2.0 ? 3.0% 및 나머지 Al으로 이루어진 용융알루미늄욕 및 Zn: 41.4 ? 45.4%, Si: 1.2 ? 2.0% 및 나머지 Al으로 이루어진 용융알루미늄-아연합금욕으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종인 것을 특징으로 하는 편면용융도금 금속판재의 제조방법.
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| KR1020100114532A KR20120053320A (ko) | 2010-11-17 | 2010-11-17 | 편면용융도금 금속판재의 제조방법 |
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