KR20120075196A - 도금밀착성 및 내식성이 우수한 Ａｌ도금층／Ａｌ?Ｍｇ도금층의 다층구조 합금도금강판 및 그 제조방법 - Google Patents

도금밀착성 및 내식성이 우수한 Ａｌ도금층／Ａｌ?Ｍｇ도금층의 다층구조 합금도금강판 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일측면은 Al 도금층 상에 Al-Mg 도금층이 형성된 것을 특징으로 하는 도금밀착성 및 내식성이 우수한 Al도금층/Al-Mg도금층의 다층구조 합금도금강판을 제공함으로써, Al 도금강판의 내식성을 보다 향상시키기 위해 Al-Mg 합금도금강판을 제공함에 있어서, 안정성 및 실용성이 우수하고, 도금층과 소지강판 사이의 도금밀착성을 향상시킬 수 있다.

Description

도금밀착성 및 내식성이 우수한 Ａｌ도금층／Ａｌ?Ｍｇ도금층의 다층구조 합금도금강판 및 그 제조방법{Al-Mg ALLOY PLATED STEEL SHEET HAVING EXCELLENT COATING ADHESION AND CORROSION RESISTANCE, AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 도금밀착성 및 내식성이 우수한 Al도금층/Al-Mg도금층의 다층구조 합금도금강판 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 Al 도금층 상에 Al-Mg 합금도금층을 형성시킴으로써, 내식성을 우수하게 확보하면서도 도금층과 소지강판 사이의 밀착성을 향상시킨 도금밀착성 및 내식성이 우수한 Al도금층/Al-Mg도금층의 다층구조 합금도금강판 및 그 제조방법에 관한 것이다.
Al 도금강판은 Zn 도금강판과 비교하여 표면이 미려하고 내식성과 내열성이 우수하여 가전주방용품, 자동차부품, 열기기용, 건축재용 및 내열소재 등에 폭 넓게 사용되고 있다. 이러한 Al 도금강판은 산화전위가 더 높은 알루미늄이 소지철보다 먼저 용해되는 희생방식작용과 미세한 산화막이 형성되어 부식을 지연시키는 부식억제작용에 의해 부식으로부터 소지철을 보호한다.
그러나, 부식환경이 계속적으로 악화되고, 자원 및 에너지 절약 차원에서 더 높은 수준의 내식성 확보가 요구되고 있는 바, 일반적인 Al 도금강판이 아니라 Al 도금층에 Mg을 첨가하여 내식성을 더욱 향상시킨 Al-Mg 합금도금강판이 부각되고 있다.
종래에 Al-Mg 합금도금강판을 제조하는 기술을 살펴보면, Al 도금욕 내에 Mg을 첨가하여 용융도금하는 방식을 일반적으로 사용하여 왔는데, Mg을 첨가한 용융금속 용탕을 대기중에 노출시키면 Mg 원소의 산화반응으로 인하여 드로스(Dross)가 많이 발생하고, 경우에 따라서는 발화되는 문제가 생길 수 있다. 이러한 현상은 도금작업을 불량하게 하거나 혹은 불가능하게 하고, Mg에서 발생하는 증기(Fume)가 인체에 매우 위독한 물질로서 대기 오염을 유발하고 작업자의 안정성의 문제를 야기할 수 있으므로, 그 사용이 극히 제한적이라는 문제점이 있었다.
따라서, 상기 용융도금법에 의해 발생되는 문제점을 해결하기 위해 진공증착법(열증발, 전자빔, 스퍼터링, 이온플레이팅법, 전자기 부양 물리 기상 증착 등)을 이용하여 Al-Mg 도금층을 제조하는 기술이 등장하였다. 진공증착법을 이용하여 Al-Mg 도금층을 제조하는 대표적인 종래기술로는 한국등록특허 제010644호 및 한국공개특허공보 제2004-0112387호가 있는데, 먼저 한국등록특허 제010644호는 진공증착법을 이용하여 Al과 Mg을 각각 두 개의 증발을 이용하여 증발시킴으로써 강판에 Al-Mg 도금층을 형성시키는 방법을 제공하고 있다.
그러나, 이는 Mg의 증발율 제어가 어려워 도금층내 합금의 조성제어가 어렵고, 두 개의 증발원을 동시에 사용함에 따라 부착량 제어가 용이하지 않을 뿐만 아니라 Al-Mg 합금층은 Al 도금층에 비해 소지철과의 도막밀착성이 열위하여 가공중에 도금층이 쉽게 떨어져나가는 문제점이 있었다.
또한, 한국공개특허공보 제2004-0112387호는 진공챔버 Al 기판을 이용하여 진공챔버에서 기판의 표면을 350~500℃로 가열시킨 후 600℃ 이상의 증발소스에서 Mg을 증발시켜 Al이 코팅된 기판위에 증착함과 동시에 합금화 시켜 Al-Mg 도금층을 형성시키는 방법을 제공하고 있다.
그러나, 이는 연속 Strip을 이용한 진공 코팅공정에서는 합금화를 위한 Strip 가열온도가 너무 높아 Strip과 접촉하여 진공챔버와 대기를 차단하여 진공챔버의 진공도를 유지시켜 주는 진공 Rubber Roll의 표면을 손상시킬 수 있으므로 사실상 실라인에 적용하는데는 한계가 있었다.
따라서, 안정성 및 실용성이 우수하고, 도금밀착성이 뛰어나며, 내식성이 우수한 Al-Mg 합금도금강판에 대한 요구가 매우 급증하고 있는 실정이다.
본 발명은 Al 도금강판의 내식성을 보다 향상시키기 위해 Al-Mg 합금도금강판을 제공함에 있어서, 안정성 및 실용성이 우수하고, 도금층과 소지강판 사이의 도금밀착성을 향상시킨 Al-Mg 합금도금강판 및 그 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일측면은 소지강판; 상기 소지강판 위에 형성된 Al을 85중량% 이상으로 포함하는 Al 도금층; 상기 Al 도금층 위에 형성된 Al-Mg 도금층을 포함하는 도금밀착성 및 내식성이 우수한 Al도금층/Al-Mg도금층의 다층구조 합금도금강판을 제공한다.
이때, 상기 Al-Mg 도금층은 Mg: 20~80중량%, 잔부 Al 및 기타 불가피한 불순물로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 Al 도금층의 두께는 3.5~15㎛인 것이 바람직하다.
또한, Al-Mg 도금층의 두께는 1~5㎛인 것이 보다 바람직하다.
한편, 본 발명의 또다른 일측면은 소지강판 위에 Al을 도금하여 Al이 85중량% 이상인 Al 도금층을 형성시키는 단계; 상기 Al 도금층 위에 Mg을 진공증착하여 Mg 증착층을 형성시키는 단계; 및 상기 Al 도금층 및 Mg 증착층을 포함하는 강판을 350~450℃에서 3~100초 동안 합금화 열처리하여 상기 Al 도금층 위에 Al-Mg 도금층을 형성시키는 단계를 포함하는 도금밀착성 및 내식성이 우수한 Al-Mg 합금도금강판의 제조방법을 제공한다.
이때, Al 도금층을 형성시키는 단계는 Al 도금층의 두께를 3.5~15㎛로 하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 Mg 증착층을 형성시키는 단계는 10-2~10-5mbar의 진공도에서 Mg를 진공증착하는 것이 바람직하다.
이때, 상기 Mg 증착층을 형성시키는 단계는 상기 Mg 증착층의 두께를 0.3~2.0㎛로 하는 것이 보다 바람직하다.
본 발명의 일측면에 따르면, 강판의 외부 표면은 Al-Mg 도금층으로 형성되어 있어 내식성을 더욱 향상시킬 수 있고, 도금층과 소지강판이 접촉하는 부분은 Al 도금층으로 형성되어 있어 도금밀착성도 우수하게 확보할 수 있으며, 안정성 및 실용성이 우수할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 Al-Mg 합금도금강판의 제조공정의 일례를 나타낸 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 Al-Mg 합금도금강판의 단면의 일례를 나타낸 SEM 사진이다.
도 3은 본 발명에 따른 Al-Mg 합금도금강판의 도금층 깊이에 따른 성분의 분포를 나타낸 GDS 그래프이다.
도 4에서 (a)는 일반 Al 도금강판, (b), (c)는 본 발명에 따른 Al-Mg 합금도금강판에 대한 부식성 실험을 행한 후의 사진을 나타낸 것이다.
도 5에서 (a)는 일반 Al 도금강판, (b)는 본 발명에 따른 Al-Mg 합금도금강판을 열간 프레스 성형하여 미니범퍼를 제조한 후 표면을 찍은 사진이다.
도 6에서 (a)는 SEM 관찰을 행할 부위가 표시되어 있는 본 발명에 따른 Al-Mg 합금도금강판을 이용하여 제조된 미니범퍼의 개략도이고, (b)는 상기 (a)에서 1로 표시된 부분의 SEM, (c)는 2로 표시된 부분의 SEM 사진을 나타낸 것이다. (d)는 상기 미니범퍼 단면의 EPMA 맵핑 분석 사진이다.
Al 도금강판은 내식성이 우수하기 때문에 종래부터 널리 사용되어 왔으나, 보다 엄격해진 부식환경으로 인해 최근에는 Mg를 첨가한 Al-Mg 합금도금강판이 주목받고 있다. 그러나, Al-Mg 도금층의 경우 도금밀착성이 Al 도금층보다 열위하여 가공중에 쉽게 도금층이 떨어져나가는 문제점이 발생하였다. 즉, 내식성이 더욱 우수하기는 하나, 도금밀착성이 좋지 못한 문제로 실용화하는 데에 한계가 있었던 것이다.
이에 본 발명자들은 상기 문제점을 해결하기 위해 Al 도금강판에 Mg를 진공증착한 후 합금화 열처리를 하는 방법을 통해 소지강판 위에 Al 도금층을 형성하여 도금밀착성을 우수하게 확보함과 동시에, Al 도금층 위에 Al-Mg 도금층을 형성하여 내식성을 더욱 향상시키는 발명을 하기에 이른 것이다.
이하, 본 발명의 강판에 대해 상세히 설명한다.
본 발명의 일측면은 소지강판; 상기 소지강판 위에 형성된 Al을 85중량% 이상으로 포함하는 Al 도금층; 상기 Al 도금층 위에 형성된 Al-Mg 도금층을 포함하는 도금밀착성 및 내식성이 우수한 Al도금층/Al-Mg도금층의 다층구조 합금도금강판을 제공한다.
종래의 Al-Mg 합금도금강판은 소지강판 위에 Al-Mg 합금도금층을 바로 형성시킴으로써 내식성이 우수하기는 하나, Al-Mg 도금층이 Al 도금층에 비해 소지철과의 밀착성이 떨어지는 문제가 있었기 때문에, 본 발명자들은 일단 소지철과 접하는 부분에는 Al-Mg 합금도금층이 아니라 Al 도금층을 위치시킨 것이다.
또한, Al 도금층 위에 Mg를 첨가하여 Al 도금층보다 상대적으로 내식성이 우수한 Al-Mg 도금층을 위치시킴으로써, 더욱 뛰어난 내식성을 확보할 수 있도록 한 것이다. 즉, 전체 도금층 중 소지철과 접촉하는 하부에는 Al 도금층을, 상부에는 Al-Mg 도금층을 위치시켜 도금밀착성 및 내식성을 동시에 확보할 수 있다.
뿐만 아니라, Mg 첨가로 인해 도금부착량을 적게 하면서도 충분한 내식성 확보가 가능하기 때문에 기존의 Al 도금강판에 비해 도금층 두께를 상대적으로 얇게 할 수 있고, 이에 따라 열간 프레스 성형 열처리 등의 공정에서 도금층 균열에 영향을 미치는 Fe2Al5의 금속간 화합물층 두께를 감소시키면서, 대신에 상대적으로 취화 정도가 낮은 Fe3Al 및 FeAl 금속간 화합물층의 두께 점유율을 높임으로써, 도금층내 크랙의 발생을 줄일 수 있어 열간 프레스 성형된 부품 등의 구멍 내식성을 특히 향상시킬 수 있다.
이때, 상기 Al 도금층은 Al을 85중량% 이상으로 포함하는 것이 바람직하다. 상기 Al-Mg 합금도금강판 제조에 사용되는 Al 도금강판은 용융도금 또는 진공층작법 등의 방법을 통해 제조될 수 있으며, 보다 바람직하게는 고내식성의 Al-Mg 도금층 형성을 위해서는 적어도 85중량% 이상의 Al을 포함하는 도금강판을 사용하는 것이 효과적이다.
이때, 상기 Al-Mg 도금층은 Mg: 20~80중량%, 잔부 Al 및 기타 불가피한 불순물로 이루어지는 것이 바람직하다. Al이 단독으로 존재하는 것보다는 Al-Mg의 합금상태로 있는 것이 내식성 확보에 더욱 바람직한데, Mg의 함량이 20중량%에 미달하거나 80중량%를 초과하여 Al의 함량이 너무 적게 되면 실질적으로 Al-Mg 도금층 중에 Al과 Mg이 합금상태로 존재하는 부분이 충분하지 않아 내식성 확보에 한계가 있을 수 있다.
또한, 상기 Al 도금층의 두께는 3.5~15㎛인 것이 바람직하다. 만약, 상기 Al 도금층의 두께가 3.5㎛에 미달하면 도금층과 소지강판과의 밀착성을 충분히 확보하기 어려운 문제가 있고, 상기 Al 도금층의 두께가 15㎛를 초과하면 합금화 열처리 시에 Mg과 합금화되는 Al의 양이 너무 많아져 Al-Mg의 두께가 과도해질 우려가 있다.
또한, Al-Mg 도금층의 두께는 1~5㎛인 것이 보다 바람직하다. 만약, 상기 도금층의 두께가 1㎛에 미달하면 도금층의 두께가 너무 얇고, Mg의 함량도 상대적으로 적을 것이므로 충분한 내식성 향상을 기대하기 어렵고, 반대로 상기 도금층의 두께가 5㎛를 초과할 경우에는 도금층의 두께가 너무 두꺼워 가공시에 크랙(Crack)이 발생하기 쉬워 구멍 부식에 취약한 문제가 있고, 제조원가 측면에서도 바람직하지 않다. 따라서, 상기 Al-Mg 도금층의 두께는 1~5㎛로 제어하는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명의 강판의 제조방법에 대해 상세히 설명한다.
한편, 본 발명의 또다른 일측면은 소지강판 위에 Al을 도금하여 Al이 85중량% 이상인 Al 도금층을 형성시키는 단계; 상기 Al 도금층 위에 Mg을 진공증착하여 Mg 증착층을 형성시키는 단계; 및 상기 Al 도금층 및 Mg 증착층을 포함하는 강판을 350~450℃에서 3~100초 동안 합금화 열처리하여 상기 Al 도금층 위에 Al-Mg 도금층을 형성시키는 단계를 포함하는 도금밀착성 및 내식성이 우수한 Al-Mg 합금도금강판의 제조방법을 제공한다.
이하, 도 1을 통해 상기 제조방법을 설명하지만, 이는 본 발명의 보다 완전한 이해를 돕기 위해 일례를 제시한 것이고, 하기 도면에 의해 본 발명의 권리범위가 제한되는 것은 아니다. 먼저, 소지강판 위에 Al 도금을 실시하여 Al 도금층을 형성하고, 상기 형성된 Al 도금층 위에 Mg를 진공증착시켜 Mg 증착층을 형성시키며, 그 후 합금화 열처리를 실시함으로써 Al 도금층 내의 Al이 Mg 증착층에 합금화되어 전체 도금층의 상부는 Al-Mg 합금층을 형성하고, 그 하부에는 Al 도금층이 존재하는 구조를 형성시키는 것이다.
도 2는 상기에 따라 제조된 Al-Mg 합금도금강판의 단면의 SEM 사진을 나타낸 것인데, 전체 도금층 하부에는 Al 도금층이, 상부에는 Al-Mg 합금층이 형성되어 있음을 알 수 있고, 도 3의 GDS 분석을 보더라도 강판의 표면으로부터 가장 깊은 곳으로부터 Fe가 대다수인 소지강판이 계속 위치해있고, 그 위에 Al 성분이 분포된 것으로 보아 Al 도금층이 형성되어 있으며, 그 위에 Mg 성분도 점차 증가하여 Al과 Mg가 합금화된 층이 존재하는 것으로 분석할 수 있다.
이때, 상기 Al 도금하는 단계는 고내식성의 확보를 위해 Al 도금층 내에 Al이 85중량% 이상이 되도록 하는 것이 바람직하고, 이때, Al 도금층을 형성시키는 단계는 소지강판과의 밀착성 확보 및 Al-Mg의 두께 조절을 위해 Al 도금층의 두께를 3.5~15㎛로 형성시키는 것이 바람직하다.
그 다음으로, 상기 Al 도금된 강판에 Mg를 코팅시키게 되는데, 이때 Mg의 코팅은 통상적인 진공증착법, 예를 들면, 전자빔법, 스퍼터링법, 열증발법, 유도가열 증발법, 이온 플레이팅법 등을 사용할 수 있고, 보다 바람직하게는 생산성 향상을 위해 고속 증착이 가능한 전자기 부양 유도가열 방법을 사용하는 것이 효과적일 수 있다.
이때, 상기 Mg 증착층을 형성시키는 단계는 10-2~10-5mbar의 진공도에서 Mg를 진공증착하는 것이 바람직하다. 만약, 상기 진공도가 10-2mba를 초과하면 EML-PVD 코팅시에 코일에서의 아킹의 발생 위험이 높고, 증기분포 BOX 내부와의 압력차이가 크지 않아 초킹이 원활하지 않으므로, 고속의 증착 속도 및 균일한 코팅에 악영향을 미치게 되고, 상기 10-5mbar에 미달하면 초코 진공도의 유지관리 측면에서 바람직하지 못하다.
또한, 상기 Mg 증착층을 형성시키는 단계는 상기 Mg 증착층의 두께를 0.3~2.0㎛로 하는 것이 보다 바람직하다. 이는 합금화 열처리 후 Al-Mg 도금층 두께에 영향을 미치는 것으로서, 상기 Mg 증착층의 두께가 0.3㎛에 미달하면 형성되는 상기 Al-Mg 도금층의 두께가 얇아질 것이므로 충분한 내식성 확보가 어렵고, 상기 증착층의 두께가 2.0㎛를 초과하면 형성되는 상기 도금층의 두께가 너무 두꺼워 크랙이 쉽게 발생하는 문제점이 생길 수 있다.
또한, 상기 Al-Mg 도금층을 형성시키는 단계는 350~450℃에서 3~100초 동안 합금화 열처리하는 것이 바람직하다. 상기 합금화 열처리는 대기 또는 가스(질소, 불활성 가스 또는 이들의 혼합가스) 분위기에서 유도가열 또는 적외선 가열 방식 등을 이용하여 행할 수 있다.
만약 상기 합금화 열처리 온도가 350℃에 미달하거나 상기 합금화 열처리 시간이 3초에 미달하면 Al 도금층과 Mg 증착층 간의 확산이 충분히 이루어지지 않아 Al-Mg 도금층을 적절하게 형성시킬 수 없고, 상기 온도가 450℃를 초과하거나 상기 시간이 100초를 초과하면 Fe와 Al의 합금화가 과도하게 일어나 취화 정도가 높은 Fe2Al5 합금상 생성으로 도금밀착성이 열위하여 가공시 도금층이 탈락되는 현상이 발생할 가능성이 있고, 합금화가 과도하여 Al/Al-Mg의 다층구조가 형성되는 것이 아니라 Al-Mg 단층의 합금도금강판이 형성되는 문제가 생길 수 있다. 따라서, 상기 범위 내에서 합금화 열처리를 행하는 것이 바람직하고, 그 범위 내에서 적절히 온도 및 시간을 적절히 조절함으로써 Al-Mg 도금층의 두께를 제어할 수 있다.
상기와 같이, 본 발명은 Al-Mg 합금도금강판 및 그 제조방법을 제공함으로써, Al 도금강판에 Mg를 진공증착한 후 합금화 열처리를 하는 방법을 통해 소지강판 위에 Al 도금층을 형성하여 도금밀착성을 우수하게 확보함과 동시에, Al 도금층 위에 Al-Mg 도금층을 형성하여 내식성을 더욱 향상시킬 수 있는 것이다.
이하에서, 실시예를 통해 본 발명을 상세히 설명하지만, 이는 본 발명의 보다 완전한 설명을 위한 것이고, 하기 개별실시예에 의해 본 발명의 권리범위가 제한되는 것은 아니다.
( 실시예 )
소지강판 위에 Al을 40g/㎡로 부착한 용융 Al-Si 도금강판 위에, 10-2~10-5mbar의 진공챔버에서 진공증착법의 일종인 전자기 부양 유도 가열증착법을 이용하여 Mg 코팅을 표 1에 나타난 조건으로 실시하였다. 그리고나서, 상기 Mg 코팅층을 갖는 Al 도금강판을 표 1에 나타난 조건으로 유도가열 방식으로 합금화 열처리를 실시하여, 전체 도금층 중 하부에는 Al 도금층이, 상부에는 Al-Mg 도금층이 형성된 Al-Mg 합금도금강판을 제조하였다. 합금화 열처리 시간은 모두 3~100초 내로 제어하였다.
상기 제조된 Al-Mg 합금도금강판의 도금밀착성 및 내식성 평가실험을 행하고, 그 결과를 표 1에 나타내었다. 먼저, 도금밀착성은 50X100mm의 시편을 60°로 굽힌 후 굴절부에 스카치 테이프를 접착한 후 떼어내어 박리상태를 육안으로 비교 관찰하여 평가한 것이고, 내식성은 75X150mm의 시편을 ASTM B-117에 근거하여 염수분무 시험기에 시편을 장입한 후 5% 적청 발생까지의 시간을 측정하여 그 결과를 일반 용융 Al 도금강판과 비교하여 평가한 것이다.
구분 Al 도금량
(g/㎡)		 Mg 코팅층 두께 (㎛) Al-Mg 합금층 형성 합금화 열처리 온도 (℃) 도금밀착성 내식성
발명예 1 40 0.3 유 350 미박리 1500
발명예 2 40 0.5 유 400 미박리 1700
발명예 3 40 0.5 유 450 미박리 1200
발명예 4 40 1.0 유 350 미박리 1300
발명예 5 40 1.0 유 400 미박리 1400
발명예 6 40 1.0 유 450 미박리 1450
발명예 7 40 2.0 유 350 미박리 1700
발명예 8 40 2.0 유 400 미박리 1750
발명예 9 40 1.5 유 450 미박리 1650
발명예 10 20 2.0 유 380 미박리 980
발명예 11 20 1.0 유 450 미박리 950
발명예 12 20 0.3 유 350 미박리 900
발명예 13 10 0.5 유 440 미박리 700
발명예 14 10 1.0 유 355 미박리 750
발명예 15 10 2.0 유 400 미박리 800
비교예 1 40 - - - 미박리 220
비교예 2 80 - - - 미박리 300
비교예 3 40 0.5 무 300 미박리 250
비교예 4 40 0.5 무 340 미박리 250
비교예 5 40 0.5 유 470 부분박리 700
비교예 6 40 2.3 유 350 부분박리 1000
발명예 1 내지 15의 경우 Mg 코팅층의 두께 및 합금화 열처리 온도가 본 발명의 조건에 부합하여 도금밀착성 평가 실험에서 박리가 발생하지 않았고, 내식성 평가 실험에서도 적청 발생까지의 시간이 매우 오래 걸렸는 바, 도금밀착성 및 내식성이 동시에 우수하게 확보되었음을 알 수 있다.
이에 반해, 비교예 1 및 2의 경우 Mg 코팅을 실시하지 않은 기존의 Al 도금강판이므로, 도금밀착성은 우수하게 나타났으나, 상대적으로 Al-Mg 합금도금강판에 비해 내식성이 좋지 못하므로 적청 발생까지의 시간이 짧았음을 확인할 수 있다.
또한, 비교예 3 및 4의 경우 Mg 코팅은 본 발명의 조건에 따라 실시하였으나, 합금화 열처리 온도가 너무 낮아 Al-Mg 간의 합금화가 충분히 이루어지지 못하였는 바, 적청 발생까지의 시간이 짧아 내식성 향상에 한계가 있었다.
또한, 비교예 5의 경우 Mg 코팅은 본 발명의 조건에 따라 실시하였으나, 합금화 열처리 온도가 너무 높아 Al-Mg 간의 합금화가 과다하게 일어남으로써, 내식성 확보는 가능하나, 취화 정도가 높은 합금상 생성으로 인해 부분박리가 나타나 도금밀착성이 좋지 못함을 확인할 수 있다.
또한, 본 발명자들은 상기 발명예 1 및 13의 조건에 따라 열간 프레스 성형용 Al-Mg 합금도금강판을 제조하고, 내식성 평가를 위해 상기 Al-Mg 합금도금강판 및 Al이 40g/㎡로 도금된 일반 Al 도금강판에 염수 분무 시험을 행하고, 이를 사진으로 찍어 도 4에 나타내었다. (a)는 일반 Al 도금강판, (b)는 발명예 13에 따른 Al-Mg 합금도금강판, (c)는 발명예 1에 따른 Al-Mg 합금도금강판에 대한 사진이다. 그 결과, 일반 Al 도금강판에는 부식이 상당히 심하게 일어난 반면에, 본 발명에 따른 Al-Mg 합금도금강판은 부식의 정도가 현저하게 완화되어 내식성이 향상되었음을 확인할 수 있다.
또한, 본 발명자들은 상기 일반 Al 도금강판 및 발명예 13에 따라 제조된 Al-Mg 합금도금강판을 이용하여 실제로 미니 범퍼를 제조하였다. 열간 프레스 전 가열은 950℃에서 10분간 행한 후, 강판 표면의 외관 상태, 표면 스케일 생성 여부, 도금밀착성을 확인하는 실험을 행하였고, 이와 관련된 사진을 도 5 및 6에 나타내었다. 도 5의 (a)는 일반 Al 도금강판을 이용한 미니 범퍼, (b)는 발명에 13에 따른 Al-Mg 합금도금강판을 이용한 미니범퍼를 나타낸 것인데, (a)에서는 표면에 균열이 발생한 반면에, (b)에서는 표면 외관이 매우 양호하고 도금밀착성도 우수함을 확인할 수 있었다.
도 6은 상기 발명예 13에 따라 제조된 미니범퍼 단면의 SEM 사진을 (b), (c)에 나타내었고, (a)는 상기 SEM 사진을 찍은 미니범퍼의 부위를 나타낸 개략도이다. 또한, (d)는 소지강판과 도금층 단면을 EPMA 성분 Mapping 결과를 나타낸 것이다. 도금층의 EDX 분석, Micro Vickers 경도 및 Fe-Al간의 Phase Diagram의 종합 분석에 의하면 도금층에서 균열이 발생하지 않았고, 상대적으로 Brittle 하지 않은 (Fe3Al + FeAl) 금속간 화합물 층 두께 점유율이 열간 프레스 성형 열처리 후 전체 도금층에서 80% 이상이 되어, 미니범퍼의 내식성이 크게 향상되었음을 확인할 수 있었고, 도금층 균열의 생성에 영향을 미치는 Fe2Al5의 금속간 화합물 층 두께가 감소되었다.

Claims (8)

  1. 소지강판; 상기 소지강판 위에 형성된 Al을 85중량% 이상으로 포함하는 Al 도금층; 상기 Al 도금층 위에 형성된 Al-Mg 도금층을 포함하는 도금밀착성 및 내식성이 우수한 Al도금층/Al-Mg도금층의 다층구조 합금도금강판.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 Al-Mg 도금층은 Mg: 20~80중량%, 잔부 Al 및 기타 불가피한 불순물로 이루어지는 도금밀착성 및 내식성이 우수한Al도금층/Al-Mg도금층의 다층구조 합금도금강판.
  3. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 Al 도금층의 두께는 3.5~15㎛인 도금밀착성 및 내식성이 우수한 Al도금층/Al-Mg도금층의 다층구조 합금도금강판.
  4. 청구항 3에 있어서,
    Al-Mg 도금층의 두께는 1~5㎛인 도금밀착성 및 내식성이 우수한 Al도금층/Al-Mg도금층의 다층구조 합금도금강판.
  5. 소지강판 위에 Al을 도금하여 Al이 85중량% 이상인 Al 도금층을 형성시키는 단계; 상기 Al 도금층 위에 Mg을 진공증착하여 Mg 증착층을 형성시키는 단계; 및 상기 Al 도금층 및 Mg 증착층을 포함하는 강판을 350~450℃에서 3~100초 동안 합금화 열처리하여 상기 Al 도금층 위에 Al-Mg 도금층을 형성시키는 단계를 포함하는 도금밀착성 및 내식성이 우수한 Al도금층/Al-Mg도금층의 다층구조 합금도금강판의 제조방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    Al 도금층을 형성시키는 단계는 Al 도금층의 두께를 3.5~15㎛로 하는 도금밀착성 및 내식성이 우수한 Al도금층/Al-Mg도금층의 다층구조 합금도금강판의 제조방법.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 Mg 증착층을 형성시키는 단계는 10-2~10-5mbar의 진공도에서 Mg를 진공증착하는 도금밀착성 및 내식성이 우수한 Al도금층/Al-Mg도금층의 다층구조 합금도금강판의 제조방법.
  8. 청구항 5 내지 7중 어느 한 항에 있어서,
    상기 Mg 증착층을 형성시키는 단계는 상기 Mg 증착층의 두께를 0.3~2.0㎛로 하는 도금밀착성 및 내식성이 우수한 Al도금층/Al-Mg도금층의 다층구조 합금도금강판의 제조방법.
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