KR20120134708A

KR20120134708A - Ａｌ?Ｍｇ?Ｓｉ계 도금층을 포함하는 용융 도금 강판 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR20120134708A
Application number: KR1020110053827A
Authority: KR
Inventors: 이상욱; 이보룡; 김영진; 문만빈
Original assignee: 현대하이스코 주식회사
Priority date: 2011-06-03
Filing date: 2011-06-03
Publication date: 2012-12-12
Also published as: KR101284506B1

Abstract

본 발명은 고내식성을 갖는 용융 도금 강판 및 그 제조방법에 관한 것으로, 강판의 표면에 Al-Mg-Si(AMS) 비아연계 도금층을 형성하되, 상기 도금층은 마그네슘(Mg) : 5 ~ 15중량%, 실리콘(Si) : 2 ~ 5중량% 및 나머지 알루미늄(Al)과 불가피한 불순물의 조성으로 제어한 용융 도금 강판을 제조함으로써, 우수한 내식성, 필링성 및 도금 젖음성을 확보하면서도 성형성이 우수한 도금 강판을 제조할 수 있도록 하는 발명에 관한 것이다.

Description

Ａｌ?Ｍｇ?Ｓｉ계 도금층을 포함하는 용융 도금 강판 및 그 제조 방법{HOT DIP PLATED STEEL SHEET CONTAINING Al PLATING LAYER AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 도금 강판 제조 기술에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 Zn을 함유하지 않는 Al-Mg-Si(AMS) 도금층을 포함하는 도금 강판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

최근 들어, 자동차용 부품은 승객 및 운전자의 안전확보를 위하여 충돌안전성을 고려한 고강도 강판의 적용이 점차 증대되는 경향을 보이고 있다.

또한, 방청보증 년한의 증가를 충족시키기 위해 표면처리강판의 적용이 확대되는 추세에 있다.

특히, 자동차용 강판의 내식성은 도금두께에 의해 좌우되기 때문에 저렴한 가격으로 후도금이 가능한 용융도금 강판의 수요가 급격하게 증가하고 있다.

그 중에서, 내식성 향상을 위하여 표면을 도금한 아연계 및 알루미늄계 도금 강판이 있다.

이러한 도금 강판을 이용하여 고강도 부품을 제작하는 경우에는 고온 가열 및 성형 후에도 표면의 도금층이 소지철의 산화를 방지해 주는 장점이 있다.

또한, 고온 가열과정에 아연계 화합물은 아연산화층, 알루미늄계 도금 강판은 알루미늄산화층이 표면에 얇게 형성되어 도금층의 증발을 억제해 주는 효과를 부여하므로 도금층을 보존한 고강도 부품 제작을 가능케 할 뿐 아니라, 냉연강판 대비 우수한 내식성을 부여하게 된다.

내식성을 부여하기 위해 사용되는 도금 강판의 도금층으로는 Zn-Fe합금, Zn-Mn 합금, Sn-8중량%Zn 합금이 있다.

이들 중 Sn에 비하면 Zn-Fe 합금층을 가지는 도금 강판이 제조원가가 낮아 가격 경쟁력에서 우위에 있으나, Zn의 가격 변동율이 심하고 안정적이지 못한 문제가 있다.

그 결과, 판이 도금층의 융점부근 온도영역으로 가열되는 동안 소지 판과 도금 층 사이에서 Fe와 Zn의 상호확산이 발생하게 되어, 도금층 중의 Fe 중량%가 급격히 증가하여 Fe산화물을 표면에 다량 발생하게 된다.

이렇게 생성된 Fe산화물은 도금층과 소지철 사이의 계면 접합력을 감소시키게 하여 고온 가공 중 도금층의 박리를 초래하게 하며, 소지철로의 산화를 촉진시키게 한다.

따라서 Zn-Fe 합금층을 가지는 도금 강판을 양산하기 위해서는 Fe산화물 발생을 억제시킬 수 있는 연구가 진행되어야 한다.

이와 관련하여, 양산라인에 적용 및 검토 중인 Al-5중량%Si 및 Zn-Fe 합금층을 가지는 도금 강판을 제공하고 있다. 그리고, 이를 이용하여 제작한 부품은 도금층을 가지지 않는 냉연강판을 이용하여 성형한 후 산화층을 제거한 부품에 비해서 우수한 내식특성을 가진다.

그러나, 희생방식을 사용하는 Zn-Al 또는 Zn-Al-Si계 합금층을 사용하더라도, 현재 상기 강판에서 나타날 수 있는 임계적 내식성을 초과하는 성능이 요구되고 있으며, Zn은 가채 년 수가 30년 내외인 고갈 위험 자원으로 분류되고 있어 가격 변동이 크고, 수급이 불안하여 정상적인 도금 강판 제품의 제조가 어려운 문제가 있다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 특히 Zn 성분을 배제시키고, Al-Mg-Si(AMS)로 이루어지는 비아연계 용융 도금액을 이용함으로써, 최종적으로 제조되는 용융 도금 강판이 우수한 내식성 및 가공성을 가질 수 있도록 하는 것에 있다.

또한, 본 발명에 따른 다른 목적은 도금 강판에 Si 및 Mn을 충분히 첨가하여 도금 젖음성을 확보할 수 있으며, 우수한 필링(Peeling) 특성을 확보할 수 있도록 하는 것에 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 용융 도금 강판 제조 방법은 마그네슘(Mg) : 5 ~ 15중량%, 실리콘(Si) : 2 ~ 5중량% 및 나머지 알루미늄(Al)과 불가피한 불순물로 이루어지는 Al-Mg-Si 비아연계 도금층을 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 합금 도금층은 망간(Mn) : 2 ~ 5중량%를 더 포함할 수 있다.

아울러, 본 발명의 일 실시예에 따른 용융 도금 강판 제조방법은 (a) 마그네슘(Mg) : 5 ~ 15중량%, 실리콘(Si) : 2 ~ 5중량% 및 나머지 알루미늄(Al)과 불가피한 불순물로 이루어지는 용융 도금액을 형성하는 단계 및 (b) 상기 용융 도금액이 저장된 도금욕에 냉연강판을 연속적으로 침지하여, 상기 냉연강판의 표면에 Al-Mg-Si 비아연계 도금층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

아울러, (c) 상기 도금욕에서 인출된 강판을 합금화 가열 구간(Galvanizing heating section) 및 합금화 소둔 구간(Galvanizing soaking section)에 통과시키는 합금화 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 용융 도금 강판 제조방법에 의하면 Al-Mg-Si(AMS) 비아연계 도금층이 형성된 도금 강판을 이용함으로써, 아연(Zn) 사용에 대한 원가 변동의 불완전함을 해소 할 수 있으며, 생산 원가를 절감시킬 수 있는 효과를 제공한다.

아울러, 본 발명은 Al계 도금층을 사용함으로써, 아연도금층 수준의 우수한 내식성을 확보할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 용융 도금 강판 제조를 위해서 필링(Peeling)성 및 도금 젖음성 확보에 유리한 Si 및 Mn 등을 다량 첨가할 수 있으므로, 도금 강판의 특성을 자유롭게 조절할 수 있는 효과를 제공한다.

아울러, 본 발명에 따른 용융 도금 강판은 상기와 같은 우수한 도금 특성에 의해서 복잡한 형상의 부품도 용이하게 가공할 수 있으며, 140kg/mm² 이상의 높은 인장강도를 갖는 성형체를 형성할 수 있도록 하는 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명에 따른 용융 도금 강판을 제조하는 방법을 도시한 순서도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 Al-Mg-Si계 도금층을 갖는 용융 도금 강판 및 그 제조 방법에 대해서 설명하기로 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 용융 도금 강판은 Zn 성분을 배제시키고, Mg, Si, 잔부의 Al 및 불가피한 불순물을 포함하는 용융 도금액에 강판을 연속적으로 침지한다.

이를 위한 공정으로 먼저 중량%로, 탄소(C) 0.1 ~ 0.4%, 실리콘(Si) 0.5%이하, 질소(N) 0.1%이하, 알루미늄(Al) 0.01 ~ 0.1%, 인(P) 0.05%이하, 망간(Mn) 0.8 ~ 2%, 보론(B) 0.002 ~ 0.01%, 몰리브덴(Mo) 또는 크롬(Cr)을 0.1 ~ 0.5% 첨가하되 B/N 원자비를 1 이상으로 조절하며, 기타 불가피하게 첨가되는 불순물을 포함하는 열연강판을 형성한다.(S110)

여기서, 상기 열연 강판은 상기 조성 범위 이외에 더 다양한 조성 범위를 갖는 강판이 이용될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 강판의 조성 범위가 상기 기재 사항에 제한되는 것은 아니다.

다만, 상기와 같은 조성 범위를 갖는 열연 강판을 형성할 경우 도금 특성을 더 향상시킬 수 있었으며, 성형 후 고강도 특성도 얻을 수 있었다.

또한 도금을 위한 강판은 상기 열연 강판을 냉간 압연하여 제조한 냉연 강판이 사용될 수도 있다.

따라서, 본 발명에 따른 용융 도금 강판 제조 방법은 열연강판 및 냉연강판 모두에 제한 없이 적용이 가능하다.

상기와 같이 도금에 사용될 강판을 마련 하는 단계(S110)가 완료되면 다음으로, 상기 강판을 용융 도금 하는 단계(S120)를 수행한다. 이때, 본 발명에 따른 도금층은 Al-Mg-Si(AMS) 비아연계 도금층을 형성한다.

다음으로, 필요에 따라서 도금층을 합금화 열처리하는 단계(S130)를 수행할 수 있으며, 합금화 열처리를 끝으로 도금 공정을 완료하게 된다.

여기서, Al-Mg-Si계 합금은 5 ~ 15중량%의 Mg 및 2 ~ 5중량%의 Si 조성으로 제한하는 것이 바람직하다.

이때, 알루미늄(Al)은 실리콘(Si)과 함께 도금층을 안정화시키는 효과를 갖는다. 따라서, 알루미늄(Al)의 첨가량이 75중량% 미만이 될 경우에는 도금층의 내식 특성 및 안정화 특성이 저하될 수 있다.

아울러, 알루미늄(Al)은 도금 젖음성 향상시킬 수 있는 망간(Mn)이 다량 첨가되어도 도금이 안정적으로 이루어지는 특성이 있다.

이때, 망간(Mn)의 함량은 도금층 전체 중량의 2 ~ 5중량%인 것이 바람직하다. 망간(Mn)의 함량이 2중량% 미만일 경우에는 도금 젖음성이 떨어진다. 반대로 망간(Mn)의 함량이 5중량%를 초과할 경우에는 알루미늄(Al)이 안정화 시킬 수 있는 범위를 넘어선 상태가 되어 도금 특성이 저하될 수 있다.

마그네슘(Mg)은 도금층 및 강판의 강도 증가에 기여할 수 있는 원소로서, 그 함량이 5중량% 미만일 경우에는 상기 효과를 얻을 수 없었다.

그리고, 마그네슘(Mg)의 함량이 15중량%를 초과할 경우에는 도금 밀착성이 저하되고, 강판의 성형 특성을 열화시키는 원인이 될 수 있다.

실리콘(Si)은 도금층의 강도 및 표면 특성에 관여하는 원소로서, 그 함량이 2중량% 미만일 경우에는 도금이 정상적으로 이루어지지 않았다.

그리고 반대로, 실리콘(Si)의 함량이 5중량%를 초과할 경우에는 필링(peeling) 특성이 저하되어 도금이 벗겨지는 문제가 발생되었다.

아울러, 상기 도금 공정에서 용융 도금액의 온도는 680 ~ 750℃ 로 조절하는 것이 바람직하다. 그리고 도금욕에서 인출된 강판을 합금화 열처리 하는 온도는 730 ~ 800℃ 인 것이 바람직하다.

본 발명에서 용융 도금액의 온도가 680℃ 미만이거나, 합금화 열처리 온도가 730℃ 미만일 경우에는 충분한 도금이 이루어지지 않는 문제가 발생할 수 있다.

또한, 용융 도금액의 온도가 750℃ 초과이거나 합금화 열처리 온도가 800℃를 초과할 경우에는 도금밀착성이 저하되는 결과를 얻을 수 있었다.

다음으로, 상기와 같이 형성된 본 발명의 용융 도금 강판 특성에 대해서 조사하기 위해서는 핫스탬핑과 같은 성형 공정을 수행한 후 도금층 상태를 측정하여 판단할 수 있다.

먼저 상술한 바와 같이 용융 도금 강판이 형성되면 도금 강판을 가열로에 넣고 가열한다.

여기서, 가열로에서 제공되는 가열온도는 800℃ ~ 1000℃, 바람직하게는 850℃ ~ 950℃로 할 수 있다.

아울러, 가열로에서 도금 강판을 가열하는 승온 속도는 제한이 없으나, 생산속도를 고려할 때 적어도 5 ~ 100℃/sec. 의 속도로 도금 강판을 가열해주는 것이 바람직하다.

가열 온도가 800℃ 미만이거나, 가열속도가 5℃/sec. 미만일 경우에는 작업 속도가 너무 떨어지고, 가열 온도가 1000℃을 초과하거나 가열속도가 100℃/sec.를 초과할 경우에는 도금층이 손상될 수 있다.

그 다음으로, 도금 강판을 성형 및 급냉 처리 하고, 최종 마감 처리를 통하여 본 발명에 따른 용융 도금 강판 성형체 제조를 완료한다.

이때, 성형되는 급냉속도는 20 ~ 100℃/sec. 으로 유지해주는 것이 바람직하다.

그 이유는 본 발명에서 사용되는 도금 강판 경우에는 고온으로 가열 시 오스테나이트(austenite) 조직을 가지는데, 급냉 속도가 100℃/sec.를 초과할 경우 마르텐사이트(martensite) 조직으로 상변태가 이루어지지 않게 되기 때문이다.

또한, 고온으로 가열된 본 발명의 용융 도금 강판이 20℃/sec. 미만의 냉각속도로 냉각되면 그 조직이, 펄라이트(pearlite) 또는 베이나이트(bainite) 조직을 가지게 되어 충분한 강도를 가질 수 없다.

아울러, 상기와 같이 성형 및 급냉단계를 거치게 되면 도금 강판은 마르텐사이트(martensite) 조직을 형성하게 되어 최종적으로 제조되는 성형체의 인장강도가 크게 향상될 수 있다.

즉, 가열된 도금 강판을 성형과 동시에 급냉을 실시하여 용융 도금 강판의 인장강도를 향상시킬 수 있다. 이때, 본 발명에 따른 Al-Mg-Si(AMS) 비아연계 도금층을 이용할 경우 성형 특성의 저하 없이 강도 향상이 가능하다.

따라서, 본 발명에 따른 Al-Mg-Si(AMS) 비아연계 도금층에 의해서 보호되며 우수한 내식특성을 유지할 수 있는 용융 도금 강판 및 그 성형체에 대한 실시예를 살펴보면 다음과 같다.

실시예

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 용융 도금 강판 제조방법에 의해 제조되어 도장밀착성 및 내식성 등이 우수하다는 것을 구체적인 실시예를 들어 설명한다.

여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략한다.

1. 시편의 마련

<실시예 1>

중량%로, 탄소(C) 0.4%, 실리콘(Si) 0.5%, 질소(N) 0.1%, 알루미늄(Al) 0.1%, 인(P) 0.05%, 망간(Mn) 0.8%, 보론(B) 0.002%, 몰리브덴(Mo) 0.5% 및 나머지 철과 불가피한 불순물로 이루어진 두께 1.2mm 의 강판을 마련하였다.

다음으로, 강판의 표면에 Al-15중량%Mg-5중량%Si합금(AMS) 도금층이 단면을 기준으로 50g/m²의 부착량을 가지도록 용융 도금 공정을 수행하였다. 이때, 용융 도금액의 온도는 680℃를 유지하였으며, 합금화 가열구간의 온도 및 합금화 소둔구간의 온도의 온도는 730℃로 유지하였다.

그 결과로서, 양면에 Al-Mg-Si(AMS) 비아연계 도금층이 형성되어 있는 용융 도금 강판 시편을 형성하였다.

<실시예 2>

상기 실시예 1에서 표면에 형성된 도금층의 성분이 Al-5중량%Mg-2중량%Si 합금인 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 시편을 제조하였다.

<비교예 1>

표면에 도금층이 형성되어 있지 않은 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 강판을 시편으로 사용하였다.

<비교예 2>

상기 실시예 1에서 표면에 형성된 도금층의 성분이 Zn-11중량%Fe (ZF)인 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 시편을 제조하였다.

<비교예 3>

상기 실시예 1에서 표면에 형성된 도금층의 성분이 Al-5중량%Si (AS)인 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 시편을 제조하였다.

2. 물성측정

(1) 가열 후 외관 평가

상기 실시예들 및 비교예들에 있어서 900℃의 온도로 5분간 가열한 후 시편의 외관 상태에 대하여 육안으로 관찰하는 방식으로 평가하였다.

(2) 성형성(도금밀착성) 평가

일반적으로 성형성(Formability)이라고 하면 스탬핑 공정에 의해 원하는 형상으로 얼마나 잘 성형이 이루어 졌는지를 의미하나, 본 발명에서는 성형부재로서 도금 강판을 사용하였는바, 스탬핑 후 표면의 도금층의 박리 여부가 중요한 관건이므로 이를 기준으로 성형성을 판단하였다.

성형성(도금밀착성) 평가는 스탬핑 후 성형 부분에서의 도금층이 손상된 여부를 육안으로 관찰하는 방식으로 실시하였다.

상기 스탬핑을 위해서 상기 실시예 1~2와 비교예 1~3의 시편을 대기분위기의 가열로에 넣고, 900℃의 온도로 5분간 가열한 뒤 빼내었다. 이때, 시편의 온도는 약 1분 후 900℃에 도달하도록 하였으며, 도달 후 유지시간은 4분으로 하였다.

그 후, 고온상태가 된 시편을 스탬핑 장치를 이용하여 성형체를 형성하였다. 이때, 스탬핑 조건은 드로잉 높이 25mm, 견부반경 R 5mm, 블랭크 직경 90mm, 펀치직경 50mm, 다이직경 53mm로 하였다.

(3) 필링성(도장밀착성) 평가

상기 성형성 평가를 위해 제조되는 각각의 성형체에 일본 파카라이징(주)제 PBL-3080으로 통상의 화상처리조건에 의해 인산아연처리한 후, 간사이 페인트(Kansai Paint)제 전착도료 GT-10을 전압 200V의 슬로프 통전으로 전착도장하여, 소결온도 150℃에서 20분간 소결하여 도장하였다. 이때, 도막의 두께는 약 20㎛로 하였다.

각각의 시편을 50℃ 이온교환수에 침지하고 240시간 후에 꺼내어, 컷터 나이프를 사용하여 가로×세로가 1mm×1mm 폭을 가지는 바둑판 눈금 형상으로 도장막 하부층이 노출되도록 스크레치를 넣고, 폴리에스테르 테이프(3M, TM폴리에스터 테이프 396/투명)를 붙였다 떼어냈을 때 잔존하는 도장막의 스퀘어 수를 카운팅(Counting)함으로써 도장막의 박리 테스트를 하였다.

이때, 전체 스퀘어 수는 100개로 하였으며, 평가기준은 잔존스퀘어 수가 90 ~ 100개인 경우를 양호(O)로 표시하고, 0 ~ 89개인 경우를 불량(X)로 표시하였다.

(4) 내식성 평가

상기 필링성(도장밀착성) 평가에서와 같은 방식으로 시편을 마련하고, JIS Z2371에 규정된 방식으로 염수분무 시험을 480시간 동안 실시하였다.

여기서 내식성 평가는 스크래치로부터의 도막 물집폭 또는 녹폭을 측정하는 방식으로 이루어졌다.

평가 기준은 녹폭, 도막 물집폭 중 큰 쪽의 값을 기준으로 0mm ~ 1mm 미만을 매우 양호(◎)로 기재하였고, 1mm ~ 2mm 미만을 양호(○)로 기재하였고, 2mm 이상 4mm미만을 보통(△)으로 기재하였으며, 4mm 이상을 불량(X)으로 기재하였다.

3. 물성측정 결과 및 분석

[표 1]

ⅹ:불량, △:보통, ○:양호, ◎ : 매우양호

표 1은 실시예 1 ~ 2, 비교예 1 ~ 3 의 방법으로 제조되는 시편에 대한 물성측정 결과를 나타낸 것이다. 표 1의 도금층을 구성하는 성분 앞에 기재된 수치는 중량%를 의미한다.

표 1을 참조하면, 비교예 1과 같이 무도금 냉연강판을 이용한 경우는 표면에 두꺼운 산화막이 형성되어 900℃로 가열 후 그 표면이 흑색으로 변하고, 상기 산화물은 핫스탬핑 성형 시 박리됨을 알 수 있었다.

또한, 비교예 1의 경우에는 도장밀착성 및 내식성이 불량함을 알 수 있었다.

그리고, 비교예 2와 같이 Zn-11중량%Fe 도금층이 형성된 도금 강판의 경우에는 가열 후 외관 상태와 성형성(도금밀착성), 필링성에서 보통의 결과를 나타내었으며, 비교예 3과 같이 Al-5중량%Si 도금층이 형성된 도금 강판의 경우에는 가열 후 외관 상태와 성형성(도금밀착성), 필링성은 양호한 성질을 가졌으나, 내식성 평가에 있어서는 보통(△)의 결과를 나타내었다.

반면에, 본 발명에 따른 비아연계 도금층으로서 각각 Al-15(중량%)Mg-5(중량%)Si층 및 Al-5(중량%)Mg-2(중량%)Si층을 형성한 실시예 1과 실시예 2의 경우엔 가열 후 외관, 성형성(도금밀착성), 필링성 및 내식성 모두 우수한 성질을 가진다는 것을 알 수 있었다.

이하에서는 추가 실시예들 및 비교예들을 통하여 상기 물성측정 및 결과에서 우수한 성질을 가지는 것으로 보이는 Al-15(중량%)Mg-5(중량%)Si층 및 Al-5(중량%)Mg-2(중량%)Si 도금층에 있어서, 도금부착량과 가열온도를 변화시키면서 보다 우수한 물성을 가질 수 있는 조건에 대하여 알아보기로 한다.

<실시예 3 ~ 22>

AMS계 도금층을 형성하되, 하기 표 2와 같은 조성 범위로 원소를 제어하였다.

그 외에 나머지 조건은 실시예 1과 동일하고, 편면을 기준으로 도금부착량(g/m²)을 (10, 30, 50, 70, 90)g/m² 으로 변화시키고, 각각의 도금부착량에 있어서 성형 전 가열 온도를 (800, 850, 900, 950, 1000)℃로 각각 변화시켰다. 다음으로, 성형 후 외관평가, 성형성(도금밀착성), 인장강도, 필링성 및 내식성을 평가를 실시하였으며, 그 결과를 하기 [표 2]에 나타내었다.

이때, 외관평가, 성형성, 도장밀착성 및 내식성 평가는 상기에 기재된 방법과 같은 방식으로 이루어졌으며, 추가로 실시한 인장강도의 측정은 JIS 5호 사이즈 샘플을 이용하여 JIS Z 2241 규격으로 실시하였다.

<비교예 4 ~ 8>

그 외에 나머지 조건은 실시예 1과 동일하고, 편면을 기준으로 도금부착량(g/m² )을 (10, 30, 50, 70, 90)g/m² 으로 변화시키고, 각각의 도금부착량에 있어서 성형 전 가열 온도를 (800, 850, 900, 950, 1000)℃로 각각 변화시켰다. 다음으로, 성형 후 외관평가, 성형성(도금밀착성), 인장강도, 필링성 및 내식성을 평가를 실시하였으며, 그 결과를 하기 [표 2]에 나타내었다.

[표 2]

[표 2]를 참조하면 추가적으로 실시예들 및 비교예들로 분류할 수 있는데, 가열 후 외관은 대체로 양호하다는 것을 알 수 있다.

그러나, 5중량%미만 Mg 및 2중량%미만 Si를 갖는 도금층을 형성한 비교예4~6의 경우 140kg/mm² 이상의 인장강도를 얻지 못하였고, 성형성이 저하되어 도금 박리가 일어난 것을 볼 수 있다.

다음으로, 15중량%초과 Mg 및 5중량%초과 Si를 갖는 도금층을 형성한 비교예7 및 8의 경우 양호한 내식성 및 필링성을 확보하였으나, 140kg/mm² 이상의 인장강도를 얻지 못한 것을 볼 수 있다.

따라서, 본 발명에 따른 실시예 4 ~ 22 와 같이 성형성, 140kg/mm² 이상의 인장강도, 우수한 필링성 및 내식성을 모두 가지기 위해서는 편면을 기준으로 도금부착량이 10g/m² 이상이어야 하고, 가열온도는 850℃ 이상이어야 함을 알 수 있었다.

특히, 보다 우수한 내식성, 필링성과 인장강도를 모두 가지기 위해서는 도금부착량이 적어도 50g/m² 이상 이고, 가열온도는850℃ 이상이어야 함을 알 수 있었다.

아울러, 도금부착량이 90g/m² 를 초과하는 경우엔 앞서 설명한 바와 같이 경제적인 측면 에서 바람직하지 못하므로 실시예의 조건에서 설정하지 않았다. 가열온도가 1000℃ 보다 높을 때는 오스테나이트 결정립크기 조대화로 인한 인장강도 값의 하락이 나타날 수 있으므로, 가열온도는 1000℃ 이하이어야 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 고내식 고강도 용융 도금 강판을 이용하면, 140kg/mm² 이상의 인장강도를 가지는 자동차의 센터필러, 자동차의 루프레일 및 자동차의 실사이드와 같은 초 고강도 성형체를 용이하게 제조할 수 있다.

또한, 제조 과정에서 도금층이 손상되지 않으므로, 우수한 도금 특성을 확보할 수 있을 뿐만아니라, 제조 비용을 절감시킬 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경 하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술 한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims

마그네슘(Mg) : 5 ~ 15중량%, 실리콘(Si) : 2 ~ 5중량% 및 나머지 알루미늄(Al)과 불가피한 불순물로 이루어지는 Al-Mg-Si 비아연계 도금층을 포함하는 것을 특징으로 하는 용융 도금 강판.
제1항에 있어서,
상기 Al-Mg-Si 비아연계 도금층은
망간(Mn) : 2 ~ 5중량%를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용융 도금 강판.
제1항에 있어서,
상기 Al-Mg-Si 비아연계 도금층은
상기 도금 강판의 단면을 기준으로 10 ~ 90g/m² 의 부착량으로 도금되어 있는 것을 특징으로 하는 용융 도금 강판.
(a) 마그네슘(Mg) : 5 ~ 15중량%, 실리콘(Si) : 2 ~ 5중량% 및 나머지 알루미늄(Al)과 불가피한 불순물로 이루어지는 용융 도금액을 형성하는 단계; 및
(b) 상기 용융 도금액이 저장된 도금욕에 냉연강판을 연속적으로 침지하여, 상기 냉연강판의 표면에 Al-Mg-Si 비아연계 도금층을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 용융 도금 강판 제조 방법.
제4항에 있어서,
상기 용융 도금액은
망간(Mn) : 2 ~ 5중량%를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용융 도금 강판 제조 방법.
제4항에 있어서,
상기 (b) 단계에서,
상기 용융 도금액은 680 ~ 750℃의 온도로 가열하는 것을 특징으로 하는 용융 도금 강판 제조 방법.
제4항에 있어서,
(c) 상기 도금욕에서 인출된 강판을
합금화 가열하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용융 도금 강판 제조 방법.
제7항에 있어서,
상기 합금화 가열하는 단계는
730 ~ 800℃의 온도에서 수행하는 것을 특징으로 하는 용융 도금 강판 제조 방법.
제4항에 있어서,
상기 냉연 강판은
탄소(C) 0.1 ~ 0.4중량%, 실리콘(Si) 0.5중량%이하, 질소(N) 0.1중량%이하, 알루미늄(Al) 0.01 ~ 0.1중량%, 인(P) 0.05중량%이하, 망간(Mn) 0.8 ~ 2중량%, 보론(B) 0.002 ~ 0.01중량%를 포함하고, 몰리브덴(Mo) 또는 크롬(Cr)을 0.1 ~ 0.5중량% 포함하되 B/N 원자비가 1 이상이며, 나머지 철과 불가피한 불순물로 이루어진 것을 특징으로 하는 용융 도금 강판 제조 방법.