KR20150049488A - 내흑변성 및 표면외관이 우수한 용융아연합금 도금강판 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
내흑변성 및 표면외관이 우수한 용융아연합금 도금강판 및 그 제조방법이 개시된다. 본 발명의 일 측면인 내흑변성 및 표면외관이 우수한 용융아연합금 도금강판은 소지 강판; 상기 소지 강판 상에 형성된 Al-Zn-MgZn2 3원 공정조직을 기지조직으로 하여, 상기 기지조직 내에 Zn-MgZn2 2원 공정조직이 분산되어 있는 하부 금속조직부; 및 상기 하부 금속조직부 상에 형성된, Zn 단상조직을 기지조직으로 하는 상부 금속조직부를 포함하고, 상기 상부 금속조직부 최표면은 Zn 단상조직이 면적 점유율로 80% 이상을 차지한다.
Description
본 발명은 건축자재, 가전제품 및 자동차 부품 등에 사용되는 용융아연합금 도금강판 및 그 제조방법에 관한 것이다.
아연 도금법은 부식전위가 철보다 낮은 아연을 강판에 부착하는 강판의 내부식성 향상기법이다. 산화 분위기에서 철보다 빠른 아연의 부식을 유도하여 철의 부식을 억제하며 내식성 및 경제성이 우수한 고내식 특성을 갖는 강재를 제조하는데 널리 사용되고 있다. 특히, 용융된 아연에 강재를 침지하여 도금층을 형성하는 용융아연 도금강판은 전기아연 도금강판에 비해 제조공정이 단순하고, 제품가격이 저렴하여 건축자재, 가전제품 및 자동차 부품 등의 산업전반에 걸쳐 그 수요가 증가하고 있다.
아연도금재의 방식기구를 조금 더 자세히 설명하면, 아연이 도금된 용융아연 도금강판은 부식환경에 노출되었을 때 철보다 산화환원전위가 낮은 아연이 먼저 부식되어 강판의 부식이 억제되는 희생방식(Sacrificial Corrosion Protection)의 특성을 가지며, 이와 더불어 도금층의 아연이 산화되면서 강판 표면에 치밀한 부식생성물을 형성시켜 산화 분위기로부터 강재를 차단함으로써 강판의 내부식성을 향상시킨다. 그러나, 산업 고도화에 따른 대기오염의 증가 및 부식환경의 악화가 증가하고 있고, 자원 및 에너지 절약에 대한 엄격한 규제로 인해 종래의 아연 도금강판 보다 더 우수한 내식성을 갖는 강재 개발의 필요성이 높아지고 있다.
그 일환으로 아연 가격의 상승으로 인해 도금원료의 사용량을 줄이면서 내식성을 향상시키고자 하는 산업계의 수요가 꾸준히 증가하고 있어, 최근 아연도금욕에 알루미늄(Al) 및 마그네슘(Mg) 등의 원소를 첨가하여 강재의 내식성을 향상시키는 아연합금계 도금강판 제조기술의 연구가 다양하게 진행되어 왔다.
예컨대, 특허문헌 1에서는 3~17중량%의 Al 및 1~5중량%의 Mg을 함유하는 도금욕을 이용하여 제조한 용융아연합금 도금강판 제조방법을 개시하고 있으며, 특허문헌 2 내지 4에서는 상기와 동일한 조성을 갖는 도금욕 내에 각종의 첨가원소를 배합하거나 제조조건을 규제하는 것에 의해 내식성 및 제조특성을 개선시킨 용융아연합금 도금방법을 개시하고 있다.
그러나, 도금층 내 Mg과 Al의 함량이 증가 할수록 합금도금층 미세조직 중 미세경도가 높은 MgZn2의 영향으로 도금층의 경도가 증가하게 되며, 이러한 도금층의 경도 증가 현상은 프레스 성형시 금형과 도금층 마찰에 의한 도금층 박리를 억제하여 금형의 오염을 줄이는 장점이 있으나, 90˚ 이상의 굽힘가공 및 심한 프레스 가공시 도금층 표면에 크랙을 유발하여, 가공부의 외관 및 내식성을 저하시키는 문제점이 있었다.
상술한 도금층 품질특성 저하 문제를 해결하기 위하여 합금도금층을 형성시키는 제조 프로세스 조건을 조절하여 도금층의 미세조직을 제어하는 연구가 수행되었다.
예컨대, 특허문헌 5에서는 4~10중량% 및 1~4중량%를 포함하는 Zn-Al-Mg 도금층을 강판 표면에 형성함에 있어 도금욕 온도 및 냉각속도를 조절하여 해당 도금층이 Al/Zn/Zn2Mg의 3원 공정조직 및 초정 Al상이 혼재되고, Zn11Mg2상을 함유하지 않는 금속조직을 형성하여 내식성 및 표면외관 특성을 향상시키는 기술을 개시하고 있다.
또한, 특허문헌 6에서는 도금층 내에 형성된 Mg계 금속간 화합물의 미세조직을 제어하기 위하여 3중량%이하의 미량원소를 첨가한 후 도금층 냉각속도를 5℃/sec 이상으로 조절하였고 금속간 화합물 조직의 사이즈를 균일하게 분산시킴으로써 가공성을 개선시키는 기술을 개시하고 있다.
또한, 특허문헌 7에서는 1~60중량% 및 1~10중량%를 포함하는 Zn-Al-Mg 합금계 도금강판을 제조함에 있어서, 도금층 냉각속도를 (0.1 x 도금욕 온도 - 10) (℃/sec) 이상으로 급냉하여 Zn-Mg계 금속간 화합물상 및 Al-Mg계 금속간 화합물의 사이즈를 10nm~1㎛ 이하로 조절하여 합금도금강판의 가공성 및 가공부 내식성을 향상시키는 기술을 개시하고 있다.
그러나, Mg 및 Al 함유 합금도금층의 미세조직은 대부분 Zn/MgZn2/Al 3원공정상과 Zn/MgZn2 2원공정상 등 금속간 화합물로 이루어져 있으며, 합금도금층의 표면조직 또한 상기 금속간 화합물 조직이 대부분을 이루고 있다. 금속간 화합물 내 Mg과 Al은 Zn보다 흡습성이 강하여 습윤분위기에 노출되었을 때에는 표면 조직이 100% Zn 단상으로 이루어진 일반 아연용융도금재(GI)에 비하여 표면 색상이 흑색으로 변하는 변색이 쉽게 발생하는 문제점이 있었다.
본 발명의 일 측면은 Zn-Al-Mg계 용융아연합금 도금욕을 이용하여 제조된 내흑변성 및 표면외관이 우수한 용융아연합금 도금강판 및 그 제조방법을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 일 측면은, 소지 강판; 상기 소지 강판 상에 형성된 Al-Zn-MgZn2 3원 공정조직을 기지조직으로 하여, 상기 기지조직 내에 Zn-MgZn2 2원 공정조직이 분산되어 있는 하부 금속조직부; 및 상기 하부 금속조직부 상에 형성된, Zn 단상조직을 기지조직으로 하는 상부 금속조직부를 포함하고, 상기 상부 금속조직부 최표면의 Zn 단상조직 점유 면적율이 80% 이상인 내흑변성 및 표면외관이 우수한 용융아연합금 도금강판을 제공한다.
또한, 본 발명의 다른 일 측면은, 중량%로, Al: 0.5~5.0%, Mg: 0.5~5%, 잔부 Zn 및 불가피한 불순물을 포함하고, Al+Mg: 1.5~7%인 용융아연합금 도금욕을 준비하는 단계; 소지강판을 상기 용융아연합금 도금욕에 침지하여 용융아연합금 도금강판을 제조하는 단계; 및 상기 용융아연합금 도금강판을 가스와이핑한 후, 13℃/sec 이상의 냉각속도로 360~420℃의 온도까지 냉각하는 단계를 포함하는 내흑변성 및 표면외관이 우수한 용융아연합금 도금강판의 제조방법을 제공한다.
덧붙여, 상기한 과제의 해결 수단은, 본 발명의 특징을 모두 열거한 것은 아니다. 본 발명의 다양한 특징과 그에 따른 장점 및 효과는 하기의 구체적인 실시형태를 참조하여 보다 상세하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 따르면, 표면 거칠기 값이 낮고, 광택도가 높을 뿐만 아니라, 내흑변성이 우수한 용융아연합금 도금강판을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 새로운 유기 표면처리 용액을 개발하는 번거로움 없이 기존의 용융아연 도금강판용(GI용) 후처리 용액 사용이 가능하여, 결과적으로 도금층의 전체적인 내식성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 냉각속도별 용융아연합금 도금강판의 단면의 미세조직을 관찰한 것이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 냉각속도별 용융아연합금 도금강판 최표면의 미세조직을 관찰한 것이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 냉각속도별 용융아연합금 도금강판의 표면을 관찰한 사진이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 제조된 용융 아연합금 도금강판의 후처리 후, 그 표면을 관찰한 사진이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 냉각속도별 용융아연합금 도금강판 최표면의 미세조직을 관찰한 것이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 냉각속도별 용융아연합금 도금강판의 표면을 관찰한 사진이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 제조된 용융 아연합금 도금강판의 후처리 후, 그 표면을 관찰한 사진이다.
본 발명자들은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여, 용융아연합금 도금강판의 내흑변성 및 표면외관을 향상시킬 수 있는 방법에 대하여 연구하던 중, 용융상태의 도금층 냉각시 냉각 종료온도 및 냉각속도를 제어하여 도금층의 최표면에 면적점유율 80% 이상의 Zn 단상조직을 형성시킴으로써 용융아연합금 도금강판의 내흑변성 및 표면외관을 향상시킬 수 있다는 점을 인지하고 본 발명을 제안하게 되었다.
이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.
먼저, 본 발명에 따른 내흑변성 및 표면외관이 우수한 용융아연합금 도금강판의 제조방법에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명의 일측면인 내흑변성 및 표면외관이 우수한 용융아연합금 도금강판의 제조방법은 중량%로, Al: 0.5~5.0%, Mg: 0.5~5%, 잔부 Zn 및 불가피한 불순물을 포함하고, Al+Mg: 1.5~7%인 용융아연합금 도금욕을 준비하는 단계; 소지강판을 상기 용융아연합금 도금욕에 침지하여 용융아연합금 도금강판을 제조하는 단계; 및 상기 용융아연합금 도금강판을 가스와이핑한 후 냉각하는 단계를 포함한다.
용융아연합금
도금욕을
준비하는 단계
본 발명에 이용되는 용융아연합금 도금욕은 중량%로, Al: 0.5~5.0%, Mg: 0.5~5%, 잔부 Zn 및 불가피한 불순물을 포함하고, Al+Mg: 1.5~7%의 관계를 만족함이 바람직하다.
상기 용융아연합금 도금욕 내의 성분 중 Mg은 도금층의 내식성 향상에 매우 중요한 역할을 하는 원소로서, 도금층 내부에 함유된 Mg은 가혹한 부식 환경에서 내식성의 향상 효과가 적은 아연산화물계 부식생성물의 성장을 억제하고, 치밀하며 내식성 향상 효과가 큰 아연수산화물계 부식생성물을 도금층 표면에서 안정화시킨다.
상기 Mg의 함량이 0.5중량% 미만인 경우에는 Zn-Mg계 화합물 생성에 의한 내식성 향상효과가 충분치 않으며, 반면 5중량%를 초과하는 경우에는 내식성 향상효과가 포화될 뿐만 아니라, Mg 산화성 드로스가 도금욕 욕면에 급증하는 문제가 있다. 따라서, 본 발명에서는 도금욕 내의 Mg 함량은 0.5~5중량%로 제어함이 바람직하다.
상기 Al은 Mg을 첨가한 용융아연합금 도금욕 내에서 Mg 산화반응에 의해 발생하는 드로스를 감소시키기 위한 목적으로 첨가하며, Al은 Zn 및 Mg와 조합하여 도금강판의 내부식성을 향상시키는 역할도 한다.
상기 Al의 함량이 0.5중량% 미만인 경우에는 Mg 첨가에 의한 도금욕 표층부 산화를 방지하는 효과가 미흡하고, 내식성 향상 효과가 적다. 반면, 상기 Al의 함량이 5.0중량%를 초과하는 경우에는 도금욕에 침지된 강판의 Fe 용출량이 급증하여 Fe 합금계 드로스가 형성되고, 더욱이 도금층의 용접성이 저하되는 문제가 발생한다. 따라서, 본 발명에서는 도금욕 내의 Al 함량을 0.5~5.0중량%로 제어함이 바람직하다.
한편, 상기 Al과 Mg은 모두 도금층의 내식성을 향상시키는 원소로서 이들 원소의 합이 증가할수록 내식성은 향상될 수 있다. 그러나, 도금욕 중 Al 및 Mg 함량의 합이 1.5중량% 미만인 경우, 내식성 향상 효과가 미미하며, 상기 Al 및 Mg 함량의 합이 7.0중량%를 초과하게 되면 내식성 향상 효과가 포화될 뿐만 아니라, 도금층의 경도가 상승하여 가공 크랙(crack) 발생이 촉진되고, 용접성 및 도장성이 열화되거나 처리방법의 개선을 필요로 하는 등의 문제점이 있다. 따라서, 본 발명에서는 도금욕 내의 Al 및 Mg 함량의 합을 1.5~7.0중량%로 제어함이 바람직하다.
도금강판을 제조하는 단계
용융아연합금 도금욕 내에서 소지강판을 침지하여 도금을 행할 시, 통상의 용융아연합금 도금시의 도금욕 온도를 적용할 수 있으며, 바람직하게는 430~480℃ 범위의 도금욕 내에서 도금을 수행할 수 있다.
한편, 일반적으로 도금욕 내의 성분 중 Al의 함량이 높아지면 융점이 높아지므로 도금욕의 온도를 증가시켜야 한다. 그러나, 도금욕의 온도가 높아지면 모재 강판 및 도금욕 내부 설비가 침식되어 장비의 수명단축을 초래할 뿐만 아니라, 도금욕 내 Fe 합금 드로스가 증가하여 도금재의 표면이 불량해지는 문제가 있다.
그러나, 본 발명에서는 Al의 함량을 0.5~5.0중량%로 비교적 낮게 제어하므로, 도금욕의 온도를 높게 설정할 필요가 없으며, 통상의 도금욕 온도를 적용함이 바람직하다.
가스와이핑
및 냉각하는 단계
상기 도금 후 가스와이핑 처리를 통해 도금 부착량을 조정한다. 원활한 냉각속도 조절 및 도금층 표면산화를 방지하기 위하여 상기 와이핑 가스는 질소 또는 아르곤 가스를 사용하는 것이 바람직하며 가스의 온도는 -20℃~상온(25℃)의 범위를 갖는 것이 바람직하다. 한편, 상기 가스와이핑은 도금 부착량을 조정하기 위한 것으로 그 방법은 특별히 한정되는 것은 아니다.
상기 냉각시 냉각 종료온도는 360~420℃인 것이 바람직하다. 도금층 내 금속간 화합물은 서로 상이한 응고온도를 가지며, 예컨대, Zn 단상은 420℃, Zn/MgZn2 2원공정상 및 Zn/Al/MgZn2 3원공정상은 360℃의 응고온도를 나타낸다. 따라서, 냉각 종료온도가 상기의 범위를 가질 경우, 도금층 내 금속간 화합물 중 응고온도가 가장 높은 Zn 단상만의 표면에서의 급속한 부분 응고를 유도할 수 있다. 한편, 상기 냉각 종료온도 이후 강판의 온도변화는 Zn 단상의 표면 노출량 변화와는 무관하다.
한편, 일반적인 용융도금 공정에서는 도금 후 강판 냉각시, 강판 표면의 온도는 도금층 표면과 대비하여 더 낮기 때문에 응고온도가 가장 높은 미세조직, 예컨대 Zn 단상은 강판의 표면에서 석출하여 도금면 수직방향으로 성장하게 된다. 그러나, 본 발명에서는 도금 후 강판 냉각시 13℃/sec 이상의 급냉을 행하기 때문에, Zn 단상이 강판의 표면에서 석출되기 이전에 응고되며, 응고된 Zn 단상은 용융 상태의 도금층의 상부로 부유하여 상부 금속조직부를 형성하게 된다.
도 1를 참조하여 보면, 상기 냉각속도가 4.8℃/s인 경우, 상부 금속조직부 및 하부 금속조직부의 구분 없이 Al-Zn-MgZn2 3원 공정조직(100), Zn-MgZn2 2원 공정조직(200) 및 Zn 단상조직(300)이 균일하게 분포하고 있으나, 상기 냉각속도가 12.1℃/s인 경우, 도금층의 표면에 Zn 단상이 형성되기 시작하였으며, 냉각속도 13℃/s 이상에서는 형성된 Zn 단상이 서로 결합함으로써 하부 금속조직부와 구별되는 상부 금속조직부를 형성함을 알 수 있다.
한편, 상기 냉각하는 단계에서, 냉각 방법으로는 도금층을 냉각시킬 수 있는 통상의 냉각방법을 이용할 수 있으며, 예컨대 Air jet cooler를 이용하거나 N2 와이핑 또는 water fog 등을 분무함으로써 냉각을 수행할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 내흑변성 및 표면외관이 우수한 용융아연합금 도금강판에 대하여 상세히 설명한다.
상기 내흑변성 및 표면외관이 우수한 용융아연합금 도금강판은 전술한 방법에 의해 제조된다.
본 발명의 일 측면인 내흑변성 및 표면외관이 우수한 용융아연합금 도금강판은 소지 강판; 상기 소지 강판 상에 형성된 Al-Zn-MgZn2 3원 공정조직을 기지조직으로 하여, 상기 기지조직 내에 Zn-MgZn2 2원 공정조직이 분산되어 있는 하부 금속조직부; 및 상기 하부 금속조직부 상에 형성된, Zn 단상조직을 기지조직으로 하는 상부 금속조직부를 포함하고, 상기 상부 금속조직부 최표면은 Zn 단상조직이 면적 점유율로 80% 이상을 차지한다.
본 발명에서 목적으로 하는 우수한 내흑변성을 얻기 위해서는, 상기 상부 금속조직부 최표면의 Zn 단상조직의 면적점유율을 높게 확보함이 바람직하며, 이는 상술한 바와 같이 도금후 냉각시 냉각 종료온도 및 냉각속도의 영향을 크게 받는다.
한편, 도금강판의 표면조도는 프레스 성형할 때의 가공성 향상 및 도장후 선영성에 영향을 미치는 중요한 인자로서 관리가 필요하며, 본 발명 용융아연합금 도금강판의 표면 조도는 0.8㎛ 이하인 것이 바람직하다.
이하, 본 발명을 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 이러한 실시예의 기재는 본 발명의 실시를 예시하기 위한 것일 뿐 이러한 실시예의 기재에 의하여 본 발명이 제한되는 것은 아니다. 본 발명의 권리범위는 특허청구범위에 기재된 사항과 이로부터 합리적으로 유추되는 사항에 의해 결정되는 것이기 때문이다.
(
실시예
1)
강판의 두께, 폭 및 길이가 각각 0.8 mm x 120 mm x 200 mm인 냉연강판을 아세톤에 침지시킨 상태로 초음파로 세척하여 표면의 이물질과 기름을 제거하여 시편을 준비한 후, 소둔하였다. 상기 소둔은 분위기 가스가 수소 10% 및 질소 90%로 구성된 환원분위기에서 진행하였으며, 소둔 열처리 사이클은 요구되는 기계적 성질에 적합하게 700~820℃로 하였다.
이후, 환원분위기에서 열처리된 시편을 준비된 2중량%의 Al 및 3중량%의 Mg이 함유된 합금용융도금욕 용탕에 약 5초간 침적 후 끌어올려 가스 와이핑하여 합금도금층의 부착량을 편면기준 70g/m2으로 조절하였다. 강판의 냉각속도를 관찰하기 위하여 강판에 열전대(Thermocouple)를 접촉시켜 냉각 과정 중 강판의 미세온도 변화를 모니터링 하였다. 시험편의 냉각속도에 따른 도금층 특성 변화를 관찰하기 위하여 냉각가스의 유량은 200~1400l/m3으로 조절하였고, 동일한 냉각가스 유량 하에서 강판의 이동속도를 100~500 mm/s로 조절하였다. 한편, 냉각 종료온도는 모든 시편에서 420℃로 일정하게 하였다.
이후, 합금 도금재 표면 도금층의 미세조직과 광택도, 표면 조도 및 내습윤성 등의 물성을 평가하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
한편, 광택도는 광택계(Glossmeter REF-260)으로 측정하였으며, 표면 조도는 3차원 표면형상특정기(WYKO NT8000, Veeco)로 측정하였다.
한편, 내습윤성을 평가하기 위한 습윤테스트 챔버의 온도는 45℃였고, 습도는 95 %였다. Zn 응고 완료온도까지의 냉각속도를 변화시킨 각각의 시편을 습윤챔버에 장입 전과 습윤챔버 장입 후 200시간 경과시 도금층 표면의 색차 변화를 측정하였다. 색차 변화량(ΔE)은 수학식 1을 이용하여 구하였다.
[수학식 1]
(L1: 습윤챔버 장입 전 백색도, L2: 습윤챔버 장입 후 200시간 경과시 백색도 a1: 습윤챔버 장입 전 적색도, a2: 습윤챔버 장입 후 200시간 경과시 적색도, b1: 습윤챔버 장입 전 황색도, b2: 습윤챔버 장입 후 200시간 경과시 황색도)
| 냉각속도 (℃/sec) |
도금층 최표면의 Zn 단상조직 면적점유율(%) | 광택도 | 표면조도(㎛) | ΔE | 비고 |
| 4.8 | 4.1 | 166 | 1.8 | 7.5 | 비교예 1 |
| 6.8 | 6.5 | 189 | 1.2 | 6.3 | 비교예 2 |
| 9.3 | 8.3 | 197 | 1.1 | 5.2 | 비교예 3 |
| 12.1 | 35.5 | 234 | 0.89 | 4.8 | 비교예 4 |
| 13.4 | 88.7 | 285 | 0.65 | 3.2 | 발명예 1 |
| 14.3 | 94.3 | 345 | 0.38 | 3.3 | 발명예 2 |
| 15.1 | 98.4 | 370 | 0.34 | 3.4 | 발명예 3 |
상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 시편의 냉각속도가 증가함에 도금층의 최표면에 Zn 단상조직의 면적 점유율이 증가함을 알 수 있으며, 냉각속도가 13℃/s 이상인 경우, 도금층의 최표면에 Zn 단상조직 면적점유율이 80% 이상인 것을 확인할 수 있었다. 한편, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 냉각속도별 용융아연합금 도금강판의 최표면의 미세조직을 관찰한 것으로, 도 2의 (a) 내지 (c)는 각각 비교예 1, 3 및 4를, 도2의 (d) 내지 (f)는 각각 발명예 1 내지 3을 나타낸다. 한편, 100은 Zn/Al/MgZn2 3원공정조직, 200은 Zn/MgZn2 2원공정조직, 300은 100% Zn으로 이루어진 Zn 단상조직을 나타내며, 400은 연속적으로 형성된 Zn 단상조직을 나타낸다.
한편, 도금강판의 표면외관과 관련하여, 도금 후 냉각속도가 증가함에 따라 도금층 표면의 광택도가 증가하며, 반면에 표면조도는 감소함을 확인할 수 있었다. 이러한 도금층 표면외관 향상은 도금층 최표면의 Zn 단상조직 면적점유율이 80 % 이상일 때 두드러지게 나타났다. 한편, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 냉각속도별 용융아연합금 도금강판의 표면을 관찰한 사진으로, 도 3의 (a) 내지 (c)는 각각 비교예 1, 비교예 4 및 발명예 3에 따른 용융아연합금 도금강판의 표면을 관찰한 사진이다.
한편, 도금강판의 내습윤성과 관련하여, Zn 응고 완료온도까지의 냉각속도가 증가함에 따라 습윤테스트 후 도금층 표면 색차 변화 값이 감소함을 알 수 있었다. 냉각속도가 13℃/s 이상일 때 기존 용융아연도금재(ΔE=3.3)와 유사한 색차변화 값을 보였다. 냉각속도가 낮은 시편, 즉 표면에 Al 및 Mg 함유 금속간 화합물의 표면 노출량이 많은 시편의 경우, Zn 대비 Al 및 Mg의 높은 흡습성으로 인해 습윤테스트 이후 도금층 표면의 변색도가 높게 나타났다.
(
실시예
2)
도금층 표면의 백청 발생량을 평가하기 위해 상기 실시예 1에 따라 제작된 용융아연합금 도금강판을 후처리하고, 상기 후처리된 용융아연합금 도금강판을 염수분무시험기에 장입한 후 염수분무시험 공인규격(KS-C-0223)으로 100시간 부식촉진시험을 수행한 후 도금층 표면의 백청 발생 경향을 관찰하였다.
| 냉각속도 | 백청 발생면적(%) | 비고 |
| 4.8 | 87 | 비교예 1 |
| 6.8 | 74 | 비교예 2 |
| 9.3 | 62 | 비교예 3 |
| 12.1 | 58 | 비교예 4 |
| 13.4 | 9 | 발명예 1 |
| 14.3 | 4 | 발명예 2 |
| 15.1 | 1 | 발명예 3 |
상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 시편의 냉각속도가 증가함에 따라 백청 발생량이 감소함을 알 수 있었다. 이러한 도금층의 후처리성 향상은 기존 용융아연도금재(표면 Zn 조직 100%)에 최적화된 후처리 용액이 Al 및 Mg가 포함된 금속간화합물과 반응하지 않고 표면을 대부분 덮고 있는 Zn 단상과 반응하여 최적화된 계면을 형성함으로써 기인된 결과라고 판단된다. 한편, 도 4는 본 발명의 실시예에 따라 제조된 용융 아연합금 도금강판의 후처리 후, 그 표면을 관찰한 사진으로, 도 4의 (a) 내지 (d)는 각각 비교예 1, 비교예 4, 발명예 2 및 발명예 3에 따른 용융 아연합금 도금강판의 후처리 후, 그 표면을 관찰한 사진이다.
Claims (6)
- 소지 강판;
상기 소지 강판 상에 형성된 Al-Zn-MgZn2 3원 공정조직을 기지조직으로 하여, 상기 기지조직 내에 Zn-MgZn2 2원 공정조직이 분산되어 있는 하부 금속조직부; 및
상기 하부 금속조직부 상에 형성된, Zn 단상조직을 기지조직으로 하는 상부 금속조직부를 포함하고,
상기 상부 금속조직부 최표면의 Zn 단상조직 면적 점유율이 80% 이상인 내흑변성 및 표면외관이 우수한 용융아연합금 도금강판.
- 제 1항에 있어서,
상기 용융아연합금 도금강판의 표면조도(Ra)는 0.8㎛ 이하인 내흑변성 및 표면외관이 우수한 용융아연합금 도금강판.
- 제 1항에 있어서,
상기 용융아연합금 도금강판의 광택도는 280 이상인 내흑변성 및 표면외관이 우수한 용융아연합금 도금강판.
- 중량%로, Al: 0.5~5.0%, Mg: 0.5~5%, 잔부 Zn 및 불가피한 불순물을 포함하고, Al+Mg: 1.5~7%인 용융아연합금 도금욕을 준비하는 단계;
소지강판을 상기 용융아연합금 도금욕에 침지하여 용융아연합금 도금강판을 제조하는 단계; 및
상기 용융아연합금 도금강판을 가스와이핑한 후, 13℃/sec 이상의 냉각속도로 360~420℃의 온도까지 냉각하는 단계를 포함하는 내흑변성 및 표면외관이 우수한 용융아연합금 도금강판의 제조방법.
- 제 4항에 있어서,
상기 가스와이핑시 사용하는 가스는 질소 또는 아르곤이며, 상기 가스의 온도는 -20℃~상온인 내흑변성 및 표면외관이 우수한 용융아연합금 도금강판의 제조방법.
- 제 4항에 있어서,
상기 용융아연합금 도금강판을 제조하는 단계에서, 상기 용융아연합금 도금욕의 온도는 430~480℃인 내흑변성 및 표면외관이 우수한 용융아연합금 도금강판의 제조방법.
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| KR20220089027A (ko) * | 2020-12-21 | 2022-06-28 | 주식회사 포스코 | 내식성 및 표면 품질이 우수한 도금 강판 및 이의 제조방법 |
| KR20220089293A (ko) * | 2020-12-21 | 2022-06-28 | 주식회사 포스코 | 실러 접착성이 우수한 도금 강판 및 이의 제조방법 |
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-
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