KR20170024023A

KR20170024023A - 용융 아연 도금 강재의 제조 방법 및 용융 아연 도금 강재

Info

Publication number: KR20170024023A
Application number: KR1020177002131A
Authority: KR
Inventors: 야스토 이노하라; 마사츠구 무라세; 이사무 가게
Original assignee: 제이에프이 스틸 가부시키가이샤
Priority date: 2014-07-31
Filing date: 2015-07-31
Publication date: 2017-03-06
Also published as: JP6137339B2; WO2016017186A1; CN106661708A; CN106661708B; JPWO2016017186A1

Abstract

용융 아연에 대한 젖음성이 양호하여 미도금을 발생시키는 경우가 없는, 용융 아연 도금 강재의 제조 방법 및 용융 아연 도금 강재를 제공하는 것을 목적으로 한다. 피도금 강재 표면에 플럭스 처리 및 건조 처리를 실시한 후, 성분 조성으로서, Zn : 97.5 mass％ 이상, Fe : 1.5 mass％ 이하, Pb : 0.10 mass％ 이하, Cd : 0.01 mass％ 이하, Mg : 0.001 mass％ 이상 0.05 mass％ 이하를 함유하는 도금욕에 피도금 강재를 침지시켜 용융 아연 도금욕 침지 처리를 실시하는 용융 아연 도금 강재의 제조 방법.

Description

용융 아연 도금 강재의 제조 방법 및 용융 아연 도금 강재{METHOD FOR PRODUCING HOT-DIP GALVANIZED STEEL MATERIAL, AND HOT-DIP GALVANIZED STEEL MATERIAL}

본 발명은, 용융 아연 도금 강재 (hot dip galvanized steel) 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 특히, RoHS 지령 (RoHSdirective, Restriction of Hazardous Substances Directive) 으로 규제된 범위 내인, Pb 함유량을 0.10 mass％ 이하, Cd 함유량을 0.01 mass％ 이하로 한 용융 아연 도금욕 (hot dip galvanizing bath) 을 사용한 경우에, 도금 결함이 적은 용융 아연 도금 강재의 제조 방법 및 용융 아연 도금 강재에 관한 것이다.

최근, 유럽 연합에 의해, 전기·전자 기기에 대해, 특정 유해 물질의 사용을 제한하는 RoHS 지령이 시행되었다. 이 RoHS 지령은, 대상 제품 중의 Pb 의 함유율을 0.10 mass％ 이하, Cd 의 함유율을 0.01 mass％ 이하로 제한하는 것이다. RoHS 지령은 일본 국외의 규정이기는 하지만, 국제적인 규제에 대응하여, 환경 부하 물질의 함유를 억제한 환경에 보다 좋은 제품을 공급할 수 있도록 해 나가는 것이 필요해지고 있어, Pb 나 Cd 를 다량으로 함유하는 제품은, 장래적으로 꺼려지는 경향이 있다고 생각된다.

그러나, 여전히 많은 용융 아연 도금 제품에 있어서의 아연 도금층은, RoHS 지령으로 규제되는 값을 초과하여 Pb 및 Cd 를 함유한다. 이 Pb 및 Cd 는, 도금 원료가 되는 용융 아연 도금욕 중의 불순물에서 유래된다. 한편으로, 이 용융 아연 도금욕 중의 Pb 는, 도금하고자 하는 강재 표면 (피도금 강재 표면) 의 용융 아연에 대한 젖음성을 향상시키는 효과를 발생시킨다. 이로써, 예를 들어, 피도금재인 강재 표면이 청정하지 않은 경우나, 산화 피막 (oxide layer) 이 있는 경우에도, 아연 도금층 (galvanizing layer) 이 형성되기 쉬워진다.

그 때문에, Pb 농도가 매우 낮은 용융 아연 도금욕을 사용하여 용융 아연 도금을 실시하면, 아연 도금층이 형성되지 않는 부분이 발생하는 경우가 있다. 이것은, 일반적으로, 미도금 (unplating) 이라고 불리는 현상으로, 용융 아연 도금욕 중의 Pb 농도가 저하되면 현저하게 발생하는 바람직하지 않은 현상이다.

강관이나 강제 구조물 등의 강재에 대해 실시되는, 이른바 「배치식 용융 아연 도금」(batch-type hot dip galvanizing) 은, 박강판에 대해 실시하는 용융 아연 도금 처리와는 상이하다. 박강판에 대해 실시하는 용융 아연 도금 처리는, 강판 표면의 유기물을 제거하고 환원 분위기 중에서 용융 아연 도금욕에 연속 침지시킨다. 즉, 매우 청정화되고 또한 활성이 높은 상태의 강판의 표면에 용융 아연이 접함으로써, 강판 표면에 얇게 아연 도금층을 형성시킨다. 환원 분위기 중이기 때문에, 당연히 용융 아연 도금욕 상에 산화아연 등도 거의 부유하고 있지 않고, 강판 표면에 산화아연 등의 도금을 저해하는 물질이 부착되기 어려운 상태에서 강판이 처리된다. 또한, 가열하여 합금상 (alloy phase) 의 성장을 제어하는 경우도 있다. 이에 대하여, 강재에 대해 실시하는 용융 아연 도금 처리는, 통상적으로 대기 개방하에서 실시한다. 이 때문에, 강재의 표면의 산화를 방지함과 함께, 강재의 표면의 오염에 대해 제거 효과를 얻기 위해서, 피도금 강재에 플럭스 처리를 실시한 후, 도금욕으로의 침지를 실시하고 있다. 또, 플럭스 처리 전에, 강재의 표면의 기름 등의 오염을 제거하기 위한 산세 처리, 경우에 따라서는 산세 처리 전에 탈지 처리도 실시한다. 그러나, 예를 들어 강관은 강판과 달리 형상이 복잡하기 때문에, 그 효과가 매우 불충분한 것이 되어 있는 것이 현상황이다. 더욱이 또한, 용융 아연 도금욕 침지 중에 합금상을 형성시키고, 용융 아연 도금욕으로부터 끌어 올린 후에 와이핑에 의해 용융 아연 도금층의 두께를 제어하고, 그 후에 공랭 또는 온수랭한다. 이 때문에, 아연 도금층의 두께도 수 10 ㎛ 내지 수 100 ㎛ 이상이 되어, 강판의 아연 도금층에 비해 두께가 두꺼운 것을 특징으로 한다.

이와 같이, 강판의 연속식 도금과 강재의 배치식 도금에서는, 프로세스 및 완성된 아연 도금층의 구조가 크게 상이하다. 즉, 강재의 배치식 도금은, 본질적으로 도금 불량이 발생하기 쉬운 프로세스로 되어 있고, 그 과제도 강판의 연속식 도금과는 상이한 것으로 되어 있다. 예를 들어, 전술한 미도금에 관해서는, Pb 농도가 매우 낮은 용융 아연 도금욕을 사용한 경우에도, 강판의 연속식 도금에서는 문제가 발생하지 않는 데에 반해, 강재의 배치식 도금에서는 미도금이 발생하기 쉬워지는 경향이 있다.

용융 아연에 대한 젖음성 (wetability) 을 향상시키는 기술로서, 예를 들어 특허문헌 1 을 들 수 있다. 특허문헌 1 에서는, Pb 를 함유하지 않는 아연욕에 Ni : 0.01 ∼ 0.05 중량％, Al : 0.001 ∼ 0.01 중량％, 추가로 Bi：0.01 ∼ 0.08 중량％ 및 In : 0.05 ∼ 0.1 중량％ 중 1 종 이상을 함유함으로써, 아연욕의 유동성을 높이는 것이 나타나 있다. 또, 특허문헌 2 ∼ 6 에서는, Pb 함유량을 0.1 질량％ 이하로 억제한 용융 아연욕이어도, 용융 아연욕에 Sn, Bi, Sb 등을 미량 함유함으로써, 미도금 발생이 적은 용융 아연 도금재를 제조할 수 있는 것이 나타나 있다.

일본 공개특허공보 2006-307316호 일본 공개특허공보 2009-221601호 일본 공개특허공보 2009-221604호 일본 공개특허공보 2009-197328호 일본 공개특허공보 2011-26630호 일본 공개특허공보 2009-221605호

그러나, 본 발명자들이 특허문헌 1 을 검증한 바, Bi : 0.3 중량％ 이상의 함유가 아니면, Pb 함유시와 동등한 젖음성을 얻을 수 없었다. 또, 특허문헌 2 ∼ 6 에 대해서도, 미량 함유 원소의 양은 적어도 0.1 질량％ 로 하고 있고, 더욱 더 효과를 얻기 위해서는, 미량 함유 원소 단독으로는 0.1 질량％ 보다 많은 함유, 혹은 복합 함유가 필요하다. 따라서, 이와 같은 원소를 함유함으로써, 제품 비용의 상승을 초래한다는 문제가 있다.

본 발명은 상기 과제를 해결하기 위한 것으로, 용융 아연 도금욕에 함유되는 Pb 및 Cd 농도가 매우 낮은 경우이거나, 혹은 Pb 및 Cd 가 함유되지 않은 경우에 있어서도, 용융 아연에 대한 젖음성이 우수하기 때문에, 미도금을 발생시키는 경우가 없고, 품질이 양호한 도금층이 형성되는 용융 아연 도금 강재의 제조 방법 및 용융 아연 도금 강재를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자들은, 상기 과제를 달성하기 위해, 용융 아연 도금 처리에 있어서의 플럭스 처리 공정, 건조 처리 공정 및 용융 아연 도금욕 침지 처리 공정에 주목하였다. 플럭스 처리는, 용융 아연 도금 처리에 있어서, 산세에 의해 청정화된 강재 표면을 재산화로부터 보호함과 함께, 잔류된 산화물이나 오염을 도금시에 제거하기 위한 공정이다. 플럭스 건조 공정은, 강재 표면에 부착시킨 플럭스액을 건조시키고, 강재 표면에 플럭스를 고정시키는 공정, 도금 공정은, 강재를 용융 아연욕에 침지시켜, 강재 표면을 도금하는 공정이다. 또한, 본 발명에 있어서의 용융 아연 도금 처리란, 강관이나 강제 구조물 등의 강재에 대해 실시되는, 이른바 「배치식 용융 아연 도금」이라고 불리는 것으로, 박강판에 대해 실시하는 용융 아연 도금 처리와는 상이하다.

플럭스 처리에 있어서, 종래부터 사용되고 있는 플럭스는, 염화아연과 염화암모늄의 복염 (double salt) 혹은 혼합물이다. Pb 를 함유하는 증류 아연 (distilled zinc) 도금욕에 있어서, 종래의 2 종류의 염화물로 이루어지는 플럭스를 사용하면, 용융 아연에 대한 젖음성은 충분히 향상된다. 그러나, Pb 를 함유하지 않는 전해 아연 (electrolytic zinc) 도금욕에서는, 극단적으로 젖음성이 나빠진다. 그래서, 본 발명에서는, 젖음성을 향상시키기 위해, 실제 강재의 용융 아연 도금 상황을 상세하게 조사·연구하였다.

또한, 여기서 말하는 증류 아연이란 JIS H 2107 (1999) 에 규정된 증류 아연지금 1 종 (JIS class 1 distilled zinc ingot) 으로, 통상적으로 Pb 가 0.3 ∼ 1.3 질량％, Cd 가 0.1 ∼ 0.4 질량％ 함유되어 있는 것이고, 전해 아연이란, JIS H 2107 (1999) 에 규정된 최순 아연지금 (special high grade zinc ingot) 으로, 통상적으로 Pb 가 0.003 질량％ 이하, Cd 가 0.002 질량％ 이하인 것을 말한다. 또, 각각의 도금욕은, JIS H 8641 (2007) 에 나타내는 바와 같이, 도금 작업 중의 아연의 순도가 97.5 질량％ 이상을 유지하도록 관리하였다.

본 발명자들은, 젖음성에 대해 검토한 결과, 미도금의 발생에 대해서는 플럭스 부착량이 적은 영역에서의 젖음성의 양부가 중요한 것을 발견함과 함께, 플럭스 부착량이 적은 영역에 있어서, 용융 아연 도금욕 중에 Mg, Ti, V 를 함유시킴으로써 피도금 강재의 용융 아연에 대한 젖음성을 향상시킬 수 있는 것을 알아냈다. 또, 강재가 플럭스 처리로부터 건조 처리를 거쳐 용융 아연 도금욕에 침지될 때까지의 동안에, 젖음성에 대해 기여하는 플럭스가 열화되어 가는 것을 발견하여, 그 열화를 최소한으로 억제하는 제조 조건을 알아냈다.

이상의 연구에 의해, 특히 Pb 의 함유량이 적은 용융 아연욕을 사용하는 경우에 있어서, 미도금 발생이 없는 우수한 표면 품질의 용융 아연 도금 강재를 얻을 수 있는 제조 방법을 확립하였다.

본 발명은, 상기 지견에 기초하여, 추가로 검토를 더하여 완성된 것이다. 그 요지는 이하와 같다.

[1] 피도금 강재 표면에 플럭스 처리 및 건조 처리를 실시한 후, 성분 조성으로서, Zn : 97.5 mass％ 이상, Fe : 1.5 mass％ 이하, Pb : 0.10 mass％ 이하, Cd : 0.01 mass％ 이하, Mg : 0.001 mass％ 이상 0.05 mass％ 이하를 함유하는 도금욕 (galvanizing bath) 에 피도금 강재를 침지시켜 용융 아연 도금욕 침지 처리를 실시하는 용융 아연 도금 강재의 제조 방법.

[2] 상기 도금욕의 성분 조성에 있어서, 추가로 Ti : 0.001 mass％ 이상 0.05 mass％ 이하, V : 0.001 mass％ 이상 0.05 mass％ 이하 중에서 선택되는 1 종 또는 2 종을 함유하는 [1] 에 기재된 용융 아연 도금 강재의 제조 방법.

[3] 상기 도금욕의 성분 조성에 있어서, 추가로 Al : 0.001 mass％ 이상 0.02 mass％ 이하를 함유하고, 또한 ([Mg] ＋ [Ti] ＋ [V])/2 ≥ [Al] (단, [Mg], [Ti], [V], [Al] 은 각 원소의 함유량으로 한다) 을 만족하는 [1] 또는 [2] 에 기재된 용융 아연 도금 강재의 제조 방법.

[4] 상기 플럭스 처리에 있어서, 플럭스액에 함유되는 염화아연과 염화암모늄의 몰비가 1 : 1 ∼ 1 : 4, 플럭스액에 함유되는 상기 염화아연과 상기 염화암모늄의 합계의 몰 농도가 3 ∼ 10 ㏖/ℓ, 상기 염화아연의 농도가 600 g/ℓ 이하, 및 상기 플럭스액의 온도가 40 ℃ ∼ 85 ℃ 인 [1] ∼ [3] 중 어느 하나에 기재된 용융 아연 도금 강재의 제조 방법.

[5] 상기 플럭스 처리 후에 건조 처리를 실시함에 있어서, 하기 식 (1) 을 만족하는 [1] ∼ [4] 중 어느 하나에 기재된 용융 아연 도금 강재의 제조 방법.

FE ＝ 9.6 × exp (-2500/T) × RH × t^0.5 ≤ 0.85 … (1)

상기 식 (1) 에 있어서,

T : 플럭스 처리 후의 피도금 강재가 플럭스조를 나오고 나서 건조로에 들어갈 때까지 체류하는 분위기에 있어서의 환경 온도 (K)

RH : 플럭스 처리 후의 피도금 강재가 플럭스조를 나오고 나서 건조로에 들어갈 때까지 체류하는 분위기에 있어서의 환경 상대 습도 (％)

t : 플럭스 처리 후의 피도금 강재가 플럭스조를 나오고 나서 건조로에 들어갈 때까지의 체류 시간 (분) 이다.

[6] 상기 건조 처리에 있어서, 건조로 내 분위기의 온도가 180 ℃ 이하, 건조로 내 분위기의 이슬점 온도가 (건조로에 진입해 오는 강재 표면 온도 － 10) ℃ 이하, 건조시의 강재 표면의 최고 도달 온도가 80 ℃ 이상 140 ℃ 이하, 및 강재의 건조로 내 체류 시간이 600 초 이하인 [1] ∼ [5] 중 어느 하나에 기재된 용융 아연 도금 강재의 제조 방법.

[7] [1] ∼ [6] 중 어느 하나에 기재된 용융 아연 도금 강재의 제조 방법에 의해 제조된 용융 아연 도금 강재.

본 발명에 의하면, 용융 아연 도금욕에 함유되는 Pb 농도가 매우 낮은 경우에 있어서도, 미도금을 발생시키는 경우가 않는, 용융 아연 도금 강재의 제조 방법 및 용융 아연 도금 강재를 제공할 수 있다.

도 1 은, 염화암모늄의 몰 분율과 접촉각의 관계를 나타내는 도면이다.

통상적으로 강재에 대해 실시하는 용융 아연에 의한 「배치식 용융 아연 도금」처리는, 산세 처리, 플럭스 처리, 건조 처리, 용융 아연 도금욕 침지의 순서로 실시한다. 산세 처리 전에 탈지 처리를 실시하는 경우도 있다. 또, 탈지 처리, 산세 처리 후에는, 필요에 따라 수세 공정을 실시하는 경우도 있다. 여기서, 플럭스 처리란, 산세 후의 강재 표면을 플럭스로 덮어 산화를 억제함과 함께, 용융 아연 도금욕 침지시에 플럭스가 분해됨으로써, 강재 표면을 청정화하고, 아연 도금층의 형성을 촉진시키기 위한 것이다. 플럭스를 강재 표면에 부착시키기 위해서는, 플럭스를 물에 용해시킨 수용액인 플럭스액을 만들어, 플럭스액 중에 강재를 침지시키거나, 플럭스액을 강재 표면에 직접 뿌리거나 한다. 본 발명의 용융 아연 도금 강재의 제조 방법도, 원칙으로서 이 처리 내용과 순서에 따르고 있다. 그리고, 본 발명의 용융 아연 도금 강재의 제조 방법에는, 이하에 설명하는 기술상의 특징이 더욱 추가되어 있다.

본 발명에서는, 성분 조성으로서, Zn : 97.5 mass％ 이상, Fe : 1.5 mass％ 이하, Pb : 0.10 mass％ 이하, Cd : 0.01 mass％ 이하, Mg : 0.001 mass％ 이상 0.05 mass％ 이하를 함유하는 도금욕에 피도금 강재를 침지시켜 용융 아연 도금욕 침지 처리를 실시하는 것을 특징으로 한다. 이하에, 본 발명의 한정 이유에 대해 설명한다. 또한, 이하, mass％ 는, 간단히 ％ 라고 기재하는 경우도 있다.

Pb : 0.10 mass％ 이하, Cd : 0.01 mass％ 이하

본 발명에서는, 플럭스 처리된 피도금 강재를 침지하는 용융 아연 도금욕의 성분 조성으로는, Pb 및 Cd 가 RoHS 지령으로 규제된 범위 내인, Pb : 0.10 mass％ 이하, Cd : 0.01 mass％ 이하를 함유하는 도금욕으로 한다. 단, 전술한 바와 같이, JIS H 2107 (1999) 에 규정된 최순 아연지금을 사용하는 경우, 통상 Pb 가 0.003 mass％ 이하, Cd 가 0.002 mass％ 이하이며, 이와 같은 저농도 혹은 검출 한계 이하여도 전혀 지장은 없다.

Mg : 0.001 mass％ 이상 0.05 mass％ 이하

본 발명에 있어서는, 도금욕 중에 Mg 를 함유시키는 것을 특징으로 한다. 본 발명자들은, 먼저, 플럭스가 부착된 강재의 용융 아연 도금욕에 대한 젖음성 에 대해 조사하였다. 구체적으로는, 땜납의 젖음성 평가에도 사용되는 Wilhelmy 법 (플레이트법) 의 실험 장치를 조립하여 후술하는 방법으로 실험을 실시하였다. Wilhelmy 법은, 액체에 판상의 샘플을 일정 깊이 침지했을 때의 중량 (질량) 을 측정함으로써, 액체의 밀도나 표면 장력이 이미 알려진 경우에, 그 접촉각을 구할 수 있는 방법의 하나이다. 실험은, 용융 아연에 대한 젖음성을 평가하기 위한 샘플로서, 전봉관 (electric resistance welded tube) 원판으로부터, 표면이 평활하고 두께 0.5 ㎜ 인 박강판 (50 × 20 ㎜. 이하, 젖음성 조사의 설명에 있어서 샘플이라고도 칭한다) 을 가공하고, 탈지, 산세, 수세를 실시한 후에, 농도를 변화시킨 염화아연 및 염화암모늄으로 이루어지는 플럭스액에 침지시키고 끌어 올려 건조시켰다. 그 후, 샘플을 전자 천칭에 매단 상태에서, 용융 아연욕 중에, 샘플 하단으로부터 10 ㎜ 를 20 sec 간 침지시키고, 그 동안의 중량을 기록하였다. 샘플을 일정량 침지시키고 있는 20 sec 동안에도 중량은 변동하기 (욕면 상의 샘플 표면이 산화되어 산화철이 형성되기 때문에, 점점 젖기 어려워지기) 때문에, 최대 젖음을 나타내는 최대 중량값으로부터, 최소 접촉각을 산출하였다 (구체적으로는, 「γ × L × cosθ ＝ F ＋ S × h × ρ × g」로부터 구한다. 여기서, γ : 표면 장력, L : 고체 시료의 주위 길이, θ : 접촉각, F : 측정력 (시료에 작용하는 힘), F ＝ (측정 중량 － 시료 중량) × g, S : 시료의 단면적, h : 시료의 침지 거리, ρ : 액체 (용융 아연) 의 밀도, g : 중력 가속도이다.). 일반적으로, 접촉각이 90 도 이하가 되면 젖어 있는 상태이며, 젖음성이 양호하다고 여겨진다. 또한, 증류 아연과 전해 아연에 대해서는, 각각 표 1 에 나타내는 전해 아연 A 와 증류 아연을 사용하였다.

그 결과, 강재에 플럭스가 충분히 부착되어 있다고 생각되는 상태, 구체적으로는 플럭스 처리에 사용한 플럭스 농도, 즉, 플럭스액에 함유되는 염화아연과 염화암모늄의 합계의 몰 농도가 3 ㏖/ℓ 이상에서는, Pb 를 함유하지 않는 전해 아연욕, Pb 를 함유하는 증류 아연욕 모두 충분한 젖음성을 나타냈다. 한편, 강재에 플럭스가 충분히 부착되어 있지 않다고 생각되는, 플럭스액에 함유되는 염화아연과 염화암모늄의 합계의 몰 농도 1 ㏖/ℓ 이하에서는, 전해 아연욕과 증류 아연욕에서 그 거동이 상이하고, 전해 아연욕에서는 젖음성이 급격하게 악화되었다. 플럭스 부착량이 적은 경우의 젖음성의 차가, 실제의 제조에 있어서, 전해 아연욕과 증류 아연욕에서 미도금 발생에 차이가 발생하고 있다고 시사된다. 그래서, 플럭스 처리 없음으로부터, 플럭스액에 함유되는 염화아연과 염화암모늄의 합계의 몰 농도 1 ㏖/ℓ 까지의, 플럭스가 충분히 부착되어 있지 않은 샘플의 용융 아연 도금욕에 대한 젖음성을 추가로 검토한 결과, 도금욕에 Mg 를 함유시키면 젖음성이 개선되었다. 또한, 후술하는 Ti, V 의 함유에 따라서도 젖음성이 개선되었다.

본 발명에 있어서, Mg 는, Zn 이나 Fe 와 비교하여 산화되기 쉬운 원소이고, 용융 아연욕의 표면을 얇은 산화 피막으로 덮음으로써, Zn 의 산화물 생성을 억제하는 배리어 효과를 나타냄과 함께, 강판이 아연욕에 침지될 때의 강판 표면의 산화도 억제하여, 젖음성을 확보한다. Mg 의 함유량은, 0.001 mass％ 미만에서는 명확한 효과가 확인되지 않고, 0.05 mass％ 보다 많이 함유해도 효과는 포화된다. 따라서, Mg 는 0.001 mass％ 이상 0.05 mass％ 이하의 범위로 한정한다.

본 발명에서는, 젖음성 향상을 목적으로 하여, 상기 도금욕의 성분 조성에 있어서, 추가로 Ti 또는 V 의 1 종 또는 2 종을 함유해도 된다.

Ti : 0.001 mass％ 이상 0.05 mass％ 이하

Ti 는, 플럭스가 충분히 부착되어 있지 않은 피도금 강재의 용융 아연 도금욕에 대한 젖음성을 개선한다. Ti 는, Zn 이나 Fe 와 비교하여 산화되기 쉬운 원소이고, 강판이 용융 아연 도금욕에 침지될 때의 강판 표면의 산화를 억제하여, 젖음성을 확보한다. 그러나, 용융 아연 도금욕 중에 단독 함유시키면, 용융 아연 도금욕 표면에서 산화 피막 (oxide layer) 을 형성하고, 그 산화 피막은 시간과 함께 계속 성장한다. 그 때문에, 본 발명에서는 배리어 효과를 나타내는 Mg 와의 복합 함유로 한다. Ti 의 함유량은, 0.001 mass％ 미만에서는 명확한 효과가 확인되지 않고, 0.05 mass％ 보다 많이 함유해도 효과는 포화된다. 따라서, Ti 는 0.001 mass％ 이상 0.05 mass％ 이하의 범위가 바람직하다.

V : 0.001 mass％ 이상 0.05 mass％ 이하

V 는, 플럭스가 충분히 부착되어 있지 않은 피도금 강재의 용융 아연 도금욕에 대한 젖음성을 개선한다. V 는, Zn 이나 Fe 와 비교하여 산화되기 쉬운 원소이고, 강판이 용융 아연 도금욕에 침지될 때의 강판 표면의 산화를 억제하여, 젖음성을 확보한다. 그러나, 용융 아연 도금욕 중에 단독 함유시키면, 용융 아연 도금욕 표면에서 산화 피막을 형성하고, 그 산화 피막은 시간과 함께 계속 성장한다. 그 때문에, 본 발명에서는 배리어 효과를 나타내는 Mg 와의 복합 함유로 한다. V 의 함유량은, 0.001 mass％ 미만에서는 명확한 효과가 확인되지 않고, 0.05 mass％ 보다 많이 함유해도 효과는 포화된다. 따라서, V 는 0.001 mass％ 이상 0.05 mass％ 이하의 범위가 바람직하다.

본 발명에서는, 도금 외관 향상을 목적으로 하여, 상기 도금욕 조성에 추가로 Al 을 함유해도 된다.

Al : 0.001 mass％ 이상 0.02 mass％ 이하, 또한 ([Mg] ＋ [Ti] ＋ [V])/2 ≥ [Al] (단, [Mg], [Ti], [V] 는 각 원소의 함유량으로 한다) 을 만족한다

Al 에는, 플럭스가 충분히 부착되어 있지 않은 피도금 강재의 용융 아연 도금욕에 대한 젖음성을 개선시키는 효과는 없지만, Al 은 도금층의 표면에 광택을 부여하기 때문에, 광택이 있는 도금 외관 향상의 효과가 있다. 또, Al 은, Zn 이나 Fe 와 비교하여 산화되기 쉬운 원소이고, 용융 아연 도금욕의 표면을 얇은 산화 피막으로 덮음으로써, Zn 의 산화물 생성을 억제하는 배리어 효과를 나타낸다. 그러나, Al 은 Fe 와의 결합성이 강한 원소이며, 다량으로 함유시키면 Fe 와 Zn 의 합금상 성장을 저해하여 미도금의 원인이 된다. Al 의 함유량은, 0.001 mass％ 미만에서는 명확한 광택 부여 효과가 확인되지 않고, 0.02 mass％ 보다 많이 함유해도 효과가 포화된다. 또한, Mg, Ti 및 V 의 합계의 함유량의 절반을 초과하여 함유하면 젖음성 개선 효과를 저해할 우려가 있다. 이상으로부터, Al 을 함유하는 경우에는, 0.001 mass％ 이상 0.02 mass％ 이하의 범위로 하고, 또한 ([Mg] ＋ [Ti] ＋ [V])/2 ≥ [Al] (단, [Mg], [Ti], [V], [Al] 은 각 원소의 함유량으로 한다) 을 만족하는 것으로 한다. 또한, Ti 가 함유되어 있지 않은 경우에는, [Ti] ＝ 0 으로 하여 계산한다. V 와 Al 이 함유되어 있지 않은 경우에도, [V] 와 [Al] 은 동일하게 취급한다.

용융 아연 도금욕의 성분 조성으로는, 상기 서술한 함유 원소 외에는, JIS 에 규정되는 Zn : 97.5 mass％ 이상, Fe : 1.5 mass％ 이하 및 불가피적 불순물을 함유하는 도금욕으로 한다. Fe 에 관해서는, 강재의 도금을 계속함으로써, 용융 아연 도금욕 중에 고용되는 Fe 량이 증가되어 간다. 0.1 mass％ 를 초과하는 Fe 량은, Fe-Zn 합금 (이른바 바텀 드로스) 의 부유를 의미하고 있고, Fe 량은 0.1 mass％ 이하로 제어하는 것이 바람직하다.

본 발명에서는, 상기 조성의 도금욕이면, 다른 원소를 함유하지 않아도 미도금이 없는 양호한 용융 아연 도금 강재를 얻을 수 있다. 또한, 젖음성을 확보하는 것 이외의 특성을 얻을 목적으로, 필요에 따라, Sb, Bi, Sn, Ni, Cu, Si 등 중에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상을 함유해도 상관없다.

본 발명에서는, 상기 서술한 성분 조성을 갖는 용융 아연 도금욕을 사용하여, 용융 아연 도금욕 침지 처리를 실시한다.

도금욕 이외의 용융 아연 도금욕 침지 처리의 각 조건에 대해서는, 이미 알려진 방법으로 실시할 수 있다. 또한, 본 발명에서는, Pb : 0.003 mass％ 이하, Cd : 0.002 mass％ 이하의 최순 아연지금을 사용해도 도금 가능하다.

도금욕의 온도는, 안정 제조와 품질의 관점에서 440 ∼ 470 ℃ 가 바람직하다. 440 ℃ 미만에서는, 온도 변동에 의한 도금욕의 응고 가능성이 높아진다. 또, 470 ℃ 를 초과하면, 철-아연 합금상의 성장이 빨라져, 도금층이 물러짐과 함께, 도금 두께의 제어가 어려워지기 때문이다.

또, 도금욕 침지 후에는, 피도금 강재를 도금욕으로부터 끌어 올릴 때, 혹은 끌어 올린 후, 피도금 강재에 공기 혹은 스팀 등을 분사하여, 도금 부착량을 조정해도 된다. 그 후에는, 온수랭 혹은 공랭에 의해 냉각시키면 된다.

다음으로, 용융 아연 도금 처리 공정 (산세 처리, 플럭스 처리, 건조 처리, 용융 아연 도금욕 침지 처리) 에 있어서의, 상기 용융 아연 도금욕 침지 처리 이외의 각 조건에 대해 설명한다.

산세 처리

산세 처리로는, 강재의 산세 처리로서 사용되고 있는 이미 알려진 방법을 사용할 수 있다. 예를 들어, 인히비터를 함유한 염산 수용액에 육안으로 강재 표면의 스케일이 떨어질 때까지 침지하는 등의 방법을 사용할 수 있다. 산세 처리의 전공정으로서, 필요에 따라, 탈지 공정 및 수세 공정을 실시해도 된다.

플럭스 처리

본 발명에서는, 플럭스액에 함유되는 염화아연과 염화암모늄의 몰비가 1 : 1 ∼ 1 : 4, 플럭스액에 함유되는 상기 염화아연과 상기 염화암모늄의 몰 수의 합계가 몰 농도로서 3 ㏖/ℓ ∼ 10 ㏖/ℓ, 상기 염화아연의 농도가 600 g/ℓ 이하, 및 상기 플럭스액의 온도가 40 ℃ ∼ 85 ℃ 로 하여, 플럭스 처리를 실시하는 것이 바람직하다.

용융 아연 도금용 플럭스는, 염화아연과 염화암모늄의 복염 혹은 혼합물이다. 염화아연은, 실조업에 있어서, 열에 의한 염화암모늄의 분해 소실을 완화시켜, 플럭스의 유효 시간을 연장한다. 또, 염화암모늄은, 강재 표면의 청정화에 가장 유효한 물질이다. 그 때문에, 어느 일방의 물질이 극단적으로 적으면 강재 표면의 청정화 작용이 현저하게 손상될 우려가 있다.

본 발명자들은, 플럭스액 중의 염화아연과 염화암모늄의 비율과 젖음성의 관계에 대해 조사하였다. 구체적으로는, Wilhelmy 법 (플레이트법) 을 사용하여, 농도를 3 ㏖/ℓ 일정하게 하고, 염화아연과 염화암모늄의 몰비를 변화시킨 플럭스액의 최소 접촉각을 구하였다. 그 결과, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 용융 아연 도금용 플럭스의 염화아연과 염화암모늄의 몰비 (도 1 중에 기재된 비율) 가, 염화아연 : 염화암모늄 ＝ 1 : 1 ∼ 1 : 4 의 범위에 있어서, 최소 접촉각이 작고, 젖음성이 우수한 것을 알 수 있다. 예를 들어, 도 1 에 있어서, 염화아연과 염화암모늄의 비가 1 : 1 내지 1 : 4 인 범위에서, 최소 접촉각이 약 55°이하로 특히 작아져 있어 (점선 부분), 이 범위가 특히 바람직한 것을 알 수 있다. 따라서, 용융 아연 도금용 플럭스의 염화아연과 염화암모늄의 몰비는 1 : 1 ∼ 1 : 4 가 바람직하다.

또, 플럭스액의 농도는, 플럭스의 부착량에 영향을 미친다. 본 발명에서는, 플럭스액에 함유되는 염화아연과 염화암모늄의 합계의 몰 농도로서 3 ∼ 10 ㏖/ℓ 로 하는 것이 바람직하다. 3 ㏖/ℓ 이면, 국소적인 플럭스 부착량이 낮은 부분이 있어도 미도금을 발생시키지 않고 도금할 수 있다. 플럭스액의 농도가 높아지면 플럭스 부착량은 증가한다. 한편으로, 10 ㏖/ℓ 를 초과해도 부착량은 포화되고, 점성이 높아져 취급이 어려워진다. 이 때문에, 플럭스액의 농도는 3 ∼ 10 ㏖/ℓ 가 바람직하다. 플럭스의 부착량에는 편차가 있기 때문에, 더욱 바람직하게는 5 ∼ 10 ㏖/ℓ 이다.

플럭스의 부착량은, 젖음성의 관점에서는 많은 편이 바람직하다. 염화아연은 실조업에 있어서, 열에 의한 염화암모늄의 분해 소실을 완화시켜 플럭스의 유효 시간을 연장시키는 물질이다. 그러나, 염화아연은, 열에 의한 분해는 하지 않기 때문에, 최종적으로는 산화아연이 되어, 용융 아연욕의 표면에 뜨는 탑 드로스 (top dross) 가 된다. 이 탑 드로스는, 강재의 용융 아연욕 침지시 및 끌어 올림시에 강재 표면에 부착되어, 도금 품질을 열화시킨다. 또, 탑 드로스의 빈번한 제거도 비용 상승 요인이 된다. 그 때문에, 염화아연의 농도는 600 g/ℓ 이하가 바람직하다. 더욱 바람직하게는 350 g/ℓ 이하이다.

본 발명에 사용할 수 있는 플럭스는, 적어도 상기 염화아연 및 염화암모늄을 함유한다. 또, 단체의 염화아연 및 단체의 염화암모늄 대신에, 이들 복염을 사용해도 된다. 또, 염화아연 및 염화암모늄의 합계가 주성분이 된다.

또한, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 한에 있어서, 다른 염화물, 염, 수용성 화합물 및 계면 활성제 등의 첨가제를 함유해도 된다. 특히, 계면 활성제를 함유시키는 것은, 플럭스액의 강재에 대한 부착량을 균일화시키기 때문에, 플럭스를 절약하는 효과를 기대할 수 있으므로 바람직하다. 본 발명에 있어서의 계면 활성제의 예로는, 음이온 계면 활성제, 양이온 계면 활성제, 양쪽성 계면 활성제, 비이온 계면 활성제 등을 들 수 있다. 이들 첨가제를 0 질량％ 로 하고, 상기 염화아연, 염화암모늄 및 잔부를 불가피적 불순물로서 100 질량％ 로 하는 것이 플럭스의 성분으로서 바람직하다.

본 발명에 있어서의 플럭스 부착량이란, 플럭스에 함유되어 있는 염화아연과 염화암모늄의 합계값이고, 그 밖의 첨가제의 질량은 함유하지 않는 것으로 한다.

본 발명에 있어서, 강재 표면에 대한 플럭스의 도포는, 용액 상태에서 분무나 도포를 실시하거나, 혹은, 플럭스욕으로의 침지를 실시한 후에, 자연 건조 혹은 강제 건조시킨다. 본 발명에 있어서, 상기 서술한 플럭스를 물에 용해시킨 수용액을, 용융 아연 도금용 플럭스액으로서 사용할 수 있다. 용매가 되는 물은, 일반적으로 플럭스 처리에서 사용되고 있는 것을 사용할 수 있다. 침지 도포하는 경우, 플럭스욕의 농도는 지나치게 낮으면 충분한 부착량이 얻어지지 않고, 또, 농도가 지나치게 높으면 플럭스욕의 점성이 높아져, 부착 불량이나 건조 불량을 발생시킨다. 이 때문에, 본 발명의 용융 아연 도금용 플럭스욕의 농도는, 상기 문제를 회피하는 범위에서 적절히 설정하는 것이 가능하다.

건조 처리

본 발명에서는, 플럭스 처리 후에 건조 처리를 실시함에 있어서, 하기 식 (1) 을 만족하는 것이 바람직하다.

FE ＝ 9.6 × exp (-2500/T) × RH × t^0.5 ≤ 0.85 … (1)

상기 식 (1) 에 있어서,

T : 플럭스 처리 후의 피도금 강재가 플럭스조를 나오고 나서 건조로에 들어갈 때까지의 동안에 체류하는 분위기에 있어서의 환경 온도 (K)

RH : 플럭스 처리 후의 피도금 강재가 플럭스조를 나오고 나서 건조로에 들어갈 때까지의 동안에 체류하는 분위기에 있어서의 환경 상대 습도 (％)

t : 플럭스 처리 후의 피도금 강재가 플럭스조를 나오고 나서 건조로에 들어갈 때까지의 동안의 체류 시간 (분) 이다.

플럭스는, 강재 표면을 산화로부터 보호하기 위한 것이다. 그러나, 플럭스액은 염화암모늄을 함유하고 있기 때문에, 액성은 약산성을 나타내고, 강재 즉 철분의 용출을 조장한다. 플럭스 중에 용출된 철분의 제거에도 플럭스는 사용되기 때문에, 플럭스 처리로부터 건조 처리까지의 환경 상태에 따라서는, 철분의 용출에 의한 플럭스의 열화가 진행된다. 따라서, 플럭스 처리 후, 신속히 건조시키는 것이 바람직하다.

상기 식 (1) 에서 정의되는 FE 값은, 이 플럭스의 열화 정도를 나타내는 지표로, 본 발명에 있어서, FE 값이 0.85 이하이면, 플럭스의 열화는 최소한으로 억제되어 양호한 도금 강재를 얻을 수 있다.

또한, 플럭스액의 건조를 돕기 위해, 플럭스조 중의 플럭스액을 가온하는 것도 유효한 방법이다. 플럭스액을 가온하는 경우에는, 온도 유지의 안정성과 가열 비용의 관점을 기초로 하여, 플럭스액의 온도는 40 ℃ 이상 85 ℃ 이하가 바람직하다.

또, 건조 처리는, 플럭스 처리 후에 플럭스액 중의 수분을 증발시키고, 강재 표면에 안정적인 플럭스 피막 (flux layer) 을 균일하게 형성시키는 공정이다. 건조는, 예를 들어 건조로 내에서 실시하면 된다. 만일 건조시키지 않는 상태에서 강재를 장시간 방치하면, 플럭스액 중에 강재 표면이 용출되어 플럭스를 열화시켜, 플럭스 작용을 저해한다. 건조로에 연소 배기 가스나 일반 대기를 도입하고 있는 예도 있어, 건조로 내의 이슬점을 제어하여 결로를 방지하는 것이 바람직하다. 또, 플럭스액의 온도가 지나치게 상승하거나, 체류 시간이 지나치게 길거나 하면, 강재의 용출이 진행되어, 더욱 온도가 높아지면 플럭스의 분해가 시작된다. 그래서 본 발명에서는, 건조로 내 분위기의 온도가 180 ℃ 이하, 건조로 내 분위기의 이슬점 온도가 (건조로에 진입되어 오는 강재 표면 온도 － 10) ℃ 이하, 건조시의 강재 표면의 최고 도달 온도가 80 ℃ 이상 140 ℃ 이하, 및 강재의 건조로 내 체류 시간이 600 초 이하에서 건조 처리를 실시하는 것이 바람직하다.

플럭스 처리 후의 건조 처리에 있어서의 건조로 내 분위기의 온도를 180 ℃ 이하로 하는 것은, 플럭스의 용융과 강재의 용출을 억제하기 위해서이다. 또, 건조로 내 분위기의 이슬점 온도를, (건조로에 진입해 오는 강재의 표면 온도 － 10) ℃ 이하로 하는 것은, 플럭스의 건조의 지체를 막아, 효율적으로 건조시키기 위해서이다. 또, 건조시의 강재 표면의 최고 도달 온도는 80 ℃ 이상 140 ℃ 이하, 또한 강재의 건조로 내 체류 시간은 600 초 이하로 하는 것은, 충분히 건조시키면서, 강재의 용출량을 억제하기 위해서이다. 80 ℃ 미만에서는, 충분한 건조를 할 수 없어, 미도금이 발생하기 쉬워진다. 이 원인에 관해서는, 명료하게는 알 수 없지만, 플럭스 중에 결정수가 남음과 함께, 온도 저하와 함께 플럭스의 흡습이 발생하여, 충분히 건조 상태가 유지될 수 없기 때문에, 강재 표면이 용해되고, 그에 따라 플럭스의 청정화 작용을 얻을 수 없게 되기 때문이라고 추찰된다. 가열 비용의 관점에서는, 건조시의 강재의 최고 온도는 120 ℃ 이하가 보다 바람직하다.

이상의 용융 아연 도금 강재의 제조 방법에 의해, 본 발명의 용융 아연 도금 강재를 얻을 수 있다. 얻어지는 용융 아연 도금 강재의 강재 표면의 용융 아연 도금의 부착량 (coating weight) 은 300 ∼ 700 g/㎡ 가 바람직하다. 도금의 부착량을 300 g/㎡ 이상으로 함으로써, 충분한 내식성을 확보할 수 있다. 한편, 700 g/㎡ 를 초과하는 도금의 부착은 비용 상승 요인이 되기 때문에, 700 g/㎡ 이하로 한다. 또, 환경 성능의 관점에서, 강재 표면의 도금층의 각 성분은, 용융 아연 도금층의 각 성분이, mass％ 로서, Zn 및 Fe 의 합계가 99.9 ％ 이상, Pb 가 0.01 ％ 이하, 또한 Cd 가 0.005 ％ 이하가 바람직하다.

또한, 본 발명의 강재 (피도금 강재) 에 대해서는, 강관이나 강제 구조물 등 에 대해 실시되는, 이른바 「배치식 용융 아연 도금」이라고 불리는 용융 아연 도금 처리를 실시하는 강재이면, 특별히 제한되지 않는다. 단, 본 발명의 용융 아연 도금 처리는, 박강판 (특히 강대) 에 대해 실시하는 상기 서술한 연속식 용융 아연 도금 처리와는 상이하기 때문에 박강판은 대상으로 하지 않는다.

실시예 1

이하에, 본 발명의 용융 아연 도금 강재에 대해, 강관의 실시예에 기초하여 설명한다. 또한, 본 발명은, 이하의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 이하의 실시예에 있어서, 표 2-1 및 표 2-2 를 정리하여 표 2 라고 칭한다.

용융 아연 도금 강관의 제조는, 이하의 공정에서 실시하였다. 탈지 후의 피도금 강관 (125 A, 5.5 m 길이, 1 조건에 대해 각 11 개) 을 산세하고, 표면의 흑피 (열연시에 형성되는 강관 표면의 산화 피막 (oxide layer)) 를 제거하였다. 산세액은, 인히비터를 함유한 12 질량％ 염산 수용액, 액온은 30 ℃, 침지 시간은 60 분으로 하였다. 산세 후, 수세하고, 플럭스 처리, 건조 처리 및 용융 아연 도금욕 침지를 실시하였다.

플럭스액은, 염화아연과 염화암모늄의 혼합물의 수용액으로, 염화아연과 염화암모늄의 몰비는 1 : 1 을 주로 사용하였다. 플럭스액에 함유되는 염화아연과 염화암모늄의 합계의 몰 농도, 염화아연 농도, 및 플럭스액 온도를 표 2 에 나타내는 바와 같이 변화시킨 플럭스액에 강관을 30 초간 침지한 후에 끌어 올렸다.

또, 강관이 플럭스조를 나오고 나서 건조로에 들어갈 때까지의 시간을 계측하고, 건조로 바로 앞의 온도와 상대 습도의 측정 결과와 합하여, 본 발명의 식 (1) 에 의해 FE 값을 산출하였다.

건조 처리에 대해, 건조로 내의 분위기 온도, 건조로 내의 이슬점, 강관 표면의 최고 도달 온도 및 최고 표면 온도는 표 2 에 나타내는 바와 같이 하고, 또, 건조로 내에 진입하는 강관 표면 온도는 35 ℃ 로 하였다.

용융 아연 도금욕 침지 처리에 대해, 도금욕은, Pb 와 Cd 를 함유하지 않는 전해 아연에 미량 원소를 함유시킨 A ∼ H 의 8 종과, 종래예로서 증류 아연을 사용하였다. 화학 조성을 표 1 에 나타낸다. 도금욕 온도 및 침지 시간은, 450 ℃, 90 초, 또는 470 ℃, 150 초로 하였다. 용융 아연 도금욕으로부터 끌어 올린 후, 와이핑에 의해 여분의 용융 아연을 제거하고, 수랭에 의해 냉각시켰다.

상기 조건에 따라 제조된 용융 아연 도금 강관에 대해, 도금층 표면을 상세하게 관찰하여, 미도금의 유무, 미도금의 평균 발생 개수, 탑 드로스의 부착에 의한 도금층의 표면 성상에 대해 평가하였다. 구체적으로는, 상기 조건에 의해 제조된 용융 아연 도금 강관 10 개에 대해, 미도금이 1 개 이상 확인된 용융 아연 도금 강관을 불량으로 하여 불량률을 산출하고, 불량률 10 ％ 초과를 불합격으로 하였다. 미도금 1 개당의 평균 발생 개수에 대해서는, 0 개를 -, 1 ∼ 2 개를△, 3 ∼ 5 개를 □, 6 개 이상을 × 로 하고, × 를 불합격으로 하였다. 또, 도금층의 표면 성상에 대해서는, 양호를 ◎, 탑 드로스의 부착이 φ10 ㎜ 미만에서 1 개 지점만의 경도의 거?s (roughness) 을 ○, 탑 드로스의 부착이 φ10 ㎜ 이상인 것이 1 개 지점 이상 혹은 φ10 ㎜ 미만인 것이 2 개 지점 이상으로 확인된 중도 (中度) 의 거?s을 △ 로 하고, 탑 드로스의 부착이 φ10 ㎜ 이상이고, 또한 10 개 지점 이상으로 확인된 중도 (重度) 의 거?s을 × 로 하였다. ◎, ○, △ 를 합격으로 하였다. 또한, 상기 불량률이 10 ％ 초과 (불합격) 인 경우에는 도금층의 표면 성상에 대해 시험하지 않았다.

또, 얻어진 용융 아연 도금 강관에 대해, 강재 표면의 용융 아연 도금의 부착량 및 용융 아연 도금층의 각 성분에 대해 측정하였다. 용융 아연 도금의 부착량은, 잘라낸 강관의 도금층을 용해 제거하고, 그 면적과 중량 감소로부터 산출하였다. 용융 아연 도금층의 각 성분은, 동일하게 도금층을 용해하여 ICP 발광 분광 분석 (inductively-coupled plasma emission spectrometry) 방법을 사용함으로써 구하였다.

[표 1]

[표 2-1]

[표 2-2]

발명예의 용융 아연 도금 강관 샘플 (No. 3 ∼ 8, 10 ∼ 30) 은, 미도금의 발생이 10 ％ 이하이고, 증류 아연을 사용한 종래예 (No. 9) 와 동일하게 종합 판정은 합격이 되었다. 이것은, 본 발명의 도금욕에 Mg 를 함유시킴으로써, Mg, Pb 농도 모두 매우 낮은 비교예의 도금욕에서는 미도금을 발생시키는 조건이어도, 미도금이 발생하지 않고, Pb 를 함유하는 종래예와 동일하게 도금할 수 있었다는 것을 의미한다. 한편, 비교예의 용융 아연 도금 강관 샘플 (No. 1, 2) 은, 모두 불합격이었다.

본 발명예는, 미도금의 발생이 없거나 매우 약간으로, 모두 합격이었다. 한편, 비교예는 불합격으로, 미도금에 관해서 뒤떨어져 있는 것을 알 수 있다.

산업상 이용가능성

이상과 같이, 본 발명에 의하면, 용융 아연 도금욕에 함유되는 Pb 농도가 매우 낮은 경우에 있어서도, 용융 아연에 대한 젖음성이 충분히 양호한 제조 방법으로 용융 아연 도금 강재를 제조할 수 있다.

Claims

피도금 강재 표면에 플럭스 처리 및 건조 처리를 실시한 후, 성분 조성으로서, Zn : 97.5 mass％ 이상, Fe : 1.5 mass％ 이하, Pb : 0.10 mass％ 이하, Cd : 0.01 mass％ 이하, Mg : 0.001 mass％ 이상 0.05 mass％ 이하를 함유하는 도금욕에 피도금 강재를 침지시켜 용융 아연 도금욕 침지 처리를 실시하는 용융 아연 도금 강재의 제조 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 도금욕의 성분 조성에 있어서, 추가로 Ti : 0.001 mass％ 이상 0.05 mass％ 이하, V : 0.001 mass％ 이상 0.05 mass％ 이하 중에서 선택되는 1 종 또는 2 종을 함유하는 용융 아연 도금 강재의 제조 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 도금욕의 성분 조성에 있어서, 추가로 Al : 0.001 mass％ 이상 0.02 mass％ 이하를 함유하고, 또한 ([Mg] ＋ [Ti] ＋ [V])/2 ≥ [Al] (단, [Mg], [Ti], [V], [Al] 은 각 원소의 함유량으로 한다) 을 만족하는 용융 아연 도금 강재의 제조 방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 플럭스 처리에 있어서, 플럭스액에 함유되는 염화아연과 염화암모늄의 몰비가 1 : 1 ∼ 1 : 4, 플럭스액에 함유되는 상기 염화아연과 상기 염화암모늄의 합계의 몰 농도가 3 ∼ 10 ㏖/ℓ, 상기 염화아연의 농도가 600 g/ℓ 이하, 및 상기 플럭스액의 온도가 40 ℃ ∼ 85 ℃ 인 용융 아연 도금 강재의 제조 방법.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 플럭스 처리 후에 건조 처리를 실시함에 있어서, 하기 식 (1) 을 만족하는 용융 아연 도금 강재의 제조 방법.
FE ＝ 9.6 × exp (-2500/T) × RH × t^0.5 ≤ 0.85 … (1)
상기 식 (1) 에 있어서,
T : 플럭스 처리 후의 피도금 강재가 플럭스조를 나오고 나서 건조로에 들어갈 때까지 체류하는 분위기에 있어서의 환경 온도 (K)
RH : 플럭스 처리 후의 피도금 강재가 플럭스조를 나오고 나서 건조로에 들어갈 때까지 체류하는 분위기에 있어서의 환경 상대 습도 (％)
t : 플럭스 처리 후의 강재가 플럭스조를 나오고 나서 건조로에 들어갈 때까지의 체류 시간 (분) 이다.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 건조 처리에 있어서, 건조로 내 분위기의 온도가 180 ℃ 이하, 건조로 내 분위기의 이슬점 온도가 (건조로에 진입해 오는 강재 표면 온도 － 10) ℃ 이하, 건조시의 강재 표면의 최고 도달 온도가 80 ℃ 이상 140 ℃ 이하, 및 강재의 건조로 내 체류 시간이 600 초 이하인 용융 아연 도금 강재의 제조 방법.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 기재된 용융 아연 도금 강재의 제조 방법에 의해 제조된 용융 아연 도금 강재.