KR20170106466A - 강 제품의 하나의 표면에 금속성 보호 코팅을 형성하는 방법 - Google Patents
강 제품의 하나의 표면에 금속성 보호 코팅을 형성하는 방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 강 제품의 하나의 표면에 금속 보호 코팅을 형성하는 방법에 관한 것이며, 상기 방법에서는 적어도 하나의 다른 표면이 금속 보호 코팅을 갖지 않은 상태로 유지되어야 하고, 여기서 금속 보호 코팅은 고온 침지 조에서 고온 침지 코팅에 의해 형성되고, 금속 보호 코팅을 갖지 않은 상태로 유지되어야 하는 표면에는, 고온 침지 코팅 전에, SiO2로 구성되고 고온 침지 코팅 동안에 금속 보호 코팅이 해당 표면에 접착하는 것을 방지하는 예비 코팅을 제공한다. 본 발명에 따른 방법은, 복잡성을 최소화하고 자원 절약을 최적화하면서, 강 제품의 적어도 하나의 특정 영역에 고온 침지 코팅에 의해 금속 보호 코팅이 제공되고 평판형 강 제품의 적어도 하나의 다른 영역이 보호 코팅을 갖지 않은 상태로 유지되는 것을 허용한다. 이는, 예비-코팅으로서, 무정형 이산화규소로 구성되고 0.5 - 500 ㎚의 층 두께를 갖는 층이 기체 상으로부터 금속 보호 코팅을 갖지 않은 상태로 유지되어야 하는 강 제품의 표면 상에 침착됨으로써 달성된다.
Description
본 발명은 강 제품의 하나의 표면에 금속성 보호 코팅을 형성하는 방법에 관한 것이며, 여기서 적어도 하나의 다른 표면은 금속성 보호 코팅을 갖지 않은 상태로 유지되고, 금속성 보호 코팅은 고온 침지 코팅 조(hot dip coating bath)에서 고온 침지 코팅에 의해 형성되고, 이때 금속성 보호 코팅을 갖지 않은 상태로 유지하고자 하는 표면에는, 고온 침지 코팅 전에, SiO2로 이루어지고 고온 침지 코팅 동안에 금속성 보호 코팅이 해당 표면에 접착하는 것을 방지하는 예비 코팅이 제공된다.
금속성 보호 코팅의 형성은 조성으로 인해 근본적으로 부식 위험이 있는 강 제품의 부식을 방지하는 확립된 방법이다. 이 경우, 실제 사용 시 부식 공격에 노출되는 면 또는 면의 부분에만 보호 코팅을 제공하는 것이, 많은 이용 목적을 위해 충분하고, 비용상 효율적이고도 자원 절약적인 제조 및 가공의 견지에서 바람직하다.
강 제품에 금속성 보호 코팅을 형성하기 위한, 산업적 실시에서 확립된 한 가지 비용상 효율적인 방법은 고온 침지 코팅 방법이다.
고온 침지 코팅의 경우에, 코팅될 제품은, 개별적으로 또는 연속적 작업으로, 보호 코팅을 형성하는 용융된 금속 또는 용융된 금속 합금으로 형성된 고온 침지 코팅 조를 통과한다. 열 처리는 통상적으로 고온 침지 코팅 조의 통과보다 공정 흐름상 상류에 포함된다. 이러한 처리의 목표는, 한편으로는 최적화된 물리적 특성을 달성하고 다른 한편으로는 강 기재 상의 코팅의 최적의 습윤 및 접착을 보장하도록, 코팅을 위한 특정한 강 기재를 컨디셔닝하고 그의 표면을 활성화시키는 것이다.
주요 구성성분 이외에도 각각의 코팅에 원하는 특성을 조정하기 위해 각각 추가의 합금화 원소를 포함할 수 있는, 아연 또는 알루미늄을 기재로 하는 보호 코팅이 특히 잘 확립되어 있다.
전형적으로 강 기재로부터 형성된 압연된 제품, 예컨대 강 시트 또는 강 스트립 또는 그것으로부터 수득된 블랭크 또는 시트 등인, 평판형 강 제품에는, 기술적 범주에서 연속적 실행 작업으로 완료되는 고온 침지 코팅 공정에 의해, 금속성 부식방지 코팅이 경제적으로 제공될 수 있다. 반대로, 평판형 강 제품으로 형성되거나 구성되고 제조 후에 보호 코팅을 부여받도록 의도된 강 부품은 일반적으로 낱낱으로 각각의 용융물 조(melt bath)에 침지됨으로써 고온 침지 코팅된다. 그러나, 고온 침지 코팅이 이용되는 경우, 강 제품의 특정 영역에만 보호 코팅이 제공되어야 하며, 코팅을 갖지 않은 상태로 유지되어야 하는 영역은 각 경우에 제품이 용융물 조에 침지될 때 코팅 금속이 이러한 영역에 접착하지 않도록 제조되어야 한다.
DE 26 09 968 A1에는, 이를 위해, 평판형 강 제품을 보호 Zn 코팅으로 고온 침지 코팅하기 전에, 아연으로 코팅하지 않을 평판형 강 제품의 면에 실리콘 수지를 도포하는 것이 제안되어 있다. 실리콘 수지를 도포한 후에, 평판형 강 제품의 온도를 산화성 분위기에서 300 내지 800℃로 만들어 실리콘 수지 층을 강 기재 내로 베이킹한다. 이러한 베이킹 작업의 목표는 코팅하지 않을 영역 상에 SiO2의 피복 층을 형성하는 것이다. 부여된 이러한 예비 코팅을 갖는 평판형 강 제품을 후속적으로 환원성 분위기 하에 열 처리에 적용하고 최종적으로 아연 용융물 조에 도입시키고, 여기서 예비 코팅을 갖지 않은 표면 구역은 아연 도금된다. 여기서 성공적인 단일면 아연 도금은, 환원성 분위기 하의 어닐링 동안에, 코팅하지 않을 평판형 강 제품의 영역이, 코팅하지 않을 영역의 활성화를 방지할 뿐만 아니라 동시에 코팅하지 않을 영역과 용융된 코팅 금속 사이의 접촉에 대한 장벽을 형성하기에 충분히 두꺼운 SiO2 막으로 피복되어 있는지에 결정적으로 좌우된다고 되어 있다. SiO2 막의 충분한 두께를 보장하기 위해, 강 기재에 형성되는 실리콘 수지로 된 코트의 중량은 0.5 - 50 g/㎡의 범위이고, 그래서 공지된 공정의 실제 시행에 있어서, 0.7 - 47 g/㎡의 도포 중량이 제공되었다.
이들 조치에도 불구하고 공지된 공정을 사용하여 평판형 강 제품의 코팅하지 않을 영역이 용융된 코팅 금속에 의해 습윤되는 것을 방지하는 것은 실제로 가능하지 않다는 사실을 감안할 때, 공지된 공정은 추가로, 첫째로는 코팅 물질의 가능한 축적물을 제거하고 다른 한편으로는 실리콘 수지 코팅 그 자체를 제거하기 위해, 강 스트립이 아연 조를 떠난 후에 강 스트립의 실리콘 수지-코팅된 표면을 솔질하는 것을 제공한다.
상기에 설명된 바와 같은 선행 기술을 배경으로 드러난 과제는, 비용 및 복잡성을 최소화하고 자원의 경제성을 최적화하면서, 강 제품의 적어도 하나의 특정 영역에 고온 침지 코팅에 의해 금속성 보호 코팅이 제공되고 평판형 강 제품의 적어도 하나의 다른 영역이 보호 코팅을 갖지 않은 상태로 유지되는 것을 허용하는 방법을 개발하는 것이었다.
이러한 과제는 청구범위 제1항에 명시된 방법에 의해 해결되었다.
본 발명의 유리한 실시양태는 종속항에 명시되고 본 발명의 일반적 개념과 함께 하기에 상세하게 설명된다.
상기에 설명된 선행 기술에 따라, 본 발명의 방법은 또한 강 제품의 하나의 표면에 금속성 보호 코팅을 형성하는 것을 포함하고, 여기서 적어도 하나의 다른 표면은 금속성 보호 코팅을 갖지 않은 상태로 유지되고, 금속성 보호 코팅이 고온 침지 코팅 조에서 고온 침지 코팅에 의해 형성되고, 이때 금속성 보호 코팅을 갖지 않은 상태로 유지하고자 하는 표면에는, 고온 침지 코팅 전에, SiO2로 이루어지고 고온 침지 코팅 동안에 금속성 보호 코팅이 해당 표면에 접착하는 것을 방지하는 예비 코팅이 제공된다.
본 발명에 따라, 금속성 보호 코팅을 갖지 않은 상태로 유지되어야 하는 강 제품의 표면 상에 기체 상으로부터 침착되는 예비 코팅은 무정형 이산화규소로 이루어지고 0.5 - 500 ㎚의 층 두께를 갖는 층이다.
그러므로 본 발명은, 보호 코팅을 갖지 않은 상태로 유지되어야 하는 강 제품의 영역 상에 별도의 베이킹 및 산화 단계를 통해, 비교적 두꺼운 SiO2 막을 형성하는 실리콘 수지의 사용을 필요로 하지 않는 단일면 용융-침지-강화된 평판형 강 제품의 제조 방법을 제공한다. 대신에, 본 발명은 고온 침지 코팅의 과정에서 코팅 용융물과 접촉하는 것이 방지되어야 하는 강 제품의 영역 상에 중간 지지체 없이 직접 얇은 SiO2 층을 침착시키기에 적합한 침착 공정의 사용을 고려한다. 이를 위해, 상기에 설명된 선행 기술의 경우에 사용된 바와 같은 실리콘 수지가 아닌 규소-유기 화합물이 해당 침착 공정에서 사용될 수 있다.
예비 코팅을 형성하는 규소-함유 화합물이 강 기재 상에 직접 침착되기 때문에, 본 발명의 방법의 경우에 베이킹 작업 단계가 없다. 게다가, 본 발명에 따라 고려되는 바와 같은, 기체 상으로부터의 SiO2 층의 의도된 침착은, SiO2 층이 액체 상으로부터 형성되는 코팅 방식에 비해, 기체 상으로부터의 침착이 고비용과 무관하고 불편한 가공 조에 의존하지 않고 훨씬 더 적은 양의 재료를 필요로 하고 나노미터 범위의 최소화된 층 두께를 허용한다는 이점을 갖는다. 이 모든 것은, 본 발명의 방법이 사용되는 경우에, 폐기물 형성의 현저한 저감, 및 그것과 관련하여, 마찬가지로 공지된 공정에 비해 현저하게 저감된 환경 오염 수준을 초래한다.
금속성 보호 코팅을 갖지 않은 상태로 유지되어야 하는 강 제품의 영역의 예비 코팅은 관련 기술분야에 확립되어 있는 공지된 공정에 의해 수행될 수 있다. 특정한 출발 제품 및 추가의 가공 단계가 완료되는 방식에 따라, 예비 코팅을 불연속적 절차로 낱낱으로 강 제품 상에 침착시키거나 연속적 절차로 침착을 수행하는 것이 여기서 유용할 수 있다. 예를 들어, 강 제품이 평판형 강 제품, 특히 강 스트립인 경우, 코팅하지 않을 영역 상에의 예비 코팅을 연속적 절차로 침착시키는 것이 적절하다. 이는 보다 특히 예비 코팅이 예비 코팅으로부터 고온 침지 코팅 조의 통과까지 전체적으로 연속적 실행으로 수행되는 고온 침지 코팅 작업에 포함되는 경우이다.
본 발명에 따라 고려되는 예비 코팅의 침착은 예를 들어 화염 열분해에 의해 수행될 수 있다. 화염 열분해에 의해 생성된 층은 일반적으로 무기 기재와 유기 코팅 사이의, 특히 금속성 기재와 유기 코팅 사이의 접착의 촉진제로서의 역할을 한다. 본 발명에 따른 유형의 예비 코팅이 화염 열분해에 의해 각각의 강 기재에 형성되는 경우에, 놀랍게도, 최소화된 층 두께에도 불구하고, 보호 코팅을 갖지 않은 상태로 유지되어야 하는 강 기재의 특정한 영역이 습윤되지 않는다는 것이 밝혀졌다. 화염 열분해 공정은, 예를 들어, 하기 URL 하에 공개된 논문(Dr. Bernhard Schinkinger, "Layer-analysis and electrochemical studies into the deposition of thin SiO2 and organosilane layers on galvanized steel")에 상세하게 설명되어 있다: "http://www-brs.ub.ruhr-uni-bochum.de/netahtml/HSS/Diss/Schinkinger Bernhard/diss.pdf"(또한 URL http://www-brs.ub.ruhr-uni-bochum.de/netahtml/HSS /Diss/SchinkingerBernhard/을 참조함).
본 발명과 관련하여, 화염 열분해에 의한 코팅의 경우에, 규소-유기 전구체 (예를 들어, 헥사메틸디실록산 "HMDSO")는 10 - 5,000 ㎖/min의 전구체 유량 및 -50℃ 내지 +100℃의 증발기 온도를 사용하는 연소 가능한 기체 또는 기체 혼합물 (예를 들어, 공기/프로판 또는 공기/부탄) 중의 화염-열분해적 분해에 적용될 수 있고, 이로써 버너 화염을 통과한 금속 시트 상에 침착된다. 최적의 특성을 조정하기 위해, 버너 간격, 코팅 속도, 기체 혼합물 및 조성, 및 버너의 배열을 변경함으로써, 침착된 층의 두께 및 특성을 다양하게 하는 것이 가능하다. 이를 위해, 예를 들어, 버너 간격을 0.5 - 10 ㎝의 범위로 다양하게 할 수 있고, 코팅 속도를 1 - 300 m/min의 범위로 다양하게 할 수 있다. 프로판 또는 부탄이 연소 가능한 기체로서 사용될 수 있다. 이들 연소 가능한 기체 중 하나가 사용되는 경우에, 기체 및 공기로부터 형성된 연소 가능한 기체 혼합물이 사용된다면, 혼합물 중의 연소 가능한 기체의 분율은 10 - 100 vol%일 수 있다. 달리 말해서, 공기와의 혼합 없이, 순수한 기체를 사용하여 작업할 가능성이 또한 여기서 본 발명의 관점에서 용어 "연소 가능한 기체 혼합물"에 의해 포함된다. 코팅 결과물은 또한 화염 열분해를 위해 사용된 버너의 배열 및 개수를 통해 긍정적인 영향을 받을 수 있다. 화염 열분해를 연속적 작업으로 수행하는 경우에, 코팅될 강 기재가 직렬의 연속하는 버너들을 통과하는 방향으로 10개 이하의 버너를 제공하는 것이 유리할 수 있다. 우수한 접착 특성 때문에, 강 기재를 전처리할 필요가 없다.
본 발명에 따라 제공되는 예비 코팅의 침착을 위해, 선행 기술에서 이용가능한 화학적 (CVD) 또는 물리적 (PVD) 유형의 공지된 침착 공정 ("CVD" = 화학적 증기 침착; "PVD" = 물리적 증기 침착)을 사용하는 것이 또한 가능하다.
중공 캐소드 글로우 방전에 의한, 본 발명에 따라 고려되는, 예비 코팅의 침착이 여기서 실제 시행의 과정에서 적절한 것으로 판명되었다. 관련 기술분야에서 "PE-CVD"로서도 공지되어 있는, 이러한 공정에 의해, 플라즈마 중합체 ("PP") 층으로서 공지되어 있는 조밀한 규소-함유 층을 제조하는 것이 가능하다. SHC 공정의 경우에, 코팅은 저압 플라즈마 중의 운반 기체의 혼합물 (예를 들어, 산소와 아르곤의 혼합물) 및 규소-유기 전구체의 분해, 및 금속 시트에의 그의 침착에 의해 수행된다. 이러한 공정에 대한 상세한 설명은 논문 (Dr. Krasimir Nikolov, "Studies on the plasma-enhanced deposition of layers on fine steel sheet at low pressure and high rates", Shaker Verlag GmbH, March 2008, ISBN 978-3-8322-7068-1)에 수록되어 있다. 이러한 접근법의 이점은 감소된 작동 압력으로 인한 훨씬 더 낮은 기체 소비량에 있다. 이러한 경우에 코팅 매개변수들, 예컨대 커플링된 전력, 기체 조성, 및 기체 유량을 바꿈으로써, 침착된 층의 두께 및 특성을 최적화하는 것이 가능하다. 관련 기술분야에서 사용되는 코팅 유닛의 경우에, 커플링된 전력은 0.3 kW이다. 운반 기체로서, 400 sccm의 산소 중 40 sccm의 아르곤이 서로 혼합되고 40 sccm의 HMDSO가 전구체로서 이들 운반 기체 성분에 혼합된다.
본 발명에 따라 침착된 예비 코팅의 높은 열 안정성 때문에, 그것은 고온 침지 코팅 후에도 보호 코팅을 갖지 않게 된 강 제품의 영역 상에 여전히 존재한다. 강 제품의 각각의 이용 목적에 따라, 예비 코팅은 금속성 코팅이 제공되지 않은 영역 상에 남아 있을 수 있다. 거기에서의 그의 효과는 마찬가지로 부식을 방지하는 것이며, 본 발명의 예비 코팅이 제공된 영역이 페인팅되거나 달리 유기 코팅되는 경우 그것은 또한 강 기재 상에의 각각의 코팅의 접착을 향상시키는 접착 베이스를 형성한다.
다른 한편으로는, 예비 코팅이, 고온 침지 코팅 후, 코팅되지 않은 상태로 있는 강 제품의 영역으로부터 제거될 경우에, 이를 공지된 기계적 방법, 예컨대, 예를 들어 솔질, 또는 화학적 방법, 예컨대, 예를 들어 통상적인 산세척(pickling) 방식으로 수행되는 플루오린화수소산 처리를 사용하여 수행할 수 있다.
본 발명의 방법의 경우에는, 보호 코팅을 갖지 않은 상태로 유지하고자 하는 영역이 고온 침지 코팅의 과정에서 용융물 조의 용융물에 의해 습윤되는 것이 작동상 신뢰성 있는 방식으로 및 그와 동시에 최소화된 예비 코팅의 층 두께에 의해 방지될 수 있다. 여기서, 놀랍게도, 본 발명에 따라 기체 상으로부터 강 기재 상에 침착된 예비 코팅은, 이 코팅의 낮은 층 두께에도 불구하고, 코팅을 갖지 않은 상태로 유지하고자 하는 영역 상에의 용융물의 접착을 신뢰성 있게 방지하도록 충분히 불투과성인 것으로 드러났다. 이는 심지어 예비 코팅의 두께가 200 ㎚, 더 특히 100 ㎚로 제한되는 경우에도 여전히 보장되고, 이때 적어도 2 ㎚, 더 특히 적어도 10 ㎚의 층 두께가 실제로 특히 효과적인 것으로 판명되었다.
본 발명에 따라 획득되고 금속성 보호 코팅을 갖지 않은 상태로 유지되어야 하는 각각의 강 제품의 영역 상에 기체 상으로부터 침착되는 예비 코팅은 그것으로 예비 코팅된 강 제품이 고온 침지 코팅을 위한 준비 과정에서 통상적으로 제공되는 열-처리 단계를 아무 문제 없이 견딜 수 있도록 온도 안정성을 갖는 것으로 판명되었다.
따라서, 강 제품은, 예비 코팅의 형성 후에 그리고 강 제품이 고온 침지 코팅 조를 통과하기 전에, 700 - 900℃의 어닐링 온도에서 0.5 - 10 vol%의 H2, 더 특히 1 - 5 vol%의 H2, 및 잔부(balance)로서의 질소 및 불가피한 불순물을 함유하고 -50℃ 내지 -10℃, 더 특히 -45℃ 내지 -5℃의 이슬점을 갖는 어닐링 분위기 하에 6 - 300 s의 어닐링 시간 동안 연속적 실행으로 어닐링될 수 있다. 여기서 각 경우에 강 제품이 어닐링 온도로 가열될 때의 가열 속도는 전형적으로 0.5 - 35 K/s이다.
후속적인 고온 침지 코팅 단계에서 강 기재에 형성되는 코팅의 효과적인 접착의 측면에서, 코팅이 제공될 영역의 속성을 더욱 최적화하기 위해, 어닐링 후에 및 고온 침지 코팅의 형성 전에, 각각의 강 제품은 그것을 6 - 180 s의 시간 동안 400 - 520℃의 온도 범위에서 유지하는 과시효(overaging) 처리에 적용될 수 있다.
최종적으로, 용융물 조에의 투입을 위해, 강 제품의 온도는 조 투입 온도가 되게 할 수 있으며, 이때 조 투입 온도는 하한이 용융물 조의 온도 - 30℃이고 상한이 용융물 조의 온도 + 30℃인 범위 내에 있다.
고온 침지 코팅에 의해 각각의 강 기재 상에 생성된 보호 코팅의 전형적인 층 두께는 7.5 ㎛ ± 3.5 ㎛이다.
본 발명의 방법은 연속적 실행으로 고온 침지 코팅되는 평판형 강 제품의 가공에 특히 적합하다. 용어 "평판형 강 제품"은 길이가 그의 두께보다 훨씬 더 큰 모든 압연된 제품을 포함한다. 이들은, 언급된 바와 같이, 강 스트립 및 강 시트, 및 또한 그것으로부터 수득된 바 및 블랭크를 포함한다. 본 발명의 특정한 이점은, 고온 스트립의 형태의, 또는, 냉간 압연 후, 롤-경화된 상태의 평판형 강 제품이 본 발명의 방법에 적용될 수 있다는 것이다.
더 특히, 본 발명에 따라 금속성 보호 코팅이 제공될 강 제품은 얇은 시트로 이루어질 수 있다. 이는 냉간-압연 또는 열간-압연 상태에서 냉간-성형되어 부품을 형성할 수 있는, 3 ㎜ 미만의 두께를 갖는 강 스트립 또는 강 시트를 의미한다. 전형적으로 냉간 성형을 위한 얇은 시트로서 고려되는 해당 유형의 평판형 강 제품에 관한 개요는 DIN EN 10130에 의해 제공되어 있다. 본 발명에 따라 가공되는 강 제품의 강 기재에 적합한 강들은 합금화 프로토콜 하에 함께 분류될 수 있으며, 여기서 해당 강은 (중량%로서) 16% 이하의 Mn, 3% 이하의 Al, 2% 이하의 Si, 0.3 이하의 C, 0.5% 이하의 Ti, 1% 이하의 Ni, 0.5% 이하의 Nb, 및 2% 이하의 Cr로 이루어지고, 이때 잔부는 철 및 불가피한 불순물이다.
특히 강 제품이 부식 방지를 위해 고온 침지 코팅에 의해 아연 또는 아연 합금으로 구성된 보호 코팅으로 코팅되는 경우에 성공이 달성된다. 이러한 종류의 Zn 코팅은 전형적으로, Zn 코팅에 그의 특성을 조절하기 위해 공지된 방식으로 첨가될 수 있는, 5 wt% 이하의 Al, 2.0 wt% 이하의 Mg, 0.2 wt% 이하의 Fe, 총 10 wt% 이하의 다른 구성성분, 예컨대 Mn 및 Si를 함유하고, 이때 잔부는 아연 및 제조 공정으로 인한 불가피한 불순물이다.
본 발명에 따라 형성되는 금속성 보호 코팅의 전형적인 층 두께는 3 - 30 ㎛의 범위이다.
여기서 금속 합금에 대해 함량 정보가 언급될 때, 달리 명확하게 기재되지 않은 한, 그것은 각 경우에 중량을 기준으로 한다. 분위기의 조성에 관해 주어진 임의의 정보는, 달리 명확하게 기재되지 않은 한, 각 경우에 분위기의 부피를 기준으로 한다.
본 발명은 실시예와 관련하여 하기에 더 상세하게 설명된다.
표 3에 기록된 조성을 갖는 강으로 이루어진 8개의 강 스트립 샘플 P1 - P8을 제공하였다.
샘플 P1 - P8은 각각 그의 한 면의 표면 상에 보호 Zn 코팅이 제공되었다. 이와 대조적으로, 보호 코팅이 제공될 표면의 반대편 면인, 샘플의 다른 면 상의 표면은, 금속성 보호 코팅이 없는 상태로 유지되었다.
코팅이 없는 상태로 유지되어야 하는 샘플 P1 - P4의 표면에, 대기압 하의 화염 열분해에 의해, 예비 SiO2 코팅을 침착시켰다. 이를 위해, 화염 열분해 장치 내의 실란 증발기에서, 40℃의 증발 온도에서, 헥사메틸디실록산 ("HMDSO")을 각 경우에 규소-유기 전구체로서 증발시켰다. 증발된 HMDSO는 550 ㎖/min의 부피 유량으로 버너 화염에 도입되었는데, 이때 버너 화염은 5 ㎝의 폭을 가지며 부피 비 1:10의 프로판 및 공기로 형성된 기체 혼합물의 연소를 통해 버너에 의해 전달된 것이고; 이로써 HMDSO는 연소열에 의해 열분해적으로 분해되어 예비 SiO2 코팅이 제공되어야 하는 샘플 P1 - P4의 표면 상에 침착되었고, 이때 상기 표면은 30 m/min의 이송 속도로 버너 영역 아래를 통과하였다.
샘플 P1 - P4에 의해 완료된 화염 열분해 장치의 통과 횟수 Z, 각 경우에 결과적으로 달성된 예비 SiO2 코팅의 층 두께 SD, 및 각 경우에 예비 SiO2 코팅에 대해 달성된 도포 중량 AG가 표 1에 기록되어 있다.
이와 대조적으로, 샘플 P5 - P8의 경우에, 코팅을 갖지 않은 상태로 유지하고자 하는 표면 상에 예비 SiO2 코팅을 PE-CVD 장치에서 침착시켰다. 이를 위해, 60℃에서 증발된 HMDSO가 각각의 표면 상에 분당 40 표준세제곱센티미터 ("sccm")의 부피 유량으로 침착되기 전에, 운반 기체로서의 역할을 하고 마찬가지로 40 sccm의 부피 유량으로 공급된 아르곤과 혼합되고 400 sccm의 부피 유량으로 공급된 산소와 혼합되었다. PE-CVD 장치의 전력은 350 kHz의 주파수에서 0.3 kW였다. 4 ㎚/s의 최대 침착 속도가 달성되었다.
각 경우에 관찰된 코팅 시간 TB, 각 경우에 예비 SiO2 코팅에 대해 달성된 층 두께 SD, 및 각 경우에 예비 SiO2 코팅에 대해 달성된 도포 중량 AG가 표 2에 기록되어 있다.
예비 코팅의 침착 후에, 샘플 P1 - P8을 연속적 실행으로 열 처리하였는데, 여기서 이를 우선 10 K/s ± 1 K/s의 가열 속도로, 800℃ ± 10℃의 유지 온도로 가열하였고, 상기 온도에서 이를 60 s ± 1 s 동안 유지하였다. 어닐링 동안의 어닐링 분위기는 5 vol%의 H2로 이루어졌고, 이때 잔부는 N2 및 또한 기술적으로 불가피한 불순물로 구성되었다. 어닐링 분위기의 이슬점은 -30℃였다.
샘플 P1 - P8을 후속적으로 각 경우에 7 K/s ± 1 K/s의 냉각 속도로 470℃ ± 10℃의 과시효 온도로 냉각시켰고, 상기 온도에서 이를 30 s ± 1 s 동안 유지하였다.
과시효 온도는 샘플 P1 - P8이 후속적으로 불가피한 불순물 외에는 다른 어떤 구성성분도 함유하지 않는 아연 용융물 조에 도입될 때의 조 투입 온도에 상응한다. 용융물 조의 온도는 465℃ ± 5℃였다.
용융물 조의 통과에 요구되는 시간은 2 s ± 1 s였다. 용융물 조로부터의 배출 후에, 보호 코팅이 제공될 각각의 샘플 표면은 두께가 목표로 하는 7 ㎛ ± 3 ㎛인 보호 Zn 코팅을 가졌다.
이와 대조적으로, 예비 SiO2 코팅이 제공된 표면은 Zn 코팅을 전혀 갖지 않았다. 접착된 Zn의 후속적인 제거가 불필요하였다.
<표 1>
<표 2>
<표 3>
Claims (15)
- 강 제품의 하나의 표면에 금속성 보호 코팅을 형성하는 방법이며, 여기서 적어도 하나의 다른 표면은 금속성 보호 코팅을 갖지 않은 상태로 유지되고, 금속성 보호 코팅은 고온 침지 코팅 조에서 고온 침지 코팅에 의해 형성되고, 이때 금속성 보호 코팅을 갖지 않은 상태로 유지하고자 하는 표면에는, 고온 침지 코팅 전에, SiO2로 이루어지고 고온 침지 코팅 동안에 금속성 보호 코팅이 해당 표면에 접착하는 것을 방지하는 예비 코팅을 제공하는, 방법에 있어서,
기체 상으로부터, 금속성 보호 코팅을 갖지 않은 상태로 유지되어야 하는 강 제품의 표면에 침착된 예비 코팅은 무정형 이산화규소로 이루어지고 0.5 - 500 ㎚의 층 두께를 갖는 층인 것을 특징으로 하는 방법. - 제1항에 있어서, 예비 코팅을 화염 열분해에 의해 침착시키는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항에 있어서, 예비 코팅을 화학적 또는 물리적 증기 침착 공정에 의해 침착시키는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 예비 코팅의 층 두께가 최대 200 ㎚인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제4항에 있어서, 예비 코팅의 층 두께가 최대 100 ㎚인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 예비 코팅의 층 두께가 적어도 2 ㎚인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제6항에 있어서, 예비 코팅의 층 두께가 적어도 10 ㎚인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 강 제품을, 예비 코팅의 형성 후에 그리고 강 제품이 고온 침지 코팅 조를 통과하기 전에, 700 - 900℃의 어닐링 온도에서 0.5 - 10 vol%의 H2 및 잔부로서의 질소 및 불가피한 불순물을 함유하고 -50℃ 내지 -10℃의 이슬점을 갖는 어닐링 분위기 하에 6 - 300 s의 어닐링 시간 동안 연속적 실행으로 어닐링시키는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제8항에 있어서, 강 제품을, 어닐링 후에 그리고 고온 침지 코팅 전에, 과시효 처리에 적용하며, 상기 과시효 처리에서 강 제품을 6 - 180 s의 시간 동안 400 - 520℃의 온도 범위에서 유지하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 고온 침지 코팅 조에의 투입을 위해, 강 제품을 조 투입 온도가 되게 하며, 이때 조 투입 온도는 하한이 용융물 조의 온도 - 30℃이고 상한이 용융물 조의 온도 + 30℃인 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 강 제품이 평판형 강 제품이며, 그의 강 기재는 얇은 시트에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 방법.
- 제11항에 있어서, 평판형 강 제품이 고온 침지 코팅을 위한 고온 스트립으로서 또는 롤-경화된 상태로 제공되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 작업 단계들이 연속적-실행 작업으로 완료되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 예비 코팅을 고온 침지 코팅 후에 강 제품의 코팅되지 않은 표면으로부터 제거하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 금속성 보호 코팅이 Zn 및 불가피한 불순물 및 또한 각 경우에 임의로 5 wt% 이하의 Al, 2.0 wt% 이하의 Mg, 0.2 wt% 이하의 Fe, 및 총 10 wt% 이하의 'Mn 및 Si'로 이루어진 군으로부터의 하나 이상의 원소로 이루어진 것을 특징으로 하는 방법.
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