KR20190056367A - 아연 및 니켈 침투층을 이용하여 형성된 강철 표면 개질 구조 및 이의 제조 방법 - Google Patents

아연 및 니켈 침투층을 이용하여 형성된 강철 표면 개질 구조 및 이의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 아연 및 니켈 침투층을 이용하여 형성한 강철 표면 개질 구조를 개시한다. 상기 강철 표면 개질 구조는 강철 기판의 표면에 형성된 내식성 합금 구조이고, 상기 강철 표면 개질 구조는 표면으로부터 내부에 향한 순서로 형성된 합금 침적층과 금속 확산층을 포함하며, 상기 강철 기판은 저탄소강 또는 저탄소합금강이며, 상기 합금 침적층은 아연철 화합물이고, 상기 금속 확산층은 펄라이트, 페라이트, 담금질-템퍼링 조직을 포함한다. 본 발명에 의해 제공되는 아연 및 니켈 침투층에 의해 형성된 표면 개질 구조는 우수한 부식 방지 효과를 가지며, 중성 염수 분무 실험에서 500-6000 시간 동안 붉은 녹이 발생하지 않고, 이산화황 시험에서 120-240 시간 동안 붉은 녹이 발생하지 않으며, 강철 부식으로 인한 손실이 크게 감소할 수 있다. 동시에, 본 발명은 아연-니켈 침투층을 이용하여 형성된 강철 표면 개질 구조의 제조 방법을 제공한다.

Description

아연 및 니켈 침투층을 이용하여 형성된 강철 표면 개질 구조 및 이의 제조 방법
본 발명은 강철 개질 구조에 관한 것이며, 특히 아연 및 니켈 침투층 기술을 이용하여 달성한 높은 부식 방지 성능을 갖고 있는 강철 표면 개질 구조 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
강철 부식으로 인해 세계에 막대한 손실을 초래하고 있다. 관련 보도에 따르면 세계에서 부식에 의해 해체된 연간 강철재료는 연간 생산량의 20 % 이상에 해당하며, 손실액은 약 7000억 달러이다. 이는 지진, 홍수, 태풍과 같은 자연 재해로 인한 피해액을 훨씬 초과한다. 현재, 다양한 부식 방지 기술이 있으며, 강철 재료의 부식 문제는 완화되었지만 여전히 부식 방지 요구를 충족시킬 수는 없다. 현재의 부식 방지 기술로 제조된 방부층의 내식성은 부식 방지 요구를 충족시키지 못하고 또한 경도는 상대적으로 낮다. 아연 및 니켈 침투 기술로 처리된 부속품은 높은 내식성과 높은 내마모성 및 내진동성을 갖고 있다. 따라서, 아연 및 니켈 침투층에 의해 형성된 높은 부식 방지 성능을 갖는 강철 표면 개질 구조를 제공할 필요가 있다.
이상의 내용을 감안하여, 아연 및 니켈 침투층을 이용하여 형성되는 높은 부식 방지 성능을 갖고 있는 강철 표면 개질 구조를 제공할 필요가 있다.
본 발명은 아연 및 니켈 침투층을 이용하여 형성된 강철 표면 개질 구조에 관한 것이며, 상기 강철 표면 개질 구조는 강철 기판의 표면에 형성된 내식성 합금구조이고, 상기 강철 표면 개질 구조는 표면으로부터 내부에 향한 순서로 형성된 합금 침적층, 금속 확산층을 포함하며, 상기 강철 기판은 저탄소강 또는 저탄소합금강이며, 상기 합금 침적층은 아연철 화합물이고, 상기 금속 확산층은 펄라이트, 페라이트, 담금질-템퍼링조직을 포함한다.
또한, 상기 강철 기판은 비 담금질-템퍼링 강철 기판이며, 상기 금속 확산층의 경도는 상기 강철 기판의 경도보다 높고, 상기 강철 기판의 마이크로 비커스 경도는 150-260 사이이며, 상기 금속 확산층의 마이크로 비커스 경도는 200-400 사이이다.
또한, 상기 강철 기판은 담금질-템퍼링 처리 후에 형성된 담금질-템퍼링 강철 기판이고, 상기 금속 확산층의 경도는 상기 강철 기판의 경도보다 높지 않고, 상기 금속 확상층 및 상기 강철 기판의 마이크로 비커스 경도는 240-450 사이이다.
또한, 1-5%의 체적비의 질소 에탄올 용액으로 수십 초 동안 에칭한 경우, 금속 확산층의 펄라이트의 색은 상기 강철 기판의 펄라이트 색보다 옅다.
또한, 상기 저탄소강과 저탄소합금강 표면 개질 재료의 금속 확상층은 뜨임 소르바이트（tempered sorbite）및/또는 뜨임 트루스타이트（tempered troostite）이며, 1-5%의 체적비의 질소 에탄올 용액으로 수십 초 동안 에칭한 후에도 여전히 희고 밝은 색을 나타낸다.
또한, 상기 합금 침적층의 두께는 60-110㎛이며, 상기 금속 확산층의 두께는 30-120㎛이다.
또한, 상기 높은 부식 방지 성능의 표면 개질 강철 재료의 강철 기판은 저탄소강 또는 저탄소합금강이다.
아연 및 니켈 침투층을 이용한 높은 부식 방지 성능을 갖고 있는 표면 개질 구조의 제조 방법은, 다음과 같은 단계를 포함한다.
S1: 강철 기판을 제공하는 단계 - 저탄소강 또는 저탄소합금강의 강철 기판을 제공한다.
S2: 강철 기판의 표면에 대한 전처리 단계 - 상기 전처리 단계는 탈지 및 쇼트 블라스팅하여 녹을 제거하는 공정을 포함한다.
S3: 개질 침투제의 조제 단계 - 침투제의 조성과 질량비례는 다음과 같은 분말 성분으로 균일하게 혼합하여 형성된다. Zn 분말 15-20 중량%, Ni 분말 3-4 중량%, Al 분말 2-2.5 중량%, 희토류 2-3 중량%, 염화 암모늄 1-4 중량%, 나머지 중량은 Al2O3 분말이다.
S4: 상기 강철 기판에 표면 개질 처리를 실시하고, 단계 S2에서 얻어진 강철 기판 및 단계 S3에서 조제한 침투제를 모두 밀폐된 강철 용기에 넣은 후, 상기 밀폐된 강철 용기를 5-10회전/분의 회전 속도 및 370-430℃의 가열 온도로 상기 강철 용기를 가열하며 회전시킨다.
S5: 후속 세척 단계.
도 1은 본 발명에 의해 제공되는 높은 부식 방지 성능을 갖고 있는 강철 재료의 표면 금속 조직을 나타내는 개략도이다.
도 2는 본 발명에 의해 제공되는 비 담금질-템퍼링 Q235강의 표면 개질 후의 금속 조직 단면도이다.
도 3은 본 발명에 의해 제공되는 비 담금질-템퍼링 20강의 표면 개질 후의 금속 조직 단면도이다.
도 4는 본 발명에 의해 제공되는 담금질-템퍼링 20MnTiB강의 표면 개질 후의 금속 조직 단면도이다.
도 5는 본 발명에 의해 제공되는 담금질-템퍼링 25CrMoV강의 표면 개질 처리 후의 금속 조직 단면도이다.
본 발명의 실시예들에서의 기술 방안은 이하에서 명확하고 완전하게 설명되고, 설명 된 실시예들은 모든 실시예가 아닌 본 발명의 실시예의 일부일 뿐이다. 창조적인 노력없이 본 발명의 실시예에 기초하여 당업자에 의해 획득된 다른 모든 실시예는 본 발명의 범위 내에 있다.
본 발명은 아연 및 니켈 침투층에 의해 형성된 높은 부식 방지 성능을 갖고 있는 강철 재료 표면 개질을 위한 특수 방법을 제공하며, 이 방법은 다음 단계를 포함한다.
(S1) 저탄소강 또는 저탄소합금강의 강철 기판을 제공하는 단계.
본 실시예에서, 상기 강철 기판은 Q235강, 20강, 20MnTiB강, 25CrMoV강 중의 임의의 한가지이다.
(S2) 강철 기판의 표면 전처리 단계.
이 단계에서, 강철 기판의 표면의 전처리는 알칼리 세척(또는 초음파 세척 또는 저온 가열) 탈지 및 쇼트 블라스팅하여 녹을 제거하는 두가지 공정을 포함한다.
알칼리 세척 및 탈지: 알칼리성 액체를 사용하여 강철 기판을 세척하는 것을 말한다. 알칼리성 액체의 주성분은 수산화 나트륨, 탄산나트륨, 인산 나트륨, 규산 나트륨 및 붕산 나트륨 또는 알칼리성 염을 포함한다. 일반적으로 알칼리성 액체는 위의 성분 중 두가지 이상을 함유한 혼합물이다. 또한, 알칼리성 액체는 EDTA, 구연산나트륨, 트리에탄올아민 등 강철 킬레이트제 및 에틸렌 글리콜, 에틸렌 글리콜 모노 에틸 에테르 등의 유기 첨가제를 포함하며, 이는 알칼리성 세척제의 세척 효과를 향상시키는 작용을 한다.
초음파 탈지: 초음파 세척은 액체 중에서의 초음파의 공화 작용(空化作用), 가속도 작용 및 직진류 작용이 액체와 오염 물질에 대한 직접 및 간접적인 작용을 하는 것을 이용하여, 오염 물질을 분산, 유화, 박리함으로써 세척 목적을 달성하고, 세척 시 적절한 세척제를 조제해야 한다.
저온 가열 탈지: 유분 물질의 발화점에 도달하면 유분 물질이 연소, 휘발 및 탄화되어 재를 형성한다.
처리를 하지 않은 강철 기판은 일반적으로 압연유, 엔진 오일, 분말 및 먼지와 같은 오염 물질로 코팅되어 있으며, 이러한 오염 물질을 세척하지 않으면, 표면 개질 처리 과정에서 이러한 오염물질은 고온에서 탄화되어 탄소막을 형성하여, 외관에 영향을 줄 뿐만 아니라, 표면 개질 효과에 심각한 영향을 미친다. 탈지는 표면 오염 물질을 추가적으로 제거하고 후속 공정을 위한 기반을 마련할 수 있다.
쇼트 블라스팅(抛丸)을 하여 녹을 제거하는 것은 쇼트 블라스팅 공정에 의해 탈지된 강철 기판의 추가 표면 세척을 말한다. 쇼트 블라스팅 공정은 쇼트 블라스팅 기계를 사용하여 탈지된 강철 기판의 표면을 향하여 강철 볼을 발사하고, 쇼트 블라스팅 공정을 통하여 탈지된 강철 기판의 표면 부식층 및 산화물 스케일 등의 오염물질을 제거하며, 이에 따라 후속 공정을 준비하기 위해 상기 강철 기판의 표면의 거칠기 및 청결도를 달성한다.
(S3) 개질 침투제 조제 단계;
합금의 종류 및 합금이 달성해야 하는 부식 방지 효과에 따라 표면 개질 침투제를 조제한다. 상기 다변량 침투제는 전체적으로 분말형이며, 구성 및 비율은 다음과 같다. Zn 분말 15 ~ 20 중량%, Ni 분말 3 ~ 4 중량%, Al 분말 2~ 2.5 중량%, 희토류 2 ~ 3 중량%, 염화 암모늄 1~4 중량%, 나머지는 Al2O3 분말이다. 상기 침투제는 강철 기판 또는 용도에 따라 각부분의 비율을 조정할 수 있다.
(S4) 상기 강철 기판에 표면 개질 처리를 실시하는 단계;
단계 S2에서 얻어진 강철 기판과 단계 S3에서 조제된 침투제를 밀폐된 강철 용기 내에 함께 넣은 다음, 상기 밀폐된 강철 용기를 가열하고, 가열하면서 상기 밀폐된 강철 용기를 회전시키며, 상기 침투제의 열전도에 의해 상기 침투제와 상기 강철 기판은 동일한 온도에서 있으며, 이 온도에서 침투제가 강철 기판의 표면으로 침투하여 강철 재료 표면 개질 목표를 달성한다. 본 발명에서는 밀폐된 강철 용기의 회전 속도가 5 ~ 10회전/분이므로 침투제와 강철 기판을 균일하게 가열하여 상기 강철 기판에 균일한 표면 개질 처리가 이루어지도록 하고, 또한 높은 부식 방지 성능을 갖고 있는 강철 표면 개질 재료를 얻을 수 있다.
상기 강철 기판은 저탄소강 또는 저탄소합금강 등일 수 있다.
이 단계에서 밀폐된 강철 용기가 가열되는 온도는 370 ~ 450 ℃이다. 온도의 높고 낮음은 강철 표면 개질 처리 과정에 중요한 영향을 미치며, 온도가 증가함에 따라 침투제의 원자가 강철 기판을 향한 확산 속도가 급격하게 증가한다. 강철 기판의 종류나 용도에 따라 상기 밀폐된 강철 용기의 가열 온도와 이 온도에서의 표면 개질 처리 시간도 다르다. 표면 개질 처리 시간은 1 ~ 10h 사이이다.
이 단계에서, 상기 강철 기판을 상온에서 상기 침투제와 직접 혼합한다. 상기 강철 기판과 상기 침투제는 상기 밀폐된 강철 용기를 가열하는 과정에서 표면 개질이 수행된다.
(S5) 후속 세척 처리;
S4 단계에서 처리된 강철 기판은 자연 상태에서 냉각되고, 강철 기판 표면에 있는 먼지를 제거한 후, 물로 세척하여 표면에 부착된 침투제 분말 또는 다른 불순물을 제거한다.
상기 강철 기판에 상기 단계를 실시한 후에, 개질 처리한 강철 표면 개질 재료를 얻을 수 있다. 도 1은 본 발명에 의해 제공된 표면 개질 된 강철재료의 금속 조직의 개략도이다. 상기 표면 개질 강철 재료는 외부로부터 내부의 순서로 침적층, 확산층 및 강철 기판을 포함한다. 그 중, 상기 금속 확산층은 상기 강철 기판과 상기 침적층 사이의 상기 강철 기판 측에 가까운 과도 구간이다. 담금질-템퍼링 공정을 실시하지 않은 경우, 표면 개질을 한 상기 강철 기판의 마이크로 비커스 경도는 150-260 사이이고, 상기 금속 확산층의 마이크로 비커스 경도는 200-400 사이이다. 담금질-템퍼링 공정 후, 상기 강철 기판은 담금질-템퍼링 조직을 형성한다. 상기 금속 확산층 및 강철 기판의 마이크로 비커스 경도는 260-450 사이이다.
[실시예 1]
도 2 및 도 3을 참조할 때, 도 2는 본 발명에 의해 제공되는 비 담금질-템퍼링 Q235강의 표면 개질 처리 후의 금속 조직 단면도이고, 도 3은 본 발명에 의해 제공되는 담금질-템퍼링 20강의 표면 개질 후의 금속 조직 단면도이다.
본 실시예에서, 상기 강철 기판은 저탄소강이고, 구제적으로 상기 저탄소강은 Q235강 혹은 20강이며, 양자의 표면 개질 처리 과정은 다음과 같다.
우선, 강철 기판의 표면을 전처리한다. 구체적으로는 상기 강철 기판에 대하여 알칼리 세척 및 탈지 및 쇼트 블라스팅하여 녹을 제거하는 공정을 포함한다. 알칼리 세척, 탈지 및 쇼트 블라스팅하여 녹을 제거하는 구체적 과정은 상기에서 기술되었으므로 여기서 다시 설명하지 않는다.
그리고 개질 침투제를 조제한다. 본 실시예에서, 상기 개질 침투제는 전체적으로 분말형이며, 구성 및 비율은 다음과 같다. Zn 분말 15 중량%, Ni 분말 4 중량%, Al 분말 2 중량%, 희토류 0.3 중량%, 염화 암모늄 1 중량%, 나머지는 Al2O3 분말이다.
또한, 상기 강철 기판에 대하여 표면 개질 처리를 실시한다. 구체적으로는, 상기 강철 기판과 상기 침투제를 밀폐된 강철 용기에 넣고, 상기 밀폐된 강철 용기를 가열하고, 상기 밀폐된 강철 용기를 가열함과 동시에 회전시키며, 상기 침투제의 열 전달을 통하여, 상기 침투제와 상기 강철 기판은 동일한 온도에 있고, 또한 이 온도에서 표면 개질 처리를 실시한다. 본 발명에서, 상기 밀폐된 강철 용기의 회전 속도는 5회전/분이며, 침투제 및 강철 기판을 균일하게 가열하여 상기 강철 기판에 대하여 표면 개질 처리를 실시한다. 표면 개질 처리 시간은 1시간이고, 처리 온도는 420 ℃이며, 제조를 통하여 높은 부식 방지 성능을 갖고 있는 강철 표면 개질 재료를 얻는다.
본 실시예에서, 상기 Q235강 및 20강과 상기 침투제가 혼합되는 과정에서 가열처리를 하지 않는다. 즉, 둘은 주변 환경 온도에서 직접 혼합된 다음, 상기 강철 용기에서 함께 가열되어 표면 개질 공정을 완료한다.
본 실시예에서, 상기 저탄소강은 Q235강 또는 20강이며, 강철 기판이 Q235강인 상기 개질 후의 강철은 강철 기판 표면에 형성된 높은 부식 방지 성능을 갖고 있는 강철 표면 개질 구조를 포함한다. 상기 강철 표면 개질 구조는 두층의 금속 구조를 포함하고, 표면에서 내부로의 순으로 합금 침적층 및 금속 확산층이다. 최내층은 강철 기판임을 알 수 있다.
동일하게, 강철 기판이 20강인 개질 강철 재료 표면에도 두층의 강철 표면 개질 구조를 형성하고, 표면에서 내부로의 순으로 합금 침적층 및 금속 확산층이며, 최내층은 강철 기판임을 알 수 있다.
본 실시예에서, 상기 강철 기판은 비 담금질-템퍼링 상태에서 표면 개질 처리를 수행한다. 구체적으로는, 상기 강철 기판과 상기 침투제를 혼합할 때, 상기 강철 기판과 상기 침투제를 상온에서 혼합한다.
이 때, 도 2 및 도 3에서 볼수 있는 바와 같이, 양자의 금속 확산층에서, 펄라이트의 색은 강철 기판의 펄라이트의 색보다 옅다. 양자의 금속 확산층의 비커스 경도는 모두 양자의 강철 기판의 비커스 경도보다 높다. 상기 금속 확산층의 두께는 30-80㎛이다.
[실시예 2]
도 4 및 도 5 를 참조할 때, 도 4는은 본 발명에 의해 제공되는 담금질-템퍼링 20MnTiB강의 표면 개질 처리 후의 금속 조직 단면도이다. 도 5는 본 발명에 의해 제공되는 담금질-템퍼링 25CrMoV강의 표면 개질 처리 후의 금속 조직 단면도이다.
본 실시예에서, 상기 강철 기판은 저탄소합금강이고, 상기 저탄소합금강은 20MnTiB강, 또는 25CrMoV강이며, 상기 저탄소합금강의 표면 개질 처리 과정은 다음과 같다.
우선, 강철 기판에 대하여 담금질-템퍼링 처리를 하여 담금질-템퍼링 조직을 형성한다.
우선, 강철 기판에 대하여 전처리를 하고, 구제적으로는 상기 강철 기판에 대하여 알칼리 세척, 탈지 및 쇼트 블라스팅을 하여 녹을 제거하는 것을 포함한다. 그 중, 알카리 세척, 탈지 및 쇼트 블라스팅을 하여 녹을 제거하는 구체적 과정은 상기에서 기술되었으므로 여기서 다시 설명하지 않는다.
다음, 다변량 침투제를 조제하고, 본 실시예에서, 상기 다변량 침투제는 침투제는 전체적으로 분말형이며, 구성 및 비율은 다음과 같다. Zn 분말 20 중량%, Ni 분말 3 중량%, Al 분말 2.5 중량%, 희토류 2 중량%, 염화 암모늄 4 중량%, 나머지는 Al2O3분말이다.
또한, 상기 강철 기판에 대하여 표면 개질 처리를 한다. 구체적으로, 상기 강철 기판과 상기 침투제를 함께 밀폐된 강철 용기에 넣는다.
다음, 상기 밀폐된 강철 용기에 대하여 가열하고, 가열하면서 상기 밀폐된 강철 용기를 회전시키며, 상기 침투제의 열전도에 의해 상기 침투제와 상기 강철 기판은 동일한 온도에서 있으며, 이 온도에서 표면 개질 처리를 수행한다. 본 발명에서는 상기 밀폐된 강철 용기의 회전 속도가 8 회전/분이므로 침투제와 강철 기판을 균일하게 가열하여 상기 강철 기판에 균일한 표면 개질 처리가 이루어지도록 한다. 표면 개질 처리 시간은 10h이고, 처리 온도는 370℃이다.
본 실시예에서, 상기 20MnTiB강과 25CrMoV강이 침투제와 혼합하는 과정에서 모두 가열 처리를 하지 않고, 즉 상온 환경 온도에서 직접 혼합한 다음, 상기 강철 용기에서 같이 가열하여 표면 개질 과정을 완료한다.
본 실시예에서, 상기 저탄소합금강은 20MnTiB강 및 25CrMoV강이다.
또한, 20MnTiB강 및 25CrMoV강 표면의 표면 구조는 2층 구조를 포함하고, 이 2층 개질 구조는 20MnTiB강 및 25CrMoV강 표면에 형성되며, 표면에서 내부에 향한 순으로 합금 침적층 및 금속 확산층을 포함하며, 최내층은 강철 기판임을 알 수 있다.
상기 강철 기판에 대하여 담금질-템퍼링 처리를 하여 담금질-템퍼링 조직을 형성된다. 구체적으로, 본 실시예에서, 상기 금속 확산층은 담금질-템퍼링 조직이고. 구체적으로, 상기 금속 확산층은 뜨임 소르바이트이다. 본 실시예에서, 상기 20MnTiB강 및 25CrMoV강이 각각 상기 다변량 침투제와 혼합할 때 상온에서 혼합한다.
도 4 및 도 5를 참조할 때, 강철 기판이 20MnTiB강 및 25CrMoV강인 개질 한 후의 확산층을 1-5%의 질소 에탄올 용액으로 에칭 실험한 후, 각자의 금속 확산층 모두 여전히 희고 밝은 색을 나타내는 것을 관찰할 수 있으며, 이는 양쪽 모두 쉽게 부식되지 않음을 설명한다. 또한, 상기 금속 확산층의 마이크로 비커스 경도는 상기 강철 기판의 경도보다 높지 않다. 상기 금속 확산층의 두께는 80-120㎛이고, 표면 개질 처리를 한 상기 20MnTiB강 및 25CrMoV강의 금속 확산층의 경도는 모두 상기 강철 기판의 마이크로 비커스 경도보다 높지 않다.
종래 기술과 비교하여, 본 발명에 의해 제공되는 아연 및 니켈 침투층에 의해 형성된 표면 개질 구조는 우수한 부식 방지 효과를 가지며, 강철 부식으로 인한 손실이 크게 감소할 수 있다. 또한, 아연 및 니켈 침투층을 이용하여 표면 개질을 한 재료 표면 보호층은 우수한 내마모성, 우수한 내 충격성을 가지며, 제품의 본래의 기계적 특성을 변화시키지 않는다.
상기 본 발명의 실시예는, 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니며, 본 발명의 명세서 내용을 이용하여 동등한 효과의 구조 또는 동등한 효과의 방법으로 변화, 직접 또는 간접적으로 관련된 다른 기술 분야에서 사용하는 것은 모두 본 발명의 특허 보호 범위에 포함된다.

Claims (8)

  1. 아연 및 니켈 침투층을 이용하여 형성된 강철 표면 개질 구조로서,
    상기 강철 표면 개질 구조는 강철 기판의 표면에 형성된 내식성 합금구조이고,
    상기 강철 표면 개질 구조는 표면으로부터 내부에 향한 순서로 합금 침적층과 금속 확산층을 포함하며,
    상기 강철 기판은 저탄소강 또는 저탄소합금강이며,
    상기 합금 침적층은 아연철 화합물이고,
    상기 금속 확산층은 펄라이트, 페라이트, 담금질-템퍼링 조직을 포함하는 것을 특징으로 하는, 아연 및 니켈 침투층을 이용하여 형성된 강철 표면 개질 구조.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 강철 기판은 비 담금질-템퍼링 강철 기판이고, 상기 금속 확산층의 경도는 상기 강철 기판의 경도보다 높으며, 상기 강철 기판의 마이크로 비커스 경도는 150-260 사이인 것을 특징으로 하는, 아연 및 니켈 침투층을 이용하여 형성된 강철 표면 개질 구조.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 강철 기판은 담금질-템퍼링 처리 후에 형성된 담금질-템퍼링 강철 기판이고, 상기 금속 확산층의 경도는 상기 강철 기판의 경도보다 높지 않으며, 상기 금속 확산층과 상기 강철 기판의 마이크로 비커스 경도는 240-450 사이인 것을 특징으로 하는, 아연 및 니켈 침투층을 이용하여 형성된 강철 표면 개질 구조.
  4. 제 2 항에 있어서,
    1-5%의 체적비의 질소 에탄올 용액으로 수십 초 동안 에칭한 후의 상기 금속 확산층의 펄라이트의 색은 상기 강철 기판중의 펄라이트 색보다 옅은 것을 특징으로 하는, 아연 및 니켈 침투층을 이용하여 형성된 강철 표면 개질 구조.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 저탄소강 또는 저탄소합금강 표면 개질 구조의 금속 확상층은 뜨임 소르바이트（tempered sorbite）및/또는 뜨임 트루스타이트（tempered troostite）이며, 1-5%의 체적비의 질소 에탄올 용액으로 수십 초 동안 에칭한 후에도 여전히 희고 밝은 색을 나타내는 것을 특징으로 하는, 아연 및 니켈 침투층을 이용하여 형성된 강철 표면 개질 구조.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 합금 침적층의 두께는 60-110㎛이며, 상기 금속 확산층의 두께는 30-120㎛인 것을 특징으로 하는, 아연 및 니켈 침투층을 이용하여 형성된 강철 표면 개질 구조.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 표면 개질 강철 구조의 강철 기판은 저탄소강 또는 저탄소합금강인 것을 특징으로 하는 아연 및 니켈 침투층을 이용하여 형성된 강철 표면 개질 구조.
  8. (S1) 저탄소강 또는 저탄소합금강의 강철 기판을 제공하는 단계,
    (S2) 탈지 및 쇼트 블라스팅하여 녹을 제거하는 공정을 포함하는 강철 기판의 표면에 대한 전처리 단계,
    (S3) Zn 분말 25-30 중량%, Ni 분말 2-2.5 중량%, Al 분말 1-2.5 중량%, 희토류 0.5-1.5 중량%, 염화 암모늄 1-4 중량%, 잔부의 Al2O3 분말이 균일하게 혼합되어 형성된 개질 침투제의 조제 단계,
    (S4) 상기 단계 S2에서 얻어진 강철 기판 및 상기 단계 S3에서 조제한 침투제를 모두 밀폐된 강철 용기에 넣은 후, 상기 밀폐된 강철 용기를 5-10회전/분의 회전 속도 및 370-430℃의 가열 온도로 상기 강철 용기를 가열하며 회전시켜 상기 강철 기판에 표면 개질 처리를 실시하는 단계, 및
    (S5) 후속 세척 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 아연 및 니켈 침투층을 이용하여 형성된 강철 표면 개질 구조의 제조 방법.
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