KR20190099035A

KR20190099035A - 도금 밀착성이 우수한 고강도 용융 도금 강판 및 그의 제조 방법

Info

Publication number: KR20190099035A
Application number: KR1020197021210A
Authority: KR
Inventors: 마사키 고바; 유스케 후시와키; 야스노부 나가타키
Original assignee: 제이에프이 스틸 가부시키가이샤
Priority date: 2017-01-25
Filing date: 2018-01-10
Publication date: 2019-08-23
Also published as: JP6436268B1; US20200009833A1; WO2018139191A1; MX2019008776A; KR102303592B1; KR20210091365A; JPWO2018139191A1; US11148395B2; EP3575432A4; KR102359573B1; EP3575432B1; CN110249069A; EP3575432A1

Abstract

도금 밀착성이 우수한 고강도 용융 도금 강판 및 그의 제조 방법을 제공한다. 성분 조성으로서, 질량％로, C: 0.02％ 이상 0.30％ 이하, Si: 0.01％ 이상 2.0％ 이하, Mn: 0.2％ 이상 3.0％ 이하, P: 0.08％ 이하, S: 0.02％ 이하, Al: 0.001％ 이상 0.40％ 이하를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 강판 상에, 편면당의 도금 부착량이 30∼90g/㎡인 도금층을 갖고, 도금층 중에는, 박리 지철을 0.3∼1.5g/㎡ 함유한다.

Description

도금 밀착성이 우수한 고강도 용융 도금 강판 및 그의 제조 방법

본 발명은, Si, Mn을 함유하는 고강도 강판을 모재(base metal)로 하는, 도금 밀착성이 우수한 고강도 용융 도금 강판 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.

종래, 자동차용 강판의 분야를 중심으로, 소재 강판에 방청성(corrosion protection property)을 부여한 표면 처리 강판, 그 중에서도 방청성이 우수한 용융 아연 도금 강판, 합금화 용융 아연 도금 강판이 사용되어 왔다. 그러나 최근, 연비의 향상이나 내충돌 특성의 향상을 위해, 강판의 박육화(thickness reduction), 고강도화가 추진되고 있다.

일반적으로, 용융 도금 강판은, 슬래브를 열간 압연이나 냉간 압연한 강판을 모재로서 이용하고, 모재 강판을 CGL의 어닐링 로(furnace)에서 재결정 어닐링하고, 그 후, 용융 도금 처리를 행하여 제조된다. 또한, 합금화 용융 도금 강판은, 용융 도금 후, 추가로 합금화 처리를 행하여 제조된다.

상기와 같은 용도에 사용되는 용융 도금 강판은, 표면 외관이 좋은 것에 더하여, 구멍 확장 가공을 비롯한 엄격한 가공에 견딜 수 있는 도금 밀착성이 매우 중요하다. 그러나, 이(易) 산화성 원소인 Si나 Mn을 함유하는 용융 도금 강판은, 재결정 어닐링 중에 강 표면에 Si 및 Mn 산화물이 형성되기 때문에, 불(不)도금이나 합금화 미처리 등의 결함이 발생하기 쉬울 뿐만 아니라, 도금 밀착성이 손상된다.

상기 문제를 해결하기 위해 몇 가지의 제안이 이루어져 있다. 예를 들면, 특허문헌 1에서는, 강판을 가열하기 전에 Ni 도금을 실시하고, 이어서 용융 도금 처리를 함으로써 내(耐)파우더링성을 개선하는 방법이 제안되어 있다.

특허문헌 2에는, 모재 표면을 연삭(grinding)한 후에 환원성 분위기 중에서 600℃ 이상으로 가열하고, 냉각하여 용융 도금 처리하고, 이어서 합금화 처리하는 도금 피막의 밀착성 개선 방법이 제안되어 있다.

특허문헌 3에는, 열연 강판 또는 어닐링이 완료된 냉연 강판에, 압하율(rolling reduction ratio)이 1.0∼20％인 경(輕)압하를 실시하고, 520∼650℃에서 5초 이상 보존유지(保持)하는 저온 가열 처리를 실시하고, 질량％로 Al: 0.01∼0.18％를 함유하는 용융 아연 도금욕에 침지하고, 이어서 합금화 처리하는 합금화 용융 아연 도금 강판의 제조 방법이 제안되어 있다.

그러나, 특허문헌 1에서 제안되어 있는 방법은, 가열 전에 모재 표면에 Ni 도금을 실시하는 공정을 필요로 한다. 특허문헌 2에서 제안되어 있는 방법은 연삭 처리를 필요로 한다. 이와 같이, 특허문헌 1, 특허문헌 2 모두 비용과 시간이 드는 처리를 필요로 하기 때문에, 생산성의 저하를 초래한다는 문제가 있었다.

또한, 특허문헌 3에서 제안되어 있는 방법에서는, 현재의 고강도 강판에 있어서 요구되는 높은 강도, 가공성에 대응할 수 있는, 충분히 높은 레벨의 도금 밀착성은 얻어지고 있지 않고, 가공부의 내식성(corrosion resistance)에 반드시 기여하는 것은 아니었다.

일본공개특허공보 2010-196146호 일본공개특허공보 평10-81948호 일본공개특허공보 2002-317257호

본 발명은, 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 도금 밀착성이 우수한 고강도 용융 도금 강판 및 그의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자들은, 상기의 과제를 해결하기 위해, 예의 검토했다. 그 결과, 도금층 중에 박리 지철(exfoliated base steel)을 함유시킴으로써, 도금 밀착성이 우수한 고강도 용융 도금 강판이 얻어지는 것을 발견했다.

본 발명은 상기 인식에 기초하는 것으로, 특징은 이하와 같다.

[1] 성분 조성으로서, 질량％로, C: 0.02％ 이상 0.30％ 이하, Si: 0.01％ 이상 2.0％ 이하, Mn: 0.2％ 이상 3.0％ 이하, P: 0.08％ 이하, S: 0.02％ 이하, Al: 0.001％ 이상 0.40％ 이하를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 강판 상에, 편면당의 도금 부착량이 30∼90g/㎡인 도금층을 갖고, 당해 도금층 중에는, 박리 지철을 0.3∼1.5g/㎡ 함유하는 것을 특징으로 하는 도금 밀착성이 우수한 고강도 용융 도금 강판.

[2] 성분 조성으로서, 추가로, 질량％로, Ti: 0.01％ 이상 0.40％ 이하, Nb: 0.001％ 이상 0.200％ 이하, V: 0.001％ 이상 0.500％ 이하, Mo: 0.01％ 이상 0.50％ 이하, W: 0.001％ 이상 0.200％ 이하, B: 0.0003％ 이상 0.01％ 이하 중 1종 또는 2종 이상을 함유하는 것을 특징으로 하는 상기 [1]에 기재된 도금 밀착성이 우수한 고강도 용융 도금 강판.

[3] 상기 [1] 또는 [2]에 기재된 성분 조성을 갖는 강 슬래브를, 열간 압연하고, 압하율 1∼10％로 압연하고, 산 세정을 행하고, 이어서, 압하율 0.3∼5％로 압연하고, 용융 도금 처리를 행하는 것을 특징으로 하는 도금 밀착성이 우수한 고강도 용융 도금 강판의 제조 방법.

[4] 상기 열간 압연에 있어서, 조압연(rough rolling) 후, 마무리 압연 온도 820℃ 이상에서 압연 종료한 후, 권취 온도 450∼650℃에서 권취하는 것을 특징으로 하는 상기 [3]에 기재된 도금 밀착성이 우수한 고강도 용융 도금 강판의 제조 방법.

[5] 압하율 0.3∼5％로 상기 압연 후 상기 용융 도금 처리 전에, 수소 농도 2∼30vol％ 또한 노점(dew point) －60∼－10℃의 로 내 분위기, 강판 도달 온도 600∼950℃에서 연속 어닐링을 행하는 것을 특징으로 하는 상기 [3] 또는 [4]에 기재된 도금 밀착성이 우수한 고강도 용융 도금 강판의 제조 방법.

[6] 상기 용융 도금 처리 후, 추가로, 합금화 처리를 행하는 것을 특징으로 하는 상기 [3]∼[5] 중 어느 것에 기재된 도금 밀착성이 우수한 고강도 용융 도금 강판의 제조 방법.

또한, 본 발명의 고강도 용융 도금 강판은, 인장 강도(TS) 590㎫ 이상의 강판으로서, 열연 강판 혹은 냉연 강판을 모재로 하고, 용융 도금 처리를 행하는 것, 용융 도금 처리 후 추가로 합금화 처리를 행하는 것, 모두 포함하는 것이다. 또한, 도금으로서는, Zn 도금, Zn-Al 도금, Al 도금 등의 도금을 대상으로 한다.

본 발명에 의하면, 도금 밀착성이 우수한 고강도 용융 도금 강판이 얻어진다. 가공 후에도 높은 내식성을 갖는 점에서, 복잡한 성형을 갖는 부재의 제조에 효과적이고, 본 발명에 의해 얻어지는 공업상의 효과는 크다.

도 1은, 합금화 용융 아연 도금 강판의 박리 지철의 상태를 나타내는 도면이다.

(발명을 실시하기 위한 형태)

이하, 본 발명에 대해서 구체적으로 설명한다.

또한, 이하의 설명에 있어서, 강 성분 조성의 각 원소의 함유량의 단위 및 도금의 성분 조성의 각 원소의 함유량의 단위는 모두 「질량％」이고, 특별히 언급하지 않는 한 간단히 「％」로 나타낸다. 또한, 수소 농도의 단위는 모두 「vol％」이고, 특별히 언급하지 않는 한 간단히 「％」로 나타낸다.

본 발명의 도금 밀착성이 우수한 고강도 용융 도금 강판은, 질량％로, C: 0.02％ 이상 0.30％ 이하, Si: 0.01％ 이상 2.0％ 이하, Mn: 0.2％ 이상 3.0％ 이하, P: 0.08％ 이하, S: 0.02％ 이하, Al: 0.001％ 이상 0.40％ 이하를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 강판 상에, 편면당의 도금 부착량이 30∼90g/㎡인 도금층을 갖고, 도금층 중에는, 박리 지철을 0.3∼1.5g/㎡ 함유하는 것을 특징으로 한다. 즉 본 발명은, 도금층 중에 박리 지철을 취입시킴으로써, 가공 중에 발생하는 도금층 내의 크랙의 진전을 막아, 도금 밀착성을 향상시키는 것을 특징으로 한다. 이상의 결과, 도금 밀착성이 우수한 고강도 용융 도금 강판이 얻어지게 된다.

우선, 본 발명의 대상으로 하는 도금 밀착성이 우수한 고강도 용융 도금 강판의 성분 조성의 한정 이유에 대해서 설명한다.

C: 0.02％ 이상 0.30％ 이하

C는 적을수록 모재의 성형성이 양호해지지만, C를 함유시킴으로써 강판의 강도를 염가로 높일 수 있다. 따라서, C 함유량은 0.02％ 이상으로 한다. 바람직하게는 0.04％ 이상이다. 한편, C를 과잉으로 함유시키면 강판의 인성이나 용접성이 저하하기 때문에, C 함유량은 0.30％ 이하로 한다. 바람직하게는 0.20％ 이하이다.

Si: 0.01％ 이상 2.0％ 이하

Si는 고용 강화 원소로서 유효하고, 강판의 강도를 높이기 위해서도 0.01％ 이상이 필요하다. 그러나, Si를 과도하게 함유시키면 용융 도금 시의 젖음성을 손상시키고, 합금화 반응성을 손상시키기 때문에 합금화의 조정이 곤란해져, 도금 외관이나 도금 밀착성의 저하를 초래한다. 이상으로부터, Si 함유량은 0.01％ 이상 2.0％ 이하로 한다.

Mn: 0.2％ 이상 3.0％ 이하

Mn은 강의 강도를 높이는 데에 유용한 원소이다. 이 효과를 얻으려면, Mn을 0.2％ 이상 함유시킬 필요가 있다. 그러나, Mn을 과도하게 함유시키면 용융 도금 시의 젖음성을 손상시키고, 합금화 반응성을 손상시키기 때문에 합금화의 조정이 곤란해져, 도금 외관이나 도금 밀착성의 저하를 초래한다. 이상으로부터, Mn 함유량은 0.2％ 이상 3.0％ 이하로 한다. 바람직하게는 0.3％ 이상 2.6％ 이하이다.

P: 0.08％ 이하

P가 0.08％를 초과하여 함유하면 용접성이 열화함과 함께, 표면 품질이 열화한다. 또한, 합금화 처리시에는 합금화 처리 온도를 보다 높게 하지 않으면 소망하는 합금화도로 할 수 없지만, 합금화 처리 온도를 상승시키면 모재 강판의 연성이 열화함과 동시에 합금화 용융 도금층의 밀착성이 열화한다. 그 때문에, P 함유량은 0.08％ 이하로 한다.

S: 0.02％ 이하

S는 입계에 편석 또는 MnS가 다량으로 생성된 경우, 인성을 저하시키기 때문에, 함유량을 0.02％ 이하로 할 필요가 있다. 그 때문에, S 함유량은 0.02％ 이하로 한다. 함유량의 하한은 특별히 한정되지 않고, 불순물 정도라도 좋다.

Al: 0.001％ 이상 0.40％ 이하

Al은 용강(molten steel)의 탈산(deoxidation)을 목적으로 첨가되지만, 그의 함유량이 0.001％ 미만인 경우, 그 목적이 달성되지 않는다. 한편, 0.40％를 초과하여 함유하면, 개재물이 다량으로 발생하고, 강판의 흠집의 원인이 된다. 그 때문에, Al 함유량은 0.001％ 이상 0.40％ 이하로 한다.

잔부는 Fe 및 불가피적 불순물이다.

본 발명에서는, 하기를 목적으로 하여, 추가로, 질량％로, Ti: 0.01％ 이상 0.40％ 이하, Nb: 0.001％ 이상 0.200％ 이하, V: 0.001％ 이상 0.500％ 이하, Mo: 0.01％ 이상 0.50％ 이하, W: 0.001％ 이상 0.200％ 이하, B: 0.0003％ 이상 0.01％ 이하 중 1종 또는 2종 이상을 함유할 수 있다.

Ti, Nb, V, Mo, W 및 B는, 모재 강판 중에 석출물(특히, 탄화물)을 석출시키기 위해 필요한 원소이고, 이들 원소로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상을 첨가하는 것이 바람직하다. 통상, 이들 원소는, 모재 강판 중에서 이들 원소를 포함하는 석출물의 형태로 함유되는 경우가 많다.

이들 원소 중에서, 특히 Ti는 석출 강화능(能)이 높고, 비용의 관점에서도 유효한 원소이다. 그러나, 첨가량이 0.01％ 미만에서는 합금화 용융 도금층 중에 석출물(특히, 탄화물)을 함유시키기 위해 필요한 모재 강판 중의 석출물량이 불충분한 경우가 있다. 한편, 0.40％를 초과하면 그의 효과는 포화하고, 비용 상승이 된다. 그 때문에, Ti를 함유하는 경우는, Ti 함유량은, 0.01％ 이상 0.40％ 이하로 한다.

또한, Nb, V, Mo, W 및 B에 대해서도 상기 Ti의 함유 범위의 상한 및 하한에 관한 마찬가지의 이유로부터, 함유하는 경우는, Nb 함유량은 0.001％ 이상 0.200％ 이하, V 함유량은 0.001％ 이상 0.500％ 이하, Mo 함유량은 0.01％ 이상 0.50％ 이하, W 함유량은 0.001％ 이상 0.200％ 이하, B 함유량은 0.0003％ 이상 0.01％ 이하이다.

이어서, 도금층에 대해서 설명한다.

도금층은, 편면당의 도금 부착량이 30∼90g/㎡이다. 부착량이 30g/㎡ 미만에서는 내식성의 확보가 곤란해진다. 한편, 90g/㎡를 초과하면 내도금 박리성이 열화한다.

또한, 도금층 중에 박리 지철을 함유시킨다. 본 발명에 있어서, 중요한 요건이다. 도금층 중에 박리 지철을 함유시킴으로써, 가공 중에 발생하는 도금층 내의 크랙의 진전을 막을 수 있다. 용융 도금의 경우, 지철이 박리됨으로써 도금층과 지철의 계면이 비평활화한다. 그 결과, 도금층과 지철의 계면에서 균열이 진전하기 어려워져, 밀착성이 향상한다고 생각된다. 또한, 합금화 도금층의 경우, 예를 들면 합금화 용융 아연 도금에서는, 일반적으로는 Γ상과 δ상의 계면 혹은 그 상(相) 내에서 균열이 진전하지만, 박리 지철을 함유시키는, 즉, 취성인 합금 도금층 중에 연질인 지철이 존재함으로써 균열이 억제된다고 생각된다.

도금층 중에 함유시키는 박리 지철은 0.3∼1.5g/㎡이다. 함유 박리 지철량이 0.3g/㎡보다도 작으면, 도금 밀착성 향상 효과를 기대할 수 없다. 한편, 1.5g/㎡를 초과하면, 도금 부착량의 불균일로 연결되어, 외관이 열화한다.

또한, 박리 지철이란, 도 1에 나타내는 실선으로 둘러싸인 부분에 상당하고, 지철로부터 박리하여 완전하게 분리되어, 도금층 내에 취입되어 있는 부분이다.

박리 지철은, 후술하는 실시예의 방법으로 함유량을 측정할 수 있다.

다음으로, 본 발명의 도금 밀착성이 우수한 고강도 용융 도금 강판의 제조 방법에 대해서, 설명한다.

상기 성분 조성을 갖는 강 슬래브를, 열간 압연하고, 압하율 1∼10％로 압연하고, 산 세정을 행하고, 이어서, 압하율 0.3∼5％로 압연하고, 용융 도금 처리를 행한다. 바람직하게는, 열간 압연에 있어서, 조압연 후, 마무리 압연 온도 820℃ 이상에서 압연 종료한 후, 권취 온도 450∼650℃에서 권취한다. 또한, 바람직하게는, 압하율 0.3∼5％에서의 압연 후 용융 도금 처리 전에, 수소 농도 2∼30vol％ 또한 노점 －60∼－10℃의 로 내 분위기, 강판 도달 온도 600∼950℃에서 연속 어닐링을 행한다. 또한, 용융 도금 처리 후, 추가로, 합금화 처리를 행해도 좋다. 본 발명에 있어서, 산 세정 전후에 압연을 행하는 것은 중요한 요건이다. 산 세정 전후에 산 세정을 행할 때의 구체적인 조건에 대해서는 후술한다.

열간 압연

열간 압연 개시 온도(슬래브 가열 온도)(적합 조건)

Ti나 Nb 등의 미세 석출의 분산을 행하기 위해서는, 열간 압연을 행하기 전에 Ti나 Nb 등을 일단 강판 중에 용해시킬 필요가 있다. 그 때문에, 열간 압연하기 전의 가열 온도(슬래브 가열 온도)는 1100℃ 이상이 바람직하다. 한편으로, 1300℃를 초과하여 가열한 경우에는, 강 표층에서의 내부 산화가 촉진되고, 표면 성상이 열화할 우려가 있다. 따라서, 열간 압연 전의 슬래브 가열 온도는 1100℃ 이상 1300℃ 이하가 바람직하다. 보다 바람직하게는 1100℃ 이상 1200℃ 이하이다.

마무리 압연 온도(적합 조건)

열간 압연 시의 변형 저항을 작게 하고, 조업을 용이하게 하기 위해, 마무리 압연 온도를 820℃ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 한편, 1000℃를 초과하여 마무리 압연한 경우에는, 스케일 흠이 발생하기 쉬워져, 표면 성상이 열화하는 경우가 있다. 따라서, 마무리 압연 온도는 820℃ 이상, 보다 바람직하게는 820℃ 이상 1000℃ 이하로 한다. 보다 바람직하게는 850℃ 이상 950℃ 이하이다.

열연 권취 온도(적합 조건)

본 발명에 따른 강판은, Si나 Mn, Ti를 비롯한 이 산화성 원소를 함유한다. 그 때문에, 강판의 과도한 산화를 억제하고, 양호한 표면 성상을 확보하기 위해서는, 권취 온도는 650℃ 이하인 것이 바람직하다. 한편, 권취 온도가 450℃ 미만인 경우에는, 냉각 불균일에 기인한 코일 성상 불량이 발생하기 쉬워지기 때문에, 생산성을 해칠 우려가 있다. 따라서, 열연 권취 온도는 450℃ 이상 650℃ 이하가 바람직하다. 보다 바람직하게는 450℃ 이상 600℃ 이하이다.

열연 권취 후, 산 세정 전에 압하율 1∼10％의 압연

열간 압연·열연 권취 공정에 의해 얻어진 열연 강판은, 산 세정에 의해 탈(脫)스케일을 실시하고, 그 후, 압연을 실시한다. 산 세정은 특별히 한정하지 않고, 상법이면 좋다. 여기에서, 본 발명에서는, 산 세정의 전단층에서 압연을 실시한다. 산 세정의 전단층에서 압연을 실시하는 것은 본 발명에 있어서 중요한 요건이다. 산 세정의 전단층에서 압연을 실시함으로써, 스케일 가압에 의한 강판 표면으로의 적절한 요철 부여가 행해지고, 도금층 내로의 박리 지철 취입이 촉진된다. 압하율은 1∼10％이다. 압하율이 1％ 미만인 경우, 강판 표면으로의 요철 부여가 충분히 행해지지 않고, 충분한 도금 밀착성 개선 효과가 얻어지지 않는다. 한편, 압하율이 10％ 초과인 경우, 스케일이 지철에 물려들어가, 탈스케일성이 현저하게 저하한다.

산 세정 후에 압하율 0.3∼5％의 압연

본 발명에서는, 산 세정 후에 압하율 0.3∼5％의 압연을 실시한다. 산 세정 후에 압하율 0.3∼5％의 압연을 실시하는 것은 본 발명에 있어서 중요한 요건이다. 압하를 가함으로써 표면 형상의 제어와 모재 표면에 잔류 응력의 도입을 행한다. 압하율을 0.3％ 이상으로 함으로써 잔류 응력의 도입이 충분해져, 강판 표면의 도금 반응성이 개선된다. 압하율이 5％ 초과에서는, 변형 도입에 의한 도금 반응성의 개선 효과가 포화하는 것에 더하여, 강판 표면이 평활화하고, 박리 지철을 도금층 내에 취입하는 것이 곤란해진다.

어닐링(적합 조건)

압하율 0.3∼5％의 압연 후 용융 도금 처리 전에 어닐링을 행하는 것이 바람직하다. 적합 조건은, 수소 농도 2∼30vol％ 또한 노점 －60∼－10℃의 로 내 분위기, 강판 도달 온도 600∼950℃이다. 어닐링 도달 온도가 600℃보다 낮은 온도인 경우, 산 세정 후의 산화 피막이 완전하게는 환원되지 않고, 소망하는 도금 특성을 얻을 수 없는 경우가 있다. 또한, 950℃보다 높은 온도에서는, Si, Mn 등이 표면 농화(濃化)하여 도금성이 열화할 우려가 있다. 보다 바람직하게는, 강판 도달 온도는 650℃ 이상 850℃ 이하이다.

로 내 분위기는 수소 농도 2∼30％ 또한 노점 －60∼－10℃로 하는 것이 바람직하다. 로 내 분위기는 환원성이면 좋고, 노점 －60∼－10℃, 수소 농도 2∼30％로 잔부가 불활성 가스로 이루어지는 분위기가 적합하다. 노점이 －10℃보다 높으면, 강판 표면에 생성되는 Si 산화물의 형태가 막 형상이 되기 쉽다. 보다 바람직하게는, 노점 －20℃ 이하이다. 한편, －60℃보다 낮은 노점은 공업적으로 실현이 곤란하다. 수소 농도가 2％보다 낮은 경우는, 환원성이 약하다. 30％ 이하이면 충분한 환원 능력이 얻어진다. 보다 바람직하게는, 수소 농도 5％ 이상 20％ 이하이다.

용융 도금 처리

용융 도금 처리는 연속 용융 도금 라인에서, 바람직하게는 강판을 환원 어닐링한 후, 용융 도금욕을 이용하여 실시한다.

용융 도금욕의 조성은, 예를 들면, 용융 아연 도금 처리의 경우는, Al 농도 0.01∼0.25％의 범위로 하고, 잔부를 Zn 및 불가피적 불순물로 한다. Al 농도가 0.01％ 미만인 경우, 도금 처리 시에 Zn-Fe 합금화 반응이 발생하여, 도금과 강판(모재)의 계면에 부서지기 쉬운 합금층이 발달하고, 도금 밀착성이 열화한다. Al 농도가 0.25％를 초과하면 Fe-Al 합금층의 성장이 현저해져, 도금 밀착성을 저해한다. 도금욕 온도는 특별히 한정할 필요는 없고, 통상의 조업 범위인 440℃ 이상 480℃ 이하이면 좋다.

합금화 처리(적합 조건)

합금화 처리 온도가 550℃를 초과하면, 합금화 처리시에, 강판(모재)과 도금 피막의 계면에 경질(硬質)이고 부서지기 쉬운 Γ상의 생성이 현저하고, 표면 거칠기가 커짐과 함께 내파우더링성이 열화하기 때문에, 합금화 처리 온도는 550℃ 이하가 바람직하다. 추가로 바람직하게는 530℃ 이하이다. 한편으로, 합금화 처리 온도 480℃ 미만에서는 충분히 합금화가 이루어지지 않아, 충분한 도금 특성을 얻을 수 없다. 그 때문에, 합금화 처리 온도는 480℃ 이상이 바람직하다.

합금화 처리 시간은, 비용이나 제어상의 문제점으로부터, 10초 이상 60초 이하로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 40초 이하이다.

합금화 처리에 있어서의 가열 방법은 특별히 한정할 필요가 없고, 복사 가열, 통전 가열, 고주파 유도 가열 등, 공지의 어느 방법이라도 좋다. 합금화 처리를 실시한 후에는 상온까지 냉각한다. 도금 후의 후(後)처리는 특별히 한정할 필요는 없고, 조질 압연(temper rolling)에 의한 재질의 조정이나 레벨링 등에 의한 평탄 형상의 조정, 나아가서는 필요에 따라서 크로메이트 처리(chromating) 등 통상 행해지는 후처리를 실시해도 상관 없다.

실시예

이하, 본 발명을 실시예에 기초하여 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 본 실시예에 한정되는 것은 아니다.

표 1에 나타내는 성분 조성을 갖는 슬래브를 이용하여, 통상의 주조 후, 표 2에 나타내는 조건에서 열간 압연, 압연, 산 세정, 압연, 어닐링, 용융 아연 도금 처리, 추가로 일부에 대해서는 합금화 처리를 행했다.

용융 아연 도금 처리를 실시함에 있어서, 아연 도금욕 온도는 460℃에서 행하고, 와이핑(wiping)으로 부착량을 50g/㎡로 조정했다. 합금화 처리는, 합금화 온도 520℃에서 실시했다.

아연 도금층 중의 박리 지철량

아연 도금층 중의 박리 지철량에 대해서는, ICP 발광 분광 분석법을 사용하여, 이하의 순서로 측정했다. 우선, 아연 도금층을, 인히비터(inhibitor)를 첨가한 희(希)염산으로 용해함으로써, 도금 강판 중의 아연 도금층만을 박리·용해한다. 인히비터란, 지철의 과용해 방지를 위해 사용하는 첨가제이고, 시판의 것으로 좋다. 본 발명에서는, 10∼100배로 희석한 염산에, 0.6g/L의 농도가 되도록 아사히카가쿠고교 가부시키가이샤 제조의 염산 산 세정용 부식 억제제 「이빗트(IBIT) No.700BK」를 첨가했다. 희염산에서의 도금 강판 용해 후, 미용해의 박리 지철을 포함한 용액을 추출하여, 2개의 용액으로 나눈다. 그 중, 다른 한쪽의 용액에 대해서는 박리 지철 미용해인 채로 조성 분석을 행하고, 또 다른 한쪽의 용액에 대해서는 인히비터 미첨가의 염산에서 재용해 후, 조성 분석을 행한다. 이렇게 하여 얻어진 결과의 차분(差分)을, 박리 지철량으로 했다.

이상에 의해 얻어진 용융 아연 도금 강판에 대해서, 하기에 나타내는 시험을 행하고, 인장 강도를 측정하여, 도금 표면 외관 및 도금 밀착성을 평가했다. 측정 방법 및 평가 기준을 하기에 나타낸다.

인장 강도(TS)

용융 아연 도금 강판(GI) 혹은 합금화 용융 아연 도금 강판(GA)으로부터 압연 방향에 대하여 직각 방향으로 JIS5호 인장 시험편(JIS Z2201)을 채취하고, 변형 속도가 10^－3/s로 하는 JIS Z 2241의 규정에 준거한 인장 시험을 행하여, TS를 구했다.

외관성

용융 도금 후 및 합금화 처리 후의 외관을 육안으로 관찰하여, 불도금, 합금 불균일이 없는 것을 ○, 불도금이나 합금 불균일이 있는 것은 ×로 했다.

도금 밀착성

용융 아연 도금 강판의 도금 밀착성은, 볼 임팩트 시험으로 평가했다. 볼 중량 2.8㎏, 낙하 높이 1m의 조건에서, 볼 임팩트 시험을 행하고, 가공부를 테이프 박리하여, 도금층의 박리 유무를 육안으로 판정했다.

○ 도금층의 박리 없음

× 도금층이 박리

내파우더링성

합금화 용융 아연 도금 강판의 도금 밀착성은, 내파우더링성을 시험함으로써 평가했다. 합금화 용융 도금 강판에 셀로판 테이프를 붙이고, 테이프면에 90도 굽히고, 굽힘 되돌림을 실시하고, 테이프를 벗긴다. 벗긴 테이프에 부착한 강판으로부터, 굽힘 되돌림부 10㎜×40㎜당의 박리한 도금의 양을, 형광 X선에 의한 Zn 카운트 수로서 측정하고, 하기 기준에 비추어 평가했다.

형광 X선 카운트수 랭크

3000 미만 : ◎(양호)

3000 이상 6000 미만 : ○

6000 이상 : ×(뒤떨어짐)

표 2로부터, 본 발명예는, 표면 외관, 도금 밀착성(내파우더링성) 모두 양호하다. 한편, 비교예에서는, 표면 외관, 도금 밀착성(내파우더링성)의 어느 하나 이상이 뒤떨어진다.

[산업상 이용가능성]

본 발명의 고강도 용융 도금 강판은, 최근 급속히 고강도화·박육화가 진행되고 있는 자동차 부품으로서 적합하게 이용된다.

Claims

성분 조성으로서, 질량％로,
C: 0.02％ 이상 0.30％ 이하,
Si: 0.01％ 이상 2.0％ 이하,
Mn: 0.2％ 이상 3.0％ 이하,
P: 0.08％ 이하,
S: 0.02％ 이하,
Al: 0.001％ 이상 0.40％ 이하를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 강판 상에, 편면당의 도금 부착량이 30∼90g/㎡인 도금층을 갖고, 당해 도금층 중에는, 박리 지철(exfoliated base steel)을 0.3∼1.5g/㎡ 함유하는 것을 특징으로 하는 도금 밀착성이 우수한 고강도 용융 도금 강판.
제1항에 있어서,
성분 조성으로서, 추가로, 질량％로,
Ti: 0.01％ 이상 0.40％ 이하,
Nb: 0.001％ 이상 0.200％ 이하,
V: 0.001％ 이상 0.500％ 이하,
Mo: 0.01％ 이상 0.50％ 이하,
W: 0.001％ 이상 0.200％ 이하,
B: 0.0003％ 이상 0.01％ 이하 중 1종 또는 2종 이상을 함유하는 것을 특징으로 하는 도금 밀착성이 우수한 고강도 용융 도금 강판.
제1항 또는 제2항에 기재된 성분 조성을 갖는 강 슬래브를, 열간 압연하고, 압하율(rolling reduction ratio) 1∼10％로 압연하고, 산 세정을 행하고, 이어서, 압하율 0.3∼5％로 압연하고, 용융 도금 처리를 행하는 것을 특징으로 하는 도금 밀착성이 우수한 고강도 용융 도금 강판의 제조 방법.
제3항에 있어서,
상기 열간 압연에 있어서, 조압연(rough rolling) 후, 마무리 압연 온도 820℃ 이상에서 압연 종료한 후, 권취 온도 450∼650℃에서 권취하는 것을 특징으로 하는 도금 밀착성이 우수한 고강도 용융 도금 강판의 제조 방법.
제3항 또는 제4항에 있어서,
압하율 0.3∼5％로 상기 압연 후 상기 용융 도금 처리 전에, 수소 농도 2∼30vol％ 또한 노점(dew point) －60∼－10℃의 로(furnace) 내 분위기, 강판 도달 온도 600∼950℃에서 연속 어닐링을 행하는 것을 특징으로 하는 도금 밀착성이 우수한 고강도 용융 도금 강판의 제조 방법.
제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 용융 도금 처리 후, 추가로, 합금화 처리를 행하는 것을 특징으로 하는 도금 밀착성이 우수한 고강도 용융 도금 강판의 제조 방법.