KR20200076310A - 도금 밀착성 및 내식성이 우수한 Zn-Mg 합금 도금 강재 및 그 제조방법 - Google Patents

도금 밀착성 및 내식성이 우수한 Zn-Mg 합금 도금 강재 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 측면에 따른 도금 밀착성 및 내식성이 우수한 Zn-Mg 합금 도금 강재는, 소지철 및 상기 소지철의 표면에 형성된 도금층을 포함하고, 상기 도금층은 Zn 단상, Mg 단상, MgZn2 합금상 및 Mg2Zn11 합금상을 포함하며, 상기 Zn 단상은 15~19부피%의 비율로 상기 도금층 내에 포함되고, 상기 소지철과 인접한 상기 도금층의 하부 t/2 영역에서의 상기 Zn 단상 비율은 상기 도금층 표층부측 상기 도금층의 상부 t/2 영역에서의 상기 Zn 단상 비율보다 더 클 수 있다. (단, 여기서 t는 도금층의 두께(㎛)를 의미한다.)

Description

도금 밀착성 및 내식성이 우수한 Zn-Mg 합금 도금 강재 및 그 제조방법{Zinc-magnesium alloy plated steel material having excellent adhesion to plating and corrosion resistance, and manufacturing method for the same}
본 발명은 Zn-Mg 합금 도금 강재 및 그 제조방법에 관한 것이며, 상세하게는 도금 밀착성 및 내식성을 동시에 확보한 Zn-Mg 합금 도금 강재 및 그 제조방법에 관한 것이다.
음극방식을 통해 철의 부식을 억제하는 아연도금법은 방식 성능 및 경제성이 우수하여 고내식 특성을 가지는 강재를 제조하는데 널리 사용되고 있다. 아연이 도금된 아연 도금 강재는 부식환경에 노출되었을 때 철보다 산화환원전위가 낮은 아연이 먼저 부식되어 강재의 부식이 억제되는 희생방식(Sacrificial Corrosion Protection)의 특성을 가지며, 이와 더불어 도금층의 아연이 산화되면서 강판 표면에 치밀한 부식생성물을 형성시켜 산화분위기로부터 강재를 차단함으로써 강재의 내부식성을 향상시킨다.
그러나 산업 고도화에 따라 대기오염이 증가하고, 그에 따라 부식환경이 심화되고 있으며, 자원 및 에너지 절약에 대한 엄격한 규제로 인해 종래의 아연 도금 강재보다 더 우수한 내식성을 가지는 강재 개발의 필요성이 높아지고 있다. 그 일환으로, 당 기술 분야에서는 Zn-Mg 합금 도금 강재에 관한 연구가 다양하게 진행되어 왔다.
그러나 기 개발된 Zn-Mg 합금 도금 강재의 경우 모재와의 밀착력이 열악하여 가공 시 박리가 일어나는 등 많은 문제를 내포하고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 도금층의 조성을 바꾸거나, 다층의 도금층을 구성하거나, 도금층과 모재 사이에 점착면을 구성하는 등 여러 가지 방법이 제안되고 있으나, 여전히 도금 밀착성 열화의 문제를 극복하지 못한 실정이다.
대한민국 등록특허공보 제10-0775241호(2007.11.12. 공고)
본 발명의 한 가지 측면에 따르면 도금 밀착성 및 내식성이 우수한 Zn-Mg 합금 도금 강재 및 그 제조방법이 제공될 수 있다
본 발명의 과제는 상술한 내용에 한정되지 않는다. 통상의 기술자라면 본 명세서의 전반적인 내용으로부터 본 발명의 추가적인 과제를 이해하는데 아무런 어려움이 없을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 도금 밀착성 및 내식성이 우수한 Zn-Mg 합금 도금 강재는, 소지철 및 상기 소지철의 표면에 형성된 도금층을 포함하고, 상기 도금층은 Zn 단상, Mg 단상, MgZn2 합금상 및 Mg2Zn11 합금상을 포함하며, 상기 Zn 단상은 15~19부피%의 비율로 상기 도금층 내에 포함되고, 상기 소지철과 인접한 상기 도금층의 하부 t/2 영역에서의 상기 Zn 단상 비율은 상기 도금층 표층부측 상기 도금층의 상부 t/2 영역에서의 상기 Zn 단상 비율보다 더 클 수 있다. (단, 여기서 t는 도금층의 두께(㎛)를 의미한다.)
상기 Mg 단상은 13~20부피%의 비율로 상기 도금층에 포함될 수 있다.
상기 MgZn2 합금상은 상기 Mg2Zn11 합금상보다 더 큰 비율로 상기 도금층에 포함될 수 있다.
상기 Mg2Zn11 합금상은 18~22부피%의 비율로 상기 도금층에 포함될 수 있다.
상기 도금층은 2~10㎛의 두께(t)를 가질 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 도금 밀착성 및 내식성이 우수한 Zn-Mg 합금 도금 강재의 제조방법은, PVD(Physical Vapor Deposition)법에 의해 소지철 상에 제1 Zn 도금층, 제2 Mg 도금층 및 제3 Zn 도금층을 순차적으로 형성하여 도금강재를 제공하는 단계; 상기 도금강재를 가열하여 합금화 열처리하여 합금화 도금강재를 제공하는 단계; 및 상기 합금화 도금강재를 냉각하는 단계를 포함하되, 상기 도금강재를 제공하는 단계에서, 상기 제2 Mg 도금층은 상기 제1 Zn 도금층, 제2 Mg 도금층 및 제3 Zn 도금층의 함계 두께 대비 30~35%의 두께를 가지도록 형성되고, 상기 제1 Zn 도금층은 상기 제3 Zn 도금층의 두께 대비 1.1~4배의 두께를 가지도록 형성될 수 있다.
상기 도금강재를 제공하는 단계에서, 상기 제1 Zn 도금층, 상기 제2 Mg 도금층 및 상기 제3 Zn 도금층은 2~10㎛의 합계 두께를 가지도록 형성될 수 있다.
상기 도금강재를 제공하는 단계는, 상기 제1 Zn 도금층 형성 후 상온까지 냉각하는 제1 중간 냉각 단계; 상기 제2 Mg 도금층 형성 후 상온까지 냉각하는 제2 중간 냉각 단계; 및 상기 제3 Zn 도금층 형성 후 상온까지 냉각하는 제3 중간 냉각 단계를 포함할 수 있다.
상기 합금화 도금강재를 제공하는 단계에서, 상기 도금강재는 180~220℃의 온도범위에서 가열되며, 상기 도금강재의 가열시간은 120~160초일 수 있다.
상기 합금화 도금강재를 냉각하는 단계에서, 상기 합금화 도금강재는 5~15℃/s의 냉각속도로 상온까지 냉각될 수 있다.
상기 과제의 해결 수단은 본 발명의 특징을 모두 열거한 것은 아니며, 본 발명의 다양한 특징과 그에 따른 장점과 효과는 아래의 구체적인 실시예를 참조하여 보다 상세하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 내식성을 확보하면서도 도금 밀착성이 현저히 향상된 Zn-Mg 합금 도금 강재 및 그 제조방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따라 제1 Zn 도금층, 제2 Mg 도금층 및 제3 Zn 도금층이 형성된 도금 강재의 단면을 개략적으로 도시한 도면이다.
본 발명은 도금 밀착성 및 내식성이 우수한 Zn-Mg 합금 도금 강재 및 그 제조방법에 관한 것으로, 이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명하고자 한다. 본 발명의 실시예들은 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 설명되는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 실시예들은 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자에게 본 발명을 더욱 상세하기 위하여 제공되는 것이다.
이하, 본 발명의 일 측면에 따른 도금 밀착성 및 내식성이 우수한 Zn-Mg 합금 도금 강재에 대해 상세히 설명한다.
본 발명의 Zn-Mg 합금 도금 강재는 소지철과 소지철의 표면에 형성된 도금층을 포함한다. 본 발명에서 소지철의 합금 조성 및 그 형상에 대해서는 특별히 한정하지 않는다, 본 발명의 소지철은 도금층 형성에 제공되는 모든 강재를 포함하는 개념으로 해석될 수 있으며, 예를 들어, C, Si, Mn, P, S을 포함하는 강판 또는 강선재일 수 있다.
본 발명의 도금층은 Zn 및 Mg을 포함하며, Zn 및 Mg은 부피 비 기준으로 약 1:2의 비율로 도금층에 포함될 수 있다. 본 발명의 도금층은 Zn 및 Mg를 포함하며, 기 설정된 온도범위에서 일정 시간 합금화 처리를 통해 제공되므로, 합금화된 영역과 미합금화된 영역이 혼재될 수 있다. 미합금화된 영역에는 Zn 단상 및 Mg 단상이 존재하고, 합금화된 영역에는 Mg-Zn계 합금상이 존재할 수 있다.
본 발명의 발명자들은 내식성 및 도금 밀착성을 양립 가능한 Zn-Mg계 도금층에 대해 심도 있는 연구를 수행하였으며, 그 결과 Zn-Mg계 도금층 내에 포함되는 Zn 단상, Mg 단상, Zn-Mg계 합금상의 분율을 최적의 범위로 제어하는 경우, 목적하는 내식성 및 도금 밀착성을 확보할 수 있음을 알 수 있었다.
Mg-Zn계 합금상은 Zn 단상 및 Mg 단상에 비해 연성이 낮으므로, 도금층이 Mg-Zn계 합금상 만으로 이루어지는 경우, 도금 밀착성 확보 측면에서 바람직하지 않다. 따라서, 본 발명은 도금층 내의 Zn 단상 및 Mg 단상 비율을 일정 수준 이상으로 확보하여, 도금 밀착성을 향상시키고자 한다. 또한, Mg-Zn계 합금상은 Zn 단상 및 Mg 단상에 비해 내식성 개선에 유효하므로, 도금층이 Zn 단상 및 Mg 단상만으로 이루어지는 경우, 내식성 향상 측면에서 바람직하지 않다. 따라서, 본 발명은 도금층 내에 Mg-Zn계 합금상을 도입하여 내식성을 향상시키고자 한다.
본 발명은 도금층 내의 Zn 단상 비율을 15~19부피%로 제한할 수 있다. 도금층 내의 Zn 단상 비율이 15부피% 미만인 경우, 도금 강재의 가공 시 Zn 단상 및 Mg 단상에 의한 변형량 흡수 효과가 충분하지 않으므로, 도금층 박리가 발생할 수 있다. 또한, 도금층 내의 Zn 단상 비율이 19부피%를 초과하는 경우, 도금 밀착성 확보 측면에서는 바람직하지만, 도금층 내 Mg-Zn계 합금상의 비율이 충분하지 않아 도금 강재의 내식성이 현저히 열위해지는 문제가 발생할 수 있다.
도금층 내 Mg 단상의 비율은 도금층 내의 Zn 함량 및 Mg 함량, 합금화도에 따라 결정되는 것으로, 본 발명의 도금층은 14~20부피%의 Mg 단상을 포함할 수 있다. Zn 단상의 비율 제한과 마찬가지로, 도금층 내의 Mg 단상 비율이 14부피% 미만인 경우 도금 밀착성이 저하될 수 있으며, 도금층 내의 Mg 단상 비율이 20부피%를 초과하는 경우 도금 강재의 내식성이 저하될 수 있다.
또한, 본 발명은 소지철과 인접한 도금층의 하부 t/2 영역이 도금층 표층부측의 상부 t/2 영역에서보다 더 큰 비율로 Zn 단상을 포함하도록 제어하므로, 도금 밀착성을 더욱 효과적으로 확보할 수 있다. 즉, 도금층 내에서 밀착성 향상에 기여하는 Zn 단상이 소지철과의 계면 측에 보다 많이 형성되도록 제어하므로, 도금층과 소치철간의 밀착성을 보다 효과적으로 향상시킬 수 있다. 여기서, t는 도금층의 두께(㎛)를 의미한다.
Mg-Zn계 합금상으로는 Mg2Zn11 합금상, MgZn2 합금상, MgZn 합금상 및 Mg7Zn3 등이 있는데, 본 발명자들의 연구 결과에 따르면 Mg2Zn11 합금상 및 MgZn2 합금상이 내식성 향상에 효과적으로 기여하는 것으로 확인되었다. 따라서, 본 발명의 도금층에 포함되는 Mg-Zn계 합금상은 Mg2Zn11 합금상 또는 MgZn2 합금상으로 제한될 수 있다. 다만, 합금화된 영역이 Mg2Zn11 합금상만으로 이루어지는 경우, 광택 저하 등의 문제가 발생할 소지가 있으며, 합금화된 영역이 MgZn2 합금상만으로 이루어지는 경우 MgZn2 합금상의 높은 취성에 의해 도금층 박리가 가속화될 수 있는바, 본 발명의 도금층에는 Mg2Zn11 합금상 및 MgZn2 합금상이 혼합되어 포함되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에서 MgZn2 합금상은 Mg2Zn11 합금상보다 더 큰 비율로 도금층에 포함되는 것이 바람직하다. MgZn2 합금상은 Mg2Zn11 합금상보다 취성이 강하여 도금 밀착성 측면에서는 바람직하지 않으나, MgZn2 합금상은 Mg2Zn11 합금상보다 내식성 향상에 효과적으로 기여할 뿐만 아니라, 본 발명의 도금층은 Zn 단상 및 Mg 단상을 포함하여 가공 시 변형량 차이를 일부 흡수하도록 설계되어 있으므로, MgZn2 합금상이 Mg2Zn11 합금상보다 더 큰 비율로 도금층에 포함되는 것이 내식성 향상 측면에서 보다 바람직하다. 따라서, 본 발명에서 Mg2Zn11 합금상은 18~22부피%의 비율로 도금층에 포함될 수 있으며, MgZn2 합금상은 도금층의 나머지 성분을 구성할 수 있다.
본 발명의 도금층은 2~10㎛의 두께를 가질 수 있다. 도금층의 두께가 2㎛ 미만인 경우, 충분한 내식성 향상 효과를 기대할 수 없으며, 도금층의 두께가 10㎛를 초과하는 경우 경제적 측면에서 바람직하지 않기 때문이다.
이하, 본 발명의 일 측면에 따른 도금 밀착성 및 내식성이 우수한 Zn-Mg 합금 도금 강재를 제조하기 위한 제조방법에 대해 상세히 설명한다. 다만, 아래에서 설명하는 제조방법은 본 발명의 도금 강재를 제조하는 바람직한 일 예이며, 본 발명의 도금 강재가 반드시 아래에서 설명하는 제조방법에 의해서만 제조되는 것은 아니다.
본 발명의 일 측면에 따른 도금 밀착성 및 내식성이 우수한 Zn-Mg 합금 도금 강재는, PVD(Physical Vapor Deposition)법에 의해 소지철 상에 제1 Zn 도금층, 제2 Mg 도금층 및 제3 Zn 도금층을 순차적으로 형성하여 도금강재를 제공하는 단계; 상기 도금강재를 가열하여 합금화 열처리하여 합금화 도금강재를 제공하는 단계; 및 상기 합금화 도금강재를 냉각하는 단계를 포함하되, 상기 도금강재를 제공하는 단계에서, 상기 제2 Mg 도금층은 상기 제1 Zn 도금층, 제2 Mg 도금층 및 제3 Zn 도금층의 함계 두께 대비 30~35%의 두께를 가지도록 형성되고, 상기 제1 Zn 도금층은 상기 제3 Zn 도금층의 두께 대비 1.1~4배의 두께를 가지도록 형성될 수 있다. 바람직한 제1 Zn 도금층과 제3 Zn 도금층의 두께 비는 1.3~4:1일 수 있으며, 보다 바람직한 제1 Zn 도금층과 제3 Zn 도금층의 두께 비는 1.5~4:1일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따라 제1 Zn 도금층, 제2 Mg 도금층 및 제3 Zn 도금층이 형성된 도금 강재의 단면을 개략적으로 도시한 도면이다.
본 발명의 도금강재를 제공하는 단계에서, 도 1에 도시한 바와 같이, 소지철(5) 상에 제1 Zn 도금층(11), 제2 Mg 도금층(12) 및 제3 Zn 도금층(13)을 순차적으로 형성하여 도금층(10)을 형성할 수 있다. 합금화 이후 도금층과 소지철간의 밀착력 확보 및 도금층 내의 균일한 내식성 확보를 위해 Zn 층, Mg 층, Zn 층의 순서로 도금층이 형성되는 것이 바람직하다.
제1 Zn 도금층(11), 제2 Mg 도금층(12) 및 제3 Zn 도금층(13)의 형성 방법은 특별히 제한되는 것은 아니나, PVD(Physical Vapor Deposition)법이 이용될 수 있다. 또한, 제1 Zn 도금층(11), 제2 Mg 도금층(12) 및 제3 도금층(13) 상호간의 확산을 방지하기 위하여, 각각의 도금층(11, 12, 13) 형성 후 상온까지 냉각하는 중간 냉각을 실시할 수 있다.
본 발명의 도금층(10)은 2~10㎛의 두께를 가지도록 형성될 수 있다. 도금층(10)의 두께가 2㎛ 미만인 경우, 충분한 내식성 향상 효과를 기대할 수 없으며, 도금층(10)의 두께가 10㎛를 초과하는 경우 경제적 측면에서 바람직하지 않기 때문이다.
제1 Zn 도금층(11), 제2 Mg 도금층(12) 및 제3 Zn 도금층(13)은 각각 제1 두께(t1), 제2 두께(t2) 및 제3 두께(t3)를 가지도록 형성될 수 있으며. 제2 두께(t2)는 전체 도금층(10)의 두께(t=t1+t2+t3) 대비 30~35%의 수준으로 형성되는 것이 바람직하다. 제2 두께(t2)가 전체 도금층(10)의 두께(t=t1+t2+t3) 대비 35%를 초과하는 경우, 도금층(10)내 Mg 함량이 과다하여 합금화 후 도금층(10) 내의 Zn 단상 비율이 목적하는 수준에 도달하지 않으며, 제2 두께(t2)가 전체 도금층(10)의 두께(t=t1+t2+t3) 대비 30% 미만인 경우, 도금층(10)내 Mg 함량이 과소하여 합금화 후 도금층(10) 내의 Zn 단상 비율이 목적하는 수준을 초과하기 때문이다.
또한, Zn 단상은 도금층과 소지철의 밀착성 향상에 기여하므로, 합금화 이후의 소지철과 도금층 계면 부근에 Zn 단상이 다량 존재하는 것이 도금 밀착성 확보에 유리하다. 따라서, 본 발명은 제1 Zn 도금층(11)이 제3 Zn 도금층(13)에 비해 1.1배 이상의 두께를 가지도록 도금층(10)을 형성(1.1×t3≤t1, ㎛)하여, 합금화 이후에 소지철과의 계면측에 상대적으로 다량의 Zn 단상을 형성하고, 그에 따라 도금 밀착성을 효과적으로 확보할 수 있다. 제1 Zn 도금층(11)의 바람직한 두께는 제3 Zn 도금층(13) 두께의 1.3 배 이상일 수 있으며, 제1 Zn 도금층(11)의 보다 바람직한 두께는 제3 Zn 도금층(13) 두께의 1.5 배 이상일 수 있다.
제1 Zn 도금층(11)의 두께(t1)가 제3 Zn 도금층(13) 두께(t3)를 4배 이상 초과하는 경우, Zn 단상이 소지철에 인접하여 형성됨에 따른 도금 밀착성 향상 효과는 포화되는 반면, 목적하는 Mg-Zn계 합금상을 충분히 형성할 수 없으므로, 내식성 확보의 측면에서 바람직하지 않다. 따라서, 본 발명의 제1 Zn 도금층(11) 두께(t1)는 제3 Zn 도금층(13) 두께(t3)의 4배 이하(t1≤4×t3, ㎛)로 제한될 수 있다.
상술한 도금층이 형성된 도금강재는 180~220℃의 온도범위에서 120~160초간 가열되어 합금화 처리될 수 있다. 180~220℃의 합금화 처리 온도범위는 Zn 및 Mg의 융점 및 합금화도의 정밀한 제어를 반영한 온도범위이며, 120~160초의 합금화 시간은 해당 온도범위에서 도금층 내에 15~19부피%의 Zn 단상을 확보하기 위한 합금화 시간이다.
합금화 처리된 도금강재는 5~15℃/s의 냉각속도로 상온까지 냉각될 수 있다.
이하, 실시예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 다만, 아래의 실시예는 본 발명을 예시하여 구체화하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 권리범위를 제한하기 위한 것이 아니라는 점에 유의할 필요가 있다.
(실시예 1)
진공도가 10- 5torr 이하로 유지된 챔버 내에 소지철을 위치시키고, PVD(Physical Vapor Deposition) 법에 의해 제1 Zn 도금층, 제2 Mg 도금층 및 제3 Zn 도금층을 순차적으로 형성하여 각 시편을 제작하였다. 이때, 각 시편의 도금층의 두께는 하기 표 1에 기재된 바와 같이 조절하였다. 도금층 형성 시 소지철에 별도의 열원을 공급하지 않았으며, 각각 도금층 형성 시 충분한 냉각 시간을 부여하여 응고 잠열에 의해 각 도금층 간 확산이 발생하지 않도록 조절하였다. 이후, 챔버 내 분위기 온도를 30℃/s의 속도로 200℃까지 승온하여 140초 동안 합금화 열처리 한 후, 10℃/s의 속도로 상온까지 냉각하였다.
이후 각 시편에 대해 RIR(Reference Intensity Ratio) 방법에 의해 도금층 내의 Zn 단상 비율을 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 1에 함께 기재하였다. 표 1에서 상부 Zn 단상 비율은 도금층의 표층부측에 대응하는 도금층 상부 두께 t/2 영역에서의 Zn 단상 부피분율을 의미하며, 하부 Zn 단상 비율은 소치철과 인접한 위치에 대응하는 도금층 하부 두께 t/2 영역에서의 Zn 단상 부피분율을 의미한다. 각 시편에 대해 도금밀착성 및 내식성을 평가하였으며, 그 결과를 표 1에 함께 기재하였다.
도금 밀착성은 각 시편을 180° 각도로 굽힘 가공한 후, 벤딩 테스트(bending test)를 실시하여 평가하였다. 벤딩 부위에 밀착성 테이프(Nitto tape)를 시편 전면에 붙였다가 떼어냈을 때 합금층이 전혀 묻어 나오지 않으면 우수, 일부 합금층이 묻어나오는 경우를 미흡으로 평가하였다.
내식성은 각 시편을 염수 분무 시험기(TS-CASS)에 장입하여, 국제 규격(ASTM B117)에 의해 적청 발생 시간을 측정하여 평가하였다. 이때, 5% 염수(온도 35℃, pH 7)을 이용하였으며, 압축 공기의 압력은 0.1MPa로 설정하여 시간 당 15ml/80cm2의 염수를 분무하였다. 시편이 위치한 챔버 내의 온도는 염수의 온도와 마찬가지로 35℃로 동일하게 설정하였다. 시편의 모서리로부터 발생하는 부식을 방지하여 도금층 만의 내식성을 평가하기 위해 각 시편의 모서리는 밀착성 테이프 (Nitto tape)로 밀봉하였다. 이와 같은 내식성 평가 시험 결과, 적청 발생 시간이 300시간 이상인 경우 우수, 200시간 이상 300시간 미만인 경우 미흡, 200시간 미만인 경우 불량으로 평가할 수 있다.
시편
No.		 도금층 두께(㎛) Zn 단상 비율(부피%) 밀착성 평가 초기 적청
발생 시간
(hr)
제1 Zn층 제2 Mg층 제3 Zn층 하부 t/2 영역 상부 t/2 영역
A 1.8 2 2.2 15.2 18.8 미흡 332
B 2.2 2 1.8 18.6 15.4 우수 327
C 2.5 2 1.5 21.2 12.7 우수 319
D 3.3 2 0.7 25.5 6.2 우수 286
제1 Zn 도금층이 제3 Zn 도금층의 두께 대비 1.1배 미만의 두께로 구비되는 시편 A의 경우, 도금층 내 하부 t/2 영역에서의 Zn 단상 비율이 도금층 내 상부 t/2 영역에서의 Zn 단상 비율보다 낮으며, 그 결과 도금 밀착성이 열위한 것을 확인할 수 있다.
반면, 제1 Zn 도금층이 제3 Zn 도금층의 두께 대비 1.1배 이상의 두께로 구비되는 시편 B 내지 시편 D의 경우, 도금층 내 하부 t/2 영역에서의 Zn 단상 비율이 도금층 내 상부 t/2 영역에서의 Zn 단상 비율보다 높으며, 그 결과 도금 밀착성이 우수한 것을 확인할 수 있다.
다만, 제1 Zn 도금층이 제3 Zn 도금층의 두께 대비 4배를 초과하는 두께로 구비되는 시편 D의 경우, 도금밀착성은 우수한 반면, 내식성은 미흡한 것을 확인할 수 있다. 시편 D의 경우, 도금층 표층부 측의 Mg-Zn계 합금상 비율이 목적하는 수준에 미달하여, 상대적으로 열위한 내식성이 구비되는 것으로 파악될 수 있다.
(실시예 2)
진공도가 10- 5torr 이하로 유지된 챔버 내에 소지철을 위치시키고, PVD(Physical Vapor Deposition) 법에 의해 제1 Zn 도금층, 제2 Mg 도금층 및 제3 Zn 도금층을 순차적으로 형성하여 각 시편을 제작하였다. 이때, 제1 Zn 도금층, 제2 Mg 도금층 및 제3 Zn 도금층은 각각 2.2㎛, 2㎛ 및 1.8㎛의 두께를 가지도록 형성하였다. 도금층 형성 시 소지철에 별도의 열원을 공급하지 않았으며, 각각 도금층 형성 시 충분한 냉각 시간을 부여하여 응고 잠열에 의해 각 도금층 간 확산이 발생하지 않도록 조절하였다. 이후, 챔버 내 분위기 온도를 30℃/s의 속도로 200℃까지 승온하여 합금화 열처리 한 후, 10℃/s의 속도로 상온까지 냉각하였다. 이 때, 각 시편하다 합금화 열처리 시간(챔버 내 분위기 온도가 200℃로 유지된 시간)을 달리하였으며, 이를 하기 표 2에 나타내었다.
이후 각 시편에 대해 RIR(Reference Intensity Ratio) 방법에 의해 도금층 내의 Zn 단상, Mg 단상, MgZn2 합금상 및 Mg2Zn11 합금상 비율을 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 2에 함께 나타내었다. 또한, 각 시편에 대해 내식성 및 도금 밀착성을 평하였으며, 그 결과를 표 2에 함께 기재하였다. 내식성 및 도금 밀착성 평가는 실시예 1과 동일한 조건으로 실시하였다.
시편
No		 열처리
시간
(s)		 조직 비율(부피%) 밀착성
평가		 내식성
Zn 단상 Mg 단상 MgZn2
합금상		 Mg2Zn11
합금상		 초기 적청
발생 시간
(hr)		 평가
1 0 48 37 4 11 우수 164 불량
2 60 42 33 6 19 우수 252 미흡
3 100 32 28 13 27 우수 276 미흡
4 120 18 19 38 25 우수 323 우수
5 140 17 16 46 21 우수 335 우수
6 160 16 14 51 19 우수 362 우수
7 200 13 8 68 11 미흡 433 우수
8 360 1 2 85 12 미흡 520 우수
9 480 0 0 87 13 미흡 521 우수
합금화 열처리 시간이 120~160초의 범위를 만족하는 시편 3 내지 6의 경우, Zn 단상 비율이 15~19부피%의 범위를 만족하며, 그에 따라 본 발명이 목적하는 도금 밀착성과 내식성을 확보하는 것을 확인할 수 있다.
반면, 합금화 열처리 시간이 160초를 초과하는 시편 7 내지 시편 9의 경우, Zn 단상 비율이 15부피% 미만으로 도금 밀착성이 열위하며, 합금화 열처리 시간이 120초 미만인 시편 1 내지 3의 경우, Zn 단상 비율이 19부피%를 초과하여 내식성이 열위한 것을 확인할 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 측면에 따르면, 내식성을 확보하면서도 도금 밀착성이 현저히 향상된 Zn-Mg 합금 도금 강재 및 그 제조방법을 제공될 수 있다.
이상에서 실시예를 통하여 본 발명을 상세하게 설명하였으나, 이와 다른 형태의 실시예들도 가능하다. 그러므로, 이하에 기재된 청구항들의 기술적 사상과 범위는 실시예들에 한정되지 않는다.
5: 소지철 10: 도금층 11: 제1 Zn 도금층
12: 제2 Mg 도금층 13: 제3 Zn 도금층

Claims (10)

  1. 소지철 및 상기 소지철의 표면에 형성된 도금층을 포함하고,
    상기 도금층은 Zn 단상, Mg 단상, MgZn2 합금상 및 Mg2Zn11 합금상을 포함하며,
    상기 Zn 단상은 15~19부피%의 비율로 상기 도금층 내에 포함되고,
    상기 소지철과 인접한 상기 도금층의 하부 t/2 영역에서의 상기 Zn 단상 비율은 상기 도금층 표층부측 상기 도금층의 상부 t/2 영역에서의 상기 Zn 단상 비율보다 더 큰(단, 여기서 t는 도금층의 두께를 의미함, ㎛), 도금 밀착성 및 내식성이 우수한 Zn-Mg 합금 도금 강재.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 Mg 단상은 13~20부피%의 비율로 상기 도금층에 포함되는, 도금 밀착성 및 내식성이 우수한 Zn-Mg 합금 도금 강재.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 MgZn2 합금상은 상기 Mg2Zn11 합금상보다 더 큰 비율로 상기 도금층에 포함되는, 도금 밀착성 및 내식성이 우수한 Zn-Mg 합금 도금 강재.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 Mg2Zn11 합금상은 18~22부피%의 비율로 상기 도금층에 포함되는, 도금 밀착성 및 내식성이 우수한 Zn-Mg 합금 도금강재.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 도금층은 2~10㎛의 두께(t)를 가지는, 도금 밀착성 및 내식성이 우수한 Zn-Mg 합금 도금 강재.
  6. PVD(Physical Vapor Deposition)법에 의해 소지철 상에 제1 Zn 도금층, 제2 Mg 도금층 및 제3 Zn 도금층을 순차적으로 형성하여 도금강재를 제공하는 단계;
    상기 도금강재를 가열하여 합금화 열처리하여 합금화 도금강재를 제공하는 단계; 및
    상기 합금화 도금강재를 냉각하는 단계를 포함하되,
    상기 도금강재를 제공하는 단계에서,
    상기 제2 Mg 도금층은 상기 제1 Zn 도금층, 제2 Mg 도금층 및 제3 Zn 도금층의 함계 두께 대비 30~35%의 두께를 가지도록 형성되고,
    상기 제1 Zn 도금층은 상기 제3 Zn 도금층의 두께 대비 1.1~4배의 두께를 가지도록 형성되는, 도금 밀착성 및 내식성이 우수한 Zn-Mg 합금 도금강재의 제조방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 도금강재를 제공하는 단계에서,
    상기 제1 Zn 도금층, 상기 제2 Mg 도금층 및 상기 제3 Zn 도금층은 2~10㎛의 합계 두께(t)를 가지도록 형성되는, 도금 밀착성 및 내식성이 우수한 Zn-Mg 합금 도금강재의 제조방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 도금강재를 제공하는 단계는,
    상기 제1 Zn 도금층 형성 후 상온까지 냉각하는 제1 중간 냉각 단계;
    상기 제2 Mg 도금층 형성 후 상온까지 냉각하는 제2 중간 냉각 단계; 및
    상기 제3 Zn 도금층 형성 후 상온까지 냉각하는 제3 중간 냉각 단계를 포함하는, 도금 밀착성 및 내식성이 우수한 Zn-Mg 합금 도금강재의 제조방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 합금화 도금강재를 제공하는 단계에서,
    상기 도금강재는 180~220℃의 온도범위에서 가열되며,
    상기 도금강재의 가열시간은 120~160초인, 도금 밀착성 및 내식성이 우수한 Zn-Mg 합금 도금강재의 제조방법.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 합금화 도금강재를 냉각하는 단계에서,
    상기 합금화 도금강재는 5~15℃/s의 냉각속도로 상온까지 냉각되는, 도금 밀착성 및 내식성이 우수한 Zn-Mg 합금 도금강재의 제조방법.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3929753A1 (en) 2020-06-23 2021-12-29 Samsung Electronics Co., Ltd. Storage device for classifying data based on stream class number and operating method thereof
KR20230080834A (ko) 2021-11-30 2023-06-07 주식회사 포스코 도장밀착성이 우수한 다층 아연합금도금강판

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR940000086A (ko) * 1992-06-27 1994-01-03 최봉은 보열구
US5747111A (en) * 1995-02-28 1998-05-05 Nisshin Steel Co., Ltd. Steel sheet coated with Zn-Mg binary coating layer excellent in corrosion resistance and manufacturing method thereof
JP2000239862A (ja) * 1999-02-24 2000-09-05 Kobe Steel Ltd 耐食性に優れたＭｇ合金部材及びその製造方法
KR100775241B1 (ko) 2006-07-14 2007-11-12 주식회사 포스코 Ｚｎ－Ｍｇ 합금도금강판 및 그 제조방법
KR20080058369A (ko) * 2005-09-23 2008-06-25 티센크루프 스틸 악티엔게젤샤프트 내식성 강판 제품 제조 방법
KR101439694B1 (ko) * 2012-12-26 2014-09-12 주식회사 포스코 Zn-Mg 합금도금강판 및 그의 제조방법
KR20180074990A (ko) * 2016-12-26 2018-07-04 주식회사 포스코 점용접성 및 내식성이 우수한 아연합금도금강재

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR940000086B1 (ko) * 1991-11-07 1994-01-05 한국 신철강 기술연구조합 내식성 및 밀착성이 우수한 마그네슘 및 아연합금화 이층도금강판의 제조방법
JPH08134632A (ja) * 1994-11-11 1996-05-28 Nisshin Steel Co Ltd Ｚｎ−Ｍｇ合金めっき鋼板の製造方法
JPH09111438A (ja) * 1995-10-18 1997-04-28 Nisshin Steel Co Ltd 端面の耐食性に優れたＺｎ−Ｍｇ合金めっき鋼板及び製造方法
JPH0978229A (ja) * 1995-09-11 1997-03-25 Nisshin Steel Co Ltd Ｚｎ−Ｍｇ合金めっき鋼板の製造方法
JPH09143682A (ja) * 1995-11-22 1997-06-03 Nisshin Steel Co Ltd 多重ダクトを用いたＺｎ−Ｍｇ蒸着法及び蒸着めっき設備
JPH09228030A (ja) * 1996-02-16 1997-09-02 Nisshin Steel Co Ltd 低Ｍｇ濃度の高加工性Ｚｎ−Ｍｇ合金めっき鋼板及びその製造方法
JP5754993B2 (ja) * 2010-03-17 2015-07-29 新日鐵住金株式会社 高耐食性を有し加工性に優れためっき鋼材と鋼管およびその製造方法
WO2012080581A1 (fr) 2010-12-17 2012-06-21 Arcelormittal Investigación Y Desarrollo Sl Tôle d'acier comprenant un revêtement multicouche
KR20120075260A (ko) * 2010-12-28 2012-07-06 주식회사 포스코 도금밀착성이 우수한 용융도금강판 및 그 제조방법
KR101359259B1 (ko) * 2011-12-27 2014-02-06 주식회사 포스코 내흑변성 및 밀착력이 우수한 Ｚｎ-Ｍｇ 합금 코팅강판 및 그 제조방법
WO2016162982A1 (ja) * 2015-04-08 2016-10-13 新日鐵住金株式会社 Ｚｎ－Ａｌ－Ｍｇ系めっき鋼板、及びＺｎ－Ａｌ－Ｍｇ系めっき鋼板の製造方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR940000086A (ko) * 1992-06-27 1994-01-03 최봉은 보열구
US5747111A (en) * 1995-02-28 1998-05-05 Nisshin Steel Co., Ltd. Steel sheet coated with Zn-Mg binary coating layer excellent in corrosion resistance and manufacturing method thereof
JP2000239862A (ja) * 1999-02-24 2000-09-05 Kobe Steel Ltd 耐食性に優れたＭｇ合金部材及びその製造方法
KR20080058369A (ko) * 2005-09-23 2008-06-25 티센크루프 스틸 악티엔게젤샤프트 내식성 강판 제품 제조 방법
KR100775241B1 (ko) 2006-07-14 2007-11-12 주식회사 포스코 Ｚｎ－Ｍｇ 합금도금강판 및 그 제조방법
KR101439694B1 (ko) * 2012-12-26 2014-09-12 주식회사 포스코 Zn-Mg 합금도금강판 및 그의 제조방법
KR20180074990A (ko) * 2016-12-26 2018-07-04 주식회사 포스코 점용접성 및 내식성이 우수한 아연합금도금강재

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
방수룡, 'Zn-Mg-Zn 다층도금강판의 합금화 거동과 부식 밀착 특성 연구', 한양대학교 대학원 석사학위논문(2017.02.) *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3929753A1 (en) 2020-06-23 2021-12-29 Samsung Electronics Co., Ltd. Storage device for classifying data based on stream class number and operating method thereof
KR20230080834A (ko) 2021-11-30 2023-06-07 주식회사 포스코 도장밀착성이 우수한 다층 아연합금도금강판

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