KR20240096288A - 내식성 및 빛 산란도가 우수한 도금강판 및 이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내식성 및 빛 산란도가 우수한 고내식 도금강판 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

Description

내식성 및 빛 산란도가 우수한 도금강판 및 이의 제조방법{PLATED STEEL SHEET HAVING EXCELLENT CORROSION RESISTANCE AND LIGHT SCATTERING AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 내식성 및 빛 산란도가 우수한 고내식 도금강판 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

아연계 도금강판은 부식 환경에 노출되었을 때, 철보다 산화환원 전위가 낮은 아연이 먼저 부식되어 강재의 부식이 억제되는 희생방식의 특성을 가진다. 또한, 도금층의 아연이 산화하면서 강재 표면에 치밀한 부식 생성물을 형성시켜서 산화 분위기로부터 강재를 차단함으로써 강재의 내부식성을 향상시킨다. 이와 같은 유리한 특성 덕분에 아연계 도금강판은 최근 건자재, 가전제품 및 자동차용 강판으로 그 적용 범위가 확대되고 있다.

그러나, 산업 고도화에 따른 대기오염의 증가로 인해 부식 환경이 점차 악화되고 있고, 자원 및 에너지 절약에 대한 엄격한 규제로 인해 종래의 아연 도금강재보다 더 우수한 내식성을 갖는 강재의 개발에 대한 필요성이 높아지고 있다.

이러한 문제를 개선하기 위해, 아연 도금욕에 알루미늄(Al) 및 마그네슘(Mg) 등의 원소를 첨가하여 강재의 내식성을 향상시키는 아연 합금계 도금강판의 제조기술에 대한 연구가 다양하게 진행되고 있다. 대표적인 예로는, Zn-Al 도금 조성계에 Mg을 추가로 첨가한 Zn-Mg-Al계 아연합금 도금강판이 있다.

한편, Zn-Mg-Al계 아연합금 도금강판은 고내식의 장점을 활용하여 도장 처리를 하지 않고, 방음판, 가드레일 등 인프라 사업에 적용되어 외각에 구비되는 경우가 많다. 그러나, 도금층 내 산화성이 높은 Mg의 함량이 높은 제품일수록 내식성이 우수해진다는 장점은 있었으나, 표면 외관이 어두워지는 단점이 있었다.

또한, Zn-Mg-Al계 아연합금 도금강판은 통상 각관과 같은 롤포밍으로 가공되어 사용되는 경우가 많은데, 도금층 내 경도가 높은 금속간 화합물을 다량 포함하더라도, 산화성이 높은 도금층 성분들이 다량 포함되어 마찰에 의한 가공 흑화가 발생하여 표면 손상 요소들이 더해짐으로 인해 표면 품질이 미달되어, 외관 품질의 개선이 필요했다.

그러나, 지금까지 내식성 뿐만 아니라, 외부 시인성 및 마찰 가공 이후의 표면 품질이 모두 우수한 고급의 수요를 충족할 수 있는 수준의 기술은 개발되지 않았다.

한국 공개공보 제2013-0133358호

본 발명의 일 측면에 따르면, 내식성 및 빛 산란도가 우수한 도금강판 및 이의 제조방법을 제공하고자 한다.

또한, 본 발명의 또 다른 일 측면에 따르면, 내식성, 빛 산란도 및 마찰 가공 후의 표면품질이 우수한 도금강판 및 이의 제조방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 과제는 전술한 내용에 한정하지 아니한다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 누구라도 본 발명 명세서 전반에 걸친 내용으로부터 발명의 추가적인 과제를 이해하는 데 어려움이 없을 것이다.

본 발명의 일 측면은,

소지강판; 및

상기 소지강판의 적어도 일면에 구비된 Al-Mg-Zn계 도금층을 포함하고,

상기 도금층은 상기 MgZn₂상 내부에 존재하거나, MgZn₂상과 접하여 존재하는 Al상의 개수 밀도가 500개/0.1㎜² 미만(0개/0.1㎜²은 제외)인, 도금강판을 제공한다.

또한, 본 발명의 또 다른 일 측면은,

상기 소지강판을 중량%로, Mg: 4.0~7.0%, Al: 8.0~20.0%, Fe: 0.002~0.05%, 잔부 Zn 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고, 유동 속도가 0.01m/s 이상 0.03m/s 미만인 도금욕에 침지하여 용융 도금하는 단계;

상기 용융 도금된 강판에 와이핑 처리를 실시하는 단계; 및

상기 와이핑 처리된 강판에 대해, 평행 상태도 상 응고 개시 온도(Ts)에서부터 340℃까지 평균 냉각 속도 6℃/s 이하(0℃/s는 제외)로 1차 냉각하는 단계; 및

상기 1차 냉각된 강판에 대해, 340℃ 미만에서부터 275℃까지 평균 냉각 속도 10~50℃/s로 2차 냉각하는 단계;를 포함하는, 도금강판의 제조방법을 제공한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 내식성 및 빛 산란도가 우수한 도금강판 및 이의 제조방법을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 일 측면에 따르면, 내식성, 빛 산란도 및 마찰 가공 후의 표면품질이 우수한 도금강판 및 이의 제조방법을 제공할 수 있다.

본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않고, 본 발명의 구체적인 실시 형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.

도 1는 실시예 5로부터 얻어진 도금강판에 대하여, 1/2t인 지점(이 때, t는 도금층의 전체 두께에 해당)까지 연마를 행한 후, 연마한 표면을 관찰할 수 있는 1/2t의 표면 시편을 만들고, 상기 시편을 700배율로 확대하여 주사 전자 현미경(Field Emission Scanning Electron Microscope, 이하 'FE-SEM'이라 함)으로 관찰한 사진을 나타낸 것이다.
도 2는 비교예 5로부터 얻어진 도금강판에 대하여, 1/2t인 지점(이 때, t는 도금층의 전체 두께에 해당)까지 연마를 행한 후, 연마한 표면을 관찰할 수 있는 1/2t의 표면 시편을 만들고, 상기 시편을 700배율로 확대하여 주사 전자 현미경(Field Emission Scanning Electron Microscope, 이하 'FE-SEM'이라 함)으로 관찰한 사진을 나타낸 것이다.

본 명세서에서 사용되는 용어는 특정 실시예를 설명하기 위한 것이고, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 단수 형태들은 관련 정의가 이와 명백히 반대되는 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다.

명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 구성을 구체화하고, 다른 구성의 존재나 부가를 제외하는 것은 아니다.

달리 정의하지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 기술 용어 및 과학 용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어들은 관련 기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지도록 해석된다.

이하, 본 발명의 일 측면에 따른 도금강판에 대하여 자세히 설명한다. 본 발명에서 각 원소의 함량을 나타낼 때에는 특별히 달리 정의하지 않는 한, 중량%를 의미한다.

종래의 Zn-Mg-Al계 아연합금 도금강판 관련 기술에서는 내식성의 향상을 위해 Mg을 첨가하였으나, Mg을 과다하게 첨가할 경우 도금욕 부유 드로스의 발생이 많아져서 드로스를 자주 제거해야 하는 문제가 있어, Mg 첨가량의 상한을 3%로 제한하고 있었다.

이에, Mg 첨가량을 3%보다 증가시켜서 내식성을 한층 더 개선하기 위해 연구하였다. 그러나, Mg을 많이 첨가할수록 도금욕 부유 드로스의 발생이 현격히 높아져 도금욕 관리가 어려울 뿐만 아니라, 제품의 외관이 어두워지고 표면 손상 요소들이 더해짐으로 인해 외관 품질을 확보하기 어렵다는 문제가 있었다.

따라서, 전술한 문제점을 해결하기 위해서 Mg 첨가량을 높게 할수록 Al 첨가량을 동시 상향하여, Mg 산화물보다 Al 산화물이 우선적으로 도금욕 표면에 형성되어 Mg 산화물 기반의 부유 드로스를 억제하고, 제품의 외관이 쉽게 흑화되는 현상을 방지하는 기술적 시도들이 이루어지고 있었다.

그러나, Al 첨가량이 높은 성분계를 설정하고, 설사 도금 작업성 및 외관 품질을 확보하더라도, 주로 외부에 구비되는 Zn-Mg-Al계 아연합금 도금 강판의 특성상 시간이 지남에 따라 산화성이 높은 Mg에 의해 표면이 어두워지고, 롤포밍과 같은 마찰 가공 후 마찰 흑화와 같은 표면 손상 요소들이 더해짐으로 인해, 외관 품질을 확보하기가 어렵다는 문제가 있었다.

그러므로, 종래 기술에서는 우수한 내식성 확보와 동시에, 가공 공정 및 외부 노출 이후에도 표면품질을 확보하는 Zn-Mg-Al계 아연합금 도금강판을 제공하는 것은 기술적으로 어려웠다.

이에 본 발명자들은, 전술한 문제들을 해결함과 동시에, 내식성뿐만 아니라, 빛 산란도의 향상에 따른 표면의 시인성이 우수하고, 동시에 마찰 가공 이후에도 외관 품질이 우수한 도금강판을 제공하고자 예의 검토를 행하였다.

그 결과, 본 발명자들은, 도금층 내 주상으로 존재하는 MgZn₂상 내부에 존재하거나, MgZn₂상과 접하여 존재하는 Al상의 개수 밀도가 중요한 요소임을 발견하고 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

이하에서는 내식성 및 빛 산란도가 우수하거나, 혹은 내식성 및 빛 산란도 개선에 따른 시인성이 우수함과 동시에, 더 나아가 마찰 가공 공정 이후의 표면품질까지도 우수한 도금강판의 구성에 대해 구체적으로 설명한다.

우선 본 발명에 따른 도금강판은, 소지강판; 상기 소지강판의 적어도 일면에 구비된 Zn-Mg-Al계 도금층;을 포함한다.

본 발명에서는 소지강판의 종류에 대해서는 특별히 한정하지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 소지강판은 통상의 아연계 도금강판의 소지강판으로 사용되는 Fe계 소지강판, 즉 열연강판 또는 냉연강판일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 혹은, 상기 소지강판은 예를 들어 건축용, 가전용, 자동차용 소재로 사용되는 탄소강, 극저탄소강 또는 고망간강일 수 있고, 혹은 스테인리스 스틸 등일 수도 있다. 한편, 상기 탄소강의 경우에는 극저탄소강, 중저탄소강, 저탄소강, 탄소강 모두 유사한 효과를 나타내고, 특별히 강성분을 제한할 필요는 없어서 고강도강 초고강도강에 많이 첨가되는 Mn, Si, Ti, Nb, B성분 등에 거의 영향을 받지 않는다.

다만, 상기 소지강판의 일례로는, 중량%로, C: 0% 초과 0.18% 이하, Si: 0% 초과 1.5% 이하, Mn: 0.01~2.7%, P: 0% 초과 0.07% 이하, S: 0% 초과 0.015% 이하, Al: 0% 초과 0.5% 이하, Nb: 0.06% 이하(0%를 포함), Cr: 1.1% 이하(0%를 포함), Ti: 0.06% 이하(0%를 포함), B: 0.03% 이하(0%를 포함), 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 것을 들 수 있다. 혹은, 상기 소지강판의 또 다른 일례로는, 중량%로, C: 0% 초과 0.18% 이하, Si: 0% 초과 1.5%이하, Mn: 0.01~2.7%, P: 0% 초과 0.07% 이하, S: 0% 초과 0.015% 이하, Al: 0% 초과 0.5% 이하, Nb: 0% 초과 0.06% 이하, Cr: 0% 초과 1.1% 이하, Ti: 0% 초과 0.06% 이하, B: 0% 초과 0.03% 이하 및 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 것을 들 수 있다.

특별히 한정하는 것은 아니나, 본 발명의 일 구현례에 따르면, 상기 소지강판의 적어도 일면에는 Zn-Mg-Al계 합금으로 이루어지는 Zn-Mg-Al계 도금층이 구비될 수 있다. 상기 도금층은 소지강판의 일면에만 형성되어 있을 수도 있고, 혹은 소지강판의 양면에 형성되어 있을 수도 있다. 이 때, 상기 Zn-Mg-Al계 도금층은 Mg 및 Al을 포함하고, Zn을 주성분으로 포함(즉, Zn를 50% 초과로 포함)하는 도금층을 말한다.

특별히 한정하는 것은 아니나, 본 발명의 일 구현례에 따르면, 상기 Zn-Mg-Al계 도금층은, 중량%로, Mg: 4.0~7.0%, Al: 8.0~20.0%, 잔부 Zn 및 기타 불가피한 불순물을 포함할 수 있다. 이하에서는 각 성분에 대하여 구체적으로 설명한다.

Mg: 4.0% 이상 7.0% 이하

Mg은 도금 강재의 내식성을 향상시키는 역할을 하는 원소로서, 본 발명에서는 목적하는 우수한 내식성의 확보를 위해 도금층 내 Mg 함량을 4.0% 이상으로 제어한다. 한편, Mg 이 과다하게 첨가될 경우에는 드로스가 발생될 수 있으므로, Mg 함량을 7.0% 이하로 제어한다. 한편, 전술한 효과를 보다 개선하는 측면에서 보다 바람직하게, 상기 Mg 함량의 하한은 4.5%일 수 있고, 혹은 상기 Mg 함량의 상한은 6.5%일 수 있다.

Al: 8.0% 이상 20.0% 이하

일반적으로 Mg이 1% 이상으로 첨가되는 경우, 내식성 향상의 효과는 발휘되지만, Mg이 2% 이상으로 첨가되면 도금욕 내 Mg의 산화에 의한 도금욕 부유 드로스 발생이 증가하여, 드로스를 자주 제거해야 하는 문제가 있다. 이러한 문제로 인해 종래 기술에서는 Zn-Mg-Al계 아연합금 도금에서 Mg을 1.0% 이상으로 첨가하여 내식성을 확보하되, Mg 함량의 상한선을 3.0% 로 설정하여 상용화하고 있었다.

그러나, 전술한 바와 같이, 내식성을 한층 더 향상시키기 위해서는 Mg 함량을 4% 이상으로 높일 필요가 있지만, 도금층 내 Mg을 4% 이상 포함하면, 도금욕 내 Mg의 산화에 의한 드로스가 발생하는 문제가 있으므로, Al을 8.0% 이상 첨가시킬 필요가 있다.

다만, 드로스 억제를 위해 Al을 과다하게 첨가하면, 도금욕의 융점이 높아지고 그에 따른 조업 온도가 너무 높아짐에 따라 도금욕 구조물의 침식 및 강재의 변성이 초래되는 등의 고온 작업으로 인한 문제가 초래될 수 있다.

뿐만 아니라, 도금욕 내 Al 함량이 과다하면 Al이 소지철의 Fe와 반응하여 Fe-Al계 억제층의 형성에 기여하지 않고, Al과 Zn의 반응이 급격히 일어나서 덩어리 형상의 아웃버스트상(Outburst)상이 과다하게 형성되어 내식성이 오히려 악화될 수 있다. 따라서, 도금층 내 Al 함량의 상한은 20.0%로 제어하는 것이 바람직하다. 한편, 전술한 효과를 보다 개선하는 측면에서 보다 바람직하게, 상기 Al 함량의 하한은 11.0%일 수 있고, 혹은 상기 Al 함량의 상한은 18.0%일 수 있다.

잔부 Zn 및 기타 불가피한 불순물

전술한 도금층의 조성 외에 잔부는 Zn 및 기타 불가피한 불순물일 수 있다. 불가피한 불순물은 통상의 용융아연 도금 강판의 제조공정에서 의도하지 않게 혼입될 수 있는 것이라면 모두 포함될 수 있고, 당해 기술분야의 기술자라면 그 의미를 쉽게 이해할 수 있다.

이하, 본 발명의 일 구현례에 따른 도금층 내 합금상에 대하여 설명한다. 본 발명의 일 구현례에 따르면, 상기 도금층은 MgZn₂상, Al상, Al-Zn계 2원 공정상, Zn-MgZn₂-Al 및 Zn상 등과 같이 다양한 상을 포함할 수 있다. 특히, 본 발명의 일 구현례에 따르면, 상기 도금층은 MgZn₂상 및 Al 상을 필수로 포함하고, 그 밖에도, Al-Zn계 2원 공정상, Zn-MgZn₂-Al계 3원 공정상, Zn 상 중 최소 1개 이상의 상이 도금층에 더 포함할 수 있다.

특별히 한정하는 것은 아니나, 본 발명의 일 구현례에 따르면, 상기 MgZn₂상은 MgZn₂을 주체로 하는 상을 의미하며 Mg와 Zn 이외의 성분이 원자%로 5% 이하(0%를 포함)의 다른 성분이 포함될 수 있다. 또한, 상기 Al 상이란, Al을 주체로 하는 상으로서 구체적으로는 Zn가 원자%로, 27% 미만(0%를 포함)으로 고용되고, 잔부가 Al 및 기타 불순물 총합으로 2% 이하(0%를 포함)로 구성되는 상을 말한다. 즉, 상기 Al 상은 Al 성분 외에도 도금층 성분으로서 포함 가능한 Zn, Mg 등의 성분이 고용될 수 있고, 본 발명에 있어서 상기 Al 상은 Zn를 27원자% 미만(0원자%를 포함)으로 고용되는 상만을 구분하여 지칭한다.

또한, 특별히 한정하는 것은 아니나, 본 발명의 일 구현례에 따르면, 상기 Zn-MgZn₂-Al계 3원 공정상이란, Zn상, MgZn₂상 및 Al상이 모두 혼재하는 형태의 3원 공정상을 말하고, 상기 Al-Zn계 2원 공정상이란 Al상 및 Zn상이 교대로 라멜라 혹은 불규칙한 혼합 형태를 보이면서 배치된 것을 말한다.

이 때, Al-Zn계 2원 공정상 및 Zn-MgZn₂-Al계 3원 공정상 내의 Al상은 전술한 Al상으로 보지 않는다. 마찬가지로, 상기 Zn-MgZn₂-Al계 3원 공정상 내의 MgZn₂는 전술한 MgZn₂을 주체로 하는 MgZn₂상으로 보지 않는다.

한편, 전술한 Zn-Mg-Al계 도금층의 미세조직은, 표면 및 단면(두께방향으로의 단면)에서 상이한 분포를 가질 수 있고, 이러한 표면 및 단면에서의 미세조직은 각 표면 시편 또는 단면 시편에 대하여 도금층의 배율을 확대하여 주사 전자 현미경(SEM)이나 투과 전자 현미경(TEM) 등을 사용하여 확인할 수 있다.

이렇듯, Zn-Mg-Al계 도금층은 도금층의 조성 및 제조조건에 따라 다양한 상을 포함할 수 있다. 이에, 본 발명자들은, Zn-Mg-Al계 도금강판이 내식성 뿐만 아니라, 외부 시인성 및 마찰 가공 이후의 표면품질 확보하기 위해, 도금층 내 상의 분포에 대해 많은 연구를 수행하였다. 그 결과, Al상을 Zn-Mg-Al계 도금층 내에 조대하게 분포시킴으로써 도금층 표면의 빛 산란도를 높여 줄 수 있을 뿐만 아니라 경도가 높은 금속간 화합물 조직의 마찰 단면적을 줄여주어 가공 흑화 현상을 저감시킬 수 있음을 발견하였다.

특별히 한정하는 것은 아니나, 본 발명의 일 구현례에 따르면, 전술한 도금층 조성을 충족하는 Zn-Mg-Al계 도금층의 경우, Al상이 MgZn₂상 내부에 존재하거나, MgZn₂상과 접하여 존재하는 형태의 미세조직을 포함한다. 상기 Al상이 MgZn₂상 내부에 존재하는 형태란, 어느 하나의 Al상이 MgZn₂상 내부에 완전히 포함하는 형태를 의미한다. 혹은, 상기 Al상이 MgZn₂상과 접하여 존재하는 형태란, MgZn₂상 내부에 어느 하나의 Al상의 일부만을 포함하는 형태이거나, 혹은 Al상이 MgZn₂상에 접촉하여 존재하는 형태를 모두 포함한다.

이하 본원 발명에서 특정 상의 비율, 개수 및 크기 등을 한정한 이유에 대해서 상세히 설명한다.

구체적으로, 고내식성을 갖는 Zn-Al-Mg계 도금층은 MgZn₂상, Al상, Al-Zn계 2원상, Zn-MgZn₂-Al계 3원상 및 Zn상 등과 같이 다양한 상을 포함할 수 있다. 전술한 바와 같은 다양한 상들을 포함하는 도금강판의 내식성 거동은 희생 방식셀 MgZn₂의 전위가 수소환원전위 상 -1.2V이고, Al의 전위가 수소환원전위 상 -0.7V로서 큰 전위 차를 확보함으로써, 각각 양극과 음극으로 작용하여, 인접해있는 MgZn₂상과 Al상의 미세조직 간의 갈바닉셀(Galvanic cell)을 형성하는 것을 의미한다.

본 발명자들은, 예의 연구를 행한 결과, 도금층 표면에서 MgZn₂상과, 상기 MgZn2상에 인접한 Al상 사이의 높은 전위 차를 확보하여 갈바닉셀 형성에 의한 내식성을 확보할 수 있음을 확인하였다.

따라서, 본 발명자들은 예의 연구를 거듭한 결과, 상기 도금층 내 MgZn₂상 내부에 존재하거나, MgZn₂상과 접하여 존재하는 Al상의 개수 밀도가 중요한 요소임을 알게 되었다.

구체적으로, 본 발명의 일 구현례에 따르면, 상기 도금층은 상기 MgZn₂상 내부에 존재하거나, MgZn₂상과 접하여 존재하는 Al상의 개수 밀도가 500개/0.1㎜² 미만(0개/0.1㎜²은 제외)일 수 있다. 본원 도 1에 도시된 바와 같이, MgZn₂상 내부에 존재하거나, MgZn₂상과 접하여 존재하는 Al상이 조대하여, 상기 MgZn₂상 내부에 존재하거나, MgZn₂상과 접하여 존재하는 Al상의 개수 밀도가 500개/0.1㎜² 미만(0개/0.1㎜²은 제외)으로 존재할 경우, 도금강판의 표면에 입사되는 빛의 산란이 다수 발생되어 빛 산란도가 향상될 수 있다. 이로 인해, 도금강판 표면의 외부 시인성이 향상되는 효과가 발휘될 수 있다.

이에 비하여, MgZn₂상 내부에 존재하거나, MgZn₂상과 접하여 존재하는 Al상의 개수 비율이 후술하는 바와 같이 85~100%를 충족하더라도, MgZn₂상과 접하여 존재하는 Al상이 미세하여, 상기 MgZn₂상 내부에 존재하거나, MgZn₂상과 접하여 존재하는 Al상의 개수 밀도가 500개/0.1㎜² 이상으로 과다해지면 다른 거동이 발현될 수 있다. 구체적으로, 본원 도 2에 도시된 바와 같이, MgZn₂상 내부에 존재하거나, MgZn₂상과 접하여 존재하는 Al상이 미세하면, 상기 MgZn₂상 내부에 존재하거나, MgZn₂상과 접하여 존재하는 Al상의 개수 밀도가 500개/0.1㎜²를 초과하는 경우, 가시광선 파장대의 빛이 도금층 표면에 입사되더라도 빛을 산란하기 보다는 수직방향으로 반사시켜서 빛 산란도가 감소할 수 있다. 이로 인해, 결국에는 도금강판의 표면이 어두워지는 전형적인 Zn-Mg-Al계 아연합금 도금강판의 특징이 나타날 수 있다.

특별히 한정하는 것은 아니나, 본 발명의 일 구현례에 따르면, 상기 도금층은, 전체 Al상 개수 대비 MgZn₂상 내부에 존재하거나, MgZn₂상과 접하여 존재하는 Al상 개수의 비율이 85~100%(즉, 85% 이상 100% 이하)일 수 있다. 이를 통해, 전술한 인접해있는 MgZn₂상과 Al상의 미세조직 간의 갈바닉셀(Galvanic cell)을 형성을 촉진시킴으로써, 고내식성을 발현함과 동시에, 전술한 빛 산란도 개선을 통한 외부 시인성 향상의 효과를 얻을 수 있다. 이 때, 상기 전체 Al상 개수 대비 MgZn₂상 내부에 존재하거나, MgZn₂상과 접하여 존재하는 Al상 개수의 비율을 측정할 때에는, Al상으로서, 원상당 직경을 기준으로, 최소 0.5㎛ 이상인 것을 그 측정 기준으로 할 수 있다.

특별히 한정하는 것은 아니나, 본 발명의 일 구현례에 따르면, 상기 MgZn₂상 내부에 존재하거나, MgZn₂상과 접하여 존재하는 Al상의 평균 장축방향 직선길이는 5㎛ 초과 50㎛ 이하일 수 있다. 상기 MgZn₂상 내부에 존재하거나, MgZn₂상과 접하여 존재하는 Al상의 평균 장축방향 직선길이가 5㎛ 이하이면, MgZn₂상과 가까이 존재하는 Al상들이 너무 미세하여, 빛을 산란시킬 수 있을 수준의 도금강판 표면 요철부 형성이 쉽지 않게 되어 시간이 지남에 따라 산화성이 높은 Mg에 의해 표면이 어두워지는 현상에 의해 외부 시인성이 악화될 수 있다. 또한, 상기 MgZn₂상 내부에 존재하거나, MgZn₂상과 접하여 존재하는 Al상의 평균 장축방향 직선길이가 50㎛를 초과하면, MgZn₂상과 Al상의 미세조직 간 갈바닉셀(Galvanic cell)의 형성 정도가 저감되어 내식성이 저감될 우려가 있다.

한편, 특별히 한정하는 것은 아니나, 전술한 효과를 보다 개선하는 측면에서, 본 발명의 일 구현례에 따르면, 전체 Al상 개수 대비 상기 MgZn₂상 내부에 존재하거나, MgZn₂상과 접하여 존재하는 Al상으로서 장축방향 직선길이가 5~50㎛인 것의 개수 비율은 90~100%일 수 있다.

한편, 본 발명에 있어서, 각 상의 면적 비율, 및 전술한 MgZn₂상 내부에 존재하거나, MgZn₂상과 접하여 존재하는 Al상에 대한 개수 비율, 평균 장축방향 직선길이, 개수 밀도 등의 측정 방법에 대해서는 특별히 한정하지 않고, 당해 기술분야에서 알려진 통상적인 방법을 이용하여 측정 가능하다.

예를 들어, 각 상의 면적 비율, 및 전술한 전술한 MgZn₂상 내부에 존재하거나, MgZn₂상과 접하여 존재하는 Al상에 대한 개수 비율, 평균 장축방향 직선길이, 개수 밀도 등은, 도금강판의 두께방향으로의 1/2t인 지점(이 때, t는 도금층의 전체 두께에 해당)까지 연마를 행한 후, 연마한 표면을 관찰할 수 있는 1/2t의 표면 시편을 기준으로, 조직사진을 전계방사 주사전자현미경(FE-SEM)으로 촬영한다. 이후, 각 상의 구분 및 각상의 정의를 위해 EDS(Energy Dispersive Spectrometer)를 이용하여 성분 분석을 통해 측정할 수 있다. 이어서, 촬영된 이미지에서 각 상들을 라벨링하여 구분하고, 이미지 분석기(Image Analyzer)를 통해 각 상의 면적 비율과, 개수 비율, 평균 장축방향 직선길이, 개수 밀도 등을 측정할 수 있다. 이때, 시편별로 부위별 편차를 감안하여, 각 시편에 대해, 700배의 배율로 20군데를 쵤영하여 각 시편의 평균값을 구함으로써, 전술한 파라미터들을 측정 가능하다.

다음으로, 본 발명의 또 다른 일 측면에 따른 도금강판의 제조방법에 대하여 자세히 설명한다. 다만, 본 발명의 도금강판이 반드시 이하의 제조방법에 의해 제조되어야 함을 의미하는 것은 아니다.

본 발명의 일 구현례에 따르면, 우선 소지강판을 준비하는 단계를 더 포함할 수 있고, 소지강판의 종류는 특별히 한정하지 않는다. 이 때, 소지강판에 대해서는 전술한 설명을 동일하게 적용 가능하다.

이어서, 상기 소지강판을 중량%로, Mg: 4.0~7.0%, Al: 8.0~20.0%, Fe 0.002~0.05%, 나머지 Zn 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 도금욕에 침지하여 용융 도금을 실시한다.

이 때, 전술한 도금욕에서의 성분 첨가 이유 및 함량 한정 이유에 대해서는 소지강판으로부터 유입될 여지가 있는 소량의 불순물 함량 및 후술하는 도금욕 중의 Fe 함량을 제외하고는, 전술한 도금층의 성분에 대한 설명을 동일하게 적용할 수 있다.

다만, 도금욕 중에는 Fe를 더 첨가할 수 있고, 도금욕 중에, Fe는 0.002~0.05% 포함될 수 있다.

Fe는 본 발명에서 중요한 역할을 하는 성분으로서 도금욕 중에 Fe는 직접 첨가하는 경우도 있지만, 강판에서 용출되어 존재할 수도 있다. 처음 도금욕 제조 시는 투입하는 잉곳에 포함하여 성분조정을 하지만, 도금 작업이 진행하면서 강판에서 용출되기 때문에 주기적으로 분석하여 그 함량이 낮을 경우 추가로 잉곳을 보충하고, 초과하는 경우에는 희석하거나 제거 작업을 통해 함량을 맞춘다.

통상 Al이 첨가된 도금욕 중에서 Fe는 Fe₂Al₅ 형태로 존재한다. 상기 Fe₂Al₅는 도금욕 보다 비중이 가볍기 때문에 도금욕 표면으로 부상하여 서로 뭉쳐서 큰 드로스(Dross)로 성장한다. 이러한 드로스는 도금 과정에서 강판에 부착하여 드로스 부착 결함을 유발하고, 또한, 도금욕 유동이 클 경우 도금욕 내에 조대한 드로스가 유동하면서 강판에 드로스 찍힘 결함을 유발하기 때문에 주기적으로 제거하게 된다. 그러나 상기 Fe₂Al₅가 0.05㎛ 이하의 크기(직경)로 미세할 경우, 도금욕에 유동을 주면 표면으로 부상하지 않고, 도금욕 중에 유동하게 되고, 일부는 강판에 부착되어 도금층에 존재하게 된다. 본 발명에서 응고되기 전 도금층에 존재하는 Fe는 응고 과정에서 결정 핵생성 사이트(Site) 역할을 하기 때문에, 최소 0.002% 이상 첨가가 필요하다. 반면, 상기 Fe 함량이 0.05%를 초과하면, 도금욕 표면에 생성되는 드로스 양이 증가하여 드로스 부착 결함이 증가하는 문제가 발생할 수 있다.

전술한 조성의 도금욕을 제조하기 위해서는, 소정의 Zn, Al 및 Mg을 함유하는 복합 잉곳 혹은 개별성분이 함유된 Zn-Mg, Zn-Al 잉곳을 사용할 수 있다. 용융 도금으로 소모되는 도금욕을 보충하기 위하여는 상기 잉곳을 추가적으로 용해하여 공급하게 된다. 이경우 잉곳을 직접 도금욕에 침적하여 용해하는 방법을 택하기도 할 수도 있고, 잉곳을 별도의 포트에 용해시킨 후 용융된 금속을 도금욕에 보충하는 방법을 택할 수도 있다.

도금욕 제조 시 Zn, Al, Mg외에 필수 성분으로 Fe를 0.002~0.05% 포함한다. 도금욕 내 Fe는 최초 도금욕 제조 시에는 잉곳 제조 시 Fe를 합금화하여 제조할 수도 있고, 도금욕 제조 시 별도로 철을 투입할 수도 있다. 그러나 도금 작업을 시작하면 강판에서 일부가 용출될 수 있으므로 주기적으로 분석하여 본 발명에서 한정한 0.002~0.05% 범위가 되도록 관리한다.

한편, 특별히 한정하는 것은 아니나, 본 발명의 일 구현례에 따르면, 상기 도금욕 내 유동 드로스의 평균 직경을 0.05㎛ 초과로 존재하도록 제어할 수 있고, 상기 도금욕 내 유동 드로스의 평균 크기의 상한에 대해서는 특별히 한정하지 않는다. 본 발명에 있어서, 도금욕 중의 Fe는 Al과 반응하여 Fe₂Al₅상을 만든다. Fe₂Al₅상은 비중이 가벼워 도금욕 표면으로 부상하지만, 크기가 0.05㎛ 이하에서는 도금욕에 유동이 있을 경우 표면으로 부상하지 못하고 도금욕 내에서 유동한다. 반면, 유동성이 높지 않은 0.05㎛ 초과의 Fe₂Al₅ 드로스는 상부 드로스로 부상되어 본발명에서 최종 도금제품의 합금상 크기 개수에 영향을 주는 핵심 요소이며 이에 대해 상세히 설명한다. 한편, 도금욕 표면에 존재하는 조대한 드로스는 본 발명에서 한정한 도금욕 중 Fe: 0.002~0.05%에 해당하지 않는다. 도금욕 성분분석 시에도 표면에서 깊이방향으로 30cm 깊이에서 체취한 시료로 분석하여 Fe 함량으로 한다.

전술한 도금욕 내에서 유동하는 0.05㎛ 이하의 미세한 Fe₂Al₅상은 강판이 도금욕을 통과하는 동안 도금욕과 함께 강판에 부착된다. 이후 냉각과정에서 도금층이 냉각될 때 핵생성 사이트가 된다. 본 발명에서 도금층이 응고할 때 가장 먼저 정출하는 상은 Al상이다. 따라서, 도금 후 냉각되기 전에 도금층에 존재하는 미세한 드로스는 냉각과정에서 Al상 정출핵 생성사이트가 되기 때문에 유동 드로스가 많을수록 Al핵 생성이 많아지고 Al상은 미세해지게 된다. 반면, 도금욕 내 상부 드로스로 Fe 성분이 소모되어 Fe₂Al₅ 유동 드로스가 없거나 적어지면, 강판에 부착되는 미세한 Fe₂Al₅상이 적어짐에 따라, Al상 핵생성이 저감되고 이로 인해 Al상이 조대해질 수 있다.

본 발명의 일 구현례에 따르면, 상기 도금욕의 유동 속도는 0.01m/s 이상 0.03m/s 미만으로 제어될 수 있다. 본 발명에 의해서 도금욕 중에 0.05㎛ 초과의 Fe₂Al₅ 드로스가 생성되더라도 도금욕에 유동이 없으면, 도금욕 표면으로 부상하기 어려우며 또한 도금욕 국부적으로 드로스 편차가 발생할 수 있으므로 도금욕 유동 속도는 최소 0.01m/sec 이상이 되어야 한다. 반면, 상기 도금욕의 유동 속도가 0.03m/s 이상으로 너무 빠를 경우 유동하는 드로스가 너무 미세화되어 도금층에 부착함으로써 Al상 개수가 너무 과다해져서, 조대한 Al상에 의한 빛 산란 효과가 사라지게 된다.

본 발명의 일 구현례에 따르면, 상기 도금욕의 온도는 평행 상태도 상 응고 개시 온도(Ts) 대비 +50~+100℃ 범위 내의 온도로 유지될 수 있다. 도금욕 조성에 따라 응고 개시 온도가 달라질 수 있으므로 도금욕 온도 역시 이에 따라 조정할 수 있다. 이 때, 특별히 한정하는 것은 아니지만, 상기 도금욕 내 유동성 확보와 균일한 조성 형성이 가능한 범위내로 설정되어야 한다. 뿐만 아니라, 도금욕의 온도는 도금층의 냉각속도 및 미세조직의 크기에 영향을 주는 핵심공정 인자이다. 도금욕의 온도가 평형 상태도상 응고 개시 온도 대비 +50℃ 미만이면, 잉곳의 용해가 매우 느리고, 도금욕의 점성이 커서 우수한 도금층 표면품질을 확보하기 어려울 수 있다. 또한, 도금층이 과도하게 급냉되어 미세한 Al상이 형성될 수 있다. 반면, 도금욕의 온도가 평형상태도상 응고 개시 온도 대비 +100℃을 초과하면, Zn 증발에 의한 애쉬(ash)성 결함 및 과도하게 서냉되어 나타나는 도금층의 응고불균일에 따른 흐름성 결함이 유발될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 구현례에 따르면, 도금이 완료된 후 목표로 한 도금량을 맞추기 위하여, 상기 용융 도금된 강판에 와이핑 처리를 실시하고, 예를 들어 질소(N₂) 또는 에어(Air) 나이프를 사용할 수 있다. 이때, 도금 부착량은 특별히 제한하지 않고, 통상 편면기준 20~400g/m² 수준으로 한다.

또한, 본 발명의 일 측면에 따르면, 도금량을 제어한 후 냉각을 실시한다. 구체적으로, 상기 와이핑 처리된 강판에 대해, 평행 상태도 상 응고 개시 온도(Ts)에서부터 340℃까지 평균 냉각 속도 6℃/s 이하(0℃/s는 제외)로 1차 냉각을 실시한 후, 상기 1차 냉각된 강판에 대해, 340℃ 미만에서부터 275℃까지 평균 냉각 속도 10~50℃/s로 2차 냉각을 실시한다. 상기 냉각 단계 중 응고 개시 온도(Ts)~340℃ 구간에서는 냉각이 느릴수록 미세조직이 조대해지기 때문에 6℃/s 이하의 평균냉각 속도로 냉각하는 것이 바람직하다. 또한, 340~275℃까지의 2차 냉각 구간의 평균 냉각 속도는 10~50℃/s를 제안한다. 해당구간은 도금층 내 액상은 모두 없어지지만 Al상 내에 고용되어 있는 Zn상이 석출되어 Al-Zn상이 형성되는 구간이므로 냉각속도가 빠를수록 전술한 Al상의 수소환원전위가 더 낮아지지 않아 MgZn₂상과의 큰 전위차 및 내식성을 확보할 수 있다. 2차 냉각 구간에서의 냉각속도 상한은 특별히 제안할 필요는 없으나, 통상적인 냉각설비의 제약 사항, 진동, 경제성 등을 고려하여 50℃/s로 설정하였다. 본 발명에서 Al상 정출 핵 생성 사이트는 도금층 응고 전 도금층에 존재한 미세한 드로스이지만, Al상 정출 이후 냉각 속도가 느리게 되면 Al상이 성장하여 조대화될 수 있다. 따라서, 응고 개시 온도(Ts)~340℃ 구간에서는 6℃/초 이하의 평균냉각 속도로 냉각을 실시한다. 2차 냉각의 냉각 종료 온도가 강판온도가 275℃ 미만이 되면 도금층 변형이 완료되기 때문에 이후의 냉각 속도는 크게 중요하지 않으나, 생산성을 고려하면 빠른 것이 좋다.

한편, 본 발명의 효과를 보다 개선하기 위해, 상기 2차 냉각 시 평균 냉각 속도의 하한은 20℃/s일 수 있고, 혹은 상기 2차 냉각 시 평균 냉각 속도의 상한은 25℃/s일 수 있다.

또한, 특별히 한정하는 것은 아니나, 본 발명의 일 구현례에 따르면, 선택적으로, 상기 2차 냉각된 강판에 조질 압연 처리를 실시할 수 있다. 이 때, 상기 조질 압연 처리는 표면 조도 Ra가 1.2~2.0㎛인 브라이트롤을 이용하여, 50~300ton의 롤 압하를 강판 표면에 가하는 처리를 행할 수 있다.

이 때, 상기 브라이트 롤의 표면 조도 Ra가 1.2㎛ 미만이면 롤의 조도가 너무 낮아 소지강판과 SPM 롤 사이의 마찰력이 줄어들게 되어, 소지강판이 슬립(Slip)되는 문제가 생길 수 있고, 2.0㎛ 초과이면 도금층 표면의 미세조직이 온전하게 보전되지 못하고 크랙이 과다하게 생기는 문제가 생길 수 있다.

또한, 상기 롤 압하가 50ton 미만이면 소지강판의 형상을 폭방향으로 균일화하는 점에 문제가 생길 수 있고, 300ton 초과이면 과도한 압하력에 의해 도금층 표면의 미세조직이 온전하게 보전되지 못하고 상술한 브라이트 롤의 표면 조도 범위에서도 크랙이 과다하게 발생하는 문제가 생길 수 있다. 다만, 균일한 광산란 효과를 보다 향상시키는 측면에서, 상기 롤 압하는 50~100ton의 저압하를 적용하는 것이 보다 바람직하다.

따라서, 전술한 용융 아연 도금 및 냉각 후, 냉각된 강판에 조질압연(SPM) 처리를 실시하고, 조질압연의 조건을 최적화함으로써 광산란 효과를 갖는 도금 강판을 제공할 수 있다. 이를 통해, 내식성 및 시인성이 모두 우수할 뿐만 아니라, 마찰 가공 이후의 표면 품질이 우수한 도금 강판까지도 효과적으로 제공할 수 있다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 다만, 하기의 실시예는 예시를 통하여 본 발명을 설명하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 권리범위를 제한하기 위한 것이 아니라는 점에서 유의할 필요가 있다. 본 발명의 권리범위는 특허청구범위에 기재된 사항과 이로부터 합리적으로 유추되는 사항에 의해 결정되는 것이기 때문이다.

(실시예)

C: 0.018%, Si: 0.01%, Mn: 0.2%, P: 0.009%, S: 0.005%, Al: 0.1%, Nb: 0.02%, Cr: 0.2%, Ti: 0.02%, B: 0.015%, 잔부 Fe 및 불순물의 조성을 갖는 소지 강판을 준비하였다. 하기 표 1에 기재된 조건으로 상기 소지강판을 도금욕에 침지한 후 와이핑 처리하여 편면당 도금량을 150g/m²으로 조절하였다. 이어서, 하기 표 2의 조건으로 1차 및 2차 냉각을 수행한 후, 하기 표 2의 조건으로 조질 압연(SPM) 처리를 실시하였다.

No.	도금욕 조성 [wt%]			평형상태도상 응고 개시 온도 (Ts)	도금욕 온도	도금욕 유동 속도	도금욕 내 유동 드로스의 평균 크기
	Mg	Al	Fe	[℃]	[℃]	[m/s]	[㎛]
실시예 1	4.0	9.0	0.003	395	458	0.028	0.18
실시예 2	5.2	12.4	0.005	423	477	0.01	0.20
실시예 3	7.0	10.0	0.01	484	536	0.01	0.08
실시예 4	5.4	8.0	0.02	438	509	0.02	0.07
실시예 5	6.5	16.0	0.01	447	532	0.01	0.19
실시예 6	6.8	20.0	0.03	450	539	0.025	0.16
실시예 7	5.1	12.5	0.005	420	472	0.028	0.14
실시예 8	6.5	14.0	0.2	450	529	0.02	0.15
실시예 9	4.5	11.0	0.3	429	504	0.02	0.07
비교예 1	3.8	15.0	0.005	441	493	0.02	0.16
비교예 2	7.4	12.5	0.01	472	533	0.03	0.18
비교예 3	5.0	7.8	0.02	424	483	0.01	0.10
비교예 4	6.0	22.0	0.02	462	520	0.02	0.13
비교예 5	6.0	14.0	0.008	441	470	0.008	0.13
비교예 6	4.9	12.0	0.01	417	477	0.06	0.20
비교예 7	6.8	18.0	0.02	453	521	0.02	0.04
비교예 8	5.0	13.5	0.02	426	440	0.05	0.05

No.	V1* [℃/s]	V2* [℃/s]	롤 종류	롤의 표면 조도 Ra [㎛]	롤 압하 [ton]
실시예 1	5.9	41.0	Bright	1.2	300
실시예 2	4.0	13.0	Bright	1.7	200
실시예 3	6.0	12.0	Bright	1.7	120
실시예 4	6.0	15.0	Dull	3.0	500
실시예 5	4.0	43.0	Dull	3.0	150
실시예 6	3.0	40.0	Bright	2.0	500
실시예 7	4.0	24.0	Bright	1.2	100
실시예 8	2.0	25.0	Bright	1.5	50
실시예 9	5.0	20.0	Bright	2.0	50
비교예 1	4.0	45.0	Bright	1.5	150
비교예 2	5.0	30.0	Bright	1.5	100
비교예 3	2.0	15.0	Bright	1.7	300
비교예 4	4.0	40.0	Bright	1.7	200
비교예 5	4.0	11.0	Bright	2.0	150
비교예 6	2.0	14.0	Bright	1.2	200
비교예 7	2.0	40.0	Bright	1.5	50
비교예 8	5.0	50.0	Bright	1.5	100

V1*: 평행 상태도 상 응고 개시 온도(Ts)에서부터 340℃까지의 1차 냉각 시의 평균 냉각 속도

V2*: 340℃ 미만에서부터 275℃까지의 2차 냉각 시의 평균 냉각 속도

상기 표 1 및 2의 실시예 및 비교예들로부터 얻어진 각 도금 강판에 대해 시편을 제작하여, 도금층을 염산 용액에 용해한 후 용해된 액체를 습식 분석(ICP) 방법으로 분석하여 도금층의 조성을 측정하여, 하기 표 3에 나타내었다(단, 잔부는 Zn 및 불순물에 해당함).

또한, 상기 도금층과 소지철 계면이 관찰되도록 강판의 압연방향에 수직인 방향으로 자른 단면 시편을 제조한 후 SEM으로 촬영하여, 소지강판, Zn-Mg-Al계 도금층, 및 상기 소지강판과 Zn-Mg-Al계 도금층 사이에 Fe-Al계 억제층이 형성됨을 확인하였다.

또한, 각 실시예 및 비교예로부터 얻어지는 도금 강판에 대하여, 동일한 기준으로 표면 연마를 실시하여 도금층의 두께방향으로 1/2t로부터 영역 중 임의의 지점에서의 표면을 관찰 가능한 시편을 제조하였다. 상기 표면 연마는 깊이방향에 따라 표면을 관찰하도록 표면을 상부로 하여 콜드마운팅(Cold mounting)된 시편을 표면 연마하였다. 표면 연마는 자동연마기 및 실리카 서스펜션을 사용하여 하중 30N, 105RPM, 순방향 회전을 조건으로 약 2㎛/min의 속도로 실시하였다.

이렇게 얻어진 도금층의 두께방향으로 1/2t로부터 실시예 및 비교예에 대한 임의의 동일 지점에서의 표면에 있어서, Al상의 개수 밀도, 전체 Al상 개수 대비 상기 MgZn₂상 내부에 존재하거나 MgZn₂상과 접하여 존재하는 Al상으로서 장축방향 직선길이가 5~50㎛인 것의 개수 비율, MgZn₂상 내부에 존재하거나 MgZn₂상과 접하여 존재하는 Al상의 평균 장축방향 직선길이, 전체 Al상 개수 대비 MgZn₂상 내부에 존재하거나 MgZn₂상과 접하여 존재하는 Al상 개수의 비율을 FESEM 상으로 측정하여 하기 표 3에 나타내었다.

이 때, 이미지는 700배의 배율로 촬영하였으며, 대표성을 갖게 하기 위해 시편 20mm길이에서 20군데를 측정하고 분석하여 각 이미지에서 상을 확인한 후 이미지 분석기(Image analyzer)를 통해 측정한 20개의 평균값을 표 3에 나타내었다.

No.	도금층 조성 [wt%]		Al상의 개수 밀도	전체 Al상 개수 대비 상기 MgZn2상 내부에 존재하거나, MgZn2상과 접하여 존재하는 Al상으로서 장축방향 직선길이가 5~50㎛인 것의 개수 비율	MgZn2상 내부에 존재하거나, MgZn2상과 접하여 존재하는 Al상의 평균 장축방향 직선길이	상기 도금층은, 전체 Al상 개수 대비 MgZn2상 내부에 존재하거나, MgZn2상과 접하여 존재하는 Al상 개수의 비율
	Mg	Al	(개/0.1㎜2)	[%]	[㎛]	[%]
실시예 1	4.1	9.2	481	3	2	88
실시예 2	5.3	12.5	127	82	30	94
실시예 3	7.0	10.2	495	8	2	91
실시예 4	5.6	8.0	471	7	3	89
실시예 5	6.6	16.2	320	89	40	97
실시예 6	6.9	20.0	267	86	11	96
실시예 7	5.2	12.6	264	95	20	96
실시예 8	6.6	14.2	423	99	6	93
실시예 9	4.6	11.2	378	96	20	96
비교예 1	3.9	15.1	89	9	16	13
비교예 2	7.5	12.6	116	5	4	9
비교예 3	5.2	7.9	143	9	3	6
비교예 4	6.2	22.2	99	8	6	12
비교예 5	6.1	14.2	2476	9	25	91
비교예 6	5.0	12.1	1326	7	3	87
비교예 7	6.9	18.2	1920	7	2	89
비교예 8	5.1	13.6	2908	3	1	89

각 실시예 및 비교예에 대하여, 하기의 기준으로 특성을 평가하였고, 특성의 평가 결과를 하기 표 4에 나타내었다.

<내식성>

평판의 내식성을 평가하기 위하여, 염수분무시험장치(Salt Spray Tester, SST)를 이용하여 ISO14993에 준하는 시험방법으로 하기 기준에 따라 평가하였다.

○: 적청 발생에 걸리는 시간이 동일 두께의 Zn도금 대비 30배 이상

△: 적청 발생에 걸리는 시간이 동일 두께의 Zn도금 대비 20배 이상 30배 미만

Х: 적청 발생에 걸리는 시간이 동일 두께의 Zn도금 대비 20배 미만

<빛 산란도>

용융 도금된 강판의 최상단 표면에 산란반사되는 빛의 양을 평가하기 위해, 적분구에 가시광선 파장대(400~800nm)의 빛을 입사하여 반사되는 빛의 종류에 따라ISO9001에 준하는 시험방법으로 측정하였으며, 600nm 파장대를 기준으로 평가하였다.

○: 폭방향 편균 총반사도 대비 산란 반사도의 비율 80% 이상

△: 폭방향 편균 총반사도 대비 산란 반사도의 비율 60% 이상 80% 미만

×: 폭방향 편균 총반사도 대비 산란 반사도의 비율 60% 미만

<가공 흑화 저감>

각관 롤포밍시 과도한 마찰에 의해 각관의 외부에 발생되는 흑화현상을 평가하기 위해, 생산속도 분당 30~40미터의 롤포밍 장치 이용하여 90도 굽힘부 외면에 대한 흑점 발생 유무를 육안 평가하였다.

유: 90도 절곡 포밍부에서의 가공 흑화 발생

무: 90도 절곡 포밍부에서의 가공 흑화 미발생

No.	내식성	빛 산란도	가공 흑화 저감
실시예 1	○	△	유
실시예 2	△	△	유
실시예 3	○	△	유
실시예 4	○	△	유
실시예 5	○	△	유
실시예 6	○	△	유
실시예 7	○	○	무
실시예 8	○	○	무
실시예 9	○	○	무
비교예 1	×	×	유
비교예 2	△	×	유
비교예 3	△	×	유
비교예 4	△	×	유
비교예 5	○	×	유
비교예 6	○	×	유
비교예 7	○	×	유
비교예 8	○	×	유

상기 표 4의 실험 결과를 통해 볼 수 있듯이, 본 발명에 따른 도금 조성 및 제조 조건을 충족하는 실시예 1~9의 경우, 내식성, 빛 산란도, 가공 흑화 저감의 특성이 우수함을 확인하였다.

이에 비하여, 본 발명에 따른 도금 조성 및 제조 조건 중 하나 이상을 충족하지 못하는 비교예 1~8의 경우, 내식성, 빛 산란도 및 가공 흑화 저감의 특성 중 하나 이상의 특성이 실시예 1~9에 비하여 열위함을 확인하였다.

특히, 실시예 5로부터 얻어진 도금강판에 대하여, 1/2t인 지점(이 때, t는 도금층의 전체 두께에 해당)까지 연마를 행한 후, 연마한 표면을 관찰할 수 있는 1/2t의 표면 시편을 만들고, 상기 시편을 700배율로 확대하여 주사 전자 현미경(Field Emission Scanning Electron Microscope, 이하 'FE-SEM'이라 함)으로 관찰한 사진을 도 1에 나타내었다.

또한, 비교예 5로부터 얻어진 도금강판에 대하여, 1/2t인 지점(이 때, t는 도금층의 전체 두께에 해당)까지 연마를 행한 후, 연마한 표면을 관찰할 수 있는 1/2t의 표면 시편을 만들고, 상기 시편을 700배율로 확대하여 주사 전자 현미경(Field Emission Scanning Electron Microscope, 이하 'FE-SEM'이라 함)으로 관찰한 사진을 도 2에 나타내었다.

Claims (11)

1. 소지강판; 및
   상기 소지강판의 적어도 일면에 구비된 Al-Mg-Zn계 도금층을 포함하고,
   상기 도금층은 상기 MgZn₂상 내부에 존재하거나, MgZn₂상과 접하여 존재하는 Al상의 개수 밀도가 500개/0.1㎜² 미만(0개/0.1㎜²은 제외)인, 도금강판.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 도금층은, 중량%로, Mg: 4.0~7.0%, Al: 8.0~20.0%, 잔부 Zn 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는, 도금강판.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 도금층은, 전체 Al상 개수 대비 MgZn₂상 내부에 존재하거나, MgZn₂상과 접하여 존재하는 Al상 개수의 비율이 85% 이상 100% 이하인, 도금강판.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 MgZn₂상 내부에 존재하거나, MgZn₂상과 접하여 존재하는 Al상의 평균 장축방향 직선길이는 5㎛ 초과 50㎛ 이하인, 도금강판.
   
5. 제 1 항에 있어서,
   전체 Al상 개수 대비 상기 MgZn₂상 내부에 존재하거나, MgZn₂상과 접하여 존재하는 Al상으로서 장축방향 직선길이가 5~50㎛인 것의 개수 비율은 90~100%인, 도금강판.
   
6. 소지강판을 준비하는 단계;
   상기 소지강판을 중량%로, Mg: 4.0~7.0%, Al: 8.0~20.0%, Fe: 0.002~0.05%, 잔부 Zn 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고, 유동 속도가 0.01m/s 이상 0.03m/s 미만인 도금욕에 침지하여 용융 도금하는 단계;
   상기 용융 도금된 강판에 와이핑 처리를 실시하는 단계; 및
   상기 와이핑 처리된 강판에 대해, 평행 상태도 상 응고 개시 온도(Ts)에서부터 340℃까지 평균 냉각 속도 6℃/s 이하(0℃/s는 제외)로 1차 냉각하는 단계; 및
   상기 1차 냉각된 강판에 대해, 340℃ 미만에서부터 275℃까지 평균 냉각 속도 10~50℃/s로 2차 냉각하는 단계;를 포함하는, 도금강판의 제조방법.
   
7. 제 6 항에 있어서,
   도금욕의 온도는 평행 상태도 상 응고 개시 온도(Ts) 대비 +50~+100℃ 범위 내를 충족하는 온도로 유지되는, 도금강판의 제조방법.
   
8. 제 6 항에 있어서,
   상기 도금욕 내 유동 드로스의 평균 직경을 0.05㎛ 초과로 존재하도록 제어하는, 도금강판의 제조방법.
   
9. 제 6 항에 있어서,
   상기 2차 냉각된 강판에 조질 압연 처리를 실시하는 단계를 더 포함하는, 도금강판의 제조방법.
   
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 조질 압연 처리는 표면 조도 Ra가 1.2~2.0㎛인 브라이트롤을 이용하여, 50~300ton의 롤 압하를 가하는 조질 압연 처리를 행하는 단계를 더 포함하는, 도금강판의 제조방법.
    
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 브라이트롤의 롤 압하는 50~100ton인, 도금강판의 제조방법.