KR890002496B1 - Process for preparing zn-ni-alloy-electroplated steel sheets excellent in corrosion reisstance - Google Patents
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Abstract
Description
칼륨-티타늄 불화물 20g/l을 함유한 도금조에 첨가된 알루미늄 양과, 도금층에 동시 부착된 X선 형광도로 표시한 티타늄 양과의 상관도.Correlation between the amount of aluminum added to the plating bath containing 20 g / l of potassium-titanium fluoride and the amount of titanium expressed by X-ray fluorescence simultaneously attached to the plating layer.
본 발명은 내식성이 우수한 아연-니켈 합금의 전기도금 강판을 제조하는 방법에 관한 것이다. 아연 전기 도금 강판은 미관 및 내식성이 우수하여 여러가지 목적으로 광범위하게 사용되고 있다. 일반적으로 도금층의 내식성은 화학 처리 피복을 형성하므로써 증진시킨다.The present invention relates to a method for producing an electroplated steel sheet of zinc-nickel alloy excellent in corrosion resistance. Zinc galvanized steel sheet is widely used for various purposes because of its excellent beauty and corrosion resistance. In general, the corrosion resistance of the plating layer is enhanced by forming a chemically treated coating.
화학 처리 피복의 형성은 크롬산염계나 인산염계 화학처리 용액을 사용하는 것이 효과적이였다. 그 조성을 변화시키므로써 이러한 화학 처리용액을 개선하기 위해 많은 노력이 있었으나, 화학 처리에 의해 내식성이 우수한 치밀하고 균일한 피막을 얻기는 어려웠다. 즉, 화학처리 피복은 개선되었음에도 불구하고 쉽게 벗겨 지거나 흠집이 생겨 도금층이 외부에 노출되었다. 따라서, 화학처리를 이용한 내식성의 개선책은 한계점에 이르게 된 것이다.For the formation of chemically treated coatings, it was effective to use chromate or phosphate chemical treatment solutions. Although many efforts have been made to improve such chemical treatment solutions by changing their composition, it is difficult to obtain a dense and uniform coating having excellent corrosion resistance by chemical treatment. That is, although the chemically treated coating was improved, the coating layer was easily peeled off or scratched to expose the plating layer to the outside. Therefore, the improvement of corrosion resistance using chemical treatment has reached the limit.
최근 내식성을 향상시키는 아연이 아닌 성분을 함유한 아연층을 형성하므로써 공지의 도금 아연층의 내식성을 향상시키는 방법을 사용하고 있다. 전형적인 예는 아연-니켈 합금 전기도금이다.In recent years, the method of improving the corrosion resistance of a well-known plated zinc layer is used by forming the zinc layer containing a component other than zinc which improves corrosion resistance. A typical example is zinc-nickel alloy electroplating.
개발된 아연-니켈 합금 전기 도금층은 고가인 니켈을 8 내지 16%인 높은 비율로 함유하고 있다. 따라서 도금층의 단가는 동일 피복중량의 종래 아연 전기 도금층의 약 2배이다. 아연-니켈 합금 전기 도금층이 고유의 내식성을 갖을수 있도록 하기 위하여, 즉 종래의 아연 전기 도금층보다 4 내지 6배 높은 내식성을 갖도록 하기 위해서는 극판당 30g/m2이상으로 두껍게 도금하여야 하며 이는 전기 도금으로써는 상당히 두꺼운 것이다. 단지 안정적인 내식성만을 필요로하는 경우에, 극판당 20g/m2의 피복중량을 필요로하며, 이는 낮은 내식성을 전제로하기 때문에 피복중량을 단순히 감소시킬 수 있다는 것을 의미하는 것이 아니다. 따라서, 도금 경비는 종래의 아연 전기도금의 경비에 비하여 상당히 비싼것이 사실이다. 도금층의 고유 내식성을 발휘하기 위하여 도금층을 극판당 30g/m2로 두껍게해야 하는 이유는 도금층이 상당히 부식될 때까지 도금층의 표면에 고내식성을 갖는 부식 생성물이 형성되지 않기 때문이다. 피복량이 극판당 30g/m2이하로되면, 부식 생성물이 형성된후 금속으로 잔류하는 도금층은 지나치게 얇게되어, 부식 생성물의 감소로 인하여 장시간 내식성을 유지할 수 없게 된다. 또한 피복량이 극판당 30g/m2이하로 되면 핀홀의 발생이 현저하고, 부식액이 핀홀을 통하여 강기질에 접촉하게 되어 강기질과 도금층사이의 경계면에 부식이 발생하며, 그 결과 도금층이 벗겨지게 된다. 이러한 현상을 도금층의 "부식필링(corrosion peeling)"이라 하며 통상적인 아연-니켈 합금의 전기도금 강판의 큰 단점이다. 극판당 20g/m2의 피복량으로 아연-니켈 합금을 전기 도금한 강판은, 온도 70℃, 습도 98% 이상의 분위기에서 96시간 노출시킨 후 접착테이프 필-오프 테스트(adhensive tape peel-off test, 벗겨지는 정도의 시험)에서 도금층이 용이하게 벗겨질 정도로 치명적인 부식 필링 현상이 나타난다.The developed zinc-nickel alloy electroplating layer contains expensive nickel in a high proportion of 8 to 16%. Therefore, the unit cost of the plating layer is about twice that of the conventional zinc electroplating layer of the same coating weight. In order to ensure that the zinc-nickel alloy electroplating layer has inherent corrosion resistance, that is, to have
부식필링은 도금후 크롬산염 처리에 의해 어느정도 방지할 수 있지만 이는 완전한 해결책은 아니다. 한번 도금판을 크롬산염 처리하면, 인산염 처리를 적절히 할 수 없으며, 따라 도금판을 제한된 범위에서만 사용할 수 밖에 없는 문제가 있다.Corrosion peeling can be prevented to some extent by chromate treatment after plating, but this is not a complete solution. Once chromate treatment of the plated, there is a problem that the phosphate treatment can not be properly performed, so that the plated plate can only be used in a limited range.
티타늄을 소량 함유한 아연-니켈 합금의 도금층은 함유하지 않은 도금층에 비해 우수하다는 것은 공지되어 있다(일본 공개특허공보 제104194/83호). 티타늄은 티타늄염(나트륨 또는 칼륨-티타늄 불화물, 일명 나트륨 또는 6불화 티타늄염)의 형태로 도금조에 첨가된다. 그러나, 이는 상당량의 티타늄이 아연-니켈 합금의 도금층에 동시 부착되는 어려움이 있다. 그 이유는 티타늄이 도금조안에 복합 음이온의 형태로 존재하여 쉽게 가수 분해되지 않기 때문인 것으로 추측된다.It is known that the plating layer of the zinc-nickel alloy containing a small amount of titanium is superior to the plating layer containing no titanium (Japanese Patent Laid-Open No. 104194/83). Titanium is added to the plating bath in the form of a titanium salt (sodium or potassium-titanium fluoride, also known as sodium or titanium hexafluoride salt). However, this has a difficulty in that a significant amount of titanium is simultaneously attached to the plating layer of the zinc-nickel alloy. The reason is assumed that titanium is present in the plating bath in the form of a complex anion and is not easily hydrolyzed.
본 발명자는 부착량 30g/m2이하로 매우 안정하고 높은 내식성을 나타내는 아연-니켈 합금의 전기도금 강판을 개발하기 위해 노력했고, 도금층의 내식성은 티타늄과 함께 코발트와 알루미늄 또는 마그네슘을 도금층에 도시 도금하면 현저히 향상된다는 점을 발견하였다. 또한 상기 도금층의 내식성은 온도 60 내지 200℃인 분위기에서 전기도금 강판을 가열 하면 더욱 향상된다는 점을 발견했다. 이와같은 사실을 기초로하여, 본 발명자는 내식성을 향상시키며 핀홀의 발생을 억제하는 평균적인 조성물을 연구 개발하여 본 발명으로서 완성하였다.The present inventors endeavored to develop an electroplated steel sheet of zinc-nickel alloy having a very stable and high corrosion resistance with an adhesion amount of 30 g / m 2 or less. It has been found to be significantly improved. In addition, it was found that the corrosion resistance of the plating layer is further improved by heating the electroplated steel sheet in an atmosphere having a temperature of 60 to 200 ℃. Based on these facts, the present inventors researched and developed the average composition which improves corrosion resistance and suppresses pinhole generation, and completed as this invention.
본 발명자는 니켈 8 내지 16중량%, 티타늄 0.005 내지 1중량%, 코발트 0.01 내지 0.5중량%, 알루미늄 0.001 내지 2중량% 그리고 아연잔부, 또는 니켈 8 내지 16중량%, 티타늄 0.005 내지 1중량%, 코발트 0.05 내지 0.5중량%, 마그네슘 0.001 내지 1중량% 그리고 아연잔부로 조성된 합금으로 된 도금층은 노출상태에서의 내식성과 내부식 필링 저항이 통상적인 아연-니켈 합금보다 월등히 우수하다는 점을 발견했다.The inventors of the present invention, 8 to 16% by weight of nickel, 0.005 to 1% by weight of titanium, 0.01 to 0.5% by weight of cobalt, 0.001 to 2% by weight of aluminum and the balance of zinc, or 8 to 16% by weight of nickel, 0.005 to 1% by weight of titanium, cobalt It has been found that plating layers of alloys composed of 0.05 to 0.5% by weight, 0.001 to 1% by weight of magnesium and zinc residues have superior corrosion resistance and corrosion peeling resistance under exposure to conventional zinc-nickel alloys.
본 발명의 목적은 아연 10 내지 40g/l, 니켈 15 내지 160g/l, 티타늄 0.2 내지 10g/l, 코발트 0.1 내지 5g/l와 알루미늄 0.1 내지 5g/l 또는 마그네슘 0.2 내지 4g/l를 함유하며 PH 1.5 내지 2.5인 산성 도금조로, 전기도금 강판을 포함하는 상기 조성물을 갖는 내식성이 우수한 아연-니켈합금의 전기도금 강판을 제조하는 방법을 제공하는데 있다. 물론, 금속은 도금조내에서 이온으로 존재하지만 금속이 반드시 단순 금속 이온으로 존재하는 것은 아니다. 따라서 단순히 금속의 명칭만을 본 명세서에서 언급하였다. 금속은 도금조내에 염의 형태로 첨가된다는 사실을 이해해야 할 것이다.An object of the present invention contains 10 to 40 g / l zinc, 15 to 160 g / l nickel, 0.2 to 10 g / l titanium, 0.1 to 5 g / l cobalt and 0.1 to 5 g / l aluminum or 0.2 to 4 g / l magnesium and PH An acid plating bath of 1.5 to 2.5, to provide a method for producing an electroplated steel sheet of zinc-nickel alloy having excellent corrosion resistance having the composition comprising an electroplated steel sheet. Of course, the metal exists as ions in the plating bath, but the metal does not necessarily exist as simple metal ions. Thus only the names of the metals are mentioned herein. It will be appreciated that the metal is added in the form of salts in the plating bath.
상기의 방법에 따른 전기 도금 강판의 내식성은 온도 60 내지 200℃인 분위기에서 도금된 강판을 가열 하여 향상 시킬 수 있음을 설명한 바 있다. 본 발명은 내식성을 향상시키기 위하여 도금층에 티타늄과 함께 알루미늄이나 마그네슘을 혼합하며 또한 핀홀의 발생을 억제하기 위하여 코발트를 혼합하는 제1특징과, 코발트를 첨가해도 발생할 수 있는 핀홀을 밀봉하기 위하여 도금된 강판을 가열하는 제2특징을 요지로 한다.It has been described that the corrosion resistance of the electroplated steel sheet according to the above method can be improved by heating the plated steel sheet in an atmosphere having a temperature of 60 to 200 ° C. The present invention provides a first feature of mixing aluminum or magnesium with titanium in the plating layer to improve the corrosion resistance, and to cope with cobalt to suppress the generation of pinholes, and to plate the pinholes that may occur even if cobalt is added. A second feature of heating the steel sheet is a summary.
티타늄은 아는 바와같이 우수한 내식성을 갖고 있으며 아연-니켈 합금에 첨가되면 내식성을 향상시킨다. 그러나, 8 내지 16% 함유한 티타늄을 함유한 도금조의 경우에 동시 부착되는 티타늄은 극소량에 불과하다. 또한, 동시 부착된 티타늄의 양은 불안정하여 내식성이 균일한 제품을 생산할 수 없게 된다. 본 발명에서는, 알루미늄 또는 마그네슘을 도금조에 첨가하여 동시 부착되는 티타늄의 양을 증가하게 하고 제품의 내식성을 안정화 시킨다. 즉, 도금조에 알루미늄 또는 마그네슘을 첨가하여 도금층에 동시 부착되는 티타늄의 양을 증가시킨다.Titanium, as you know, has excellent corrosion resistance and, when added to a zinc-nickel alloy, improves corrosion resistance. However, in the case of a plating bath containing 8 to 16% of titanium, only a very small amount of titanium is simultaneously deposited. In addition, the amount of titanium attached at the same time is unstable, so that it is impossible to produce a product having a uniform corrosion resistance. In the present invention, aluminum or magnesium is added to the plating bath to increase the amount of titanium attached simultaneously and to stabilize the corrosion resistance of the product. In other words, aluminum or magnesium is added to the plating bath to increase the amount of titanium simultaneously attached to the plating layer.
알루미늄 또는 마그네슘이 티타늄의 부착량을 증가시키는 이유는 알루미늄 이온 또는 마그네슘 이온은 전착(電着)이 발생하는 표면에서 티타늄 복합물의 가수분해를 조장하는 것으로 생각할 수 있다.The reason why aluminum or magnesium increases the deposition amount of titanium is that aluminum ions or magnesium ions can be considered to promote hydrolysis of the titanium composite at the surface where electrodeposition occurs.
알루미늄을 첨가하고 상기 조성물을 티타늄원으로써 사용했을 때 생성된 도금층의 X선 형광 분석은 티타늄에 부가하여 알루미늄과 함께 나트륨 또는 칼륨의 동시 부착이 발견되었다. 같은 방법으로, 마그네슘을 첨가했을 때 티타늄에 부가하여 마그네슘과 함께 나트륨 또는 칼륨의 부착이 발견되었다. 이러한 사실을 근거로 하여, 부착된 티타늄은 티타늄과, 티타늄의 부착량을 증가시키기 위해 첨가된 금속이온, 금속 그리고 첨가된 티타늄 조성물의 양이온 금속을 포함하는 가수분해 생성물로 판단할 수 있다.X-ray fluorescence analysis of the plated layer produced when aluminum was added and the composition was used as a titanium source found simultaneous attachment of sodium or potassium with aluminum in addition to titanium. In the same way, when magnesium was added, adhesion of sodium or potassium with magnesium was found in addition to titanium. Based on this fact, the attached titanium can be judged to be a hydrolysis product comprising titanium and the metal ion added to increase the amount of titanium attached, the metal and the cationic metal of the added titanium composition.
본 발명에서, 티타늄은 아연-니켈 합금 전기도금층에 상기 방법에 의해 동시 부착된다. 상세히 설명하면, 도금조에 알루미늄 또는 마그네슘을 첨가하여 0.005 내지 1중량%의 티타늄이 동시 부착된다. 본 발명에 따라 형성된 도금층은 노출된 상태에서 통상적인 아연-니켈 합금의 전기 도금층보다 훨씬 적은 부식 중량 손실을 갖는 훌륭한 내식성을 갖는다.In the present invention, titanium is co-attached to the zinc-nickel alloy electroplating layer by the above method. In detail, 0.005 to 1% by weight of titanium is simultaneously attached by adding aluminum or magnesium to the plating bath. The plating layer formed according to the present invention has excellent corrosion resistance with much lower corrosion weight loss in the exposed state than electroplating layers of conventional zinc-nickel alloys.
핀홀의 발생을 통상적인 아연-니켈 합금의 전기 도금방법에서 보다 낮도록 티타늄의 동시 부착량의 증가에 의해 감소시킬 수 있지만, 핀홀의 발생을 완전히 억제하는 것은 불가능하므로 내부식 필링 저항은 그렇게 현저하게 향상되지는 않는다. 이러한 점을 개선하여 내부식 필링 저항을 향상시키기 위하여 도금층에 0.01 내지 0.5중량%의 코발트를 첨가한다.Although the generation of pinholes can be reduced by an increase in the amount of simultaneous deposition of titanium to be lower than in conventional electroplating methods of zinc-nickel alloys, the corrosion resistance peeling resistance is so markedly improved since it is impossible to completely suppress the generation of pinholes. It doesn't work. In order to improve this point and improve the corrosion resistance peeling resistance, 0.01 to 0.5% by weight of cobalt is added to the plating layer.
본 발명에서, 핀홀의 발생을 억제하기 위하여 상술한 바와같이 조치를 취했음에도 발생하는 핀홀은 도금강판을 가열하여 밀봉한다. 가열 방법은 가스류, 액체 또는 무화 분위기에서 수행한다. 그러나, 뜨거운 물, 증기 또는 무화 분위기에서 가열하는 것이 적합하다. 도금된 강판의 가열 온도는 60℃ 이하여서는 안되며 200℃ 이상으로 되면 더 이상의 효과는 나타나지 않는다. 가열시간은 60초 정도로 충분하다.In the present invention, the pinholes generated even though measures are taken as described above to suppress the occurrence of the pinholes are sealed by heating the plated steel sheet. The heating method is carried out in a gas stream, a liquid or an atomized atmosphere. However, heating in hot water, steam or atomizing atmosphere is suitable. The heating temperature of the plated steel sheet should not be less than 60 ° C and no more effect will be obtained if it is more than 200 ° C. The heating time is enough for about 60 seconds.
가열에 의한 핀홀의 밀봉은 미분해된 채로 남은 동시 부착된 티타늄 합성물이 가수분해되어 이루어진다. 즉, 가수분해 생성물이 핀홀의 구멍을 밀봉하는 것이다. 이것은 티타늄을 함유하고 있는 도금층에 한해서 효과가 있으며, 특히 본 발명에 따라 도금조에 알루미늄 또는 마그네슘의 첨가에 의해 증가된 양의 티타늄을 함유한 도금층에 효과가 있다. 60℃ 이하의 온도에서는 밀봉 효과가 나타나지 않으며, 이유는 그렇게 낮은 온도에서는 가수분해가 일어나지 않는 것으로 추정된다.Sealing of the pinhole by heating is accomplished by hydrolysis of the co-bonded titanium compound remaining undigested. That is, the hydrolysis product seals the hole of the pinhole. This is effective only for plating layers containing titanium, and particularly for plating layers containing titanium in an increased amount by the addition of aluminum or magnesium to the plating bath according to the invention. There is no sealing effect at temperatures below 60 ° C., which is presumed to not cause hydrolysis at such low temperatures.
밀봉처리에 사용된 물에, 인산염 또는 크롬산염과 같은 밀봉 효과를 증가시키는 성분을 첨가하는 것이 가능하다.To the water used for the sealing treatment, it is possible to add components which increase the sealing effect such as phosphate or chromate.
본 발명의 도금조를 구성하는 원소에는 각종 화합물이 있다. 티타늄원으로는 티타늄 주석산염, 티타늄 수산염, 나트륨-티타늄 불화물, 칼륨-티타늄 불화물등이 사용되는데, 나트륨-티타늄 불화물과 칼륨-티타늄 불화물이 도금조내에서 화학적으로 안정하므로 적합하다. 알루미늄 이온 또는 마그네슘 이온원으로는 염화물, 황산염, 질산염, 초산염 등이 있으나 저렴하고 용이하게 사용할 수 있는 알루미늄 황산염과 마그네슘 황산염이 적합하다. 아연, 니켈 및 코발트원으로는 염화물, 황산염, 질산염, 초산염 등이 있으나 황산염을 이용하는 것이 적합하다.There are various compounds in the elements constituting the plating bath of the present invention. Titanium stannate, titanium oxalate, sodium-titanium fluoride, potassium-titanium fluoride, etc. are used as the titanium source, and are suitable because sodium-titanium fluoride and potassium-titanium fluoride are chemically stable in the plating bath. Examples of aluminum ions or magnesium ions include chlorides, sulfates, nitrates and acetates, but aluminum sulfates and magnesium sulfates that are inexpensive and easy to use are suitable. Zinc, nickel and cobalt sources include chlorides, sulfates, nitrates, acetates, etc., but sulfates are suitable.
티타늄의 부착량을 증가시키기 위하여 사용되는 첨가제는 알루미늄과 마그네슘에 제한하지는 않는다. 철이온 또는 붕소이온과 같이 동등한 효과가 있는 화학 성분을 사용할 수 있다. 본 발명에서는 전술한 바와같이 니켈 8 내지 16%를 도금층에 부착하는 것이다. 이것이 우수한 내식성을 갖는 니켈의 부착점위이다. 이 범위에서 전기도금에 의해 Zn-Ni 합금층을 얻기 위하여 도금조는 아연 10 내지 40g/l 및 니켈 15 내지 160g/l을 함유하여야만 한다. 상기의 하한선보다 낮은 농도에서, 아연이온과 니켈이온의 양은 부착에 소모되는 양에 비교할 때 너무적고, 도금조내에서 아연이온과 니켈이온의 양의 변화가 크며, 상기 범위로 항상 아연과 니켈의 부착량을 일정하게 하는 것이 거의 불가능하다. 상한선을 초과하는 범위에서는, 니켈의 평균 도금량이 8 내지 16%임에도 불구하고 도금층의 조성이 불균일 하게 되는 원인이 된다. 또한, 도금조안에 이러한 고니켈 함량을 유지하는 것은 경제적이 아니다. 적합한 니켈의 함량은 20 내지 60g/l이며 최적의 함량은 30 내지 50g/l이다. 양호한 아연 함량 범위는 12 내지 25g/l, 보다 양호하게는 13 내지 21g/l이다.Additives used to increase the adhesion of titanium are not limited to aluminum and magnesium. Chemical components with equivalent effects, such as iron ions or boron ions, can be used. In the present invention, as described above, 8 to 16% nickel is attached to the plating layer. This is the point of adhesion of nickel with good corrosion resistance. In this range, in order to obtain a Zn-Ni alloy layer by electroplating, the plating bath must contain 10 to 40 g / l zinc and 15 to 160 g / l nickel. At concentrations lower than the lower limit, the amount of zinc ions and nickel ions is too small compared to the amount consumed for adhesion, the amount of zinc ions and nickel ions in the plating bath is large, and the amount of zinc and nickel in the above range is always It is almost impossible to keep it constant. In the range exceeding an upper limit, although the average plating amount of nickel is 8 to 16%, it becomes a cause which the composition of a plating layer becomes nonuniform. In addition, it is not economical to maintain this high nickel content in the plating bath. Suitable nickel content is 20 to 60 g / l and optimal content is 30 to 50 g / l. The preferred zinc content range is 12 to 25 g / l, more preferably 13 to 21 g / l.
도금조의 티타늄 함량은 0.2 내지 10g/l로 해야한다. 하한선보다 낮은 농도에서는 도금조내에 티타늄이 포함되어 있음에도 티타늄은 도금층에 용이 하게 부착되지 않는다. 티타늄의 함량이 10g/l를 초과하게 되면 티타늄 화합물이 용이하게 용해되지 않는 문제점이 발생한다. 또한, 도금조내의 티타늄이 고농도로 되면 불안정해지고 가수분해되기 쉽다. 적합한 함량은 1 내지 8g/l이나 최적의 함량은 3 내지 7g/l이다. 알루미늄과 마그네슘의 함량은 각각 0.1 내지 5g/l 및 0.2 내지 4g/l로 해야 한다. 알루미늄과 마그네슘의 농도가 하한선보다 낮은 농도가 되면 티타늄의 부착량을 증가시키는 효과가 나타나지 않는다. 반면, 알루미늄의 농도가 상한선인 5g/l 이상이 되면 도금조의 초기 형성시에 티타늄 이온과 알루미늄 이온의 침전물이 형성되고, 도금조의 안정성이 감소된다. 마그네슘 이온의 경우에서는, 마그네슘 농도가 상한선인 4g/l 이상이 되면 도금조내에서의 국부 유동으로 인한 무늬가 도금층의 표면에 형성되어 제품의 외관을 저하 하게 된다. 알루미늄과 마그네슘의 적합한 함량은 각각 0.15 내지 3g/l 및 0.3 내지 3g/l이나 최적의 함량은 각각 0.2 내지 2g/l 및 0.5 내지 0.2g/l이다.The titanium content of the plating bath should be 0.2 to 10 g / l. At concentrations below the lower limit, titanium is not easily attached to the plating layer even though titanium is contained in the plating bath. When the content of titanium exceeds 10g / l occurs a problem that the titanium compound is not easily dissolved. In addition, when titanium in the plating bath is at a high concentration, it is unstable and easily hydrolyzed. A suitable content is 1 to 8 g / l, but an optimum content is 3 to 7 g / l. The content of aluminum and magnesium should be 0.1 to 5 g / l and 0.2 to 4 g / l, respectively. If the concentration of aluminum and magnesium is lower than the lower limit, there is no effect of increasing the amount of titanium attached. On the other hand, when the concentration of aluminum is 5 g / l or more, the upper limit, a precipitate of titanium ions and aluminum ions is formed during the initial formation of the plating bath, and the stability of the plating bath is reduced. In the case of magnesium ions, when the magnesium concentration reaches 4 g / l or more, the pattern of the local flow in the plating bath is formed on the surface of the plating layer, thereby degrading the appearance of the product. Suitable contents of aluminum and magnesium are 0.15 to 3 g / l and 0.3 to 3 g / l, respectively, but optimum contents are 0.2 to 2 g / l and 0.5 to 0.2 g / l, respectively.
코발트의 함량은 0.1 내지 5g/l이다. 코발트의 농도가 0.1g/l 이하로 되면 코발트의 효과는 나타나지 않는다. 코발트의 포화농도는 5g/l로서 상기 농도를 초과하여도 아무런 이익이 없다. 적합한 범위는 0.5 내지 3g/l이며 최적의 범위는 1 내지 2g/l이다.The content of cobalt is 0.1 to 5 g / l. When the concentration of cobalt is 0.1 g / l or less, the effect of cobalt does not appear. The saturation concentration of cobalt is 5 g / l and there is no benefit in excess of this concentration. A suitable range is 0.5 to 3 g / l and an optimum range is 1 to 2 g / l.
도금조의 PH는 1.5 내지 2.5로 유지되어야 한다. PH 1.5 이하인 강산성으로 되면 아연이 니켈에 우선하여 부착되어 값비싼 많은 양의 니켈을 니켈함량이 8 내지 16%인 도금층으로 유지하기 위하여 항상 용해된 상태로 유지시켜야 한다. 반면에 PH 2.5이상이 되면, 니켈 함량이 16% 이상이 되는 부착물을 국부적으로 발생하여 균일한 도금층으로 형성하기 힘들어지므로 내식성이 저하되고 제품의 내부식 필링 저항이 손상된다. 따라서, 도금조의 PH는 항상 1.5 내지 2.5로 조정하여야 한다.The pH of the plating bath should be maintained at 1.5 to 2.5. When the acid becomes strong and has a pH of 1.5 or less, zinc preferentially adheres to nickel so that a large amount of expensive nickel must be kept in a dissolved state at all times to maintain a nickel layer of 8 to 16%. On the other hand, if the pH is 2.5 or more, the nickel content is more than 16% locally generated deposits become difficult to form a uniform plating layer, so the corrosion resistance is lowered and the corrosion resistance of the product is damaged. Therefore, the pH of the plating bath should always be adjusted to 1.5 to 2.5.
본 발명의 방법을 실시함에 있어서, 전류 밀도는 5 내지 150A/dm2이다. 이런 범위에 복수 화학 성분의 균형된 부착이 이루어진다. 전류 밀도가 5A/dm2이하로 되면 도금층의 니켈 함량은 16%를 초과하게 되고 반면, 전류 밀도가 150A/dm2이상이 되면 더높은 전압이 필요하므로 경제적으로 손실이다.In practicing the method of the present invention, the current density is between 5 and 150 A / dm 2 . In this range, balanced attachment of plural chemical components is achieved. If the current density is 5A / dm 2 or less, the nickel content of the plated layer is more than 16%, whereas if the current density is 150A / dm 2 or more, a higher voltage is required, so it is economically lost.
적합한 전류 밀도의 범위는 10 내지 100A/dm2이며 최적의 범위는 20 내지 80A/dm2이다.Suitable current densities range from 10 to 100 A / dm 2 and the optimum range is 20 to 80 A / dm 2 .
본 발명을 첨부된 도면을 참조로 하여 실험적인 작업과 작업의 실례를 들어 설명하겠다.With reference to the accompanying drawings, the present invention will be described with examples of experimental work and work.
두께가 0.8mm인 냉간 압연된 강판의 시편을 탈지하고 통상적인 방법으로 묽은 산용액으로 세척(pickling)하고, (비교 도금조 제3번 사용된 시험에서만 피복량을 30g/m2으로 하고) 표 1에 도시된 조성물의 도금조를 사용하여 피복량을 15g/m2이 되도록 전기 도금하였다. 아연원은 아연 황산염, 니켈원은 니켈황산염, 코발트원은 코발트 황산염, 티타늄원을 칼륨-티타늄 불화물, 알루미늄원은 알루미늄 황산염 그리고 마그네슘원은 마그네슘 황산염으로 하였다.Specimens of cold-rolled steel sheets with a thickness of 0.8 mm are degreased and pickled with dilute acid solution in a conventional manner, and the coating amount is 30 g / m 2 only in the test used in the third comparative bath. Electroplating was carried out using a plating bath of the composition shown in 1 so that the coating amount was 15 g / m 2 . The zinc source was zinc sulfate, the nickel source was nickel sulfate, the cobalt source was cobalt sulfate, the titanium source was potassium-titanium fluoride, the aluminum source was aluminum sulfate, and the magnesium source was magnesium sulfate.
전기 도금은 전류밀도 20A/dm2으로 하여 실시하였다.Electroplating was carried out at a current density of 20 A / dm 2 .
별도로 본 발명의 도금조 제1번에 관하여, 알루미늄을 여러 양으로 추가하고, 동시 부착된 티타늄 양을 X선 형광 분석으로 측정하였다.Separately, regarding the plating bath No. 1 of the present invention, aluminum was added in various amounts, and the amount of titanium attached simultaneously was measured by X-ray fluorescence analysis.
상기의 결과는 첨부된 도면에 도시하였다 부착된 티타늄의 양은 X-선의 형광도로 표시하였다. 도면을 살펴보면, 소량의 알루미늄 첨가에 의해, 티타늄을 첨가하지 않았을 때보다 3 내지 10배 증가하였다. 동시 부착된 티타늄의 양은 마찬가지로 마그네슘의 첨가로 증가됨을 확실시 되었다.The results are shown in the accompanying drawings. The amount of titanium attached is expressed by the fluorescence of X-rays. Looking at the figure, by the addition of a small amount of aluminum, it was increased by 3 to 10 times than without adding titanium. It was confirmed that the amount of co-attached titanium was likewise increased with the addition of magnesium.
전술한 바에 의해 얻은 대부분의 전기도금 강판의 시편을 표 1에 지시된 조건하에서 가열하였다.Specimens of most of the electroplated steel sheets obtained as described above were heated under the conditions indicated in Table 1.
[표 1]TABLE 1
시편에 부식 시험과 부식 필링시험을 수행하였다. 부식시험은 JIS(일본 공업규격) Z-2371 방법에 의거 실시했으며, 염수분무 시험에서 부식 감소량을 각 표에 지시된 바와같은 시간 간격으로 붉은 녹이 발생할 때까지의 시간을 측정하였다. 부식 필링 시험은 다음과 같이 실시했다. 즉, 시편을 온도 70℃, 상대 습도 98%인 분위기에서 96시간 노출시킨후, 각 시편을 동일 두께 강판의 두 시편을 그사이에 삽입하여 U형으로 구부리고 구부러진 부분에 접착테이프를 붙여서 이로부터 벗겨내었다. 테이프에 의해 도금층이 벗겨지는지의 여부를 관찰하였다. 결과는 표 2에 요약하였다. 시편 제1번은 도금조 제1번을 사용하여 도금한 것이고 시편 제2번은 도금조 제2번을, 이하 마찬가지다.The specimens were subjected to a corrosion test and a corrosion peeling test. The corrosion test was carried out according to the JIS (Japanese Industrial Standard) Z-2371 method, and the time until the red rust occurred in the salt spray test at the time intervals indicated in each table was measured. The corrosion peeling test was performed as follows. That is, after exposing the specimen for 96 hours in an atmosphere having a temperature of 70 ° C. and a relative humidity of 98%, each specimen was inserted between the two specimens of the same thickness steel plate, bent in a U-shape, and the adhesive tape was attached to the bent portion and peeled off therefrom. . It was observed whether the plating layer was peeled off by the tape. The results are summarized in Table 2. Specimen No. 1 is plated using the plating bath No. 1 and specimen No. 2 is the same as the plating bath No. 2 below.
[표 2]TABLE 2
표 2로부터 명확히 알 수 있듯이, 본 발명에 따라 제조된 전기도금 강판은 통상적인 방법에 비해 비록 부착량이 15g/m2로 작을지라도 내식성과 부식 필링에 있어서 월등히 우수하다.As can be clearly seen from Table 2, the electroplated steel sheet produced according to the present invention is excellent in corrosion resistance and corrosion peeling, even though the adhesion amount is small as 15g / m 2 compared to the conventional method.
상술한 바와같이, 본 발명의 방법을 사용하여 아연-니켈 합금의 전기 도금층의 내식성을 향상시키는 티타늄의 동시 부착량을 증가시키고 핀홀의 발생을 억제하며 발생가능한 핀홀을 밀봉하는 것이 가능하다. 따라서, 내식성과 내부식 필링 저항을 현저하게 향상시킬 수 있으며 결과적으로 부착량을 감소시켜 절약할 수 있다. 본 발명에 의한 제조된 10g/m2의 피복량을 갖는 아연-니켈합금의 전기도금 강판은 20g/m2의 피복량을 갖는 종래의 아연-니켈 합금의 전기도금 강판과 동일한 내식성을 갖는다.As described above, it is possible to increase the amount of simultaneous deposition of titanium, to suppress the occurrence of pinholes and to seal the possible pinholes, by using the method of the present invention to increase the amount of simultaneous deposition of titanium which improves the corrosion resistance of the electroplated layer of the zinc-nickel alloy. Therefore, the corrosion resistance and the corrosion resistance peeling resistance can be significantly improved, and consequently, the amount of adhesion can be reduced to save. The electroplated steel sheet of zinc-nickel alloy having a coating amount of 10 g / m 2 prepared according to the present invention has the same corrosion resistance as the electroplated steel sheet of a conventional zinc-nickel alloy having a coating amount of 20 g / m 2 .
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