KR900000759B1 - 아연도금 강판의 크로메이트 처리용액 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

아연도금 강판의 크로메이트 처리용액

제1도는 크로메이트 용액 조건에 따른 Cr 부착량 및 니식성 변화 그래프.

제2도는 크로메이트 용액 조건에 따른 Cr 부착량 및 표면외관 변화 그래프.

본 발명은 아연도금 강판의 제조시 후처리로서 이용되는 크로메이트 처리 용액에 관한 것으로서, 특히 아연도금 강판의 미려한 표면외관과 내식성을 향상시키기 위한 크로메이트 처리 용액에 관한 것이다. 종래부터, 내식성 및 도료 밀착성을 향상시키기 위하여 아연이나 알미늄의 도금 강판 표면에 무수크롬산을 주성분으로 하는 용액을 사용하여 크로메이트 처리를 행하고 있다. 특히 아연도금 강판의 경우는 도금강판 생산 후 저장 및 수송중에 발생하는 백청(WHITE RUST) 발생의 방지가 주목적이며, 한편 가능한 한 우수한 표면외관을 확보할 필요가 있기 때문이다. 크로메이트 피막에 의한 내시성은 일반적으로 피막중 Cr 부착량과 피막의 치밀성에 의해 좌우되며, 강판의 Cr 부착량을 증가시키기 위한 종래기술로는, 용액 중 Cr 농도를 증가시키는 방법과 황산 이온등의 광산(鑛酸)을 첨가하는 방법이 알려져 있다. 이중에서도, 용액중 Cr 농도를 증가시키는 방법은 용액중 고농도의 Cr 이온에서 비롯되는 폐수처리 문제가 대두되므로, 광산(鑛酸)을 첨가하는 방법이 많이 이용되어져 왔다. 크로메이트 피막부착량을 증가시키기 위하여 첨가하는 광산 중 황산의 경우는, 경제적으로도 가장 저렴하며, 미량 첨가에 의해서도 피막부착량의 증대효과가 크고, 또한 생성된 피막이 우수한 피막특성을 나타내므로 가장 많이 사용되어져 왔으나, 용액중 황산이온의 농도에 따른 피막부착량의 변화효과가 크므로 용액중 황산이온 미량의 농도변화에도 피막부착량의 변화가 크게 되어 제품품질의 균일성 확보에 문제점이 있었다.

한편, 최근들어 아연도금 강판을 음향기기 및 가전제품등에 사용하는 경우가 많아짐에 따라 미려한 표면외관이 내식성 못지 않게 중요하게 되어, 표면착색을 유발시킬 가능성이 있는 황산이온의 사용을 자제하는 경향이 있고, 또는 크로메이트 처리 후 피막의 탈크로메이트 처리를 실시하므로써 미려한 표면외관을 확보하기 위한 방법도 개발되고 있는 실정이다.

전술한 바와 같은 이유에 기하여, 아연도금 강판의 크로메이트 처리에 사용되는 용액조성을 위하여 불소화합물이 현재 많이 사용되고 있으나, 불소화합물만으로는 내식성과 표면외관 향상에 제약이 따르므로, 크로메이트 처리 후 광택 크로메이트 처리를 추가로 실시하는 방법과 크로메이트 용액중에 티타니움, 비소, 몰리브넨, 바니디움등의 화합물을 첨가함으로써 치밀한 피막을 형성시키는 방법등이 제안되고 있다. 그러나, 크로메이트 처리 후 광택 크로메이트 처리를 행하는 방법에서는 광택 크로메이트 처리용액 중 폴리아크릴아미드(POLYACRYLAMIDE)등의 유기물이 첨가됨으로써 용액 경시변화(經時變化)의 문제점이 발생할 가능성이 있으며, 티타니움, 비소등의 중금속(重金屬)을 첨가하는 방법에서는 이들 중금속이 용액중에서 산화물로 존재하기 쉬우므로 용액 관리에 어려움이 따른다.

본 발명은 용액의 경시변화(經時變化) 방지와 중금속(重金屬) 사용에 의한 관리상의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 용액의 경시변화를 일으키는 유기물와 용액관리상의 문제점을 유발시키는 중금속을 첨가하지 않고서도 아연도금 강판의 표면외관 및 내식성을 향상시킬 수 있는 그러한 크로메이트 용액을 제공코자 하는 것이다.

이하 본 발명의 구성에 대하여 설명한다.

본 발명은 크롬산을 주체로 하여 환원제 혹은 수용성 크롬 3가 화합물의 첨가에 의하여 용액중 크롬 3가를 적당량 존재시키고, 일정비율의 염산, 질산, 불산 혹은 이들의 수용성염을 첨가한 후 황산이온을 존재시켜 최종적으로 용액의 pH가 0.6-1.0가 되도록 조정한 것을 특징으로 하는 아연도금 강판의 크로메이트 처리용액이다.

본 발명의 크로메이트 처리용액의 사용방법으로는 용액중에 강판을 침적하는 방법(DIPPING) 및 강판상에 용액을 분사하는 방법(SPRAY) 등 모든 일반적인 크로메이트 처리법이 가능하다. 본 발명의 크로메이트 처리용액은 통상의 크로메이트 용액에 음 이온을 Cl^-: F^-: NO^- ₃=1-1.5 : 1-1.5 : 2-2.5의 비율로 7-12g/L 첨가하고, 이에 황산이온을 0.01-0.5g/L 첨가하여 용액의 pH를 0.6-1.0이 되도록 하여 조성된 것이다. 용액중 음이온 농도 및 pH 조정을 위하여 Cl^-이온으로는 NaCl, KCl, HCl, ZnCl₂등이 사용가능하고, NO^- ₃이온으로는 Zn(NO₃)₂, NaNO₃, KNO₃, HNO₃등이 사용 가능하며, F^-이온으로는 HF, H₂SiF₆NaF, Na₂SiF 등이 사용가능 하다.

또 황산이온은 H₂SO₄, Na₂SO₄, Cr₂(SO₃)₃등의 형태로 첨가시킨다. 용액 중 음이온의 농도가 7g/L 이하, pH가 1이상에서는 황산이온에 의해 피막 부착량증가 효과가 크게 되어 불균일한 크로메이트 피막이 형성되므로 표면의 착색 및 얼룩이 심하게 되어 표면외관이 불량하게 되며, 용액 중 총 음이온의 양이 12g/L 이상, pH가 0.5 이하에서는 강판의 엣칭이 과도하게 되어 크로메이트 피막의 형성이 어렵고, 또한 용액의 노화가 빨리된다. 황산이온의 농도가 0.01g/L 이하에서는 황산이온의 첨가효과가 거의 없어 내식성이 열화되고, 황산 이온을 8.5g/L 이상 첨가될 때는 본 용액 조성에서 황산에 의한 착색현상의 억제 효과가 감소하여 도금강판 표면의 착색 현상이 나타난다. 크로메이트 처리용액 조성 중 염산이온과 질산이온 및 불소이온은 모두 도금층의 엣칭 효과가 있으나, 피막형성이 있어서 각 음이온이 미치는 영향은 약간 다르다, 염산이온과 황산이온은 도금층의 엣칭효과와 피막부착량의 증가효과가 있고, 불소이온은 아연도금층과 크로메이트 피막의 균일한 엣칭을 촉진시키는 효과가 있어 임계농도 이상이 되면 피막부착량을 감소시키며, 질산이온은 아연도금층의 엣칭만을 촉진시키고 크로메이트 피막부착량 증가와 무관한 효과를 갖는다. 크로메이트 처리에 의한 표면외관과 내식성 향상에 가장 중요하게 작용하는 인자는 피막중 크롬 부착량과 피막부착의 균열성인 것을 고려할 때 적정의 용액 조성에서 아연도금층과 크로메이트 피막에 있어서 엣칭 및 피막의 형성이 균형을 이루어 부분적인 과도한 피막의 성장을 방지할 수 있어야만 내식성과 표면외관이 우수한 크로메이트 피막이 형성되는 것이다.

본 발명의 효과를 실시예에 의거 설명하면 다음과 같다.

[실시예]

본 실시예는 전기아연도금 강판을 시편으로 만들어 이들을 온도 40℃의 각 실험대상인 크로메이트 용액중에 10초간 침지시킨 후 꺼내어 고무롤에 의해 표면에 잔존해 있는 용액을 제거하고, 증류수로 수세를 한 시편을 온도 100℃의 열풍으로 건조하는 일반적인 아연도금 공장에서의 크로메이트 처리방법 및 순서를 따랐다. 본 실시예에서 사용된 각 크로메이트 처리용액의 조성은 표 1과 같다.

[표 1]

실시예에서 사용된 크로메이트 처리용액의 조성비교

크로메이트 처리한 시편의 내식성은 JIS Z-2371에 준하여 24시간동안 염수분무시험을 실시한 후 백청발생면적으로써 내식성 평가 등급 0에서 10등급으로 구분하여 평가하였으며, 이때 내식성 등급과 백청발생 면적과의 관계는 표 2와 같다.

[표 2]

내식성 평가 등급과 백청발생 면적과의 관계

제1도는 본 발명의 크로메이트 용액와 A조성 및 B조성의 크로메이트 용액을 각각 사용한 시편들에 대한 내식성 실험결과로서, 각 시편에 있어서 피막중 Cr 부착량이 내식성이 미치는 영향을 도시한 그래프이다.

제1도는, 본 발명의 크로메이트 용액을 사용한 시편의 경우, 그 크로메이트 피막중에 크롬부착량이 비교적 적음에도 불구하고 우수한 내식성을 가짐을 보여주고 있다.

제2도는, 제1도의 용액 조건과 같은 용액으로 크로메이트 처리를 한 각 시편에 대하여 표면외관을 측정한 것이다. 전기 아연도금 강판의 표면외관의 평가수단으로써 표면 색차계로 표면외관을 측정한 후 ASTMD2244의 Lab 계로 나타내었으며, L의 값이 크고 B의 값이 작을수록 육안으로 보기에 표면이 깨끗하고 미려한 전기아연도금 강판의 표면외관을 나타낸다.

제2도는, 본 발명의 음이온 농도 범위 조건에서 크로메이트 처리를 실시한 시편의 경우가 A 또는 B 조성의 크로메이트 처리를 한 시편의 경우보다 훨씬 우수한 표면외관을 형성시킴을 보여주고 있다. 특히 B 조성의 크로메이트 용액을 사용한 시편의 경우는 Cr 부착량이 많음에 따라 내식성도 우수하나(제1도 참조), 제2도에서 알 수 있듯이 표면외관이 미려하지 아니한 문제점이 있다. 본 발명은 미려한 표면 외관 및 내식성이 우수한 아연도금 강판을 제조할 수 있는 크로메이트 처리용액으로서, 종래 크로메이트 처리용액이 가지는 제결점을 해결한 것인 바, 산업상 매우 유용한 것이라 하겠다.

Claims (1)

1. 통상의 크로메이트 용액의 크롬(Cr) 농도를 갖는 용액에 Cl^-, NO^- ₃, F^-를 각각 1-1.5 : 1-1.5 : 2-2.5의 비율이 되도록 7-12g/L 첨가하고, 황산이온(SO^2- ₄)을 0.01-0.5g/L 첨가하여 최종 pH가 0.6-1.0이 되도록 한 것을 특징으로 하는 아연도금 강판의 크로메이트 처리용액.

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