KR930007153B1 - 2개의 도금층을 가진 윤활성, 내식성 및 도장 적합성이 우수한 도금강판 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

2개의 도금층을 가진 윤활성, 내식성 및 도장 적합성이 우수한 도금강판

제1도는 강판의 표면상에 형성된 하층으로서의 아연 도금층과, 아연 도금층 위에 형성된 상층으로서의 전기 도금층 등을 지닌 본 발명의 도금 강판에 대하여 도금 강판의 마찰계수와 상층으로서의 전기 도금층의 도금량 사이의 관계를 나타낸 그래프.

제2도는 마찰계수를 측정하기 위한 장치를 나타낸 개략 정면도.

본 발명은 2개의 도금층을 가진 프레스 성형시에 있어서의 윤활성, 내식성 및 도장 적합성이 우수한 도금강판에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차의 차체는 부식환경하에 노출되고, 특히 극심한 부식성을 가진 염소 이온을 함유하는 물질과 접촉하기 쉬우며, 해안지역이나 한냉지역에 있어서는 가혹한 부식환경하에 노출된다.

이와 같은 가혹한 부식환경하에 있어서도 우수한 내식성을 가진 자동차 차체용 강판으로서 아연 도금 강판 또는 아연 합금 도금 강판이 종래부터 널리 사용되고 있다.

그러나, 종래의 아연 도금 강판은 아래와 같은 문제점을 가지고 있다.

(1) 아연 도금 강판의 아연 도금층은 비교적 낮은 경도를 가지고 있으므로 아연 도금 강판을 프레스 성형하면 아연 도금층이 변형하여 아연 도금층과 프레스기의 가압부분 사이의 접촉면적이 증가한다. 즉, 아연도금 강판은 다른 강판, 예컨데 냉연강판이나 아연 합금 도금 강판의 마찰계수 보다도 높은 마찰계수를 가지고 있다. 따라서, 아연 도금 강판을 프레스 성형하면 그 아연 도금층에 균열이 발생할 우려가 있다. 위 설명으로부터 명백한 바와 같이 종래의 아연 도금 강판은 윤활성에서 뒤떨어져 있다(이하, "문제 1"이라 한다).

(2) 아연 도금 강판에 전착 도장을 하여 그 표면상에 도포막을 형성하면 아연 도금층은 수소 과전압이 높으므로 전착 도장시에 수소 가스가 불균일하게 발생하고, 도포막내에서 밀폐되어 함입된 불균일하게 발생한 수소 가스로 인하여 도포막에 크레이터(creater)가 발생한다. 따라서, 아연 도금 강판의 내(耐) 크레이터링성은 낮다(이하, "문제 2"라고 한다).

문제 1을 해결하기 위한 수단으로서 종래의 관행으로서는 아연 도금 강판을 프레스 성형함에 앞서 그 표면상에 고점도 윤활유를 도포하여 아연 도금 강판의 윤활성을 높이는 것이었다. 그러나, 아연 도금 강판의 표면상에 상술한 고점도 윤활유를 도포하는 것은 다음과 같은 문제를 수반하고 있다.

(a) 고점도 윤활유에 의하여 작업장이 오염되고, (b) 아연 도금 강판에 도장을 함에 앞서 그 표면상에 도포된 고점도 윤활유를 제거할 필요가 있으나, 이와 같은 제거작업은 용이하지 않으며, 고점도 윤활유를 완전히 제거하기 위하여는 상당한 시간과 노력을 필요로 한다. 아연 전기 도금 강판의 마찰계수에 관하여 "Plating ＆ Surface Finishing", 1989년 3월호, 62-69페이지(이하, "선행기술"이라고 한다)는 다음과 같이 교시하고 있다.

(i) 결정이 ＜1＞면을 따라 배향하고 있는 아연 전기 도금층의 표면상에 공지의 방청유를 도포하면 그 마찰계수는 0.19로서 비교적 크다.

(ii) 한편, 결정이 ＜101X＞면(단, X는 1, 2, 3 또는 4이다)을 따라 배향하고 있는 아연 전기 도금층의 표면상에 공지의 방청유를 도포하면 그 마찰계수는 0.13으로서 작다.

고점도 윤활유의 도포에 따른 상술한 문제는 별문제로 하고, 그 표면상에 고점도 윤활유를 도포한 아연전기 도금 강판은 0.11이라고 하는 작은 마찰계수를 갖고 있다. 따라서, 선행기술에서 교시하고 있는 바와 같은 아연 전기 도금층의 결정이 ＜101X＞면(단, X는 1, 2, 3 또는 4이다)을 따라 배향을 유지할 수 있다면, 아연 전기 도금 강판의 표면상에 제거작업이 용이한 공지의 방청유를 도포함에 따라서 고점도 윤활유를 도포하였을 경우와 같은 정도의 윤활성을 얻을 수 있다.

그러나, 아연 전기 도금 강판의 아연 전기 도금층의 결정의 배향성은 전기 도금 조건, 특히 전류밀도에 의존한다. 그 결과, 전기 도금해야 할 강판의 판폭 등에 따라서 도금 조건을 불가피하게 변화시켜야 한다. 공업적 규모에 의한 아연 전기 도금 강판의 제조에 있어서는 아연 전기 도금층의 결정의 배향을 ＜101X＞면(단, X는 1, 2, 3 또는 4이다)을 따라 유지하는 것은 실제문제로서 불가능하다.

문제 2를 해결하기 위한 수단은 아직 제안되어 있지 않다.

이러한 사실로부터 윤활성, 내식성 및 도장 적합성이 우수한 도금 강판의 개발이 강력 요망되고 있으나, 이러한 도금 강판은 아직 제안되어 있지 않다.

따라서, 본 발명의 목적은 아래와 같이 되어 있음을 특징으로 하는 2개의 도금층을 가진 윤활성, 내식성 및 도장 적합성이 우수한 도금 강판을 제공함에 있다.

본 발명의 특징의 하나에 따라서 아래와 같이 되어 있음을 특징으로 하는 2개의 도금층을 가진 윤활성, 내식성 및 도장 적합성이 우수한 도금 강판을 제공하고 있다.

(가) 강판과, (나) 전술한 강판의 적어도 한쪽 표면상에 형성되어 있고, 전술한 강판의 한쪽 면당 25~150g/㎡범위내의 도금량을 가지고 있는 아연 도금층 및, (다) 아연 도금층 위에 형성되어 있고, 크롬, 망간, 철, 코발트 및 니켈로된 군으로부터 선택된 적어도 한가지 성분을 함유하며, 강판의 한쪽 면당 1~10g/㎡범위내의 도금량을 가지고 있는 전기 도금층.

본 발명자들은 상술한 관점으로부터 2개의 도금층을 가진 윤활성, 내식성 및 도장 적합성이 우수한 도금강판을 개발하고자 예의 연구를 거듭하였다. 그 결과, 본 발명자들은 다음의 사실을 얻었다. 즉, 2개의 도금층을 가진 윤활성, 내식성 및 도장 적합성이 우수한 도금 강판을 다음의 스텝에 의하여 제조할 수 있다.

(1) 강판의 적어도 한쪽 표면상에 아연 도금층을 형성하고, (2) 아연 도금층의 도금량을 강판의 한쪽 면당 25~150g/㎡범위내로 한정하며, (3) 아연 도금층 위에 크롬, 망간, 철, 코발트 및 니켈로된 군으로부터 선택된 적어도 한가지 성분을 함유하는 전기 도금층을 형성하고, (4) 전기 도금층의 도금량을 강판의 한쪽면당 1~10g/㎡범위내로 한정한다.

본 발명은 위와 같은 사실에 근거하여 완성된 것이다.

이하, 2개의 도금층을 가진 윤활성, 내식성 및 도장 적합성이 우수한 본 발명의 도금 강판을 도면을 참조하면서 설명한다.

윤활성, 내식성 및 도장 적합성이 우수한 본발명의 도금 강판은, 강판과, 강판의 적어도 한쪽 표면상에 형성된 하층으로서의 아연 도금층 및 아연 도금층 위에 형성된 상층으로서의 전기 도금층으로 되어 있다.

강판의 적어도 한쪽 표면상에 형성된 하층으로서의 아연 도금층은 도금 강판에 우수한 내식성을 부여하는 기능을 가지고 있다.

아연 도금층은 현재 공업적으로 널리 보급되어 있는 전기 도금법 또는 용융 도금법 중의 어느 한가지 방법에 의하여 형성된다. 전기 도금법으로 아연 도금층을 형성하는 경우에는 황산염을 함유하는 도금욕, 염화물을 함유하는 도금욕 및 황산염과 염화물의 혼합물을 함유하는 도금욕 중의 어느 한가지 아연 전기 도금욕을 사용한다. 용융 도금법으로 아연 도금층을 형성하는 경우에는 일반적으로 사용하고 있는 아연 용융 도금욕 중의 어느 하나를 사용한다.

하층으로서의 아연 도금층의 도금량은 도금 강판의 내식성, 윤활성 및 프레스 성형성에 커다란 영향을 미친다. 아연 도금층의 도금량이 강판의 한쪽 면당 25g/㎡미만에서는 자동차의 차체용으로서 사용되는 방청간판에 필요한 희망하는 내식성을 얻을 수 없다. 한편, 아연 도금층의 도금량이 강판의 한쪽 면단 150g/m²을 초과하면, 아연 도금층을 전기 도금법으로 형성하는 경우에는 아연 전기 도금층의 아연의 결정이 거칠게 커진다. 그 결과, 아연 전기 도금층 위에 상층으로서의 전기 도금층을 균일하게 형성할 수 없다. 따라서, 상층으로서의 전기 도금층에 의한 나중에 설명하는 윤활성의 향상 효과를 얻을 수 없다. 또한, 아연 도금층의 도금량이 강판의 한쪽 면당 150g/m²을 초과하면, 아연 도금층을 아연 용융 도금법으로 형성하는 경우에는 강판 판폭 방향에 있어서의 아연의 부착량이 현저하게 불균일한 분포를 나타내어, 그 결과 도금 강판의 프레스 성형이 곤란하게 된다. 따라서, 하층으로서의 아연 도금층의 도금량은 강판의 한쪽 면당 25~150g/㎡범위내로 한정하여야 한다.

하층으로서의 아연 도금층 위에 형성되며, 크롬, 망간, 철, 코발트 및 니켈로된 군으로부터 선택된 적어도 한가지 성분을 함유하는 상층으로서의 전기 도금층은, 우수한 내크레이터링성(cratering resistance)에 의하여 나타나는 우수한 도장 적합성 및 우수한 윤활성을 도금 강판에 부여하는 기능을 가지고 있다.

상술한 성분은 어느 것이나 높은 융점을 가지고 있으므로 용융 도금법에 의하여 아연 도금층 위에 상층으로서의 이들 성분의 도금층을 형성하는 것은 곤란하다. 따라서, 전기 도금법으로 황산염을 함유하는 도금욕, 염화물을 함유하는 도금욕, 황산염 및 염화물의 혼합물을 함유하는 도금욕, 또는 봉플루오르화물(borofluoride)을 함유하는 도금욕 등의 전기 도금욕을 사용하여 상층으로서의 이들 금속의 전기 도금층을 형성한다.

제1도는 강판의 표면상에 형성된 하층으로서의 아연 도금층과, 아연 도금층 위에 형성된 상층으로서의 전기 도금층을 가진 본 발명의 도금 강판에 대하여 도금 강판의 마찰계수와 상층으로서의 전기 도금층의 도금량 사이의 관계를 나타낸 그래프이다. 즉, 강판의 한쪽 표면상에 전기 도금법으로 강판의 한쪽 면당 60g/㎡의 도금량을 가진 하층으로서의 아연 전기 도금층을 형성한 다음, 아연 전기 도금층 위에 전기 도금법으로 상층으로서의 니켈 전기 도금층을 그 도금량을 변화시키면서 형성하였다. 이와 같이 하여 형성된 2개의 도금층을 가진 도금 강판에 대하여 마찰계수를 측정하였다.

제1도로부터 명백한 바와 같이 상층으로서의 니켈 전기 도금층의 도금량이 강판의 한쪽 면당 1g/㎡미만일 경우에는 도금 강판의 마찰계수가 높다. 한편, 상층으로서의 니켈 전기 도금층의 도금량이 강판의 한쪽면당 10g/㎡을 초과하면 도금 강판의 마찰계수는 0.1이하의 레벨에서 일정하게 되어, 이 레벨 이하로 더 감소하지 않는다. 상술한 사실은 위에서 설명한 니켈 전기 도금층을 상층으로서 형성했을 경우뿐 아니라, 크롬, 망간, 철, 코발트 및 니켈로된 군으로부터 선택된 적어도 한가지 성분을 함유하는 전기 도금층을 상층으로서 형성했을 경우에 있어서도 마찬가지로 말할 수 있다.

상층으로서의 전기 도금층의 도금량이 강판의 한쪽 면당 1g/㎡인 경우에는 상술한 바와 같이 도금 강판의 마찰계수가 높으므로 도금 강판의 윤활성이 열악화한다. 한편, 상층으로서의 전기 도금층의 도금량이 강판의 한쪽 면당 10g/㎡을 초과하면 도금 강판의 마찰계수가 0.1이하의 레벨에서 일정하게 되므로 도금 강판의 윤활성을 높이는 전기 도금층의 효과가 포화될 뿐아니라 도금 강판의 내식성이 저하한다. 따라서, 크롬, 망간, 철, 코발트 및 니켈로된 군으로부터 선택된 적어도 한가지 성분을 함유하는 상층으로서의 전기 도금층의 도금량을 강판의 한쪽 면당 1~10g/㎡범위내로 한정하여야 한다.

상술한 바와 같이 크롬, 망간, 철 코발트 및 니켈로된 군으로부터 선택된 적어도 한가지 성분을 함유하며, 강판의 한쪽 면당 1~10g/㎡범위내의 도금량을 가진 상층으로서의 전기 도금층을 하층으로서의 아연 도금층 위에 형성하면 도금 강판에 우수한 윤활성이 부여되는 이유는 다음과 같은 것으로 추정된다.

아연 도금 강판의 아연 도금층은 비교적 낮은 경도를 가지고 있으므로 아연 도금 강판을 프레스 성형하면 경도가 낮은 아연 도금층이 변형한다. 그 결과, 아연 도금층과 프레스기의 가압부분 사이의 접촉면적이 커져서 아연 도금 강판의 마찰계수가 높아진다. 따라서, 아연 도금 강판의 윤활성이 열악화한다.

한편, 냉연 강판 및 아연 합금 도금 강판의 아연 합금 도금층은 어느 것이나 높은 경도를 가지고 있다. 따라서, 냉연 강판 또는 아연 합금 도금 강판을 프레스 성형하면 냉연 강판의 표면 또는 아연 합금 도금층은 잘 변형되지 않는다. 그 결과, 냉연 강판의 표면 또는 아연 도금층과 프레스기의 가압부분 사이의 접촉면적이 작으므로 마찰계수가 낮다. 따라서, 냉연 강판 또는 아연 합금 도금 강판은 윤활성에 있어서 우수하다. 상술한 사실로부터 강판 표면의 경도가 높을 수록 강판은 우수한 윤활성을 지녔음을 알 수 있다.

본 발명에 있어서는 상층으로서의 전기 도금층의 경도는 하층으로서의 아연 도금층의 경도 보다도 현저히 높다. 따라서, 본 발명의 도금 강판을 프레스 성형하면 하층으로서의 아연 도금층은 그 경도가 낮으므로 변형하고, 또한 상층으로서의 전기 도금층은 그 경도가 높으므로 변형하기 어렵다. 그 결과, 전기 도금층의 표면과 프레스기의 가압부분 사이의 접촉면적이 작으므로 도금 강판의 마찰계수가 낮다. 따라서, 본 발명의 도금 강판은 윤활성에 있어서 우수하다.

즉, 상층으로서의 전기 도금층의 도금량이 강판의 한쪽 면당 1g/㎡미만이면 하층으로서의 아연 도금층의 표면의 대부분이 노출되어 프레스 성형시에 도금 강판과 프레스기의 가압부분 사이의 접촉면적이 커지게 된다. 따라서, 상술한 아연 도금 강판에 있어서와 마찬가지로 도금 강판의 마찰계수가 높아진다. 상층으로서의 전기 도금층의 도금량이 강판의 한쪽 면당 1g/㎡으로부터 증가함에 따라서 하층으로서의 아연 도금층을 상층으로서의 전기 도금층이 충분히 피복하여 하층으로서의 아연 도금층의 노출부분이 없어지게 된다. 따라서, 성형시에 도금 강판과 프레스기의 가압부분 사이의 접촉면적이 작아지게 된다. 그 결과, 도금 강판의 마찰계수가 극히 낮아진다. 상술한 바와 같이 상층으로서의 전기 도금층의 도금량이 강판의 한쪽 면당 10g/㎡을 초과하면 도금 강판의 마찰계수는 낮은 레벨에서 일정하게 되어서 이 레벨이하로 저하하지 않게 된다.

또한, 크롬, 망간, 철, 코발트 및 니켈로된 군으로부터 선택된 적어도 한가지 성분을 함유하는 상층으로서의 전기 도금층은 도금 강판에 우수한 도장 적합성, 즉 우수한 내크레이터링성을 부여한다.

즉, 도금 강판의 표면상에 전착 도장으로 도장막을 형성하는 경우에 있어서, 수소 가스가 불균일하게 발생하면 발생한 수소 가스가 도장막내에서 나오지 못하게 가두어지게 된다. 그 결과, 도장막에 크레이터가 발생한다.

그러나, 본 발명의 도금 강판의 상층으로서의 크롬, 망간, 철, 코발트 및 니켈로된 군으로부터 선택된 적어도 한가지 성분을 함유하는 전기 도금층은 수소 과전압(overvoltage)이 낮으므로 전착 도장에 의하여 도장막을 형성하는 경우에 있어서 수소 가스가 균일하게 발생한다. 그 결과, 도장막에 있어서의 크레이터의 발생이 극히 적고, 따라서 도금 강판은 우수한 도장 적합성, 즉 우수한 내크레이터링성을 가지고 있다.

이어서, 2개의 도금층을 가진 윤활성, 내식성 및 도장 적합성이 우수한 본 발명의 도금 강판을 실시예에 따라 비교예와 대비하면서 더욱 상세히 설명한다.

[실시예]

0.7㎜의 두께를 가진 냉연 강판의 각각에 공지의 탈지 처리 및 공지의 산 세척 처리를 하여 그 양쪽 표면으로부터 녹을 제거하였다. 이어서, 이와 같이 하여 그 양쪽 표면으로부터 녹이 제거된 강판에 제1표에 나타낸 조건하에서 전기 도금을 하여 강판의 양쪽 표면에 각각 하층으로서의 아연 전기 도금층을 형성하였다. 상술한 전기 도금과 병행하여 상술한 것과 마찬가지의 방법으로 양쪽 표면으로 부터 녹이 제거된 0.7㎜의 두께를 가진 별도의 냉연 강판의 각각에 다음 조건하에서 아연 용융 도금을 하여 강판의 양쪽 표면에 각각 하층으로서의 아연 용융 도금층을 형성하였다.

(a) 냉연 강판 : Ti-IF강

(b) 도금 설비 : 라인내에 어니일링 설비를 구비한 연속 아연 용융 도금 설비

(c) 도금욕 : 알루미늄을 0.14wt.% 함유하는 아연 용융 도금욕

(d) 도금욕 온도 : 460℃

(e) 어니일링 온도 : 850℃

더욱이, 도금량을 기체 압착법(gas squeezing method)으로 제어하였다.

이어서, 양쪽 표면에 각각 형성된 아연 전기 도금층 또는 아연 용융 도금층을 가진 강판의 각각에 제1표에 함께 나타낸 다른 조건하에서 다른 전기 도금을 하여 아연 전기 도금층 또는 아연 용융 도금층 위에 크롬, 망간, 철, 코발트 및 니켈로 된 군으로부터 선택된 적어도 한가지 성분을 함유한 상층으로서의 전기 도금층을 형성하였다. 이와 같이 하여 본 발명의 범위내의 도금 강판의 샘플(이하 "본 발명 샘플"이라 한다) No1~No.54를 제조하였다.

본 발명 샘플 No.1~No.54의 각각에 대하여 아연 전기 도금층 또는 아연 용융 도금층의 강판의 한쪽 면당의 도금량 및 전기 도금층의 성분 및 그 함유량과 전기 도금층의 강판의 한족 면당의 도금량 등을 제1표에 함께 나타내었다.

[표 1]

비교를 위하여 본 발명 샘플 No.1~No.54(No.37 및 No.38을 제외)의 각각에 있어서와 마찬가지의 강판의 각각에 공지의 탈지 처리 및 공지의 산 세척처리를 하여 그 양쪽 표면으로부터 녹을 제거하였다. 이어서, 이와 같이 하여 그 양쪽 표면으로부터 녹이 제거된 강판에 제2표에 나타낸 조건하에서 전기 도금을 하여 강판의 양쪽 표면 각각에 하층으로서의 아연 전기 도금층을 형성하였다.

이어서, 양쪽 표면 각각에 형성된 아연 전기 도금층을 가진 강판의 각각을 제2표에 함께 나타낸 다른 조건하에서 별도의 전기 도금을 하여 아연 전기 도금층 위에 상층으로서의 전기 도금층을 형성하였다. 이와 같이 하여 본 발명의 범위밖의 도금 강판의 샘플(이하, "비교용 샘플"이라 한다) No.1~No.7을 제조하였다. 더욱이, 비교용 샘플 No.1 및 No.7 각각은 단일층으로서의 아연 전기 도금층만을 가지고 있다.

비교용 샘플 No.1~No.7 각각에 있어서 하층으로서의 아연 전기 도금층의 강판의 한쪽 면당의 도금량 및 비교용 샘플 No.2~No.6 각각에 있어서 상층으로서의 전기 도금층의 성분 및 그 함유량과 위에 나온 전기 도금층의 강판의 한쪽 면당의 도금량 등을 제2표에 함께 나타내었다.

[표 2]

이어서, 이와 같이 제조한 본 발명 샘플 No.1~No.54 및 비교용 샘플 No.1~No.7각각에 대하여 윤활성, 내식성 및 도장 적합성을 다음에 설명하는 성능 시험에 따라서 조사하였다. 그 시험 결과를 제1표 및 제2표에 함께 나타내었다.

(1) 윤활성 시험

본 발명의 샘플 No.1~No.54 및 비교용 샘플 No.1~No.6 각각의 한쪽 표면상에 강판용 광유계 방청유(일본국의 PARKER 興産 주식회사제의 상품명 : NOX RUST 530F40)를 도포하고, 비교용 샘플 No.7의 한쪽 표면상에는 고점도 윤활유(일본국의 NIPPON QUAKER CHEMICAL 주식회사제의 상품명 : FERROCOTE 61-MAL-HCL-1)를 도포하였다. 한쪽 표면상에 광유계 방청유를 도포한 각 샘플의 마찰계수 및 한쪽 표면상에 고점도 윤활유를 도포한 비교용 샘플 No.7의 마찰계수를 제2도에 나타낸 장치를 사용하여 측정함으로써, 이와 같이 측정된 마찰계수에 따라서 각 샘플의 윤활성을 평가하였다.

샘플의 마찰계수를 측정하기 위한 장치는 제2도에 나타낸 바와 같이 랙(rack)(2)과; 이 랙(2)에 수직으로 부착한 여러개의 안내 로드(rod)(12), (13)를 따라서 수직으로 이동할 수 있도록 랙(2) 위에 설치되고, 그 상단에 여러개의 로울러(6)를 가진 지지대(5)와; 이 지지대(5)를 수직으로 이동시키기 위한 지지대 구동기구(도면에 없음)와; 지지대(5)와 랙(2) 사이에 설치되어 지지대(5)에 수직방향으로 가하여지는 힘을 측정하기 위한 제1로드 셀(load cell)(8)과; 랙(2)에 고정된 프레임(3)에 상기한 지지대(5)쪽을 향하여 돌출하도록 부착된 가압 블록(4)과; 지지대(5) 및 가압 블록(4) 사이에서 지지대(5)의 로울러(6) 위에 재치된 수평으로 이동할 수 있는 슬라이드 테이블(7)과; 별도의 랙(11)에 설치된 슬라이드 테이블(7)을 수평으로 이동시키기 위한 슬라이딩 테이블 구동기구(도면에 없음)와, 그리고 슬라이딩 테이블 구동기구에 연결된 조작 로드(10)와, 그리고 슬라이딩 테이블(7)의 한쪽 단부 사이에 설치된 슬라이딩 테이블(7)에 수평방향으로 가하여지는 힘을 측정하기 위한 제2로우드 셀(9)로 되어 있다.

지지대 구동기구를 작동시킴에 따라서 지지대(5)를 상방으로 이동시켜서 그 상면에 샘플(1)이 재치된 슬라이딩 테이블(7)을 상방으로 들어올렸다. 따라서, 샘플(1)의 상면을 가압 블록(4)의 하단으로 가압하였다. 이때의 화살표(A) 방향으로 가하여진 힘(N)을 제1로우드 셀(8)로 측정하였다. 그런 다음, 슬라이딩 테이블 구동기구를 작동시킴에 따라서 슬라이딩 테이블(7)을 상면에 재치된 샘플(1)과 함께 화살표(B) 방향으로 수평으로 이동시켜 그 이동속도가 1m/분의 속도로 도달하였을 때의 슬라이딩 테이블(7)에 가하여진 화살표(B) 방향의 힘(F)을 제2로우드 셀(9)로 측정하였다. 힘(N)에 대한 힘(F)의 비율, 즉 F/N의 값을 구하고, 이와 같이 하여 구하여진 값을 마찰계수의 값으로서 사용하였다.

(2) 내(耐) 크레이터링성 시험

70㎜의 폭 및 150㎜의 길이를 가진 샘플 각각에 대하여 인산염 처리액(일본국의 Parkerizing주식회사제의 상품명 : PBL 3080)내에서 자동차용 강판용의 침지형 인산염 처리를 하여 각 샘플의 표면상에 인산염 피막을 형성하였다. 그런 다음, 각 샘플에 도료(일본국의 關西 페인트 주식회사제의 상품명 : ELECRON 9400)를 사용하여 다음의 조건에서 양이온형 전착 도장 처리를 하여 인산염 피막 위에 20㎛의 두께를 가진 피막을 형성하였다.

(a) 인가전압 : 280V

(b) 양극과 음극사이의 면적비 : 1 : 1

(c) 통전 방법 : 순간 통전

(d) 통전 시간 : 3분간

위에 나온 바와 같은 도장막 형성시에 도장막에 발생한 크레이터의 수에 따라서 내크레이터링성을 평가하였다. 평가 기준은 다음과 같다.

A : 샘플의 중앙부에 있어서의 직경 40㎜의 원내에 발생한 크레이터의 수가 10개 이내.

B : 상술한 크레이터의 수가 11~100개, 및

C : 상술한 크레이터의 수가 101개 이상.

(3) 내식성 시험

내식성은 내천공성 및 내블리스터성(blister resistance)에 따라서 다음과 같이 평가하였다.

(a) 내천공성

상술한 내크레이터링성 시험에 있어서 실행한 것과 마찬가지로 하여 샘플의 각각의 표면상에 인산염 피막을 형성하고, 전착 도장에 의하여 인산염 피막 위에 20㎛의 두께를 가진 도장막을 형성하였다. 그런 다음, 이와 같이 하여 형성된 도장막에 노치(notch)를 형성하였다. 이와 같이 하여 노치를 형성한 도장막을 가진 각 샘플에 대하여 염수 분무, 건조, 염수 침지 및 건조로 이루어지는 1사이클 24시간의 부식 시험을 60사이클하였다. 이어서, 이와 같은 60사이클의 부식 시험이 실시된 각 샘플로부터 도장막 및 부식시험 사이에 생성한 부식 생성물을 제거하고, 강판에 발생한 최대 부식 깊이를 측정하였다. 이와 같이 측정한 최대 부식 깊이에 따라서 내천공성을 평가하였다. 평가 기준은 다음과 같다.

A : 최대 부식 깊이가 0.1㎜미만

B : 최대 부식 깊이가 0.1~0.2㎜미만

C : 최대 부식 깊이가 0.2~0.4㎜미만, 및

D : 최대 부식 깊이가 0.4㎜이상.

(b) 내블리스터성

상술한 내크레이터링성 시험에 있어서 실행한 것과 마찬가지로 하여 샘플의 각각의 표면상에 인산염 피막을 형성하고, 전착 도장에 의하여 인산염 피막 위에 10㎛의 두께를 가진 하부 도장막을 형성하였다. 그런다음, 이와 같이 형성된 하부 도장막 위에 두께 35㎛의 중간 도장막 및 두께 35㎛의 상부 도장막을 형성하였다. 이어서, 이와 같이 형성된 3층의 도장막에 노치를 형성하였다. 이와 같이 하여 노치를 형성한 3층의 도장막을 가진 각 샘플에 대하여 염수 분무 시험을 하였다. 즉, 각 샘플을 1년 동안 대기속에 노출시키고, 그 사이에 1주간에 2회 비율로 5wt.%의 염화나트륨 함유량을 가진 염수를 샘플에 분무하였다. 이어서, 염수 분무 시험후의 각 샘플의 노치의 한쪽에 있어서의 도장막의 최대 블리스터(blister)폭을 측정하고, 이와 같이 측정된 도장막의 최대 블리스터 폭에 따라 내발포성을 평가하였다. 평가 기준은 다음과 같다.

A : 최대 블리스터 폭이 1㎜미만인 경우

B : 최대 블리스터 폭이 1㎜~2㎜미만인 경우

C : 최대 블리스터 폭이 2㎜~2.5㎜미만인 경우

D : 최대 블리스터 폭이 2.5㎜이상인 경우

제1표로부터 명백한 바와 같이 본 발명 샘플 No.1~No.54는 어느 것이나 0.16이하의 마찰계수를 가지고 있으므로 윤활성이 우수하였다.

본 발명 샘플 No.1~No.54는 어느 것이나 내크레이터링성이 A로 평가되고 있는 바와 같이 샘플의 중앙부에 있어서의 직경 40㎜의 원내에 발생한 클레이터수가 10개 이내로 나타난 바와 같이 도료 적합성이 우수하였다.

내식성을 나타낸 내천공성 및 내블리스터성에 관하여는 본 발명 샘플 No.34 및 No.35가 약간 불량하였으나, 그 밖의 본 발명 샘플은 우수하였다.

본 발명 샘플 No.34 및 No.35의 각각이 본 발명 샘플 No.1~No.33 및 No.36~No.54의 각각 보다도 내식성에서 약간 불량한 것은 본 발명 샘플 No.34 및 No.35의 각각의 아연 전기 도금층의 도금량이 본 발명 샘플 No.1~No.33 및 No.36~No.54의 각각에 아연 전기 도금층의 도금량 보다도 적었다고 하는 사실에 기인하고 있었다.

위의 설명으로부터 명백한 바와 같이 본 발명 샘플 No.1~No.54는 어느 것이나 윤활성, 내식성 및 도장 적합성의 모두에 있어서 우수하였다.

이에 대하여 제2표로부터 명백한 바와 같이 비교용 샘플 No.1~No.7은 본 발명 샘플 No.1~No.54의 각각이 가진 다음 3가지의 장점, 즉 (i) 윤활성 시험에 있어서의 마찰계수가 0.16이하일 것, (ii) 내식성 시험에 있어서의 최대 블리스터 폭이 2.5㎜미만이고 최대 부식 깊이가 0.4㎜미만일 것, 및 (iii) 내크레이터링성 시험에 있어서의 도장 적합성을 나타낸 크레이터 수가 10개 이내일 것. 등을 동시에 구비한 것은 없었다.

즉, 단일층으로서의 아연 전기 도금층을 가지고 그 표면에 강판용 방청유를 도포한 비교용 샘플 No.1은 0.3이라고 하는 큰 마찰계수를 가지고 있었다. 상층으로서의 니켈 전기 도금층이 본 발명의 범위밖의 낮은 도금량을 가진 비교용 샘플 No.2는 0.28의 큰 마찰계수를 가지고 있었다. 상층으로서의 니켈 전기 도금층이 본 발명의 범위밖의 높은 도금량을 가진 비교용 샘플 No.3은 내천공성 및 내블리스터성에서 불량하였다. 상층으로서의 전기 도금층이 아연을 함유하고 있는 점에서 본 발명의 범위밖인 상층으로서의 Zn-Fe합금 전기 도금층을 가진 비교용 샘플 No.4 및 상층으로서의 Zn-Fe합금 전기 도금층을 가진 비교용 샘플 No.5는 어느 것이나 내크레이터링성에 있어서 불량하였다. 하층으로서의 아연 전기 도금층이 본 발명의 범위밖의 낮은 도금량을 지닌 비교용 샘플 No.6은 내천공성 및 내블리스터성에서 불량하였다.

더욱이, 비교용 샘플 No.7의 단층으로서의 아연 전기 도금층 위에 고점도 윤활유(일본국의 NIPPON QUAKER CHEMICAL사제의 상품명 : FERROCOTE 61-MAL-HCL-1)를 도포하고, 이와 같이 그 아연 전기 도금층 위에 고점도 윤활유를 도포한 비교용 샘플 No.7에 대하여 상술한 윤활성 시험을 하였다. 상기한 비교용 샘플 No.7은 0.11의 마찰계수를 가지고 있었다. 이러한 사실로부터 그 제거 작업이 용이한 방청유가 표면에 도포된 본 발명 샘플 No.1~No.54는 그 제거 작업이 극히 곤란한 고점도 윤활유가 표면에 도포된 비교용 샘플 No.7에 있어서와 실질적으로 동일한 윤활성을 가지고 있었음이 확인되었다.

이상 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면 윤활성, 내식성 및 도장 적합성이 우수한 2개의 도금층을 가진 도금 강판을 제공할 수 있고, 따라서 많은 공업상 유용한 효과를 가져 오게 된다.

Claims (22)

1. (가) 강판과 (나) 상기 강판의 적어도 한쪽 표면상에 형성되어 있고, 강판의 한쪽 면당 25~150g/㎡의 범위내의 도금량을 가진 아연 도금층, 및 (다) 상기 아연 도금층 위에 형성되어 있고, 크롬, 망간, 철, 코발트 및 니켈로 된 군으로부터 선택된 적어도 한가지 성분으로 되어 있으며, 강판의 한쪽 면당 1~10g/㎡의 범위내에 도금량을 가진 전기 도금층으로 되어 있음을 특징으로 하는 2개의 도금층을 가진 윤활성, 내식성 및 도장 적합성이 우수한 도금 강판.
2. 제1항에 있어서, 아연 도금층은 아연 전기 도금층임을 특징으로 하는 도금 강판.
3. 제1항에 있어서, 아연 도금층은 아연 용융 도금층임을 특징으로 하는 도금 강판.
4. 제1항 내지 제3항중의 어느 한 항에 있어서, 전기 도금층은 크롬으로 되어 있음을 특징으로 하는 도금 강판.
5. 제1항 내지 제3항중의 어느 한 항에 있어서, 전기 도금층은 망간으로 되어 있음을 특징으로 하는 도금 강판.
6. 제1항 내지 제3항중의 어느 한 항에 있어서, 전기 도금층은 철로 되어 있음을 특징으로 하는 도금 강판.
7. 제1항 내지 제3항중의 어느 한 항에 있어서, 전기 도금층은 코발트로 되어 있음을 특징으로 하는 도금 강판.
8. 제1항 내지 제3항중의 어느 한 항에 있어서, 전기 도금층은 니켈로 되어 있음을 특징으로 하는 도금 강판.
9. 제1항 내지 제3항중의 어느 한 항에 있어서, 전기 도금층은 철 및 코발트로 되어 있음을 특징으로 하는 도금 강판.
10. 제1항 내지 제3항중의 어느 한 항에 있어서, 전기 도금층은 철 및 니켈로 되어 있음을 특징으로 하는 도금 강판.
11. 제1항 내지 제3항중의 어느 한 항에 있어서, 전기 도금층은 철 및 망간으로 되어 있음을 특징으로 하는 도금 강판.
12. 제1항 내지 제3항중의 어느 한 항에 있어서, 전기 도금층은 철 및 크롬으로 되어 있음을 특징으로 하는 도금 강판.
13. 제1항 내지 제3항중의 어느 한 항에 있어서, 전기 도금층은 코발트 및 니켈로 되어 있음을 특징으로 하는 도금 강판.
14. 제1항 내지 제3항중의 어느 한 항에 있어서, 전기 도금층은 코발트 및 망간으로 되어 있음을 특징으로 하는 도금 강판.
15. 제1항 내지 제3항중의 어느 한 항에 있어서, 전기 도금층은 코발트 및 크롬으로 되어 있음을 특징으로 하는 도금 강판.
16. 제1항 내지 제3항중의 어느 한 항에 있어서, 전기 도금층은 니켈 및 망간으로 되어 있음을 특징으로 하는 도금 강판.
17. 제1항 내지 제3항중의 어느 한 항에 있어서, 전기 도금층은 니켈 및 크롬으로 되어 있음을 특징으로 하는 도금 강판.
18. 제1항 내지 제3항중의 어느 한 항에 있어서, 전기 도금층은 망간 및 크롬으로 되어 있음을 특징으로 하는 도금 강판.
19. 제1항 내지 제3항중의 어느 한 항에 있어서, 전기 도금층은 철, 코발트 및 니켈로 되어 있음을 특징으로 하는 도금 강판.
20. 제1항 내지 제3항중의 어느 한 항에 있어서, 전기 도금층은 철, 망간 및 크롬으로 되어 있음을 특징으로 하는 도금 강판.
21. 제1항 내지 제3항중의 어느 한 항에 있어서, 전기 도금층은 철, 니켈 및 크롬으로 되어 있음을 특징으로 하는 도금 강판.
22. 제1항 내지 제3항중의 어느 한 항에 있어서, 전기 도금층은 니켈, 망간 및 크롬으로 되어 있음을 특징으로 하는 도금 강판.