KR930009994B1 - 도금성과 용접성이 뛰어난 표면 처리강판 및 그 제조방법 - Google Patents

도금성과 용접성이 뛰어난 표면 처리강판 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

도금성과 용접성이 뛰어난 표면 처리강판 및 그 제조방법
본 발명은 스폿 용접시의 연속 용접성을 개선시킨 Zn 또는 Zn계 합금 도금 강판에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 상기 용접성이 뛰어난 표면 처리 강판을 제조하는 방법 및 특히 고장력 강등의 도금시키기가 어려운 강판이더라도 도금이 되지 않는 성질이 발생하지 않는 도금성이 뛰어난 표면 처리강판의 제조방법에 관한 것이다.
Zn 또는 Zn계 합금 도금 강판은 차체 방청 필요상 자동차 차체에 널리 쓰이고 있다. 그러나, 차체의 조립공정의 스폿용접시 도금층과 Cu계 전극 접촉부에서 도금층의 용융이 발생하고 전극과 기판의 용착이 발생하여 상기 도금 강판은 냉연 강판과 비교하여 용접 가능한 전류 범위가 좁아지는 문제가 있다. 동시에 Zn 의 용융은 Cu계 전극을 침식하여 전극 손상을 촉진하므로 연속 용접성이 떨어져서 전극의 교환과 드레싱을 위한 작업 효율을 저하시키는 문제가 있다.
Zn계 또는 Zn계 합금 강판의 용접성을 향상 시키는 방법으로서 예를들어 일본특개소 55-110183호, 일본특개소 60-63394호 공보와 같이 도금 표면에 Al2O3등의 산화를 피막을 생성시켜 그 산화물의 고융점 및 전기저항을 이용하여 용접성을 향상시키는 동시에 전극과 Zn의 접촉을 방해하여 용해로 인한 손실을 방지하고, 전극의 수명 연장을 도모하는 것이 개시되어 있다.
그러나, 전술한 Zn 또는 Zn계 합금 도금강판 표면에 산화물을 형성하는데 따른 용접성의 개선은 아직 공업적 규모로는 만족할만한 효과를 얻을 수 없을 뿐만 아니라, 인산염 처리성, 도장성, 다음 공정에서의 작업성과 제품 성능을 해치는 문제가 있었다.
한편, 용융 아연 도금강판과 합금화 용융 아연 도금 강판은 내식성이 뛰어나므로 자동차 차체 부품과 가전제품등의 의장재에 널리 이용되고 있다. 특히, 합금화 용융 아연 도금 강판은 도장 밀착성 및 도장후 내식성이 뛰어나므로 자동차용 방청 강판제로서의 수요가 급증하고 있다. 그런데, 최근 이러한 용융아연 도금 강판에 대한 성능에도 새로운 사회정보의 변화에 따라 종래에 없는 특성이 요구되고 있다.
예를들어, 지구 환경문제, 특히 탄산가스 감소 대책으로부터 자동차의 연비 향상이 필요해져서 그 가장 유효한 방법으로서 차체의 경량화가 긴급한 문제로 되어 있다. 즉, 선형 가공성과 용접성, 내식성등을 저해하는 일없이 판두께를 얇게할 수 있는 자동차용 고강도 합금화 용융 아연 도금 강판이 요망되고 있다.
이러한 요구에 부응하려면 Ti, Nb, B를 1종류 또는 2종류 이상 첨가한 극저 탄소강에 성형 가공성을 저해하는 일없이 강판 강도를 높일 수 있는 P, Si, Mn, Cr등의 합금 원소중 1종류 또는 2종류 이상의 첨가가 필요해진다. 그러나, 전술한 P, Si, Cr등의 원소는 산화되기 쉽고 환원되기 어려우므로 연속 용융 아연 도금 제조라인(가령, 젠지미아리인)의 소둔 공정에서 안정된 산화물을 형성하고 또한 산화물의 아래에는 전술한 원소가 농화되는 경향이 있다.
이 산화물은 환원성 가스 분위기 중에서 소둔하더라도 충분히 환원되지 않고 불균일하게 잔류한다. 따라서, 소둔, 냉각후의 용융 아연 도금시에 도금 습성이 저해되어 점모양의 도금결함이 현저할때에는 커다란 불도금부가 발생하거나 비록 불도금이 아니라도 도금 밀착성이 현저히 약화되는 문제가 있다.
또한, 합금화 용융 아연 도금 강판에는 이들 원소의 불균일한 잔류는 합금화의 불균일하게 하여 도금 표면에 요철 모양이 생기며, 심한 것은 눈으로 봐서 알 수 있는 하얀 줄기와 검은 기로 지칭되는 줄기 형상의 얼룩이 발생되는 문제가 알려져 있다.
그래서, 이렇게 도금이 되기 어러운 강판에 용융아연 도금과 합금화 용융 아연 도금 처리를 하는 경우, 불도금 방지와 밀착성 불량 방지 및 균일 합금화(줄기 얼룩방지)를 도모하기 위해 사전에 강판 표면에 각동 전처리를 하는 개선법이 제안되어 있다.
가령, 일본특개소 55-43629호 공보에는 Cu 도금처리를 하는 방법에 개시되어 있고 특히 일본 특개소 55-131165호 공보에는 Ni 도금 처리를 하는 방법이 개시되어 있다. 또한, 일본 특개소 57-70268호 공보, 일본특개소 57-79160호 공보에는 Fe 도금 처리하는 방법이 개시되어 있다. 그러나, 이러한 방법을 상용화 하려면 여러가지 문제가 있다. 즉, 강판에 Cu 를 프리 도금하면 용융 아연 도금시 Zn 도금욕속에 Cu가 용출하여 Zn욕을 오염시키는 문제가 있다.
Ni는 Cu와 마찬가지로 용출에 의해 Zn욕을 오염시킬 뿐만 아니라, 합금화 용융 아연 도금 강판에서는 합금화 반응속도를 과도하게 촉진시켜 심할때에는 용융 아연 도금시에 합금화가 시작되어 합금화도의 조절이 매우 곤란하다는 문제가 있다.
한편, Fe 도금은 Cu, Ni 도금과 같은 Zn욕의 오염 문제는 없지만, Fe단체 도금만에서는 그 효과가 매우 적다는 문제가 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 전술한 종래 기술의 결점을 해소하여 용접성은 물론 화성 처리성 및 도장성도 뛰어난 표면리 강판을 제공하려는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 P, Si, Mn, Cr 등의 원소를 함유하는 도금 시키기가 어려운 고장력 강판으로서, 이들 원소의 표면 농화와 산화물의 생성을 억제하여 전기 도금 또는 용융 아연 도금시에 불도금과 도금밀착 불량이 없는 전기 도금 또는 아연계 용융 도금 강판을 안정되게 제조할 수 있는 방법을 제공하는데 있으며, 합금화 용융 아연 도금 강판에서는 불도금 및 줄기 얼룩이 없는 합금화층을 가진 강판을 안정되게 제조할 수 있는 방법을 제공하는데 있다.
본 발명자들은 Zn 또는 Zn계 합금 도금 강판이 스픗 용접성에 영향을 미치는 요인에 대하여 상세한 실험과 검토를 한결과, 도금처리전의 강판(이하 '바탕강판'이라한다.)의 성분조성, 특히 탄소 농도가 크게 영향을 미쳐 바탕 강판중의 탄소 농도가 낮을수록 스풋용접성이 나빠지는 것을 발견하기에 이르렀다.
스풋 용접성 개선 필요성이 크다는 것은, 자동차등의 복잡한 가공을 거치는 디프 드로잉(deep drawing)용 강판인데, 그 바탕 강판중의 탄소 농도는 극저 탄소 영역(C≤0.01%)인 것이 보통이다.
그러나, 바탕 강판중의 탄소 농도는 강판에 필요한 강도와 가공성 면에서 결정되는 것이며, 이것을 스풋 용접성 개선만을 위해 변경하는 것은 곤란하다.
그래서, 바탕 강판의 재질 특성에 영향을 미치는 일이 없으며, 또한 탄소 농도가 높은 강판을 사용한 아연 또는 아연계 합금도금 강판과 동등한 스폿 용접성을 가진 강판을 얻기 위해 더욱 검토를 거듭하여 마침내 본발명을 완성하게 되었다.
또한, 본 발명자들은 용융 아연 도금에 앞서 사전에 강판 표면에 일정 이상의 부착성과 C 함유량을 가진 Fe-C계 도금처리를 함으로써 연속 용융 아연 도금 라인에서의 소둔 공정에서 강중 원소의 표면 농화와 산화를 매우 효과적으로 방지할 수 있다는 새로운 사실을 알았다.
그 결과로서, 사전에 강판 표면에 일정 이상의 부착량과 C 함유량을 가진 Fe-C계 도금처리를 함으로써 불도금성이 없이 밀착성이 양호한 아연계 용융도금 강판과 불도금이없이 합금화가 균일하여 줄기 얼룩이 발생하지 않는 합금계 용융아연 도금 강판을 얻을 수 있다는 것을 발견하여 본 발명을 완성하였다.
즉, 본 발명은 극저 탄소 강판의 적어도 한쪽면에 아연 도금층 또는 아연계 합금 도금층을 피착 시킨 강판에 있어서 상기 도금층과 바탕 강판과의 사이에 Fe-C 도금층 또는 그 도금층의 확산에 의한 탄소 농도가 상대적으로 높아지게 된층(이하 'C농화층(濃化層)'이라 한다)을 갖는 것을 특징으로 하는 용접성이 뛰어난 표면 처리 강판을 제공하는데 있다.
여기서, Fe-C 도금층의 부착량이 0.01g/㎡ 이상 10g/㎡이하, Fe-C 도금층 C 농화층중의 C함유율이 10중량% 이하인 것이 적합하다.
또한, 본 발명은 강판 표면에 부착량이 0.01g/㎡ 이상 10g/㎡이하 C함유율이 0.01중량% 이상 10중량% 이하의 Fe-C 계 도금 처리를 한 뒤 아연 또는 아연계 합금 도금하는 것을 특징으로 하는 용접성 및 도금성이 뛰어난 표면 처리 강판의 제조 방법을 제공하는 것이다.
그리고, Fe-C 도금후 소둔해도 좋다. 여기서, 아연 또는 아연계 합금 도금은 용융 아연 도금, 용융 아연 도금 합금화 처리한 것 및 전기도금이다. 이 방법은 극저 탄소 강판에 특히 유효하다.
아래에 본 발명은 더 상세히 설명한다. 우선, 용접성이 뛰어난 표면 처리 강판에 대하여 설명한다.
본 발명의 대상으로 하는 강판은 극저 탄소 강판(C〈0.01중량%)이다.
그 이유는 이러한 강판에 아연 또는 아연계 합금강판이 현재로서는 스폿 용접성이 나빠서 개선 요청이 강한 것이기 때문이다. 또한, 강판중의 C 이외의 다른 성분 조성에 대해서는 특히 한정되는 것은 아니다. 도금층으로서 아연 도금 또는 아연계 합금 도금으로 한정하는 이유는 아래와 같다.
Zn 또는 Zn계 합금 강판의 스풋 용접성이 좋지 않은 것은, 전극과 용융된 도금성분이 형성되는 전극상의 Zn 합금이 저융점인 것에 기인하고 있다. 따라서, 이러한 Zn는 Zn 합금시에 본 발명은 그 효과를 발휘하는 것이다.
이러한 아연 도금으로서는 전기 아연 도금, 용융 아연 도금, 중착아연 도금, 또한 아연계 합금 도금으로서는 전기 아연-니켈 합금도금, 전기아연-망간 합금 도금, 전기아연-크롬 합금도금, 전기아연-철합금 도금등의 전기아연 합금 도금과 합금화 용융 아연 도금, 용융아연-Al 합금 도금등의 용융계 도금 또는 아연과 다른 원소와의 합금 중착 도금등을 대표적으로 들 수 있다.
또한, 이러한 아연 또는 아연게 합금위에 적절한 Fe계 도금과 아연계 도금 처리를 한 2층 도금도 본 발명의 범위에 포함된다. 기타, SiO2, Al2O3, TiO2등의 세라믹 미립자 및 유기 고분자등을 아연 또는 아연 합금도금중에 분사시킨 분산 도금 강판이 있다.
본 발명은 이러한 전극을 소모되기 쉬운 용접이 낮은 Zn 도금 또는 Zn계 합금 도금을 가진 강판에서 상기 도금과 바탕 강판의 계면에 Fe-C 도금을 미랑 처리 하므로서 용접시의 적극의 수명 연장을 도모할 수 있다.
이러한 효과를 발휘시키기 위해 유효한 Fe-C도금중의 C함유율은 0.01중량%이상이 바람직하다. 또한, C함유율이 10%를 초과하더라도 효과가 포화되어 버려 그 이상의 개선은 기대할 수 없다.
또한, 이러한 Fe-C 도금의 효과는 그 부착량이 0.01g/㎡이상에서 발현한다. 그러나, 10g/㎡를 초과하여 Fe-C 도금처리를 하더라도 효과가 그 이상 향상되지 않을 뿐만 아니라 도금을 하는데 걸리는 시간이 길어져서 조업성이 떨어지는 제가 발생한다.
Zn 또는 Zn계 합금 도금층과 바탕 강판 사이에 Fe-C 도금층을 만드는 방법은, 전기 도금등의 습식 방법과, 증착 도금등의 건식 방법에 따르더라도 좋은데, 제조설비중에서 단시간에 계속되는 공정중에 처리하는 경우에는 전기 도금 방법이 적당하다.
용융 도금 방법으로 얻어지는 도금재에 대해서는 Fe-C 도금을 강판의 소둔을 하기전 또는 소둔후에 처리하고, 그 후에 Zn 또는 Zn계 합금 도금 처리를 하면 좋다.
이어서, 용접성 및 도금성이 뛰어난 표면 처리 강판의 제조 방법에 대하여 설명한다. 이하의 설명은 주로 용융 아연 도금 강판 또는 합금화 용융 아연 도금 강판에 대하여 실행되는데, 본 발명은 이것에 한정되지 않으며, Zn 또는 Zn계 합금도금 강판에 대해서도 포함하여, 다른 방법에 의한 아연 또는 아연계 합금도금도 당연히 포함되는 것이다.
본 발명의 용융 아연 도금 강판 및 합금화 용융 아연 도금 강판의 제조방법에 적용할 수 있는 도금용 소재 강판으로서는 강판 이라면 무엇이든 좋지만, 용융 아연 도금성을 저해하는 P, Si, Mn, Cr, Al 등을 첨가한 모든 도금 되기 어려운 강판에 본 발명은 유효하다.
특히, 현지 자동차용 디프 드로잉 방청 강판용으로서 널리 사용되고 있는 Ti 단독 또는 Ti, B, Nb등을 1종이상 첨가한 극저 탄소강에는 P, Si, Mn을 첨가한 고장력 강판에 대하여 본 발명은 더욱 적합하다.
본 발명의 특징은 사전에 도금되지 어려운 강판 표면에, C를 0.01-10중량% 이하 함유하고, 부착량이 0.01-10g/㎡의 Fe계 피복을 행한 뒤, 연속 융용 아연 도금 라인에서 아연계 용융 도금 강판 및 합금화 용융 아연 도금 강판을 제조하는데 있다.
여기에서 아연계 용융 도금 강판이란 0.01-60중량%의 Al을 함유하는 욕으로 도금을 하는 강판으로서, 스팽글 조정등을 위해 Pb, Sb, Sn, Mg, Bi, Si등을 2중량%이하 함유하더라도 본 발명을 저해하는 것은 아니다.
또한, 합금화 용융 아연 도금 강판이란 0.2%중량 이하의 Al을 함유하는 욕으로서 용융 아연 도금후 즉시 합금화로에 일정 시간 가열 유지시켜 Zn-Fe의 합금으로 하여 Fe 함유율을 8-12중량%로 한 강판이다. 이 경우에도 욕중에 Pb, Sb, Sn, Mg, Bi, Si등이 2중량% 이하 함유되어도 본 발명을 저해하는 것은 아니다.
본 발명에서의 Fe-C 도금중의 C는 소둔 공정에서의 강중 원소이 표면 농화와 그 산화를 저지하기 위해서는 필수이며, C를 함유하지 않는 Fe도금에서는 불도금 발생과 가장 관계가 깊은 P, Si, Cr의 표면 농화를 저지할 수 없다.
이러한 C의 작용 이유는 학리적으로 현재 완전히 해명되어 있지 않지만, C를 함유하고 있는 Fe계 도금층 또는 C 농화층은 강중에서의 원소의 확산 장벽으로서 작용하거나, 또는 C가 환원재로서 작용하여 강판 표면 근방의 산소 분압을 저하시키므로서 표면 농화 및 산화를 방지하기 때문인 것으로 추정된다.
또한, 용접성만을 개선시키는 것이라면 강판 표면에는 Fe-C 도금층을 형성하는 것만으로 좋다.
이경우, Fe-C층을 소둔해 의해 반드시 C 농화층으로 할 필요는 없다. 또한, 상기의 C를 함유하는 Fe계 도금이란 Fe-C 2원소 외에 Fe-C 를 주성분으로 하여 P, B, S, O, Zn, Mn, Mg, W, Mo, Ni, Co, Cr, Cu, Ti, V, Sn, Sb, As, Pb, In, Ca, Ba, Sr, Si, Al, Bi등 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 원소를 함유하는 것도 포함한다, 이러한 원소를 1종 또는 2종 이상 함유하더라도 그 총량이 10량% 이하라면 본 발명의 효과를 저해하지 않는다.
상기 Fe-C계 도금의 도금 부착량을 0.01-10g/㎠, C 함유율을 0.01-10중량%로 한정하는 이유는 도금 부착량이 0.01-10g/㎠ 미만이며, 또한 C함유율이 0.01중량% 미만에서는 아연계 용융 도금 강판에 불도금, 밀착 불량이 발생하고 합금화 용융아연 도금 강판에서는 불도금과 줄기 얼룩이 발생하여 도금의 효과가 나타나지 않기 때문이다.
또한, 도금 부착량이 10g/㎠를 초과하고, C함유율이 10중량%를 초과하며 그 효과가 포화되어 버려 제조단가도 상승하여 경제적이지 못하므로 상한을 정하였다.
그결과 실제조업에서의 안정성과 경제성을 감안하면 도금 부착량으로서는 1-5g/㎠, C함유율로서는 0.5-5중량%가 더욱 바람직하다. 본 발명에서 상기 Fe-C계 도금은 전기 도금법(용융염 전기 도금법을 포함), 무전해 도금법, 이온 플레이팅법, 진공 증착법 등의 방법으로 처리할 수 있다.
이중에서도 수용액계 전기 도금법은 효율성 있게 강대 전면에 대하여 균일하게 도금할 수 있어서, 계속되는 공정중에 처리하는 것이 용이하므로, 본 발명에 적용하는데 적합하다. 이 경우에는 Fe 이온을 포함한 염화물욕, 황산 염욕 또는 이들의 혼합액을 사용할 수 있다.
C를 도금속에 함유시키려면 도금액 속에 구연산 3칼륨, 사탕 수수설탕등의 가용성 당류, 글리세린 또는 고급알콜류를 첨가함으로써 가능하다.
또한, 도금 처리는 연속 용융 아연 도금 설비의 가열전에 계속되는 공정중에 처리해도 좋으며, 또한 계속되는 공정외에서도 처리할 수 있는데, 계속되는 공정중의 처리쪽의 제조단가가 싸다.
또한, 소둔 공정이 없는 아연계 용융 도금 강판과 합금화 용융 아연 도금 강판의 제조법인 경우, 가령 플랙스법에 의한 경우에도 본 발명은 유효하다.
본 발명법에 따라 제조된 아연계 용융 도금 강판의 내식성은 전 도금에 의해 약화되는 일이 없으며, 불도금부가 없으므로 내식성이 보다 향상된다.
또한, 합금화 용융 아연 도금 강판은 자동차용 방청 강판으로서의 사용이 많은데, 이 경우 강판의 성형 가공성, 스폿 용접성, 화성 처리성, 도장성 및 내식성이 뛰어나야 한다.
본 발명에 따른 합금화 용융 아연 도금 강판은 모두 성능이 종래의 저강도 강판을 이용한 합금화 용융 아연 도금강판등 더 우수한 특성을 가지며, 특히 극저 탄소 강판에서는 스폿 용접성이 현저하게 향상된다. 또한, 성형 가공성, 화성 처리성은 본 발명법으로 제조하여 합금화 용융 아연 도금 강판의 상층에 재차 Fe-Zn, Fe-P, Fe-Mn, Fe-B 등의 Fe계 도금을 피복함으로써 향상 시킬 수 있다, 이어서 본 발명을 실시예에 의거하여 구체적으로 설명한다.
[실시예 1]
강중에 C를 0.002중량%을 함유하는 극저 탄소강(판두께 0.7㎜)의 피소둔재 및 소둔재를 통상의 전기 도금 전처리인 탈지, 산세정을 한뒤 아래의 전기 도금방법으로 Fe-C 도금층을 형성시켰다.
[욕]
FeCl2·nH2O 200g/l
구연산 3칼륨 2수화물 100g/l
60℃, pH 1.5
[도금조건]
전류밀도 50A/dm2
도금 시간을 변화시켜 부착량을 변화시켰다. 또한 C함유율은 구연산 3칼륨 첨가량을 변화 시킴으로써 변화시켰다. 강판은 Fe-C 도금 처리를 한 뒤 수세, 건조시키고 이어서 Zn 또는 Zn계 합금 도금을 아래 방법으로 실시하였다.
[전기 Zn계 도금]
·욕조성 ZnCl2: 200g/l
KCl : 200g/l
pH : 4
·욕온도 : 60℃
·도금부착량 : 70g/m2
[전기 Zn-Ni 도금]
·욕조성 ZnCl2: 300g/l
NiCi2·6H2O : 85g/l
KCl : 350g/l
pH : 4.5
·욕온도 : 60℃
·도금부착량 : 30g/m2
·도금중의 Ni함유량 : 12.5wt%
[용융 Zn 도금]
·도금전강판 소둔 조건
온도상승속도 : 10℃/초
가열온도 : 850℃
유지시간 : 30초
온도하강속도 : 20℃/초
노내의 분위기 : N2+15%H2(노점 0℃)
·응용 Zn 도금 조건
욕온도 : 470℃
Al함유율 : 0.20wt%
도금부착량 : 100g/m2(한쪽면당)
[합금화용융 Zn 도금]
·도금전 강판소둔 조건
상기 용융 Zn 도금과 동일
·용융 Zn 도금 조건
욕온도 : 470℃
Al함유율 : 0.15wt%
도금부착량 : 45g/m2(한쪽면당)
·합금화 열처리 조건
합금화 온도 : 480℃
합금화 시간 : 10∼50초
도금중의 Fe 함유율 : 10wt%(합금화 시간을 바꾸어 조제)
또한 이하에 용접성, 내수 2차 밀착성 평가방법을 나타내었다.
[용접성]
전극
유형 : CF
선단지름 : 4.5㎜
Figure kpo00001
선단각도 : 120°
외경 : 13㎝
Figure kpo00002
재질 : Cu-Cr
용접조건
용접전류 : 8.8KA
통전시간 : 10 사이클
가압력 : 170kgf
가압조건
총전전 : 30 사이클
업다운 슬로프 : 없음
스릇 용접성은 상기 조건으로 연속하여 타점한 경우 평균 나겟지름이 4.5t(t:판두께)이 될때의 타점수로 평가한 결과를 표 1에 나타내었다.
[내수 2차 밀착성]
각종 강판 시료(70㎜×150㎜×두께 0.7㎜)에 자동차 자체 제조 공정을 가상하여 아래의 도장처리를 하였다.
(1) 인산아연 처리(일본 파카라이징사제, 필본드 L3020 처리액 사용)
(2) 양이온 전착도장(일본 페인트사제, 파워톱 U-100 도료사용, 250V, 막두께 20㎛)
(3) 중간도장(간사이 페인트사제, 자동차용 중간도장 도료사용, 막두께 35-40㎛)
(4) 덧칠도장(간사이 페인트사제, 자동차용 덧칠도료사용, 막두께 35-40㎛)
도장후의 강판을 탈이온수(50℃)로 240시간 침지직후 2㎜ 평방의 바둑판 박리 시험을 하였다, 평가는 2㎜ 형방내에 50%이상 도장이 잔존하고 있는 갯수를 세어서 전체의 2㎜ 평방의 갯수로 나눈 도장 잔존율(%)을 측정하는 것으로 이루어졌다, 표 1에는 Fe-C 도금을 한 경우의 발명예가 나타나 있다. Fe-C 도금을 하지 않은 비교예의 경우 전기 Zn 도금, 합금화 용융 Zn 도금 모두 전극 수명이 짧다. 한편 이즐 강판의 Zn계 도금 모재 계면에 Fe-C 도금을 실시하므로서, 전극 수명이 현저하게 연장됨을 알 수 있다.
[실시예 2]
C : 0.002중량% Si : 1.0중량%
Mn : 3.0중량% P : 0.15중량%
의 화학성분을 가진 강율, 종래 기술의 방법에 따라, 연속 주소에 의해 슬리브(slab)를 만들어 가열온도 1180∼1280℃, 마우리 온도 870∼930℃, 감기온도 500∼600℃의 범위에서 판두께 2.8㎜로 열간압연하고 산세한 후 판두께 0.7㎜로 냉간 압연하였다.
이 냉연강판에 대해 탈지 및 염산을 이용한 활성화 처리를 한 뒤, 실시예 1에서 나타낸 조건으로 Fe-C의 전기도금을 한 뒤 실시예 1과 마찬가지로 소둔 및 용융아연 도금을 하였다.
얻어진 용융 아연도금 강판에 대하여 육안에 의한 외관검사, 듀총, 충격 밀착성 시험 및 염수 분무시험(JISZ2371)을 하였다.
그 결과를 표 2에 나타내었다. 각 시험의 평가기준은 표 2아래에 병기하였다. 표 2에서 밝힌 바와같이 본 발명법에 의해 제조된 용융 도금강판은 불도금 부분의 발생이 없고 밀착성도 우수하다는 것을 알았다. 또 본발명법에 의해 제도된 아연계 용융도금 강판은 내식성도 보다 향상되는 것을 나타낸다.
[실시예 3]
실시예 2에서의 강을 이용하여 실시예 2와 마찬가지로 압연, Fe-C 도금 및 수둔을 행한후 실시예 1과 마찬가지로 용융 아연도금과 합금화 열처리를 행하여 합금화 용융 아연 도금 강판을 제작했다.
얻어진 합금화 용융 아연 도금강판에 대해서 육안에 의한 외관검사, 90도 구부렸다 핌에 따른 도금 밀착성 시험, 스픗 용접성 시험, 내수 2차 밀착성 시험 및 내식성을 행하였다. 내식성 평가시험은 전술한 방법에 따라 행하였다.
[내식성 시험]
실시예 1에서 나타낸 내수 2차 밀착성 평가시료와 마찬가지 방법으로 제작한 도장강판에 킷터 나이프로 도포막에서 지철에 달하는 상처를 내고서 염수분무 35℃×30분→건조 60℃×2.5시간→습윤 40℃ 90% RH×2.5시간→건조 60℃×2.5시간을 1싸이클로 하는 복합 싸이클 부식시험을 300일간 행하였다, 내식성의 평가는 상처부에서 진전되는 스캡폭으로 행하였다.
이상의 각종 시험결과를 표 3에 나타내었다.
표 3에서 밝힌 바와같이 본 발명법에 의해 제도된 합금화 용융 도금 강판은 불도금 부분의 발생이 없고 밀착성(파우더링성)도 우수하다는 것을 알았다. 또 본 발명법에 의해 제조된 아연계 용융 도금강판은 스폿 용접성과 내식성도 보다 향상되는 것으로 나타났다.
[실시예 4]
실시예 2에서의 강을 이용하여 실시예 2와 마찬가지로 압연후 P, B, S, Zn을 포함하는 Fe-C 도금을 실시하고 실시예 3과 마찬가지로 소둔, 용융 아연도금, 합금화 열처리를 행하여 합금화 도금강판을 제작했다.
이 경우 P, B, S, Zn은 실시예 2에 나타낸 Fe-C 도금욕에 각각 차아인산나트륨, 메타붕산 나트륨, 티오시안산 나트륨, 염화아연을 첨가함으로써 Fe-C 도금중에 함유시킨다.
그 함유율은 P, B, S, Zn순으로 각각 2중량%, 2중량%, 1중량%, 5중량% 이었다. 이 강판을 실시예 3에서와 마찬가지의 각종 시험을 실시하여 표 4에 나타낸 결과를 얻었다. 표 4에서 밝힌 바와같이 P, B, S, Zn의 총량이 10중량% 이하라면 본 발명의 효과를 저해하지 않는다는 것을 알았다.
[실시예 5]
실시예 2에서의 강판을 이용하여 실시예 2와 마찬가지로 압연후 Fe-C 도금을 실시하고 실시예 2와 마찬가지로 소둔을 행한후 실시예 1에서 나타낸 조건에서 전기 Zn-Ni 도금을 행하였다.
얻어진 도금 강판에 대해서 듀풍 충격 밀착성 시험 및 염수 분무시험(JIS Z2371)을 행하였다. 그 결과를 표 5에 나타내었다. 표 5에서 밝힌 바와같이 본 발명법에 의해 제조된 Zn-Ni 도금강판은 밀착성이 우수하고 내식성도 양호하다.
[표 1]
Figure kpo00003
비교예 6의 제조방법 : GA재를 노점 30℃의 노내에서 400℃×5초의 가열로 작성했다.
[표 2]
Figure kpo00004
(평가기준)
·도금외관 ○ : 불도금 부분없음 × : 불도금부분 있음
·밀착성 ○ : 박리없음 × : 박리있음
·내식성 ○ : 적색녹발생 100시간 이상
× : 적색녹발생 100시간 미만
[표 3]
Figure kpo00005
(평가기준)
·도금외관 ○ : 불도금 부분없음 × : 불도금부분 있음
·밀착성 ○ : 도금박리량 소 × : 도금박리량 대
·용접성 ○ : 용접타점수 3000점 이상
[표 4]
Figure kpo00006
(평가기준)
·도금외관 ○ : 불도금 부분없음 × : 불도금부분 있음
·밀착성 ○ : 도금박리량 소
× : 도금박리량 대
·용접성 ○ : 용접타점수 3000점 이상
× : 용접타점수 3000점 미만
·내수2차 ○ : 도막잔존율 100%
밀착성 × : 도막잔존율 100%미만
·내식성 ○ : 스캡폭 3㎜미만
× : 스캡폭 3㎜이상
[표 5]
Figure kpo00007
(평가비율)
·밀착성 ○ : 박리없음 × : 박리있음
·내식성 ○ : 적색녹 발생 100시간 이상
× : 적색녹 발생 100시간 미만
본 발명에 의하면 극저 탄소강판에 아연 도금과 아연율 70중량% 이상 함유하는 아연계 합금도금을 실시한 도금강판에 있어서 화성처리성과 도장성을 손상시키지 않고 용접성을 현저하게 개선시킬수 있다. 또 강판을 고장력화 하기 위해서 각종 원소를 첨가함으로써 용융아연 도금이 곤란하게 되어도 본 발명법을 적용한다면 우수한 특성을 가진 아연계 전기도금 강판과 아연계 용융도금강판, 합금과 아연도금 강판의 안정된 제조가 가능하게 된다. 특히 자동차의 경량화에 불가결한 고강도 아연계 전기도금 강판의 합금화 용융 아연 도금 강판을 안전되게 제조할 수 있다는데 의의가 크다.

Claims (14)

  1. 극저 탄소강판의 적어도 한쪽면에 아연도금층을 혹은 아연계 합금 도층금을 피착시킨 강판에 있어서, 전술한 도금층과 바탕 강판과의 사이에 Fe-C 도금층 또는 이 도금층의 확산에 의한 C 농화층을 가지는 것을 특징으로 하는 용접성이 우수한 표면처리 강판.
  2. 제 1 항에 있어서, Fe-C 도금층의 부착량이 0.01g/㎡이상 10g/㎡이하인 것을 특징으로 하는 용접성이 우수한 표면처리 강판.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 전술한 Fe-C 도금층 또는 C 농화층중의 C 함유율이 10중량%이하인 것을 특징으로 하는 용접성이 우수한 표면처리 강판.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 전술한 아연도금층 혹은 아연 합금 도금층이 전기도금, 용융 아연도금 또는 합금화 용융아연 도금에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 용접성이 우수한 표면처리 강판.
  5. 강판 표면에 부착량이 0.01g/㎡이상 10g/㎡이하에서 C 함유율이 0.01중량%이상 10중량% 이하의 Fe-C계도금을 실시한 후 아연 또는 아연계 합금도금을 행하는 것을 특징으로 하는 용접성 및 도금성이 우수한 표면처리 강판의 제조방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 전술한 아연 또는 아연계 합금도금인 것을 특징으로 하는 용접성 및 도금성이 우수한 표면처리 강판의 제조방법.
  7. 제 5 항에 있어서, 전술한 아연 또는 아연계 합금도금이 용융아연 도금후 합금화 처리된 것을 특징으로 하는 용접성 및 도금성이 우수한 표면처리 강판의 제조방법.
  8. 제 5 항에 있어서, 전술한 아연 또는 아연계 합금도금이 전기도금인 특징으로 하는 용접성 및 도금성이 우수한 표면처리 강판의 제조방법.
  9. 제 5 항 또는 제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 전술한 강판이 극저 탄소강판인 것을 특징으로 하는 용접성 및 도금성이 우수한 표면처리 강판의 제조방법.
  10. 강판표면에 부착량이 0.01g/㎡이상 10g/㎡이하에서 C함유율이 0.01중량%이상 10중량% 이하의 Fe-C계 도금을 실시한 후 소둔처리를 행하고 이어서 아연 또는 아연계 합금도금을 실시한 것을 특징으로 하는 용접성 및 도금성이 우수한 표면처리 강판의 제조방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 전술한 아연 또는 아연계 합금도금이 용융아연 도금인 것을 특징으로 하는 용접성 및 도금성이 우수한 표면처리 강판의 제조방법.
  12. 제 10 항에 있어서, 전술한 아연 또는 아연계 합금도금이 용융아연 도금후 합금화 처리된 것을 특징으로 하는 용접성 및 도금성이 우수한 표면처리 강판의 제조방법.
  13. 제 10 항에 있어서, 전술한 아연 또는 아연계 합금도금이 전기도금인 특징으로 하는 용접성 및 도금성이 우수한 표면처리 강판의 제조방법.
  14. 제 10 항 내지 제 13 항중 어느 한 항에 있어서, 전술한 강판이 극저 탄소강판인 것을 특징으로 하는 용접성 및 도금성이 우수한 표면처리 강판의 제조방법.
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