KR950004777B1 - 내파우더링성이 우수한 아연-철 합금화 용융아연도금강판의 제조방법 - Google Patents

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내용 없음.

Description

내파우더링성이 우수한 아연-철 합금화 용융아연도금강판의 제조방법

제1도는 합금화 열처리온도에 따르는 합금층 구조를 나타내는 합금층 구조도.

본 발명은 연속식 용융아연도금강판 제조공정중 아연-철 합금화 용융아연 도금강판을 제조하기 위한 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 강판을 프레스 가공할때에 파우더링이 적은 아연-철 합금화 용융아연 도금강판을 제조하는 방법에 관한 것이다.

통상, 아연-철 합금화 용융아연 도금강판은 도장성 및 도장후의 내식성이 우수하여 자동차용으로 널리 사용되고 있으나, 프레스 가공시에 도금층이 분상으로 떨어지는 파우더링 현상이 큰 결점이 되고 있다.

파우더링 현상은 아연-철 합금도금층의 도금층 구조에 기인하며, 이를 해결하기 위해서는 아연-철합금층중 케피탈감마상 및 제타상의 생성이 억제되어야 하는데, 이에 대하여 간단하게 설명하면 다음과 같다.

아연-철 합금화 용융아연도금강판을 제조하기 위해 합금화 열처리를 행하는 경우 아연과 소지철과의 합금화 반응에 의해 제1도의 (a)와 같은 도금층 구조를 갖는다.

제1도에서 소지철 위의 케피탈 감마(Γ)상은 철성분을 18.5-23.5atm%로 함유하는 가장 취약한 상으로서 가공시 합금층의 분상박리를 일으키는 주요인이 되고 있다.

상기 케피탈 감마상위의 델타(δ)상은 철성분을 8.5-13atm% 함유하는 상으로서 케피탈 감마상에 비해 가공성이 우수하며, 또한, 마찰계수가 낮다.

그리고 상기 델타(δ)상위의 제타(ξ)상은 철성분을 6.7-7.2atm% 함유하는 상으로서 합금상중 연성은 가장 좋으나 마찰계수가 높아 가공시 합금층의 박리를 유발시키게 된다.

따라서, 내파우더링성을 최대한 향상시키기 위해서는 델타상만으로 구성되는 도금층이 가장 유리하게 된다.

그러나, 연속용융도금공정에서 아연-철 합금화 용융아연 도금강판은 강판을 용융아연 욕조를 통과시켜 아연도금한 후 강판표층의 아연 도금층이 완전히 굳기전에 직상부에 설치된 합금화 열처리로에서 도금층을 가열하므로서 용융상태의 도금층 아연과 소지의 철성분이 열확산 반응을 일으켜 제조되므로 특정한 상만을 형성시키는 것은 불가능하며, 따라서, 열처리 조건의 조정에 의해 케피탈 감마상과 제타상의 발달을 최대한 억제시키는 것이 유리하다.

상기한 파우더링 현상을 감소시키기 위한 종래 방법으로는 합금화 열처리를 저온에서 장시간 행하거나 또는 저주파 가열로를 설치하여 케피탈 감마상의 생성을 억제하는 방법등이 알려져 있다.

그러나, 전자의 방법에서는 저온에서 가열시 케피탈 감마상은 억제가 되나 도금층의 표면이 마찰계수가 높은 제타상으로 이루어지게 되어 가공시 마찰에 의한 합금층 박리현상이 생기는 문제점이 있다.

또한, 후자의 방법은 유도가열로를 설치하여야 하므로 에너지 사용량의 증가에 따른 원단위의 상승을 가져오고 기화된 아연이 유도가열로에 부착되어 정비보수에 상당한 비용이 수반되는 문제점이 있다.

본 발명자는 상기한 종래 방법들의 문제점들을 해소하기 위하여 연구와 실험을 행하고 그 결과에 근거하여 본 발명을 제안하게 된 것으로서, 본 발명은 용융 아연도금후에 합금화 열처리를 행하고 산세처리를 실시하므로서 내 파우더링성이 우수한 아연-철 합금화 용융아연도금강판을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.

이하, 본 발명에 대하여 설명한다.

본 발명은 통상의 아연-철 합금화 용융아연 도금강판의 제조방법에 있어서, 통상의 융융도금욕에서 용융 아연 도금한후에 합금화 열처리를 행한 다음, 산세처리하여 내파우더링성이 우수한 아연-철 합금화 용융아연도금강판을 제조하는 방법에 관한 것이다.

이하 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명은 통상의 용융도금욕에서 용융아연도금 한 후에 합금화 열처리를 행하게 되며, 이때의 열처리온도는 400-470℃로 제한하는 것이 바람직한데, 그 이유는 상기 열처리 온도가 400℃ 이하인 경우에는 합금화 반응이 일어나기 힘들어 아연-철 합금도금강판을 제조하기 곤란하며, 열처리 온도가 470℃ 이상인 경우에는 케피탈 감마층이 생성되어 파우더링성이 열화되기 때문이다.

또한, 상기 합금화 열처리시 열처리시간을 10-15초로 설정하는 것이 바람직한데, 그 이유는 열처리시간이 10초이하인 경우에는 합금화 반응이 충분히 일어나지 않아 아연-철 합금도금층이 생성되지 않을 위험이 있으며, 15초이상인 경우에는 제타상의 두께가 증가하여 산세처리의 부하가 증가되기 때문이다.

상기와 같이 400-470℃의 열처리 온도에서 10-15초 동안 열처리한 후 15-20℃/sec의 냉각속도로 냉각하는 것이 바람직한데, 그 이유는 냉각속도가 15℃/sec 이하인 경우에는 합금화 반응이 열확산 반응이므로 계속적인 확산반응에 의해 케피탈 감마상의 성장 및 생성이 지속되어 파우더링성이 열화되고, 20℃/sec 이상인 경우에는 케피탈 감마상의 생성 및 성장은 억제되나 급냉에 의한 합금층의 크랙을 유발시켜 파우더링성을 열화시키기 때문이다.

즉, 냉각속도가 15-20℃/sec인 경우에는 확산반응이 억제되어 케피탈 감마상의 생성 및 성장이 억제된다.

상기와 같이 합금화 열처리를 한 다음, 염산농도가 5-10wt%인 수용액에서 5-20초동안 산세처리를 행하는 것이 바람직한데, 그 이유는 염산농도가 5wt% 이하거나 또는 처리 시간이 5초 이하인 경우에는 제타상이 제거되지 않아 내식성은 우수하나 마찰계수가 감소되지 않아 파우더링이 형성되지 않고, 10wt% 이상이거나 처리시간이 20초 이상인 경우에는 제타상과 델타상의 일부가 제거되어 내 파우더링성은 향상되나 내식성이 떨어지기 때문이다.

산세처리 방법으로는 산세용적에 강판을 침적시켜 산세하게 침적법 및 산세용액을 강판에 분사하여 산세하는 분사법등 어느것이나 적용가능하나 그 중에서도 산세용액을 분사하고 동시에 브러쉬로 표면을 청정하는 방법이 가장 바람직하다고 할 수 있다.

즉, 본 발명은 400-470℃의 열처리 온도에서 10-15초 동안 열처리를 실시한 후에 15-20℃/sec의 냉각속도로 냉각처리하여 제타와 텔타상만으로만 구성된 합금층을 형성시킨 후 염산농도 5-10wt% 수용액에서 5-20초동안 산세처리를 행하여 표층의 제타상을 제거시켜 내파우더링성이 우수한 아연-철 합금화용융 아연도금강판을 제조하는 방법에 관한 것이다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.

[실시예]

Al : 0.12wt%, Pb : 0.04wt%, 및 Fe : 0.25wt%를 함유하는 아연 도금욕중에서 강판을 아연도금한 다음, 하기 표 1의 조건으로 합금화 열처리 및 산세처리를 한 후, 파우더링성과 내식성을 측정하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

또한, 하기 표 1중에서 비교재(1) 및 발명재(2)에 대해서는 합금화 열처리하고 산세처리하기전의 합금층 구조를 관찰하고, 그 결과를 제1도에 나타내었다.

하기 표 1의 파우더링성은 강판(시편)표면에 테이프를 접착한 후에 60° 굽힘시험후 도금층으로부터 테이프를 박리하여 테이프에 접착되어 박리된 아연도금층의 분말량으로 평가한 것이고, 내식성은 적청발생까지의 염수분무시험 시간으로 평가한 것이다.

[표 1]

상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 산세처리를 하지 않은 비교재(1) 및 산세처리시 염산농도가 5% 이하인 비교재(2-3)의 경우에는 제타상이 제거되지 않아 내식성은 우수하나 마찰계수가 감소되지 않아 파우더링성은 향상되지 않음을 알 수 있었다. 또한, 염산농도가 5%이고, 처리시간이 20초이상인 비교재(4-5) 및 염산농도가 10%이고 처리시간이 30초인 비교재(6)의 경우에는 제타상과 델타상의 일부가 제기되어 내파우더링성은 향상되나 내식성이 떨어짐을 알 수 있었다. 이에 반하여 본 발명에 따라 합금화 열처리 및 산세처리한 발명재(1-8)는 우수한 파우더링과 내식성을 나타내고 있음을 알 수 있다.

한편, 제1도에 나타난 바와 같이, 비교재(1)와 같이 합금화 열처리를 행한 후의 도금층구조를 나타내는 제1도(a)의 경우에는 표층의 제타상은 억제되나 소지철과의 계면에 취약한 케피탈 감마상이 발달한 도금층 구조로 되어 합금층의 파우더링을 유발시키게 됨에 반하여, 본 발명재(2)와 같이 합금화 열처리를 행한 후의 도금층 구조를 나타내는 제1도(b)의 경우에는 취약한 케피탈 감마상의 박달은 억제되고 표층의 제타상이 발달하게 되는데, 이 제타상은 차후의 산세처리에 의해서 제거되게 되므로, 본 발명재(2)는 우수한 파우더링과 내식성을 나타내게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 통상의 용융도금욕에서 용융아연도금한 후, 합금화 열처리를 행하고 산세처리를 실시하므로서 종래의 합금화 용융아연 도금강판보다 내 파우더링성이 우수한 아연-철 합금도금강판을 제공할 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims (1)

1. 통상의 아연-철 합금화 용융아연도금강판의 제조방법에 있어서, 통상의 용융도금욕에서 용융아연도금한 후 400-470℃의 열처리 온도에서 10-15초동안 합금화 열처리를 행하고, 15-20℃/sec의 냉각속도로 냉각한 다음, 염산농도가 5-10wt%인 수용액에서 5-20초동안 산세처리하는 것을 특징으로 하는 내파우더링성이 우수한 아연-철 합금화 용융아연도금강판.