KR950006275B1 - 표면광택성 및 평활성이 우수한 용융아연도금강판의 제조방법 - Google Patents
표면광택성 및 평활성이 우수한 용융아연도금강판의 제조방법 Download PDFInfo
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Abstract
내용 없음.
Description
본 발명은 건자재, 가전제품, 및 자동차용등에 사용되는 용융아연도금강판을 제조하는 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 표면광택성 및 평활성이 우수한 레귤러 스팽글의 용융아연도금강판을 제조하는 방법에 관한 것이다.
통상, 용융아연도금강판은 형성되는 스팽글의 크기에 따라 레귤러 스팽글, 미니스팽글 및 제로 스팽글등으로 분류된다. 용융아연도금강판은 대체로 표면의 광택이 우수하며, 특히, 제로 스팽글 처리를 하게되면 표면의 평활도도 상당히 뛰어나게 된다. 그러나, 레귤러 스팽글 도금강판은 표면의 평활도가 다소 떨어지는 단점이 있는 한편, 소지강판 및 도금욕의 온도관리 상태에 따라 스팽글의 공택도 크게 영향을 받는다.
아연으로 구성된 도금욕에 미량의 안티몬 혹은 납등이 첨가되면 도금후 자연 냉각 분위기에서 도금층 표면에 스팽글이 크게 형성이 되는데 스팽글의 크기를 증대시키는 효과에 있어서는 안티몬이 납에 비해 더욱 효과적이다. 레귤러 스팽글재는 건자재 및 가전용등으로 주로 사용되고 있으며 도금층 표면에 나타나는 스팽글의 형태는 가공후에도 외관에 나타나크로 스팽글의 크기 및 광택성 ; 평활도등은 주요관리기준이 된다. 레귤러 스팽글 제조에 있어서 스팽글은 보다 선명하고 고르게 형성되어야 하며 부위에 따라서 스팽글 크기에 차이가 생기거나 혹은 스팽글 자체의 광택이 떨어지게 된다. 특히 레귤러 스팽글 용융아연도금강판은 도금처리후 통상 조질압연을 거치지 않으므로 표면의 평탄도가 다소 떨어지게 된다.
용융아연도금강판의 연속제조에 있어서는 냉연강대를 환원성 분위기의 소둔로를 거쳐서 도금하기에 적합한 온도로 냉각처리한 후 납 혹은 안티몬등이 첨가된 도금욕에 침적시켜 도금처리를 하게된다. 이때 도금직전의 최종 강판 온도 및 도금욕의 온도는 도금성 및 도금층 표면외관등을 고려하여 적합한 온도를 선택하게 된다. 이들 온도가 너무 낮으면 도금성이 떨어져서 도금층의 밀착성이 나빠질 수 있으며, 반대로 이들 온도가 너무 높게되면 아연도금층과 소지철 계면에서 철-아연의 합금화 반응이 일어나 도금층의 가공성을 저하시키는 요인이 된다. 따라서 이들 온도에 대한 관리는 도금욕내의 미량첨가원소들의 영향에 못지않게 많은 주의를 요하는 것이다.
도금욕내에 스팽글 형성을 위하여 첨가되는 대표적인 원소에는 안티몬 및 납등을 들 수 있으나 경시박리, 내식성 측면에서 안티몬 첨가가 더욱 효과적인 것으로 알려져 있으며 스팽글 크기의 증가효과도 역시 더욱 뛰어난 것으로 보고되고 있다. 안티몬 첨가효과에 관한 종래의 방법으로는 일본 특허공보(소) 61-119663호, (소)58-177447호, 및 영국특허 GB 2080340A 및 GB 2227255A 등을 들 수 있다.
그러나, 상기 일본특허 공보(소) 61-119663호 및 (소) 58-177447호에는 안티몬 첨가에 의한 스팽글 크기변화, 내식성, 가공성등의 일반적인 도금층 특성만이 제시되어 있으며, 상기 GB 2080340A에는 경시박리성에 관한 안티몬의 효과, 상기 GB 2227255A에는 도금층 표면의 색상향상을 위한 안티몬 첨가효과등이 기재되어 있을뿐 상기한 종래방법들에는 도금욕 성분 및 온도와 도금직전의 강판온도와 관련하여 도금층의 표면광택성 및 평활성을 개선시키고자 하는 시도는 전혀 제시되어 있지 않다.
본 발명은 아연 도금욕의 조성과 험께 도금직전 최종강판온도 및 아연도금욕의 온도범위를 적절히 설정하므로서 표면광택성 및 평활성이 우수한 용융아연도금강판을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.
이하, 본 발명에 대하여 설명한다.
본 발명은, 알루미늄(Al) 및 안티몬(Sb)를 포함한 용융아연 도금욕을 이용하여 용융아연도금강판을 제조하는 방법에 있어서, 도금직전의 최종강판 온도를 440-460℃의 범위로 유지한 다음, 상기 도금욕이 중량%로, 0.15-0.20%의 알루미늄(Al), 0.03-0.14%의 안티몬(Sb), 잔부 아연(Zn) 및 불가피한 불순물로 조성도고 450-470℃의 온도범위로 유지된 상태에서 상기와 같은 온도범위로 유지된 강판을 침적시켜 용융아연 도금하므로서, 표면광태성 및 평활성이 우수한 용융아연도금강판을 제조하는 방법에 관한 것이다.
이하, 상기 수치한정 이유등에 대하여 설명한다.
상기 도금직전의 최종 강판온도 및 아연도금욕 온도가 너무 낮은 경우에는 도금층 표면에 형성되는 스팽글들의 광택성은 양호하나 부분적으로 미도금이 발생하고 전반적으로 도금 밀착성이 떨어진다. 이는 용융아연의 도금밀착성은 도금층과 소지철 계면에서 일어나는 일종의 화학적인 반응작용에 의하기 때문인데, 일반적으로 강판이 도금욕에 침적되는 순간 도금욕내의 알루미눔과 소지철중의 철성분이 반응하여 알루미늄-철화합물을 형성한다. 이러한 반응후에 아연과 철의 상호 확산작용에 의해 계면에 아연-철의 중간화합물이 역시 형성이 되는데, 이들 화합물은 도금층과 소지철 사이에 존재하면서 도물질의 밀착성을 향상시켜 주는 역할을 한다. 그러나 강판온도 및 도금욕온도가 낮아지게 되면 이러한 화학반응은 저하되며, 동시에 용융아연의 유동성도 떨어져서 도금 밀착성의 열하 및 미도금 발생의 원인이 된다.
따라서, 본 발명에서는 도금직전의 최종 강판온도 및 아연도금욕온도의 하한을 각각 440℃ 및 450℃로 설정하는 것이 바람직하다.
한편, 최종강판온도 및 도금욕온도의 상한은 각각 460℃ 및 470℃로 설정하는 것이 바람직한데, 그 이유는 이 온도이상에서는 도금층과 소지철 계면의 철-아연합금화반응이 활성화되어 부분적으로 아연도금층의 표면광택이 떨어지는 추세를 보이며, 심한 경우에는 도금층이 취성을 띠게되어 가공에 따라 도금층의 미세분말화(Powdering)를 야기시킬 수도 있기 때문이다.
즉, 본 발명에서는 도금층의 광택성 및 평활도를 고려하여 도금직전 최종강판온도 및 도금욕온도는 각각 440-460℃, 및 450-470℃ 범위로 설정하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 도금욕의 알루미늄 함유량이 0.15% 미만인 경우에는 아연과 철의 합금화 반응이 일어나서 도금층이 취성화되는 경향이 있으며, 반면에 0.20%를 초과하게 되면 알루미늄에 의한 입계부식의 가능성이 높아지게 되므로, 상기 도금욕중의 알루미늄의 함량은 0.15-0.20%로 설정하는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 안티몬 함유량이 0.02% 이하인 경우에는 스팽글의 생성 및 성장효과가 별로 나타나지 안으며, 0.15%이상인 경우에는 스팽글은 크게 형성된다 할지라도 표면광택이 떨어지게 되므로, 상기 안티몬의 함유량은 0.03-0.14%로 설정하는 것이 바람직하다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
[실시예 1]
일반 저탄소강의 냉연강판을 소둔온도 760℃에서 열처리 한후 표1에 나타난 강판온도 및 도금욕 온도에서 용융아연 도금처리하였다. 용융아연 도금이된 강판은 질소 분사노즐에 의해 도금부착량이 편면기준 단위 평방미터당 100그램으로 조정되었으며 이후 가스냉각에 의해 초당 100℃ 이상으로 냉각되었다. 도금욕의 조성은 하기 표 1과 같이 중량%로 알루미늄 0.15-0.20%, 안티몬이 0.02-0.15%이고, 나머지는 아연 및 불가피하게 첨가되는 불순물로 구성되며, 강판온도 및 도금욕온도는 열전대에 의해 측정이 되었으며, 이들 온도는 하기 표 1과 같다.
상기와 같이 제조된 용융아연도금강판의 도금층 표면에 대하여 광택도 측정기(Gloss Meter)에 의해 광택성을 측정하고, 그 측정결과를 하기 표1에 나타내었다.
[표 1]
(광택성 ; ○ : 좋음, △ ; 보통, × ; 나쁨)
상기 표1에 나타난 바와 같이, 본 발명에 부합되는 광택도가 좋게 나타남에 반하여, 도금욕조성, 강판온도 또는 도금욕온도가 본 발명을 벗어나는 비교예의 경우에는 광택성이 보통이거나 나쁘게 나타남을 알 수 있다. 또한, 상기 표1에서는 알 수 있는 바와 같이, 강판온도 및 도금욕온도가 증가할 수록 표면광택도는 떨어지며, 반대로 이들 온도가 낮아질수록 표면광택도가 증가된다.
[실시예 2]
일반 저탄소강의 냉연강판을 소둔온도 760℃에서 열처리한 후 하기 표2와 같은 강판온도 미 도금욕온도에서 용융아연 도금처리하였다.
용융아연 도금처리된 강판은 질소분사노즐에 의해 도금부착량이 편면기준 단위 평방미터당 100그램으로 조정되었으며, 이후 가스냉각에 의해 초당 10℃ 이상으로 냉각되었다.
상기와 같이 제조된 용융아연도금강판의 도금층 표면에 대하여 표면조도측정장치(Surface Roughness Meter)를 사용하여 평활도를 측정하고 그 측정경과를 하기 표2에 나타내었다.
[표 2]
(평활도 ; ○ : 좋음, △ ; 보통, × ; 나쁨)
상기 표2에 나타난 바와같이, 발명예들은 평활도가 좋게 나타남에 반하여, 비교예들은 평활도가 보통 또는 나쁘게 나타나거나 또는 평활도는 좋게 나타난다 하더라도 광택성이 나쁘게 나타남을 알 수 있다.
또한, 상기 표2에서는 알 수 있는 바와 같이, 최종 강판온도 및 도금욕온도가 높아질수록 도금층 표면의 평활도는 증가하였으며, 이들 온도가 낮아질수록 평활도는 떨어졌는데, 도금강판 표면에서 미세한 드로스(dross)등의 이물질 부착이 눈에 띄었고 전반적으로 평탄치 못한 경향을 나타내었다.
[실시예 3]
일반 저탄소강의 냉연강판을 소둔온도 760℃에서 열처리한 후 하기 표3과 같은 강판온도 및 도금욕온도에서 용융아연 도금처리하였다.
상기와 같이 도금처리된 강판은 질소분사노즐에 의해 도금부착량이 편면기준 단위 평방미터당 100그램으로 조정되었으며, 이후 가스냉각에 의해 초당 10℃이상으로 냉각되었다.
상기와 같이 제조된 용융아연도금강판의 도금층 표면에 대하여 광택성 및 평활도를 측정하고, 그 측정결과를 하기 표3에 나타내었다.
[표 3]
(광택성 ; ○ : 좋음, △ : 보통, × : 나쁨, 평활도 ; ○ : 좋음, △ :보통, × : 나쁨)
상기 표3에 나타난 바와같이, 아연도금욕내의 안티몬 함량이 0.02% 이하이거나 또는 0.15% 이상일 때에는 광택성 및/또는 평활도가 나빠짐을 알 수 있다.
Claims (1)
- 알루미늄(Al) 및 안티몬(Sb)을 포함한 용융아연 도금욕을 이용하여 용융아연도금강판을 제조하는 방법에 있어서, 도금직전의 최종 강판온도를 440-460℃의 범위로 유지한 다음, 상기 도금욕이 중량%로, 0.15-0.20%의 알루미늄(Al), 0.03-0.14%의 안티몬(Sb) 잔부 아연 (Zn)으로 조성되고 450-470℃의 온도범위로 유지된 상태에서 상기와 같은 온도범위로 유지된 강판을 침적시켜 용융아연 도금하는 것을 특징으로 하는 표면광택성 및 평활성이 우수한 용융아연도금강판의 제조방법.
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