KR950006280B1 - 내식성 및 외관이 우수한 크로메이트 피막의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
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Description
본 발명은 아연 및 아연계 합금도금강판등에 있어 내식성 및 밀착성들을 향상시키기 위하여 행하는 크로메이트 처리에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 내식성 및 외관이 우수한 크로메이트 피박의 제조방법에 관한 것이다.
통상, 강판의 내식성을 향상시키기 위해 아연 및 아연계 합금도금등을 실시하고 있으며 또한 도금층의 백청발생방지를 위해 통상 인산염처리 및 크로메이트 처리가 실시되고 있으며 주로 인산염처리는 도장을 목적으로 하는 경우의 하지처리로서 크로메이트처리는 내식성을 목적으로 처리가 행해지고 있다.
크로메이트 피막은 피막내 가용크롬성분에 의한 자기수복기능과 피막의 치밀성 및 피막중 크롬3가 화합물등에 의한 부식장벽 효과에 의해 내식성을 부여하게 된다. 크로메이트 피막 생성방법은 용액구성에 따른 처리방법에 의해 전해형, 반응형, 도포형 등으로 구분되어지며 이에 따라 특성에 차이를 나타낸다.
전해용 크로메이트의 경우 크롬부착량은 전기량의 제어에 의해 정확하게 제어할 수 있으나 미세균열 등이 발생되어 내식성이 떨어지는 단점이 있으며 반응형 크로메이트 초기에는 안정적인 작업조건을 보여주나 연속작업에 따른 피처리재의 처리시간 증가에 의해 피처리재 표면의 금속이온 용출 및 이로인한 액내의 유리산도가 감소하는 등의 용액노화에 따른 액의 수명이 감소하고 이로인해 크롬부착량의 제어가 곤란해지며 표면착색 및 크로메이트 처리후 수세에 의한 크로메이트 용액의 배출등으로 인해 공해에 문제가 있을 뿐아니라 크로메이트 피막 구성성분에 따른 자기수복기능이 약하므로 피막의 내식성도 충분치 않다.
도포형 크로메이트는 피막형성에 있어 용액과 피처리재와의 반응보다는 단순히 강판위에 용액을 도포하여 피막을 형성시킴으로써 용액의 농도변화 및 노화도 거의 없을 뿐아니라 별도의 수세과정이 불필요하므로 크롬용액 배출에 따른 공해문제점이 없게된다. 그러나 도포형 크로메이트는 자기수복효과는 우수하나 상대적으로 부식장벽 효과가 낮으므로 이를 보완하기 위한 각종 첨가제의 선택 및 제어와 크롬부착량 증가에 따른 표면외관 균일성이 요구된다. 이에, 본 발명은 도포형 크로메이트 처리용액의 적정 성분 및 함량을 제어함으로써 내식성 및 표면외관이 우수한 크로메이트 피막을 제조하는 방법을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.
이하, 본 발명에 대하여 설명한다.
본 발명은 크롬(Cr) 성분 : 80-150g/ℓ,: 1-10g/ℓ, 및 지르코늄(Zr) : 5-20g/ℓ로 조성되는 용액에 환원제를 첨가하여 총크롬에 대한 3가 크롬비가 0.3-0.6이 되도록 환원시켜 크로메이트 용액을 제조한 다음 상기 크로메이트 용액을 통상의 방법으로 강판에 도포한 후 수세처리는 행하지 않고 80-200℃의 온도범위에서 건조시켜 내식성 및 외관아연 우수한 크로메이트 피막을 제조하는 방법에 관한 것이다.
이하, 상기 수치한정 이유에 대하여 설명한다.
상기 크롬이온의 농도가 80g/ℓ 이하일 경우는 크로메이트 피막부착량이 적어 내식성 효과가 극히 저조하고 150g/ℓ 이상일 경우에는 표면착색 및 빈점등이 발생하여 피막외관이 불량해지므로, 상기 크롬이온농도는 내식성 및 표면외관이 우수한 크롬농도 범위인 80-150g/ℓ로 제한하는 것이 바람직하다.
상기한 크롬이온농도는 CrO3, Na2Cr2O7, K2CrO4, (NH4)2Cr2O7등의 크롬6가 성분으로 구성된 화합물 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 첨가에 의해 얻어진다.
또한, 상기 3가 크롬비가 0.3 이하로 되면 피막중 용해가능한 크롬에 의한 자기복수효과는 기대되나 부식 장벽효과의 저조에 의한 방청효과가 떨어지며, 0.6 이상인 경우에는 자기수복작용감소에 의한 내식성이 크게 저하될 뿐만 아니라 용액의 겔(gel)화가 용이해지는 문제점이 발생되므로, 상기 3가 크롬비는 0.3-0.6으로 제한하는 것이 바람직하다. 상기 3가 크롬비는 환원제를 첨가하여 크롬6가를 일부 환원시킴으로써, 얻어질 수 있는데, 환원제로는 포르말린등을 들 수 있다.
상기이온의 농도가 1.0g/ℓ 이하인 경우에는 내식성 향상 효과의 기대가 어려우며, 10g/ℓ 이상인 경우에는 표면에 검은 반점이 생기며 내식성이 저하되는 경향이 발생하므로, 상기이온의 농도는 1.0-10.0g/ℓ로 제한하는 것이 바람직하다.
상기이온의 공급원으로는 H3PO4, NaH2PO4, Na2HPO4등의화합물로부터 선택된 1종 또는 2종 이상을 들 수 있다.
또한, 상기 지르코늄의 농도가 5.0g/ℓ 이하인 경우에는 내식성 향상을 기대할 수 없으며, 20g/ℓ 이상인 경우에는 피막의 치밀화에 따른 내식성향상은 기대되나 용액의 경시변화에 따른 슬러지(sludge) 생성이 심하게 나타나게 되므로, 상기 지르코늄의 농도는 5.0-20.0g/ℓ로 제한하는 것이 바람직하다.
상기와 같이 조성되는 크로메이트 용액을 강판에 도포한 후 80-200℃의 온도범위에서 건조시킴으로써 내식성 및 외관이 우수한 크로메이트 피막이 제조되는데, 상기 건조온도가 80℃ 이하인 경우에는 충분한 건조가 이루어지지 않아 내식성이 저하되며, 200℃ 이상의 고온에서 건조시는 피막자체에 크랙이 발생되어 가용성성분의 과다한 용출로 내식성이 급격히 저하되므로, 상기 건조온도는 80-200℃로 제한하는 것이 바람직하다.
본 발명의 크로메이트 용액을 이용하여 크로메이트 피막을 제조하는 공정은 탈지-수세-크로메이트도포-건조의 공정으로 이루어지므로 작업능률이 우수하고 연속아연도금 라인에 용이하게 적용할 수 있다. 한편, 본 발명의 크로메이트 용액의 처리방법으로는 침지법, 스프레이법, 롤코팅등의 어느 방법을 사용하여 초리하여도 좋으며, 수세를 행하지 않고 곧바로 건조를 행하게 된다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
[실시예]
도금부착량 30/30g/㎡을 갖는 아연-니켈 합금전기도금강판을 알칼리용액으로 탈지한 후 수세하고 수분을 제거한 다음, 하기표1과 같이 욕조성을 갖는 크로메이트 용액을 도포하였다.
이때, 환원제로서 프로말린을 적당량 사용하여 3가 크롬비를 조정하였다. 크로메이트 도포는 롤코터를 이용하여 크롬부착량을 50㎎/㎡ 수준으로 도포하였으며, 이때 용액의 농도는 30wt%로 순수로 희석하여 사용하였다. 도포된 강판은 수세를 행하지 않고 곧바로 건조로에서 건조를 행하였으며 건조온도는 하기표1과 같다.
상기와 같이 처리한 시편을 JIS Z 2371에 의거 염수분무시험을 행하고, 그 결과를 최초백청 발생 시간으로 하기표1에 나타냈으며, 또한, 표면외관도 관찰하고 그 결과를 하기표1에 나타내었다.
[표 1]
* : 초기백청발생시간
** : ×(불균일)〈 …… 표면외관 ……〉(균일)○
상기 표1에 나타난 바와같이, 3가 크롬비(환원비)가 너무 높은 경우[비교예 (4)]에는 용액자체가 겔화되므로써 용액사용상 제약을 받으며, 너무 낮은 경우[비교예 (3)]에는 크롬의 자가수복효과의 저하로 내식성의 열화를 가져오게 되며, 지르코늄이 다량 함유되는 경우[비교예 (8)]에는 경시변화에 의해 스러지가 발생하게 되고, 너무 적게 함유되는 경우[비교예 (7)]에는 내식성이 떨어짐을 알 수 있다.
또한, 건조온도가 너무 높은 겅우[비교예 (1)]에는 건조시 도막의 크랙발생으로 내식성이 급격히 떨어지고, 너무 낮은 경우[비교예 (2)]에도 내식성이 급격히 떨어짐을 알 수 있다.
또한, 크롬성분의 증가에 따라 내식성의 향상은 기대되나 크롬량이 너무 많은 경우 [비교예 (10)]에는 피막생성의 불균일에 따른 표면외관의 손상을 가져오며, 너무 작은 경우[비교예 (9)]에는 내식성이 떨어짐을 알 수 있다.
또한,가 전혀 함유되지 않은 경우[비교예 (5)]에는 내식성이 떨어지고, 너무 많이 함유되는 경우[비교예 (6)]에는 내식성도 떨어질 뿐만 아니라 표면외관도 나쁘게 나타남을 알 수 있다.
한편,및 Zr이 함유되지 않은 크로메이트 처리를 하거나 [비교예 (11)] 또는 크로메이트처리를 하지 않은 경우[비교예 (12)]에는 내식성이 급격히 떨어짐을 알 수 있다.
Claims (4)
- 크롬(Cr) 성분 : 80-150g/ℓ,: 1-10g/ℓ 및 지르코늄(Zr) : 5-20g/ℓ로 조성되는 용액에 환원제를 첨가하여 총크롬에 대한 3가 크롬비가 0.3-0.6이 되도록 환원시켜 크로메이트 용액을 제조한 다음, 상기 크로메이트 용액을 통상의 방법으로 강판상에 도포한 후 80-200℃의 온도범위에서 건조시킴을 특징으로 하는 내식성 및 외관이 우수한 크로메이트 피막의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 크롬공급원이 CrO3, Na2CrO7, K2CrO4, (NH4)2Cr2O7등의 크롬6가 화합물로부터 선택된 1종 또는 2종 이상인 것을 특징으로 하는 내식성 및 외관이 우수한 크로메이트 피막의 제조방법.
- 제1항에 있어서,공급원으로는 H3PO4,, Na2HPO4등의화합물로부터 선택된 1종 또는 2종 이상인 것을 특징으로 하는 내식성 및 외관이 우수한 크로메이트 피막의 제조방법.
- 제1항에서 제3항중의 어느 한항에 있어서, 환원제가 포르말린인 것을 특징으로 하는 내식성 및 외관이 우수한 크로메이트 피막의 제조방법.
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