WO2019124901A1 - 내식성 및 용접성이 우수한 용융 알루미늄 합금 도금강판 및 그 제조방법 - Google Patents

내식성 및 용접성이 우수한 용융 알루미늄 합금 도금강판 및 그 제조방법 Download PDF

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    • C23C30/00—Coating with metallic material characterised only by the composition of the metallic material, i.e. not characterised by the coating process

Definitions

  • the present invention relates to a molten aluminum alloy plated steel sheet excellent in corrosion resistance and weldability and a method for producing the same.
  • the molten Al-Zn-based coated steel sheet exhibits excellent corrosion resistance compared to other hot-dip galvanized steel sheets because both the sacrificial manner of Zn and the high corrosion resistance of Al are compatible.
  • Patent Document 1 discloses an alloy plating comprising 25 to 75% by weight of Al, 0.1 to 10% by weight of Mg, 1 to 7.5% by weight of Si, 0.05 to 5% by weight of Cr and the balance of Zn and unavoidable impurities Thereby improving the corrosion resistance.
  • the above-mentioned plating component has problems of generation of dross in the plating bath and deterioration of material when applied to automotive grade steel due to increase of melting point of plating bath due to addition of high melting point metal such as Cr, There is a problem that liquid metal embrittlement occurs during welding due to formation of phase.
  • Patent Document 1 Korean Published Patent Application No. 10-2011-0088573
  • One of the objects of the present invention is to provide a molten aluminum alloy plated steel sheet excellent in weldability and corrosion resistance.
  • Another object of the present invention is to provide a molten aluminum alloy plated steel sheet excellent in plating adhesion.
  • a plated steel sheet comprises a molten aluminum alloy plated coating formed on a surface of a steel sheet, the plated coating comprising an interfacial alloy layer present at an interface with a steel sheet and a plated upper layer present on the interfacial alloy layer , And the proportion of the phase having the atomic ratio of Fe and Al in the range of 1: 2.8 to 1: 3.3 in the phase existing within 1 ⁇ ⁇ in the direction of the interface alloy layer from the interface between the interface alloy layer and the base steel sheet is It may be a molten aluminum alloy plated steel sheet excellent in corrosion resistance and weldability of 70% or more.
  • a hot-dip galvanized steel sheet comprising a hot-rolled aluminum alloy plated coating formed on a surface of a steel sheet, the plated coating comprising an interfacial alloy layer present at an interface with a steel sheet and a plated upper layer present on the interfacial alloy layer ,
  • a molten aluminum-plated steel sheet excellent in corrosion resistance and weldability can be provided, wherein the ratio of phases having an atomic ratio of Fe to Al in the interface alloy layer of 1: 2.2 to 1: 2.7 is 10% or less on an area basis.
  • a method of manufacturing a steel plate which comprises a molten aluminum alloy plating film formed on a surface of a steel sheet, the plating film including an interfacial alloy layer existing at an interface with a steel sheet and a plating upper layer present on the interfacial alloy layer
  • the interfacial alloy layer has a single-layer structure, and when a component in the thickness direction central portion of the interfacial alloy layer is analyzed, it is preferable that the atomic ratio of Fe and Al is 1: 2.8 to 1: 3.3, A plated steel sheet may be provided.
  • a method of manufacturing a steel sheet Immersing the prepared base steel sheet in a molten aluminum alloy plating bath to perform plating; And cooling after the plating, wherein the temperature of the plating bath is lower than the plating bath melting point + 30 ⁇ ⁇ , and the surface temperature of the base steel sheet discharged from the plating bath is lower than the plating bath melting point temperature within 2 seconds And a method of manufacturing a molten aluminum alloy plated steel sheet excellent in weldability.
  • the molten aluminum alloy plated steel sheet according to an embodiment of the present invention is advantageous in that the plated steel material has excellent weldability and corrosion resistance.
  • FIG. 1 is a photograph of a cross section of a plated film of Comparative Example 1.
  • Fig. 2 is a photograph of a plating film section of Inventive Example 2 observed. Fig.
  • Fig. 3 is a photograph of a cross section after welding of the inventive example 4.
  • the molten aluminum alloy plated steel sheet as one aspect of the present invention includes a base steel sheet and a molten aluminum alloy plated coating (hereinafter referred to as a plated coating).
  • the plated coating may be formed on one side or both sides of the base steel sheet.
  • the plating film is composed of an interfacial alloy layer present at the interface with the steel sheet and a plating upper layer present on the interfacial alloy layer.
  • the interface between the alloy layer and the proximate location of the carrying plate is termed the Fe content is formed in a high Fe 2 Al 5 different layer, one implementation cases of the FeAl 3 phase or a similar chemistry to the position close to hold the steel sheet of the interface between the alloy layer of the present invention An image having a composition ratio is formed.
  • FIG. 1 shows a simulation of an interfacial alloy layer of a conventional aluminum alloy-plated steel sheet.
  • the interfacial alloy layer of Comparative Example 1 which will be described later, was observed with a scanning electron microscope (SEM).
  • FIG. 2 is a scanning electron microscope (SEM) photograph of the interfacial alloy layer of the aluminum alloy plated steel sheet of Inventive Example 2 in the following Examples.
  • the interfacial alloy layer is composed of multiple layers.
  • the lower interfacial alloy layer is composed of Fe 2 Al 5 , which is a hard Fe-Al alloy phase, and the hard Fe-Al alloy phase is a liquid metal embrittlement , LME) or induce peeling of the plating layer.
  • the interfacial alloy layer has a single-layer structure, and the single-layer interfacial alloy layer is composed mainly of FeAl 3 . Therefore, since hard Fe-Al alloy phase such as Fe 2 Al 5 does not substantially exist at a position close to the base steel sheet among the interface alloy layers, the generation of Liquid Metal Embrittlement (LME) .
  • LME Liquid Metal Embrittlement
  • FeAl 3 image Being in the position close to hold the steel sheet of the surface alloy layer FeAl 3 image is formed in the first implementation example of the invention on the in-phase FeAl 3 present in position within the alloy layer 1 ⁇ m direction from the boundary of the surface alloy layer and the steel sheet possessing Means that the ratio is 70% or more based on the area basis.
  • the interfacial alloy layer may have a single-layer structure, and in some cases, the interfacial alloy layer may have two or more layers, but an FeAl 3 phase is formed at a position close to the base steel sheet in the interfacial alloy layer.
  • the interfacial alloy layer has a structure of two or more layers, the Al content in all of the layers formed may be higher than the Al content of the FeAl 3 phase.
  • FeAl 3 phase in the present invention Fe and Al is necessarily 1: It is defined as the combined in a ratio of 3 is not, Fe and Al in an atomic ratio (based on weight of the Fe content / Fe atomic weight of: Al in the weight basis Content / atomic weight of Al) of 1: 2.8 to 1: 3.3. Also referred to as FeAl 3 phase in the present invention is to define the ratio between Fe and Al, should be noted that the additional components derived etc. plating bath and carry the steel sheet it is not preclude contained on the FeAl 3 . Non-limiting examples of the components that can be additionally contained in addition to the FeAl 3 phase include Si and Mn.
  • the ratio of the content of the Fe 2 Al 5 phase in the interface alloy layer is limited to 10% or less on the area basis, preferably to 5% or less.
  • Fe 2 Al 5 phase means an Fe / Al atom ratio of 1: 2.2 to 1: 2.7.
  • the interfacial alloy layer may have a single-layer structure, and in some cases, the interfacial alloy layer may have two or more layers, but an FeAl 3 phase is formed at a position close to the base steel sheet in the interfacial alloy layer.
  • the interfacial alloy layer has a structure of two or more layers, the Al content in all the layers formed may be higher than the Al content of the FeAl 3 phase (that is, Al is included so that the atomic ratio of Fe and Al is more than 1: 2.8) .
  • the interface alloy layer may be formed as a substantially single layer.
  • the Al content may correspond to the FeAl 3 phase content .
  • the component in the thickness direction center portion can be obtained by selecting five arbitrary points in the center in the thickness direction, analyzing the points by EDS, and calculating the average value of the components.
  • the interfacial alloy layer having a single-layer structure can be obtained by cutting the molten aluminum alloy plated steel sheet in the thickness direction and then subjecting it to a cross-sectional view at a magnification of 3000 at a scanning electron microscope (FE-SEM, Field Emission Scanning Electron Microscope) It may mean that layer separation in the interfacial alloy layer is not observed.
  • FE-SEM Field Emission Scanning Electron Microscope
  • the plated film may include 50 to 90% of Al, 2 to 35% of Zn, 3 to 15% of Si, and 0.1 to 5% of Fe in weight percent.
  • the plating film of the present invention can be obtained by dissolving both the plating upper layer and the interfacial alloy layer in hydrochloric acid, and then analyzing the obtained solution by ICP (Inductively Coupled Plasma) method, but the analysis method is not necessarily limited to this method.
  • Al is added to form a high melting point alloy phase with iron. If the content is too low, formation of a high-melting-point alloy phase is insufficient, and there is a fear that a weld metal-brittle brittleness may occur. Therefore, the Al content may be 50 wt% or more, 55 wt% or more, or 60 wt% or more. However, if the content thereof is excessive, there is a possibility that the corrosion resistance on one side is deteriorated. Therefore, the Al content may be 90 wt% or less, 80 wt% or less, or 75 wt% or less.
  • Zn is added for cross-sectional sacrificial mobility. If the content is too low, it may be difficult to ensure sufficient cross-sectional corrosion resistance. Accordingly, the Zn content is preferably 2% by weight or more, more preferably 10% by weight or more, and more preferably 20% by weight or more. However, if the content is excessive, there is a possibility that a phenomenon of liquefied embrittlement occurs at the time of welding. Accordingly, the Zn content may be 35 wt% or less, 30 wt% or less, or 25 wt% or less.
  • Si is added to lower the melting point of the plating bath and to improve the plating adhesion. If the content is excessively low, the Al-Fe alloy phase may be excessively formed and the plating adhesion may be deteriorated.
  • the Si content can be at least 3 wt%, at least 5 wt%, or at least 6 wt%. However, if the content thereof is excessively excessive, the melting point of the plating bath may rise and the formation of the Al-Fe alloy phase may be excessively suppressed. Accordingly, the Si content can be 15 wt% or less, 12 wt% or less, or 10 wt% or less.
  • the Fe reacts with Al to form an Fe-Al intermetallic compound having a high melting point, thereby inhibiting LME. If the content is excessively low, an Al-Fe alloy phase is hardly formed and LME may be generated. Therefore, the Fe content may be 0.1 wt% or more, 1 wt% or more, or 3 wt% or more. However, when the content is excessively excessive, there is a fear that the Al-Fe alloy phase is excessively formed and the plating adhesion is deteriorated. Accordingly, the Si content may be 5 wt% or less, 4.5 wt% or less, or 4 wt% or less.
  • the remainder of the composition is inevitable impurities. Impurities that are not intended from the raw material or the surrounding environment may be inevitably incorporated in a conventional process for producing a coated steel sheet, so that it can not be excluded. These impurities are not specifically referred to in this specification, as they are known to one of ordinary skill in the art.
  • the plating film may further contain 0.5 to 5% by weight of Mg.
  • Mg is added to improve surface and cross-section corrosion resistance. In order to sufficiently obtain such an effect, 0.5% by weight or more, 1% by weight or more, or 2% by weight or more can be added. However, if the content is excessive, liquid metal embrittlement may occur during welding. Therefore, the Mg content may be 5 wt% or less, 4 wt% or less, or 3 wt% or less.
  • the Fe alloy contained in the interfacial alloy layer is preferably 45 wt% or less.
  • a method of measuring the Fe content of the interfacial alloy layer it can be measured by point analysis using EDS (Energy Dispersive Spectroscopy).
  • the point analysis is performed by selecting five arbitrary points in the thickness direction center of the interface alloy layer, analyzing the components by EDS, and calculating the average value of the components .
  • the Fe alloy contained in the interfacial alloy layer has a value exceeding 45% by weight, which means that a hard Fe-Al alloy phase exists in the interfacial alloy layer.
  • the hard Fe- The alloy phase has a problem of deteriorating the spot weldability and the plating adhesion at the time of processing, and it is preferable to manage such an area so as not to exist.
  • the average content of Si contained in the interfacial alloy layer may be at least two times, preferably at least three times, and more preferably at least seven times the average content of Si contained in the plating upper layer , And most preferably 10 times or more. If the average content of Si contained in the interfacial alloy layer is less than twice the average content of Si contained in the plating upper layer, there is a fear that the alloy phase is excessively formed.
  • a specific method for measuring the average content of Si contained in the plating upper layer and the interfacial alloy layer is not particularly limited.
  • the average content of Si contained in the plating upper layer is determined by dissolving the upper plating layer with chromic acid, (ICP).
  • the average content of Si contained in the interfacial alloy layer can be measured by dissolving in hydrochloric acid and performing wet analysis (ICP).
  • the Si content in the upper plating layer is 0.7 to 1 wt%
  • the Si content in the interfacial alloy layer is preferably 7 to 12 wt%.
  • the interfacial alloy layer may have an average thickness of 7 ⁇ ⁇ or less (excluding 0 ⁇ ⁇ ), and preferably an average thickness of 5 ⁇ ⁇ or less (excluding 0 ⁇ ⁇ ). If the average thickness of the interfacial alloy layer is more than 7 mu m, the plating adhesion may be deteriorated during processing. On the other hand, in the present invention, the lower limit of the average thickness of the interfacial alloy layer is not particularly limited, but if the thickness is too thin, the LME resistance may not be suppressed during welding. There is a number.
  • the molten aluminum alloy plated steel sheet of the present invention can be produced by various methods, and the production method thereof is not particularly limited. However, as a preferable example, it can be produced by the following method.
  • the kind of the above-mentioned base steel sheet is not particularly limited and is not limited, and it is sufficient that the base steel sheet is recognized as being applicable in the technical field to which the present invention belongs.
  • the base steel sheet is immersed in a molten aluminum plating bath (hereinafter referred to as a plating bath) to perform plating.
  • the composition of the plating bath may be, for example, 50 to 90% Al, 2 to 35% Zn, 3 to 15% Si, and 0.1 to 5% Fe.
  • the temperature of the plating bath affects not only the physical properties of the base steel sheet but also the interfacial alloy layer structure, and more specifically, the plating bath temperature is higher than 30 ⁇ ⁇ of the plating bath melting point.
  • the material such as retained austenite or martensite may be decomposed to deteriorate the material of the base steel sheet and the surface of the base steel sheet introduced into the plating bath may contain Fe 2
  • the plating bath temperature can be controlled to the plating bath melting point + 30 ⁇ ⁇ or less, and the plating bath melting point + 25 ⁇ ⁇ or the plating bath melting point + 20 ⁇ ⁇ .
  • the deposition amount adjustment during plating may be performed by wiping using nitrogen gas.
  • the plating layer is cooled. After plating, cooling also greatly affects the structure of the interfacial alloy layer. The cooling is preferably performed such that the surface temperature of the steel sheet discharged from the plating bath is within 5 seconds, within 4 seconds, or within 3 seconds. If the plated layer is not solidified in a short time, a multi-layered interfacial alloy layer may be obtained or the Fe-Al alloy phase may be continuously grown to deteriorate the plating adhesion.
  • the cooling rate at a temperature not higher than the plating bath melting point temperature is not particularly limited, but can be cooled at a rate of 5 to 20 ⁇ ⁇ / sec until the upper layer of the plating is completely cooled, for example. If it is less than 5 ° C / sec, the plated layer may be adsorbed to the top roll or the like, and if it is more than 20 ° C / sec, there is a fear that a wave pattern in the form of a waveform may occur on the surface.
  • a steel material having a strength of 1 GPa or more having a thickness of 1.4 mm and containing 0.15% of C, 1.5% of Si, 2.5% of Mn, 0.4% of Cr and the balance of Fe and unavoidable impurities
  • the strength of the steel used in this example was 1.18 GPa
  • each of the produced hot-dip coated aluminum alloy sheets was cooled to a temperature not higher than the melting point of the plating bath and wiped with nitrogen gas to adjust the amount of plating to 70 g / m 2 per one side. Cooling was performed until the solidification point.
  • the time (t m ) taken for the temperature of the molten aluminum alloy plated steel sheet discharged into the plating bath to become lower than the melting point of the plating bath is shown together in Table 1 below.
  • each of the produced hot-dip coated aluminum alloy sheets was cut in the plate thickness direction, and a cross-sectional photograph was taken at a magnification of 3,000 by a scanning electron microscope (FE-SEM) to observe whether layer separation in the interfacial alloy layer was observed , And the thickness thereof was measured.
  • FE-SEM scanning electron microscope
  • the Fe content in the interfacial alloy layer was analyzed by EDS (Energy Dispersive Spectroscopy) to determine the maximum value of the Fe content.
  • the Fe content was measured by the above-described wet analysis
  • the average content of Si contained in each of the plating upper layer and the interfacial alloy layer was measured. The results are shown in Table 2 below.
  • the corrosion resistance evaluation was carried out by charging each of the molten aluminum alloy plated steel sheets into a salt water spray tester and spraying 2% by volume of a 5% saline solution (temperature 35 ° C, pH 6.8) per hour, removing the corrosion products after 1200 hours of charging, Was measured.
  • the results were evaluated as "excellent” in the case of 300 mu m or less, as "normal” in the case of 300 to 600 mu m and as "defective"
  • the evaluation of the coating adhesion was made by keeping the automotive structural sealer type D at 175 ° C for 25 minutes and then bending at 90 °.
  • the specimen size was 30mm * 75mm
  • the sealer application area was 10mm * 40mm
  • the thickness was 10mm or less.
  • FIGs. 1 and 2 are photographs of cross sections of Comparative Example 1 and Inventive Example 2 respectively observed by a scanning electron microscope (FE-SEM, Field Emission Scanning Electron Microscope). As shown in Figs. 1 and 2, the comparative example 1 has a multi-layer structure, whereas the inventive example 2 has a single layer structure.
  • FE-SEM Field Emission Scanning Electron Microscope
  • FIG. 3 is a photograph of a cross section observed by a scanning electron microscope (FE-SEM) after welding of the inventive example 4
  • FIG. 4 is a photograph of the cross section after welding of the comparative example 7 by a scanning electron microscope (FE-SEM) And the cross section is observed. 3 and 4, weldability is effectively improved in the inventive example satisfying all the conditions proposed in the present invention, but LME is generated in the comparative example.
  • FE-SEM scanning electron microscope

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Abstract

본 발명은 내식성 및 용접성이 우수한 용융 알루미늄 합금 도금강판과 이를 제조하는 방법에 관한 것이다. 본 발명의 한가지 측면에 따른 도금강판은 강판 표면에 형성된 용융 알루미늄 합금 도금 피막으로 이루어지고, 상기 도금 피막은 강판과의 계면에 존재하는 계면 합금층과 상기 계면 합금층 상에 존재하는 도금 상층을 포함하고, 계면 합금층과 소지강판의 경계로부터 계면 합금층 방향으로 1㎛ 이내의 위치에 존재하는 상 중 Fe와 Al의 원자비가 1:2.8~1:3.3 사이의 비율을 가지는 상의 비율이 면적 기준으로 70% 이상인 내식성 및 용접성이 우수한 용융 알루미늄 합금 도금강판일 수 있다.

Description

내식성 및 용접성이 우수한 용융 알루미늄 합금 도금강판 및 그 제조방법
본 발명은 내식성 및 용접성이 우수한 용융 알루미늄 합금 도금강판과 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.
용융 Al-Zn계 도금강판은 Zn 의 희생 방식성과 Al 의 높은 내식성이 양립 하고 있기 때문에, 다른 용융 아연 도금 강판에 비해 우수한 내식성을 나타낸다.
관련하여, 특허문헌 1은, Al: 25~75중량%, Mg: 0.1~10중량%, Si: 1~7.5중량%, Cr: 0.05~5중량%, 잔부 Zn 및 불가피한 불순물로 이루어지는 합금 도금을 실시하여 내식성을 향상시킨 기술을 개시하고 있다.
그러나 상기의 도금 성분계는 Cr 등 고융점 금속 첨가로 인한 도금욕 융점 상승으로, 도금욕 중 드로스 발생의 문제와 자동차용 기가급 강재에 적용시 재질 열화의 문제가 있으며, Al과의 고융점 합금상 미형성으로 인해 용접시 액상 금속 취화가 발생되는 등의 문제가 있다.
또한, 도금욕에 따라서 소지강판과 도금층의 결합이 충분하지 못하여 도금층이 박리되는 등 도금 밀착성이 불량하다는 문제도 발생할 우려가 있다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
(특허문헌 1) 한국 공개특허공보 제10-2011-0088573호
본 발명의 여러 목적 중 하나는, 용접성 및 내식성이 우수한 용융 알루미늄 합금 도금강판을 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 도금 밀착성이 우수한 용융 알루미늄 합금 도금 강판을 제공하는 것이다.
본 발명의 과제는 상술한 사항에 한정되지 아니한다. 본 발명의 추가적인 과제는 명세서 전반적인 내용에 기술되어 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 본 발명의 명세서에 기재된 내용으로부터 본 발명의 추가적인 과제를 이해하는데 아무런 어려움이 없을 것이다.
본 발명의 한가지 측면에 따른 도금강판은 강판 표면에 형성된 용융 알루미늄 합금 도금 피막으로 이루어지고, 상기 도금 피막은 강판과의 계면에 존재하는 계면 합금층과 상기 계면 합금층 상에 존재하는 도금 상층을 포함하고, 계면 합금층과 소지강판의 경계로부터 계면 합금층 방향으로 1㎛ 이내의 위치에 존재하는 상 중 Fe와 Al의 원자비가 1:2.8~1:3.3 사이의 비율을 가지는 상의 비율이 면적 기준으로 70% 이상인 내식성 및 용접성이 우수한 용융 알루미늄 합금 도금강판일 수 있다.
본 발명의 다른 한가지 측면에 따르면, 강판 표면에 형성된 용융 알루미늄 합금 도금 피막으로 이루어지고, 상기 도금 피막은 강판과의 계면에 존재하는 계면 합금층과 상기 계면 합금층 상에 존재하는 도금 상층을 포함하고, 계면 합금층 중 Fe와 Al의 원자비가 1:2.2~1:2.7 사이의 비율을 가지는 상의 비율이 면적 기준으로 10% 이하인 내식성 및 용접성이 우수한 용융 알루미늄 도금강판이 제공될 수 있다.
본 발명의 또다른 한가지 측면에 따르면, 강판 표면에 형성된 용융 알루미늄 합금 도금 피막으로 이루어지고, 상기 도금 피막은 강판과의 계면에 존재하는 계면 합금층과 상기 계면 합금층 상에 존재하는 도금 상층을 포함하고, 상기 계면합금층은 단층 구조이며, 계면 합금층의 두께 방향 중심부의 성분을 분석하였을 때, Fe와 Al의 원자비가 1:2.8~1:3.3 사이의 비율을 가지는 내식성 및 용접성이 우수한 용융 알루미늄 도금강판이 제공될 수 있다.
본 발명의 또다른 일 측면은, 소지강판을 준비하는 단계; 상기 준비된 소지강판을 용융 알루미늄 합금 도금욕에 침지하여 도금하는 단계; 및 상기 도금 후 냉각하는 단계를 포함하고, 상기 도금욕의 온도는 도금욕 융점 + 30℃ 이하이고, 도금욕에서 배출된 소지강판의 표면 온도가 2초 이내에 도금욕 융점 온도 이하가 되도록 냉각하는 내식성 및 용접성이 우수한 용융 알루미늄 합금 도금강판의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 여러 효과 중 하나로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 용융 알루미늄 합금 도금강판은 도금 강재는 용접성 및 내식성이 우수한 장점이 있다.
도 1은 비교예 1의 도금 피막 단면을 관찰한 사진이다.
도 2는 발명예 2의 도금 피막 단면을 관찰한 사진이다.
도 3은 발명예 4의 용접 후 단면을 관찰한 사진이다.
도 4는 비교예 7의 용접 후 단면을 관찰한 사진이다.
이하, 본 발명에 대해서 상세히 설명한다. 먼저, 본 발명의 일 측면인 내식성 및 용접성이 우수한 용융 알루미늄 합금 도금강판에 대해서 상세히 설명한다.
본 발명의 일 측면인 용융 알루미늄 합금 도금강판은, 소지강판 및 용융 알루미늄 합금 도금 피막(이하, 도금 피막)을 포함한다. 상기 도금 피막은 소지강판의 일면 또는 양면에 형성될 수 있다.
상기 도금 피막은 강판과의 계면에 존재하는 계면 합금층과 상기 계면 합금층 상에 존재하는 도금 상층으로 이루어진다. 통상, 계면 합금층 중 소지강판과 근접한 위치에는 Fe 함량이 높은 Fe2Al5 상이 층상으로 형성되나, 본 발명의 한가지 구현례에서는 계면 합금층 중 소지강판과 근접한 위치에 FeAl3 상 또는 이와 유사한 화학조성비를 가지는 상이 형성된다.
도 1은 종래 알루미늄 합금 도금강판의 계면 합금층을 모사한 것을 나타낸 것으로서, 후술하는 실시예 중 비교예 1의 계면 합금층을 주사전자현미경(Scanning Electron Microscope, SEM)으로 관찰한 것이다. 반면, 도 2는 후술하는 실시예 중 발명예 2의 알루미늄 합금 도금강판의 계면 합금층을 관찰한 주사전자현미경(Scanning Electron Microscope, SEM) 사진이다.
도 1에 나타낸 종래의 알루미늄 합금 도금강판의 계면 합금층의 경우, 계면 합금층이 복층으로 구성되어 있는 것을 알 수 있다. 이 중, 하부의 계면 합금층은 경질(hard)의 Fe-Al계 합금상인 Fe2Al5로 구성되며, 이러한 경질(hard)의 Fe-Al계 합금상은 점 용접시 액상 금속 취화 (Liquid Metal Embrittlement, LME) 를 유발하거나 도금층의 박리를 유발하는 문제가 있었다.
그러나 도 2의 나타낸 본 발명의 일 실시예에 따른 알루미늄 합금 도금강판의 경우 계면 합금층이 단층 구조를 가지는 것을 알 수 있으며, 이러한 단층의 계면 합금층은 FeAl3을 주성분으로 하는 것이다. 따라서, 계면 합금층 중 소지강판과 근접한 위치에서 Fe2Al5와 같은 경질의 Fe-Al계 합금상이 실질적으로 존재하지 아니하여, 점 용접시 액상 금속 취화 (Liquid Metal Embrittlement, LME) 의 발생을 효과적으로 방지할 수 있게 된다.
본 발명의 제1 구현례에서 계면 합금층 중 소지강판과 근접한 위치에 FeAl3 상이 형성된다는 것은 계면 합금층과 소지강판의 경계로부터 합금층 방향으로 1㎛ 이내의 위치에 존재하는 상 중 FeAl3 상의 비율이 면적 기준으로 70% 이상인 경우를 의미한다.
이때, 상기 계면 합금층은 단층 구조를 가질 수 있으며, 경우에 따라서는 2층 이상의 구조를 가질 수도 있으나, 계면 합금층 중 소지강판과 근접한 위치에는 FeAl3 상이 형성된다. 계면 합금층이 2층 이상의 구조를 가질 경우 형성된 모든 층에서 Al 함량이 FeAl3 상의 Al 함량 보다 높을 수 있다.
본 발명에서 FeAl3 상이라고 함은 Fe와 Al이 반드시 1:3의 비율로 결합된 상으로 한정하는 것은 아니며, Fe와 Al의 원자비(중량 기준의 Fe 함량/Fe의 원자량 : 중량 기준의 Al 함량/Al의 원자량)가 1:2.8~1:3.3 사이의 비율을 가지는 상을 의미한다. 또한, 본 발명에서 FeAl3 상이라고 함은 Fe와 Al 사이의 비율을 정의하기 위한 것으로서, 도금욕이나 소지강판 등에서 유래된 추가적인 성분들이 상기 FeAl3 상에 포함되는 것을 배제하는 것은 아니라는 점에 유의할 필요가 있다. FeAl3 상 외에 추가적으로 포함될 수 있는 성분들의 비제한적인 예로서는, Si, Mn 등을 들 수 있다.
본 발명의 제2 구현례에 따르면, 계면 합금층 중 Fe2Al5 상의 함량의 비율이 면적 기준으로 10% 이하로 제한되며, 바람직하게는 5% 이하로 제한될 수 있다.
본 발명에서 Fe2Al5 상이라 함은 Fe와 Al의 원자비가 1:2.2~1:2.7 사이의 비율을 가지는 상을 의미한다.
이때, 상기 계면 합금층은 단층 구조를 가질 수 있으며, 경우에 따라서는 2층 이상의 구조를 가질 수도 있으나, 계면 합금층 중 소지강판과 근접한 위치에는 FeAl3 상이 형성된다. 계면 합금층이 2층 이상의 구조를 가질 경우 형성된 모든 층에서 Al 함량이 FeAl3 상의 Al 함량 보다 높을 수 있다(즉, Fe와 Al의 원자비가 1:2.8 보다 많도록 Al이 포함되는 것을 의미한다).
본 발명의 제3 구현례에 따르면, 상기 계면합금층은 실질적으로 단층으로 형성될 수 있으며, 계면 합금층의 두께 방향 중심부의 성분을 분석하였을 때, Al 함량이 FeAl3 상의 함량에 해당할 수 있다. 본 발명의 한가지 구현례에 따르면 상기 두께 방향 중심부의 성분은, 두께 방향 중심부에서 임의의 지점을 5개소 선택하고 그 지점을 EDS로 성분 분석하고 이들의 성분의 평균값을 계산함으로써 구해질 수 있다.
상술한 본 발명의 각 구현례들은 상호 다른 구현례들을 배척하는 것이 아니다. 각 구현례들은 상호 그 범위가 중복될 수도 있으나, 본 발명의 유리한 효과를 얻기 위하여 모든 구현례의 조건이 동시에 충족되어야 하는 것은 아니라는 점에 유의할 필요가 있다.
일 예에 따르면, 계면 합금층이 단층 구조를 갖는다는 것은, 용융 알루미늄 합금 도금강판을 두께 방향으로 절단한 후, 주사전자현미경(FE-SEM, Field Emission Scanning Electron Microscope)으로 3000 배율로 그 단면 사진을 촬영하였을 때, 계면 합금층 내 층 분리가 관찰되지 않는 것을 의미할 수 있다.
일 예에 따르면, 상기 도금 피막은 중량%로, Al: 50~90%, Zn: 2~35%, Si: 3~15% 및 Fe: 0.1~5%를 포함할 수 있다. 본 발명의 도금 피막은 도금 상층과 계면 합금층을 염산으로 모두 용해시킨 후, 얻어진 용액을 ICP(Inductively Coupled Plasma) 법을 이용하여 분석할 수 있으나, 분석 방법이 반드시 이러한 방법으로 제한되지는 않는다.
Al은 철과의 고융점 합금상 형성을 위해 첨가된다. 만약, 그 함량이 지나치게 낮을 경우, 고융점의 합금상 형성이 미흡하여 용접 액상 금속 취화가 발생할 우려가 있다. 따라서, Al 함량은 50중량% 이상일 수 있으며, 55중량% 이상 또는 60중량% 이상일 수도 있다. 다만, 그 함량이 과다할 경우, 단면 내식성이 열화될 우려가 있다 따라서, Al 함량은 90중량% 이하, 80중량% 이하 또는 75중량% 이하일 수 있다.
본 발명의 한가지 구현례에서 Zn은 단면 희생 방식성을 위해 첨가된다. 만약, 그 함량이 지나치게 낮을 경우, 충분한 단면 내식성 확보가 어려울 수 있다. 따라서, Zn 함량은 2중량% 이상인 것이 바람직하고, 10중량% 이상일 수 있으며, 20중량% 이상일 수도 있다. 다만, 그 함량이 과다할 경우, 용접시 액화취화 현상이 발생할 우려가 있다. 따라서, Zn 함량은 35중량% 이하, 30중량% 이하 또는 25중량% 이하일 수 있다.
본 발명의 한가지 구현례에서 Si은 도금욕의 융점을 낮추고, 도금 밀착성을 향상시키기 위하여 첨가된다. 만약, 그 함량이 지나치게 낮을 경우, Al-Fe 합금상이 과도하게 형성되어 도금 밀착성이 열화될 수 있다. 따라서, Si 함량은 3중량% 이상, 5중량% 이상 또는 6중량% 이상일 수 있다. 다만, 그 함량이 지나치게 과다할 경우, 도금욕 융점이 상승하고, Al-Fe 합금상 형성이 과도하게 억제될 우려가 있다. 따라서, Si 함량은 15중량% 이하, 12중량% 이하 또는 10중량% 이하일 수 있다.
Fe는 Al과 반응하여 용융점이 높은 Fe-Al 금속간화합물을 형성하여 LME를 억제한다. 만약, 그 함량이 지나치게 낮을 경우, Al-Fe 합금상이 거의 형성 되지 않아 LME가 발생될 수 있다. 따라서, Fe 함량은 0.1중량% 이상, 1중량% 이상 또는 3중량% 이상일 수 있다. 다만, 그 함량이 지나치게 과다할 경우, Al-Fe의 합금상이 과도하게 형성되어 도금밀착성이 열화될 우려가 있다. 따라서, Si 함량은 5중량% 이하, 4.5중량% 이하 또는 4중량% 이하일 수 있다.
상기 조성 이외의 나머지는 불가피한 불순물이다. 통상의 도금강판 제조과정에서는 원료 또는 주위 환경으로부터 의도되지 않는 불순물들이 불가피하게 혼입될 수 있으므로, 이를 배제할 수는 없다. 이들 불순물들은 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구라도 알 수 있는 것이기 때문에 그 모든 내용을 본 명세서에서 특별히 언급하지는 않는다.
한편, 상기 조성 이외에 유효한 성분의 첨가가 배제되는 것은 아니며, 예를 들어, 도금 피막은 Mg: 0.5~5중량%를 더 포함할 수 있다.
Mg은 표면 및 단면 내식성 개선을 위해 첨가된다. 이러한 효과를 충분히 얻기 위해서는, 0.5중량% 이상, 1중량% 이상 또는 2중량% 이상 첨가할 수 있다. 다만, 그 함량이 과다할 경우, 용접시 액상 금속 취화가 발생될 우려가 있다. 따라서, Mg 함량은 5중량% 이하, 4중량% 이하 또는 3중량% 이하일 수 있다.
일 예에 따르면, 계면 합금층에 포함된 Fe 함량은 45중량% 이하인 것이 바람직하다. 상기 계면 합금층의 Fe 함량을 측정하는 방법의 일예로, EDS(Energy Dispersive Spectroscopy)를 이용하여 점 분석하여 측정할 수 있다. 상술한 바와 같이 본 발명의 한가지 구현례에 따르면 상기 점 분석은 계면 합금층의 두께 방향 중심부에서 임의의 지점을 5개소 선 택하고 그 지점을 EDS로 성분 분석하고 이들의 성분의 평균값을 계산하는 방식으로 할 수 있다. 상기 계면 합금층에 포함된 Fe 함량이 45 중량%를 초과하는 값을 갖는 것은 계면 합금층 내 경질의 Fe-Al계 합금상이 존재한다는 것을 의미하며, 전술한 바와 같이, 이러한 경질의 Fe-Al계 합금상은 점 용접성 및 가공시 도금 밀착성을 열화시키는 문제점이 있는 바, 이러한 영역이 존재하지 않도록 관리함이 바람직하다.
일 예에 따르면, 계면 합금층에 함유된 Si의 평균 함량은 도금 상층에 함유된 Si의 평균 함량의 2배 이상일 수 있고, 바람직하게는 3배 이상일 수 있으며, 보다 바람직하게는 7배 이상일 수 있고, 가장 바람직하게는 10배 이상일 수 있다. 만약, 계면 합금층에 함유된 Si의 평균 함량이 도금 상층에 함유된 Si의 평균 함량 대비 2배 미만일 경우 합금상이 과도하게 형성될 우려가 있다.
한편, 도금 상층 및 계면 합금층에 함유된 Si의 평균 함량을 측정하는 구체적인 방법에 대해서는 특별히 한정하지 않으나, 예를 들면, 도금 상층에 함유된 Si의 평균 함량은 도금 상층을 크롬산으로 용해하여 습식분석(ICP)에 의해 측정할 수 있으며, 계면 합금층에 함유된 Si의 평균 함량은 염산으로 용해하여 습식분석(ICP)에 의해 측정할 수 있다.
일예로, 상기 도금 상층의 Si함량은 0.7~1 중량%이고, 계면 합금층에서의 Si 함량은 7~12 중량%인 것이 바람직하다.
일 예에 따르면, 계면 합금층은 7㎛ 이하 (0㎛ 제외)의 평균 두께를 가질 수 있으며, 바람직하게는 5㎛ 이하 (0㎛ 제외)의 평균 두께를 가질 수 있다. 만약, 계면 합금층의 평균 두께가 7㎛를 초과할 경우 가공시 도금밀착성이 열화되는 문제점이 있을 수 있다. 한편, 본 발명에서는 계면 합금층 평균 두께의 하한에 대해서는 특별히 한정하지 않으나, 만약 그 두께가 지나치게 얇을 경우, 용접시 LME 저항을 억제하지 못할 우려가 있으므로, 이를 고려하여 그 하한을 1㎛로 한정할 수는 있다.
다음으로, 본 발명의 용융 알루미늄 합금 도금강판을 제조하는 방법 중 일예에 대해서 상세히 설명한다. 본 발명의 용융 알루미늄 합금 도금강판은 다양한 방법으로 제조될 수 있으며, 그 제조방법은 특별히 제한되지 않는다. 다만, 바람직한 일예로써, 다음과 같은 방법에 의해 제조될 수 있다.
소지강판을 준비한다. 상기 소지강판은 그 종류를 특별히 한정하거나 제한되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 적용될 수 있는 것으로 인식되는 것이면 충분하다.
상기 소지강판을 용융 알루미늄 도금욕(이하, 도금욕)에 침지하여 도금을 행한다. 상기 도금욕의 조성은 일예로 중량%로, Al: 50~90%, Zn: 2~35%, Si: 3~15% 및 Fe: 0.1~5%일 수 있다.
한편, 상기 도금욕의 온도는 도금욕 온도는 소지강판의 물성에 영향을 줄 뿐만 아니라, 계면 합금층 구조에도 영향을 미치게 되며, 보다 구체적으로, 도금욕 온도가, 도금욕 융점 대비 30℃를 초과할 경우, 잔류오스테나이트나 마텐사이트와 같은 조직의 분해가 일어나 소지강판의 재질이 열화될 우려가 있을 뿐만 아니라, 도금욕에 인입된 소지강판의 표면에서 용융 알루미늄과의 합금화 반응으로 형성되는 Fe2Al5의 형성이 촉진되어 복층의 계면 합금층이 얻어질 우려가 있다. 따라서, 도금욕 온도는 도금욕 융점 + 30℃ 이하로 할 수 있으며, 도금욕 융점 + 25℃ 이하 또는 도금욕 융점 + 20℃로 제어할 수도 있다.
또한, 본 발명의 한가지 구현례에 따르면 도금시 부착량 조절은 질소 가스를 이용한 와이핑으로 실시할 수 있다.
상기 도금을 행한 후에 도금층을 냉각한다. 도금 후 냉각 또한 계면 합금층의 구조에 큰 영향을 미친다. 상기 냉각은 도금욕에서 배출된 강판 표면 온도가 5초 이내, 4초 이내, 또는 3초 이내에 도금욕 융점 온도 이하가 되도록 하는 것이 바람직하다. 도금층이 빠른 시간 내에 응고가 되지 않은 경우, 복층의 계면 합금층이 얻어지거나 Fe-Al 합금상이 지속적으로 성장되어 도금 밀착성이 열화될 수 있다.
한편, 도금욕 융점 온도 이하의 온도에서 냉각 속도에 대해서는 특별히 한정하지 않으나, 예를 들어, 도금 상층이 온전히 냉각되는 시점까지 5~20℃/sec의 속도로 냉각할 수 있다. 만약, 5℃/sec 미만일 경우 도금층이 탑롤 등에 흡착될 우려가 있고, 20℃/sec를 초과할 경우 표면에 파형형태의 물결무늬가 발생할 우려가 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 다만, 하기하는 실시예는 본 발명을 예시하여 구체화하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 권리범위를 제한하기 위한 것이 아니라는 점에 유의할 필요가 있다. 본 발명의 권리범위는 특허청구범위에 기재된 사항과 이로부터 합리적으로 유추되는 사항에 의하여 결정되는 것이기 때문이다.
(실시예)
중량%로, C: 0.15%, Si: 1.5%, Mn: 2.5%, Cr: 0.4%, 나머지는 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하는 두께 1.4㎜의 자동차용 기가급 강재(강도가 1GPa 이상인 강재를 의미함. 본 실시예에서 사용된 강재의 강도는 1.18GPa 이었음)를 소지강판으로 준비한 후, 상기 소지강판을 침지하고 초음파 세척하여 표면에 존재하는 압연유 등의 이물질을 제거하였다. 이후, 일반 용융도금 현장에서 강판의 기계적 특성 확보를 위하여 실시하는 750℃ 환원 분위기 열처리를 실시한 후, 하기 표 1과 같은 조성 및 온도를 가지는 도금욕에 침지하여 용융 알루미늄 합금 도금강판을 제조하였다.
이후, 제조된 각각의 용융 알루미늄 합금 도금강판을 도금욕 융점 이하의 온도로 냉각하고, 질소 가스 와이핑하여 도금 부착량을 편면당 70g/㎡으로 조절하였으며, 10℃/sec의 속도로 도금 상층이 완전히 응고되는 시점까지 냉각을 행하였다. 한편, 각각의 예에서, 도금욕에 배출된 용융 알루미늄 합금 도금강판의 온도가 도금욕 융점 이하가 되는데 걸린 시간(tm)을 하기 표 1에 함께 나타내었다.
이후, 제조된 각 용융 알루미늄 합금 도금강판을 판두께 방향으로 절단한 후, 주사전자현미경(FE-SEM)으로 3,000배율로 그 단면 사진을 촬영하여 계면 합금층 내 층 분리가 관찰되는지 여부를 관찰하고, 그 두께를 측정하였으며, 상술한 바와 같이 계면 합금층에 포함된 Fe 함량을 EDS(Energy Dispersive Spectroscopy)를 이용하여 점 분석하여 Fe 함량의 최대값을 측정하고, 전술한 습식분석(ICP)에 의해 도금 상층 및 계면 합금층 각각에 함유된 Si의 평균 함량을 측정하였다. 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
이후, 각각의 용융 알루미늄 합금 도금강판의 재질을 측정하고, 내식성과 용접성 및 도금 밀착성을 평가하였으며, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
내식성 평가는 각 용융 알루미늄 합금 도금강판을 염수 분무 시험기에 장입하고, 5% 염수(온도 35℃, pH 6.8)를 시간당 2ml/80㎠ 분무하고, 장입 1200 시간 경과 후, 부식 생성물을 제거하고 소지강판에 형성된 최대 구멍 깊이를 측정하였다. 측정 결과 300㎛ 이하인 경우는 "우수", 300~600㎛인 경우는 "보통", 600㎛ 초과는 "불량"으로 평가하였다.
용접성은 선단경 6mm인 Cu-Cr 전극을 사용하여 용접 전류 0.5kA를 흘려주며, 가압력 4.0kN의 조건 하 용접을 실시하였다. 용접 후, 주사전자현미경(FE-SEM)에 의해 그 단면에 형성된 LME 크랙의 길이를 측정하였다. 측정 결과, LME 크랙 길이가 150㎛이하인 경우 "우수", LME 크랙 길이가 150㎛ 초과 500㎛ 이하인 경우 "보통", LME 크랙 길이가 500㎛를 초과하는 경우 "불량"으로 평가하였다.
한편 도금 밀착성 평가는 자동차 구조용 실러 D 타입을 175도에서 25분 유지하여 경화시킨 후 90도 굽힘 실험을 하였다. 시편 크기는 30mm*75㎜로 하였으며, 실러 도포 면적은 10mm*40mm, 두께는 10mm 이하로 하였다. 전단 접착 강도가 24.5Mpa 이상일 경우에는 '우수', 그 미만일 경우에는 '불량'으로 하였다.
No. 도금욕 조성(%) 도금욕 융점(℃) 도금욕 온도(℃) tm (sec) 도금층 조성(%) 비고
Al Zn Si Fe 기타 Al Zn Si Fe 기타
1 72 15 10 3 - 530 550 4 71 14 10 5 - 발명예 1
2 84 1 10 5 - 620 650 7 81 2 10 7 - 비교예 1
3 58 20 20 2 - 550 590 6 39 38 20 3 - 비교예 2
4 64 25 7 4 - 535 550 2 65 24 7 4 - 발명예 2
5 64 25 7 4 - 535 550 6 41 48 7 4 - 비교예 3
6 56 30 10 4 - 535 550 4 58 29 10 3 - 발명예 3
7 51 40 2 7 - 570 610 6 51 40 2 7 - 비교예 4
8 71 20 5 4 - 540 600 6 71 20 5 4 - 비교예 5
9 71 20 5 4 - 540 560 3 73 18 5 4 - 발명예 4
10 71 20 5 4 - 540 560 7 71 20 5 4 - 비교예 6
11 69 15 10 4 Mg 2 540 560 4 69 14 10 5 Mg 2 발명예 5
12 63 15 10 2 Mg 10 530 570 7 61 15 10 4 Mg 10 비교예 7
13 62 25 7 4 Mg 2 530 545 3 65 23 7 3 Mg 2 발명예 6
14 62 25 7 4 Cr 2 580 620 5 63 24 7 4 Cr 2 비교예 8
No. 계면 합금층 도금 상층 비고
전체 계면 합금층 강판과의 경계로부터 1㎛ 이내의 지점
구조 두께(㎛) Fe 함량(중량%) Si 함량(중량%) Fe2Al5의 비율(면적%) FeAl3의 비율(면적%) Si 함량(중량%)
1 단층 4 32 11 1 99 1 발명예 1
2 복층 5 48 11 20 80 1 비교예 1
3 복층 2 40 25 12 88 2 비교예 2
4 단층 4 38 9 2 98 0.7 발명예 2
5 복층 5 46 9 17 83 0.7 비교예 3
6 단층 3 36 12 9 91 1 발명예 3
7 복층 8 55 4 30 70 0.1 비교예 4
8 복층 7 48 7 15 85 0.8 비교예 5
9 단층 5 40 7 3 97 0.8 발명예 4
10 복층 7 50 7 13 87 0.8 비교예 6
11 단층 3 30 10 1 99 1 발명예 5
12 복층 2 45 9 14 86 1 비교예 7
13 단층 4 31 9 2 98 0.7 발명예 6
14 복층 5 45 8 22 78 0.7 비교예 8
No. 내식성 용접성 도금 밀착성 비고
1 우수 우수 우수 발명예 1
2 불량 우수 불량 비교예 1
3 우수 우수 불량 비교예 2
4 우수 우수 우수 발명예 2
5 우수 우수 불량 비교예 3
6 우수 우수 우수 발명예 3
7 우수 불량 불량 비교예 4
8 우수 불량 불량 비교예 5
9 우수 우수 우수 발명예 4
10 우수 우수 불량 비교예 6
11 우수 우수 우수 발명예 5
12 우수 불량 불량 비교예 7
13 우수 우수 우수 발명예 6
14 우수 우수 불량 비교예 8
도 1 및 2는 각각 비교예 1과 발명예 2의 단면을 주사전자현미경(FE-SEM, Field Emission Scanning Electron Microscope)으로 관찰한 사진이다. 도 1 및 2에 나타난 바와 같이, 비교예 1에서는 복층 구조를 가지고 있으나, 발명예 2에서는 단층구조를 이루는 것을 알 수 있다.
한편, 도 3은 발명예 4의 용접 후, 주사전자현미경(FE-SEM)에 의해 그 단면을 관찰한 사진이고, 도 4는 비교예 7의 용접 후, 주사전자현미경 (FE-SEM)에 의해 그 단면을 관찰한 사진이다. 도 3 및 4를 참조하면, 본 발명에서 제안하는 조건을 모두 만족하는 발명예에서는 용접성이 효과적으로 개선되나, 비교예에서는 LME가 발생하는 것을 알 수 있다.
상기 표 3의 결과에서 알 수 있듯이, 본 발명의 조건을 만족하는 발명예들은 모두 우수한 내식성, 용접성 및 도금 밀착성을 확보할 수 있었으나, 본 발명의 범위를 벗어난 비교예에서는 그렇지 않음을 알 수 있다.

Claims (16)

  1. 소지강판 표면에 형성된 용융 알루미늄 합금 도금 피막으로 이루어지고,
    상기 도금 피막은 강판과의 계면에 존재하는 계면 합금층과 상기 계면 합금층 상에 존재하는 도금 상층을 포함하고,
    계면 합금층과 소지강판의 경계로부터 계면 합금층 방향으로 1㎛ 이내의 위치에 존재하는 상 중 Fe와 Al의 원자비가 1:2.8~1:3.3 사이의 비율을 가지는 상의 비율이 면적 기준으로 70% 이상인 내식성 및 용접성이 우수한 용융 알루미늄 합금 도금강판.
  2. 소지강판 표면에 형성된 용융 알루미늄 합금 도금 피막으로 이루어지고,
    상기 도금 피막은 강판과의 계면에 존재하는 계면 합금층과 상기 계면 합금층 상에 존재하는 도금 상층을 포함하고,
    계면 합금층 중 Fe와 Al의 원자비가 1:2.2~1:2.7 사이의 비율을 가지는 상의 비율이 면적 기준으로 10% 이하인 내식성 및 용접성이 우수한 용융 알루미늄 도금강판.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 계면 합금층은 단층 구조로 이루어지는 내식성 및 용접성이 우수한 용융 알루미늄 합금 도금강판.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 용융 알루미늄 합금 도금강판을 두께 방향으로 절단한 후, 주사전자현미경(FE-SEM, Field Emission Scanning Electron Microscope)으로 3,000 배율로 그 단면 사진을 촬영하였을 때, 상기 계면 합금층 내 층 분리가 관찰되지 않는 내식성 및 용접성이 우수한 용융 알루미늄 합금 도금강판.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 계면 합금층은 2층 이상으로 이루어지고, 형성된 모든 층에서 Fe와 Al의 원자비가 1:2.8 보다 많도록 Al이 포함되는 내식성 및 용접성이 우수한 용융 알루미늄 합금 도금강판.
  6. 소지강판 표면에 형성된 용융 알루미늄 합금 도금 피막으로 이루어지고,
    상기 도금 피막은 강판과의 계면에 존재하는 계면 합금층과 상기 계면 합금층 상에 존재하는 도금 상층을 포함하고,
    상기 계면합금층은 단층 구조이며, 계면 합금층의 두께 방향 중심부의 성분을 분석하였을 때, Fe와 Al의 원자비가 1:2.8~1:3.3 사이의 비율을 가지는 내식성 및 용접성이 우수한 용융 알루미늄 합금 도금강판.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 용융 알루미늄 합금 도금강판을 두께 방향으로 절단한 후, 주사전자현미경(FE-SEM, Field Emission Scanning Electron Microscope)으로 3,000 배율로 그 단면 사진을 촬영하였을 때, 상기 계면 합금층 내 층 분리가 관찰되지 않는 내식성 및 용접성이 우수한 용융 알루미늄 합금 도금강판.
  8. 제 1 항, 제 2 항 및 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 도금 피막은 중량%로, Al: 50~90%, Zn: 2~35%, Si: 3~15% 및 Fe: 0.1~5%를 포함하는 내식성 및 용접성이 우수한 용융 알루미늄 합금 도금강판.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 도금 피막은 Mg: 0.5~5%를 더 포함하는 내식성 및 용접성이 우수한 용융 알루미늄 합금 도금강판.
  10. 제 1 항, 제 2 항 및 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 계면 합금층에 포함된 Fe 함량은 45 중량% 이하인 내식성 및 용접성이 우수한 용융 알루미늄 합금 도금강판.
  11. 제 1 항, 제 2 항 및 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 계면 합금층에 포함된 Si 함량은 도금 상층에 포함된 Si 함량의 2배 이상인 내식성 및 용접성이 우수한 용융 알루미늄 합금 도금강판.
  12. 제 1 항, 제 2 항 및 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 계면 합금층의 평균 두께는 7㎛ 이하(0은 제외)인 내식성 및 용접성이 우수한 용융 알루미늄 합금 도금강판.
  13. 소지강판을 준비하는 단계;
    상기 준비된 소지강판을 용융 알루미늄 합금 도금욕에 침지하여 도금하는 단계; 및
    상기 도금 후 냉각하는 단계를 포함하고,
    상기 도금욕의 온도는 도금욕 융점 + 30℃ 이하이고, 도금욕에서 배출된 소지강판의 표면 온도가 5초 이내에 도금욕 융점 온도 이하가 되도록 냉각하는 내식성 및 용접성이 우수한 용융 알루미늄 합금 도금강판의 제조방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    도금욕 융점 온도 이하에서의 냉각속도가 5~20℃/sec인 내식성 및 용접성이 우수한 용융 알루미늄 합금 도금강판의 제조방법.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 도금욕은 중량%로, Al: 50~90%, Zn: 2~35%, Si: 3~15% 및 Fe: 0.1~5%를 포함하는 내식성 및 용접성이 우수한 용융 알루미늄 합금 도금강판의 제조방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 도금욕은 Mg: 0.5~5%를 더 포함하는 내식성 및 용접성이 우수한 용융 알루미늄 합금 도금강판의 제조방법.
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