WO2020130401A1 - 표면외관 및 도장선영성이 우수한 용융알루미늄도금강판용 조질압연 롤 및 이를 이용한 용융알루미늄도금강판의 제조방법과 용융알루미늄도금강판 - Google Patents

표면외관 및 도장선영성이 우수한 용융알루미늄도금강판용 조질압연 롤 및 이를 이용한 용융알루미늄도금강판의 제조방법과 용융알루미늄도금강판 Download PDF

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steel sheet
hot
width
plated steel
aluminum plated
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전선호
천명식
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주식회사 포스코
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B1/00—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
    • B21B1/22—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling plates, strips, bands or sheets of indefinite length
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B27/00—Rolls, roll alloys or roll fabrication; Lubricating, cooling or heating rolls while in use
    • B21B27/02—Shape or construction of rolls

Definitions

  • the present invention relates to a hot rolled roll for a hot-dip aluminum plated steel sheet having excellent surface appearance and paintability, and a method for manufacturing a hot-dip aluminum plated steel sheet and a hot-dip aluminum plated steel sheet using the same.
  • Hot-dip galvanized steel sheet is used as a material for automobile parts through hot pressing (hot press forming or hot stamping) because it has superior liquid metal embrittlement (hereinafter referred to as LME), corrosion resistance and heat resistance compared to galvanized steel sheet. , It is widely used as a material for heat-resistant home appliances such as exhaust system parts and electric heaters.
  • LME liquid metal embrittlement
  • aluminum plated steel sheets are plated by hot dip plating because of low electroplating efficiency and low economic efficiency.
  • a solidified structure called a spangle is formed while crystal grains grow in a process of solidifying after depositing a steel plate as a plating material in a hot-dip aluminum plating bath.
  • This spangle consists of crystals of various orientations, such as a shiny sector, a frosty sector, and a feather sector according to the crystal orientation.
  • the boundary between the crystal sectors and the boundary between the spangles Since unevenness is largely generated in the surface, the surface appearance is poor and when coated, it is transferred to the coating surface, thereby deteriorating the coating selectivity.
  • the method of controlling spangle formation by increasing the nucleation site in a large amount by minimizing water particles by spraying a mist mixed with water and air, and zinc phosphate or ammonium phosphate unlike the conventional air cooling method
  • the mist spraying causes a blackening (blackening) phenomenon that changes to black over time because water and molten aluminum of the plating layer react to form aluminum oxide, thereby deteriorating the surface appearance.
  • the phosphate-based aqueous solution decomposes while absorbing the heat of the steel sheet, so it has a better cooling effect than when spraying mist, but blackening such as mist spraying occurs or surplus phosphoric acid that cannot react with the steel sheet
  • blackening such as mist spraying occurs or surplus phosphoric acid that cannot react with the steel sheet
  • Patent Document 1 Korean Patent Publication No. 2010-0033207
  • One aspect of the present invention is to provide a hot rolled roll for a hot-dip aluminum plated steel sheet having excellent surface appearance and paintability, and a method for manufacturing a hot-dip aluminum plated steel sheet and a hot-dip aluminum plated steel sheet using the same.
  • One embodiment of the present invention has an asymmetric embossed concavo-convex shape in which the width of the mountain is greater than the width of the bone, and the surface appearance and coating of which the pitch of the sum of the width of the mountain and the width of the valley is 200 ⁇ m or less
  • a rolled roll for hot-dip aluminum plated steel sheet having excellent image clarity.
  • Another embodiment of the present invention is a step of plating a steel sheet by dipping in a molten aluminum plating bath, followed by cooling to obtain a molten aluminum plated steel sheet; And an asymmetric embossed concave-convex shape in which the width of the acid of the molten aluminum plated steel sheet is greater than the width of the bone, and a rough rolling roll having a pitch of 200 ⁇ m or less, which is the sum of the width of the acid and the width of the bone, is 200 ⁇ m or less. It includes a step of temper rolling, and provides a method of manufacturing a hot-dip aluminum plated steel sheet having excellent surface appearance and paintability of 100 to 250 tons when rolling.
  • the number of peaks (RPc) is 120 or more/cm
  • the size of the spangle is 0.1 mm or less
  • the average surface roughness is 1 ⁇ m or less.
  • a hot rolled roll for a hot-dip aluminum plated steel sheet having excellent surface appearance and paintability and a method for manufacturing a hot-dip aluminum plated steel sheet and a hot-dip aluminum plated steel sheet using the same.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing the shape of the unevenness
  • (a) is a symmetrical embossed
  • (b) is an asymmetrical embossed
  • (c) is a schematic diagram showing the shape of an asymmetrical intaglio.
  • Figure 2 is a surface picture of the specimens according to an embodiment of the present invention, (a) is Comparative Example 1, (b) is Comparative Example 3, (c) is Comparative Example 6, (d) is Inventive Example 2 Is the surface picture.
  • the present invention seeks to secure excellent surface appearance and coating selectivity by rough rolling the molten aluminum plated steel sheet with spangles formed on the surface of the plating layer by plating using a conventional air-cooling process after plating.
  • the surface appearance and coating selectivity improvement of the present invention are improved by processing regular and fine irregularities on the surface of the tempered roll for temper rolling in an asymmetric embossed form in which the width of the acid is greater than the width of the bone.
  • the unevenness formed on the tempered roll has a symmetrical embossed shape in which the width (P 1 ) of the mountain and the width (V 1 ) of the valley are the same, as shown in (a) of FIG. 1.
  • the spline was effectively removed.
  • the tempered roll for molten aluminum plated steel sheet provided by the present invention has an asymmetric embossed shape in which the width of the acid (P 2 ) is greater than the width of the bone (V 2 ), as shown in FIG. It is characterized by having irregularities.
  • the shape of the unevenness it is possible to lower the surface roughness of the hot-dip aluminum plated steel sheet, and it is possible to improve the coating selectivity.
  • Pitch width of the mountain + width of the valley
  • the temper roll of the present invention preferably has a pitch length of 200 ⁇ m or less, which is the sum of the width of the acid and the width of the valley. If the length of the pitch exceeds 200 ⁇ m, it is difficult to secure excellent coating imageability.
  • the length of the pitch is more preferably 170 ⁇ m or less, and even more preferably 150 ⁇ m or less.
  • the lower limit of the length of the pitch is not particularly limited, but since the width of the processed bone is less than 30 ⁇ m, it is very difficult to process the pitch, so the length of the pitch is preferably 90 ⁇ m or more.
  • the peak (RPc) means the number of mountains out of the band (bandwidth, bandwidth) caused by the cut line (count peak level) that is symmetrical up and down from the center line of the unevenness (mountains and valleys).
  • the cut line is usually located at ⁇ 0.5 ⁇ m from the center line.
  • the width of the acid is greater than or equal to twice the width of the valley. This is the area of the indentation transferred to the molten aluminum plated steel sheet when the roll acid is tempered, so if the width of the acid in the roll is less than twice the width of the valley, the indentation is small to completely remove the spangles on the surface of the steel sheet. Because it is difficult. It is more preferable that the width of the acid is at least three times larger than the width of the valley. On the other hand, considering that the minimum value of the width length of the processable bone is 30 ⁇ m, it is not easy for the width of the acid to exceed 5 times the width of the bone.
  • the method of processing the unevenness is not particularly limited, for example, methods such as laser texturing (LT), photo etching, laser etching, and electron beam texturing (EBT) can be used.
  • LT laser texturing
  • EBT electron beam texturing
  • the average surface roughness of the temper roll provided by the present invention is preferably 1.8 ⁇ m or less, and by controlling the surface roughness as low as this, it is possible to secure excellent coating selectivity. It is more preferable that the average surface roughness of the temper roll is 1.6 ⁇ m or less. On the other hand, if the average surface roughness of the temper roll is less than 1.4 ⁇ m, the effect of removing spangles may not be sufficient, so the average surface roughness of the temper roll is preferably in the range of 1.4 ⁇ m or more.
  • a method of manufacturing a molten aluminum plated steel sheet of the present invention comprises the steps of immersing a steel sheet in a molten aluminum plating bath, plating, and then cooling to obtain a molten aluminum plated steel sheet; And an asymmetric embossed concave-convex shape in which the width of the acid of the molten aluminum plated steel sheet is greater than the width of the bone, and a rough rolling roll having a pitch of 200 ⁇ m or less, which is the sum of the width of the acid and the width of the bone, is 200 ⁇ m or less. It includes a step of temper rolling, characterized in that the rolling force during the temper rolling is 100 to 250 tons.
  • the method for manufacturing a molten aluminum plated steel sheet of the present invention may use plating and cooling methods commonly used in the art. However, after the plating and cooling, it is characterized in that it is temper rolled using the above-described hot-rolled roll for hot-dip aluminum plated steel sheet, wherein the hot-rolled roll has a rolling force of 100 to 250 tons applied to hot-dip aluminum plated steel sheet. desirable.
  • the pressing force is less than 100 tons, spangles, which are solidification structures of the molten aluminum plated steel sheet, are not completely removed, and when it exceeds 250 tons, indentations are deeply transferred to the steel sheet, and the roughness of the steel sheet increases rapidly, resulting in waviness, Wsa.
  • the pressing force is preferably 100 to 250 tons.
  • the number of peaks (RPc) of the molten aluminum plated steel sheet of the present invention is 120/cm or more, the size of the spangles is 0.1 mm or less, and the average surface roughness may be 1 ⁇ m or less, through which excellent surface appearance and coating line spirituality can be secured.
  • the average surface roughness is preferably 0.75 ⁇ m or more.
  • the number of peaks (RPc) of the molten aluminum plated steel sheet may be smaller than the number of peaks (RPc) of the tempered roll.
  • the surface roughness of the molten aluminum plated steel sheet also becomes smaller than that of the temper rolled roll for the same reason as above.
  • Irregularities under the conditions described in Table 1 were formed on the surface of the tempered roll through laser texturing to form a regular square pattern by etching in a grid shape using a laser.
  • the intaglio processing was performed through a method of processing a shape (square, etc.), and the embossing was used to expose the shape by processing the periphery of the shape. At this time, the processing (etching) depth was about 20 ⁇ m.
  • a method of spraying Al powder during plating was used
  • Al powder was sprayed during plating to prepare hot-dip galvanized steel sheet and processed by an electric discharge (EDT) method. A method of temper rolling using a roll was used.
  • the hot-dip aluminum plated steel sheet was rough-rolled with the pressing force shown in Table 2 below.
  • the surface roughness, the number of peaks, the presence and absence of spangles, the size and coating selectivity of the rough-rolled molten aluminum plated steel sheet were measured, and the results are shown in Table 2 below.
  • Spangles were measured using an image analyzer, and then observed with the naked eye to evaluate whether spangles remained or not based on the following criteria.
  • ⁇ 0.1 mm or more to 1 mm or less, observed with the naked eye
  • ⁇ 1 mm or more to 5 mm or less, observed with the naked eye
  • DOI one of the indicators of coating clarity
  • the coating treatment performed for the evaluation of the coating clarity was performed by applying two coats of two coats of base-to-top (including clear coating) with omission of the middle in order to show the effect of the waviness on the surface of the molten aluminum plated steel sheet. It was carried out in a manner, the coating adhesion amount was 70 ⁇ 80 ⁇ m.
  • Figure 2 is a surface picture of the specimens according to an embodiment of the present invention, (a) is Comparative Example 1, (b) is Comparative Example 3, (c) is Comparative Example 6, (d) is Inventive Example 2 Is the surface picture. As can be seen through Figure 2, in the case of Inventive Example 2, it can be seen that the spangles are not observed with the naked eye, as well as the excellent coating selectivity, compared to Comparative Examples 1, 3, and 6.

Landscapes

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Geometry (AREA)
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Abstract

본 발명은 표면외관 및 도장선영성이 우수한 용융알루미늄도금강판용 조질압연 롤 및 이를 이용한 용융알루미늄도금강판의 제조방법과 용융알루미늄도금강판에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시형태는 산의 폭 길이가 골의 폭 길이 보다 큰 비대칭 양각 형태의 요철을 가지며, 상기 산의 폭 길이와 상기 골의 폭 길이의 합인 피치의 길이가 200㎛ 이하인 표면외관 및 도장선영성이 우수한 용융알루미늄도금강판용 조질압연 롤 및 이를 이용한 용융알루미늄도금강판의 제조방법과 용융알루미늄도금강판을 제공한다.

Description

표면외관 및 도장선영성이 우수한 용융알루미늄도금강판용 조질압연 롤 및 이를 이용한 용융알루미늄도금강판의 제조방법과 용융알루미늄도금강판
본 발명은 표면외관 및 도장선영성이 우수한 용융알루미늄도금강판용 조질압연 롤 및 이를 이용한 용융알루미늄도금강판의 제조방법과 용융알루미늄도금강판에 관한 것이다.
용융알루미늄도금강판은 아연도금강판 대비 액상금속취화(Liquid Metal Embrittlement, 이하 LME라 칭함), 내식성 및 내열성이 우수하기 하기 때문에 열간가공(Hot Press Forming or Hot Stamping)을 통해 자동차 부품용 소재로 사용되거나, 배기계 부품과 전열기 등과 같은 내열 가전제품용 소재로 많이 사용되고 있다.
통상적으로 알루미늄도금강판은 전기도금 효율이 낮아 경제성이 낮기 때문에 용융도금 방식으로 도금되게 된다. 용융도금 방식으로 알루미늄도금강판을 제조하게 되면 용융알루미늄 도금욕에 도금소재인 강판을 침적한 후 응고하는 과정에서 결정립이 성장하면서 스팡글(spangle)이라는 응고조직이 형성되게 된다. 이 스팡글은 결정방위에 따라 반짝이는 부분(shiny sector), 뿌옇게 흐린 부분(frosty sector)과 깃털 모양을 가진 부분(feather sector) 등 여러 방위의 결정으로 구성되며, 결정섹터간 경계부와 스팡글간 경계부에는 요철이 크게 발생하게 되므로, 표면외관이 불량하고 도장시에는 도장 표면으로 전사되어 도장선영성을 저하시키게 된다.
따라서, 용융알루미늄도금강판을 자동차 외판용 및 가전제품으로 사용하기 위해서는 스팡글 없는 미려한 표면외관이 요구되기 때문에 스팡글을 미세화시키기 위하여 다음과 같은 방법이 행하여지고 있다.
1) 하나는, 용융도금 후 냉각을 빠르게 하여 결정립이 성장하는 시간을 단축함과 동시에 결정립 핵생성 사이트(site)를 많게 하여 결정립이 크게 성장하지 못하도록 하는 방법이다. 이러한 급랭방법으로는 기존의 공냉방법과 다르게 물과 공기가 혼합된 미스트(mist)를 분사하여 물입자를 미세화함으로써 핵생성 사이트를 다량으로 증가시켜서 스팡글 생성을 제어하는 방법과 인산아연 또는 인산암모늄 수용액을 분사하여 급냉하는 방법 등이 있다. 미스트 분사는 수분과 도금층의 용융알루미늄이 반응하여 알루미늄 산화물을 형성하기 때문에 시간의 경과에 따라 검게 변하는 흑화(흑변) 현상을 일으키므로 표면외관을 저하시키는 문제가 있다. 또한 인산계 수용액을 분사하는 경우에는 인산계 수용액이 강판의 열을 흡수하면서 분해하므로 미스트를 분사하는 경우 보다 냉각효과가 뛰어나나, 미스트 분사와 같은 흑화현상이 발생하거나 강판과 반응하지 못한 잉여의 인산계수용액이 도금욕 및 주변 설비에 떨어져 주변외관을 저해하는 문제가 있다.
2) 다른 하나는, 특허문헌 1과 같이 금속분말을 분사하여 결정립 핵생성 사이트(site)를 많게 하여 결정립이 크게 성장하지 못하도록 하는 방법이 있다. 용융알루미늄 도금에서는 금속분말로 알루미늄 분말을 공기와 함께 응고 직전에 도금층 표면에 분사하게 되면 미세한 알루미늄 분말 자체가 결정립, 즉 스팡글의 핵으로 작용하여 스팡글의 성장을 억제하게 되어 미세한 스팡글이 형성되도록 한다. 그러나 상기 방법은 알루미늄 분말을 폭 방향으로 균일하게 분사하는 것이 용이하지 않아 폭 방향으로 균일하고 미세한 스팡글을 확보하는 것이 불가능할 뿐만 아니라 통상 50㎛이하의 고가의 미세한 알루미늄 분말을 연속라인에서 다량 사용하여야 하므로 경제적으로 바람직하지 않다. 또한 과잉의 미세한 알루미늄 분말이 도금욕 및 그 주변 설비에 떨어져 도금욕 주변 환경을 저해하고 작업자의 미세 분말 흡입으로 작업자의 건강을 저해하기 때문에 바람직하지 않다.
(특허문헌 1) 한국 공개특허공보 제2010-0033207호
본 발명의 일측면은 표면외관 및 도장선영성이 우수한 용융알루미늄도금강판용 조질압연 롤 및 이를 이용한 용융알루미늄도금강판의 제조방법과 용융알루미늄도금강판을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 일 실시형태는 산의 폭 길이가 골의 폭 길이 보다 큰 비대칭 양각 형태의 요철을 가지며, 상기 산의 폭 길이와 상기 골의 폭 길이의 합인 피치의 길이가 200㎛ 이하인 표면외관 및 도장선영성이 우수한 용융알루미늄도금강판용 조질압연 롤을 제공한다.
본 발명의 다른 실시형태는 강판을 용융알루미늄도금욕에 침지하여 도금한 뒤, 냉각하여 용융알루미늄도금강판을 얻는 단계; 및 상기 용융알루미늄도금강판을 산의 폭 길이가 골의 폭 길이 보다 큰 비대칭 양각 형태의 요철을 가지며, 상기 산의 폭 길이와 상기 골의 폭 길이의 합인 피치의 길이가 200㎛ 이하인 조질압연 롤을 이용하여 조질압연하는 단계를 포함하며, 상기 조질압연시 압하력은 100~250톤인 표면외관 및 도장선영성이 우수한 용융알루미늄도금강판의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 또 다른 실시형태는 피크(RPc)의 수가 120개/cm 이상이고, 스팡글의 크기가 0.1mm 이하이며, 평균 표면 조도가 1㎛ 이하인 표면외관 및 도장선영성이 우수한 용융알루미늄도금강판을 제공한다.
본 발명의 일측면에 따르면, 표면외관 및 도장선영성이 우수한 용융알루미늄도금강판용 조질압연 롤 및 이를 이용한 용융알루미늄도금강판의 제조방법과 용융알루미늄도금강판을 제공할 수 있다.
도 1은 요철의 형태를 나타내는 모식도이며, (a)는 대칭 양각, (b)는 비대칭 양각, (c)는 비대칭 음각의 형태를 나타내는 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 시편들에 대한 표면 사진이며, (a)는 비교예 1, (b)는 비교예 3, (c)는 비교예 6, (d)는 발명예 2의 표면 사진이다.
본 발명은 도금 후, 통상적인 공냉 공정을 이용하여 제조함으로써 도금층 표면에 스팡글이 형성된 용융알루미늄도금강판을 적절한 조건으로 조질압연하여 우수한 표면외관 및 도장선영성을 확보하고자 한다. 특히, 상기 조질압연을 위한 조질압연 롤의 표면에 규칙적이면서 미세한 요철을 산의 폭 길이가 골의 폭 길이 보다 큰 비대칭 양각의 형태로 가공함으로써 본 발명이 목적으로 하는 표면외관 및 도장선영성 향상을 보다 효과적으로 달성할 수 있다는 식견 하에 본 발명을 완성하게 되었다.
이하, 본 발명의 표면외관 및 도장선영성이 우수한 용융알루미늄도금강판용 조질압연 롤에 대하여 설명한다.
도 1은 요철의 형태를 나타내는 모식도이며, (a)는 대칭 양각, (b)는 비대칭 양각, (c)는 비대칭 음각의 형태를 나타내는 모식도이다. 통상적으로 조질압연 롤에 형성되는 요철은 도 1의 (a)와 같이 산의 폭 길이(P 1)와 골의 폭 길이(V 1)가 같은 대칭 양각의 형태를 갖는다. 또한, 일반적으로 이러한 대칭 양각 형태의 요철에 대하여 표면 조도를 크게 하고, 상기 롤이 용융알루미늄도금강판에 가하는 압하력 또한 증가시킴으로써 스팡글을 효과적으로 제거하고자 하였다. 그러나, 상기 방법의 경우에는 스팡글 제거에는 유리하나, 용융알루미늄도금강판에 전사되는 표면 압흔의 조도가 비례적으로 크게 되고, 이것이 용융알루미늄도금강판의 파상도(waviness, Wsa-5)를 증가시켜 도장선영성을 저하시키게 된다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명이 제공하는 용융알루미늄도금강판용 조질압연 롤은 도 1 (b)와 같이 산의 폭 길이(P 2)가 골의 폭 길이(V 2) 보다 큰 비대칭 양각 형태의 요철을 가지는 것을 특징으로 한다. 이와 같이 요철의 형태를 제어함으로써 용융알루미늄도금강판의 표면 조도를 낮출 수 있으며, 도장선영성을 향상시키는 것이 가능하다. 본 발명에서 표면 평균조도(Ra)는 측정구간의 중심선 상하 프로파일 면적의 절대값을 적분한 것을 측정 길이로 나눈 것이기 때문에, 동일한 피치(pitch=산의 폭 길이+골의 폭 길이)에서 산의 폭 길이가 골의 폭 길이 보다 큰 비대칭 양각이 산의 폭 길이와 골의 폭 길이가 동일한 대칭 양각보다 용융알루미늄도금강판의 표면 조도를 작아지게 한다. 한편, 도 1 (c)와 같이 산의 폭 길이(P 3) 보다 골의 폭 길이(V 3)가 더 큰 비대칭 음각 형태의 요철을 갖는 조질압연 롤의 경우에는 조질압연시 용융알루미늄도금강판에 전사되는 압흔의 면적이 작기 때문에 스팡글을 충분히 제거할 수 없어 조질압연 후에도 잔존하게 된다. 이로 인해 가공후 파상도가 매우 높아져 도장 후 선영성이 저하되는 문제가 있다.
한편, 조질압연 롤이 산의 폭 길이가 골의 폭 길이 산의 크기가 골의 크기보다 큰 비대칭 양각 형태의 요철을 갖더라도 피치가 작은 경우에는 피치가 큰 경우보다 피크(RPc, Roughness Peak count)의 수가 많아지기 때문에 용융알루미늄도금강판에 전사되는 피크의 수 또한 많아지게 되므로 도장 후 선영성이 우수하게 된다. 이를 위해, 본 발명의 조질압연 롤은 산의 폭 길이와 골의 폭 길이의 합인 피치의 길이가 200㎛ 이하인 것이 바람직하다. 만일, 피치의 길이가 200㎛를 초과하는 경우에는 우수한 도장선영성을 확보하기 곤란하다. 상기 피치의 길이는 170㎛이하인 것이 보다 바람직하고, 150㎛이하인 것이 보다 더 바람직하다. 본 발명에서는 상기 피치의 길이의 하한에 대해서 특별히 한정하지 않으나, 가공되는 골의 폭 길이가 30㎛ 미만으로 가공하는 것은 매우 어렵기 때문에, 본 발명에서는 상기 피치의 길이가 90㎛ 이상인 것이 바람직하다. 한편, 상기 피크(RPc)란 요철(산과 골)의 중심선에서 상하 대칭이 되는 절단선(count peak level)에 의해서 생기는 띠(대역폭, bandwidth)를 벗어나는 산의 개수를 의미한다. 한편, 상기 절단선은 통상적으로 중심선에서 ±0.5㎛에 위치하게 된다.
또한, 본 발명의 조질압연 롤은 상기 산의 폭 길이가 상기 골의 폭 길이 보다 2배 이상 큰 것이 바람직하다. 이는 롤의 산이 조질압연시 용융알루미늄도금강판에 전사되는 압흔의 면적이 되기 때문에, 롤의 산의 폭 길이가 골의 폭 길이 보다 2배 미만일 경우에는 압흔이 작아서 강판 표면의 스팡글을 완전히 제거하는 것이 어렵기 때문이다. 상기 산의 폭 길이가 상기 골의 폭 길이 보다 3배 이상 큰 것이 보다 바람직하다. 한편, 가공 가능한 골의 폭 길이의 최소값이 30㎛임을 고려하면, 산의 폭 길이가 상기 골의 폭 길이 보다 5배를 초과하기는 쉽지 않다.
한편, 본 발명에서는 상기 요철의 가공 방법에 대해서 특별히 한정하지 않으나, 예를 들면, 레이저 텍스처링(LT), 포토에칭, 레이저에칭 및 전자빔 텍스처링(EBT) 등의 방법들을 이용할 수 있다.
본 발명이 제공하는 조질압연 롤의 평균 표면조도는 1.8㎛ 이하인 것이 바람직하며, 이와 같이 표면 조도를 낮게 제어함으로써 우수한 도장선영성을 확보할 수 있다. 상기 조질압연 롤의 평균 표면조도는 1.6㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다. 한편, 상기 조질압연 롤의 평균 표면조도가 1.4㎛ 미만인 경우에는 스팡글 제거 효과가 충분하지 않을 수 있으므로, 상기 조질압연 롤의 평균 표면조도는 1.4㎛ 이상의 범위를 갖는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명의 표면외관 및 도장선영성이 우수한 용융알루미늄도금강판의 제조방법에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명의 용융알루미늄도금강판의 제조방법은 강판을 용융알루미늄도금욕에 침지하여 도금한 뒤, 냉각하여 용융알루미늄도금강판을 얻는 단계; 및 상기 용융알루미늄도금강판을 산의 폭 길이가 골의 폭 길이 보다 큰 비대칭 양각 형태의 요철을 가지며, 상기 산의 폭 길이와 상기 골의 폭 길이의 합인 피치의 길이가 200㎛ 이하인 조질압연 롤을 이용하여 조질압연하는 단계를 포함하며, 상기 조질압연시 압하력은 100~250톤인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 용융알루미늄도금강판의 제조방법은 당해 기술분야에서 통상적으로 이용되는 도금 및 냉각 방법을 이용할 수 있다. 다만, 상기 도금 및 냉각 후, 전술한 용융알루미늄도금강판용 조질압연 롤을 이용하여 조질압연하는 것을 특징으로 하며, 이 때, 상기 조질압연 롤이 용융알루미늄도금강판에 가하는 압하력은 100~250톤인 것이 바람직하다. 상기 압하력이 100톤 미만인 경우에는 용융알루미늄도금강판의 응고조직인 스팡글이 완전히 제거되지 않으며, 250톤 초과인 경우에는 강판에 압흔이 깊이 전사되어 강판의 조도가 급격히 증가하여 파상도(waviness, Wsa-5)를 증가시게 되어 도장후 선영성을 저하시키는 단점이 있다. 따라서, 상기 압하력은 100~250톤인 것이 바람직하다.
이하, 본 발명의 용융알루미늄도금강판에 대하여 설명한다. 본 발명의 용융알루미늄도금강판은 피크(RPc)의 수가 120개/cm 이상이고, 스팡글의 크기가 0.1mm 이하이며, 평균 표면 조도가 1㎛ 이하일 수 있으며, 이를 통해, 우수한 표면외관 및 도장선영성을 확보할 수 있다. 상기 평균 표면 조도는 0.75㎛ 이상인 것이 바람직하다. 한편, 조질압연 롤의 조도는 상기 용융알루미늄도금강판에 그대로 전사되지 않기 때문에 상기 용융알루미늄도금강판의 피크(RPc) 수는 상기 조질압연 롤의 피크(RPc) 수 보다 작을 수 있다. 아울러, 상기 용융알루미늄도금강판의 표면 조도 또한 상기와 동일한 이유로 상기 조질압연 롤의 표면 조도 보다 작아지게 된다.
전술한 바와 같이 제공되는 본 발명의 용융알루미늄도금강판은 육안으로 스팡글이 관찰되지 않으며, 5% 컵가공 후의 파상도(waviness, Wsa1-5)가 0.35㎛이하이며, 도장후 선영성을 수치화한 DOI가 80이상으로서, 우수한 표면외관 및 도장선영성을 가진다.
이하, 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 다만, 하기의 실시예는 본 발명을 예시하여 보다 상세하게 설명하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 권리범위를 한정하기 위한 것이 아니라는 점에 유의할 필요가 있다. 본 발명의 권리범위는 특허청구범위에 기재된 사항과 이로부터 합리적으로 유추되는 사항에 의해 결정되는 것이기 때문이다.
(실시예)
레이저를 이용하여 격자 모양으로 식각하여 규칙적인 사각패턴을 형성하는 레이저 텍스처링(Laser Texturing)을 통해 조질압연 롤의 표면에 하기 표 1에 기재된 조건의 요철을 형성시켰다. 음각 가공은 형상(사각 등)을 가공하는 방법을 통해 이루어졌으며, 양각 가공은 형상 주위부를 가공하여 형상을 노출시키는 방법을 이용하였다. 이 때, 가공(식각) 깊이는 약 20㎛였다. 한편, 비교예 1의 경우에는 도금시 Al 분말을 분사하는 방법을 이용하였으며, 비교예 2의 경우에는 도금시 Al 분말을 분사하여 용융아연도금강판을 제조하고, 전기방전(EDT) 방식으로 가공한 롤을 이용하여 조질압연하는 방법을 이용하였다.
상기와 같은 가공을 통해 얻어진 조질압연 롤을 이용하여 용융알루미늄도금강판을 하기 표 2에 기재된 압하력으로 조질압연하였다. 이렇게 조질압연된 용융알루미늄도금강판에 대하여 표면조도, 피크 수, 스팡글 유무 판단 및 크기, 도장선영성을 측정한 뒤, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
스팡글은 이미지분석기를 이용하여 측정한 뒤, 육안으로 관찰하여 스팡글의 잔존 유무를 다음과 같은 기준으로 평가하였다.
◎: 0.1㎜이하, 육안으로 관찰되지 않음
○: 0.1㎜초과~1㎜이하, 육안으로 미세하게 관찰됨
△: 1mm초과~5㎜이하, 육안으로 관찰됨
×: 5㎜초과, 육안으로 관찰됨
평균조도 및 피크수와, 도장선영성의 지표 중 하나인 5% 컵가공 후의 파상도(waviness, Wsa1-5)는 2차원 표면조도계(KOSAKA사)를 사용하여 측정하였다. 도장선영성의 지표 중 하나인 DOI는 SUGA사 DOI를 사용하였으며, DOI값이 80이상일 경우에 선영성이 우수하므로 도장선영성 확보 기준으로 사용하였다. 한편, 상기 도장선영성 평가를 위해 행해진 도장처리는 용융알루미늄도금강판 표면의 파상도 영향을 나타내기 위하여 중도를 생략한 하도-상도(클리어 도장 포함)의 2코드(coat) 2베이크(bake)를 방식으로 실시하였으며, 도장부착량은 70~80㎛였다.
Figure PCTKR2019016542-appb-img-000001
Figure PCTKR2019016542-appb-img-000002
상기 표 1 및 2를 통해 알 수 있듯이, 본 발명이 제안하는 조질압연 롤의 조건 및 조질압연시 압하력을 만족하는 발명예 1 내지 4의 경우에는 용융알루미늄도금강판의 표면에 스팡글이 육안으로 관찰되지 않았을 뿐만 아니라, 5% 컵가공 후의 파상도(waviness, Wsa1-5)가 0.35㎛이하이고, 도장후 선영성을 수치화한 DOI가 80이상으로서 표면외관 및 도장선영성이 매우 우수함을 확인할 수 있다.
그러나, 비교예 1 및 2의 경우에는 기존의 Al 분말 분사 방법을 이용함에 따라 용융알루미늄도금강판의 표면에 스팡글이 잔존하거나 미세하게 관찰될 뿐만 아니라, 도장선영성 또한 낮은 수준임을 알 수 있다.
비교예 3 내지 5의 경우에는 조질압연 롤의 요철을 비대칭 음각의 형태로 형성시킨 것으로서, 롤의 표면 조도가 높으나, 용융알루미늄도금강판의 표면과 접하는 산의 면적이 작음에 따라 용융알루미늄도금강판의 표면에 스팡글이 잔존하고 도장선영성 또한 낮은 수준임을 알 수 있다. 특히, 비교예 5의 경우에는 500톤의 높은 압하력에도 불구하고, 표면 외관과 도장선영성이 낮은 수준임을 확인할 수 있다.
비교예 6 내지 9의 경우에는 조질압연 롤의 요철을 대칭 양각의 형태로 형성시킨 것으로서, 롤의 표면 조도가 높아 용융알루미늄도금강판의 표면에 스팡글이 육안으로 관찰되지는 않았으나, 롤의 높은 표면 조도가 용융알루미늄도금강판의 표면에 전사되어 도장선영성이 낮은 수준임을 알 수 있다.
비교예 10의 경우에는 본 발명이 제안하는 바와 같이 조질압연 롤의 요철을 비대칭 양각의 형태로 형성시킨 것이나, 압하력이 낮아 용융알루미늄도금강판의 표면에 스팡글이 육안으로 미세하게 관찰될 뿐만 아니라, 도장선영성 또한 낮은 수준임을 알 수 있다.
비교예 11의 경우에는 본 발명이 제안하는 바와 같이 조질압연 롤의 요철을 비대칭 양각의 형태로 형성시킨 것이나, 압하력이 높음에 따라 용융알루미늄도금강판의 표면에 스팡글이 육안으로 관찰되지는 않았지만 과도하게 높은 압하력에 의해 도장선영성이 낮은 수준임을 알 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 시편들에 대한 표면 사진이며, (a)는 비교예 1, (b)는 비교예 3, (c)는 비교예 6, (d)는 발명예 2의 표면 사진이다. 도 2를 통해 알 수 있는 바와 같이, 발명예 2의 경우에는 비교예 1, 3 및 6에 비하여 스팡글이 육안으로 관찰되지 않을 뿐만 아니라, 도장선영성 또한 우수한 것을 확인할 수 있다.

Claims (7)

  1. 산의 폭 길이가 골의 폭 길이 보다 큰 비대칭 양각 형태의 요철을 가지며,
    상기 산의 폭 길이와 상기 골의 폭 길이의 합인 피치의 길이가 200㎛ 이하인 표면외관 및 도장선영성이 우수한 용융알루미늄도금강판용 조질압연 롤.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 산의 폭 길이가 상기 골의 폭 길이 보다 2배 이상 큰 것을 특징으로 하는 표면외관 및 도장선영성이 우수한 용융알루미늄도금강판용 조질압연 롤.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 조질압연 롤의 평균 표면조도는 1.8㎛ 이하인 표면외관 및 도장선영성이 우수한 용융알루미늄도금강판용 조질압연 롤.
  4. 강판을 용융알루미늄도금욕에 침지하여 도금한 뒤, 냉각하여 용융알루미늄도금강판을 얻는 단계; 및
    상기 용융알루미늄도금강판을 산의 폭 길이가 골의 폭 길이 보다 큰 비대칭 양각 형태의 요철을 가지며,
    상기 산의 폭 길이와 상기 골의 폭 길이의 합인 피치의 길이가 200㎛ 이하인 조질압연 롤을 이용하여 조질압연하는 단계를 포함하며,
    상기 조질압연시 압하력은 100~250톤인 표면외관 및 도장선영성이 우수한 용융알루미늄도금강판의 제조방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 산의 폭 길이가 상기 골의 폭 길이 보다 2배 이상 큰 것을 특징으로 하는 표면외관 및 도장선영성이 우수한 용융알루미늄도금강판의 제조방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 조질압연 롤의 평균 표면조도는 1.8㎛ 이하인 표면외관 및 도장선영성이 우수한 용융알루미늄도금강판의 제조방법.
  7. 피크(RPc)의 수가 120개/cm 이상이고,
    스팡글의 크기가 0.1mm 이하이며,
    평균 표면 조도가 1㎛ 이하인 표면외관 및 도장선영성이 우수한 용융알루미늄도금강판.
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