KR102175731B1 - Alloyed aluminium coated steel sheet having excellent weldability and phosphating properties and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 용접성 및 인산염처리성이 우수한 합금화 알루미늄도금강판 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시형태는 소지강판; 및 상기 소지강판 상에 합금화 알루미늄도금층을 갖는 합금화 알루미늄도금강판으로서, 상기 합금화 알루미늄도금층은 상부 도금층과 하부 도금층으로 구성되며, 상기 상부 도금층은 중량%로, Fe: 30%이상~40%미만, Al: 53~65% 및 Zn: 10%이하(0%는 제외)를 포함하고, 상기 하부 도금층은 중량%로, Fe: 40%이상~50%이하, Al: 47~55% 및 Zn: 10%이하(0%는 제외)를 포함하는 용접성 및 인산염처리성이 우수한 합금화 알루미늄도금강판 및 그 제조방법을 제공한다.The present invention relates to an alloyed aluminum plated steel sheet excellent in weldability and phosphate treatment, and a method of manufacturing the same.
An embodiment of the present invention is a holding steel plate; And an alloyed aluminum plated steel plate having an alloyed aluminum plated layer on the holding steel plate, wherein the alloyed aluminum plated layer is composed of an upper plated layer and a lower plated layer, and the upper plated layer is weight %, Fe: 30% to less than 40%, Al : 53-65% and Zn: 10% or less (excluding 0%), and the lower plating layer is in weight%, Fe: 40% or more and 50% or less, Al: 47-55% and Zn: 10% It provides an alloyed aluminum-plated steel sheet having excellent weldability and phosphate treatment including the following (excluding 0%) and a manufacturing method thereof.
Description
본 발명은 용접성 및 인산염처리성이 우수한 합금화 알루미늄도금강판 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an alloyed aluminum plated steel sheet excellent in weldability and phosphate treatment, and a method of manufacturing the same.
종래부터, 강재의 내식성을 개선하기 위하여 Zn 도금을 실시하고 있는 것은 널리 알려져 있으며, 부족한 내식성을 더 확보하기 위하여 도금욕에 Al을 첨가하고 있다. 예를 들면, 특허문헌 1에는 도금 피막 중의 Al 함유량이 20~95중량%이고, 상기 도금 피막 중의 Si 함유량이 상기 Al함유량에 대해서 5중량％이상이며, 계면합금상의 두께가 5㎛ 이하인 용융 Al-Zn계 도금 강판이 개시되어 있다.Conventionally, it is widely known that Zn plating has been performed to improve the corrosion resistance of steel materials, and Al is added to the plating bath to further secure insufficient corrosion resistance. For example, in
그러나, 상기의 용융 도금층의 성분계는 Al 함량이 높음에 따라 상기 Al이 용접봉과 반응하여 Al-Cu합금을 형성함으로써 용접전류의 불균일을 초래하고, 용접봉수명을 줄어들게 하며, 또한 알루미늄의 표면산화층으로 인하여 인산염처리를 할 경우 인산염조직이 잘 형성되지 않는 문제점이 있다. 또한, 상기와 같은 성분계를 갖는 Al계 용융 도금층을 Fe-Al 합금상으로 만들기 위해 합금화할 경우 750℃ 이상의 매우 높은 온도로 가열해주어야 하므로 연속라인에서 제조하기 매우 어려운 단점이 있다.However, in the component system of the hot-dip plating layer, as the Al content is high, the Al reacts with the welding rod to form an Al-Cu alloy, resulting in non-uniformity of the welding current, shortening the life of the welding rod, and also due to the surface oxide layer of aluminum. In case of phosphate treatment, there is a problem that the phosphate structure is not well formed. In addition, when alloying the Al-based hot-dip plating layer having the above-described component system to form an Fe-Al alloy phase, it is very difficult to manufacture in a continuous line because it must be heated to a very high temperature of 750°C or higher.
본 발명의 일측면은 용접성 및 인산염처리성이 우수한 합금화 알루미늄도금강판 및 그 제조방법을 제공하고자 하는 것이다.An aspect of the present invention is to provide an alloyed aluminum-plated steel sheet having excellent weldability and phosphate treatment and a method of manufacturing the same.
본 발명의 일 실시형태는 소지강판; 및 상기 소지강판 상에 합금화 알루미늄도금층을 갖는 합금화 알루미늄도금강판으로서, 상기 합금화 알루미늄도금층은 상부 도금층과 하부 도금층으로 구성되며, 상기 상부 도금층은 중량%로, Fe: 30%이상~40%미만, Al: 53~65% 및 Zn: 10%이하(0%는 제외)를 포함하고, 상기 하부 도금층은 중량%로, Fe: 40%이상~50%이하, Al: 47~55% 및 Zn: 10%이하(0%는 제외)를 포함하는 용접성 및 인산염처리성이 우수한 합금화 알루미늄도금강판을 제공한다.An embodiment of the present invention is a holding steel plate; And an alloyed aluminum plated steel plate having an alloyed aluminum plated layer on the holding steel plate, wherein the alloyed aluminum plated layer is composed of an upper plated layer and a lower plated layer, and the upper plated layer is weight %, Fe: 30% to less than 40%, Al : 53-65% and Zn: 10% or less (excluding 0%), and the lower plating layer is in weight%, Fe: 40% or more and 50% or less, Al: 47-55% and Zn: 10% Provides an alloyed aluminum plated steel sheet having excellent weldability and phosphate treatment including the following (excluding 0%).
본 발명의 다른 실시형태는 소지강판을 중량%로, Zn: 10~30%, 잔부 Al 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 도금욕에 침지시켜 도금하는 단계; 및 상기 도금된 소지강판을 600~700℃에서 합금화 열처리하는 단계를 포함하는 용접성 및 인산염처리성이 우수한 합금화 알루미늄도금강판의 제조방법을 제공한다.Another embodiment of the present invention comprises the steps of immersing the steel sheet in a plating bath containing 10 to 30% Zn, the balance of Al and other unavoidable impurities by weight %; And it provides a method of manufacturing an alloyed aluminum plated steel sheet excellent in weldability and phosphate treatment comprising the step of alloying heat treatment at 600 ~ 700 ℃ the plated steel sheet.
본 발명의 일측면에 따르면, 통상적으로 제조가 용이하지 않은 합금화 알루미늄도금강판의 제조가 가능할 뿐만 아니라, 용접시 용접봉의 수명을 향상시킬 수 있어 용접성이 우수하고, 인산염처리성 또한 우수한 합금화 알루미늄도금강판 및 그 제조방법을 제공할 수 있다.According to one aspect of the present invention, it is possible to manufacture an alloyed aluminum-plated steel sheet, which is not usually easy to manufacture, and it is possible to improve the life of the welding rod during welding, so that it has excellent weldability and excellent phosphate treatment. And it can provide a manufacturing method.
도 1은 용융 알루미늄도금강판의 단면을 나타내는 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 합금화 알루미늄도금강판의 단면을 나타내는 모식도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 비교예 1의 단면을 SEM으로 관찰한 사진이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 발명예 1의 단면을 SEM으로 관찰한 사진이다.1 is a schematic diagram showing a cross section of a hot-dip aluminum plated steel sheet.
2 is a schematic diagram showing a cross section of an alloyed aluminum-plated steel sheet according to an embodiment of the present invention.
3 is an SEM photograph of a cross section of Comparative Example 1 according to an embodiment of the present invention.
4 is a photograph of an SEM observation of a cross section of Inventive Example 1 according to an embodiment of the present invention.
도 1은 용융 알루미늄도금강판의 단면을 나타내는 모식도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 기존의 용융 알루미늄도금강판(100)의 경우, 소지강판(1)을 도금욕에 침지시켜 도금하게 되면 소지강판(1)과 용융 알루미늄도금층(3) 사이에 형성되며, 도금층으로의 Fe 확산을 방해하는 Al-Fe 합금상(2)이 두껍게 형성되고, 이로 인해 합금화 열처리를 행하더라도 합금화 열처리 온도를 750℃ 이상의 고온으로 가열해야 합금화가 일어난다는 단점이 있다.1 is a schematic diagram showing a cross section of a hot-dip aluminum plated steel sheet. As shown in Fig. 1, in the case of the existing hot-dip aluminum plated
이하, 이러한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 실시형태에 따른 용접성 및 인산염처리성이 우수한 합금화 알루미늄도금강판에 대하여 설명한다.Hereinafter, an alloyed aluminum-plated steel sheet having excellent weldability and phosphate treatment according to an embodiment of the present invention for solving this problem will be described.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 합금화 알루미늄도금강판의 단면을 나타내는 모식도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 합금화 알루미늄도금강판(200)은 소지강판(10); 및 상기 소지강판(10) 상에 합금화 알루미늄도금층(20)을 갖는다. 이 때, 상기 합금화 알루미늄도금층(20)은 상기 소지강판(10) 상에 형성된 하부 도금층(24)과 상기 하부 도금층(24) 상에 형성된 상부 도금층(22)으로 구성되는 것이 바람직하다.2 is a schematic diagram showing a cross section of an alloyed aluminum-plated steel sheet according to an embodiment of the present invention. As shown in Figure 2, the alloyed aluminum plated
한편, 본 발명에서는 합금화 알루미늄도금강판에 적용 가능한 소지강판의 종류에 대해서 특별히 한정하지 않으며, 당해 기술분야에서 통상적으로 도금강판으로 활용되는 모든 강판이 적용될 수 있다.On the other hand, in the present invention, the type of the holding steel sheet applicable to the alloyed aluminum plated steel sheet is not particularly limited, and any steel sheet commonly used as a plated steel sheet in the art may be applied.
상기 상부 도금층은 중량%로, Fe: 30%이상~40%미만, Al: 53~65% 및 Zn: 10%이하(0%는 제외)를 포함하는 것이 바람직하다. 상기와 같은 합금조성을 가짐으로써 본 발명의 상부 도금층은 FeAl3와 같은 조성을 가질 수 있다. 상기 상부 도금층의 Fe가 30% 미만인 경우에는 가열시 도금 층용융에 의한 소착 및 가공크랙이 발생할 가능성이 있고, 40% 이상인 경우에는 가공시 도금층 박리와 같은 단점이 있을 수 있다. 상기 상부 도금층의 Al이 53% 미만인 경우에는 가공시 도금측 박리와 같은 단점이 있을 수 있고, 65% 초과인 경우에는 가열시 도금 층용융에 의한 소착 및 가공크랙이 발생할 가능성이 있다. 상기 상부 도금층의 Zn는 용융도금시 소지강판과 도금층 사이에 형성되는 Al-Fe 합금상의 형성을 억제하는 역할을 수행한다. 다만, 그 함량이 10%를 초과하는 경우에는 용접시 액화금속취성(LME)가 발생할 수 있다.It is preferable that the upper plating layer includes, in weight%, Fe: 30% or more to less than 40%, Al: 53 to 65%, and Zn: 10% or less (excluding 0%). By having the alloy composition as described above, the upper plating layer of the present invention may have the same composition as FeAl 3 . When Fe of the upper plating layer is less than 30%, there is a possibility that seizure and processing cracks may occur due to melting of the plating layer when heated, and when it is more than 40%, there may be disadvantages such as peeling of the plating layer during processing. When the Al of the upper plating layer is less than 53%, there may be disadvantages such as peeling on the plating side during processing, and when it exceeds 65%, there is a possibility that seizure and processing cracks may occur due to melting of the plating layer during heating. The Zn of the upper plating layer serves to suppress the formation of an Al-Fe alloy phase formed between the base steel sheet and the plating layer during hot dip plating. However, if the content exceeds 10%, liquefied metal embrittlement (LME) may occur during welding.
아울러, 상기 하부 도금층은 중량%로, Fe: 40%이상~50%이하, Al: 47~55% 및 Zn: 10%이하(0%는 제외)를 포함하는 것이 바람직하다. 상기와 같은 합금조성을 가짐으로써 본 발명의 상부 도금층은 Fe2Al5와 같은 조성을 가질 수 있다. 상기 상부 도금층의 Fe가 40%미만인 경우에는 Fe-Al 금속간화합물의 형성이 억제되어 고온가열시 액화취성이 발생할 수 있는 단점이 있고, 50% 초과인 경우에는 도금밀착성이 열화되는 단점이 있을 수 있다. 상기 상부 도금층의 Al이 47% 미만인 경우에는 도금밀착성이 열화되는 단점이 있을 수 있고, 55% 초과인 경우에는 Fe-Al 금속간화합물의 형성이 억제되어 고온가열시 액화취성이 발생할 수 있는 단점이 있다. 상기 상부 도금층의 Zn는 용융도금시 소지강판과 도금층 사이에 형성되는 Al-Fe 합금상의 형성을 억제하는 역할을 수행한다. 다만, 그 함량이 10%를 초과하는 경우에는 용접시 액화금속취성(LME)가 발생할 수 있고, 또한, 용접시 Cu-Zn의 합금상 형성에 의해 용접봉의 수명이 단축될 수 있다. In addition, it is preferable that the lower plating layer includes a weight %, Fe: 40% or more and 50% or less, Al: 47 to 55%, and Zn: 10% or less (excluding 0%). By having the alloy composition as described above, the upper plating layer of the present invention may have the same composition as Fe 2 Al 5 . If the Fe of the upper plating layer is less than 40%, the formation of Fe-Al intermetallic compounds is suppressed, so that liquefaction embrittlement may occur when heated at high temperatures, and if it exceeds 50%, there may be a disadvantage of deteriorating plating adhesion. have. When the Al of the upper plating layer is less than 47%, there may be a disadvantage of deteriorating the plating adhesion, and when it exceeds 55%, the formation of Fe-Al intermetallic compounds is suppressed, and thus liquefaction embrittlement may occur during high temperature heating. have. The Zn of the upper plating layer serves to suppress the formation of an Al-Fe alloy phase formed between the base steel sheet and the plating layer during hot dip plating. However, if the content exceeds 10%, liquefied metal embrittlement (LME) may occur during welding, and the life of the welding rod may be shortened due to the formation of an alloy phase of Cu-Zn during welding.
본 발명에서 상기 합금화 알루미늄도금층은 두께가 5㎛초과~30㎛이하인 것이 람직하다. 상기 합금화 알루미늄도금층의 두께가 5㎛ 이하인 경우 충분한 내식성을 확보하기 어려울 수 있고, 30㎛를 초과하는 경우에는 가공시 도금층 박리와 같은 단점이 있을 수 있다. 상기 합금화 알루미늄도금층 두께의 하한은 10㎛인 것이 보다 바람직하고, 15㎛인 것이 보다 더 바람직하다. 상기 합금화 알루미늄도금층 두께의 상한은 25㎛인 것이 보다 바람직하고, 20㎛인 것이 보다 더 바람직하다.In the present invention, it is preferable that the thickness of the alloyed aluminum plating layer exceeds 5 μm to 30 μm. When the thickness of the alloyed aluminum plating layer is 5 μm or less, it may be difficult to secure sufficient corrosion resistance, and when it exceeds 30 μm, there may be disadvantages such as peeling of the plating layer during processing. The lower limit of the thickness of the alloyed aluminum plating layer is more preferably 10 µm, and even more preferably 15 µm. The upper limit of the thickness of the alloyed aluminum plating layer is more preferably 25 µm, and even more preferably 20 µm.
본 발명의 상부 도금층은 그 두께가 상기 합금화 알루미늄도금층의 전체 두께 대비 20~80%를 차지하는 것이 바람직하다. 만일, 상부 도금층의 두께 비율이 20% 미만인 경우에는 취성이 있는 Fe2Al5층의 과도한 형성으로 인해 도금밀착성이 열화되는 단점이 있고, 80%를 초과하는 경우에는 Fe2Al5층 대비 경도가 낮아 용접수명이 단축되는 단점이 있다. It is preferable that the thickness of the upper plating layer of the present invention occupies 20 to 80% of the total thickness of the alloyed aluminum plating layer. If the thickness ratio of the upper plating layer is less than 20%, there is a disadvantage that the plating adhesion is deteriorated due to excessive formation of the brittle Fe 2 Al 5 layer.If it exceeds 80%, the hardness compared to the Fe 2 Al 5 layer is It is low and has the disadvantage of shortening the welding life.
한편, 상기 합금화 알루미늄도금층은 중량%로, Si: 2.5% 이하, Mg: 2.5% 이하 및 Ni: 2.5% 이하로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 1종 이상을 추가로 포함할 수 있다.Meanwhile, the alloyed aluminum plating layer may further include at least one selected from the group consisting of Si: 2.5% or less, Mg: 2.5% or less, and Ni: 2.5% or less by weight %.
Si는 도금시 소지강판과 도금층 사이에 형성되며, 도금층으로의 Fe의 확산을 방해하는 Al-Fe 합금상의 형성을 억제하는 역할을 수행하며, 2.5%를 초과하는 경우에는 상기 효과를 충분히 얻기 곤란하다는 단점이 있다. Mg는 Zn와 유사한 역할을 하는 원소로서, 2.5%를 초과하는 경우에는 합금화 열처리 온도가 높아지는 단점이 있다. Ni는 합금화를 촉진하는 역할을 하는 원소로서, 2.5%를 초과하는 경우에는 Fe2Al5층이 과도하게 과도하게 형성되는 단점이 있다. 한편, 상기 Si, Mg 및 Ni는 도금욕 조성에 있어 각각 2% 이하로 포함되나, 상기 원소들은 도금시 소지철과의 우선 반응과 같은 이유로 픽업되어 도금층에서의 함량은 도금욕 조성에 비하여 보다 높을 수 있다.Si is formed between the base steel sheet and the plating layer during plating, and plays a role of suppressing the formation of an Al-Fe alloy phase that hinders the diffusion of Fe into the plating layer, and when it exceeds 2.5%, it is difficult to sufficiently obtain the above effect. There are drawbacks. Mg is an element that plays a similar role to Zn, and when it exceeds 2.5%, the alloying heat treatment temperature increases. Ni is an element that serves to promote alloying, and when it exceeds 2.5%, there is a disadvantage in that the Fe 2 Al 5 layer is excessively formed. On the other hand, the Si, Mg and Ni are each contained in less than 2% in the composition of the plating bath, but the elements are picked up for the same reason as the preferential reaction with the base iron during plating, so the content in the plating layer may be higher than that of the plating bath composition. I can.
이하, 본 발명의 일 실시형태에 따른 용접성 및 인산염처리성이 우수한 합금화 알루미늄도금강판의 제조방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing an alloyed aluminum plated steel sheet having excellent weldability and phosphate treatment according to an embodiment of the present invention will be described.
기존의 용융 알루미늄도금강판의 경우, 소지강판을 도금욕에 침지시켜 도금하게 되면 소지강판과 도금층 사이에 형성되며, 도금층으로의 Fe의 확산을 방해하는 Al-Fe 합금상이 두껍게 형성되고, 이로 인해 합금화 열처리를 행하더라도 합금화 열처리 온도를 750℃ 이상의 고온으로 가열해야 합금화가 일어난다는 단점이 있다.In the case of the existing hot-dip aluminum-plated steel sheet, when the base steel sheet is immersed in a plating bath to be plated, it is formed between the base steel sheet and the plating layer, and an Al-Fe alloy phase that hinders the diffusion of Fe into the plating layer is formed thick, resulting in alloying. Even if the heat treatment is performed, there is a disadvantage that alloying occurs only when the alloying heat treatment temperature is heated to a high temperature of 750°C or higher.
이를 해결하기 위하여, 본 발명은 소지강판을 중량%로, Zn: 10~30%, 잔부 Al 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 도금욕에 침지시켜 도금한다. 상기 Zn의 함량이 10중량% 미만인 경우에는 도금시 소지강판과 도금층 사이에 형성되며, 도금층으로의 Fe의 확산을 방해하는 Al-Fe 합금상의 형성을 충분히 억제하기 곤란하여 도금층 전체를 합금화하기 어렵고, 30중량%를 초과하는 경우에는 용접시 액화금속취성(LME)가 발생할 수 있고, 용접시 Cu-Zn의 합금상 형성에 의해 용접봉의 수명이 단축될 수 있다. 한편, 상기 Zn는 합금화 열처리 과정에서 대부분 증발되며, 이에 따라, 도금층 내 Zn 함량은 도금욕 내 Zn 함량에 비하여 낮을 수 있다.In order to solve this problem, the present invention is plated by immersing the steel sheet in a plating bath containing 10 to 30% Zn, the balance Al and other inevitable impurities in weight percent. When the content of Zn is less than 10% by weight, it is formed between the base steel sheet and the plating layer during plating, and it is difficult to sufficiently suppress the formation of an Al-Fe alloy phase that hinders the diffusion of Fe into the plating layer, and it is difficult to alloy the entire plating layer. If it exceeds 30% by weight, liquefied metal embrittlement (LME) may occur during welding, and the life of the welding rod may be shortened due to the formation of an alloy phase of Cu-Zn during welding. Meanwhile, the Zn is mostly evaporated during the alloying heat treatment process, and accordingly, the Zn content in the plating layer may be lower than the Zn content in the plating bath.
상기 도금욕은 중량%로, Si: 2% 이하, Mg: 2% 이하 및 Ni: 2% 이하로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 1종 이상을 추가로 포함할 수 있다. 상기 Si, Mg 및 Ni는 도금욕 조성에 있어 각각 2% 이하로 포함되나, 도금시 소지철과의 우선 반응과 같은 이유로 픽업되어 도금층에서의 함량은 도금욕 조성에 비하여 보다 높을 수 있다.The plating bath may further include at least one selected from the group consisting of Si: 2% or less, Mg: 2% or less, and Ni: 2% or less by weight. The Si, Mg, and Ni are included in the plating bath composition in less than 2%, respectively, but are picked up for the same reason as the preferential reaction with the base iron during plating, and the content in the plating layer may be higher than that of the plating bath composition.
한편, 상기 소지강판에 형성된 도금층의 두께를 조절하기 위하여 에어와이핑하는 공정을 추가로 포함할 수 있다.Meanwhile, an air wiping process may be additionally included in order to adjust the thickness of the plating layer formed on the holding steel sheet.
상기 도금시 도금부착량은 70g/m2 이하인 것이 바람직하다. 상기 도금부착량이 70g/m2를 초과하는 경우에는 너무 두꺼운 도금층으로 인해 상기 도금층을 합금화시키기 위해서 합금화 열처리 온도를 상승시켜야 하는 단점이 있다. 또한, 높은 합금화 열처리 온도로 인해 합금화 열처리 이후 강판을 이동시키는 중 냉각이 충분히 이루어지지 않아 탑롤에서 소지강판으로부터 도금층이 탈락되어 상기 탑롤에 흡착되는 문제가 발생하게 된다.When plating, the amount of plating is preferably 70 g/m 2 or less. When the amount of plating is greater than 70 g/m 2 , there is a disadvantage in that an alloying heat treatment temperature must be increased in order to alloy the plating layer due to an excessively thick plating layer. In addition, due to the high alloying heat treatment temperature, cooling is not sufficiently performed while the steel sheet is moved after the alloying heat treatment, so that the plating layer is removed from the holding steel sheet in the top roll and is adsorbed to the top roll.
이후, 상기 도금된 소지강판을 600~700℃에서 합금화 열처리한다. 상기 합금화 열처리 온도가 600℃ 미만인 경우에는 도금층의 합금화가 충분히 이루어지지 않고, 700℃를 초과하는 경우에는 과도하게 높은 온도로 인하여 합금화 열처리 이후 강판을 이동시키는 중 냉각이 충분히 이루어지지 않아 탑롤에서 소지강판으로부터 도금층이 탈락되어 상기 탑롤에 흡착되는 문제가 발생하게 될 수 있고, 상부 도금층의 비율이 높아지게 되는 단점이 있다.Thereafter, the plated base steel sheet is subjected to alloying heat treatment at 600 to 700°C. If the alloying heat treatment temperature is less than 600°C, the plating layer is not sufficiently alloyed, and if it exceeds 700°C, the steel sheet held in the top roll is not sufficiently cooled while moving the steel sheet after the alloying heat treatment due to excessively high temperature. There is a disadvantage in that the plating layer is removed from and is adsorbed to the top roll, and the ratio of the upper plating layer is increased.
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.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples. However, it should be noted that the following examples are for illustrative purposes only and are not intended to limit the scope of the present invention. This is because the scope of the present invention is determined by matters described in the claims and matters reasonably inferred therefrom.
(실시예)(Example)
C: 0.18중량%, Mn: 1.6중량%, Si: 1.5중량%를 포함한 AHSS 강판을 하기 표 1에 기재된 조성을 갖는 도금욕에 침지시켜 도금하였다. 이 때, 상기 도금욕의 온도는 570℃로 유지하였다. 이후, 상기 AHSS 강판을 하기 표 1에 기재된 합금화 열처리 온도로 30초 동안 합금화 열처리하여 합금화 알루미늄도금강판을 제조한 뒤, 이 합금화 알루미늄도금강판에 대하여 상부 도금층 및 하부 도금층의 합금조성, 합금화 알루미늄도금층 두께 및 합금화 알루미늄도금층의 전체 두께 대비 상부 도금층의 두께 비율을 측정하여 하기 표 2에 나타내었다. 또한, 인산염처리성, 용접수명 및 도금밀착성을 평가한 뒤, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.AHSS steel sheet including C: 0.18% by weight, Mn: 1.6% by weight, and Si: 1.5% by weight was plated by immersing in a plating bath having the composition shown in Table 1 below. At this time, the temperature of the plating bath was maintained at 570°C. Thereafter, the AHSS steel sheet was subjected to alloying heat treatment at the alloying heat treatment temperature shown in Table 1 below for 30 seconds to prepare an alloyed aluminum plated steel sheet, and then the alloy composition of the upper plated layer and the lower plated layer, and the thickness of the alloyed aluminum plated layer for the alloyed aluminum plated steel plate. And the ratio of the thickness of the upper plating layer to the total thickness of the alloyed aluminum plating layer is measured and shown in Table 2 below. In addition, after evaluating the phosphate treatment properties, welding life and plating adhesion, the results are shown in Table 2 below.
인산염처리성은 인산염용액을 45℃, 120초 실시하여 인산염피막률과 피막량을 측정하여 하기 기준으로 평가하였다.Phosphate treatment was evaluated based on the following criteria by measuring the phosphate film rate and film amount by performing the phosphate solution at 45° C. for 120 seconds.
○: 우수(인산염 피막율 100%, 피막량: 3.0g/㎡초과~5.0g/㎡이하)○: Excellent (
△: 열위(인산염 피막율 70%초과~90%이하, 피막량: 2.0g/㎡초과~3.0g/㎡이하)△: Inferior (phosphate film rate exceeding 70% to 90%, film amount: exceeding 2.0g/m² to 3.0g/m²)
×: 불량(인산염 피막율 70%이하, 피막량: 2.0g/㎡ 이하)×: Poor (phosphate film rate of 70% or less, film amount: 2.0 g/m2 or less)
용접수명은 점용접(가압력: 4.0kN, 전극경: 6mm, 인가전류: 8.0kA)을 행하여 형성되는 버튼경의 평균크기가 하한직경 5mm보다 작아지는 지점까지 용접한 횟수를 측정하여 하기 기준으로 평가하였다.The welding life was evaluated based on the following criteria by measuring the number of times of welding to a point where the average size of the button diameter formed by performing spot welding (pressing pressure: 4.0 kN, electrode diameter: 6 mm, applied current: 8.0 kA) was smaller than the lower limit diameter 5 mm. .
○: 700회 초과~1,000회 이하○: More than 700 to less than 1,000
△: 500회 초과~700회 이상△: More than 500 to more than 700
×: 500회 이하×: 500 times or less
도금밀착성은 실러(Sealer)를 이용하여 90° 굽힘시험 후 실러(Sealer)가 도금층을 탈락시킨 비율을 측정하여 하기 기준으로 평가하였다.Plating adhesion was evaluated based on the following criteria by measuring the rate at which the sealer dropped the plating layer after a 90° bending test using a sealer.
○: 우수(도금박리 없음)○: Excellent (no plating peeling)
△: 열위(도금박리 10% 이하)△: Inferior (plating 10% or less)
×: 불량(도금박리 10% 초과)×: Defective (over 10% plating peeling)
열처리
온도
(℃)Alloying
Heat treatment
Temperature
(℃)
도금층
비율(%)Top
Plating layer
ratio(%)
처리성phosphate
Processability
수명welding
life span
밀착성Plated
Adhesion
상기 표 1 및 2를 통해 알 수 있듯이, 본 발명이 제안하는 상부 도금층 및 하부 도금층의 조성과 합금화 알루미늄도금층의 전체 두께 대비 상부 도금층의 두께 비율을 만족하는 발명예 1 내지 8의 경우에는 우수한, 인산염 처리성, 용접 수명 및 도금 밀착성을 확보하고 있는 것을 확인할 수 있다.As can be seen from Tables 1 and 2, in the case of Inventive Examples 1 to 8 satisfying the composition of the upper plating layer and the lower plating layer proposed by the present invention and the thickness ratio of the upper plating layer to the total thickness of the alloyed aluminum plating layer, phosphate It can be seen that processability, welding life, and plating adhesion are secured.
반면, 비교예 1 내지 3의 경우에는 상부 도금층 또는 하부 도금층에 Zn가 포함되지 않음에 따라 도금층이 합금화가 되지 않고 표층에 알루미늄 산화층이 존재하기 때문에 인산염처리성과 용접수명이 열위함을 알 수 있다.On the other hand, in the case of Comparative Examples 1 to 3, it can be seen that the plating layer is not alloyed as Zn is not included in the upper plating layer or the lower plating layer, and since the aluminum oxide layer is present on the surface layer, phosphate treatment and welding life are poor.
비교예 4 및 5의 경우에는 합금화 열처리 온도가 600℃ 미만임에 따라 도금층의 합금화가 이루어지지 않아 도금층 상부가 알루미늄 층으로 형성되어 인산염처리성과 용접수명이 낮은 수준임을 알 수 있다.In the case of Comparative Examples 4 and 5, since the alloying heat treatment temperature was less than 600° C., the plating layer was not alloyed, so that the upper part of the plating layer was formed of an aluminum layer, so that the phosphate treatment property and the welding life were low.
비교예 6 내지 10의 경우에는 합금화 열처리 온도가 700℃를 초과함에 따라 상부 도금층의 비율이 80%를 초과하게 되어 밀착성이 열화되었음을 확인할 수 있다. 특히, 비교예 7의 경우에는 도금욕 중 Zn 함량이 30%를 초과함에 따라 과도한 합금상의 형성 억제로 인해 액화금속취성이 발생할 수 있고, 용접수명이 단축되는 문제점이 있음을 알 수 있다. In the case of Comparative Examples 6 to 10, as the alloying heat treatment temperature exceeded 700° C., the ratio of the upper plating layer exceeded 80%, thereby confirming that the adhesion was deteriorated. In particular, in the case of Comparative Example 7, it can be seen that as the Zn content in the plating bath exceeds 30%, liquefied metal embrittlement may occur due to the suppression of formation of an excessive alloy phase, and the welding life may be shortened.
도 3은 비교예 1의 단면을 SEM으로 관찰한 사진이다. 도 3을 통해 알 수 있듯이, 비교예 1의 경우에는 도금층이 합금화가 되지 않고, 종래의 용융 알루미늄도금강판과 같이 소지강판과 도금층 사이에 Al-Fe 합금상이 형성되어 있으며, 표층에는 Al 도금층이 형성되어 있음을 알 수 있다.3 is a photograph of a cross section of Comparative Example 1 observed by SEM. As can be seen from FIG. 3, in the case of Comparative Example 1, the plating layer is not alloyed, and an Al-Fe alloy phase is formed between the base steel sheet and the plating layer like a conventional hot-dip aluminum-plated steel sheet, and an Al plating layer is formed on the surface layer. You can see that
도 4는 발명예 1의 단면을 SEM으로 관찰한 사진이다. 도 4를 통해 알 수 있듯이, 발명예 1의 경우에는 도금층의 합금화가 충분히 잘 이루어짐에 따라, 상부 합금층과 하부 합금층을 갖는 합금화 알루미늄도금층이 형성되었음을 확인할 수 있다.4 is a photograph of a cross section of Inventive Example 1 observed by SEM. As can be seen from FIG. 4, in the case of Inventive Example 1, as the plating layer was sufficiently alloyed, it can be seen that an alloyed aluminum plating layer having an upper alloy layer and a lower alloy layer was formed.
1: 소지강판
2: Al-Fe 합금상
3: 용융 알루미늄도금층
100: 용융 알루미늄도금강판
10: 소지강판
20: 합금화 알루미늄도금층
22: 상부 도금층
24: 하부 도금층
200: 합금화 알루미늄도금강판1: holding steel plate
2: Al-Fe alloy phase
3: hot-dip aluminum plating layer
100: hot-dip aluminum plated steel sheet
10: holding steel plate
20: alloyed aluminum plating layer
22: upper plating layer
24: lower plating layer
200: alloyed aluminum plated steel sheet
Claims (7)
상기 소지강판 상에 합금화 알루미늄도금층을 갖는 합금화 알루미늄도금강판으로서,
상기 합금화 알루미늄도금층은 상부 도금층과 하부 도금층으로 구성되며,
상기 상부 도금층은 중량%로, Fe: 30%이상~40%미만, Al: 53~65% 및 Zn: 10%이하(0%는 제외)로 이루어지고,
상기 하부 도금층은 중량%로, Fe: 40%이상~50%이하, Al: 47~55% 및 Zn: 10%이하(0%는 제외)로 이루어지는 용접성 및 인산염처리성이 우수한 합금화 알루미늄도금강판.
Holding steel plate; And
As an alloyed aluminum plated steel plate having an alloyed aluminum plated layer on the holding steel plate,
The alloyed aluminum plating layer is composed of an upper plating layer and a lower plating layer,
The upper plating layer is composed of a weight %, Fe: 30% or more to less than 40%, Al: 53 to 65% and Zn: 10% or less (excluding 0%),
The lower plating layer is an alloyed aluminum-plated steel sheet having excellent weldability and phosphate treatment properties made of 40% to 50% Fe: 40% to 50% or less, Al 47 to 55% and Zn 10% or less (excluding 0%).
상기 합금화 알루미늄도금층은 두께가 5㎛초과~30㎛이하인 용접성 및 인산염처리성이 우수한 합금화 알루미늄도금강판.
The method according to claim 1,
The alloyed aluminum plating layer is an alloyed aluminum plated steel sheet having excellent weldability and phosphate treatment properties having a thickness of more than 5 μm to 30 μm.
상기 상부 도금층은 그 두께가 상기 합금화 알루미늄도금층의 전체 두께 대비 20~80%을 차지하는 용접성 및 인산염처리성이 우수한 합금화 알루미늄도금강판.
The method according to claim 1,
The upper plating layer is an alloyed aluminum-plated steel sheet having excellent weldability and phosphate treatment properties, the thickness of which accounts for 20 to 80% of the total thickness of the alloyed aluminum plating layer.
상기 합금화 알루미늄도금층은 중량%로, Si: 2.5% 이하(0%는 제외), Mg: 2.5% 이하(0%는 제외) 및 Ni: 2.5% 이하(0%는 제외)로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 1종 이상을 추가로 포함하는 용접성 및 인산염처리성이 우수한 합금화 알루미늄도금강판.
The method according to claim 1,
The alloyed aluminum plating layer is 1 by weight, selected from the group consisting of Si: 2.5% or less (excluding 0%), Mg: 2.5% or less (excluding 0%), and Ni: 2.5% or less (excluding 0%). Alloyed aluminum plated steel sheet with excellent weldability and phosphate treatment, including more than one species.
상기 도금된 소지강판을 600~700℃에서 합금화 열처리하는 단계를 포함하는 용접성 및 인산염처리성이 우수한 합금화 알루미늄도금강판의 제조방법.
Plating by immersing the holding steel sheet in a plating bath containing 10 to 30% of Zn, the balance of Al and other inevitable impurities; And
A method of manufacturing an alloyed aluminum-plated steel sheet having excellent weldability and phosphate treatment, including the step of alloying and heat treating the plated base steel sheet at 600 to 700°C.
상기 도금욕은 중량%로, Si: 2% 이하(0%는 제외), Mg: 2% 이하(0%는 제외) 및 Ni: 2% 이하(0%는 제외)로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 1종 이상을 추가로 포함하는 용접성 및 인산염처리성이 우수한 합금화 알루미늄도금강판의 제조방법.
The method of claim 5,
The plating bath is a weight%, Si: 2% or less (excluding 0%), Mg: 2% or less (excluding 0%), and Ni: 2% or less (excluding 0%) one selected from the group consisting of A method of manufacturing an alloyed aluminum plated steel sheet having excellent weldability and phosphate treatment, further comprising the above.
상기 도금시 도금부착량은 70g/m2 이하(0g/m2는 제외)인 용접성 및 인산염처리성이 우수한 합금화 알루미늄도금강판의 제조방법.
The method of claim 5,
When the plating coating weight was 70g / m 2 or less A method for producing a weldability and phosphate treatability is high-alloyed Al-plated steel sheet (0g / m 2 are excluded).
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