KR102554210B1 - 고 강성 및 고 윤활성 폴리머 피막층을 포함하는 금속 선재 및 금속 선재 표면 처리 방법 - Google Patents

고 강성 및 고 윤활성 폴리머 피막층을 포함하는 금속 선재 및 금속 선재 표면 처리 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 폴리머형 피막 형성 조성물을 이용하여 형성된 고 강성 및 고 윤활성 피막층을 포함하는 금속선재 및 상기 폴리머형 피막 형성 조성물을 이용한 압조용 금속선재의 표면 처리 방법에 관한 것이다. 구체적으로는 폴리머형 피막 형성 조성물을 이용하여 형성된 폴리머 피막층을 포함하는 금속 선재와, 상기 피막 형성 조성물을 이용한 신선 또는 냉간단조를 위한 윤활층을 제공하는 금속선재의 표면처리 방법에 관한 것이다.

Description

고 강성 및 고 윤활성 폴리머 피막층을 포함하는 금속 선재 및 금속 선재 표면 처리 방법{METAL WIRE COMPRISING POLYER FILM WITH HIGH STRENGTH AND HIGH LUBRICITY AND METHOD FOR TREATING SURFACE OF METAL WIRE}
본 발명은 폴리머형 피막 형성 조성물을 이용하여 형성된 고 강성 및 고 윤활성 폴리머 피막층을 포함하는 금속선재 및 상기 폴리머형 피막 형성 조성물을 이용한 압조용 금속선재의 표면 처리 방법에 관한 것이다. 구체적으로는 폴리머형 피막 형성 조성물을 이용하여 형성된 폴리머 피막층을 포함하는 금속 선재와, 상기 피막 형성 조성물을 이용한 신선 또는 냉간단조를 위한 윤활층을 제공하는 금속선재의 표면처리 방법에 관한 것이다.
금속선재는 와이어 형태로 된 선재로서, 신선 및/또는 단조 공정이 적용된다. 금속선재는 냉간 단조시 소재와 금형 간의 직접 마찰을 방지하여 발열, 금형파손, 성형이상 등의 문제가 발생하지 않도록 표면처리를 통한 적절한 윤활피막의 형성 및 제공이 반드시 필요하다. 현재로서는 윤활피막으로 인산염피막을 형성시키고 그 위에 금속비누 윤활피막을 형성시키는 방법이 가장 보편적으로 사용되고 있다. 인산염피막은 아래와 같은 반응에 의해서 얻어지는 피막이다.
[인산아연칼슘 반응과 금속비누 윤활피막 형성 반응]
Fe + 2H3PO4 → Fe(H2PO4)2 + 2H+↑ (에칭반응)
2Zn(H2PO4)2+ Ca(H2PO4)2 → Zn2Ca(PO4)2 + 4H3PO4 (피막반응)
인산아연칼슘 형성 반응에서는, 액중의 유리산에 의해 소재 표면에서 부식반응이 진행되고 그 결과 화학평형이 깨어지면서 인산아연칼슘피막의 석출반응이 일어나 피막이 생성된다. 이 과정에서 소모된 유리산은 인산염피막의 생성과정에서 회복된다.
생성된 인산아연칼슘피막은 아래와 같이 스테아린산나트륨(본다루베라로 칭하기도 함)과 반응하여 금속비누와 나트륨 비누를 생성한다.
Zn2Ca(PO4)2 + 6C17COONa → 3Zn(C17H35COO)2 + 2Na(C17H35COO)2
이렇게 형성된 인산아연칼슘피막은 제1층에 인산아연칼슘층(잔류피막), 제2층에 금속비누층(반응피막), 제3층에 탕용비누층(비반응층)을 갖는다. 인산아연칼슘층은 저마찰성, 내식성, 내열성, 밀착성 캐리어 효과를 부여하고, 금속비누층은 내소착성, 저마찰성, 내식성을 부여한다. 탕용비누층(비반응층)은 내블로킹성, 이형성, 내소착성, 저마찰성을 부여한다. 하지만, 미반응층인 탕용비누층에 의해 분진(피막가루)이 발생하여 작업환경이 나빠지고, 포밍오일에 오염이 발생하며, 금형에 피막 찌꺼기가 잔류하여 금형 수명을 단축시키는 문제점이 있다.
한편, 한국등록특허 제10-1844023호는 에틸렌 아크릴산 공중합체 수용액, 유기계 방청제, 무기계 방청제 및 유기계 왁스 분산체를 포함하는 고윤활 피막 형성 조성물 및 이를 이용한 금속 표면 처리 방법을 개시한다.
본 발명은 상기한 인산아연칼슘피막과 반응형 금속비누 윤활의 문제점을 해결하고, 친환경 소재의 공급 및 원가 절감이 가능한 피막 형성 조성물을 이용한 폴리머 윤활층을 포함하는 금속 선재 및 금속 선재의 표면 처리 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 미반응 비누층이 존재하지 않아 피막가루 (본데루베찌꺼기)가 없어 단조시 작업 환경이 개선되고, 포밍오일 오염이 적은 폴리머 윤활층이 형성된 금속 선재를 제공하고자 한다. 또한, 기존 반응형 금속비누 윤활 대비 뛰어난 윤활성 및 내 소착성을 가져 더욱 복잡한 냉간단조가 가능하고, 기존 반응형 금속비누 윤활피막과 동등한 내습성과 내방청성을 갖는 폴리머 피막층을 형성된 금속 선재를 제공하고자 한다.
상기한 과제는, 금속 선재, 상기 금속 선재 표면에 형성된 인산아연칼슘 피막층, 및 상기 인산아연칼슘 피막층 위에 형성된 폴리머 피막층을 포함하는 금속 선재에 의해 달성된다.
바람직하게는, 상기 폴리머 피막층은 분자량이 20,000 내지 40,000인 폴리비닐피롤리돈 수지, 변성아크릴 수지, 수용성 무기성분 및 왁스를 포함하는 피막 형성 조성물을 이용하여 형성될 수 있다.
또한 바람직하게는, 상기 수용성 무기성분은 텅스텐산 염일 수 있다.
또한 바람직하게는, 상기 피막 형성 조성물은 조성물 총 중량 대비 폴리비닐피롤리돈 3~10 중량%, 변성아크릴수지 10~30 중량%, 수용성 무기성분 1~5 중량%, 왁스 10~20 중량%, 방청제 1~5 중량%, 분산안정제 0.1 내지 1중량% 및 순수 40~60 중량%를 포함할 수 있다.
또한, 상기 피막 형성 조성물의 pH는 8.5 내지 9.5이고, 상기 인산아연칼슘 피막층과 상기 폴리머 피막층의 총 중량은 7~12 g/cm2일 수 있다.
또한 상기한 과제는, 압연된 금속 선재를 산세하는 단계; 상기 금속 선재에 인산아연칼슘 피막층을 형성하는 단계; 상기 인산아연칼슘 피막층 위에 분자량이 20,000 내지 40,000인 폴리비닐피롤리돈 수지, 변성아크릴수지, 수용성 무기성분 및 왁스를 포함하는 피막 형성 조성물을 코팅하는 단계; 및 상기 코팅을 60~100℃의 온도에서 3~10분간 열풍 건조시키거나 실온에서 3~5시간 동안 건조시켜 폴리머 피막층을 형성하는 단계;를 포함하는 금속 선재의 표면 처리 방법에 의해 달성된다.
본 발명에 따른 금속 표면 처리 방법은 냉간단조시 발생하는 분말을 최소화하여 작업성을 개선하고, 단조유 오염에 의한 수명을 증가시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 금속 표면 처리 방법은 금속 표면에 윤활성 및 내 소착성을 부여하여 냉간단조시 발생하는 금속 표면의 긁힘 및 금형 끼임증상을 개선하여 냉간단조 작업성 및 품질을 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 표면 처리를 통해 금속 표면내 수분침투를 최소화하여 방청성을 향상시켜 재료(제품)의 보관기간을 증가시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 피막이 형성된 금속선재의 구성을 보여주는 단면도이다.
도 2는 실시예 1에서 제조된 선재의 신선전 및 신선후의 내습성 측정 결과를 보여주는 사진이다.
도 3은 실시예 2에서 제조된 선재의 신선전 및 신선후의 내습성 측정 결과를 보여주는 사진이다.
본 발명에서 사용되는 모든 기술용어는, 달리 정의되지 않는 이상, 하기의 정의를 가지며 본 발명의 관련 분야에서 통상의 당업자가 일반적으로 이해하는 바와 같은 의미에 부합된다. 또한 본 명세서에는 바람직한 방법이나 시료가 기재되나, 이와 유사하거나 동등한 것들도 본 발명의 범주에 포함된다.
용어 "약"이라는 것은 참조 양, 수준, 값, 수, 빈도, 퍼센트, 치수, 크기, 양, 중량 또는 길이에 대해 30, 25, 20, 15, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2 또는 1% 정도로 변하는 양, 수준, 값, 수, 빈도, 퍼센트, 치수, 크기, 양, 중량 또는 길이를 의미한다.
본 명세서를 통해, 문맥에서 달리 필요하지 않으면, "포함하다" 및 "포함하는"이란 말은 제시된 단계 또는 구성요소, 또는 단계 또는 구성요소들의 군을 포함하나, 임의의 다른 단계 또는 구성요소, 또는 단계 또는 구성요소들의 군이 배제되지는 않음을 내포하는 것으로 이해하여야 한다.
본 발명은 금속 선재, 상기 금속 선재 표면에 형성된 인산아연칼슘 피막층, 및 상기 인산아연칼슘층 위에 형성된 폴리머 피막층을 포함하는 금속 선재에 관한 것이다. 도 1은 본 발명에 따른 피막이 형성된 금속선재의 구성을 보여주는 단면도이다.
상기 금속 선재(11)는 냉간단조용 스틸, 예를 들어 냉간압조용 선재(CHQ wire)일 수 있다. 상기 금속 선재는 종래 기술에 따라 알칼리 탈지공정 및 산세 공정을 거칠 수 있다.
상기 인산아연칼슘 피막층(12)은 공지의 방법으로 형성할 수 있다. 일 실시형태에 따르면, 피막액 중의 유리산에 의해 선재 표면에서 Fe의 부식반응이 진행되면서, 인산아연칼슘 피막이 형성된다. 인산아연칼슘 피막층은 금속선재의 금속 성분과 화학적 결합을 형성하여, 저마찰성, 내식성, 내열성 및 밀착성을 부여한다.
상기 폴리머 피막층(13)은 폴리비닐피롤리돈 수지, 변성아크릴수지, 수용성 무기성분, 왁스 및 방청성분을 포함하는 피막 형성 조성물을 이용하여 형성될 수 있다. 폴리머 피막층은 인산아연칼슘 피막층과 물리적으로 결합하여(수소결합 및 쐐기 효과), 이형성, 저마찰성, 내식성, 내소착성, 내부식성을 부여한다.
상기 폴리비닐피롤리돈은 분자량이 20,000 내지 40,000인 수용성 폴리머를 사용하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 폴리비닐피롤리돈 호모폴리머 및 비닐피롤리돈 및 비닐아세테이트의 공중합체이다. 예시적인 고분자는 Sokalan® K 30P (독일 BASF SE)이다.
상기 변성아크릴수지는 에틸렌 아크릴산 공중합체(ethylene acrylic acid copolymer)를 20중량%의 함량으로 물과 혼합하고 열을 가하여 팽윤 시킨뒤, 알칼리 성분을 첨가하여 물에 투명하게 분산될 때 까지 교반시켜 얻을 수 있다. 상기 알칼리 성분은 NH4OH, 트리에틸 아민(triethyl amine), 디메틸아민(dimethyl ethanol amine) 등이 사용될 수 있으며, 이들은 각각 단독으로 또는 혼합되어 사용될 수 있다. 에틸렌 아크릴산 공중합체 수용액은 소재의 표면에서 건조되어 고분자 필름을 형성시킴으로써, 수분의 침투를 막아 소재의 내식성을 향상시키는 역할을 할 수 있다. 또한, 소재를 가공시 윤활성을 향상시키기 위해 적용하는 상기 유기계 왁스 분산체를 소재 표면에 균일하게 분포된 상태로 고정시키는 바인더 역할도 할 수 있다. 상기 에틸렌 아크릴산 공중합체로 적합한 원료로는 프리마코 5980I(SK Chemical제), A-C 5120(Honeywell제) 등이 있으며, 가장 적합한 것은 프리마코 5980I이다.
상기 수용성 무기성분은 몰리브덴산염, 텅스텐산염, 붕산염, 규산염, 바나듐산염을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 산화 피막을 형성시키는 몰리브덴산염 또는 텅스텐산염을 사용할 수 있다.
상기 몰리브덴산염은 구체적인 예로서 몰리브덴산나트륨, 몰리브덴산칼륨을 사용할 수 있다. 텅스텐산염은 구체적인 예로서 텅스텐산나트륨, 텅스텐산칼륨을 사용할 수 있다. 상기 붕산염은 붕산나트륨(4붕산나트륨 등), 붕산칼륨(4붕산칼륨 등), 붕산암모늄(4붕산암모늄 등)을 사용할 수 있다. 상기 규산염은 규산나트륨, 규산칼륨, 규산암모늄을 사용할 수 있다. 상기 바나듐산염은 구체예로서 바나듐산나트륨, 메타바나듐산나트륨, 바나듐산칼륨, 메타바나듐산칼륨을 사용할 수 있다.
또한 상기 방청제는 아질산염, 인산염, 아민류, 아졸류, 과망간산염, 과산화물, 탄산염, 지르코늄 화합물, 칼슘 화합물, 마그네슘 화합물, 아연 화합물, 비스무스 화합물을 사용할 수 있다. 아질산염은 구체예로서, 아질산나트륨, 아질산칼륨(K2HPO3)을 사용할 수 있다. 인산염은 구체예로서, 인산2수소나트륨, 인산수소2나트륨, 인산3나트륨, 차아인산나트륨, 차아인산나트륨, 인산2수소칼륨, 인산수소2칼륨, 인산3칼륨, 피로인산나트륨, 피로인산칼륨, 트리폴리인산나트륨, 트리폴리인산칼륨, 아인산칼륨, 차아인산칼륨, 아인산칼슘, 아인산아연, 아인산알루미늄, 아인산마그네슘, 오르토인산알루미늄, 메타인산알루미늄, 인산수소티탄을 사용할 수 있다. 아민류의 구체예로서는 디에탄올아민, 트리에탄올아민을 사용할 수 있다. 아졸류의 구체예로서는 벤조트리아졸, 메틸벤조트리아졸, 1-히드록시벤조트리아졸, 아미노트리아졸, 아미노테트라졸을 들 수 있다. 과망간산염으로서는 과망간산나트륨, 과망간산칼륨을 들 수 있다. 과산화물은 구체예로서 과산화수소를 사용할 수 있다. 탄산염의 구체예로서는 탄산나트륨, 탄산칼륨을 들 수 있다. 지르코늄 화합물의 구체예로서는 수분산성 산화지르코늄 콜로이드, 수산화지르코늄, 옥시탄산지르코늄, 염기성 탄산지르코늄, 탄산지르코늄칼륨, 탄산지르코늄암모늄, 규산지르코늄, 인산지르코늄, 티탄산지르코늄, 텅스텐산지르코늄, 지르코늄산리튬, 지르코늄산알루미늄, 지르코늄산마그네슘을 사용할 수 있다. 칼슘 화합물의 구체예로서는 염기성 몰리브덴산칼슘, 규산칼슘, 4붕산칼슘을 사용할 수 있다. 마그네슘 화합물의 구체예로서는 규산마그네슘을 사용할 수 있다. 아연 화합물의 구체예로서는 염기성 몰리브덴산아연을 사용할 수 있다. 비스무스 화합물로서는 오르토바나듐산비스무스를 들 수 있다. 이들은 단독으로 이용할 수도 있고, 2 이상 조합할 수도 있다.
상기 왁스는 폴리에틸렌계 왁스, 미세왁스분산체 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 바람직하게는, 폴리에틸렌계 수지와 미세왁스분산체를 2:1 내지 3:1의 중량비로 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 왁스는 수용성이며, 0.1 nm까지 미세화가 가능하여, 피막의 균일성을 향상시키고, 부착성을 증가시킨다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면 상기 피막 형성 조성물의 pH는 8.5 내지 9.5인 것이 바람직하다. pH가 8.5 미만인 경우에는 왁스의 재응집이 발생할 수 있고, pH가 9.5를 초과하는 경우에는 pH 조절제 사용량이 증가할 수 있다.
상기 피막형성 조성물은 조성물 총 중량 대비 폴리비닐피롤리돈 3~10 중량%, 변성아크릴수지 10~30 중량%, 수용성 무기성분 1~5 중량%, 왁스 10~20 중량%, 방청제 1~5 중량%, 분산안정제 0.1 내지 1중량% 및 순수 40~60 중량%를 포함할 수 있다.
상기 피막형성 조성물은 pH조절제, 킬레이트제, 소포제를 추가로 포함할 수 있다.
인산아연칼슘 피막이 형성된 금속선재에 50~70℃의 온도에서 3~5분간 상기 피막 형성 조성물을 도포하고, 60~100℃의 온도에서 3~10분간 열풍 건조시키거나 실온에서 3~5시간 동안 건조시켜 폴리머 피막층을 형성할 수 있다. 건조 단계를 거치면 폴리머 입자들이 밀집되어 정렬되고, 수분이 완전히 제거되면 폴리머 입자들이 치밀한 피막층을 형성한다.
본 발명에 따른 금속 선재의 표면 처리 방법은, 압연된 금속 선재를 산세하는 단계; 상기 금속 선재에 인산아연칼슘 피막층을 형성하는 단계; 상기 인산아연칼슘층 위에 폴리비닐피롤리돈 수지, 변성아크릴 수지, 수용성 무기성분 및 왁스, 방청성분을 포함하는 피막 형성 조성물을 코팅하는 단계; 및 상기 코팅을 건조시켜 폴리머 피막층을 형성하는 단계;를 포함한다.
상기 건조 단계는 60~100℃의 온도에서 3~10분간 열풍 건조시킬 수 있다. 본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면, 실온에서 3~5시간 동안 건조시킬 수 있다.
본 발명에 따른 방법으로 제조된 피막층의 총 중량은 7~12 g/㎡이며, 폴리머윤활층 만의 중량은 대체적으로 1~3g/㎡ 수준이다.
본 발명에 따른 방법으로 처리된 금속 선재는 내식성이 우수하고, 다단포머에서 6단 단조가 가능한 우수한 윤활성을 가지고 있어 고속 정밀가공에도 적합하다. 또한 본 발명에 의한 윤활피막이 제공된 금속선재를 압출과 변형률이 매우 심한 차량용 부품으로 성형하는 경우(6각 내지 8각, 요크)에도 윤활피막이 유지되어, 정밀 부품 제조가 가능하다. 또한, 본 발명에 따른 방법으로 표면 처리된 금속 선재는 미반응비누층이 존재하지 않으므로, 피막 가루가 발생하지 않는다.
이하 실시예를 들어서 본 발명을 상세하게 설명하지만, 이들 실시예에 의해 본 발명의 권리범위가 제한되는 것은 아니다.
실시예 및 비교예
직경 28mm인 CHQ 선재를 준비하고, 인산아연칼슘층을 형성시킨 후, 수세 및 중화시켰다. 아래 표 1의 조성으로 피막형성 조성물을 준비하고, 폴리머 피막층을 형성하였다. 수지는 분자량이 20,000 내지 40,000인 폴리비닐피롤리돈 수지와 변성아크릴수지(에틸렌아크릴산공중합체)를 사용하였다. 왁스는 폴리에틸렌계 왁스와 미세왁스분산체를 3:1의 중량비로 혼합하여 사용하였다. 수용성 무기성분은 텅스텐산 나트륨(Na2WO4 2H2O)을, 방청제는 아인산칼륨(K2HPO3)를 사용하였다.
구분(단위: 중량%) 실시예 1 실시예 2 비교예1 비교예2 비교예3
폴리비닐피롤리돈수지 5 10 - 25 반응형금속비누(KPBL-100처리)
변성아크릴수지(고형분함량 25wt%) 20 15 25 -
수용성 무기성분 1.9 1.9 1.9 1.9
왁스 16 16 16 16
방청제 2 2 2 2
분산제 0.3 0.3 0.3 0.3
물 잔량 잔량 잔량 잔량
합계 100 100 100 100
실험예 1: 내마모성, 내식성, 마찰계수 및 탈막성 측정
폴리머 피막층 형성 후 내마모성, 내식성, 마찰계수, 탈막성을 다음의 방법으로 측정하였다. 그 결과를 표 2에 나타냈다.
내마모성은 Tribometer(pin on pin type)를 이용하여 왕복 거리 10mm를 마칠시키고 마찰계수가 0.2 이상 되는 시점까지 이동횟수를 측정하였다.
마찰계수는 마찰계수 시험기를 이용하여 측정하였다.
내식성은 항온항습기를 이용하여 고온/고습 조건에서 발청을 촉진시키는 시험(일명 내습성 시험)을 채택하여 실시하였다. 순수를 사용하고 상대습도 95%, 온도 60℃의 조건으로 항온항습기 내에서 시험소재를 72시간 유지한 후의 적청 발생 면적을 측정하여 평가하였다(등급- 5: 5% 미만, 4: 10% 미만, 3: 50% 미만, 2: 75% 미만, 1: 90% 미만).
탈막성 평가는, 신선이 완료된 처리재의 윤활 피막의 탈막성을 평가하였다. 시험편을 이하의 알칼리 세정제에 침지하여, 탈막 처리 전후의 피막 중량을 측정함으로써 피막 잔존율을 산출하였다(알칼리 세정제: 2％ NaOH 수용액, 탈막 처리 조건: 액체 온도 60 ℃, 침지 시간 3분).
<처리 방법>
탈막 처리 전의 피막 중량 측정→탈막 처리→수세→건조→탈막 처리 후의 피막 중량 측정.
[수학식 1]
Figure 112022137915868-pat00001
<평가 기준(피막 잔존율이 낮을수록 탈막성이 양호함)>
○:피막 잔존율이 3％ 미만, △: 피막 잔존율이 10％ 미만, Х: 피막 잔존율이 10％ 이상
구분 실시예 1 실시예 2 비교예1 비교예2 비교예3
내마모성(회) 835 830 752 529 945
내식성(1-5) 4 4 3 3 5
마찰계수(0.1-0.5) 0.12 0.12 0.19 0.26 0.10
탈막성(탈지성) ○ △ Х ○ ○
실험예 2: 피막 두께 측정
상기에서 제조된 선재의 피막 중량과 신선 후 피막 중량을 측정하여 아래 표 3에 기재하였다. 시험에 사용된 소재는 SCM435, 선경 28.0mm(신선 전) / 25.66mm(신선 후), PASAIP 공정으로 생산된 경우이다.
구분 실시예1 실시예2 비교예1 비교예2 비교예3
신선후
 1층피막(g/m2) 7.29 7.03 7.41 7.32 7.22
2층피막(g/m2) 3.08 1.99 2.02 2.46 4.62
총 피막량(g/m2) 10.37 9.02 9.43 9.78 11.84
직경(mm) 25.66 25.66 25.66 25.66 25.66
실험예 3: 내습성 평가
상기에서 제조된 금속 선재에 대한 내습성 평가를 실시하였다. 내습성 시험은, 항온항습기를 이용하여 고온/고습 조건에서 발청을 촉진시키는 시험(일명 내습성 시험)으로 내식성을 비교하기 위한 시험방법으로 채택하여 실시하였다. 순수를 사용하고 상대습도 95%, 온도 60℃의 조건으로 항온항습기 내에서 시험소재를 72시간 유지한 후의 적청 발생 면적을 측정하여 평가하였다(등급- 5: 5% 미만, 4: 10% 미만, 3: 50% 미만, 2: 75% 미만, 1: 90% 미만).
실시예 1 및 2에서 제조된 선재의 내습성 평가를 신선 전 및 신선 후 소재를 대상으로 72시간 동안 실시하였으며, 그 결과 사진을 도 2 및 도 3에 나타냈다. 시험에 사용된 소재는 SCM435, 인산염피막과 폴리머피막을 형성시킨 다음, 선경 28.0mm(신선전) / 25.66mm(신선후), PASAIP 공정으로 생산된 경우이다.

Claims (9)

  1. 금속 선재,
    상기 금속 선재 표면에 형성된 인산아연칼슘 피막층 및
    상기 인산아연칼슘 피막층 위에 형성된 폴리머 피막층을 포함하고,
    상기 폴리머 피막층은 분자량이 20,000 내지 40,000인 폴리비닐피롤리돈 수지, 변성아크릴 수지, 수용성 무기성분 및 왁스를 포함하는 피막 형성 조성물을 이용하여 형성된 것이고,
    상기 피막 형성 조성물은 조성물 총 중량 대비 폴리비닐피롤리돈 수지 3~10 중량%, 변성아크릴수지 10~30 중량%, 수용성 무기성분 1~5 중량%, 왁스 10~20 중량%, 방청제 1~5 중량%, 분산안정제 0.1 내지 1 중량% 및 순수 40~60 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 선재.
  2. 제1항에 있어서, 상기 수용성 무기성분은 텅스텐산 염인 것을 특징으로 하는 금속 선재.
  3. 제1항에 있어서, 상기 피막 형성 조성물의 pH는 8.5 내지 9.5인 것을 특징으로 하는 금속 선재.
  4. 제1항에 있어서, 상기 인산아연칼슘 피막층과 상기 폴리머 피막층의 총 중량은 7~12 g/cm2인 것을 특징으로 하는 금속 선재.
  5. 압연된 금속 선재를 산세하는 단계;
    상기 금속 선재에 인산아연칼슘 피막층을 형성하는 단계;
    상기 인산아연칼슘 피막층 위에 분자량이 20,000 내지 40,000인 폴리비닐피롤리돈 수지, 변성아크릴수지, 수용성 무기성분 및 왁스를 포함하는 피막 형성 조성물을 코팅하는 단계; 및
    상기 코팅을 60~100℃의 온도에서 3~10분간 열풍 건조시키거나 실온에서 3~5시간 동안 건조시켜 폴리머 피막층을 형성하는 단계;를 포함하고,
    상기 피막 형성 조성물은 조성물 총 중량 대비 폴리비닐피롤리돈 수지 3~10 중량%, 변성아크릴수지 10~30 중량%, 수용성 무기성분 1~5 중량%, 왁스 10~20 중량%, 방청제 1~5 중량%, 분산안정제 0.1 내지 1 중량% 및 순수 40~60 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 선재의 표면 처리 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 인산아연칼슘 피막층과 상기 폴리머 피막층의 총 중량은 7~12 g/cm2인 것을 특징으로 하는 금속 선재의 표면 처리 방법.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
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