KR20190036572A - Electroplating solution for steel sheet and methods of electroplating steel sheet using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 도금액 및 이를 이용한 도금 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 강판용 전기 도금액 및 이를 이용한 강판의 전기 도금 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a plating solution and a plating method using the plating solution, and more particularly, to an electroplating solution for a steel sheet and a method of electroplating a steel sheet using the same.
일반적으로 철 위에 금속 도금층을 형성하는 기술은 방청, 장식 등을 위해서 많이 사용된다. 특히 강판의 내식성을 확보에 우수한 아연 전기 도금이 개발된 이후, 가전, 자동차, 건설 등등의 분야에 아연 전기 도금법이 널리 사용되었다. 아연 전기 도금은 가혹한 분위기하에서 실시되기 때문에 내식성을 확보하기 위해서는 아연 도금층의 두께를 증가시켜야만 한다. 이와 같은 아연 전기 도금의 문제점을 해결하기 위해, 아연-니켈 합금 전기 도금이 개발되었다. Generally, a technique of forming a metal plating layer on iron is widely used for rust prevention and decoration. Zinc electroplating has been widely used in the fields of home electric appliances, automobiles, construction, etc. since zinc electroplating excellent in securing the corrosion resistance of steel sheets has been developed. Since zinc electroplating is carried out in a severe atmosphere, the thickness of the zinc plated layer must be increased to secure corrosion resistance. In order to solve the problems of zinc electroplating, a zinc-nickel alloy electroplating was developed.
관련 선행기술로는 한국공개특허 제10-2007-0029362호(공개일: 2007년3월14일, 발명의 명칭: 아연-니켈 합금 전기 도금 조성물, 이를 이용한 전기 도금강판의 제조방법 및 이에 따라 제조된 아연-니켈 합금 전기도금 강판)가 있다. Related Prior Art Korean Patent Publication No. 10-2007-0029362 (published on Mar. 14, 2007, entitled " Zinc-nickel alloy electroplating composition, method of manufacturing electroplated steel sheet using the same, Coated zinc-nickel alloy electroplated steel sheet).
본 발명의 목적은 내식성과 내마모성을 가지는 강판을 구현하기 위한 강판용 전기 도금액 및 이를 이용한 강판의 전기 도금 방법을 제공하는 것이다. An object of the present invention is to provide an electroplating solution for a steel sheet for realizing a steel sheet having corrosion resistance and abrasion resistance and a method of electroplating a steel sheet using the same.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 관점에 따른 강판의 전기 도금 방법은 (a) 기본도금액으로서 Zn-Ni 도금액을 준비하는 단계; (b) 분산용매과 상기 분산용매 내에 분산된 나노사이즈의 다이아몬드 파우더를 함유하는, 첨가용액을 준비하는 단계; (c) 상기 기본도금액과 상기 첨가용액을 혼합하여, 나노사이즈의 다이아몬드 파우더가 분산된 도금액을 형성하는 단계; 및 (d) 상기 나노사이즈의 다이아몬드 파우더가 분산된 도금액을 이용하여 강판에 전기 도금을 수행하여 상기 강판 상에 도금층을 형성하는 단계;를 포함한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a method of electroplating a steel sheet, comprising: (a) preparing a Zn-Ni plating solution as a basic plating solution; (b) preparing an additive solution containing a dispersion solvent and a nano-sized diamond powder dispersed in the dispersion solvent; (c) mixing the basic plating solution with the additive solution to form a plating solution in which nano-sized diamond powder is dispersed; And (d) electroplating the steel sheet using the plating solution in which the nano-sized diamond powder is dispersed to form a plating layer on the steel sheet.
상기 강판의 전기 도금 방법의 상기 (b) 단계에서, 상기 분산용매는 물, 알코올, 오일 또는 유기용제를 포함하며, 상기 분산용매 내에 분산된 상기 나노사이즈의 다이아몬드 파우더의 입도는 20 ~ 50nm이며, 상기 첨가용액 내에서 상기 다이아몬드의 농도는 4.5 내지 5.5 중량%일 수 있다. In the step (b) of the electroplating method of the steel sheet, the dispersion solvent includes water, an alcohol, an oil or an organic solvent, and the particle size of the nano-sized diamond powder dispersed in the dispersion solvent is 20 to 50 nm, The concentration of the diamond in the additive solution may be 4.5 to 5.5 wt%.
상기 강판의 전기 도금 방법의 상기 (b) 단계는 초음파을 이용하여 상기 나노사이즈의 다이아몬드 파우더를 상기 분산용매 내에 분산시키는 단계를 포함할 수 있다. The step (b) of electroplating the steel sheet may include dispersing the nano-sized diamond powder in the dispersion solvent using ultrasonic waves.
상기 강판의 전기 도금 방법의 상기 (c) 단계에서 형성된 상기 나노사이즈의 다이아몬드 파우더가 분산된 도금액은, 도금액 1리터 당, 20 내지 60g의 산화아연(ZnO); 20 내지 80g의 탄산니켈(NiCO3); 1 내지 3g의 다이아몬드, 5 내지 15g의 구연산(C6H8O7); 5 내지 25g의 차아인산소다(NaH2PO2); 15 내지 35g의 황산나트륨(Na2SO4); 10 내지 50g의 황산(H2SO4);을 함유할 수 있다. The plating solution in which the nano-sized diamond powder formed in the step (c) of the electroplating method of the steel plate is dispersed is characterized by comprising 20 to 60 g of zinc oxide (ZnO) per 1 liter of the plating solution; 20 to 80 g of nickel carbonate (NiCO 3 ); 1 to 3 g of diamond, 5 to 15 g of citric acid (C 6 H 8 O 7 ); 5-25 g of sodium hypophosphite (NaH 2 PO 2 ); 15 to 35 g of sodium sulfate (Na 2 SO 4 ); 10 to 50 g of sulfuric acid (H 2 SO 4 ).
상기 강판의 전기 도금 방법의 상기 (d) 단계에서 상기 나노사이즈의 다이아몬드 파우더가 분산된 도금액은 pH가 3 내지 5의 값을 가지며, 온도가 40 내지 60℃일 수 있다. In the step (d) of the electroplating method of the steel sheet, the plating solution in which the nano-sized diamond powder is dispersed may have a pH of 3 to 5 and a temperature of 40 to 60 ° C.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 관점에 따른 강판용 전기 도금액은 나노사이즈의 다이아몬드 파우더가 분산된 도금액으로서, 도금액 1리터 당, 20 내지 60g의 산화아연(ZnO); 20 내지 80g의 탄산니켈(NiCO3); 1 내지 3g의 다이아몬드, 5 내지 15g의 구연산(C6H8O7); 5 내지 25g의 차아인산소다(NaH2PO2); 15 내지 35g의 황산나트륨(Na2SO4); 10 내지 50g의 황산(H2SO4);을 함유한다. According to another aspect of the present invention, there is provided an electroplating solution for a steel sheet, comprising: a zinc oxide (ZnO) powder containing 20 to 60 g per 1 liter of a plating solution; 20 to 80 g of nickel carbonate (NiCO 3 ); 1 to 3 g of diamond, 5 to 15 g of citric acid (C 6 H 8 O 7 ); 5-25 g of sodium hypophosphite (NaH 2 PO 2 ); 15 to 35 g of sodium sulfate (Na 2 SO 4 ); 10 to sulfuric acid of 50g (H 2 SO 4); contains.
상기 강판용 전기 도금액은 pH가 3 내지 5의 값을 가질 수 있다. The electroplating solution for a steel sheet may have a pH of 3 to 5.
본 발명의 실시예에 따르면, 내식성과 내마모성을 가지는 강판을 구현하기 위한 강판용 전기 도금액 및 이를 이용한 강판의 전기 도금 방법을 제공할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.According to the embodiments of the present invention, it is possible to provide an electroplating solution for a steel sheet for realizing a steel sheet having corrosion resistance and wear resistance, and a method of electroplating a steel sheet using the same. Of course, the scope of the present invention is not limited by these effects.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 강판의 전기 도금 방법을 도해하는 순서도이다.
도 2는 본 발명의 비교예에 따른 전기 도금 방법을 적용한 도금층 구조를 나타낸 사진이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전기 도금 방법을 적용한 도금층 구조를 나타낸 사진이다.
도 4는 본 발명의 비교예에 따른 전기 도금 방법을 적용한 도금층에 대하여 염수분무 시험 결과를 나타낸 사진이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 전기 도금 방법을 적용한 도금층에 대하여 염수분무 시험 결과를 나타낸 사진이다. 1 is a flowchart illustrating an electroplating method of a steel sheet according to an embodiment of the present invention.
2 is a photograph showing a plating layer structure to which an electroplating method according to a comparative example of the present invention is applied.
3 is a photograph showing a plating layer structure to which an electroplating method according to an embodiment of the present invention is applied.
4 is a photograph showing a result of a salt spray test on a plating layer to which an electroplating method according to a comparative example of the present invention is applied.
5 is a photograph showing a result of a salt spray test on a plating layer to which an electroplating method according to an embodiment of the present invention is applied.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 라인파이프용 강재의 제조방법을 상세하게 설명한다. 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 적절하게 선택된 용어들로서, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.Hereinafter, a method of manufacturing a steel material for a line pipe according to an embodiment of the present invention will be described in detail. The terms used below are appropriately selected terms in consideration of functions in the present invention, and definitions of these terms should be made based on the contents throughout this specification.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 강판의 전기 도금 방법을 도해하는 순서도이다. 1 is a flowchart illustrating an electroplating method of a steel sheet according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 강판의 전기 도금 방법은 (a) 기본도금액으로서 Zn-Ni 도금액을 준비하는 단계(S100); (b) 분산용매과 상기 분산용매 내에 분산된 나노사이즈의 다이아몬드 파우더를 함유하는, 첨가용액을 준비하는 단계(S200); (c) 상기 기본도금액과 상기 첨가용액을 혼합하여, 나노사이즈의 다이아몬드 파우더가 분산된 도금액을 형성하는 단계(S300); 및 (d) 상기 나노사이즈의 다이아몬드 파우더가 분산된 도금액을 이용하여 강판에 전기 도금을 수행하여 상기 강판 상에 도금층을 형성하는 단계(S400);를 포함한다. Referring to FIG. 1, a method of electroplating a steel sheet according to an embodiment of the present invention includes: (a) preparing a Zn-Ni plating solution as a basic plating solution (S100); (b) preparing (S200) an additive solution containing a dispersion solvent and a nano-sized diamond powder dispersed in the dispersion solvent; (c) mixing the basic plating solution and the additive solution to form a plating solution in which a nano-sized diamond powder is dispersed (S300); And (d) forming a plating layer on the steel sheet by performing electroplating on the steel sheet using the plating solution in which the nano-sized diamond powder is dispersed (S400).
상기 (b) 단계에서, 상기 분산용매는 물, 알코올, 오일 또는 유기용제를 포함하며, 상기 분산용매 내에 분산된 상기 나노사이즈의 다이아몬드 파우더의 입도는 20 ~ 50nm이며, 상기 첨가용액 내에서 상기 다이아몬드의 농도는 4.5 내지 5.5 중량%일 수 있다. In the step (b), the dispersion solvent includes water, an alcohol, an oil or an organic solvent, and the particle size of the nano-sized diamond powder dispersed in the dispersion solvent is 20 to 50 nm, May be from 4.5 to 5.5% by weight.
상기 (b) 단계는 초음파을 이용하여 상기 나노사이즈의 다이아몬드 파우더를 상기 분산용매 내에 분산시키는 단계를 포함할 수 있다. The step (b) may include dispersing the nano-sized diamond powder in the dispersion solvent using ultrasonic waves.
상기 (c) 단계에서 형성된 상기 나노사이즈의 다이아몬드 파우더가 분산된 도금액은, 도금액 1리터 당, 20 내지 60g의 산화아연(ZnO); 20 내지 80g의 탄산니켈(NiCO3); 1 내지 3g의 다이아몬드, 5 내지 15g의 구연산(C6H8O7); 5 내지 25g의 차아인산소다(NaH2PO2); 15 내지 35g의 황산나트륨(Na2SO4); 10 내지 50g의 황산(H2SO4);을 함유할 수 있다. The plating solution in which the nano-sized diamond powder formed in the step (c) is dispersed may include 20 to 60 g of zinc oxide (ZnO) per 1 liter of the plating solution; 20 to 80 g of nickel carbonate (NiCO 3 ); 1 to 3 g of diamond, 5 to 15 g of citric acid (C 6 H 8 O 7 ); 5-25 g of sodium hypophosphite (NaH 2 PO 2 ); 15 to 35 g of sodium sulfate (Na 2 SO 4 ); 10 to 50 g of sulfuric acid (H 2 SO 4 ).
상기 (d) 단계에서 상기 나노사이즈의 다이아몬드 파우더가 분산된 도금액은 pH가 3 내지 5의 값을 가지며, 온도가 40 내지 60℃일 수 있다. In the step (d), the plating solution in which the nano-sized diamond powder is dispersed may have a pH of 3 to 5 and a temperature of 40 to 60 ° C.
통상적인 도금은 일반적으로 희생방식을 이용하여 모재를 보호하게 된다. 전기도금을 통해 제조된 제품에서는 결정립의 크기가 내식성이나 도금 후 제품의 가공성(예를 들어, 가공 시 도금의 박리) 등에 영향을 미친다. 이를 해결하기 위해 여러 첨가제들이 적용 평가되어지고 있다. Conventional plating generally protects the base material using a sacrificial method. In the products manufactured by electroplating, the size of the crystal grains affects the corrosion resistance and the workability of the product after plating (for example, the peeling of the plating at the time of processing). Several additives have been evaluated to solve this problem.
본 발명에서는 나노다이아몬드가 분산된 도금액을 적용하여 도품 제품을 제작하였을 때 도금상에 나노다이아몬드가 공석되고 결정립이 미세화되는 결과를 얻었으며 이로 인해 내식성과 내마모성을 확보할 수 있음을 확인하였다. 예를 들어, 나노사이즈의 다이아몬드 파우더를 이용하여 도금액에 분산시켜 도금에 함유 시 결정립 미세화 및 나노다이아몬드 성분을 통하여 광택도 저하 없이 내마모성 및 내식성이 향상됨을 확인하였다. In the present invention, it was confirmed that nano-diamonds were deposited on the plating and the grain size became finer when the coated product was manufactured by applying the plating solution in which the nano-diamonds were dispersed, thereby ensuring corrosion resistance and wear resistance. For example, it has been confirmed that when a nano-sized diamond powder is dispersed in a plating solution, wear resistance and corrosion resistance are improved without deterioration of glossiness through crystal grain refinement and nano diamond component when contained in plating.
나노다이아몬드는 이온화된 물질이 아니기 때문에 도금액 내에서 녹지 않고 분산된 상태를 유지해야 하며 이를 위해 초음파를 이용하여 물에 분산시킨후 도금액에 첨가하여 샘플을 제작하였다. 나노다이아몬드는 이온화된 상태는 아니지만 표면에 작용기와 이들이 전하를 띄고 있으며 이로 인해 도금 시 도금층에 공석이 되어 도금층의 물성을 향상시키는 역할을 한다. Since the nanodiamond is not an ionized material, it should not dissolve in the plating solution and be dispersed. To this end, the nanodiamond is dispersed in water using ultrasonic waves, and then added to the plating solution to prepare a sample. Nanodiamonds are not ionized, but their functional groups and their charge are on the surface, which causes vacancies in the plating layer during plating, thereby improving the physical properties of the plating layer.
이하에서 나노다이아몬드에 대하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, the nanodiamond will be described in detail.
나노다이아몬드는 나노 크기의 입도를 가진 다이아몬드이다. 다이아몬드와 같은 높은 경도와 열전도율을 가지며, 나노 구조에 의하여 높은 비표면적을 가진다. 표면의 다양한 작용기로 인하여 다양한 분야에 응용이 가능하다. 나아가, 내산, 내염기성 등의 높은 화학적 안정성을 가지며, 무독성 및 비 발암성 물질로 친환경적인 신소재이다. A nanodiamond is a diamond with a nanoscale size. It has high hardness and thermal conductivity like diamond and high specific surface area by nanostructure. Due to various functional groups on the surface, it can be applied to various fields. Furthermore, it has high chemical stability, such as acid resistance and basicity, and is environment-friendly new material as non-toxic and non-carcinogenic material.
(m2/g)Specific surface area
(m 2 / g)
안정성Chemical
stability
안정Strong acid, strong base
stability
이하에서는, 상기 (c) 단계에서 개시된 나노사이즈의 다이아몬드 파우더가 분산된 도금액의 조성 범위에 대하여 설명한다. Hereinafter, the composition range of the plating solution in which the nano-sized diamond powder dispersed in the step (c) is dispersed will be described.
산화아연(ZnO): 도금액 1리터 당, 20 내지 60gZinc oxide (ZnO): 20 to 60 g per 1 liter of plating solution
산화아연(ZnO)는 아연(Zn) 이온을 공급하는 성분이다. 산화아연(ZnO)의 함량이, 도금액 1리터 당, 20g 미만인 경우 도금량이 저하되는 문제점이 있다. 그리고, 산화아연(ZnO)의 함량이, 도금액 1리터 당, 60g을 초과하는 경우 도금액에 산화아연(ZnO)이 용해되지 않는 문제점이 있다. 따라서 산화아연(ZnO)의 함량은, 도금액 1리터 당, 20 내지 60g로 제한하는 것이 바람직하다.Zinc oxide (ZnO) is a component that supplies zinc (Zn) ions. When the content of zinc oxide (ZnO) is less than 20 g per 1 liter of the plating solution, there is a problem that the plating amount is lowered. When the content of zinc oxide (ZnO) exceeds 60 g per liter of the plating solution, zinc oxide (ZnO) is not dissolved in the plating solution. Therefore, the content of zinc oxide (ZnO) is preferably limited to 20 to 60 g per 1 liter of the plating solution.
탄산니켈(NiCONickel carbonate (NiCO 33 ): 도금액 1리터 당, 20 내지 80g): 20 to 80 g per 1 liter of plating solution
탄산니켈(NiCO3)는 니켈(Ni) 이온을 공급하는 성분이다. 탄산니켈(NiCO3)의 함량이, 도금액 1리터 당, 20g 미만인 경우 도금량이 저하되는 문제점이 있다. 그리고, 탄산니켈(NiCO3)의 함량이, 도금액 1리터 당, 80g을 초과하는 경우 도금액에 탄산니켈(NiCO3)이 용해되지 않는 문제점이 있다. 따라서 탄산니켈(NiCO3)의 함량은, 도금액 1리터 당, 20 내지 80g로 제한하는 것이 바람직하다.Nickel carbonate (NiCO 3 ) is a component that supplies nickel (Ni) ions. When the content of nickel carbonate (NiCO 3 ) is less than 20 g per 1 liter of the plating solution, there is a problem that the plating amount is lowered. When the content of nickel carbonate (NiCO 3 ) exceeds 80 g per liter of the plating solution, nickel carbonate (NiCO 3 ) is not dissolved in the plating solution. Therefore, the content of nickel carbonate (NiCO 3 ) is preferably limited to 20 to 80 g per 1 liter of the plating solution.
다이아몬드: 도금액 1리터 당, 1 내지 3gDiamonds: 1 to 3 g per 1 liter of plating solution
다이아몬드는 도금 물질을 공급하는 성분이다. 다이아몬드의 함량이, 도금액 1리터 당, 1g 미만인 경우 도금량이 저하되는 문제점이 있다. 그리고, 다이아몬드의 함량이, 도금액 1리터 당, 3g을 초과하는 경우 도금량이 증가하는 효과가 없다는 문제점이 있다. 따라서 다이아몬드의 함량은, 도금액 1리터 당, 1 내지 3g로 제한하는 것이 바람직하다. 한편, 도금액은 상기 기본도금액과 상기 첨가용액을 혼합하여 형성하는데, 다이아몬드는 상기 첨가용액 내에 분산되어 제공된다. 이 경우, 상기 첨가용액 내에서 상기 다이아몬드의 농도는 첨가용액 내에서 4.5 내지 5.5 중량%로 제공될 수 있다. 예를 들어, 도금액에 상기 첨가용액을 1g 첨가시 실제 다이아몬드는 0.05g 첨가되는 것이다. Diamond is a component that supplies plating materials. When the content of diamond is less than 1 g per 1 liter of the plating solution, the plating amount is reduced. If the content of diamond exceeds 3 g per 1 liter of the plating solution, there is a problem that the plating amount is not increased. Therefore, the content of the diamond is preferably limited to 1 to 3 g per 1 liter of the plating solution. On the other hand, a plating solution is formed by mixing the basic plating solution and the addition solution, wherein diamond is dispersed in the addition solution. In this case, the concentration of the diamond in the additive solution may be 4.5 to 5.5 wt% in the additive solution. For example, when 1 g of the additive solution is added to the plating solution, 0.05 g of the actual diamond is added.
구연산(CCitric acid 66 HH 88 OO 77 ): 도금액 1리터 당, 5 내지 15g): 5 to 15 g per 1 liter of plating solution
구연산(C6H8O7)는 니켈이 도금되는 것에 도움을 주며, pH 완충제 역할을 한다. 구연산(C6H8O7)의 함량이, 도금액 1리터 당, 5g 미만인 경우 pH 완충효과가 없다는 문제점이 있다. 그리고, 구연산(C6H8O7)의 함량이, 도금액 1리터 당, 15g을 초과하는 경우 pH가 저하되는 문제점이 있다. 따라서 구연산(C6H8O7)의 함량은, 도금액 1리터 당, 5 내지 15g로 제한하는 것이 바람직하다.Citric acid (C 6 H 8 O 7 ) helps nickel to be plated and acts as a pH buffer. When the content of citric acid (C 6 H 8 O 7 ) is less than 5 g per 1 liter of the plating solution, there is a problem of no pH buffering effect. And, the content of citric acid (C 6 H 8 O 7) , there is a problem in that pH is reduced if it exceeds, the plating liquid 1 liters per 15g. Therefore, the content of citric acid (C 6 H 8 O 7 ) is preferably limited to 5 to 15 g per 1 liter of the plating solution.
차아인산소다(NaHSodium hypophosphite (NaH 22 POPO 22 ): 도금액 1리터 당, 5 내지 25g): 5 to 25 g per 1 liter of plating solution
차아인산소다(NaH2PO2)는 니켈이 도금되는 것에 도움을 주며, pH 완충제 역할을 한다. 차아인산소다(NaH2PO2)의 함량이, 도금액 1리터 당, 5g 미만인 경우 pH 완충효과가 없다는 문제점이 있다. 그리고, 차아인산소다(NaH2PO2)의 함량이, 도금액 1리터 당, 25g을 초과하는 경우 pH가 저하되는 문제점이 있다. 따라서 차아인산소다(NaH2PO2)의 함량은, 도금액 1리터 당, 5 내지 25g로 제한하는 것이 바람직하다.Sodium hypophosphite (NaH 2 PO 2 ) helps nickel to be plated and acts as a pH buffer. When the content of sodium hypophosphite (NaH 2 PO 2 ) is less than 5 g per 1 liter of the plating solution, there is a problem that there is no pH buffering effect. When the content of sodium hypophosphite (NaH 2 PO 2 ) exceeds 25 g per 1 liter of the plating solution, the pH is lowered. Therefore, the content of sodium hypophosphite (NaH 2 PO 2 ) is preferably limited to 5 to 25 g per 1 liter of the plating solution.
황산나트륨(NaSodium sulfate (Na 22 SOSO 44 ): 도금액 1리터 당, 15 내지 35g): 15 to 35 g per 1 liter of plating solution
황산나트륨(Na2SO4)은 전해액의 전도도 향상용 분말 SIZE가 일정해야 하며 불용분이 적어야 한다. 황산나트륨(Na2SO4)의 함량이, 도금액 1리터 당, 15g 미만인 경우 전도도가 낮은 문제점이 있다. 그리고, 황산나트륨(Na2SO4)의 함량이, 도금액 1리터 당, 35g을 초과하는 경우 전도도 향상에 효과가 없다는 문제점이 있다. 따라서 황산나트륨(Na2SO4)의 함량은, 도금액 1리터 당, 15 내지 35g로 제한하는 것이 바람직하다.Sodium sulphate (Na 2 SO 4 ) should have a constant powder size for improving the conductivity of the electrolyte and insoluble matter should be small. When the content of sodium sulfate (Na 2 SO 4 ) is less than 15 g per 1 liter of the plating solution, the conductivity is low. If the content of sodium sulfate (Na 2 SO 4 ) exceeds 35 g per 1 liter of the plating solution, there is a problem that the conductivity is not improved. Therefore, the content of sodium sulfate (Na 2 SO 4 ) is preferably limited to 15 to 35 g per 1 liter of the plating solution.
황산(HSulfuric acid (H 22 SOSO 44 ): 도금액 1리터 당, 10 내지 50g): 10 to 50 g per 1 liter of plating solution
황산(H2SO4)은 도금액의 pH 조성 역할을 한다. 도금액의 pH는 도금속도, 전류밀도 및 도금 피막의 형상에 큰 영향을 미친다. DEMI-WATER로 30%로 희석 후 산화아연을 용해하여 용해 사용한다. 황산(H2SO4)의 함량이, 도금액 1리터 당, 10g 미만인 경우 산화아연 용해가 안되는 문제점이 있다. 그리고, 황산(H2SO4)의 함량이, 도금액 1리터 당, 50g을 초과하는 경우 pH 저하가 심하다는 문제점이 있다. 따라서 황산(H2SO4)의 함량은, 도금액 1리터 당, 10 내지 50g로 제한하는 것이 바람직하다.Sulfuric acid (H 2 SO 4 ) serves as the pH composition of the plating solution. The pH of the plating solution greatly affects the plating rate, the current density and the shape of the plating film. Dilute to 30% with DEMI-WATER, dissolve zinc oxide and dissolve. When the content of sulfuric acid (H 2 SO 4 ) is less than 10 g per 1 liter of the plating solution, zinc oxide can not be dissolved. When the content of sulfuric acid (H 2 SO 4 ) exceeds 50 g per 1 liter of the plating solution, the pH is significantly lowered. Therefore, the content of sulfuric acid (H 2 SO 4 ) is preferably limited to 10 to 50 g per 1 liter of the plating solution.
이하 본 발명의 이해를 돕기 위해 바람직한 실험예를 제시한다. 다만, 하기의 실험예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐, 본 발명이 하기의 실험예에 의해 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, preferred examples of the present invention will be described in order to facilitate understanding of the present invention. It should be understood, however, that the following examples are intended to aid in the understanding of the present invention and are not intended to limit the scope of the present invention.
실험예1Experimental Example 1
표 2는 본 발명의 실험예1에 적용한 조건과 이에 따른 도금층의 광택도, 내식성 및 내마모성의 결과를 나타낸 것이며, 표 3은 광택도, 내식성 및 내마모성의 등급 기준을 나타낸 것이다. Table 2 shows the conditions applied to Experimental Example 1 of the present invention and the results of the gloss, corrosion resistance and abrasion resistance of the plated layer, and Table 3 shows the rating standards of gloss, corrosion resistance and abrasion resistance.
다이아몬드 농도Nano
Diamond concentration
분산 시간
(분)ultrasonic wave
Dispersion time
(minute)
(적청발생시간,
편면 도금량 30g/.m2기준)Corrosion resistance
(Red rust occurrence time,
Single side plating amount 30g / .m2 basis)
(마찰계수)Abrasion resistance
(Coefficient of friction)
표 2 및 표 3을 참조하면, 본 발명의 실험예1에 적용한 조건은 나노다이아몬드의 농도를 1 ~ 4 g/L, 초음파분산을 0 ~ 60분, pH 3 ~ 5, 온도 30 ~ 70℃ 등으로 나누었다. Referring to Table 2 and Table 3, the conditions applied to Experimental Example 1 of the present invention are as follows: the concentration of nano diamond is 1 to 4 g / L, the ultrasonic dispersion is 0 to 60 minutes, the pH is 3 to 5, Respectively.
이에 따르면, 나노다이아몬드를 분산용매 내에 분산하기 위하여 초음파 분산을 하지 않고, 나노다이아몬드의 입도가 100㎛인 경우 도금층의 내식성은 3등급, 내마모성은 2등급의 열화된 품질을 나타내었으며(비교예1), 나노다이아몬드 입도가 60~100nm인 경우 도금층의 내식성은 2등급, 내마모성은 2등급의 열화된 품질을 나타내었으며(비교예2), 도금액의 pH가 2 또는 6인 경우 도금층의 내식성은 3등급, 내마모성은 2등급의 열화된 품질을 나타내었으며(비교예3, 비교예4), 나노다이아몬드를 첨가하지 않은 경우 도금층의 내식성은 3등급, 내마모성은 3등급의 열화된 품질을 나타내었으며(비교예5), 나노다이아몬드의 농도가 도금액 내에서 4g/L인 경우 도금층의 광택도는 2등급, 내식성은 2등급의 열화된 품질을 나타내었으며(비교예6), 도금액의 온도가 30℃ 또는 70℃인 경우 도금층의 내식성은 2등급, 내마모성은 2등급의 열화된 품질을 나타내었다(비교예7, 비교예8).According to this, when the particle size of the nano diamond is 100 μm, the corrosion resistance of the coating layer is of the grade 3 and the wear resistance is the grade of the deterioration of the grade 2 (Comparative Example 1) without dispersing ultrasonic waves in order to disperse the nano- The corrosion resistance of the plating layer was 2 grade and the wear resistance was 2 grade. (Comparative Example 2) When the pH of the plating solution was 2 or 6, the corrosion resistance of the plating layer was grade 3, The abrasion resistance showed a deteriorated quality of the second grade (Comparative Example 3, Comparative Example 4). When the nanodiamond was not added, the corrosion resistance of the coating layer was grade 3 and the abrasion resistance was degraded to grade 3 (Comparative Example 5 ). When the concentration of the nano-diamond was 4 g / L in the plating solution, the gloss of the plating layer was grade 2 and the corrosion resistance was grade 2 (Comparative Example 6) In case of 70 ° C, the corrosion resistance of the plated layer was grade 2 and the abrasion resistance was degraded grade 2 (Comparative Example 7, Comparative Example 8).
이에 반하여, 나노다이아몬드의 농도는 1 ~ 3 g/L, 나노사이즈의 다이아몬드 파우더의 입도는 20 ~ 50nm이며, 도금액은 pH가 3 내지 5의 값을 가지며, 온도가 40 내지 60℃인 조건에서는, 도금층의 광택도, 내식성 및 내마모성이 모두 1등급으로 양호한 품질을 구현할 수 있음을 확인하였다(실시예 1 내지 5). On the contrary, the concentration of the nano diamond is 1 to 3 g / L, the particle size of the nano-sized diamond powder is 20 to 50 nm, the pH of the plating solution is 3 to 5, and the temperature is 40 to 60 ° C., The glossiness, corrosion resistance and abrasion resistance of the plated layer were all 1 grade, and it was confirmed that good quality could be realized (Examples 1 to 5).
실험예2Experimental Example 2
실험예2에서는 종래 도금액(비교예)과 본 발명의 도금액(실시예)를 사용하여 형성한 도금층에 대한 미세조직 관찰과 염수분무 시험을 수행하였다. In Experimental Example 2, microstructure observation and salt spray test were performed on the plating layer formed using the conventional plating solution (Comparative Example) and the plating solution (Example) of the present invention.
도 2는 본 발명의 비교예에 따른 전기 도금 방법을 적용한 도금층 구조를 나타낸 사진이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전기 도금 방법을 적용한 도금층 구조를 나타낸 사진이다.FIG. 2 is a photograph showing a plating layer structure to which an electroplating method according to a comparative example of the present invention is applied, and FIG. 3 is a photograph showing a plating layer structure using the electroplating method according to an embodiment of the present invention.
도 2 및 도 3을 참조하면, 종래 도금액(비교예)을 사용하여 전기 도금 방법을 적용한 도금층의 조직 보다 본 발명의 도금액(실시예)을 사용하여 전기 도금 방법을 적용한 도금층의 조직이 결정립이 더 미세함을 확인할 수 있다. 2 and 3, the structure of the plating layer to which the electroplating method is applied by using the plating solution (embodiment) of the present invention is higher than the structure of the plating layer using the conventional plating solution (comparative example) It can be confirmed that it is fine.
도 4는 본 발명의 비교예에 따른 전기 도금 방법을 적용한 도금층에 대하여 염수분무 시험 결과를 나타낸 사진이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 전기 도금 방법을 적용한 도금층에 대하여 염수분무 시험 결과를 나타낸 사진이다. FIG. 4 is a photograph showing a result of a salt spray test on a plating layer to which an electroplating method according to a comparative example of the present invention is applied, and FIG. 5 is a photograph showing a result of a salt spray test on a plating layer using the electroplating method according to an embodiment of the present invention This is the picture shown.
염수분무 시험으로서 SST(Salt Spray Test)는 ASTM B117 규격에 따랐다. 염농도는 5% NaCl (50g/L), pH 는 6.5 ~ 7.2 (분무채취액)이며 70x150x1.0, 60x80x1.0 및 표면을 평가할 경우 가장자리 부분은 테이프 등을 이용하여 밀봉하였다. 염수 및 분위기 온도는 35±2℃이며 탈이온수를 사용하였다. 표준도를 참조하여 부속서 rating 법과 면적법을 사용하며 평가면은 가장자리는 제외하고 안쪽의 50x100 mm 부분을 평가하였다. 전단면(cut-edge) 내식성을 보기 위해서 KS D 9502(ASTM B-117)규정에 따라 5%, 35℃ NaCl 염수분무시험법으로 하였다. 모재가 부식되는 면적을 측정하였다.SST (Salt Spray Test) as salt spray test was according to ASTM B117 standard. The salt concentration was 5% NaCl (50 g / L) and the pH was 6.5 ~ 7.2 (sprayed solution). The surface area was 70x150x1.0 and 60x80x1.0. The saline and ambient temperature were 35 ± 2 ℃ and deionized water was used. The annex rating method and the area method were used with reference to the standard drawing, and the 50 × 100 mm part inside the evaluation surface was evaluated except for the edge. To determine the cut-edge corrosion resistance, a 5%, 35 ° C NaCl salt spray test was conducted according to KS D 9502 (ASTM B-117). The area of corrosion of the base material was measured.
도 4 및 도 5를 참조하면, 종래 도금액(비교예)을 사용하여 전기 도금 방법을 적용한 도금층 보다 본 발명의 도금액(실시예)을 사용하여 전기 도금 방법을 적용한 도금층이 내식성이 더 양호함을 확인할 수 있다. Referring to FIGS. 4 and 5, it can be seen that the plating layer to which the electroplating method is applied using the plating solution (embodiment) of the present invention is better in corrosion resistance than the plating layer to which the electroplating method is applied using the conventional plating solution (comparative example) .
본 발명은 개시된 실시예뿐만 아니라, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 개시된 실시예로부터 도출할 수 있는 다양한 변형 및 균등한 타 실시예를 포함한다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.It is to be understood that the invention includes various modifications and equivalent embodiments that can be derived from the disclosed embodiments as well as those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains. Accordingly, the technical scope of the present invention should be defined by the following claims.
Claims (7)
(b) 분산용매과 상기 분산용매 내에 분산된 나노사이즈의 다이아몬드 파우더를 함유하는, 첨가용액을 준비하는 단계;
(c) 상기 기본도금액과 상기 첨가용액을 혼합하여, 나노사이즈의 다이아몬드 파우더가 분산된 도금액을 형성하는 단계; 및
(d) 상기 나노사이즈의 다이아몬드 파우더가 분산된 도금액을 이용하여 강판에 전기 도금을 수행하여 상기 강판 상에 도금층을 형성하는 단계;
를 포함하는, 강판의 전기 도금 방법.(a) preparing a Zn-Ni plating solution as a basic plating solution;
(b) preparing an additive solution containing a dispersion solvent and a nano-sized diamond powder dispersed in the dispersion solvent;
(c) mixing the basic plating solution with the additive solution to form a plating solution in which nano-sized diamond powder is dispersed; And
(d) electroplating a steel sheet using a plating solution in which the nano-sized diamond powder is dispersed to form a plating layer on the steel sheet;
Wherein the electroplating method comprises the steps of:
상기 (b) 단계에서, 상기 분산용매는 물, 알코올, 오일 또는 유기용제를 포함하며, 상기 분산용매 내에 분산된 상기 나노사이즈의 다이아몬드 파우더의 입도는 20 ~ 50nm이며, 상기 첨가용액 내에서 상기 다이아몬드의 농도는 4.5 내지 5.5 중량%인 것을 특징으로 하는, 강판의 전기 도금 방법.The method according to claim 1,
In the step (b), the dispersion solvent includes water, an alcohol, an oil or an organic solvent, and the particle size of the nano-sized diamond powder dispersed in the dispersion solvent is 20 to 50 nm, Is in the range of 4.5 to 5.5% by weight.
상기 (b) 단계는 초음파을 이용하여 상기 나노사이즈의 다이아몬드 파우더를 상기 분산용매 내에 분산시키는 단계를 포함하는, 강판의 전기 도금 방법.The method according to claim 1,
Wherein the step (b) comprises dispersing the nano-sized diamond powder in the dispersion solvent using ultrasonic waves.
상기 (c) 단계에서 형성된 상기 나노사이즈의 다이아몬드 파우더가 분산된 도금액은, 도금액 1리터 당, 20 내지 60g의 산화아연(ZnO); 20 내지 80g의 탄산니켈(NiCO3); 1 내지 3g의 다이아몬드, 5 내지 15g의 구연산(C6H8O7); 5 내지 25g의 차아인산소다(NaH2PO2); 15 내지 35g의 황산나트륨(Na2SO4); 10 내지 50g의 황산(H2SO4);을 함유하는 것을 특징으로 하는, 강판의 전기 도금 방법.3. The method of claim 2,
The plating solution in which the nano-sized diamond powder formed in the step (c) is dispersed may include 20 to 60 g of zinc oxide (ZnO) per 1 liter of the plating solution; 20 to 80 g of nickel carbonate (NiCO 3 ); 1 to 3 g of diamond, 5 to 15 g of citric acid (C 6 H 8 O 7 ); 5-25 g of sodium hypophosphite (NaH 2 PO 2 ); 15 to 35 g of sodium sulfate (Na 2 SO 4 ); And 10 to 50 g of sulfuric acid (H 2 SO 4 ).
상기 (d) 단계에서 상기 나노사이즈의 다이아몬드 파우더가 분산된 도금액은 pH가 3 내지 5의 값을 가지며, 온도가 40 내지 60℃인 것을 특징으로 하는, 강판의 전기 도금 방법.5. The method of claim 4,
Wherein the plating solution in which the nano-sized diamond powder is dispersed in step (d) has a pH of 3 to 5 and a temperature of 40 to 60 ° C.
상기 도금액은 pH가 3 내지 5의 값을 가지는 것을 특징으로 하는, 강판용 전기 도금액.
The method according to claim 6,
Wherein the plating liquid has a pH value of 3 to 5.
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