KR20240080732A - 도금강판 및 그 제조방법 - Google Patents
도금강판 및 그 제조방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20240080732A KR20240080732A KR1020220164333A KR20220164333A KR20240080732A KR 20240080732 A KR20240080732 A KR 20240080732A KR 1020220164333 A KR1020220164333 A KR 1020220164333A KR 20220164333 A KR20220164333 A KR 20220164333A KR 20240080732 A KR20240080732 A KR 20240080732A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- weight
- phase
- titanium
- plating layer
- steel sheet
- Prior art date
Links
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 39
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 39
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title description 11
- 238000007747 plating Methods 0.000 claims abstract description 122
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims abstract description 112
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims abstract description 106
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 74
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 74
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 48
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 47
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 44
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 43
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 43
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 43
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 42
- 229910000765 intermetallic Inorganic materials 0.000 claims abstract description 32
- JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N tellanylidenegermanium Chemical compound [Te]=[Ge] JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 23
- 239000010960 cold rolled steel Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 49
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 47
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 46
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 claims description 36
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 34
- 229910017706 MgZn Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 claims description 3
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 62
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 27
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 26
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 22
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 14
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 12
- 206010027146 Melanoderma Diseases 0.000 description 11
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 11
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 11
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 8
- 206010064127 Solar lentigo Diseases 0.000 description 7
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 7
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 5
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 5
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 4
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 229910001335 Galvanized steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910017708 MgZn2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000008397 galvanized steel Substances 0.000 description 2
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 2
- 238000004781 supercooling Methods 0.000 description 2
- 229910000521 B alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical group [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910019018 Mg 2 Si Inorganic materials 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010040844 Skin exfoliation Diseases 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000004035 construction material Substances 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 238000010828 elution Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 1
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
- C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
- C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
- C21D8/0221—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the working steps
- C21D8/0236—Cold rolling
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C18/00—Alloys based on zinc
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C18/00—Alloys based on zinc
- C22C18/04—Alloys based on zinc with aluminium as the next major constituent
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
- C23C2/02—Pretreatment of the material to be coated, e.g. for coating on selected surface areas
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
- C23C2/02—Pretreatment of the material to be coated, e.g. for coating on selected surface areas
- C23C2/022—Pretreatment of the material to be coated, e.g. for coating on selected surface areas by heating
- C23C2/0222—Pretreatment of the material to be coated, e.g. for coating on selected surface areas by heating in a reactive atmosphere, e.g. oxidising or reducing atmosphere
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
- C23C2/04—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor characterised by the coating material
- C23C2/06—Zinc or cadmium or alloys based thereon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
- C23C2/26—After-treatment
- C23C2/28—Thermal after-treatment, e.g. treatment in oil bath
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
- C23C2/26—After-treatment
- C23C2/28—Thermal after-treatment, e.g. treatment in oil bath
- C23C2/29—Cooling or quenching
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
- C23C2/34—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor characterised by the shape of the material to be treated
- C23C2/36—Elongated material
- C23C2/40—Plates; Strips
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Coating With Molten Metal (AREA)
Abstract
본 발명은 냉연강판; 및 상기 냉연강판 상에 형성된, 알루미늄(Al): 0.5 ~ 3중량%, 마그네슘(Mg): 1 ~ 2중량%, 실리콘(Si): 0.005 ~ 0.1중량%, 티타늄(Ti): 0.01 ~ 0.1중량% 및 잔부가 아연(Zn)과 기타 불가피한 불순물로 이루어진 도금층; 을 포함하며, 상기 도금층은 티타늄과 실리콘의 함량비는 1.0 이상이며, 상기 도금층은 티타늄을 함유하는 금속간화합물을 포함하는, 도금강판을 제공한다.
Description
본 발명은 도금강판 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 표면 품질이 우수한 도금강판 및 그 제조방법에 관한 것이다.
기존 용융아연 도금강판은 자기 희생성이 우수하여 건자재와 가전재 등에 많이 적용되고 있다. 용융아연 도금강판은 부식환경 노출 시, 철이 노출된 부분에 대하여 아연(Zn)이 희생양극으로 작용하여 도금층에서 아연의 소실이 발생하게 된다. 이러한 아연의 희생양극 작용은 부식환경에서 소지철의 녹 발생에 억제에 탁월한 역할을 하지만 희생양극 효율이 다소 떨어진다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서 근래 아연(Zn) 도금욕에 마그네슘(Mg)을 첨가하여 부식환경에서 치밀한 부식 생성물을 생성시켜 희생양극 효율을 향상시켜 우수한 내식성을 발현하는 고내식 도금제품이 생산되고 있다.
아연(Zn)에 마그네슘(Mg)이 첨가됨에 따라 내식성을 증가시키는 작용을 하기도 하지만 마그네슘(Mg)이 첨가됨에 따라 부식 환경에서 초기 표면 활성도가 급격하게 올라가게 되어 도금층 표면이 급격하게 마그네슘산화물에 의해서 흑화되어 도금 표면이 열위해진다는 단점을 가지고 있다. 뿐만 아니라 고내식 도금강판의 경우 도금 직후 응고 과정 중 과냉을 유발하는 외부의 이물질 흡착 시 도금 표면에 수 나노크기의 라멜라구조 간격을 가지는 공정상이 생성되게 되며 이러한 공정상은 외부 부식환경에 노출되었을 시 단시간에 부식되어 흑화된 형태의 원형 흑점 결함을 발생시키겨 품질을 저하시키는 문제를 발생시킨다. 이러한 문제점을 개선하기 위해서 위해 도금 후 일시방청용으로 도유처리나 후처리 코팅을 하게 되나 흑변을 제어하는데 한계가 있다.
관련 선행 기술로는 일본공개특허 제2005-105367호가 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 도금 표면의 과도한 활성도 상승에 따라 발생하는 흑변 결함 및 흑점 결함을 최소화하기 위해 도금층의 미세조직을 제어한 표면 품질이 우수한 도금강판 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 도금강판은 냉연강판; 및 상기 냉연강판 상에 형성된, 알루미늄(Al): 0.5 ~ 3중량%, 마그네슘(Mg): 1 ~ 2중량%, 실리콘(Si): 0.005 ~ 0.1중량%, 티타늄(Ti): 0.01 ~ 0.1중량% 및 잔부가 아연(Zn)과 기타 불가피한 불순물로 이루어진 도금층; 을 포함하며, 상기 도금층은 티타늄과 실리콘의 함량비는 1.0 이상이며, 상기 도금층은 티타늄을 함유하는 금속간화합물을 포함한다.
상기 도금강판에서, 상기 금속간화합물은 티타늄(Ti): 3 ~ 40중량%를 포함하고, 실리콘(Si):3 ~ 30중량%, 철(Fe):1 ~ 40중량% 및 알루미늄(Al):1 ~ 50중량% 중에 적어도 2개 이상의 성분을 더 포함할 수 있다.
상기 도금강판에서, 상기 금속간화합물은 티타늄과 철을 함유하는 금속간화합물이되, 티타늄(Ti): 3 ~ 40중량% 및 철(Fe):1 ~ 40중량%을 포함하는 금속간화합물일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 도금 표면의 과도한 활성도 상승에 따라 발생하는 흑변 결함 및 흑점 결함을 최소화하기 위해 도금층의 미세조직을 제어한 표면 품질이 우수한 도금강판 및 그 제조방법을 구현할 수 있다.
물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 도금강판의 제조방법을 도해하는 순서도이다.
도 2는 본 발명의 실험예2에 따른 도금강판에서의 도금층의 표면을 촬영한 사진이다.
도 3은 본 발명의 실험예9에 따른 도금강판에서의 도금층의 표면을 촬영한 사진이다.
도 2는 본 발명의 실험예2에 따른 도금강판에서의 도금층의 표면을 촬영한 사진이다.
도 3은 본 발명의 실험예9에 따른 도금강판에서의 도금층의 표면을 촬영한 사진이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 실시예들은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 기술적 사상을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 기술적 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표면 품질이 우수한 도금강판 및 그 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.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 도금강판의 제조방법을 도해하는 순서도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 도금강판의 제조방법은 (a) 냉연강판을 제공하는 단계(S10); (b) 상기 냉연강판을 소둔 처리하는 단계(S20); (c) 상기 소둔 처리된 강판을 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 실리콘(Si), 티타늄(Ti) 및 아연(Zn)을 함유하는 도금욕에 통과시켜, 상기 강판 상에 알루미늄(Al): 0.5 ~ 3중량%, 마그네슘(Mg): 1 ~ 2중량%, 실리콘(Si): 0.005 ~ 0.1중량%, 티타늄(Ti): 0.01 ~ 0.1중량% 및 잔부가 아연(Zn)과 기타 불가피한 불순물로 이루어진 도금층을 형성하는 단계(S30); 및 (d) 상기 도금층이 형성된 상기 강판을 냉각하는 단계(S40);를 포함한다.
상기 제조방법으로 구현된 도금강판은 냉연강판; 및 상기 냉연강판 상에 형성된, 알루미늄(Al): 0.5 ~ 3중량%, 마그네슘(Mg): 1 ~ 2중량%, 실리콘(Si): 0.005 ~ 0.1중량%, 티타늄(Ti): 0.01 ~ 0.1중량% 및 잔부가 아연(Zn)과 기타 불가피한 불순물로 이루어진 도금층; 을 포함하며, 상기 도금층은 티타늄과 실리콘의 함량비는 1.0 이상이며, 상기 도금층은 티타늄을 함유하는 금속간화합물을 포함한다.
상기 도금층은 붕소(B): 0.002 ~ 0.02중량%를 더 함유할 수 있다.
상기 금속간화합물은 티타늄(Ti): 3 ~ 40중량%를 포함하고, 실리콘(Si):3 ~ 30중량%, 철(Fe):1 ~ 40중량% 및 알루미늄(Al):1 ~ 50중량% 중에 적어도 2개 이상의 성분을 더 포함할 수 있다. 상기 금속간화합물은 티타늄과 철을 함유하는 금속간화합물이되, 티타늄(Ti): 3 ~ 40중량% 및 철(Fe):1 ~ 40중량%을 포함하는 금속간화합물일 수 있다.
상기 삼원 공정상의 면적분율은 30% 이상이며, 상기 이원 공정상의 면적분율은 30% 미만일 수 있다.
상기 도금층에서 알루미늄(Al)과 마그네슘(Mg)의 비는 1.0 이상 2.0 이하일 수 있다.
상기 도금층은 Mg-리치(rich) 상, 초정Zn상, Zn상과 MgZn2상이 라멜라 형태를 가지는 이원 공정상 및 Al을 포함하는 MgZn2상과 Zn상이 라멜라 형태를 가지는 삼원 공정상을 포함하되, 상기 Mg-리치(rich) 상은 마그네슘(Mg): 5 ~ 15중량%, 아연(Zn): 85 ~ 95 중량% 및 알루미늄(Al): 1중량% 미만을 포함할 수 있다. 상기 티타늄을 함유하는 금속간화합물은 상기 Mg-리치(rich) 상 내에 존재할 수 있다.
상기 본 발명의 일 실시예에 따른 도금강판의 제조방법은 (a) 냉연강판을 제공하는 단계; (b) 상기 냉연강판을 소둔 처리하는 단계; (c) 상기 소둔 처리된 강판을 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 실리콘(Si), 티타늄(Ti) 및 아연(Zn)을 함유하는 도금욕에 통과시켜, 상기 강판 상에 알루미늄(Al): 0.5 ~ 3중량%, 마그네슘(Mg): 1 ~ 2중량%, 실리콘(Si): 0.005 ~ 0.1중량%, 티타늄(Ti): 0.01 ~ 0.1중량% 및 잔부가 아연(Zn)과 기타 불가피한 불순물로 이루어진 도금층을 형성하는 단계를 포함하되, 상기 도금층을 형성하는 단계는 상기 강판을 5 ~ 30℃/sec의 냉각속도로 냉각하는 단계;를 포함하며, 상기 도금층은 티타늄과 실리콘의 함량비는 1.0 이상이며, 상기 도금층은 금속간화합물을 포함하며, 상기 금속간화합물은 티타늄(Ti): 3 ~ 40중량%를 포함하고, 실리콘(Si):3 ~ 30중량%, 철(Fe):1 ~ 40중량% 및 알루미늄(Al):1 ~ 50중량% 중에 적어도 2개 이상의 성분을 더 포함할 수 있다.
상기 도금층은 상기 초정 Zn상, 상기 이원 공정상, 상기 삼원 공정상이 순차적으로 응고되어 생성되되, 상기 냉각하는 단계에서 상기 이원 공정상이 생성된 후의 냉각속도는 상기 이원 공정상이 생성되기 전의 냉각속도보다 더 높을 수 있다.
상기 이원 공정상이 생성되는 온도와 상기 삼원 공정상이 생성되는 온도의 차이가 5℃ 이하인 경우 상기 도금층을 형성하는 단계에서 상기 냉각속도는 5 ℃/sec 이상이며, 상기 이원 공정상이 생성되는 온도와 상기 삼원 공정상이 생성되는 온도의 차이가 10℃ 이상인 경우 상기 도금층을 형성하는 단계에서 상기 냉각속도는 10 ℃/sec 이상일 수 있다.
아연(Zn)에 내식성을 향상시키기 위해 첨가된 마그네슘(Mg)은 부식 환경에서 도금층에 존재하는 마그네슘(Mg)이 산화물을 형성시키게 되어 도금 표면의 흑화를 유발하기 때문에 흑화를 최소화하기 위해 도금층 표면 조직을 제어하는 것이 중요하다. 아연(Zn)에 마그네슘(Mg)이 첨가된 도금욕으로 도금한 도금층의 조직은 Zn 단상, 2원 공정상(Zn + MgZn2), 3원 공정상(Zn + Al + MgZn2), Mg-리치(rich) 상으로 구성될 수 있다. 상기 2원 공정상은 Zn상과 MgZn2상이 라멜라 형태를 가지는 이원 공정상일 수 있으며, 상기 3원 공정상은 Al을 포함하는 MgZn2상과 Zn상이 라멜라 형태를 가지는 삼원 공정상일 수 있다. 상기 Mg-리치(rich) 상은 마그네슘(Mg): 5 ~ 15중량%, 아연(Zn): 85 ~ 95 중량% 및 알루미늄(Al): 1중량% 미만을 포함할 수 있다.
아연(Zn)에 마그네슘(Mg)이 첨가된 도금욕으로 도금한 도금층의 조직 중 부식환경에서 도금층의 흑화 진행을 가속화 시키는 상은 반응 계면을 다량 가지고 있는 라멜라 구조 형태의 공정상이다. 공정상 중에서도 3원 공정상이 흑화 진행의 기여도가 크며 공정상의 라멜라 구조의 간격이 작을수록 흑화는 가속화되는 경향을 가진다. 이러한 이유로 공정상의 분율 및 초정 Zn상의 분율을 제어하는 것이 중요하다. 이러한 상의 분율을 제어하기 위해서는 알루미늄(Al)과 마그네슘(Mg) 함량을 통하여 제어를 할 수 있으나 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg) 함량이 제한적인 투입범위에서 가능하기 때문에 우수한 내식성을 발현하기 어렵다. 한편 내식성을 발현할 수 있는 도금 조성물 총 중량에 대하여 알루미늄(Al): 0.5 ~ 3중량%, 마그네슘(Mg): 1 ~ 2중량% 범위 내에서 첨가되어 도금 표면이 우수하면 내식성이 우수한 도금강판을 얻을 수 있다. 알루미늄(Al) 함량이 0.5중량%부터 마그네슘(Mg)이 산화되는 것을 방지할 수 있으며, 알루미늄(Al) 함량이 3중량%를 초과하면 3원 공정상이 과도하게 발달되어 도금 표면 흑화를 가속화시키게 된다. 또한, 도금 표면 활성화상의 생성에 직접 관여하는 마그네슘(Mg)의 함량은 최소 농도가 1중량%인 것이 바람직하다. 내식성에 기여하는 공정상 생성을 위해서는 마그네슘(Mg)이 1중량% 이상 첨가되야 하며, 마그네슘(Mg) 함량이 2중량%를 초과하면 마그네슘(Mg) 관련 상들의 분율이 급격히 증가하여 도금 표면 활성화를 제어할 수 없게 된다. 한편, 제한적인 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg) 함량 범위에서 보다 효과적으로 본 발명이 이루고하는 도금 표면의 활성도 감소를 위해서는 미세원소를 첨가하게 된다. 고내식 도금욕은 기존의 아연 도금욕 대비 알루미늄(Al) 함량이 높기 때문에 도금 시 소재 강판으로 부터 철(Fe)의 용출이 잘된다. 이를 제어하기 위해서 미세량의 실리콘(Si)이 첨가된다. 이러한 목적으로 첨가된 실리콘(Si)은 소지철로부터 용출되는 철(Fe)량을 감소시킴으로써, 철(Fe) 드로스(dross) 발생량을 현저하게 감소시켜, 표면 외관이 우수한 도금강판의 제공이 가능하게 된다. 실리콘(Si) 첨가량은 0.005 ~ 0.1중량%인 것이 바람직한데, 합금층 제어 효과를 위해서는 실리콘(Si) 첨가량이 0.005중량% 이상이어야 하고, 실리콘(Si) 첨가량이 0.1중량%를 초과하면 Mg2Si상이 생성되어 도금층의 가공성이 저해된다. 또한 실리콘(Si) 첨가는 핵생성처 및 결정립 성장 장벽으로 작용하여 도금 조직을 미세화게 하는 역할을 하게 되어 내식성을 향상시키는 장점을 가지고 있는 반면에 도금 표면에 미세한 공정상들을 다량 생성시켜 표면 활성화를 증가시켜 도금 표면의 흑화를 가속화시키는 단점을 가지고 있어 실리콘(Si) 첨가량을 적정하게 제어하는 것이 중요하다.
상술한 바와 같이 실리콘(Si) 첨가를 통한 Fe 용출 감소 효과를 확보하면서 동시에 공정상의 미세화를 억제하는 티타늄(Ti) 및/또는 붕화티타늄(TiB)을 첨가하여 부식환경에서 도금 표면에 흑화 가속화를 감소시킬 수 있다. 티타늄(Ti) 및/또는 붕화티타늄(TiB) 물질은 도금욕에 존재하는 핵생성 사이트로 작용하는 실리콘(Si), 철(Fe)과 결합하여 금속간화합물을 형성하여 도금 후 응고 시 초정상과 공정상의 라멜라 구조의 간격이 미세화되는 것을 감소시킬 뿐만 아니라 티타늄을 함유하는 금속간화합물은 그 자체로 핵성성 사이트로 작용하여 Mg-리치(rich) 상을 도금층에 형성시켜 공정상을 형성시키는데 사용될 마그네슘(Mg) 함량을 감소시킴으로써 공정상의 라멜라 구조의 간격이 넓어지게 한다. 이로 인하여 도금 표면의 반응계면이 감소하게 되고 흑화 가속이 감소되게 된다.
상술한 Ti계 금속간화합물의 구성은 티타늄(Ti): 3 ~ 40중량%를 반드시 포함하며 실리콘(Si):3 ~ 30중량%, 철(Fe):1 ~ 40중량% 및 알루미늄(Al):1 ~ 50중량% 중에 적어도 2개 이상의 성분을 더 포함할 수 있다. 뿐만 아니라 티타늄과 철을 함유하는 금속간화합물 형성은 핵생성 사이트로 작용하는 철(Fe)을 감소시키고 결정립 성장을 억제하는 실리콘(Si)과도 결합하여 도금의 조직을 조대화 시키는 역할을 하게 된다. 결과적으로 도금층의 조직이 조대화되어 활성 계면이 감소하게 되어 내흑변성을 향상시키게 된다.
한편, 흑점 결함의 감소 측면에서 살펴본다. 흑점 결함의 경우에는 아주 미세한 라멜라 구조의 조직을 가지고 있는 것이 특징인데 보통 이물 흡착에 의한 과냉각에 의해서 발생하게 된다. 붕화티타늄(TiB) 첨가 시에는 상술한 것과 같이 조직을 조대하게 만드는 역할을 하기 때문에 상대적으르 이물 흡착에 의한 과냉으로 미세한 라멜라구조 조직을 만들기 어렵기 때문에 흑점 결함의 발생율이 감소하게 된다. 한편 티타늄(Ti) 및/또는 붕화티타늄(TiB) 첨가량은 0.01 ~ 0.1중량%인 것이 바람직한데, 미세조직 제어를 통한 흑변성 및 흑점 결함 제어를 위해서는 최소 티타늄(Ti) 및/또는 붕화티타늄(TiB) 첨가량이 0.01중량% 이상이어야 하고, 티타늄(Ti) 및/또는 붕화티타늄(TiB) 첨가량이 0.1중량%를 초과하면 티타늄(Ti) 및/또는 붕화티타늄(TiB)과 결합한 금속간화합물 핵생성 사이트로 작용하여 과도하게 Mg-리치(rich) 상의 분율이 증가하게 되어 가공성을 감소시킨다. 실리콘(Si)과 티타늄(Ti) 및/또는 붕화티타늄(TiB)을 동시에 첨가할 경우에는 티타늄(Ti) 및/또는 붕화티타늄(TiB) 첨가는 실리콘(Si) 첨가와 서로 효과를 감쇄하는 역할을 하므로, 상 제어와 외관 향상을 고려하여 첨가비를 조절하여야 한다. 티타늄(Ti) 및/또는 붕화티타늄(TiB)과 실리콘(Si) 첨가비는 실리콘(Si)이 1.0 일때 티타늄(Ti) 및/또는 붕화티타늄(TiB) 첨가비는 1.0 이상이어야 한다.
TiB의 첨가는 Al-5%Ti-1%B 합금 잉곳을 이용하여 첨가하게 되며 Ti기준으로 첨가 중량을 정하여 첨가하게 된다. TiB를 첨가할 경우 도금층 응고시 TiB2와 Al3Ti 금속간화합물이 생성되어 핵생성처로 작용하는 것으로 알려져 있다. B첨가는 일반적으로 단독으로 첨가하지 않으며 Ti와 B첨가 비율을 5:1 이상으로 첨가된다. 즉 Ti가 0.01 ~ 0.1중량%가 될 때 B의 중량 첨가 범위는 0.002 ~ 0.02중량%로 첨가된다.
본 발명에 일 실시예에 따른 상기 도금층은 초정 Zn상, Zn상과 MgZn2상이 라멜라 형태를 가지는 이원 공정상 및 Al을 포함하는 MgZn2상과 Zn상이 라멜라 형태를 가지는 삼원 공정상을 포함하되, 초정 Zn상의 응고온도와 이원 공정상의 응고온도의 차이가 30℃ 이하인 것을 특징으로 한다. 전체 초정 Zn상 중에서 평균 가로폭과 평균 세로높이의 비가 3 이상이고 평균 세로높이가 상기 도금층 두께의 80% 이상인 초정 Zn상의 면적비율이 50% 미만이다. 상기 도금층에서 알루미늄(Al)과 마그네슘(Mg)의 비는 1.0 이상 2.0 이하일 수 있다.
상기 (b) 단계(S20)에서 상기 소둔 처리는 700 ~ 850℃의 온도에서 수행하고, 상기 (c) 단계(S30)에서 상기 도금욕의 온도는 400 ~ 520℃일 수 있다.
상술한 도금 공정에 있어서, 아연(Zn)에 내식성을 향상시키기 위해 첨가되는 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 실리콘(Si), 티타늄(Ti), 붕화티타늄(TiB)의 함량에 따라 응고 시 도금층은 초정 Zn상, Zn상과 MgZn2상이 라멜라 형태를 가지는 이원 공정상, Al을 포함하는 MgZn2상과 Zn상이 라멜라 형태를 가지는 삼원 공정상으로 구분되어 생성되는 조직의 상분율이 다르게 된다. 각 상분율에 따라 도금층이 가지는 기계적 물성과 내식성이 상이하게 나타난다.
초정 Zn상의 분율이 높을 경우에는 도금층의 경도가 감소하고 내식성이 감소하는 경향을 보이지만 외부에 노출되었을 때 도금 표면이 흑화되는 현상을 줄일 수 있다. 흑화를 방지하는 관점에서 초정 Zn상의 분율 제어는 중요한 기술이라 볼 수 있다.
이원 공정상은 내식성을 향상시키는 역할을 하지만, 이원 공정상이 조대하게 형성되면 가공시 이원 공정상에서 크랙이 발생하게 되어 가공성이 열화되는 경향이 있어 이원 공정상의 분율을 적절하게 유지하는 것이 중요다.
삼원 공정상은 Zn층과 MgZn2층이 순차로 교번하는 라멜라 구조를 포함하되, 이러한 적층 라멜라 구조 사이에 알루미늄(Al)이 형성된 형태를 가진다. 삼원 공정상도 이원공정상과 마찬가지로 내식성을 향상시키는 역할을 하지만 삼원 공정상은 이원 공정상 대비 라멜라 구조의 간격이 치밀해서 단위 면적당 활성화 계면을 많이 가지고 있어 표면에 삼원 공정상 분율이 높아지게 되면 부식환경에서 쉽게 흑변화 되는 경향을 가진다. 이러한 특성을 가지고 있는 상들의 분율을 제어함으로써 내식성의 향상 및 표면 품질을 제어할 수 있다.
초정 Zn상이 조대하게 생성이 되면 부식환경에서 내흑변성은 좋으나 아연(Zn)이 직접적으로 부식환경에 노출되어 내식성이 감소하는 경향을 보인다. 특히 도금층 단면으로 보았을 때 전체 초정 Zn상 중에서 장평(평균 가로폭)과 단평(평균 세로높이)의 비가 3 이상이고 단평(평균 세로높이)이 도금층 전체 두께의 80% 이상인 초정 Zn상의 면적비율이 50% 이상인 경우 내식성이 급격하게 감소하게 된다. 이러한 현상은 초정 Zn상 주변에 내식성을 향상시키는 공정상들의 부식 생성물들이 초정 Zn상의 부식을 방지할 수 있을 만큼 부동태 산화물을 만들지 못하기 때문이다.
본 발명의 미세조직을 구성하기 위해서는 알루미늄(Al)과 마그네슘(Mg) 성분비율과 이를 통한 응고상의 비율을 냉각속도 제어로 조절하는 것이 가능하다. 알루미늄(Al)과 마그네슘(Mg) 성분비가 1:2 이하에서 응고 순서는 가장 먼저 초정 Zn상이 먼저 생성되고 두번째로 이원 공정상이 응고된 후 마지막으로 삼원 공정상이 응고된다. 다만 성분비가 1:2 이상일 경우에는 공정상의 응고순서가 변경될 수 있다. 본 발명의 실시예를 구성하기 위해서 최초 초정Zn상이 생성된 후에 이원 공정상이 생성되는 온도차가 30℃이하인 조성에서 도금 후 도금층의 냉각하는 과정에서 냉각속도를 5℃/sec 이상이어야 얻을 수 있다. 바람직하게는 7℃/sec 이상으로 해야 한다. 다만, 냉각속도가 30℃/sec를 초과하는 경우 과도한 냉각 압력으로 인해 도금표면이 불균일하게 응고될 수 있다.
도금 공정에서 아연(Zn)에 첨가되는 알루미늄(Al)과 마그네슘(Mg)의 첨가 비율은 마그네슘(Mg) 산화를 최소화시키기 위해 알루미늄과 마그네슘의 비율이 최소 1:1 비율 이상으로 첨가되어야 하며 바람직하게는 1.2:1 이상이 되어야 한다. 용탕에 존재하는 알루미늄(Al)은 공기 중에 산소와 반응하여 치밀한 산화막을 형성함으로써 용탕의 표층으로 산소가 공급되는 것을 저지하게 되고 이로 인하여 마그네슘(Mg)이 산화되는 것을 방지할 수 있다. 다만, 알루미늄과 마그네슘의 비율이 2:1을 초과하는 경우 삼원 공정상이 먼저 생성될 확률이 높아지게 때문에 전체적으로 삼원 공정상 분율이 증가하여 외부로 노출되었을 때 내흑변성이 감소하게 된다.
본 발명의 도금 공정에서 알루미늄(Al) 농도 범위는 0.5 ~ 3중량%이다. 알루미늄(Al)이 0.5중량% 미만으로 첨가되었을 때는 첨가되는 마그네슘(Mg) 산화를 방지하는 역할이 충분하지 못하며, 알루미늄(Al)이 3중량%를 초과하여 첨가될 경우에는 소재로부터 용출되는 철(Fe)로 인한 철 드로스(Fe Dross) 다량발생으로 표면 품질 문제점이 발생할 수 있다.
마그네슘(Mg) 첨가 농도 범위는 1 ~ 2중량%이다. 마그네슘(Mg) 첨가량이 1중량% 미만으로 첨가될 때에는 내식성에 기여하는 공정상이 충분하게 생성되지 못하며 2중량%를 초과하여 첨가될 경우에는 내식성은 향상되나 공정상 분율이 급격히 증가하여 가공시 도금 표면의 크랙이 증가하는 단점을 가질 뿐만 아니라 부식환경에서 도금 표면에서 공정상의 부식으로 인해 색차변화를 제어할 수 없게 된다.
초정 Zn상의 응고점과 이원 공정상의 응고점의 차이는 초정 Zn상의 성장시간과 관계가 있다. 초정 Zn상의 응고온도와 이원 공정상의 응고온도의 차이가 클수록 냉각 과정에서 초정 Zn상이 성장할 수 있는 시간이 길어지기 때문에 초정 Zn상의 장평(평균 가로폭)과 단평(평균 세로높이)의 비가 3 이상이면서 초정 Zn상의 단평(평균 세로높이) 길이가 도금층 전체 두께 대비 80% 이상인 확률이 높아지게 된다.
이하 본 발명의 이해를 돕기 위해 바람직한 실험예들을 제시한다. 다만, 하기의 실험예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐, 본 발명이 하기의 실험예에 의해 한정되는 것은 아니다.
실험예
두께 0.7mm의 냉연강판을 50℃ 알칼리 용액에 30분 동안 침지시킨 후, 물로 세척하여 표면의 이물질과 기름을 제거한 시편을 준비한다. 이 시편을 소둔 처리한 후 도금한다. 소둔은 수소 10 ~ 30%, 질소 70 ~ 90%로 구성된 환원 분위기에서 실시하며, 소둔 열처리 온도는 700 ~ 750℃이다.
도금은 소둔 열처리한 시편을 도금욕 온도로 냉각한 후, 도금욕에 2초간 침적시킨 후 끌어올려 질소 와이핑으로 도금 두께를 10㎛ 내외로 조절하고, 이때 도금욕 온도는 400℃ ~ 520℃로 한다. 상기 냉연 강판은 탄소: 0.15중량%, 망간: 0.6중량%, 인: 0.05중량%, 황: 0.005중량% 및 잔부가 철(Fe)인 조성을 가진다.
표 1은 본 발명의 실험예에 따른 도금강판의 공정조건과 이에 따른 도금층의 조직과 물성 평가 결과를 나타낸 것이다.
표 1에서 Zn, Al, Mg, Si, TiB 항목은 도금 공정에서의 도금욕 조성(단위: 중량%)을 나타낸 것이다.
내흑변성 평가 항목에서 흑변은 상대 습도 90% 이상, 온도 50℃의 고온다습한 환경에서 1시간 동안 보관 후 색차계를 이용하여 강판 표면의 색차 측정을 통해서 평가하였으며, 내흑변성 시험 전후의 색차에 따른 판단 기준은 다음과 같다. ◎ 항목은 색차(△E) 6.0 이하를 나타내고, ○ 항목은 색차(△E) 8.0 이하를 나타내고, △ 항목은 색차(△E) 12.0 이하를 나타내고, X 항목은 색차(△E) 12.0 이상을 나타낸다.
흑점 결함 항목에서 단위 면적(10x10cm)당 흑점 결함 개수를 상대적으로 측정하여 평가하였다. ◎ 항목은 흑점 결함 개수가 0개이며, ○ 항목은 흑점 결함 개수가 1개이며, △ 항목은 흑점 결함 개수가 2 ~ 3개이며, X 항목은 흑점 결함 개수가 3개 이상을 나타낸다.
도금층 크랙 항목은 도금층 가공성 평가를 나타내며, 3T-벤딩(Bending) 한 후에 가공부의 크랙 발생 정도에 따라 다음과 같은 판단 기준으로 평가를 진행하였다. ○ 항목은 육안상 상대적 얇고 미세한 크랙이 관찰되는 경우를 나타내며, △ 항목은 육안상 상대적 굵고 소량 크랙이 관찰 되지만 크랙이 많아 도금층 탈락이 우려되는 경우를 나타내며, X 항목은 육안상 상대적 굵고 다량의 크랙이 관찰되는 경우를 나타낸다.
| 구분 | Zn | Al | Mg | Si | TiB | Ti계 금속간 화합물 유무 | 도금층 크랙 | 흑점결함 개수 | 내흑변성 |
| 실험예1 | Bal. | 1 | 1 | 0.01 | - | X | ○ | △ | △ |
| 실험예2 | Bal. | 2 | 1 | 0.01 | - | X | ○ | X | △ |
| 실험예3 | Bal. | 2 | 1.5 | 0.02 | - | X | ○ | X | X |
| 실험예4 | Bal. | 2 | 1.5 | 0.02 | 0.01 | X | ○ | X | △ |
| 실험예5 | Bal. | 3 | 1.5 | 0.05 | 0.03 | O | ○ | X | X |
| 실험예6 | Bal. | 3 | 1.5 | 0.15 | 0.05 | O | X | X | △ |
| 실험예7 | Bal. | 3 | 1.5 | 0.05 | 0.15 | O | △ | ◎ | ◎ |
| 실험예8 | Bal. | 1 | 1 | 0.01 | 0.01 | O | ○ | ◎ | ◎ |
| 실험예9 | Bal. | 2 | 1 | 0.01 | 0.02 | O | ○ | ◎ | ◎ |
| 실험예10 | Bal. | 2 | 1.5 | 0.02 | 0.02 | O | ○ | ○ | ○ |
| 실험예11 | Bal | 2. | 1.5 | 0.02 | 0.05 | O | ○ | ◎ | ○ |
| 실험예12 | Bal. | 3 | 1.5 | 0.05 | 0.08 | O | ○ | ○ | ○ |
표 1을 참조하면, 실험예1, 실험예2, 실험예3은 도금 공정에서의 도금욕 조성(단위: 중량%)에서, 알루미늄(Al): 0.5 ~ 3중량%, 마그네슘(Mg): 1 ~ 2중량%, 실리콘(Si): 0.005 ~ 0.1중량%의 범위를 만족하지만, 티타늄(Ti) 및/또는 붕화티타늄(TiB)을 도금욕 조성에 첨가하지 않은 경우에 해당하며, 이에 따라 형성된 도금층에서는 티타늄계 금속간화합물이 형성되지 않으며, 흑점 결함 개수가 2개 이상이며, 내흑변성 시험 전후의 색차(△E)가 8.0을 초과함을 확인할 수 있다.
본 발명의 실험예2에 따른 도금강판에서의 도금층을 촬영한 도 2를 참조하면, 상기 도금층은 Mg-리치(rich) 상, 초정Zn상, Zn상과 MgZn2상이 라멜라 형태를 가지는 이원 공정상 및 Al을 포함하는 MgZn2상과 Zn상이 라멜라 형태를 가지는 삼원 공정상을 포함하되, 티타늄을 함유하는 금속간화합물이 형성되지 않음을 확인할 수 있다.
실험예4는 도금 공정에서의 도금욕 조성(단위: 중량%)에서, 알루미늄(Al): 0.5 ~ 3중량%, 마그네슘(Mg): 1 ~ 2중량%, 실리콘(Si): 0.005 ~ 0.1중량%, 티타늄(Ti) 또는 붕화티타늄(TiB): 0.01 ~ 0.1중량% 및 잔부가 아연(Zn)인 범위를 만족하지만, 티타늄과 실리콘의 함량비는 1.0 미만인 경우에 해당하며, 이에 따라 형성된 도금층에서는 티타늄계 금속간화합물이 형성되지 않으며, 흑점 결함 개수가 3개 이상이며, 내흑변성 시험 전후의 색차(△E)가 8.0을 초과함을 확인할 수 있다.
실험예5는 도금 공정에서의 도금욕 조성(단위: 중량%)에서, 알루미늄(Al): 0.5 ~ 3중량%, 마그네슘(Mg): 1 ~ 2중량%, 실리콘(Si): 0.005 ~ 0.1중량%, 티타늄(Ti) 또는 붕화티타늄(TiB): 0.01 ~ 0.1중량% 및 잔부가 아연(Zn)인 범위를 만족하지만, 티타늄과 실리콘의 함량비는 1.0 미만인 경우에 해당하며, 이에 따라 형성된 도금층에서는 흑점 결함 개수가 3개 이상이며, 내흑변성 시험 전후의 색차(△E)가 12.0을 초과함을 확인할 수 있다.
실험예6은 도금 공정에서의 도금욕 조성(단위: 중량%)에서, 알루미늄(Al): 0.5 ~ 3중량%, 마그네슘(Mg): 1 ~ 2중량%, 티타늄(Ti) 또는 붕화티타늄(TiB): 0.01 ~ 0.1중량%인 범위를 만족하지만, 실리콘(Si): 0.005 ~ 0.1중량%의 범위를 상회하며, 티타늄과 실리콘의 함량비는 1.0 미만인 경우에 해당하며, 이에 따라 형성된 도금층에서는 3T-벤딩(Bending) 한 후에 가공부에서 육안상 상대적 굵고 다량의 크랙이 관찰되며, 흑점 결함 개수가 3개 이상이며, 내흑변성 시험 전후의 색차(△E)가 12.0을 초과함을 확인할 수 있다.
실험예7은 도금 공정에서의 도금욕 조성(단위: 중량%)에서, 알루미늄(Al): 0.5 ~ 3중량%, 마그네슘(Mg): 1 ~ 2중량%, 실리콘(Si): 0.005 ~ 0.1중량%인 범위를 만족하지만, 티타늄(Ti) 또는 붕화티타늄(TiB): 0.01 ~ 0.1중량%의 범위를 상회하는 경우에 해당하며, 이에 따라 형성된 도금층에서는 3T-벤딩(Bending) 한 후에 가공부에서 육안상 상대적 굵고 소량 크랙이 관찰 되지만 크랙이 많아 도금층 탈락이 우려되며, 흑점 결함 개수가 3개 이상이며, 내흑변성 시험 전후의 색차(△E)가 12.0을 초과함을 확인할 수 있다.
실험예8 내지 실험예12는 도금 공정에서의 도금욕 조성(단위: 중량%)에서, 알루미늄(Al): 0.5 ~ 3중량%, 마그네슘(Mg): 1 ~ 2중량%, 실리콘(Si): 0.005 ~ 0.1중량%, 티타늄(Ti) 또는 붕화티타늄(TiB): 0.01 ~ 0.1중량% 및 잔부가 아연(Zn)인 범위를 만족하며, 티타늄과 실리콘의 함량비는 1.0 이상인 경우에 해당하며, 이에 따라 형성된 도금층에서는, 티타늄계 금속간화합물이 형성되며, 3T-벤딩(Bending) 한 후에 가공부에서 육안상 상대적 얇고 미세한 크랙이 관찰될 뿐이며, 흑점 결함 개수가 0개 또는 1개에 그치며, 내흑변성 시험 전후의 색차(△E)가 8.0 이하임을 확인할 수 있다.
본 발명의 실험예9에 따른 도금강판에서의 도금층을 촬영한 도 3을 참조하면, 상기 도금층은 Mg-리치(rich) 상, 초정Zn상, Zn상과 MgZn2상이 라멜라 형태를 가지는 이원 공정상 및 Al을 포함하는 MgZn2상과 Zn상이 라멜라 형태를 가지는 삼원 공정상을 포함하되, 상기 티타늄을 함유하는 금속간화합물은 상기 Mg-리치(rich) 상 내에 존재함을 확인할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였지만, 당업자의 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 이러한 변경과 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명에 속한다고 할 수 있다. 따라서 본 발명의 권리범위는 이하에 기재되는 청구범위에 의해 판단되어야 할 것이다.
Claims (8)
- 냉연강판; 및
상기 냉연강판 상에 형성된, 알루미늄(Al): 0.5 ~ 3중량%, 마그네슘(Mg): 1 ~ 2중량%, 실리콘(Si): 0.005 ~ 0.1중량%, 티타늄(Ti): 0.01 ~ 0.1중량% 및 잔부가 아연(Zn)과 기타 불가피한 불순물로 이루어진 도금층; 을 포함하며,
상기 도금층은 티타늄과 실리콘의 함량비는 1.0 이상이며,
상기 도금층은 티타늄을 함유하는 금속간화합물을 포함하는,
도금강판. - 제 1 항에 있어서,
상기 도금층은 붕소(B): 0.002 ~ 0.02중량%를 더 함유하는,
도금강판. - 제 1 항에 있어서,
상기 금속간화합물은 티타늄(Ti): 3 ~ 40중량%를 포함하고, 실리콘(Si):3 ~ 30중량%, 철(Fe):1 ~ 40중량% 및 알루미늄(Al):1 ~ 50중량% 중에 적어도 2개 이상의 성분을 더 포함하는,
도금강판. - 제 3 항에 있어서,
상기 금속간화합물은 티타늄과 철을 함유하는 금속간화합물이되, 티타늄(Ti): 3 ~ 40중량% 및 철(Fe):1 ~ 40중량%을 포함하는 금속간화합물인,
도금강판. - 제 1 항에 있어서,
상기 삼원 공정상의 면적분율은 30% 이상이며, 상기 이원 공정상의 면적분율은 30% 미만인,
도금강판. - 제 1 항에 있어서,
상기 도금층에서 알루미늄(Al)과 마그네슘(Mg)의 비는 1.0 이상 2.0 이하인,
도금강판. - 제 1 항에 있어서,
상기 도금층은 Mg-리치(rich) 상, 초정Zn상, Zn상과 MgZn2상이 라멜라 형태를 가지는 이원 공정상 및 Al을 포함하는 MgZn2상과 Zn상이 라멜라 형태를 가지는 삼원 공정상을 포함하되, 상기 Mg-리치(rich) 상은 마그네슘(Mg): 5 ~ 15중량%, 아연(Zn): 85 ~ 95 중량% 및 알루미늄(Al): 1중량% 미만을 포함하는,
도금강판. - 제 7 항에 있어서,
상기 티타늄을 함유하는 금속간화합물은 상기 Mg-리치(rich) 상 내에 존재하는,
도금강판.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220164333A KR20240080732A (ko) | 2022-11-30 | 2022-11-30 | 도금강판 및 그 제조방법 |
| PCT/KR2023/019575 WO2024117817A1 (ko) | 2022-11-30 | 2023-11-30 | 도금강판 및 그 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220164333A KR20240080732A (ko) | 2022-11-30 | 2022-11-30 | 도금강판 및 그 제조방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20240080732A true KR20240080732A (ko) | 2024-06-07 |
Family
ID=91324517
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020220164333A KR20240080732A (ko) | 2022-11-30 | 2022-11-30 | 도금강판 및 그 제조방법 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20240080732A (ko) |
| WO (1) | WO2024117817A1 (ko) |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6465114B1 (en) * | 1999-05-24 | 2002-10-15 | Nippon Steel Corporation | -Zn coated steel material, ZN coated steel sheet and painted steel sheet excellent in corrosion resistance, and method of producing the same |
| JP4102144B2 (ja) * | 2002-09-13 | 2008-06-18 | 新日本製鐵株式会社 | 均一塗装性と耐食性に優れた溶融亜鉛メッキ鋼材およびその製造方法 |
| KR20120075235A (ko) * | 2010-12-28 | 2012-07-06 | 주식회사 포스코 | 고내식 용융아연합금 도금강판과 그 제조방법 |
| JP5952877B2 (ja) * | 2014-11-06 | 2016-07-13 | 日新製鋼株式会社 | 亜鉛−アルミニウム−マグネシウム合金めっき鋼板の表面処理方法 |
| KR20150070841A (ko) * | 2013-12-17 | 2015-06-25 | 동부제철 주식회사 | 고내식 도금강판 및 그 제조방법 |
-
2022
- 2022-11-30 KR KR1020220164333A patent/KR20240080732A/ko unknown
-
2023
- 2023-11-30 WO PCT/KR2023/019575 patent/WO2024117817A1/ko unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2024117817A1 (ko) | 2024-06-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5760150B2 (ja) | めっき密着性に優れた高マンガン鋼及びこれから溶融亜鉛めっき鋼板を製造する方法 | |
| JP5830541B2 (ja) | めっき性、めっき密着性及びスポット溶接性に優れた溶融亜鉛めっき鋼板及びその製造方法 | |
| JP2001295015A (ja) | 高Ａｌ含有溶融Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ系めっき鋼板 | |
| JP2019521257A (ja) | 低密度溶融亜鉛めっき鋼及びその製造方法 | |
| EP3636790B1 (en) | Hot dipped high manganese steel and manufacturing method therefor | |
| US11618939B2 (en) | Galvanized steel sheet having excellent plating adhesion and corrosion resistance | |
| KR102250323B1 (ko) | 도금강판 및 그 제조방법 | |
| KR102297298B1 (ko) | 굽힘 가공성 및 내식성이 우수한 용융아연도금강판 및 이의 제조방법 | |
| KR101528010B1 (ko) | 도금성이 우수한 고망간강 용융아연도금강판 및 이의 제조방법 | |
| KR20130075499A (ko) | 고망간 열연 아연도금강판 및 그 제조방법 | |
| KR20240080732A (ko) | 도금강판 및 그 제조방법 | |
| KR102672419B1 (ko) | 도금강판 및 그 제조방법 | |
| KR102672418B1 (ko) | 도금강판 및 그 제조방법 | |
| JP4696364B2 (ja) | 耐食性と表面外観に優れた溶融亜鉛系めっき鋼板 | |
| JPH06256921A (ja) | アーク溶接性に優れた亜鉛めっき鋼板 | |
| JP3386657B2 (ja) | 高強度冷延鋼板 | |
| KR102529201B1 (ko) | 용융아연도금강판 및 그 제조방법 | |
| KR102663847B1 (ko) | 가공성 및 내식성이 우수한 도금 강재 | |
| KR101188065B1 (ko) | 도금 밀착성과 스폿 용접성이 우수한 용융아연도금강판 및 그 제조방법 | |
| KR102323645B1 (ko) | 도금강판 및 그 제조방법 | |
| KR20240106712A (ko) | 고내식성 도금 강재 및 그 제조방법 | |
| KR102589282B1 (ko) | 열간 프레스용 강판 및 이를 이용하여 제조된 핫 스탬핑 부품 | |
| KR102110657B1 (ko) | 도금 조성물 및 아연도금강판의 제조방법 | |
| KR100627477B1 (ko) | 도금부착성이 우수한 고강도 용융아연 도금강판과 그제조방법 | |
| KR20240097406A (ko) | 내식 균일성이 우수한 도금강판 및 이의 제조방법 |