WO2018117760A1 - 내식성 및 도금 밀착성이 우수한 zn-mg 합금 도금 강재 - Google Patents

내식성 및 도금 밀착성이 우수한 zn-mg 합금 도금 강재 Download PDF

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정우성
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Definitions

  • the present invention relates to a Zn-Mg alloy plated steel having excellent corrosion resistance and plating adhesion.
  • Zinc plating method that suppresses the corrosion of iron through the cathode method is widely used to produce steel having high corrosion resistance characteristics excellent corrosion resistance performance.
  • Zinc-coated galvanized steel has the characteristic of sacrificial corrosion protection that zinc, which has lower redox potential than iron, is corroded first when steel is exposed to corrosive environment.
  • the zinc of the plating layer is oxidized to form a dense corrosion product on the surface of the steel sheet to block the steel from the oxidation atmosphere to improve the corrosion resistance of the steel.
  • One of the various objects of this invention is providing the Zn-Mg alloy plating steel material which ensures excellent corrosion resistance and is excellent in plating adhesiveness.
  • the base iron and the first to third Zn-Mg alloy layer formed sequentially on the base iron wherein the first to third Zn-Mg alloy layer is Zn single phase, Mg single phase, MgZn 2 alloy phase and Mg 2 Zn 11 alloy phase, the area ratio of the MgZn 2 alloy phase included in the first to third Zn-Mg alloy layer is Mg contained in the first to third Zn-Mg alloy layer Zn- which is larger than the area ratio of the 2 Zn 11 alloy phase and the area ratio of the MgZn 2 alloy phase included in each of the first and third Zn-Mg alloy layers is larger than that of the MgZn 2 alloy phase included in the second Zn-Mg alloy layer.
  • Mg alloy plated steels Provides Mg alloy plated steels.
  • the Zn-Mg alloy plated steel according to the present invention is not only excellent in corrosion resistance compared to the existing galvanized steel, but also has excellent adhesion to the base steel, which is a base metal, to manufacture automobiles and home appliances. It can be preferably applied to.
  • 1 is an image showing the distribution of the structure of the plated steel cross section by TEM-ASTAR.
  • Figure 2 is a photograph observing the surface of each specimen during the salt spray test.
  • Figure 3 is a photograph of the surface of each specimen after the bending test.
  • Figure 4 is a photograph observing the cross section of the laminated specimen of the plating layer in the embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is an image showing the distribution of the structure of the plated steel cross section by TEM-ASTAR of Inventive Example 2 and Comparative Example 4.
  • FIG. 5 is an image showing the distribution of the structure of the plated steel cross section by TEM-ASTAR of Inventive Example 2 and Comparative Example 4.
  • the Zn-Mg alloy plated steel material of the present invention includes base iron and first to third Zn-Mg alloy layers formed on the base iron.
  • the alloy composition and its shape of the base iron is not particularly limited, and may be, for example, a steel sheet or a steel wire including C, Si, Mn, P, and S.
  • the first to third Zn-Mg alloy layers include a Zn single phase, an Mg single phase, an MgZn 2 alloy phase, and an Mg 2 Zn 11 alloy phase.
  • Other alloy phases may be included in addition to the Mg 2 Zn 11 alloy phase and the MgZn 2 alloy phase.
  • each of the first to third Zn-Mg alloy layers has an alloyed region and an unalloyed region, and the double unalloyed region remains in a Zn single phase or a Mg single phase.
  • Mg-Zn-based alloy phase has lower ductility than Zn single phase and Mg single phase, if the first to third Zn-Mg alloy layers are formed only of Mg-Zn-based alloy phase, the plating adhesion is poor and peeling occurs during processing.
  • the Zn single phase or Mg single phase may partially absorb the difference in deformation amount during processing. The plating adhesion will be improved.
  • Zn-Mg-based alloy phases examples include Mg 2 Zn 11 alloy phases, MgZn 2 alloy phases, MgZn alloy phases, and Mg 7 Zn 3 alloy phases.
  • Mg 2 Zn 11 alloy phases and MgZn 2 alloy phases have been studied.
  • the phase is effective for improving the corrosion resistance of steels.
  • the alloyed region is made of only the Mg 2 Zn 11 alloy phase, there is a possibility of problems such as gloss deterioration.
  • the alloyed region is made of only the MgZn 2 alloy phase, the MgZn 2 alloy phase is brittle and thus peeled off during processing. Can happen.
  • the alloyed region of the first to third Zn-Mg alloy layer is configured to be a composite phase of the Mg 2 Zn 11 alloy phase and the MgZn 2 alloy phase, but the MgZn 2 alloy phase area ratio is Mg it is configured to be larger than the area ratio on the 2 Zn 11 alloy.
  • the area ratio of the MgZn 2 alloy phase included in each of the first and third Zn-Mg alloy layers is preferably larger than the area ratio of the MgZn 2 alloy phase included in the second Zn-Mg alloy layer. In this way, if the brittleness through a strong MgZn 2 alloy phase rich (rich) alloy lacks strong MgZn 2 brittle alloy layer between different (poor) alloy layer, the coating adhesion will be improved.
  • the area ratio of the Mg 2 Zn 11 alloy phase included in each of the first and third Zn-Mg alloy layers may be smaller than the area ratio of the Mg 2 Zn 11 alloy phase included in the second Zn-Mg alloy layer.
  • the plating adhesion is further improved. Will be.
  • the first to third Zn-Mg alloy layer may include an MgZn 2 alloy phase and an Mg 2 Zn 11 alloy phase of 45% or more and 80% or less in area ratio.
  • the more preferable range is 55% or more and 70% or less. If the area ratio of the MgZn 2 alloy phase and the Mg 2 Zn 11 alloy phase is less than 45%, it may be difficult to obtain a sufficient corrosion resistance improvement effect, whereas if it exceeds 80%, plating may occur due to the presence of excessive Zn-Mg based alloy phases. Adhesion may deteriorate.
  • the remainder may be Zn phase, Mg phase, other alloy phase, and the like.
  • the method of manufacturing the Zn-Mg alloy plated steel as described above is not particularly limited, but as an example, after forming the Zn plating layer, the Mg plating layer, and the Zn plating layer sequentially on the base iron, the appropriate temperature It can be obtained by alloying heat treatment for a suitable time at.
  • the Zn plating layer formed directly on the base iron may be formed by any commonly known method such as hot dip galvanizing, electro zinc plating, and vacuum deposition, but the other plating layers may be formed by vacuum deposition. This is preferable.
  • the vacuum deposition method may be applied to the electron beam method, sputtering method, thermal evaporation method, induction heating evaporation method, ion plating method, electromagnetic flotation physical vapor deposition method.
  • the temperature of the base iron during vacuum deposition is controlled to maintain a temperature of about 100 °C or less, and by giving a sufficient cooling time between each plating layer forming process, it is preferable to control not to diffuse between each plating layer by the latent heat of solidification Do.
  • the alloying heat treatment temperature and time during the alloying heat treatment may vary depending on the heating method, the heating rate, the cooling rate, the thickness of each plating layer, and the like, and the present invention is not particularly limited thereto.
  • the ratio of the weight of the Mg plating layer to the weight of the entire plating layer is preferably controlled to 0.08 to 0.12. If the weight ratio of the Mg plating layer is too low, the MgZn 2 alloy phase may not be formed. On the other hand, if the weight ratio of the Mg plating layer is too high, the MgZn alloy phase, the Mg 7 Zn 3 alloy phase, or the like may be formed to form the alloy layer. There is a risk of mixing.
  • Vacuum of 10 - were placed in the possession of the iron chamber maintained below 5 torr, to form a Zn plating layer, Mg and Zn plating layer plated layer by PVD (Physical Vapor Deposition) method in this order.
  • PVD Physical Vapor Deposition
  • Figure 4 is a photograph observing the cross section of the prepared plating layer.
  • the thickness of each plating layer was about 1 ⁇ m, as shown in FIG.
  • the Zn plating layer was formed to have a thickness of about 0.6 to 0.7 ⁇ m and the Mg plating layer having a thickness of about 1 ⁇ m.
  • each specimen was loaded in a salt spray tester (TS-CASS) and the red blue development time was measured according to the international standard (ASTM B117). At this time, 5% brine (temperature 35 °C, pH 7) was used, the pressure of the compressed air was set to 0.1 MPa and sprayed 1.5ml / 80cm 2 of brine per hour. The temperature in the chamber in which the specimen was located was set equal to 35 ° C. as the temperature of the brine. In order to prevent corrosion from the edges of the specimens and to evaluate the corrosion resistance of the plated layer only, the edges of each specimen were sealed with an adhesive tape (Nitto tape).
  • FIG. 1 is a photograph observing the surface of each specimen after the bending test
  • 6 (a) and 6 (b) show photographs after the bending test of Inventive Example 2 and Comparative Example 4, respectively.
  • the tissue fraction was properly controlled, and the plating adhesion was excellent as well as the corrosion resistance.
  • the area ratios of the MgZn 2 alloy phases included in each of the first and third Zn-Mg alloy layers are determined in the second Zn-Mg alloy layer.
  • the area ratio of the Mg 2 Zn 11 alloy phase included in each of the first and third Zn-Mg alloy layers is larger than the area ratio of the MgZn 2 alloy phase included, and the area ratio of the Mg 2 Zn 11 alloy phase included in the second Zn-Mg alloy layer. You can visually see something smaller.

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Abstract

소지철과 상기 소지철 상에 순차로 형성된 제1 내지 제3 Zn-Mg 합금층을 포함하고, 상기 제1 내지 제3 Zn-Mg 합금층은 Zn 단상, Mg 단상, MgZn2 합금상 및 Mg2Zn11 합금상으로 이루어지며, 상기 제1 내지 제3 Zn-Mg 합금층에 포함된 MgZn2 합금상의 면적율은 상기 제1 내지 제3 Zn-Mg 합금층에 포함된 Mg2Zn11 합금상의 면적율보다 크고, 상기 제1 및 제3 Zn-Mg 합금층 각각에 포함된 MgZn2 합금상의 면적율이 상기 제2 Zn-Mg 합금층에 포함된 MgZn2 합금상의 면적율보다 큰 Zn-Mg 합금 도금 강재가 개시된다.

Description

내식성 및 도금 밀착성이 우수한 ZN-MG 합금 도금 강재
본 발명은 내식성과 도금 밀착성이 우수한 Zn-Mg 합금 도금 강재에 관한 것이다.
음극방식을 통해 철의 부식을 억제하는 아연도금법은 방식 성능 및 경제성이 우수하여 고내식 특성을 갖는 강재를 제조하는데 널리 사용되고 있다. 아연이 도금된 아연 도금 강재는 부식환경에 노출되었을 때 철보다 산화환원전위가 낮은 아연이 먼저 부식되어 강재의 부식이 억제되는 희생방식(Sacrificial Corrosion Protection)의 특성을 갖는다. 한편, 이와 더불어 도금층의 아연이 산화되면서 강판 표면에 치밀한 부식생성물을 형성시켜 산화분위기로부터 강재를 차단함으로써 강재의 내부식성을 향상시킨다.
그러나 산업 고도화에 따른 대기오염의 증가 및 부식환경의 악화가 증가하고 있고, 자원 및 에너지 절약에 대한 엄격한 규제로 인해 종래의 아연 도금 강재보다 더 우수한 내식성을 갖는 강재 개발의 필요성이 높아지고 있으며, 그 일환으로, 당 기술 분야에서는 Zn-Mg 합금 도금 강재에 관한 연구가 다양하게 진행되어 왔다.
그런데 기개발된 Zn-Mg 합금 도금 강재의 경우 모재와의 밀착력이 열악하여 가공시 박리가 일어나는 등 많은 문제를 내포하고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 도금층의 조성을 바꾸거나, 다층의 도금층을 구성하거나, 도금층과 모재 사이에 점착면을 구성하는 등 여러 가지 방법이 제안되고 있으나, 여전히 도금 밀착성 열화의 문제를 극복하지 못한 실정이다.
본 발명의 여러 목적 중 하나는, 우수한 내식성을 확보함과 동시에 도금 밀착성이 우수한 Zn-Mg 합금 도금 강재를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않는 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자가 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면은, 소지철과 상기 소지철 상에 순차로 형성된 제1 내지 제3 Zn-Mg 합금층을 포함하고, 상기 제1 내지 제3 Zn-Mg 합금층은 Zn 단상, Mg 단상, MgZn2 합금상 및 Mg2Zn11 합금상으로 이루어지며, 상기 제1 내지 제3 Zn-Mg 합금층에 포함된 MgZn2 합금상의 면적율은 상기 제1 내지 제3 Zn-Mg 합금층에 포함된 Mg2Zn11 합금상의 면적율보다 크고, 상기 제1 및 제3 Zn-Mg 합금층 각각에 포함된 MgZn2 합금상의 면적율이 상기 제2 Zn-Mg 합금층에 포함된 MgZn2 합금상의 면적율보다 큰 Zn-Mg 합금 도금 강재를 제공한다.
본 발명의 여러 효과 중 하나로서, 본 발명에 따른 Zn-Mg 합금 도금 강재는 기존의 아연 도금 강재 대비 내식성이 우수할 뿐만 아니라, 모재인 소지철과의 밀착력이 우수하여 자동차, 가전제품 등의 제조에 바람직하게 적용될 수 있다.
본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시 형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 TEM-ASTAR에 의해 도금 강재 단면의 조직 분포를 나타낸 이미지이다.
도 2는 염수 분무 시험 중 각 시편의 표면을 관찰한 사진이다.
도 3은 벤딩 테스트 후 각 시편의 표면을 관찰한 사진이다.
도 4는 본 발명 실시예에서 도금층의 적층된 시편의 단면을 관찰한 사진이다.
도 5는 발명예 2와 비교예 4의 TEM-ASTAR에 의해 도금 강재 단면의 조직 분포를 나타낸 이미지이다.
도 6은 발명예 2와 비교예 4의 벤딩 테스트 후 각 시편의 표면을 관찰한 사진이다.
도 7은 발명예 2와 비교예 4의 염수 분무 시험 중 시편 표면을 관찰한 사진이다.
이하, 본 발명의 일 측면인 도금 밀착성이 우수한 Zn-Mg 합금 도금 강재에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명의 Zn-Mg 합금 도금 강재는 소지철과 상기 소지철 상에 형성된 제1 내지 제3 Zn-Mg 합금층을 포함한다. 본 발명에서는 상기 소지철의 합금 조성 및 그 형상에 대해서는 특별히 한정하지 않으며, 예를 들어, C, Si, Mn, P, S를 포함하는 강판 또는 강선재일 수 있다.
제1 내지 제3 Zn-Mg 합금층은 Zn 단상, Mg 단상, MgZn2 합금상 및 Mg2Zn11 합금상을 포함한다. 상기 Mg2Zn11 합금상과 MgZn2 합금상 이외에 다른 합금상도 포함될 수 있다.
즉, 제1 내지 제3 Zn-Mg 합금층 각각은 합금화된 영역과 미합금화된 영역을 가지며, 이중 미합금화된 영역은 Zn 단상 혹은 Mg 단상으로 잔존한다. Mg-Zn계 합금상의 경우 Zn 단상, Mg 단상에 비해 연성이 낮기 때문에, 만약 제1 내지 제3 Zn-Mg 합금층이 Mg-Zn계 합금상으로만 이뤄질 경우 도금 밀착성이 열악하여 가공시 박리가 일어날 수 있는데, 본 발명의 경우, 제1 내지 제3 Zn-Mg 합금층 내 미합금화된 영역을 일부 포함함에 따라, Zn 단상 혹은 Mg 단상이 가공시 변형량의 차이를 일부 흡수할 수 있으며, 이에 따라, 도금 밀착성이 개선되게 된다.
Zn-Mg계 합금상으로는 Mg2Zn11 합금상, MgZn2 합금상, MgZn 합금상, Mg7Zn3 합금상 등이 있는데, 본 발명자들의 연구 결과, 이들 중 Mg2Zn11 합금상과 MgZn2 합금상이 강재의 내식성 개선에 유효하다. 다만, 합금화된 영역이 Mg2Zn11 합금상만으로 이뤄질 경우 광택 저하 등의 문제가 발생할 소지가 있으며, 반대로, 합금화된 영역이 MgZn2 합금상만으로 이뤄질 경우 MgZn2 합금상은 취성이 크기 때문에 가공시 박리가 일어날 수 있다. 이러한 점을 고려하여, 본 발명에서는 제1 내지 제3 Zn-Mg 합금층 중 합금화된 영역은 Mg2Zn11 합금상과 MgZn2 합금상의 복합상으로 이뤄지도록 구성하되, MgZn2 합금상의 면적율이 Mg2Zn11 합금상의 면적율 보다 크도록 구성하는 것이 바람직하다.
한편, 제1 및 제3 Zn-Mg 합금층 각각에 포함된 MgZn2 합금상의 면적율은 상기 제2 Zn-Mg 합금층에 포함된 MgZn2 합금상의 면적율보다 큰 것이 바람직하다. 이와 같이, 취성이 강한 MgZn2 합금상이 풍부(rich)한 합금층 사이에 취성이 강한 MgZn2 합금상이 부족(poor)한 합금층이 개재될 경우, 도금 밀착성이 개선되게 된다.
일 예에 따르면, 제1 및 제3 Zn-Mg 합금층 각각에 포함된 Mg2Zn11 합금상의 면적율은 상기 제2 Zn-Mg 합금층에 포함된 Mg2Zn11 합금상의 면적율보다 작을 수 있다. 이와 같이, 취성이 강한 MgZn2 합금상이 풍부(rich)한 합금층 사이에 개재된 제2 Zn-Mg 합금층 내 상대적으로 연성이 우수한 Mg2Zn11 합금상이 다량 형성될 경우, 도금 밀착성이 보다 개선되게 된다.
일 예에 따르면, 제1 내지 제3 Zn-Mg 합금층은 면적율로 45% 이상 80% 이하의 MgZn2 합금상 및 Mg2Zn11 합금상을 포함할 수 있다. 보다 바람직한 범위는 55% 이상 70% 이하이다. 만약, MgZn2 합금상 및 Mg2Zn11 합금상의 면적율이 45% 미만인 경우, 충분한 내식성 개선 효과를 얻기 어려울 수 있으며, 반면, 80%를 초과할 경우, 과도한 Zn-Mg계 합금상의 존재로 인해 도금 밀착성이 열화될 수 있다. 나머지는 Zn상, Mg상, 기타 다른 합금상 등이 될 수 있다.
한편, 본 발명에서는 상기와 같은 Zn-Mg 합금 도금 강재를 제조하는 방법에 대해서는 특별히 한정하지 않으나, 일 예로써, 소지철 상에 Zn 도금층, Mg 도금층, Zn 도금층을 순차로 형성한 후, 적정 온도에서 적정 시간 동안 합금화 열처리 함으로써 얻을 수 있다.
이 경우, 소지철 직상에 형성되는 Zn 도금층의 경우 용융아연도금, 전기아연도금, 진공증착 등의 통상적으로 널리 알려진 어떠한 방법에 의해 형성하여도 무방하나, 그 외의 도금층의 경우 진공증착에 의해 형성함이 바람직하다. 이때, 진공증착에 앞서, 플라즈마, 이온빔 등을 이용하여 표면의 이물이나 자연 산화막을 제거함이 바람직하다. 한편, 진공증착법은 전자빔법, 스퍼터링법, 열증발법, 유도가열 증발법, 이온 플레이팅법, 전자기 부양 물리 기상 증착법 등이 적용될 수 있다.
한편, 진공증착시 소지철의 온도는 약 100℃ 이하의 온도를 유지하도록 제어하고, 각 도금층 형성 공정 사이 사이에는 충분한 냉각 시간을 부여함으로써, 응고 잠열에 의해 각 도금층 간 확산하지 않도록 제어함이 바람직하다.
한편, 합금화 열처리시 합금화 열처리 온도 및 시간은 가열 방법, 승온 속도, 냉각 속도, 각 도금층의 두께 등에 따라 각기 달라질 수 있는 것으로써, 본 발명에서는 이에 대해 특별히 한정하지 않는다.
한편, 전체 도금층 중량 대비 Mg 도금층의 중량의 비는 0.08 내지 0.12로 제어함이 바람직하다. 만약, Mg 도금층의 중량비가 지나치게 낮을 경우, MgZn2 합금상이 형성되지 않을 우려가 있으며, 반면, Mg 도금층의 중량비가 지나치게 높을 경우, MgZn 합금상, Mg7Zn3 합금상 등이 형성되어 합금층 내 혼재될 우려가 있다.
이하, 본 발명을 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나 이러한 실시예의 기재는 본 발명의 실시를 예시하기 위한 것일 뿐 이러한 실시예의 기재에 의하여 본 발명이 제한되는 것은 아니다. 본 발명의 권리범위는 특허청구범위에 기재된 사항과 이로부터 합리적으로 유추되는 사항에 의하여 결정되는 것이기 때문이다.
(실시예)
진공도가 10- 5torr 이하로 유지된 챔버 내 소지철을 위치시키고, PVD (Physical Vapor Deposition) 법에 의해 Zn 도금층, Mg 도금층 및 Zn 도금층을 순차로 형성하였다.
도 4는 상기 제조된 도금층의 단면을 관찰한 사진이다. 하기 표 1의 비교예 1 내지 3, 비교예 5 내지 9 및 발명예 1의 경우에는 도 4의 (a)와 같이, 각 도금층의 두께가 약 1㎛였고, 발명예 1 및 비교예 4의 경우에는 도 4의 (b)와 같이 Zn 도금층은 약 0.6~0.7㎛, Mg 도금층은 약 1㎛ 두께로 형성하였다.
이후 각 도금층 형성시 소지철에 별도의 열원을 공급하지 않았으며, 각 도금층 형성시 충분한 냉각 시간을 부여하여 응고 잠열에 의해 각 도금층 간 확산하지 않도록 하였다. 이후, 챔버 내 분위기 온도를 30℃/sec의 속도로 200℃까지 승온하여 합금화 열처리한 후, 10℃/sec의 속도로 상온까지 냉각하였다. 이때, 각 시편마다 합금화 열처리 시간(챔버 내 분위기 온도가 200℃로 유지된 시간)을 달리하였으며, 이를 하기 표 1에 나타내었다.
이후, 각 시편에 대하여 RIR (Reference Intensity Ratio) 방법에 따라 제1 내지 제3 Zn-Mg 합금층에 포함된 Zn 단상, Mg 단상, MgZn2 합금상 및 Mg2Zn11 합금상의 면적율을 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 1에 함께 나타내었다. 한편, 일부 시편에 대해서는 TEM-ASTAR (JEM 2100F) 방법에 따라 합금층 단면의 조직 분포를 분석하였다. 도 1은 TEM-ASTAR에 의해 도금 강재 단면의 조직 분포를 나타낸 이미지이며, 도 1의 (a) 내지 (d) 각각은 비교예 1, 비교예 3, 발명예 1, 비교예 6의 이미지이다. 도 5의 (a) 및 (b)는 각각 발명예 2와 비교예 4의 이미지이다.
이후, 각 시편에 대하여 내식성 및 도금 밀착성을 평가하였으며, 구체적인 평가 방법 및 평가 기준은 다음과 같다.
1. 내식성 평가
각 시편을 염수 분무 시험기 (TS-CASS)에 장입하였으며, 국제 규격(ASTM B117)에 의해 적청 발생 시간을 측정하였다. 이때, 5% 염수(온도 35℃, pH 7)을 이용하였으며, 압축 공기의 압력은 0.1 MPa로 설정하여 시간 당 1.5ml/80cm2의 염수를 분무하였다. 시편이 위치한 챔버 내의 온도는 염수의 온도와 마찬가지로 35℃로 동일하게 설정하였다. 시편의 모서리로부터 발생하는 부식을 방지하여 도금층 만의 내식성을 평가하기 위해 각 시편의 모서리는 밀착성 테이프 (Nitto tape)로 밀봉하였다. 적청 발생 시간이 300시간 이상인 경우 우수, 200시간 이상 300시간 미만인 경우 보통, 200시간 미만인 경우 불량으로 평가하였으며, 그 결과를 하기 표 1에 함께 나타내었다. 한편, 도 2는 염수 분무 시험 중 각 시편의 표면을 관찰한 사진으로, 도 2에서 별(★) 표시는 노출 면적의 5% 적청 발생 시점을 나타내며, 도 2에서 종래예는 통상의 전기 아연 도금 강재(편면 부착량: 25g/m2)를 나타낸다. 한편, 도 2에 나타나지 않은 시편 발명예 2와 비교예 4의 적청 발생 실험에 대한 결과는 도 7에 나타내었다.
2. 도금 밀착성 평가
각 시편을 180° 각도로 굽힘 가공한 후, 벤딩 테스트(bending test)를 실시하였다. 벤딩 부위에 밀착성 테이프 (Nitto tape)를 시편 전면에 붙였다가 떼어냈을 때 합금층이 전혀 묻어 나오지 않으면 우수, 합금층이 묻어 나오면 불량으로 평가하였으며, 그 결과를 하기 표 1에 함께 나타내었다. 한편, 도 3은 벤딩 테스트 후 각 시편의 표면을 관찰한 사진으로, 도 3의 (a) 내지 (i) 각각은 비교예 1, 비교예 2, 비교예 3, 발명예 1, 비교예 5, 비교예 6, 비교예 7, 비교예 8 및 비교예 9의 표면 사진이다. 한편, 도 6의 (a) 및 (b)는 각각 발명예 2와 비교예 4의 벤딩 테스트 후 사진을 나타낸 것이다.
No. 열처리 시간 (sec) 조직 분율 (면적%) 내식성 밀착성 비고
MgZn2 합금상 Mg2Zn11 합금상 Zn 단상 Mg 단상 적청 발생 시간 (hr) 평가 평가
1 0 3 19 46 42 144 불량 우수 비교예1
2 20 5.9 19.8 42.6 31.7 288 보통 우수 비교예2
3 80 9 31 34 26 288 보통 우수 비교예3
4 120 44 19 21 16 336 우수 우수 발명예1
5 140 66.3 25.1 4 4.6 336 우수 우수 발명예2
6 160 69.3 23.8 2 5 336 우수 불량 비교예4
7 240 74 11 7 8 432 우수 불량 비교예5
8 360 91 9 0 0 624 우수 불량 비교예6
9 480 90 10 0 0 672 우수 불량 비교예7
10 600 87 13 0 0 672 우수 불량 비교예8
11 720 87 13 0 0 672 우수 불량 비교예9
표 1을 참조할 때, 열처리 시간이 120초 및 140초로 제어된 발명예 1 및 2의 경우, 조직 분율이 적절히 제어되었으며, 내식성 뿐만 아니라 도금 밀착성이 우수하게 나타나는 것을 알 수 있다. 뿐만 아니라, 도 1의 (c) 및 도 5의 (a)를 참조할 때, 제1 및 제3 Zn-Mg 합금층 각각에 포함된 MgZn2 합금상의 면적율은 상기 제2 Zn-Mg 합금층에 포함된 MgZn2 합금상의 면적율보다 크며, 제1 및 제3 Zn-Mg 합금층 각각에 포함된 Mg2Zn11 합금상의 면적율은 상기 제2 Zn-Mg 합금층에 포함된 Mg2Zn11 합금상의 면적율보다 작은 것을 시각적으로 확인할 수 있다.
이에 반해, 비교예 1 내지 9의 경우, 내식성 및/또는 도금 밀착성이 열위하게 나타났으며, 이는, 전체 합금층 내 조직 분율이 적절히 제어되지 않거나, 각 합금층의 조직 분율이 적절히 제어되지 않았기 때문이다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.

Claims (4)

  1. 소지철과 상기 소지철 상에 순차로 형성된 제1 내지 제3 Zn-Mg 합금층을 포함하고, 상기 제1 내지 제3 Zn-Mg 합금층은 Zn 단상, Mg 단상, MgZn2 합금상 및 Mg2Zn11 합금상으로 이루어지며, 상기 제1 내지 제3 Zn-Mg 합금층에 포함된 MgZn2 합금상의 면적율은 상기 제1 내지 제3 Zn-Mg 합금층에 포함된 Mg2Zn11 합금상의 면적율보다 크고, 상기 제1 및 제3 Zn-Mg 합금층 각각에 포함된 MgZn2 합금상의 면적율이 상기 제2 Zn-Mg 합금층에 포함된 MgZn2 합금상의 면적율보다 큰 Zn-Mg 합금 도금 강재.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제3 Zn-Mg 합금층 각각에 포함된 Mg2Zn11 합금상의 면적율이 상기 제2 Zn-Mg 합금층에 포함된 Mg2Zn11 합금상의 면적율보다 작은 Zn-Mg 합금 도금 강재.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 내지 제3 Zn-Mg 합금층은 면적율로 45% 이상 80% 이하의 MgZn2 합금상 및 Mg2Zn11 합금상을 포함하는 Zn-Mg 합금 도금 강재.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제3 Zn-Mg 합금층에 함유된 Mg의 평균 함량은 8~12중량%인 Zn-Mg 합금 도금 강재.
PCT/KR2017/015404 2016-12-23 2017-12-22 내식성 및 도금 밀착성이 우수한 zn-mg 합금 도금 강재 WO2018117760A1 (ko)

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