KR102010077B1 - 표면품질 및 도금밀착성이 우수한 고강도 용융아연도금강판 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 표면품질 및도금밀착성이 우수한 고강도 용융아연도금강판 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 바람직한 측면은 중량%로, C: 0.05~0.3%, Mn: 1.5~20%, Si: 0.3~3.0%, Al: 0.001~1.5%, P 0.04% 이하(0은 제외), S: 0.015% 이하(0은 제외), N: 0.02% 이하(0은 제외), Ti: (48/14)*[N]~0.1%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 냉연강판과 이 냉연강판 위에 형성된 1,000~3,000mg/m2의 Fe 전기 도금층, 이 Fe 전기 도금층 위에 형성된 Fe-Al 합금상, 및 이 Fe-Al 합금상 위에 형성된 용융아연도금층을 포함하고, 상기 Fe-Al 합금상은 상기 냉연강판 표면 면적에 대하여 70면적%이상 형성되고, 산화물의 표면 도포 면적율(%)이 50%이하(0% 포함)인 표면품질 및 도금밀착성이 우수한 고강도 용융아연도금강판 및 그 제공방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 인장강도가 900MPa 이상이고, 인장강도×연신율이 15,000MPa% 이상이며, 표면품질과 도금밀착성 또한 우수한 고강도 용융아연 도금강판을 제공할 수 있다.

Description

표면품질 및 도금밀착성이 우수한 고강도 용융아연도금강판 및 그 제조방법{HIGH STRENGTH GALVANIZED STEEL SHEET HAVING EXCELLENT SURFACE PROPERTY AND COATING ADHESION AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 자동차용 강판 등에 사용되는 용융아연도금강판 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 표면품질 및 도금밀착성이 우수한 고강도 용융아연도금강판 및 그 제조방법에 관한 것이다.
최근 지구환경 보전을 위한 이산화탄소의 규제에 따른 자동차의 경량화 및 자동차의 충돌 안정성을 향상시키기 위한 자동차용 강판의 고강도화가 지속적으로 요구되고 있다.
이러한 요구를 만족시키기 위해서 최근 900MPa 이상의 고강도강판이 개발되어 자동차에 적용되고 있다.
강판의 강도를 높이기 위해서는 탄소를 비롯한 강의 강화성분들의 첨가량을 증가시키는 방법 등을 이용할 수 있으나, 자동차 차체용 강판의 경우 차체로 성형하는 과정에서 크랙이 발생하지 않아야 하므로 높은 강도뿐만 아니라 우수한 연신율도 동시에 확보되어야 한다.
자동차용 강판의 강도와 연성을 동시에 확보하기 위해서 강 중에 주로 Mn, Si, Al, Cr, Ti 등의 성분을 첨가하고 있으며, 이들의 첨가량을 적절히 조절하고 제조공정 조건을 제어하면 높은 강도와 연성을 갖는 강판을 제조할 수 있다. 특히, 900MPa 이상의 강도를 갖는 자동차용 고강도 강판의 경우 강 중에 Si, Mn, Al 등의 성분을 다량 첨가하여 목표로 하는 강도와 연신율을 확보하고 있다.
일반적으로, 자동차에 사용되는 강판은 자동차의 수명연장을 위해 내식성을 향상시킬 필요가 있고 이를 위해 용융아연도금강판이 사용되고 있다. 그러나, 앞서 언급된 Si, Mn, Al은 산화되기 쉬운 원소이므로, 이들 원소들을 포함하는 고강도 강판은 소둔로 중에 존재하는 미량의 산소 혹은 수증기와 반응하여 강판 표면에 Si, Mn 또는 Al 단독 혹은 복합산화물을 형성함으로써 아연의 젖음성을 저하시키고, 이에 따라, 도금강판 표면에 국부적 혹은 전체적으로 아연이 부착되지 않은 일명 미도금이 발생하여 도금강판 표면품질을 크게 떨어뜨린다.
또한, 소둔 후 강판 표면에 산화물이 존재할 경우, 이후 도금욕에 침지될 때 도금욕중 Al과 강판의 Fe가 반응하여 형성되는 Fe-Al 합금상이 형성되지 않아 도금층과 소지철의 밀착력이 약해 강판의 성형과정에서 도금층이 탈락하게 되는 일명 도금박리 현상이 발생하게 된다. 소둔 후 Si, Mn 또는 Al 단독 혹은 복합산화물 형성은 Si, Mn, Al 등 산화성 성분의 함량이 많을수록 심해지기 때문에 900MPa 이상의 고강도 강판의 경우에는 미도금 및 도금박리가 더욱 심해진다.
이러한 문제점을 해결하기 위한 기술 중의 하나로, 특허문헌 1에는 소둔 과정 중에 산화성 합금원소 Mn, Si 등이 표면으로 확산하여 산화되는 것을 방지하기 위하여 소둔 가열구간(650~750)에서는 수소 2~8vol%의 환원 분위기에서 최대한 빠르게 강판을 가열하여 Si, Mn의 표면산화를 억제하고, 균열대에서 등온상태로 산소 0.01~1vol%를 공급하면서 1~10초간 통판하여 FeO 산화물을 형성한 후, 가열구간에서 최대 900까지 수소 2~8vol% 분위기에서 환원가열하여 FeO산화물을 Fe로 환원하고, 도금 전까지 환원분위기에서 냉각하여 고강도 강의 도금성을 확보하였다. 그러나, 이러한 방법의 경우에도 강판 표면에 환원 Fe를 형성하여 도금성을 확보할 수는 있지만 환원 Fe층 직하에 Si 및 Mn이 Fe층과 평행하게 농화되어 산화물 띠를 형성하게 되고, 이러한 산화물 띠는 취성이 높아 도금강판의 가공 및 성형 등의 굽힘 환경에서 가해지는 응력에 의해 깨어지면서 도금층을 박리시키는 문제점이 있다.
고강도 강의 도금성 향상을 위한 또 다른 방법으로 제시된 특허문헌 2는 소둔로내의 이슬점(Dew Point)을 일반적인 범위보다 높게 유지하여 소지철 내부 수 마이크로미터까지 산소분압이 산화성 합금원소인 Si, Mn, Al 등의 산화발생 임계산소분압보다 높게 형성하여, 소지철 내부 주로 결정립계에 산화물을 형성하여 표면산화물 형성을 억제하여 도금성을 향상시키는 방법을 개시하고 있다. 이 방법에 의해서 산화성 성분을 내부산화시키면 외부산화가 감소하여 도금성을 개선하는 특징이 있다. 그러나, 강판 표면 및 내부 산소분압이 높아지면서 소지철 내 고용원소인 탄소(C)의 산화에 의한 탈탄이 발생하여 표면재질이 열위해지며, 내부산화를 위해 연속용융도금 소둔설비 내 특정구간에 수증기를 주입 및 수증기 주입시 로내 이슬점을 정밀하게 측정하여 제어해야 하기 때문에, 추가설비 구축을 필요로 하며, 용융도금강판 생산공정제어가 까다로워져서 생산성이 감소하는 문제점을 발생시킬 수 있다. 또한, 강판을 프레스 성형 시 강판에 응력이 가해지면 강 표층부에 내부산화된 내부산화물이 외부응력에 취약하여 파괴가 일어나기 쉽기 때문에 강판의 크랙이 발생하기 쉬운 문제가 있다.
미국 특허공개공보 제2008-0308191호 일본 공개특허공보 제2013-501959호
본 발명의 바람직한 일 측면은 표면품질 및 도금 밀착성이 우수한 고강도 용융아연도금강판을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 바람직한 다른 일 측면은 표면품질 및 도금 밀착성이 우수한 고강도 용융아연도금강판의 제조방법을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 바람직한 일 측면에 의하면, 중량%로, C: 0.05~0.3%, Mn: 1.5~20%, Si: 0.3~3.0%, Al: 0.001~1.5%, P 0.04% 이하(0은 제외), S: 0.015% 이하(0은 제외), N: 0.02% 이하(0은 제외), Ti: (48/14)*[N]~0.1%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 냉연강판과 이 냉연강판 위에 형성된 1,000~3,000mg/m2의 Fe 전기 도금층, 이 Fe 전기 도금층 위에 형성된 Fe-Al 합금상, 및 이 Fe-Al 합금상 위에 형성된 용융아연도금층을 포함하고, 상기 Fe-Al 합금상은 상기 냉연강판 표면 면적에 대하여 70면적%이상 형성되고, 상기 Fe 전기도금층상에 형성된 산화물의 표면 도포 면적율(%)이 50%이하(0% 포함)인 표면품질 및 도금밀착성이 우수한 고강도 용융아연도금강판이 제공된다.
상기 냉연강판에는 Cr: 0.1~1.0%, Mo: 0.1% 이하, Ni: 0.005~0.5%, Nb: 0.1% 이하 및 B: 0.005% 이하로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 1종 이상이 추가로 포함될 수 있다.
본 발명의 바람직한 다른 일 측면에 의하면, 중량%로, C: 0.05~0.3%, Mn: 1.5~20%, Si: 0.3~3.0%, Al: 0.001~1.5%, P 0.04% 이하(0은 제외), S: 0.015% 이하(0은 제외), N: 0.02% 이하(0은 제외), Ti: (48/14)*[N]~0.1%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함 냉연강판을 준비하는 단계;
상기 냉연강판을 전기도금하여 강판 표면에 편면 기준 1,000~3,000mg/m2의 Fe 전기 도금층을 형성하는 단계;
상기와 같이 Fe 전기 도금층이 형성된 냉연강판을 이슬점 온도가 -80 ~ -45℃로 제어된 환원 분위기의 소둔로에서 소둔하는 단계; 및
상기 소둔된 냉연강판을 냉각한 후, 0.1~0.3중량%의 Al 및 잔부 Zn 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 아연 도금욕에 침지하여 용융아연 도금하는 단계를 포함하고, 상기 전기도금은 가용성 Fe전극을 이용하여 실시되고, 상기 소둔은 750~950℃의 온도에서 5~120초 동안 실시되는 표면품질 및 도금밀착성이 우수한 고강도 용융아연도금강판의 제조방법이 제공된다.
상기 냉연강판에는 Cr: 0.1~1.0%, Mo: 0.1% 이하, Ni: 0.005~0.5%, Nb: 0.1% 이하 및 B: 0.005% 이하로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 1종 이상이 추가로 포함될 수 있다.
본 발명의 바람직한 측면에 따르면, 표면품질 및 도금밀착성이 우수한 고강도 용융아연 도금강판을 제공할 수 있다.
이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.
먼저, 본 발명의 바람직한 일 측면에 따르는 표면품질 및 도금밀착성이 우수한 고강도 용융아연 도금강판에 대하여 설명한다.
본 발명의 바람직한 일 측면에 따르는 표면품질 및 도금밀착성이 우수한 고강도 용융아연 도금강판은 중량%로, C: 0.05~0.3%, Mn: 1.5~20%, Si: 0.3~3.0%, Al: 0.001~1.5%, P 0.04% 이하(0은 제외), S: 0.015% 이하(0은 제외), N: 0.02% 이하(0은 제외), Ti: (48/14)*[N]~0.1%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 냉연강판과 이 냉연강판 위에 형성된 1,000~3,000mg/m2의 Fe 전기 도금층, 이 Fe 전기 도금층 위에 형성된 Fe-Al 합금상, 및 이 Fe-Al 합금상 위에 형성된 용융아연도금층을 포함하고, 상기 Fe-Al 합금상은 상기 냉연강판 표면 면적에 대하여 70면적%이상 형성되고, 상기 Fe 전기도금층상에 형성된 산화물의 표면 도포 면적율(%)이 50%이하(0% 포함)이다.
C: 0.05~0.3 중량%(이하, "%"라고도 함)
C는 페라이트와 오스테나이트 내 고용강화와 마르텐사이트 강도 확보를 위하여 필요한 원소로서 0.05% 이상 첨가되는 것이 바람직하다. 그러나, 0.3%를 초과하는 경우에는 페라이트와 오스테나이트 강도와 마르텐사이트 분율 및 강도 상승이 과도해져 연성과 굽힘가공성이 나빠지고, 탄소화학당량 상승으로 인한 용접성이 감소하여 프레스 성형 및 롤가공성이 나빠지는 단점이 있다. 따라서, 상기 C함량은 0.05~0.3%로 한정하는 것이 바람직하다.
Mn: 1.5~20%
Mn은 페라이트 형성을 억제하고 오스테나이트를 안정하게 하는 경화능 증가원소이다. 또한, 강판의 강도 향상에 유리한 원소로서 강판의 인장강도를 900MPa 이상 확보하기 위해서 1.5% 이상 포함되는 것이 바람직하다. Mn함량이 증가할수록 강도 확보 및 잔류 오스테나이트의 안정화에 용이하지만, 20%를 초과하는 경우에는 소둔 과정에서 Mn의 표면산화량 증가에 의해 도금성 확보가 어려워지고 생산 원가가 상승하는 경제적 문제가 있다. 따라서, 상기 Mn함량은 1.5~20%로 한정하는 것이 바람직하다.
Si: 0.3~3.0%
Si는 강의 항복강도를 향상시킴과 동시에 상온에서 잔류오스테나이트 및 페라이트를 안정화시키는 원소이다. Si는 냉각시 오스테나이트로부터 시멘타이트의 석출을 억제하고, 탄화물의 성장을 현저히 저지함으로써 TRIP(Tranformation Induced Plasticity)강의 경우 충분한 양의 잔류오스테나이트를 안정화시키는데 기여한다. 따라서, 본 발명에서와 같이 인장강도 900MPa 이상이면서 15,000 이상의 인장강도×연신율을 확보하는 데에 필수적이다. 상기 효과를 위해서는 Si가 0.3% 이상 포함되는 것이 바람직하다. 그러나, 3.0%를 초과하는 경우에는 열간압연 부하가 증가하여 열연크랙을 유발할 뿐만 아니라, 다른 합금성분과 제조방법이 본 발명의 범위를 만족하더라도 소둔 후 강판 표면 Si농화량이 많아져 도금 밀착성이 열위해지는 단점이 있다. 따라서, 상기 Si 함량은 0.3~3.0%로 한정하는 것이 바람직하다.
Al: 0.001~1.5%
Al은 제강 공정에서 탈산을 위해 첨가되며, 페라이트 내 고용되어 고용강화를 발생하여 강도를 향상시키기 위하여 첨가되는 원소이며, 이러한 효과를 위해 0.001% 이상 포함되는 것이 바람직하다. 그러나, 1.5%를 초과하는 경우에는 냉연재의 소둔과정에서 강판 표면에 필름형태의 연속적인 산화막이 형성되어 소지철의 Zn젖음성을 저하시키며, 강판 표면 Al농화량이 많아져 도금 밀착성이 열위해지는 단점이 있다. 따라서, 상기 Al함량은 0.001~1.5%로 한정하는 것이 바람직하다.
P: 0.04% 이하(0은 제외)
P의 함량은 0.04% 이하(0은 제외)가 바람직하다. 강 중 P는 불순물 원소로서 그 함량이 0.04%를 초과하면 용접성이 저하되고, 강의 취성이 발생할 위험성이 커지며, 또한, 덴트 결함의 유발 가능성이 높아지기 때문에, 그 상한을 0.04%로 한정하는 것이 바람직하다.
S: 0.015% 이하(0은 제외)
S의 함량은 0.015% 이하(0은 제외)가 바람직하다. S는 P와 마찬가지로 강 중 불순물 원소로서, 강판의 연성 및 용접성을 저해하는 원소이다. 그 함량이 0.015%를 초과하면 강판의 연성 및 용접성을 저해할 가능성이 높아지므로, 그 상한을 0.015%로 한정하는 것이 바람직하다.
N: 0.02% 이하(0은 제외)
N의 함량은 0.02% 이하(0은 제외)가 바람직하다. N은 0.02%를 초과하면 AlN의 형성에 의하여 연주시 크랙이 발생할 위험성이 크게 증가하므로, 그 상한을 0.02%로 한정하는 것이 바람직하다.
Ti: (48/14)*[N]~0.1%
Ti의 함량은 (48/14)*[N]~0.1%가 바람직하다. Ti은 질화물 형성원소로서 강중 N의 농도를 감소하는 효과가 있으며, 이를 위해서는 화학당량적으로 (48/14)*[N]이상을 첨가할 필요가 있다. 그러나, 0.1%를 초과하는 경우에는 고용 N의 제거 외에 추가적인 탄화물 석출에 의한 마르텐사이트의 탄소 농도 및 강도 감소가 이루어지므로 그 상한을 0.1%로 제어하는 것이 바람직하다
본 발명의 냉연강판에는 Cr: 0.1~1.0%, Mo: 0.1% 이하, Ni: 0.005~0.5%, Nb: 0.1% 이하 및 B: 0.005% 이하로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 1종 이상이 추가로 포함될 수 있다.
Cr: 0.1~1.0%
Cr의 함량은 0.1~1.0%가 바람직하다. Cr은 경화능 증가원소로서, 페라이트의 형성을 억제하는 장점이 있으며, 상기 효과를 위해서는 0.1% 이상 첨가되는 것이 바람직하다. 그러나, 1.0%를 초과하는 경우에는 합금 투입량 과다에 의한 원가 증가로 인해 그 상한을 1.0%로 제어하는 것이 바람직하다.
Mo: 0.1% 이하
Mo의 함량은 0.1%이하가 바람직하다. Mo는 Cr과 마찬가지로 강도 향상에 기여하는 효과적일 뿐만 아니라, 용융아연 젖음성을 저하시키지 않기 때문에 강도확보에 효과적이다. 0.1%를 초과하더라도 문제는 없으나, 경제적으로 바람직하지 않다.
Ni: 0.005~0.5%
Ni의 함량은 0.005~0.5%가 바람직하다. Ni은 강판의 강도 향상을 위해 첨가되며, 상기 효과를 위해서는 0.005% 이상 포함되는 것이 바람직하다. 또한, Ni은 소둔과정에서 표면에 거의 농화되지 않으므로 도금성을 떨어뜨리지 않지만, 0.5%를 초과하는 경우에는 강판의 산세가 불균일해지므로 그 상한을 0.5%로 제어하는 것이 바람직하다.
Nb: 0.1% 이하
Nb의 함량은 0.1% 이하가 바람직하다. Nb은 오스테나이트 입계에 탄화물 형태로 편석되어 소둔열처리시 오스테나이트 결정립의 조대화를 억제하여 강도를 증가시키는데 유리한 원소이다. 그러나, 0.1%를 초과하는 경우에는 합금 투입량 과다에 의한 원가 증가로 그 상한을 0.1%로 제어하는 것이 바람직하다.
B: 0.005% 이하
B의 함량은 0.005% 이하가 바람직하다. 강중 B은 강도 확보를 위해 첨가될 수 있다. 다만, B의 함량이 0.005%를 초과하는 경우에는 소둔 후 제품 표면에 농화되어 도금성을 크게 떨어뜨리게 되므로, 그 상한을 0.005%로 제어하는 것이 바람직하다.
본 발명 강판의 나머지 성분은 Fe이며, 탈산 및 탈탄을 위해 불가피하게 투입하는 성분들로 인한 불순물과 일정량의 철스크랩을 투입함으로써 생기는 불순물, 예를 들면, Cu, Mg, Zn, Co, Ca, Na, V, Ga, Ge, As, Se, In, Ag, W, Pb, Cd 등이 각각 0.03% 미만으로 함유하게 되더라도 본 발명의 효과를 떨어뜨리지 않는다.
본 발명의 용융아연 도금강판은 상기와 같은 합금조성을 갖는 냉연강판과 이 냉연강판 위에 형성된 1,000~3,000mg/m2의 Fe 전기 도금층, 이 Fe 전기 도금층 위에 형성된 Fe-Al 합금상, 및 이 Fe-Al 합금상 위에 형성된 용융아연도금층을 포함하고, 상기 Fe-Al 합금상은 상기 냉연강판 표면 면적에 대하여 70면적%이상 형성되고, 상기 Fe 전기도금층상에 형성된 산화물의 표면 도포 면적율(%)이 50%이하(0% 포함)이다.
상기 Fe-Al 합금상은 용융아연도금시 용융상태의 아연의 젖음성을 향상시키는 역할을 하는 것으로서, 상기 Fe-Al 합금상이 70면적% 이상으로 형성되는 경우 강판 전면에 양호한 도금성을 부여할 수 있다.
본 발명의 용융아연 도금강판에서 상기 Fe 전기도금층상에 형성된 산화물의 표면 도포 면적율(%)이 50%이하(0% 포함)이다.
Si 및 Mn 첨가강의 경우 통상적인 환원 분위기의 소둔 분위기에서는 SiO2 및 MnO 등의 1개 원소와 산소의 결합으로 구성되는 산화물 이외에 MnSiO3 및 Mn2SiO4 및 (Fe,Mn)2SiO4 등의 복합산화물을 구성한다. Al 및 Cr 등 산소친화력이 높은 합금원소가 첨가되는 경우에는 이들 원소가 상기 복합산화물에 추가되는 형태의 복합산화물을 형성한다. 이러한 원소로 구성된 복합산화물의 특징은 표면에너지가 액상 아연보다 현저히 낮은 데에 있다. 표면에너지가 액상 아연보다 낮기 때문에 복합산화물이 표면에 과도하게 형성되는 경우 액상 아연이 표면산화물과의 젖음성이 발생하지 않아 도금성과 도금밀착성이 확보되지 않는 문제점이 있다. 따라서 상기 산화물의 표면 도포 면적율(%)이 50%를 초과하는 경우에는 미도금 및 도금박리가 나타날 우려가 있다. 바람직한 산화물의 표면 도포 면적율(%)은 20%이하이다.
본 발명의 용융아연 도금강판은 페라이트상, 베이나이트상, 마르텐사이트상, 오스테나이트상 중 1종 또는 2종 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 용융아연 도금강판은 900MPa 이상의 인장강도와 15,000MPa% 이상의 인장강도×연신율의 값을 가질 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 다른 일 측면에 따르는 표면품질 및 도금밀착성이 우수한 고강도 용융아연 도금강판의 제조방법에 대하여 설명한다.
본 발명의 바람직한 다른 일 측면에 따르는 표면품질 및 도금밀착성이 우수한 고강도 용융아연 도금강판의 제조방법은 중량%로, C: 0.05~0.3%, Mn: 1.5~20%, Si: 0.3~3.0%, Al: 0.001~1.5%, P 0.04% 이하(0은 제외), S: 0.015% 이하(0은 제외), N: 0.02% 이하(0은 제외), Ti: (48/14)*[N]~0.1%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함 냉연강판을 준비하는 단계;
상기 냉연강판을 전기도금하여 강판 표면에 편면 기준 1,000~3,000mg/m2의 Fe 전기 도금층을 형성하는 단계;
상기와 같이 Fe 전기 도금층이 형성된 냉연강판을 이슬점 온도가 -80 ~ -45℃로 제어된 환원 분위기의 소둔로에서 소둔하는 단계; 및
상기 소둔된 냉연강판을 냉각한 후, 0.1~0.3중량%의 Al 및 잔부 Zn 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 아연 도금욕에 침지하여 용융아연 도금하는 단계를 포함하고, 상기 전기도금은 가용성 Fe전극을 이용하여 실시되고, 상기 소둔은 750~950℃의 온도에서 5~120초 동안 실시된다.
냉연강판을 준비하는 단계
우선, 전술한 합금조성을 갖는 냉연강판을 준비한다.
상기 냉연강판 준비는 특별히 한정되는 것은 아니며, 일례로서, 본 발명의 합금조성을 만족하는 강 슬라브를 1100~1300℃의 온도에서 재가열하는 단계; 상기 재가열된 강 슬라브를 마무리 열간압연 온도 Ar3 이상의 온도로 사상압연하여 열연강판을 얻는 단계; 및 상기 열연강판을 산세한 후 냉간압연하여 냉연강판을 얻는 단계를 포함할 수 있다.
상기 재가열하는 단계는 1100~1300℃의 온도 범위에서 이루어지는 것이 바람직하다. 상기 재가열 온도가 1100℃ 미만인 경우에는 열간압연 하중이 급격히 증가하여 열연 조업성이 열위해지는 문제가 발생할 수 있으며, 1300℃를 초과하는 경우에는 재가열 비용의 상승 및 표면 스케일 양이 증가하는 문제가 발생할 수 있다.
상기 재가열된 강 슬라브를 마무리 열간압연 온도 Ar3 이상의 온도로 사상압연하여 열연강판을 얻는 것이 바람직하다. 이는 Ar3 미만에서는 페라이트+오스테나이트의 2상역 혹은 페라이트역 압연이 이루어져서 혼립조직이 만들어지며, 열간압연 하중의 변동으로 인한 오작이 우려되므로 상기와 같이 제어하는 것이 바람직하다.
상기 열연강판을 얻는 단계 후, 상기 열연강판을 700℃ 이하의 온도로 권취하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 상기 권취 온도가 700℃를 초과하는 경우에는 강판 표면의 산화막이 과다하게 생성되어 결함을 유발할 수 있으므로 상기 온도를 초과하지 않는 것이 바람직하다. 상기한 바와 같이 700℃ 이하의 온도라면 그 하한은 특별히 한정하지 않는다. 다만, 300℃ 미만인 경우에는 냉간압연 부하를 증가시키는 문제를 야기할 수 있으므로, 권취온도는 300℃ 이상인 것이 보다 바람직하다.
이후, 상기 열연강판을 산세한 후 냉간압연하여 냉연강판을 얻는다.
Fe 전기 도금층 형성단계
상기 냉연강판을 전기도금하여 강판 표면에 편면 기준 1,000~3,000mg/m2의 Fe 전기 도금층을 형성한다. 상기 전기도금은 가용성 Fe전극을 이용하여 실시된다.
본 발명에서와 같이 높은 강도와 연신율을 갖는 강판을 제조하기 위해서는 다량의 Mn, Si 및 Al이 첨가된다. 이러한 강판을 일반적인 소둔 공정을 적용하는 경우 도금성 및 도금밀착성이 열위해지게 된다. 다량의 Si, Al, Mn이 첨가된 강판을 냉간압연한 후 환원 분위기 내에서 소둔을 실시하면, 로내에 존재하는 산소와 수증기의 평형반응에 의해 생성된 산소가 존재하여 강판표면에서 내부까지 일정한 산소 농도구배를 형성한다. 이때의 산소농도가 상기 합금원소들이 산화되기 위하여 필요로 하는 임계산소농도 이상이고, 합금원소가 독립적으로 존재하는 것보다 산화반응하여 깁스자유에너지가 낮아져 에너지적으로 안정하게 되는 경우 합금원소는 산화되어 산화물을 생성한다. 산화물 형성에 따른 에너지 안정화는 합금원소가 표면 방향으로 확산할 수 있는 구동력을 제공하며, 에너지 안정화 정도는 합금원소에 따라 상이하다. Mn, Si, Al은 대표적인 산화성 원소로서 산화물 형성에 따른 에너지 안정화도가 타원소와 비교하여 상대적으로 높다. 따라서, 환원소둔 중에 표면으로 빠르게 확산하여 강판표면 0.1㎛ 이내 영역에서 고갈층을 형성하며 표면에 다량의 산화물을 형성한다. 이때, 환원소둔된 강판의 표면은 대부분 산화물로 덮이게 되어 강판이 아연도금욕에 침지될 때 도금욕과 소지철 간의 물리적 접촉을 차단하여 아연의 젖음성을 크게 떨어뜨려 아연이 부착되지 않은 일명 미도금이 발생할 뿐 아니라, 도금이 되더라도 강판과 아연도금층 계면에 Fe-Al 합금상이 형성되지 않아 아연도금층과 소지철 간의 밀착력이 떨어져 도금박리가 발생하게 된다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 냉연강판의 소둔 전단계에서 상기 냉연강판에 대하여 가용성 Fe전극을 이용한 전기도금을 실시하여 냉연강판 표면에 편면 기준 1,000~3,000mg/m2의 Fe 도금층을 양면에 형성한다.
상기와 같이, 소둔 전에 Fe도금층을 형성하게 되면 소둔 과정 중에서 강성분인 Si, Mn, Al이 표면으로 농화되어 산화물 형성할 때 표면으로 확산하는 차단막 역할을 하여 Fe 도금양에 따라 소둔 표면 산화물의 양을 저감하여 소둔 이후 강판의 용융도금욕 인입시 용융아연의 젖음성을 확보하여 난도금성의 고강도 강판의 도금성 및 도금밀착성을 확보할 수 있다.
상기 Fe전기도금 시 Fe부착량이 1,000mg/m2 미만인 경우 소둔 과정 중 산화성 합금성분의 확산 차단을 충분히 할 수 없으며, 3,000mg/m2을 초과하는 경우 산화물 형성을 억제할 수 있지만 전기도금 조업 공정 비용시 상승하여 경제적 문제가 발생하기 때문에 Fe부착량은 편면 기준 1,000~3,000mg/m2인 것이 바람직하다.
상기 Fe전기도금 시 가용성 Fe양극의 형태는 제한하지 않으며 성분은 가급적 Fe함량이 높으며 기타 합금성분의 함량이 적은 강종이 바람직하다. 가용성 Fe전극의 합금성분 함량이 많으면 전기도금 조업 중 전압을 인계하게 되면 Fe가 이온화되어 전해질 용액 내 용해되는 과정에서 합금성분 또한 용해되어 강판 표면 Fe도금 내 합금성분이 포함되어 소둔 시 표면으로 확산하여 산화물을 형성하며 전해질 용액 내 합금성분이 증가하여 전해질 용액 수명을 저하시킨다. 가용성 Fe전극 대신 이리듐 산화물 등의 불용성 전극을 사용하게 되면 전기도금 조업 진행 시 수분 내 Fe+ 2이온의 Fe+ 3이온으로 산화되면서 Fe(OH)3를 형성한다. Fe(OH)3는 고상의 침전물로 용액 내 환원되지 않아 용액의 수명을 저하시키고, Fe+ 2이온을 소모하여 전기도금 효율을 저하시켜 연속 조업성을 저하시키므로 가용성 Fe전극을 이용하는 것이 바람직하다.
상기 전기도금 시 전해질 용액은 특별히 한정되는 것은 아니며, 일례로, FeSO47H2O, Na2SO4 및 무수구연산으로 구성되고, 황산 또는 염산 등의 산을 투입하여 pH를 조정한다. FeSO47H2O은 가용성 Fe전극과 더불어 전해질 용액 내 Fe+ 2이온을 공급하는 역할을 하며, Na2SO4는 전도보조제로써 전해질 용액 내 전기전도도를 향상시켜 전기도금 효율을 향상시키는 역할을 한다.
상기 무수구연산은 Fe+ 2이온에 착화되어 Fe+ 3이온으로 산화되는 것을 억제하는 역할을 하며 과량으로 투입되면 Fe+ 2이온의 환원을 억제하여 전기도금 효율을 억제하므로 1.5g/L 미만으로 투입하는 것이 바람직하다.
상기 전해질 용액의 pH는 높으면 용액 내 수소이온 농도 저하에 따른 전기도금 효율이 저하되며 낮으며 강판 및 Fe도금이 전해질 용액에 의해 용해되어 전기도금 효율을 저하시키고 용액 pH 유지가 어려워지므로 pH는 1.8~2.5 범위로 유지하는 것이 바람직하다.
소둔단계
상기와 같이 Fe 전기 도금층이 형성된 냉연강판을 이슬점 온도가 -80 ~ -45℃로 제어된 환원 분위기의 소둔로에서 소둔한다. 이때, 소둔은 750~950℃의 온도에서 5~120초 동안 실시된다.
상기 이슬점 온도가 -45℃보다 높은 경우에는 강성분인 Mn, Si의 산화물 형성에 요구되는 임계산소 농도보다 높아져 소둔로내 가열 중 Mn, Si가 강판 표면에 농화되어 산화물을 형성하여 도금성을 열위하게 하는 단점이 있다. 한편, 이슬점 온도를 -80℃보다 낮게 제어하는 것은 기술적으로 어렵기 때문에 본 발명에서는 상기 이슬점 온도 범위를 -45 ~ -80℃의 범위로 제어하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 소둔은 750~950℃의 온도에서 5~120초 동안 이루어지는 것이 바람직하다. 강판의 충분한 재결정 조직을 확보 위해서는 상기 소둔 온도를 750℃ 이상으로 제어하는 것이 바람직하나, 950℃를 초과하는 경우에는 소둔로의 수명이 감소하는 단점에 있으므로, 상기 소둔 온도는 750~950℃로 제어하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 소둔 시간은 균일한 재결정조직을 얻기 위해서 최소 5초가 필요하며, 120초를 초과하는 경우에는 균열 가열 시간이 과도하여 강성분이 표면으로 확산하여 산소와 반응할 수 있는 충분한 시간이 주어져 강판 표면에 산화물을 형성하여 용융아연 도금욕 내 Al과 강판의 Fe간 화학반응에 의한 Fe-Al 합금상을 충분히 형성하지 못하여, 용융아연과 강판 간 젖음성이 확보되지 않아 미도금이 발생하거나, 도금밀착성이 열위하게 되는 단점이 있다.
소둔 분위기는 2~10%의 H2와 나머지 질소(N2)를 함유한 분위기일 수 있다.
용융아연 도금단계
상기 소둔된 냉연강판을 냉각한 후, 아연 도금욕에 침지하여 용융아연 도금한다. 상기 아연 도금욕은 0.1~0.3중량%의 Al 및 잔부 Zn 및 기타 불가피한 불순물을 포함한다.
상기 용융아연 도금공정은 특별히 한정되는 것은 아니며, 일례로, 상기 냉각된 냉연강판을 도금욕 온도-20℃ ~ 도금욕 온도+100℃로 재가열하거나, 또는 재냉각한 후 0.1~0.3중량%의 Al과 잔부 Zn 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 450~500℃의 도금욕에 침지하는 것으로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 재가열 또는 재냉각 온도 즉, 도금욕 인입온도가 도금욕온도-20℃ 보다 낮은 경우에는 아연의 젖음성이 떨어지며, 도금욕온도+100℃를 초과하는 경우에는 국부적으로 도금욕온도를 상승시켜 도금욕 온도관리가 어려운 단점이 있다. 또한, 도금욕 내 Al 함량이 0.1중량% 미만일 경우에는 소지철과 도금층 계면에 형성되는 Fe-Al합금상의 형성이 억제되는 단점이 있으며, 0.3중량%를 초과하는 경우에는 도금층 내 Al 함량이 증가하여 용접성을 떨어뜨리는 문제가 있다. 아울러, 도금욕 온도가 450℃ 미만인 경우에는 아연의 점도가 증가하여 도금욕 내 롤의 구동성이 떨어지고, 500℃를 초과하는 경우에는 아연의 증발이 증가하기 때문에 바람직하지 않다.
본 발명의 바람직한 다른 일 측면에 따르는 표면품질 및 도금밀착성이 우수한 고강도 용융아연 도금강판의 제조방법에 의하면, 냉연강판 위에 형성된 1,000~3,000mg/m2의 Fe 전기 도금층, 이 Fe 전기 도금층 위에 형성된 Fe-Al 합금상, 및 이 Fe-Al 합금상 위에 형성된 용융아연도금층을 포함하고, 상기 Fe-Al 합금상은 상기 냉연강판 표면 면적에 대하여 70면적%이상 형성되고, 산화물의 표면 도포 면적율(%)이 50%이하(0% 포함)인 표면품질 및 도금밀착성이 우수한 고강도 용융아연도금강판을 제조할 수 있다.
상기 용융아연 도금강판은 900MPa 이상의 인장강도와 15,000MPa% 이상의 인장강도×연신율의 값을 가질 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 다만, 본 발명은 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
(실시예)
하기 표 1의 합금조성을 갖는 강을 용해한 후, 슬라브를 제조하였다. 제조된 각각의 강 슬라브를 활용하여 1200℃의 온도에서 1시간 유지 후, 900℃에서 마무리 압연한 다음 650℃까지 냉각하여 650℃로 유지된 보온로에서 1시간 동안 유지시킨 후 로냉을 실시하였다. 냉각이 완료된 열연강판은 열연크랙 발생 여부를 육안 관찰하고 60, 17부피% HCl 용액으로 30초간 산세를 실시하여 강판 표면의 산화철을 용해시켰다. 일부 시편에서 30초 동안의 산세가 불충분할 경우 동일 조건에서 추가 산세를 20초간 실시하였으며, 산세가 완료된 열연강판을 55% 압하율로 냉간압연을 실시하였다.
강종 화학조성(중량%)
C Mn Si Al P S N Cr Mo Ti Ni Nb
1 0.215 2.5 1.71 0.024 0.025 0.01 0.018 0.45 - 0.07 0.45 -
2 0.185 3.4 1.54 1.74 0.018 0.009 0.015 0.12 0.08 0.05 0.12 0.08
3 0.154 23.2 3.5 0.024 0.025 0.008 0.014 0.11 - 0.05 0.04 0.07
4 0.127 8.1 2.54 0.021 0.018 0.007 0.019 0.15 0.08 0.07 0.024 0.05
5 0.214 18.2 1.46 5.74 0.009 0.005 0.015 0.15 - 0.05 0.3 -
6 0.245 19.2 1.1 0.013 0.014 0.004 0.014 0.23 0.045 0.05 0.025 0.08
7 0.175 24.1 1.24 0.023 0.021 0.012 0.012 0.34 0.07 0.04 0.12 -
8 0.145 2.5 4.05 3.21 0.032 0.011 0.018 0.12 0.065 0.06 0.063 0.07
9 0.151 2.3 2.02 0.021 0.021 0.008 0.014 0.45 - 0.05 0.041 -
10 0.123 21.5 1.24 5.42 0.018 0.013 0.011 0.5 0.056 0.04 0.045 -
11 0.245 2.7 1.23 0.032 0.024 0.012 0.008 0.42 0.024 0.03 - 0.045
12 0.265 2.5 1.45 1.13 0.021 0.011 0.012 - - 0.04 - -
이렇게 얻어진 냉연강판은 전처리를 통해 표면에 묻은 이물질을 제거하고 하기 표 2에 기재된 조건으로 Fe전기도금 및 소둔을 실시한 다음 도금욕 인입온도 480℃, 도금욕 온도 456℃, 아연도금욕내 Al농도 0.23중량%의 도금조건으로 도금을 실시한 후 에어나이프를 사용하여 편면기준 도금부착량 60g/m2으로 조절하고 냉각하여 용융아연도금강판을 제조하였다.
실시예
No.		 강종 Fe 전기도금 조건 연손 소둔 조건
전극
타입		 침전물
형성유무		 Fe부착량
(mg/m2)		 소둔온도
(℃)		 소둔시간
(s)		 분위기 가스 이슬점 온도
(℃)
발명예1 1 가용성 미발생 1,200 874 121 5H2-N2 -57
비교예1 1 가용성 미발생 1,200 745 120 5H2-N2 -54
비교예2 1 가용성 미발생 200 865 118 5H2-N2 -54
비교예3 2 가용성 미발생 2,500 876 107 7H2-N2 -47
비교예4 2 가용성 미발생 3,000 842 105 7H2-N2 -47
비교예5 3 가용성 미발생 2,500 817 114 7H2-N2 -50
비교예6 4 가용성 미발생 1,200 987 162 5H2-N2 -51
발명예2 4 가용성 미발생 1,000 845 120 7H2-N2 -48
비교예7 5 가용성 미발생 1,800 834 117 7H2-N2 -54
비교예8 6 가용성 미발생 2,000 842 113 5H2-N2 -15
비교예9 6 가용성 미발생 300 862 110 5H2-N2 -51
비교예10 7 가용성 미발생 2,800 874 117 5H2-N2 -48
비교예11 8 가용성 미발생 2,500 857 121 7H2-N2 -47
비교예12 9 가용성 미발생 1,200 845 113 1H 2 -N 2 -57
비교예13 10 가용성 미발생 2,700 856 118 5H2-N2 -47
비교예14 11 가용성 미발생 1,100 842 115 1H 2 -N 2 -51
발명예3 11 가용성 미발생 1,500 847 117 5H2-N2 -57
발명예4 12 가용성 미발생 2,800 856 123 7H2-N2 -47
비교예15 1 불용성 발생 미형성 812 115 4H2-N2 -47
비교예16 6 불용성 발생 미형성 811 127 7H2-N2 -51
비교예17 11 불용성 발생 미형성 812 117 5H2-N2 -57
상기 얻어지는 도금강판에 대하여 표면의 미도금부위 존재 여부 및 정도(표면품질)를 육안으로 확인한 뒤, 그 표면품질을 평가하여 하기 표 3에 나타내었다. 표 3에서 ○는 미도금 부위가 없는 경우, △는 직경 2mm이하 크기의 미도금이 존재하는 경우, ×는 직경 2mm를 초과하는 크기의 미도금이 존재하는 경우를 의미한다.
아울러, 용융아연도금층을 용해 및 제거한 후 표면을 SEM(Scanning Electron Microscope)으로 촬영하여 이미지 분석 소프트웨어를 이용함으로써 용융아연도금층과 소지강판 계면에 형성된 Fe-Al 합금상의 면적%를 측정한 뒤, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
또한, 각각의 강판에 대한 도금 밀착성을 평가하고, 그 결과를 표 3에 나타내었다. 상기 도금 밀착성 평가는 강판 표면에 자동차 구조용 접착제를 도포한 후, 건조하여 응고를 완료한 다음 90도로 굽혀 접착제와 도금강판을 분리시킴으로써 수행하였으며, 도금층이 박리되어 접착제에 묻어 나오는지를 여부를 확인하여 도금밀착성을 평가하고, 그 결과를 ○ 및 ×로 표 3에 나타내었다. 표 3에서 ○는 도금층이 박리되어 접착제가 묻어나지 않는 경우로서, 도금밀착성이 양호한 것을 나타내며, ×는 도금층이 박리되어 접착제가 묻어나는 경우로서, 도금밀착성이 불량함을 나타낸다.
그리고, 도금강판에 대하여 JIS5호로 인장시험을 실시하여 강판의 인장강도와 연신율을 측정하고, 인장강도와 인장강도(MPa)×연신율(%) 형태로 환산하여, 그 값을 하기 표 3에 나타내었다.
실시예
No.		 강종 인장강도
(MPa)		 인장강도
×연신율(MPa%)		 Fe-Al
합금상분율(면적%)		 산화물표면
도표면적율(%)		 표면품질 도금 밀착성
발명예1 1 1,192 17,880 89 9 ○ ○
비교예1 1 840 13,421 90 7 ○ ○
비교예2 1 1,182 17,254 21 61 × ×
비교예3 2 1,254 21,354 17 70 △ ×
비교예4 2 1,245 22,534 12 69 × ×
비교예5 3 1,452 5,621 9 72 △ ×
비교예6 4 1,184 28,421 7 71 × ×
발명예2 4 1,184 28,416 94 7 ○ ○
비교예7 5 1,321 5,123 11 81 × ×
비교예8 6 1,354 41,974 35 74 × ×
비교예9 6 1,324 56,321 21 78 × ×
비교예10 7 1,402 54,211 20 69 × ×
비교예11 8 1,241 21,097 12 83 × ×
비교예12 9 1,245 19,920 34 81 × ×
비교예13 10 1,394 52,142 27 69 ○ ×
비교예14 11 981 21,450 51 63 × ×
발명예3 11 1,002 20,895 91 12 ○ ○
발명예4 12 992 20,185 87 13 ○ ○
비교예15 1 1,092 17,745 5 84 × ×
비교예16 6 1,321 41,424 7 90 × ×
비교예17 11 962 20,830 3 91 × ×
상기 표 1 내지 3에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명이 제안하는 합금조성과 제조조건을 만족하는 발명예 1, 4, 11 내지 14의 경우에는 인장강도가 900MPa 이상이면서도, 인장강도×연신율이 15,000MPa% 이상으로써 우수한 기계적 물성을 확보하고 있음을 알 수 있다.
또한, 냉연강판과 용융아연도금층의 계면에 Fe-Al 합금상이 70면적%이상 형성되어 미도금 발생이 없이 우수한 표면품질을 가지고 있을 뿐만 아니라, 도금밀착성 또한 우수함을 알 수 있다.
또한, 산화물표면도표면적율(%) 50%이하이므로 도금 표면품질과 도금밀착성이 우수함을 알 수 있다.
한편, 비교예 1은 본 발명이 제시하는 합금성분은 만족하였으나 소둔온도가 낮은 경우로, 인장강도가 확보되지 않았으며 인장강도×연신율도 미달되어 재질이 열위하였다.
비교예 6의 경우에는 본 발명이 제안하는 합금조성과 Fe전기도금부착량은 만족하였으나, 소둔온도가 범위를 초과하여 소둔 공정 시 Fe도금을 통과하여 표면에 확산되는 합금성분의 양과 표면산화물의 양이 과도하여 Fe-Al합금상 분율이 열위하여 미도금이 발생하여 표면품질이 열위하였으며, 도금 박리가 발생하였다.
비교예 8의 경우에는 본 발명이 제안하는 합금조성과 Fe전기도 금부착량은 만족하였으나, 소둔 과정에서 로내 이슬점이 제안하는 범위를 초과하였다. 로내 이슬점이 상승하는 경우는 수증기-산소 간 평형반응을 통해 형성되는 산소양이 증가하여 로내 산소 농도가 증가한다. 산소 농도가 증가하는 경우 과도한 표면산화물을 형성하여 Fe-Al합금상 분율이 열위하여 미도금이 발생하며, 도금 박리가 발생한다.
비교예 12 및 14의 경우는 본 발명이 제안하는 합금조성과 Fe전기도금 부착량을 만족하였으나, 소둔 과정에서 분위가 가스의 수소 분압이 낮아 환원분위기가 조성되지 않았다. 환원분위기가 없는 상태에서 소둔이 진행되는 경우 표면산화물이 과도하게 형성되어 Fe-Al합금상 분율이 열위하여 미도금이 발생하며, 도금 박리가 발생한다.
비교예 2 및 9의 경우에는 본 발명이 제안하는 합금조성과 소둔조건을 만족하였으나, Fe전기도금 부착량이 제안하는 범위 미만으로 Mn, Si 및 Al 등의 산화성 합금성분이 소둔 과정에서 확산을 통해 Fe도금층을 통과하여 표면에 과량의 산화물을 형성하여 용융도금 시 표면에 충분한 Fe-Al합금상을 형성하지 못하여 전면 미도금이 발생하여 표면품질이 열위하였으며 일부 도금이 형성되 부분에서 도금밀착성을 평가한 결과 도금박리가 발생하여 도금밀착성이 열위하였다.
비교예 3, 4, 5, 7, 10, 11, 및 13의 경우에는 본 발명이 제시하는 Fe전기도금 부착량 및 소둔 조건을 모두 만족하였으나, 합금성분 중 Mn, Si 및 Al의 함량이 제안하는 범위를 초과하였다. 합금성분 함량이 제안된 범위를 초과하는 경우는 소둔과정에서 Fe도금층이 충분한 두께로 형성된 후에 Fe도금층과 강판표면 간 계면으로 합금성분이 확산하여 계면을 따라 띠(band)형태를 이루면서 산화물을 형성한다. 이러한 경우 Fe도금층 표면에 형성되는 산화물의 양이 적은 경우는 미도금이 어느 정도 있는 수준의 도금성은 확보가 가능하지만, Fe도금과 강판 표면 간 계면 산화물이 취성을 가져 성형 등의 가공시 강판이 굽혀지는 과정에서 도금층의 박리가 발생할 수 있으며, 본 실시예에서도 모두 도금 박리가 발생하여 도금밀착성이 열위하였다.
한편, 비교예 15, 16 및 17의 경우는 본 발명이 제시하는 합금성분은 만족하였으나 Fe전기도금 시 불용성 전극을 사용한 것이다. 불용성 전극을 사용하여 전기도금을 실시하는 경우 Fe전기도금을 형성하는 과정에서 Fe+ 3계열의 침전물이 과량으로 발생하여 지속적인 전기도금 작업이 불가하여 Fe전기도금이 형성되지 않았다. Fe전기도금이 형성되지 않아 본 발명에서 제시하는 소둔 및 도금 조건에서 도금을 실시하여도 소둔 중 과도한 표면 산화물이 형성되어 도금 과정에서 Fe-Al합금상이 충분히 형성되지 않았고 도금성 및 도금밀착성이 열위하였다.

Claims (7)

  1. 중량%로, C: 0.05~0.3%, Mn: 1.5~20%, Si: 0.3~3.0%, Al: 0.001~1.5%, P 0.04% 이하(0은 제외), S: 0.015% 이하(0은 제외), N: 0.02% 이하(0은 제외), Ti: (48/14)*[N]~0.1%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 냉연강판과 이 냉연강판 위에 형성된 1,000~3,000mg/m2의 Fe 전기 도금층, 이 Fe 전기 도금층 위에 형성된 Fe-Al 합금상, 및 이 Fe-Al 합금상 위에 형성된 용융아연도금층을 포함하고, 상기 Fe-Al 합금상은 상기 냉연강판 표면 면적에 대하여 70면적%이상 형성되고, 상기 Fe 전기도금층상에 형성된 산화물의 표면 도포 면적율(%)이 50%이하(0% 포함)인 표면품질 및 도금밀착성이 우수한 고강도 용융아연도금강판.
  2. 제1항에 있어서, 상기 냉연강판은 Cr: 0.1~1.0%, Mo: 0.1% 이하, Ni: 0.005~0.5%, Nb: 0.1% 이하 및 B: 0.005% 이하로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 1종 이상을 추가로 포함하는 표면품질 및 도금밀착성이 우수한 고강도 용융아연도금강판.
  3. 제1항에 있어서, 상기 용융아연 도금강판은 인장강도가 900MPa 이상이고, 인장강도×연신율의 값이 15,000MPa% 이상인 표면품질 및 도금밀착성이 우수한 고강도 용융아연도금강판.
  4. 중량%로, C: 0.05~0.3%, Mn: 1.5~20%, Si: 0.3~3.0%, Al: 0.001~1.5%, P 0.04% 이하(0은 제외), S: 0.015% 이하(0은 제외), N: 0.02% 이하(0은 제외), Ti: (48/14)*[N]~0.1%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함 냉연강판을 준비하는 단계;
    상기 냉연강판을 전기도금하여 강판 표면에 편면 기준 1,000~3,000mg/m2의 Fe 전기 도금층을 형성하는 단계;
    상기와 같이 Fe 전기 도금층이 형성된 냉연강판을 이슬점 온도가 -80 ~ -45℃로 제어된 환원 분위기의 소둔로에서 소둔하는 단계; 및
    상기 소둔된 냉연강판을 냉각한 후, 0.1~0.3중량%의 Al 및 잔부 Zn 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 아연 도금욕에 침지하여 용융아연 도금하는 단계를 포함하고, 상기 전기도금은 가용성 Fe전극을 이용하여 실시되고, 상기 소둔은 750~950℃의 온도에서 5~120초 동안 실시되는 표면품질 및 도금밀착성이 우수한 고강도 용융아연 도금강판의 제조방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 냉연강판은 Cr: 0.1~1.0%, Mo: 0.1% 이하, Ni: 0.005~0.5%, Nb: 0.1% 이하 및 B: 0.005% 이하로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 1종 이상을 추가로 포함하는 것임을 특징으로 하는 표면품질 및 도금밀착성이 우수한 고강도 용융아연 도금강판의 제조방법.
  6. 제4항에 있어서, 상기 냉연강판을 준비하는 단계는,
    강 슬라브를 1100~1300℃의 온도에서 재가열하는 단계;
    상기 재가열된 강 슬라브를 마무리 열간압연 온도 Ar3 이상의 온도로 사상압연하여 열연강판을 얻는 단계; 및
    상기 열연강판을 산세한 후 냉간압연하여 냉연강판을 얻는 단계를 포함하는 표면품질 및 도금밀착성이 우수한 고강도 용융아연 도금강판의 제조방법.
  7. 제4항에 있어서, 상기 용융아연 도금하는 단계는 상기 냉각된 냉연강판을 도금욕 온도-20℃ ~ 도금욕 온도+100℃로 재가열하거나, 또는 재냉각한 후 450~500℃의 아연 도금욕에 침지하는 것으로 이루어지는 표면품질 및 도금밀착성이 우수한 고강도 용융아연 도금강판의 제조방법.
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