KR0143502B1

KR0143502B1 - 도금외관 및 인산염 처리성이 우수한 전기아연 도금강판 제조방법

Info

Publication number: KR0143502B1
Application number: KR1019940026333A
Authority: KR
Inventors: 이재륭; 한갑수
Original assignee: 김만제; 포항종합제철주식회사
Priority date: 1994-10-14
Filing date: 1994-10-14
Publication date: 1998-08-17
Also published as: KR960014399A

Abstract

본 발명은 염화물욕으로 전기아연 도금강판을 제조함에 있어서, 첨가제를 첨가시키지 않고 도금욕중의 아연이온과 염소이온의 농도비를 조절하므로서, 폭넓은 전해조건에서 아연 도금층의 표면외관을 균일하게 하며, 표면의 백색도와 광택도가 양호하고, 인산염 처리후의 표면외관이 우수한 전기아연 도금강판의 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명은 전기아연 도금강판의 제조방법에 있어서, 아연이온농도가 45-150g/1, 염소이온 농도가 80-380g/1 이고, 상기 아연이온에 대한 염소이온 농도비([CI-]/[ZN²+])가 1.5-2.8-5인 도금액의 ph를 2.0-6.0의 범위로 조절하고, 도금액의 온도를 40-70。C의 범위로 유지한 다음, 전류 밀도를 20-250A/dm², 상대유속을 0.5-3.0m/sec의 조건으로 하여 전기도금함을 특징으로 하는 도금외관 및 인산염 처리성이 우수한 전기아연도금강판 제조방법을 제공함을 그 요지로 한다.

Description

도금외관 및 인산염 처리성이 우수한 전기아연 도금강판 제조방법

본 발명은 전기아연도금강판의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세히는 도금외관 및 인산염처리성이 우수한 전기아연 도금강판의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 강판의 방청성을 확보하기 위한 방법으로 아연도금이 개발되어 널리 사용되고 있다. 이와같은 아연도금은 종래에는 주로 도장처리 하지용으로 사용되었으나, 최근에는 아연도금된 강판을 바로 인산염처리 또는 크로메이트 처리 및 유기수지 도포 처리를 하므로서 내식성, 내지문성등을 향상시켜 그대로 사용하는 경우가 많아지고 있다.

상기와 같이 사용되는 아연도금강판 중에서도 특히 전기아연도금 강판은 용융아연도금강판에 비해 얇은 박도금이 용이하며, 아연 도금층의 외관 및 균일성이 우수하기때문에 수요가의 요구에 따라 가전, 자동차, 건축자재등 여러 분야에서 폭넓게 사용되고 있다.

그러나 상기와 같은 전기아연 도금강판의 아연도금층의 표면특성이 불량하면, 각종 후처리 공정을 실시한 다음에도 전기아연 도금강판 표면상에 표면 불량이 그대로 나타날 뿐만 아니라 일부 도장처리를 행한 후에도 선영성등에 좋지 않은 영향을 미치게 되므로, 저기아연 도금강판을 상기 용도로 사용하기 위해서는 아연도금층의 외관 및 광택등의 표면특성이 우수해야만 한다.

그러므로 상기와 같이 표면 불량이 없는 우수한 전기아연 도금강판을 제조하기 위해서는 표면 특성에 큰영향을 미치는 요인인 도금작업 조건을 적정히 조절하여 전기아연 도금을 실시해야만 한다.

일반적으로 전기아연 도금시 사용되는 도금욕으로는 시안도금욕, 산성욕등을 들수 있으며, 특히 강판의연속도금시 생산성 향상을 위한 고속도금라인에서는 황산아연을 주성분으로 하는 화화물욕과, 염화아연을 주성분으로 하는 염화물욕등의 산성욕이 주로 사용되고 있다.

상기와 같은 산성욕 중에서도 염화물욕은 황화물욕에 비해 전기 전도도가 우수하여 고전류 밀도로 도금이 가능하고, 주로 용해성 양극을 사용하므로 불용성 양극을 사용하는 황화물욕에 비하여 용액관리가 용이하고 비용이 적게 드는 장점이 있다.

그러나 이와같은 산성욕은 아연 도금층의 광택성 및 균일 전착성에 있어서 시안도 금욕에 비해 미흡한 문제점이 있다.

따라서 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제시된 종래 방법들은 대부분 도금욕중에 유기 또는 무기 첨가제를 첨가시키는 방법으로 다음과 같다.

즉, 황화물욕의 경우 (1) 글리세린, 그루코스등의 유기첨가제를 도금욕에 첨가하는 방법(「電氣化學」Vol. 52, No, 5(1984) p286), (2) 도금욕 중에 SrCO₃, BaCO₃를 첨가시켜 도금욕을 청정화 시키는 방법(일본 특허공개 공보(소) 53-18170)이 제안되어 있다.

그러나 상기 (1)의 방법과 같이 유기 첨가제를 첨가하는 경유 아연 도금층의광택을 개선시키는 효과가 나타나지만, 첨가제의 농도관리범위가 협소하여 고속 고전류밀도로 도금시 도금욕 조성변화에 따른 분석상 관리가 힘들 뿐만 아니라 첨가제가 아연 도금층중에 공서되면 내식성 및 크로메이트 반응성을 열화시키는 문제점이 있다.

또한 상기 (2)의 방법과 같이 SrCO₃, BaCO₃를 첨가시키는 경우에도 도금액중의 농도관리 및 분석이 곤란하며, 아연 도금층중에 Sr, Ba 등이 공석되는 경우 아연 도금층 특성이 열화되는 문제점이 있다.

한편, 염화물욕의경우, (1)폴리에틸렌 오사이드 알킬래이트 슬폰화할물을 첨가하는 방법(일본 특허공개 공보(소) 42-8764호)과, (2) 카드뮴 이온을 첨가하는 방법특허공개 공보(소) 46-40402호)등이 있으나 이러한 방법 (1),(2) 또한 싱기한 화화물욕에서와 같이 도금액중의 농도관리가 어려워 연속도금 공정에 적용하는 데는 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위해 제안된 것으로, 특히 염화물욕에 있어서 첨가제를 첨가시키지 않고 도금욕중의 아연 이온과 염소이온의 농도비를 조절하므로서, 폭넓은 전해조건에서 아연 도금층의 표면외관을 균일하게 하며, 표면의 백색도와 광택도가 양호하고, 인산염 처리후의 표면외관이 우수한 전기아연 도금강판의 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.

이하 본 발명을 설명한다.

본 발명은 전기아연 도금강판의 제조방법에 있어서, 아연이온농도가 45-150g/1, 염소이온 농도가 80-380g/1 이고, 상기 아연이온에 대한 염소이온 농도비([CI-]/[ZN2+])가 1.5-2.8-5인 도금액의 ph를 2.0-6.0의 범위로 조절하고, 도금액의 온도를 40-70。C의 범위로 유지한 다음, 전류 밀도를 20-250A/dm2, 상대유속을 0.5-3.0m/sec의 조건으로 하여 전기도금함을 특징으로 하는 도금외관 및 인산염 처리성이 우수한 전기아연도금강판 제조방법에 관한 것이다.

보다 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명에 따라 전기아연 실시한 경우 도금액의 아연 이온농도가 45g/1이하인 경우에는 아연 이온의 농도부족에 의해서 아연 도금층 조직이 커지고 표면이 검게 되는 탄도금 현상(burning)을 일으키고, 150g/1 이상에서는 분말 상태의 아연 도금층이 나타나 밀착성이 떨어지기 때문에 아연이온 농도는 45-150g/1 로 조성됨이 바람직하며, 또한 상기 염소이온농도가 80g/1 이하에서는 도금액의 전기전도도 감소로 인하여 탄도금현상이 발생할 우려가 크고, 380g/1 이상에서는 용해도 문제로 염소이온이 석출되어 도금 작업성 및 도금액 농도관리가 어렵고 도금 품질이 저하되므로 염소이온 농도는 80-380g/1 로 조성됨이 바람직하다.

또한, 상기한 도금액중 아연 이온애 대한 염소이온의 상대 농도비 ([CI-]/[ZN2+])가 1.8-2.5 범위로 유지되어야 하는데, 그 이유는 상기 상대농도비가 1.8이하일 경우에는 아연 도금층의 백색도 및 광택도가 감소되고, 도금액의 전기전도도 감소로 인하여 탄도금 현상이 발생되며, 2.5이상이면 백색도가 저하될 뿐만 아니라 도금줄무늬 발생이 증가되고, 또한 도금액 ph, 온도, 전류 밀도 및 유속등의 도금조건 변화에 따른 표면외관 및 광택도의 변화가 크기때문이다.

상기 농도로 조성되는 도금액의 ph 2.0 이하에서는 도금 표면이 어둡고 광택이 저하되며 도금줄무늬 발생이 심하고, 6.0 이상에서는 도금액중 아연 이온이 수산화이온과 결합하여 수산화아연을 만들게 되어 도금액 농도 변화가 심하고 침전물이 생겨 도금표면이 거칠어지므로 도금액의 ph 는2.0-6.0으로 제한함이 바람직하다.

또한, 도금액의 온도가 40°C이하에서는 아연 도금층의 백색도 및 광택이 저하되며, 70°C 이상이 되면 도금줄무늬가 발생되고 도금액 증발이 심하여 공해문제를 유발시키고 도금 작업성이 저하되므로 도금액의 온도는 40-70°C로 제한함이 바람직하다.

한편, 상기와 같이 조절된 도금액을 사용하여 도금할시 전류 밀도는 20A/dm²-250A/dm²범위가 바람직한데, 그 이유는 전류밀도가 20A/dm²이하에서는 아연도금층이 거칠어지고 표면외관이 불균일할 뿐만 아니라 저전류밀도 조업으로 생산성이 떨어지며, 250A/dm²이상에서는 한계 전류 밀도 범위를 넘게 되어 도금표면이 검게 되고 아연도금층 결정립이 크게 나타나는 탄도금이 발생되어 정상적인 도금품질을 얻을 수 없기 때문이다.

상기한 상대유속은 도금액을 통과하는 강판의 상대 이동속도를 나타내며 그 속도가 0.5m/sec 이하일 경우에는 저속작업에 따란 도금층 표면오염과 저전류 밀도에 의해 도금 표면이 거칠어지는 문제점이 있으며, 3.0m/sec 이상인 경유는 상대유속 증가에 따른 부대설비의 증가 및 도금액의 비산동의 문제점이 예상되므로 강판의 상대유속은 0.5-3.0m/sec로 제한함이 바람직하다.

즉,본 발명은 도금시 아연이온 농도와 염소이온 농도의 상대농도비가 1.8-2.5 범위로 유지되면, 도금액ph, 온도 , 전류밀도 및 유속등의 도금조건이 상기한 범위내에서 어떻게 변화해도 도금표면의 백색도 및 광택도가 높은 값을 유지할 뿐만 아니라 도금줄무늬 발생이 없고 외관의 균일성이 확보되어 연속라인에서 도금작업시 작업성이 용이해져 생산성을 증대시킬수 있다.

이하 본 발명을 [실시예]를 통해 보다 구체적으로 설명한다.

[실시예]

냉연강판을 전처리(탈시, 산세)하고 염화이온 도금욕에서 하기표1에 나타난 도금액 조성 및 도금조건으로 전기아연 도금강판을 제조하였다.

상기와 같이 제조된 전기아연 도금강판에 대한 백색도 및 광택도를 측정하고, 그 결과를 하기표1에 나타내었다.

또한, 상기와 같이 제조된 전기아연도금강판을 인산염 처리한 수 그 백색도를 측정하고, 그 결과를 하기표1에 나타내었다.

이때, 전기아연 도금 강판의 인산엽처리는 표면조정(40。C,5초), 순수수세, 인산염처리(50。C,5초), 순수수세, 크롬산 처리(40。C,2초), 건조등 통상의 방법으로 실시하였다.

하기표1에 나타난 인산염처리 전후의 백색도는 Color and Color Difference Meter C-5120(TOKYO DENSHOKU)에 의해 측정된 값으로서 백색기준판은 92.9의 백색도값을 가지며, 광택도는 Gloss Meter(ERICHSEN)에 의하여 입사각 60。로 측정한 값이다.

상기 표1에 나타난 바와같이, 본 발명에 부합되는 발명재(5-14)는 넓은 도금조건에서 도금조건이 변화되어도 전기아연 도금츨 및 인산염 처리후의 표면외관이 우수하며 균일성이 유지되지만, 본 발명의 도금조건 범위를 벗어난 도금용액에서 실시된 비교재(1-4)는 도금층 및 인산염처리후의 백색도 및 광택도가 낮고 도금조건에 따른 도금층 표면외관 변화가 큰것을 알 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명은 염화물욕에 있어서 첨가제를 첨가시키지 않고 도금액중의 아연이온과 염소이온의 농도비를1.8-2.5 범위로 유지함으로서, 다른 도금 조건이 변화되어도 넓은 전해조건에서 아연 도금층의 표면외관이 균일하며 백색도와 광택도가 양호하고, 인산염처리 후의 표면외관이 우수한 전기아연도금강판을 제조할 수 있는 효과가 있다.

Claims

전기아연 도금강판의 제조방법에 있어서, 아연이온농도가 45-150g/1, 염소이온 농도가 80-380g/1 이고, 상기 아연이온에 대한 염소이온 농도비([CI-]/[ZN²+])가 1.5-2.8-5인 도금액의 ph를 2.0-6.0의 범위로 조절하고, 도금액의 온도를 40-70。C의 범위로 유지한 다음, 전류 밀도를 20-250A/dm², 상대유속을 0.5-3.0m/sec의 조건으로 하여 전기도금함을 특징으로 하는 도금외관 및 인산염 처리성이 우수한 전기아연도금강판 제조방법