용융아연도금의 열역학적 해석

전문가 제언

○ 용융도금법(HDG : hot-dip galvanizing)으로 제조되는 아연도금강판은 자동차, 가전, 건재 등에 가장 많이 이용되며 미관성, 내식성, 용접성, 도장성 등 용도에 대응한 요구특성에 따라 여러 가지 형태로 제조되고 있다. 대표적인 것으로는 Zn도금층만 형성시킨 GI(gavanized) 강판, Zn도금층을 열처리하여 Zn-Fe 합금층을 형성시킨 GA(galvannealed) 강판, Zn-Al계 도금욕을 이용하여 Zn-5%Al 도금층을 형성시킨 갈판(Galfan), Zn-55%Al 도금층을 형성시킨 갈바륨(Galvalume) 등이 있다.

 

○ 연속도금라인(CGL)에서 강판은 청정화 설비, 아연도금욕(Zn bath), 부대설비(에어나이프, GA열처리로, 스킨패스압연기)를 통과하면서 도금층의 두께와 성분이 제어된다. 도금욕에는 용융아연의 산화억제, 도금밀착성 및 도금균일성의 향상을 위하여 0.15~0.2%의 Al을 첨가한다. 따라서 용융도금과정에서는 각종의 Fe-Zn계와 Fe-Al계 금속간화합물(IMC)이 생성되어 드로스의 발생과 도금층의 형성에 관여하므로 도금품질의 향상에는 IMC의 생성을 제어하는 아연욕의 관리기술이 매우 중요하다.

 

○ IMC의 생성거동은 Zn-Fe-Al계의 상평형에 관한 문제로서 이의 해석에는 용융아연욕의 Al농도에 따른 석출상의 변화를 파악하는 것이 필요하다. Al농담전지를 이용한 화학센서의 개발에 의해 Al농도의 정확한 측정이 가능하고 석출상의 분석기법도 고도화하여 퍼텐셜상태도의 해석에 의해 각종 IMC의 안정영역과 석출경로를 검토할 수 있게 되었다. 이와 같은 상평형에 관한 해석은 도금욕을 관리하는 현장기술에 접목되어 오늘날 용융도금강판의 품질은 전기도금강판에 필적하고 있다.

 

○ 국내에서는 POSCO, 현대하이스코, 동부제철 등을 위시한 여러 철강회사에서 용융아연도금강판을 생산하고 있으며 제품기술은 자동차용 고급강판을 제조할 수 있는 수준에 있다. 그러나 생산현장의 기술개발은 조업경험에 의존하고 있는 실정이므로 기술의 고도화에는 한계가 있다. 아연도금강판의 고급화는 자동차 산업의 경쟁력 강화에도 매우 중요하므로 평형론과 속도론의 양면에서 생산현장에 접목시킬 수 있는 Zn bath chemistry 연구의 활성화가 요구된다.

저자

Shu Yamaguchi

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

재료

연도

2014

권(호)

19(8)

잡지명

ふえらむ

과학기술
표준분류

재료

페이지

548~552

분석자

심*동

분석물

• 용융아연도금의 열역학적 해석.pdf [360,328 byte]

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