아연 도금 강판의 용도나 특징, SECC와 SGCC 등 2종류에 대해 설명하겠습니다. 
목차
뛰어난 방청 효과를 가진 아연 도금 강판
아연 도금 강판이란 말 그대로「강판」에 「아연 도금」처리를 한 재료입니다. 우선 제조 방법과 기본에 대해 설명하겠습니다.
제조 방법
아연 도금 강판은 SPCC(냉간 압연 강판)에 아연 도금 처리를 한 것입니다. SPCC는 비교적 저렴해 입수하기 용이한 강판으로, 가공성이 풍부해 벤딩이나 드로잉 등의 성형 가공에 많이 사용됩니다. 그러나 SPCC는 매우 녹이 잘 슬기 때문에 기본적으로 표면 처리가 필요합니다. SPCC의 표면 처리에는 도장이나 도금 등 다양한 것이 있는데, 그 중에서도 이것은 아연으로 도금 처리된 것입니다.
특징
도금이란 금속이나 수지 표면에 금속의 얇은 막을 성형하는 표면 처리입니다. 그 중에서도 아연 막을 성형하는 것을 아연 도금이라 합니다. 아연은 공기 중의 산소와 결합해 부동태인 산화 피막을 형성합니다. 따라서 매우 높은 방청 효과를 갖고 있다는 것이 특징입니다. 또한, 아연은 철보다 이온화되는 경향이 높아, 철보다 빨리 산화된다는 특징도 있습니다. 그래서 철(강)에 아연 도금 처리를 하면, 가령 도금 표면에 작은 흠집이 생겨 안에 있는 철이 노출되어도 주위의 아연이 먼저 부식해 철의 부식을 막는 효과가 있습니다. 이러한 현상을 희생 방식이라 합니다. 따라서 아연 도금은 주로 철(강)에 적용됩니다.
종류
아연 도금은 도금 방법과 금속에 따라 분류됩니다. 방법에는 용융 아연 도금과 전기 아연 도금 등 2종류가 있습니다. 용융 아연 도금이란 가열하여 녹인 아연에 강판이나 부품을 담그는 방법입니다. 치즈 퐁듀나 초콜릿 퐁듀 등을 상상해 보면 알 수 있습니다. 융해 도금이나 튀김 도금이라고도 합니다. 두꺼운 도금층을 얻을 수 있으며, 이 밖에도 도금층과 지금층간에 아연과 지금의 합금층을 얻을 수 있어 매우 견고해서 장시간 내식 효과를 얻을 수 있다는 특징이 있습니다. 한편, 고온으로 녹인 아연 내에 제품이나 부품을 담그기 때문에 열에 의한 변형 등이 발생하는 경우도 있습니다. 전기 아연 도금인란 용액 내에 아연과 피도금재를 넣어 전기를 흘려 보내, 용액 내로 녹아든 아연을 피도금재의 표면으로 석출시키는 방법입니다. 전기 도금에도 다양한 방법이 있어, 산성 용액을 사용하는 아연 암모늄욕이나 산화 아연 칼륨욕, 알칼리성 용액을 사용하는 시안욕이나 아연산염욕 등이 있습니다. 두께가 균일해 가식성이 뛰어난 것이 특징입니다. 한편, 전기 아연 도금은 용융 아연 도금과 달리, 도금 그 자체를 사용하는 것이 아닙니다. 내식성 향상이나 부식으로 인해 하얀 분말이 생기는 것을 방지할 목적으로, 일반적으로 크로메이트 처리가 실시됩니다. 크로메이트 처리란 크롬 도금을 할 때 사용하는 처리액과 유사한 성분의 용액을 사용하여, 아연 도금을 더욱더 견고하게 하는 처리입니다. 크로메이트 처리를 통해 황색(금색)에 가까운 색이나 흑색, 광택을 추가하는 등의 가식도 가능합니다. 예전에 크로메이트 처리에는 주로 6가 크롬이 사용되었습니다. 그러나 6가 크롬에는 독성이 있어 현재는 3가 크롬이 사용됩니다. 3가 크롬에는 독성은 없지만, 세계적으로 크롬을 사용하지 않는 추세이기 때문에 3가 크롬도 사용하지 않고 니켈 도금이나 몰리브덴을 이용한 처리도 증가하고 있습니다. 또한, 최근에는 환경 문제로 인해 제조 단계에서 사용되는 금속에도 규제가 있는 경우도 있어, 도금 방법이나 처리 등이 바뀔 가능성도 있습니다. 최신 정보를 세세히 체크해 두어야 합니다. 용융 아연 도금과 전기 아연 도금의 특징을 비교하면 다음의 표와 같습니다.
| 종류 | 도금 두께 | 장점 | 단점 |
|---|---|---|---|
| 전기 아연 도금 | 약 2~25µm | 도금 두께가 균일, 가식성이 뛰어나다 | 크로메이트 처리가 필요 |
| 용융 아연 도금 | 약 50~100µm | 뛰어난 내식성 | 열에 의한 변형이 발생한다 |
금속에 의한 분류에서는 아연으로 만 하는 도금과 아연 합금 도금이 있습니다. 아연 합금 도금에서는 용융 아연 도금과 전기 아연 도금에 따라 첨가되는 금속의 종류가 다릅니다. 용융 아연 도금에서는 납이 많이 사용되었지만, 최근에는 알루미늄이나 마그네슘이 첨가되는 경우가 증가하고 있습니다. 한편, 전기 아연 도금에서는 니켈이나 철에 의한 합금 아연 도금이 진행됩니다.
전기 아연 도금 처리된 강판, SECC
SECC란 어떤 성질을 가진 재료일까요? 여기에서는 SECC의 특징이나 용도에 대해 설명하겠습니다.
SECC의 특징
SECC는 전기 아연 도금 처리된 강판입니다. 영어로는 Steel Electrolytic Cold Commercial이라 표기됩니다. 본더라이징 강판이라고 하는데, 이는 신일본 제철이 처음으로 SECC를 판매했을 때의 상품명에서 유래된 것입니다. SECC 끝부분의 CC는 SECC의 도금 전 모재인 SPCC(냉간 압연 강판)와 마찬가지로, 냉간 압연된 일반용 소재라는 것을 의미합니다. 모재가 SPCC라는 점에서 SPCC와 마찬가지로 가공성이 뛰어나다는 특징이 있습니다. 또한, 전기 도금 처리를 하기 때문에 아름다운 광택의 외관으로 되어 있는데, 도장성이 좋아 다양한 색으로 도장 처리됩니다. 처리가 완료된 강판 중에서 가장 많이 유통되는 강판입니다.
SECC의 용도
일반용 강재이기 때문에 높은 강도는 그다지 기대할 수 없습니다. 또한, 아연 도금층도 용융 아연 도금에 비해 얇아 혹독한 환경에서의 사용에는 적합하지 않습니다. 따라서 가전 제품이나 실내용 전기 기기 케이스 등에 많이 사용됩니다.
SECC의 장점, 단점
SECC의 장점과 단점은 아래와 같습니다.
장점
- 비교적 저렴해서 입수하기 용이하다
- 아름다운 표면을 갖는다
- 가공성이 뛰어나 성형하기 쉽다
- 도장성이 뛰어나다
처리가 완료된 강판 중에서 가장 일반적인 강판이기 때문에 비교적 저렴하게 입수할 수 있습니다. 가공성이 풍부한 SPCC를 모재로 하고 있으며, 도금도 얇고 균일해 프레스 등의 가공이 편리하다는 것이 특징입니다.
단점
- 크로메이트 처리가 필요
- SGCC에 비해 내식성이 낮다
SECC는 전기 아연 도금 처리되어 있어 크로메이트 처리가 필요합니다. 또한, 용융 아연 도금에 비해 도금 두께가 얇아 내식성이 떨어집니다. 따라서 실외에서의 사용이나 물 등이 있는 곳에서의 사용은 적합하지 않습니다.
SECC에서 많이 사용되는 가공과 표면 처리
SECC에 실시되는 가공 중 대표적인 것을 소개하도록 하겠습니다.
벤딩 가공과 드로잉 가공
SECC의 성질은 기본적으로 SPCC와 동일하기 때문에 SPCC와 같은 가공이 실시됩니다. 벤딩 가공이나 드로잉 가공 등에 적합한 재료입니다.
도장
전기 아연 도금은 도장이 잘 되기 때문에 SECC는 뛰어난 도장성을 갖고 있습니다. 그리고 가전 제품 등, 외관상의 품위나 가식성이 요구되는 부위에 사용되는 경우도 많아 도장 처리되는 경우가 많습니다.
용융 아연 도금 처리된 강판, SGCC
다음은 SGCC의 특징이나 용도에 대해 설명하겠습니다.
SGCC의 특징
SGCC는 용융 아연 도금 처리된 강판입니다. 영어로는 Steel Galvanized Cold Commercial이라 표기됩니다. SPCC에 용융 아연 도금 처리를 하기 때문에 기본적인 성질은 SPCC와 거의 동일합니다. 이른바 함석이라고도 합니다. SECC에 비해 도금 두께가 두꺼워 뛰어난 방식성을 갖고 있다는 것이 특징으로, SECC에는 합금화 용융 아연 도금 강판이나 갈바륨 강판 등도 포함되어 있습니다.
SGCC의 용도
그다지 높은 강도를 가진 소재는 아니지만, 내식성이 뛰어난 매우 다양한 곳에 사용됩니다. 송전용 철탑 재료나 가드 레일 외에 차량의 바퀴 주변 부품에도 사용됩니다. 건축 재료로서의 용도도 다양해 셔터나 덧문의 재료로 사용되며, 함석으로 건물 외벽이나 지붕에도 사용됩니다.
SGCC의 장점, 단점
SGCC의 장점과 단점은 아래와 같습니다.
장점
- 뛰어난 내식 효과를 장시간 유지한다
- 비교적 저렴해서 입수하기 용이하다
- 가공성이 뛰어나다
SGCC는 SECC와 마찬가지로 SPCC를 모재로 한 재료이기 때문에 가공하기 편리하다는 등과 같은 점은 SPCC와 비슷합니다. 또한, SECC보다 뛰어난 내식성을 갖고 있는 것도 큰 장점입니다.
단점
- 스팽글이라 불리는 모양이 석출되는 경우가 있다
- 프레스 가공 등을 할 때, 금형에 아연 도금이 들러 붙는다
아연과 공기 내의 불순물 등이 결정화되어 기하학적인 모양이 떠오르는 경우가 있습니다. 이를 스팽글이라 합니다. 스팽글이 생겨도 생기지 않아도 성질에 변화는 없지만, 외장재로 사용되는 경우가 많기 때문에 디자인성에 따라 구분해 사용하는 경우도 있습니다. 또한, 프레스 가공 시에는 표면의 아연이 미세하게 깨져 금형에 부착합니다. 이렇게 되면 금형의 마찰 저항이 증가해 다양한 성형 불량의 원인이 됩니다.
SGCC에서 많이 사용되는 가공과 표면 처리
SGCC에 실시되는 가공 중 대표적인 것을 소개하도록 하겠습니다.
벤딩 가공
SGCC는 벤딩 가공 처리되어 골함석의 함석이나 덕트 등에도 많이 사용됩니다. 기본적으로는 SPCC와 마찬가지로 벤딩이나 프레스에 적합한 소재입니다.
도장
SGCC는 가드 레일이나 셔터 등, 외관이나 디자인성이 요구되는 곳에도 많이 사용됩니다. 따라서 도장 처리되는 경우도 많습니다.
SGCC의 파생재
SGCC에는 보다 내식성을 향상시키거나 가공성을 향상시킨 파생재가 있습니다. 여기에서는 SGCC 중 특히 유명한 재료를 소개하겠습니다.
합금화 용융 아연 도금 강판
일반적인 SGCC는 프레스 가공을 하면 금형에 도금한 아연이 부착된다는 단점이 있습니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 만들어진 것이 합금화 용융 아연 도금 강판입니다. 본래 SGCC에서는 지금층과 도금층간에 합금화층이 존재하는데, 합금화 용융 아연 도금 강판에서는 이러한 구별을 없애고 도금층 전체를 합금화시켜 밀착도를 높입니다. 일반 합금화 용융 아연 도금 강판은 SGCC에 열 처리를 하여 제조합니다. 가공성뿐만 아니라 도장성이나 용접성도 향상됩니다.
갈바륨 강판
최근에 건축 재료로 주목을 받고 있는 갈바륨 강판도 SGCC에 해당합니다. 갈바륨이란 아연에 알루미늄과 실리콘을 첨가한 합금으로, 이를 이용해 용융 아연 도금 처리한 것을 갈바륨 강판이라 하며, 베슬리헴 스틸사가 상품화했습니다. 일반 SGCC는 산이나 알칼리에는 그다지 강하지 않습니다. 따라서 이른바 함석은 산성비에 의해 본래의 내용 연수보다 빨리 부식됩니다. 그래서 개발된 것이 바로 갈바륨 강판입니다. 갈바륨 강판은 도금 강판 중에서도 매우 내구성이 뛰어난 소재로 사용됩니다.
SECC와 SCGG의 기계적, 물리적 성질
SECC와 SGCC에 대해서는 기계적 성질이나 물리적 성질로 정해진 수치는 없습니다. 여기에서는 참고가 되는 수치에 대해 소개하는데, 상세한 사항은 각 재료 제조업체의 카탈로그 등에서 확인해 주십시오.
기계적 성질
SECC 중 끝부분에 T가 부속된 SECCT의 기계적 성질에 대해서는 아래와 같이 규정되어 있습니다.
| 항복점 또는 내력(N/mm2) | 인장 강도(N/mm2) | 신장(%) | 도장 소부 경화량(N/mm2) | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 표시 두께(mm) | ||||||||
| 0.40 이상 0.60 미만 | 0.60 이상 1.0 미만 | 1.0 이상 1.6 미만 | 1.6 이상 2.3 미만 | 2.3 이상 2.5 미만 | 2.5 이상 3.2 이하 | |||
| – | 270 이상 | 34 이상 | 36 이상 | 37 이상 | 38 이상 | 38 이상 | 39 이상 | – |
※JIS G 3313:2015에서 인용 이 밖의 SECC나 SGCC에 대해서는 기계적 성질 규정은 없습니다. 즉, 가령 동일한 두께의 SECC재라도 제조하는 제조업체에 따라 수치가 다른 경우가 있습니다. 강도 등을 계산할 경우, JIS의 수치보다 카탈로그 등을 참고하는 것이 좋습니다.
물리적 성질과 화학적 성질
SECC와 SGCC는 물리적, 화학적 성질에 대한 규정도 없습니다. 이것도 제조업체의 카탈로그나 밀 시트 등으로 확인할 수 있습니다.
SECC와 SGCC의 표준 치수
SECC는 도금 전 판 두께에 대해서는 표준 치수가 있지만, 도금 두께에 따라 판 두께가 바뀌기 때문에 SECC로서의 표준 치수는 없습니다. SECC 도금 전 강판의 표준 치수는 SPCC의 표준 치수와 마찬가지로 0.4mm 이상 3.2mm 이하로, 다양한 판 두께가 있습니다.
| 종류 | 재료 기호 | 형상 | 단위 | 표준 치수 |
|---|---|---|---|---|
| 냉간 압연강 강판 | SPCC | 강판 | t | 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 1, 1.2, 1.6, 2, 2.3, 3.2 |
SGCC는 도금 후의 도금도 포함한 판 두께에 대해 표준 두께가 규정되어 있습니다. SGCC의 표준 두께는 0.4mm 이상 6.0mm 이하로, 다양한 판 두께가 있습니다. JIS로 규정된 표준 판 두께는 있지만, 제조업체에 따라 취급하는 판 두께가 바뀌기 때문에 JIS의 표준 치수보다 각 제조업체의 카탈로그를 확인하는 편이 좋습니다. 또한, 판 크기에 대해서도 JIS의 표준 치수보다 각 제조업체가 취급하는 사이즈를 확인하는 것이 권장됩니다.
정리
도금이란 금속이나 수지의 표면에 얇은 금속 막을 성형하는 가공으로, 그 중에서도 아연 도금은 뛰어난 내식 효과가 특징이기 때문에 철 제품의 표면 처리에 많이 사용됩니다. SECC는 SPCC(냉간 압연 강판)에 전기 아연 도금 처리한 것, SGCC는 SPCC에 용융 아연 도금 처리한 것입니다. 아연 도금을 통해 높은 내식성을 가진 가공하기 편리한 강판이기 때문에 전기 제품의 케이스나 건축 재료로 폭넓게 사용됩니다.
