KR0143494B1 - 도금밀착성 측정장치 및 이를 이용한 도금밀착성 측정방법 - Google Patents

Abstract

강판의 도금밀착성을 측정 및 평가하는 장치로써 종래의 파우더링성 시험장치의 하부성형부를 간격을 두고 분리된 좌·우 성형세트로 구성

하여 강판이 두께에 따라 그 간격을 조정하여 시편에 대하여 항상 일정한 압축변형을 가하게 함으로써 측정시 시편강판의 두께에 따라 상부펀치의 선단부위치가 변함으로써 시험결과의 편차를 줄일 수 있게 한다.

또한, 강판의 두께에 따른 좌·우 성형세트의 간격을 미리 정함으로써 시험의 정밀도 및 신뢰도를 높일 수 있는 시험방법이 제공된다.

Description

도금밀착성 측정장치 및 이를 이용한 도금밀착성 측정방법

제1도는 종래의 도금밀착성 측정장치를 개략적으로 도시한 정면도

제2도는 제1도 도금밀착성 하부성형부와 강판의 두께에 따른 강판의 압축변형상태를 도시한 것으로써, (a)는 상부펀치의 선단부와 하부성형부의 요홈입구가 일치한 경우 (b)는 상부펀치의 선단부가 하부성형부의 요홈입구보다 깊게 내려간 경우 (c)는 상부펀치의 선단부가 하부성형부의 요홈입구에 미치지 못한 경우를 나타낸다.

제3도는 본 발명에 의한 도금밀착성 측정장치를 개략적으로 도시한 정면도

제4도는 본 발명에 의한 장치를 사용하여 강판의 두께에 따라 좌, 우성형세트의 간격을 조절할 상태를 도시한 것으로써 (a)는 강판의 두께가 얇은 경우 (b)는 강판의 두꺼운 경우를 각각 나타낸다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1, 6:가압부 2, 7:펀치

3, 8:성형부 4, 9:성형전시험강판

5, 10:성형후시험강판 11:성형부의 간격조절장치

12:요홈부

본 발명의 도금밀착성 측정장치 및 이를 이용한 도금밀착성 평가방법에 관한 것이며, 보다 상세히는 도금된 강판의 도금층과 소지강판간의 밀착성 정량적으로 평가할 수 있는 장치 및 이를 이용하여 강판의 두께에 따라 일정 변형조건을 부여하여 밀착성을 보다 큰 신뢰도로 측정·평가하는 방법에 관한 것이다.

자동차산업의 발달과 함께 강판의 성형, 즉 프레스(press)방법도 크게 발달하여 고속성형기술이 일반화되어 있는 추세에서 일반냉연강판이 아닌 도금강판을 성형하는 데는 몇가지 문제점이 있다.

그중 한가지는 성형중 도금층이 기지로부터 박리되는 현상으로 이같은 경우 박리부 위의 내식성저하는 물론 박리된 도금층파편이 축적되어 프레스금형을 손상시키게 되는 것이다.

이를 방지하기 위하여는 도금 밀착성이 우수한 도금강판의 개발이 필수적이겠으나 이와 더불어 도금밀착성을 정확히 측정·평가할 수 있는 방법의 개발도 중요한 것이다.

도금층의 밀착성을 평가하는 방법중에서 가장 간단하여 실제 상황과의 연관성이 우수한 실험방법으로는 파우더링(Powdering)성 시험방법이 있다. 이 방법은 시편을 60°로 굽혔을 때 압축응력을 받는 내면에서 도금층이 얼마나 박리되는 가를 육안으로 평가하는 방법으로, 시험전에 시편에 붙여놓은 접착테이프에 묻어나오는 도금층의 박리량을 비교하는 것이다. 이 시험방법은 장치의 구성이 간단하고 결과의 신뢰성이 비교적 높은 편이므로 정량화시험에 앞선 예비시험으로 많이 사용되어 왔으나, 강판의 두께가 여러종류의 변하는 경우에는 결과의 신뢰도가 크게 떨어진다는 단점을 가지고 있는 것이다.

이에 본 발명의 목적은 종래의 파우더링성 시험장치를 변형시키되 상기와 같은 종래의 문제점을 개선하여 강판의 두께에 관계없이 결과의 신뢰도가 큰, 보다 개선된 도금밀착성 측정장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 상기 측정장치를 이용하여 강판의 두께에 관계없이 일정한 압축변형을 가할 수 있게 함으로서 강판의 도금밀착성을 보다 신뢰성있게 측정·평가하는 도금밀착성 측정방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 일견지에 의하면, 하단에 선단부가 뾰쪽하게 예각을 이루는 펀치를 갖고, 상하운동이 가능하도록 된 가압부 ; 상기 가압부의 하단에 설치된 편치의 연직하방에 위치하여, 서로협력하여 상기 편치의 예각을 이룬 형상에 상응되는 형상의 요홈부를 이루고, 상기 요홈부의 수직중심선을 기준으로 간격을 이루고 서로 대향하게 설치된 좌·우 한쌍의 성형세트 ; 및 상기 좌·우 한쌍의 성형세트 간격을 조절하기 위한 간격조절수단 ; 을 포함하는 도금밀착성 측정장치가 제공된다.

본 발명의 다른 견지에 의하면, 상기 본 발명의 도금밀착성 측정장치를 이용하여 강판의 도금밀착성을 측정·평가하는 방법에 있어서, 측정되는 강판의 두께에 따라하기 식에 의거 상기 좌·우한쌍의 성형세트의 간격을 조절함을 특징으로 하는 도금 밀착성 측정방법에 제공된다.

x=2.31t+0.1(단, 여기서 x는 좌·우성형세트의 간격이고 t는 강판의 두께를 나타낸다._

본 발명자들은 강판의 도금밀착성 측정에 있어서 편치의 압압에 의해 시편을 글곡시킬때 시편의 글곡부가 강판두께에 따라 동일한 압축응력을 받지 못해 도금밀착성이 평가결과에 편차가 발생하여 결과에 대한 신뢰도가 저하되는 점을 밝혀 내었으며, 이를 토대로 기존의 파우더링 평가장치를 변형시켜 시편강판의 두께가 달라지더라도 일정한 압축응력을 부여할 수 있는 장치를 개발하고자 연구한 결과 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

이하, 본 발명은 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제1도는 종래의 파우더링성 측정·평가장치를 개략적으로 도시한 것으로써, 전체적으로 성형부(3)과 가압부(1)로 나누어져있다.

가압부(1)은 유압실린더, 공압실린더 및 모터에 의해 성형에 필요한 가압력을 발생하는 부분이며 그 끝에는 선단부가 뾰쪽하게 60° 예각을 이룬 펀치(2)가 부착되어 있다.

한편, 성형부(3)은 그 상부에 상기 펀치의 형상과 상응한 형태를 갖는 요홈부(12)가 형성되어있다.

상기 요홈부는 상기 펀치의 형상과 상응하게 되어있으나 그 하단끝은 하방으로 약간 더 깊게 수직으로 신장되어 있다.

이와같이 구성된 종래의 장치는 사용시 시편(4)을 상기 성형부의 성형된 요홈부(12)을 가리도록 수평으로 놓고, 그 연직상방에 위치한 펀치(12)를 가압부(1)를 작동시켜 아래로 이동시키면서 시편(4)는 압압되어 요홈부(6)내부로 굴곡되어 결국에는 펀치(2)의 형상으로 60°각을 이루며 변형되게 된다.

그후 가압부를 후퇴시키고 시편을 끄집어낸 후 미리 시편의 상표면에 부착시키는 접착테이프를 떼어내어 그 테이프에 묻어 있는 도금층의 도금밀착성을 측정·평가하는 것이다.

그러나 이같은 종래의 방법에 따라 도금밀착성을 측정하는 경우 시편의 두께에 따라 시편에 가해지는 압축응력이 달라지게되어 그 측정의 신뢰도를 낮추게 한다.

즉, 제2도(a)에 도시한 바와같이 강판(5)가 60°굽힘가공을 받은 상태에서 상부 펀치(2)가 접촉하는 내면의 응력상태가 가장 이상적인 경우는 상부펀치(2)의 선단부가 하부성형부(3)의 요홈부(6)의 하부신장된 부분의 입구와 일치하는 경우이다.

그럼에도 불구하고 시편강판의 두께가 이보다 얇은 경우는 제2도(b)에 도시한 바와 같이 상부펀치(2)의 선단부가 요홈부(6)의 하부신장된 부분의 입구보다 아래로 내려가게 되어 강판에 보다 큰 압축변형을 가하게 되고, 시편강판의 두께가 두꺼운 경우에는 제2도(c)에 도시한 바와 같이 상부펀치(2)의 선단부가 요홈부(6)의 하부 신장된 부분의 입구에 까지 미치지 못하게 되어 강판에 보다 적은 압축변형을 가하게 되는 것이다.

이와같이 종래의 장치를 이용하여 도금밀착성을 측정 및 평가하는 경우는 시편강판의 두께에 따라 시편에 미치는 압축응력이 달라져서 그 측정의 편차를 증대시키고 결과적으로 평가의 신뢰성이 떨어지는 요인이 되는 것이다.

제3도는 상기와 같은 종래장치의 문제점을 개선한 본 발명의 장치를 개략적으로 도시한 것으로써, 장치의 상부에 위치한 가압부(6) 및 펀치(7)는 종래의 장치와 동일하게 구성되어 있으나, 하부의 성형부(8)가 좌·우대칭을 이루는 한쌍의 좌·우성형세트(8a)(8b)로 구성되어 있다.

이들 좌·우형세트(8a)(8b)는, 서로 협력하여 상부의 펀치와 상응하는 요홈부(12)를 이루고 있으며, 서로 간격을 두고 분리되어 있다.

이들 좌측 및 성형부 사이의 간격을 조절하기 위하여 상기 성형세트의 일측면에는 간격조절수단(11)이 구비되어 있다.

상기 간격조절수단은 통상의 여러가지 방법이 사용될 수 있으나, 바람직한 것은 나사식으로 회전시켜 조절하는 것이 바람직하다. 이같이 구성된 본 발명의 장치는 사용시 강판의 두께에 따라 좌·우성형세트(8a)(8b)의 간격을 조절함으로써 시험시 상부펀치(7)의 선단부가 항상 상기 요홈부의 끝에 오게 위치시킬 수 있는 것이다.

이에따라 시편강판의 두께에 관계없이 항상 일정한 압축변형을 가할 수 있는 것이다.

즉, 사용시 도금밀착성을 평가하려는 시편표면에 투명접착테이프를 붙인 후 그 면이 위로 향하게 하여 성형부(8)의 상면에 요홈부(12)를 덮도록 올려 놓는다. 이때 하부 성형세트(8a)와 (8b)의 다이의 간격은 후술하는 방법에 의해 이미 조정된 상태에서 일정하중으로 상부펀치(7)를 하강시키면 강판(9)이 60°로 변형되며(10), 그후 상부가압부를 위로 올려 펀치(7)를 후퇴시키고 시편을 꺼내어 표면에 불은 투명접착 테이프를 떼어내면 그 테이프에 묻어 있는 도금층의 양으로 도금밀착성을 평가할 수 있게 되는 것이다.

제4도는 본 발명의 장치를 이용하여 강판의 두께에 따라 좌·우 성형세트 8a 및 8b의 간격을 조절함으로서 펀치(7)의 선단부가 항상 요홈부(12)의 하부신장된 부분의 입구에 위치되어 있음을 보여준다.

본 발명자는 본 발명의 장치를 이용하여 시편의 도금밀착성을 측정·평가할 때 시편 강판의 두께와 좌·우형세트 8a 및 8b 사이의 간격과의 관계를 도출하기 위하여, 먼저 이론적인 계산에 의해 기본식을 세우고 실험에 의해 식의 상수를 보상하는 방법을 이용하여 최종적으로 강판의 두께에 따라 일정한 압축응력상태를 부여할 수 있는 좌·우형세트사이의 간격에 관한 실험식(1)을 도출하게 되었으며, 그 식은 아래와 같다.

x=2.31t+0.1……(1)

여기서 x는 좌·우 성형세트사이의 간격, t는 강판의 두께이다.

상기 관계식에 따라 측정자는 좌·우 성형세트 8a, 8b 사이의 간격을 미리 조정함으로써 보다 정확하고 신속한 측정이 가능하게 되는 것이다.

이하, 본 발명의 실시예에 대하여 설명한다.

본 실시예에서는 도금밀착성 평가결과의 정량화를 위하여 평가지수를 사용하였으며, 접착테이프에 묻어 나오는 도금층의 양에 따라 다음의 기준으로 설정하였다.

[실시예]

동일한 조건하에 여러가지 두께의 강판에 대하여 전기도금을 하였으며, 이들 각각이 두께를 갖는 강판에 대하여 종래의 장치 및 본 발명의 장치를 이용하여 도금밀착성 시험을 행하였으며, 그 결과를 하기 표1에 나타내었다.

동일한 도금조건하에서 강판의 두께를 변화시켜 전기도금한 경우 강판의 두께에 관계없이 도금밀착성은 거의 일치하는 것으로 알려져 있으므로 하기 표1의 실험결과의 차이는 도금밀착성의 측정,평가방법에 따른 것으로 측정한다.

또한, 본 발명의 장치를 사용하여 시험한 경우 좌·우 성형세트 사이의 간격은 상기 식 x=2.31t+0.1에 따라 조정하였다.

상기 표1에서 볼 수 있듯이, 성형부의 요홈부 하부 홈간격이 2mm로 고정된 종래의 평가방법에 의하면 동일한 도금조건하에서 도금된 강판이라도 강판의 두께가 얇을 수록 심한 변형상태가 부여되어 평가지수가 커지는 반면에 강판의 두께가 두꺼운 경우에는 충분한 변형이 이루어지지 않아 평가지수가 낮게 나타나고 있다. 하지만 본 발명에 의한 실시예에 의하면 강판의 두께에 따른 도금밀착성 평가결과는 실험오차 수준으로 거의 차이가 없으며, 표준편차로 비교한 결과 종래의 방법에 비해 강판두께에 따른 편차는 1/3 이하로 감소할 수 있으므로 평가결과의 신뢰도를 높일 수 있는 장점이 있는 것이다.

상기한 바와 같이 발명의 장치 및 방법을 사용하면 강판의 도금밀착성을 보다 신뢰성 있게 측정·평가할 수 있는 것이다.

Claims (2)

1. 선단부가 예각을 이루는 펀치(7)가 하단에 일체로 형성되고, 상·하운동이 가능하도록 된 가압부(6) ; 상기 가압부(6)의 하단에 설치된 편치(7)이 연직 하방에 위치하며, 서로 협력하여 상기 펀치(7)의 예각을 이룬 형상에 상응하는 형상의 요홈부(12)를 이루고, 상기 요홈부의 수직 중심선을 기준으로 간격을 두고 서로 대향하게 설치된 좌·우 한쌍의 성형부세트(8a), (8b) ; 및 상기 좌·우 한상의 성형부세트(8a)와 (8b)의 간격을 조절하기 위한 간격조절 수단(11) ; 을 포함하여 구성되는 강판의 도금밀착성 측정장치.
2. 상기 청구항 1항의 장치를 이용하여 강판의 도금밀착성을 측정하는 방법에 있어서, 상기 좌·우 한쌍의 성형세트 사이의 간격을 강판의 두께에 따라 하기식에 의해 조절함을 특징으로 하는 도금밀착성 측정방법.

   X=2.31t+0.1

   단, 상기 식에서 x는 좌·우 성형세트의 간격이고 t는 강판의 두께를 나타낸다.