KR100371596B1

KR100371596B1 - 인발가공공정으로 성형되는 선재에 윤활재 담체층을 도포하는 방법 및 장치

Info

Publication number: KR100371596B1
Application number: KR1019950702614A
Authority: KR
Inventors: 후베르투스담
Original assignee: 피르마아우구스트노이호프
Priority date: 1993-10-23
Filing date: 1994-10-19
Publication date: 2003-05-09
Also published as: KR960700107A; AU7991294A; DE59408585D1; EP0675770B1; EP0675770A1; CN1115968A; US5801129A; AU689814B2; WO1995011096A1; ES2136745T3; CA2152481A1; DE4497920D2; BR9406156A; DE4336220A1; ATE182819T1; CN1069237C; JPH08508206A; RU2143957C1

Abstract

본 발명은 냉각 방법으로 변형될 재료, 특히 드로잉 방법으로 변형될 와이어 재료의 표면에 윤할재 매체층을 제공하고, 이 윤할재 매체층에 고체 윤할재가 제공되는 방법에 관한 것이다. 윤할재 매체층을 형성하기 위해 건식 단계에 있는 캐리어 재료가 제공된다. 용기(18)는 건식 캐리어 재료(54)의 일정량과 다수의 흐트러진 압력 제공 엘리먼트(52)를 수용하며, 적어도 부분적으로 용기(18) 안에 배열된 재료(1)에 윤할재 매체층을 형성하기 위해 이 재료(1)를 에워싸는 압력 제공 엘리먼트(52)는, 이것이 재료 표면에 걸쳐 균일한 접촉에 의해 이것들 사이에 더 작은 입자의 형태로 포함된 건식 캐리어 재료(54)를 이 재료(1)의 표면에 기계적으로 제공하도록 움직인다.

Description

인발 가공 공정으로 성형되는 선재에 윤활재 담체층을 도포하는 방법 및 장치

본 발명은 냉간 성형 공정에서 성형되는 소재, 특히 인발 가공에 의하여 성형되는 소재에 표면 윤활재 담체(擔體)층(lubricant carrier layer)을 도포하는 방법, 특히 윤활재 담체층에 고체 윤활재를 도포하는 것이 가능한 인발 공정에서 성형될 선재에 표면 윤활재 담체층을 도포하는 방법에 관한 것이다.

본 발명은 또한 전술한 도포 방법을 실시하기 위한 특정 장치와, 본 발명에 따른 도포 방법, 즉 윤활재 담체층을 형성하는 데에 사용할 수 있는 신규한 담체 재료에 관한 것이다.

선재(線材) 인발, 파이프 인발, 디프 드로잉 가공 및 냉간 압연과 같은 냉간 성형 공정에서, 가공될 소재(素材)와 각각의 공구와의 사이에 이형용(離型用) 윤활재를 도포하는 것은 공지되어 있다(예컨대, Lueger, Lexicon of Technology, 제8권, 545면 내지 547면). 이러한 목적을 위하여, 통상적으로 열간 성형, 특히 압연에 의하여 성형된 원재료에 대하여 먼저 스케일을 제거한다. 다시 말해서, 금속 노출면을 얻기 위하여 소재에 형성된 산화물층(특히, 열간 압연 공정에 의하여 형성된 산화물 층이나 녹)을 제거한다(Lueger, 제5권, 183면 참조). 선재의 경우, 그 스케일의 제거 처리에는 일반적으로 여러 번의 굴곡 공정이 이용되며, 이러한 굴곡 공정에서 상기 선재는 복수 개의 굴곡 롤러를 통과하게 되는 바, 이에 의하여 인발공정에서 제어 상태에서 발생되어야 할 선재의 변형이 실제로는 비제어 상태에서 발생된다는(신장) 단점이 있다. 또한 산화층을 잔류물 없이 완전히 제거하기 위하여, 지금까지는 산 세척 처리가 요구되어 왔다. 이러한 산 세척을 위하여, 선재의 경우에는 링(소위 코일) 형태로 형성되어 있지 않은 상태의 소재를 산욕(酸浴)에 침지(浸漬)시키고(pH 값이 대략 1로 하강), 그 후 산 세척 처리를 행한다(pH 값이 대략 약 6 내지 7로 상승). 그 후, 통상은, 석회욕(石灰浴) 중에서 중성화 처리를 행한다. 이러한 석회 처리에 의해서도, 소위 윤활재 담체층이 형성된다. 이 방법 대신에, 인산 처리에 의해서도 윤활재 담체층을 형성할 수 있다(Leuger, 제8권, 제546면 참조). 윤활재 담체층[하부 충전재(bottom filler)]는 거친 소재 표면에 형성된 홈을 메우며, 따라서 후공정에서 도포되는 실제의 이형용 윤활재를 유지하는 작용을 한다. 선재의 경우, 오늘날 윤활재로서는 통상 비누(soap), 특히 리튬 스테아르산염과 같은 금속 비누(metallic soap)를 기초로 하는 고체 윤활재가 사용되고 있다 [소위 "냉간 인발", Leuger, 제8권, 제124면 참조]. 각 인발 공정에서, 선재는 경질 금속 또는 다이아몬드로 이루어진 인발 다이(drawing die)를 통해서 인발되고, 이에 의하여 직경이 감소되고 길이가 신장된다(실질적으로는 비절삭 소성 가공임). 이러한 인발 다이 전방에는 고체 윤활재(윤활재 분말)가 수납된 용기가 배치되고, 선재는 이 윤활재 분말을 통과하면서 연속해서 입자를 포착(捕捉)하고, 이 입자는 인발 다이에서 "윤활재 박막(lubricant film)"을 형성한다.

이러한 공지된 방법의 경우, 전처리(前處理)에 많은 비용이 든다는 단점이 있다. 특히, 탈지 처리, 산 세척 처리, 부동태화(不動態化) 처리, 습식 코팅 처리(석회 침지 및 인산염 처리)와 같은 "습식 화학 처리(wet-chemical process)" 등에 의하여 작업 비용이 많이 들 뿐만 아니라, 산 및 중화제 및/또는 석회/인산염 슬러지의 처리에도 상당한 비용이 소요된다.

따라서, 본 발명의 목적은 윤활재 담체층의 도포에 필요한 재료의 전처리에 소요되는 비용을 줄이는 동시에, 냉간 성형 공정 중에 적어도 균일하고 양호한 분리 윤활층을 얻을 수 있도록 하는 것이다. 특히, 본 발명은 윤활 특성의 개선에 의하여 생산성을 향상시키는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따르면, 전술한 목적은 윤활재 담체층을 형성하기 위해 신규한 건조 담체 재료(dry carrier material), 다시 말해서 물 또는 다른 용매에 용해되지 않고 "건조 상태"로 존재하는 담체 재료를 사용하고, 이것을 냉간 상태에서[거의 통상의 실온(室溫) 하에서] 도포하는 신규한 건식 코팅 공정에 의하여 달성된다. 바람직한 분말상 또는 입자상의 건조 담체 재료는 바람직하게는 프레스 또는 압착(squeezing)에 의하여 기계적으로 도포된다. 그러므로, 비용이 많이 드는 습식 화학 공정은 불필요하다.

본 발명에 따른 건식 담체 재료는, 바람직하기로는, 그것의 "작용 성분(reaction component)"으로서 염 성분, 특히 금속염으로 이루어지는 금속 성분과, "비작용 성분"으로 특정 충전재를 포함하는 분말상 또는 입자상의 성형물이다. "비작용 성분"(충전재)은 그것의 입자 크기가 작기 때문에 요철부를 메움으로써 재료 표면에 대한 점착성을 개선하며, 이에 따라 점착 촉진제의 부착 베이스로서 작용한다. 건조 물질을 함유하는 구성 성분의 함유량의 대소에 따라, 상기 "작용 성분"은 계속되는 성형 공정(예컨대, 선재 인발 공정)을 위해 충분한 윤활 작용을 일으킬 수 있으므로, 추가의 윤활재는 필요하지 않다. 그러나, "본래의 윤활재"를 첨가하는 것이 바람직하며, 이 윤활재로는 금속 비누 성분을 함유한 공지의 고체 윤활재여도 좋다. 이 경우, 본 발명에 따른 상기 건조 담체 재료의 비누 성분과, 상기 건조 윤활재의 비누 성분이 특히 pH값 평균화(equlization)에 의해 서로 반응하여, 본 발명에 따라 형성된 상기 윤활재 담체층 위에 상기 건조 윤활재가 양호하게 부착될 수 있게 한다.

윤활재 담체층으로서 전술한 신규한 건조 담체 재료를 도포하기 위한 본 발명에 따른 특수 장치는 다수의 산개된 가압 부재(loose pressing element) 및 불특정량의 상기 건조 담체 재료를 수납하는 "건식 코팅 용기"를 구비하며, 이 용기 내측에 적어도 부분적으로 배치된 상기 다수의 가압 부재가 소재를 포위하는 상태로 이동하며, 이에 의하여 이들 부재 사이에 유지된 상기 건조 담체 재료가 이 부재의 소재 표면에 대한 균일한 물리적 접촉에 의하여 소재 표면에 기계적으로 프레싱, 마찰 또는 스퀴징시킨다. 이러한 공정에 의하여, 상기 건조 재료의 작은 입자는 재료 상에 존재하는 거친 부분에 강하게 압입된다. 상기 장치는 스크루, 주입기 또는 건식 침지 시스템(dry dipping system)을 구비할 수 있다. 본 발명에 따른 장치의 바람직한 실시예는 아래에서 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 본 발명에 따르면, 코팅이 특히 간단하고 경제적으로 수행될 수 있다. 용기 내에 있는 가압 부재에 건조 담체 재료를 첨가하여, 담체 재료가 용기 중에 충분한 저장량으로 존재하도록 하기만 하면 된다. 즉, 상기 용기 중의 가압 부재에 건조 담체 재료를 소모량만큼 보충하기만 하면 된다. 담체 재료를 폐기하거나 또는 용기를 완전히 비율 필요는 없다.

또한, 상기 복수의 가압 부재 자체를 비교적 큰 입자 또는 펠릿 형태로 형성한 상기 건조 담체 재료로 구성하는 것도 가능하다. 이 경우, 상이한 형태 및/또는 크기의 것을 서로 조합시켜서, 조대(粗大) 입자 부분과 미세(微細) 입자 부분을 형성하고, 그 조대 입자 부분이 가압 부재로서 작용하는 동시에 이 작용 과정에 의하여 미세한 입자로 되고, 그 다음에 이들 미세한 입자가 보다 큰 입자에 의하여 재료 표면에 기계적으로 압박되어 들러붙는다. 따라서, 미세한 입자 부분은 거의 "자연적으로" 발생하므로, 실질적으로는 조대 입자 성분만을 추가로 충전하면 된다.

또한, 본 발명에서는, 필요한 전처리 공정인 스케일 제거 처리, 즉 산화층의 제거 처리도 건식 공정으로 행하는 것이 특히 바람직하다. 이러한 목적을 위하여, 본 발명에 따라 코팅 장치와 유사한 장치가 제공되며, 이 장치는 복수 개의 일정 형상의 분쇄 부재를 수납하는 용기를 구비하며, 이 분쇄 부재는 용기 내부에 적어도 일부 영역에 배열된 재료를 포위하며, 또한 이 상태에서 이동되어 재료 표면과의 균일한 물리적 접촉에 의해 스케일 층을 제거할 수 있게 구성되어 있다. 특히, 선재의 인발 가공에 있어서는, 선재를 인장 방향으로 직선형으로 연속 가공하고, 이에 의하여 선재의 예기치 않거나 또는 제어되지 않은 신장이 발생하지 않도록 하는 것이 유리하다.

본 발명의 바람직한 개량 및 구체적인 실시예는 이하의 기재 및 청구 범위에 포함되어 있다.

이하, 본 발명을 도면을 참고로 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 실시예에서는 "선재의 인발 가공"을 예로 들고 있으나, 본 발명은 이것으로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 기본적인 수단은, 예컨대 파이프 인발 가공, 디프 드로잉 가공 및 기타의 냉간 압연 가공 등의 다른 성형 가공에도 적용될 수 있다. 첨부 도면에 있어서,

제1도는 본 발명에 따른 구성 요소를 구비한 선재 인발 장치의 기본 원리를 극히 개략적으로 예시하는 도면이고,

제2도는 본 발명에 따른 "스케일 제거 장치"를 제1도의 화살표 II의 방향에서의 평면도이며,

제3도는 제2도의 선 III-III을 따라 취한 스케일 제거 장치의 종단면도이고,

제4도는 본 발명에 따른 "건식 코팅 장치"를 제1도의 화살표 IV의 방향에서의 평면도이며,

제5도는 제4도의 선 V-V을 따라 취한 코팅 장치의 종단면도이고,

제6도는 제3도 및 제5도의 선 VI-VI을 따라 취한 스케일 제거 장치 또는 코팅 장치의 종단면도이다.

이들 도면에서는 항상 동일한 부분에 동일 도면 부호가 사용된다. 그러므로, 도면 중 어느 하나를 참고로 한 부분의 설명은 동일한 도면 부호로 지시된 다른 도면에서도 동일하게 적용된다.

제1도에서, 온간(溫間) 압연 공정에 의해 예비 성형된 선채(1)는 소위 인발 공정에서 연속적으로 냉간 성형되며, 이 선재는 적어도 하나의 인발 스테이션(2)을통해 인발되지만, 통상 여러 개의 인발 스테이션을 연속 통과하여 인발된다. 각 인발 스테이션(2)은, 종래와 같은 방식으로, 인발 다이(4)(특히, 다이아몬드 또는 경질 금속으로 된 인발 매트릭스)와, 이 다이의 상류측에 배치된 윤활재 용기(6)를 구비한다. 이 윤활재 용기(6)에는, 고체 윤활재, 특히 금속 비누(metal soap)를 기초로 하는 분말상의 윤활재가 수납되고, 상기 윤활재 용기를 통하여 선재(1)가 인발됨으로써, 윤활재의 입자는 선재에 부착되며, 화살표(7) 방향으로 인발 다이(4) 내로 취입되어 여기에서 이형용(離型用) 윤활재 박막을 형성한다.

고체 윤활재의 선재(1)에 부착을 개선하기 위해, 한편으로는 전처리로서 스케일 제거(표피의 산화층 제거)를 수행함과 아울러, 다른 한편으로는 스케일 제거 후에 본 발명에 따른 코팅 장치(10)에서 선재(1)의 표면에 윤활재 담체층을 형성한다. 본 발명에 따르면, 이러한 윤활재 담체층의 형성은 신규한 건식 코팅 공정에서 수행되며, 이에 대하여는 후술하기로 한다.

특히, 선재(1)의 스케일 제거를 기계적으로(건조 스케일 제거) 수행하지만, 종래의 굴곡식 스케일 제거 장치(12)를 사용하여 선재를 복수 개의 굴곡 롤러 또는 실린더(14) 상에서 복수 회 굴곡되게 하는 방식으로 수행해도 된다. 아울러, 바람직하기로는, 이 종래의 굴곡식 스케일 제거 장치(12)를 대신하여(이러한 이유로 스케일 제거 장치는 제1도에서 일점 쇄선으로 포위되어 도시되어 있음), 본 발명은 신규한 선형 스케일 제거 장치(linear descaling device)(16)를 제공한다.

다음, 본 발명에 따른 스케일 제거 장치(16)를 제2도, 제3도 및 제6도를 참고로 하여 설명한다. 이 스케일 제거 장치는 통형(tub-like)의 용기(18)를 구비하며, 이 용기 내의 적어도 일부에 다수의 산개된 분쇄 부재(20)(제3도에만 도시되어 있음)를 상기 선재(1)를 포위한 상태로 수납시키고, 이들 분쇄 부재(20)를 운동시켜 재료 표면 위에 균일하게 물리적으로 접촉시킴(기계적인 압력, 충격 및/또는 마찰)에 의해 스케일 층을 기계적으로 제거하는 것이 가능하다. 이들 분쇄 부재(20)를 운동 상태로 유지하기 위해, 바람직하게는, 회전 구동될 수 있는 컨베이어 스크루(22)가 용기(18) 내에 수납되어 있다. 컨베이어 스크루(22)는 스크루 샤프트(24)와 이 스크루 샤프트(24) 둘레에 형성된 릿지 형태(ridge-shaped)의 스크루 날개부(26)로 구성된다. 제6도의 단면도에 도시되어 있는 바와 같이, 상기 스크루 날개부(26)는 축방향으로 연장하는 통형 외면을 형성하고, 상기 용기(18)의 바닥이 이에 대응하여 오목하게 형성되어, 스크루 날개부(26)는 용기의 바닥에 대하여 둘레 방향의 간극을 두고 떨어져 있도록 구성되어 있다. 구체적으로는, 거의 수평으로 배치된 스크루 샤프트(24)에는 선재(1)를 통과시키는 축방향의 가공 통로(28)가 마련된다. 그러므로, 스크루 샤프트(24)는 실질적으로는 관형이다. 용기(18) 내부의 각 단부 영역에서, 스크루 샤프트(24)는 상기 분쇄 부재(20)를 위한 반경 방향의 제1 관통구(30) 및 제2 관통구(32)를 구비하며, 상기 컨베이어 스크루(22)는 화살표(34) 방향으로 구동되면, 그것의 나사산 방향에 따라 분쇄 부재(20)가 가공 통로(28)의 외측으로 주기적으로(특히 제3도 참조) 이동한다. 이로써, 분쇄 부재는, 용기(18)의 내부에서 선재(1)의 인발 방향(화살표 36)에 대하여 반대의 방향(화살표 38 방향)으로 이동하는 이 스크루 샤프트(24)를 따라서 이동하고, 또 상기 제1 관통구(30)를 통해 가공 통로(28) 내로 침입하며, 여기에서 인발 방향(화살표 36)으로 인입되고, 이 방향으로 이동하는 선재(1)에 의하여 주로 포착(捕捉)됨과 동시에 선재의 스케일 층을 제거하여 스케일 입자(40)을 형성한다. 그 후, 상기 가공 통로(28)의 단부에서, 분쇄 요소(20)와 스케일 입자(40)는 특히 중력의 작용에 의하여 가공 통로(28)로부터 배출되고, 특히 이 스크루 샤프트(24)의 제2 관통구(32)를 거쳐 컨베이어 스크루(22)를 둘러싸는 용기(18) 영역 안으로 복귀된다. 여기에서, 분쇄 부재(20)는 다시 화살표(38) 방향으로 이동되며, 그 후 전술한 과정이 반복된다. 분쇄 부재(20) 사이에 포착된 스케일 입자(40)를 용기(18)로부터 제거하기 위해, 상기 용기(18)는 그 하측 영역, 즉 바닥 영역에 스크린형 개구(42)를 구비하여, 분쇄 부재(20)가 순환 상태로 용기(18) 내에 유지된 그대로의 상태로, 형성된 스케일 입자(40)가 중력의 작용에 의해 용기(18)로부터 낙하하도록(제3도의 화살표(44) 방향) 구성되는 것이 바람직하다. 분쇄 부재(20)의 운동을 강화하기 위하여, 상기 가공 통로(28) 내에서 선재(1)를 향하여, 바람직하게는 그 선재의 중심으로 향하여 내측 방향으로 돌출하는 돌기(46)를 마련하여 분쇄 부재(20)를 혼합 교반(攪拌)하면 좋다. 다만, 이들 돌기(46)는 가공 채널(28)의 길이 및 둘레에 걸쳐 균등하게 분포하게 배치되는 것이 바람직하다. 상기 돌기(46)는 바람직하게는 반경 방향으로 배치되어 있으며, 중공형의 스크루 샤프트(24)의 벽에 삽입 고정되는 핀 또는 리벳으로 구성될 수 있다. 돌기(46)에 추가하여, 또는 이들 돌기 대신에, 가공 채널(28)의 내측의 길이에 걸쳐 단면 축소 영역(도시되지 않음)을 형성하여, 분쇄 부재(20)에 의해 선재(1)에 대한 압력을 발생시키는 것도 가능하다. 가공 통로(28)를 통해 선재(1)를 안내하기 위해, 일방에는 용기(18) 및 가공 채널(28)안으로 안내하는 축방향의 선재 도입구(48)가, 그리고 타방에는 가공 채널(28)과 용기(18)로부터 외부로 안내하는 축방향의 선재 배출구(50)가 마련되어 있다. 이들 도입구(48)와 배출구(50)는 선재(1)가 실질적으로 마찰이 없는 상태로 이동 가능하도록 하기 위하여 선재(1)보다 약간 큰 직경을 가지는 것이 바람직하다. 상기 배출구(50) 근처에는, 선재(1)로부터 스케일 입자(40)를 박리하여 선재를 세정하는 스트립퍼(도시되지 않았음)를 마련하면 좋다. 본 발명에 따라 제공되는 상기 분쇄 부재(20)는 적어도 거의 구형(球形)으로, 구체적으로는 세라믹이나 산화 알루미늄 등의 형상이 안정한 비교적 높은 경도의 재료로 구성된다. 규산 마그네슘 또는 산화 알루미늄이 특히 적합하다. 분쇄 부재(20)의 직경은 3mm 내지 25mm의 범위에 있는 것이 바람직하다.

다음, 전술한 본 발명에 따른 건식 코팅 장치(10)를 제4도 내지 제6도를 참고로 하여 더 상세히 설명하기로 한다. 도시된 바람직한 실시예에 있어서, 상기 건식 코팅 장치(10)는 원리 및 구성에 있어서 본 발명에 따른 스케일 제거 장치(16)와 상응하므로, 동일한 부분에는 동일한 도면 부호를 사용하고 있다. 따라서, 이하에서는 구체적인 차이에 대해서만 설명하기로 한다. 즉, 코팅 장치(10)의 용기(18)는 다수의 산개된 가압 부재(52)를 수납하는 역할을 하며, 이들 입자는 원리에 있어서 스케일 제거 장치(12)의 분쇄 부재(20)에 대응할 수 있고, 특정 건조 담체 재료(54)의 비교적 큰 입자(펠릿)로부터 형성될 수 있다. 일정량의 분말 또는 입자상의 이들 특정 건조 담체 재료(54)를, 바람직하기로는 치수적으로 안정한 가압 부재(52)와 함께, 용기(18) 안에 투입한다. 여기에서도, 산개된 가압 부재(52)는용기(18) 내에서 이동할 수 있어서, 산개된 가압 부재(52)를 용기(18) 내에서 운동시켜서, 이들 가압 부재가 소재 표면과의 균일한 물리적 접촉에 의해 이들 부재들 사이에 유지되는 보다 미세한 입자상의 건조 담체 재료(54)를 소재(1)의 표면에 기계적으로 도포할 수 있다. 더 구체적으로 말하면, 이는 소재에 대한 프레스, 스퀴징, 압착 또는 마찰을 수반하는 작용에 의하여, 상기 입자는 소재(1)의 표면에 있는 오목부 안으로 압입되는 것이다. 여기에서도, 이들 가압 부재(52)의 이동은 실질적으로 상기 컨베이어 스크루(22)에 의해 야기된다. 요컨대, 가압 부재(52)는 용기(18) 내에서 이들 가압 부재 사이에 유지된 보다 작은 직경의 건조 담체 재료(54)의 입자와 함께, 인발 방향(36)과 반대 방향(화살표 38)으로 가공 통로(28)의 외측으로 이동하고, 다음에 제1 관통구(30)를 통해 가공 통로 안으로 도입하며, 여기에서 인발 방향(화살표 36)으로 선재(1)에 의하여 포착되고, 이 과정에서 윤활재 담체층을 형성하며, 그 후, 가공 통로(28)의 단부의 제2 관통구(32)를 통해 다시 나간다. 그리고, 이러한 사이클이 계속적으로 반복된다. 아울러, 여기에서도 가공 통로(28) 내에서의 가압 부재(52)의 운동은 전술한 복수 개의 돌기(46) 및/또는 축소 단면부에 의해 강화된다. 그러나, 이 가압 부재(52)의 계속적인 이동중에 건조 담체 재료(54)가 일정하게 매우 미세하게 분쇄되고, 이에 의하여 이들 극히 미세한 입자가 선재(1)의 표면 구조의 미세한 요철부에 잘 점착되도록 하는 것이 특히 바람직하다. 여기에서도, 선재(1)의 무마찰 또는 저마찰 상태에서의 이동을 가능하게 하기 위하여, 상기 선재 도입구(48)는 선재(1)보다 약간 큰 직경을 가지고 있다. 이에 대하여, 배출구(50)의 직경은 선재(1)의 직경 및 소망의층 두께에 상응하는 것으로서, 가공 통로(28) 내에서 형성된 두꺼운 윤활재층의 일부를 박리함에 의하여 소망의 두께의 윤활재층이 형성될 수 있도록 구성되어 있다. 가압 부재(52)의 재료와 치수는 상기 스케일 제거 장치(16)의 분쇄 부재(20)의 재질 및 치수에 대응하여도 좋으며, 이들 가압 부재의 적어도 일부를 입자 또는 "펠릿" 형상의 건조 담체 재료(54)로 구성될 수 있다. 또, 코팅 장치(10)의 용기(18)는 물론 그것의 통형 저부 영역에서 폐쇄되어 있고, 전술한 스케일 제거 장치(16)에 마련된 것과 같은 스크린 개구가 마련되어 있지 않다.

본 발명에 따른 방법에 있어서, 상기 "스케일 제거" 및/또는 "건식 코팅 공정"은 실제의 선재 인발 가공 공정 직전에 행하여진다. 즉, 본 발명에 따른 코팅 장치(10) 및/또는 상기 스케일 제거 장치(16)는 제1 인발 가공 스테이션(2)의 상류 측에 배치되는 것이 바람직하다. 이로 인하여, 생산성을 매우 양호하게 할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 건조 담체 재료(54)로서 바람직하게는 일정 비율의 충전재와 비누 성분을 함유하는 특히 분말 또는 입자상의 조성물이 사용된다. 상기 충전재는 주로 선재(1)에 대한 점착성을 제공하는 것으로서, 이러한 목적을 위하여, 바람직하게는 그것의 일부가 금속 산화물 및/또는 금속염으로 구성된다. 상기 비누 성분은, 바람직하게는 일종의 금속 비누로 구성되거나 또는 복수 종(예를 들면, 2종)의 금속 비누의 혼합물로 구성되며, 그 각각의 비누 성분을 서로 반응시킴에 의하여, 후에 인발 가공 스테이션(2)에서 도포되는 건조 윤활재에 대한 부착 기재(基材)를 제공한다. 본 발명에 따른 건조 조성물은, 구체적으로는 약 70 내지 98중량%의 비교적 높의 비율의 충전재와, 약 2 ~ 30 중량%의 비교적 낮은 비율의 비누 성분을 함유하는 것이 바람직하다. 이와 관련하여, 건조 윤활재로는 높은 비율의 비누 성분과 낮은 비율의 충전재를 함유하는 비누를 기초로 한 것을 사용하는 것이 바람직하다. 본 발명에 있어서, 이것은 본 발명의 상기 건조 담체 재료 속으로의 충전재의 "이동(displacement)"을 제공한다. 상기 건조 담체 재료의 낮은 비율의 비누 성분은 고체 윤활재에 대한 결합 성분으로서만 작용한다. 그러나, 본 발명에 있어서는 그 높은 비누 성분 비율에 의하여 건조 담체 재료 자체에 충분한 윤활 특성을 가져서, 그 후의 고체 윤활재의 도포를 생략하도록 구성하는 것도 가능하다.

물론, 본 발명에 따른 건조 조성물에는 여러 다양한 변형이 있을 수 있다. 이하에 몇 개의 특히 바람직한 건조 조성물의 예를 설명한다.

A.충전재로서,

약 38 중량%의 이산화티탄

약 38 중량%의 인산리튬

약 15 중량%의 산화마그네슘, 및

비누 성분으로서,

약 9중량%의 스테아르산아연

B.칼륨 비누 성분을 갖는 건조 조성물

B.1약 23 중량%의 칼리(탄산칼륨)

약 45 중량%지방산

약 6중량%의 이산화티탄

약 26 중랑%의 탄산염

B.2약 25 중량%의 칼리(탄산칼륨)

약 70 중량%의 지방산

약 5 중량%의 지방족 알콜

오늘날, 칼륨 비누는 최종 재료의 신속하고도 간단한 윤활재의 세척이 요망되므로 특별한 장점을 갖는다. 수용성 윤활재 막은 칼륨 비누 성분에 의하여 얻을 수 있다. 또한, 칼륨 비누 성분을 기초로 하는 건조 담체 재료에는 칼륨 및 나트륨염 성분에 비해 다음과 같은 장점을 갖는다.

1. 표면에 대한 부착성이 양호하여 보다 균일한 코팅을 얻을 수 있으며,

2. 칼륨 비누는 융점이 높아 안정성에 있어서 우수하다.

따라서, 충전재의 비율이 매우 낮아도 충분하거나, 또는 충전재 성분이 전혀 필요 없는 경우도 있다. 그럼에도 불구하고, (예컨대, Ca, Na 및 Li를 기초로 하는 비누 및 충전재를 함유하는 건조 담체 재료와 비교하면) 성형된 재료를 매우 신속하고 간단하게 세척할 수 있으므로 공작물의 성형성이 양호하다.

3. 칼륨 비누 성분을 함유한 건조 담체 재료는, 후의 인발 가공 공정에서 고체 윤활재를 필요로 하지 않아 적합하며, 특히 칼륨 비누 성분이 70%를 초과하는 경우에는 특히 그 윤활 특성이 양호하다.

4. 칼륨 비누를 포함하는 건조 담체 재료로 코팅된 재료는 뒤이은 습식 성형 공정 및 습식 인발 가공 공정에서도 윤활재의 추가를 필요로 하지 않고 매우 양호하게 처리될 수 있다. 즉, 건식 코팅된 소재에 물을 접촉시키는 것만으로도, 정확한 건조 조성물에 대응하여 윤활 기술, 다시 말해서 이 소재의 표면을 그 건조 조성물에 따라서, 구체적으로는 에멀젼(emulsion) 또는 분산(dispersion) 등의 윤활 기술에 의해 가공하는 것이 가능해진다. 또한, 다음과 같은 놀라운 장점도 있다. 즉, 이 코팅에 의하여 성형된 소재 또는 선재 등의 부착 특성이 특히 양호하게 된다. 이는, 예를 들면 강(鋼) 선재를 고무에 결합시키는 (스틸 코드-타이어 코드 선재) 타이어 산업에서 매우 유리하다.

C.합성물 또는 왁스를 기초로 하는 건조 조성물

이와 같은 건조 조성물은, 예컨대 표면을 밀봉하기 위해 코팅에 최고의 불용성(소위 분리 윤활)이 요구되는 곳에 적용된다. 건조 지지재는 고체 윤활재 또는 액체 윤활재(예컨대 광유), 또는 물과의 결합 또는 반응이 일어나지 않는다.

이상의 설명에 의하여, 스케일 제거의 전처리를 포함하는 것이 바람직한 본 발명의 방법의 순서는 충분히 이해될 것이므로, 더 이상의 상세한 설명은 필요하지 않을 것이다.

상기 스케일 제거 장치(16)는 본 발명에 따른 코팅 방법 또는 이 방법 전의 사용으로 한정되는 것이 아니며, 독립적으로, 즉 냉간 성형 공정과는 별도로 아마도 뒤이은 페인팅 공정 등의 전에 행하여지는 산화막 등의 표면층의 제거를 위하여 사용될 수 있다.

추가로, 코팅 장치(10)는 원칙적으로 윤활재 및 윤활재 담체층을 도포하는 것뿐만 아니라 동일한 형태의 건조 도포가 가능한 유사한 코팅으로 이루어지는 내식층(耐食層)을 형성하는 데에도 사용 가능하다. 이 경우, 본 발명에 의한 상기 건조 담체 재료 대신에, 상기 용기(18) 내의 가압 부재에, 또는 이들 가압 부재 자체로서 다른 코팅 재료가 건조 상태(분말 및/또는 입자상 재료로서)로 첨가된다.

이상과 같은 이유로, 본 명세서에 기재된 장치(10 및 16)는 냉간 성형 가공에 관한 전술한 구체적인 예와는 독립하여 사용 가능한 "연속적으로 소재, 특히 선재에 대하여 표면층을 도포하거나 또는 이들 표면층을 제거하기 위한 장치"라는 총괄적인 명칭으로 불릴 수 있다.

따라서, 본 발명은 구체적으로 도시되고 설명된 실시예 및 적용예로 한정되는 것은 아니며, 본 발명과 균등하게 작용하는 기타의 모든 실시예, 변형예 그리고 적용예를 포함한다. 또한, 본 발명은 각 독립 청구항에 포함되는 특징적 구성으로 한정되는 것이 아니라, 실시예에 개시한 각 특징적 구성의 다른 조합으로도 정의될 수 있다. 즉, 이들 독립 청구항의 각각의 특징적 구성 중 실질적으로 어느 것이라도 이것을 실시예에 개시한 다른 구성에 의하여 치환할 수 있다. 이러한 의미에서 본 발명을 정의하는 최초의 시도에 불과한 것으로 이해될 수 있다.

Claims

냉간 성형 가공에 의하여 성형되는 소재(1)에 표면 윤활재 담체층을 도포하는 도포 방법으로서, 고체 상태로 존재하는 윤활재 담체 재료를 도포함으로써 고체 윤활재를 도포할 수 있는 상기 윤활재 담체층을 형성하며, 상기 윤활재 담체층에는 상기 담체 재료로서 충전재와 비누 성분으로 이루어지는 건조 담체 재료를 상기 소재(1)의 노출된 금속 표면에 직접 도포하는 것을 특징으로 하는 도포 방법.
제1항에 있어서, 상기 건조 담체 재료는 분말 및/또는 입자 형태로서, 프레스, 마찰 또는 스퀴징에 의해 기계적으로 도포되는 것을 특징으로 하는 도포방법.
제1항 및 제2항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 건조 담체 재료는 복수개의 구형(球形) 가압 부재(52)에 의하여 이들 가압 부재 사이에 작은 입자 형태로 존재하는 상기 건조 담체 재료(54)를 코팅될 상기 소재(1)를 포위하는 상기 가압 부재(52)와 함께 운동시켜 소재(1)의 표면에 압력을 부여함으로써 도포되는 것을 특징으로 하는 도포 방법.
제1항 및 제2항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 소재(1)는 선재(線材)로서, 이 선재에는 이 선재가 연속해서 이동하는 동안에 상기 윤활재 담체층이 형성되는 것을 특징으로 하는 도포 방법.
제1항 및 제2항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 소재(1)는 선재로서, 상기 윤활재 담체층은 먼저 필요한 것 보다 더 두꺼운 두께로 도포되고, 그 후에 상기 선재를 적절한 형상으로 형성된 배출구(50)를 통하여 인출함에 의하여 필요한 두께로 감소되는 것을 특징으로 하는 도포 방법.
제1항 및 제2항 중 어느 하나의 항에 있어서, 충전재의 함량이 비누의 함량 보다 더 높은 것을 특징으로 하는 도포 방법.
제1항에 있어서, 상기 소재(1)는 선재로서, 상기 윤환재 담체층의 도포 전에 기계적인 스케일 제거가 수행되는 것을 특징으로 하는 도포 방법.
제7항에 있어서, 스케일 제거는 소재(1)가 연속해서 이동하는 동안 이 소재(1)를 적어도 2회 이상 굴곡시키는 방식으로 수행되는 것을 특징으로 하는 도포 방법.
제7항 및 제8항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 스케일 제거는 상기 소재가 연속적으로 직선형으로 이동하는 동안 복수 개의 거의 구형인 분쇄 부재(20)에 의하여 상기 소재(1)에 균일한 기계적인 마찰, 압력 또는 충격이 가해지도록 하는 방식으로 수행되는 것을 특징으로 하는 도포 방법.
냉간 성형 공정으로 성형되는 소재(1)에 윤활재 담체층으로서 도포되는 건조 담체 재료에 있어서, 상기 건조 담체 재료는 충전재와 비누를 함유하는 건조 조성물이고, 이 조성물은 충전재로서 약 38 중량%의 이산화티탄, 약 38 중량%의 인산리튬 및 약 15 중량%의 산화마그네슘 성분을, 그리고 비누 성분으로서 약 9 중량%의 스테아르산아연을 함유하고 있는 것을 특징으로 하는 건조 담체 재료.
냉간 성형 공정으로 성형되는 소재(1)에 윤활재 담체층으로서 도포되는 건조 담체 재료에 있어서, 상기 건조 담체 재료는 충전재와 칼륨 비누를 함유하는 건조 조성물로서, 약 23 중량%의 칼리(탄산칼륨), 약 45 중량%의 지방산, 약 6 중량%의 이산화티탄 및 약 26 중량%의 탄산염으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 건조 담체 재료.
냉간 성형 공정으로 성형되는 소재(1)에 윤활재 담체층으로서 도포되는 건조 담체 재료에 있어서, 상기 건조 담체 재료는 충전재와 칼륨 비누를 함유하는 건조 조성물로서, 약 25 중량%의 칼리(탄산칼륨), 약 70 중량% 지방산, 약 5 중량% 지방족 알콜로 이루어지는 것을 특징으로 하는 건조 담체 재료.
제10항, 제11항 및 제12항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 건조 소성물은 분말 및/또는 입자 형태인 것을 특징으로 하는 건조 담체 재료.
냉간 가공 공정으로 성형되는 소재(1)의 노출된 금속 표면에 건조 상태의 윤활재 담체 재료를 도포하여 윤활재 담체층을 형성하는 도포 장치에 있어서, 복수 개의 산개된 가압 부재(5)와 일정량의 건조 담체 재료(54)를 수용하는 용기(18)를 구비하고, 상기 용기(18)의 내부의 적어도 일부에 존재하는 상기 소재(1)에 상기 윤활재 담체층을 형성하기 위하여 상기 소재(1)를 포위하는 상기 가압 부재(52)를 운동시켜 이 부재가 상기 소재의 표면과의 균일한 물리적 접촉에 의하여 이들 부재 사이에 작은 입자로서 유지된 상기 건조 담체 재료(54)를 상기 소재(1)의 표면에 기계적으로 도포하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 도포 장치.
제14항에 있어서, 상기 소재(1)는 선재이며, 상기 용기(18)의 내부에 회전 구동 가능한 콘베이어 스크루(22)가 배치되어 있고, 이 스크루축(24)은 상기 소재(1)를 안내하기 위한 가공 통로(28)를 구비하며, 상기 스크루축(24)은 상기 용기(18)의 내부에서 그것의 2개의 단부 영역에 상기 가압 부재(52)와 스크루축과의 사이에 유지된 상기 담체 재료(54)를 위한 관통구(30, 32)를 구비하고, 상기 콘베이어 스크루(22)가 구동되면, 스크루축의 나사홈 방향으로 상기 가압 부재(52)와 스크루축과의 사이에서 유지된 상기 건조 담체 부재(54)가 주기적으로 상기 용기(18) 내의 상기 가공 통로(28) 외측에서 상기 소재(1)의 인발 방향(36)에 대하여 반대의 방향(38)으로 상기 제1 관통구(30)를 통해서 상기 가공 통로(28)로 도입하고, 이로부터 상기 윤활재 담체 층을 형성하면서 상기 인발 방향으로 이동하며,또한 상기 가공 통로(28)의 단부 영역을 통해서 상기 제2 관통구(32)로부터 상기 가공 통로를 나오는 것을 특징으로 하는 도포 장치.
제15항에 있어서, 상기 가압 부재(22)와 상기 담체 재료(54)의 혼합 및 교반을 위하여, 상기 가공 통로(28)의 내부에 상기 소재(1)를 향하여 내측으로 돌출하는 다수의 돌기(46) 및/또는 단면 축소부가 상기 가공 통로(28)의 길이와 둘레에 균등하게 분포되어 있는 것을 특징으로 하는 도포 장치.
제15항 및 제16항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 용기(18) 및 가공 통로(28) 내측을 통과하는 축방향 선재 도입구(48)와, 상기 용기(18)와 가공 통로(28) 내측으로부터 외측으로 통과하는 축방향 선재 배출구(50)를 구비하며, 상기 선재 도입구(48)는 상기 선재보다 약간 큰 단면을 구비하며, 상기 선재 배출구(50)의 단면은 상기 선재와 윤활재 담체층의 소정의 두께와 대응하며, 상기 소정의 두께는 상기 윤활재 담체층의 일부를 박리함으로써 설정되는 것을 특징으로 하는 도포 장치.
제14항 및 제15항 중 어느 하나의 항에 있어서, 적어도 거의 구형인 가압 부재(52)의 일부 또는 전부가 세라믹 재료 또는 철로 제조되는 것을 특징으로 하는 도포 장치.
제14항 및 제15항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 가압 부재(52)의 적어도 일부는 입자 또는 펠릿 형상의 건조 담체 재료(54)의 더 큰 입자에 의하여 형성되는 것을 특징으로 하는 도포 장치.