KR101356063B1 - 금속 판재의 폭방향 집합조직 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 금속 판재의 폭방향 집합조직 제어방법에 관한 것으로, (a)축방향을 따라 직경이 변하는 제1롤 세트에 금속 판재를 통과시켜 소성 변형시키는 단계; (b)상기 제1롤 세트와 다른 직경 변화를 갖는 제2롤 세트에 상기 금속 판재를 통과시켜 상기 금속 판재의 형상을 변화시키는 단계; 를 포함하는 금속 판재의 폭방향 집합조직 제어방법을 제공하여, 회전축 방향을 따라 직경의 변화가 있는 롤에 금속 판재를 통과시켜 폭방향에 걸친 굽힘 소성 변형을 부가하여 폭방향의 집합조직을 제어할 수 있는 효과가 있다.

Description

금속 판재의 폭방향 집합조직 제어 방법{CONTROLLING METHOD FOR TEXTURE OF WIDTH DIRECTION OF METAL PLATE}

본 발명은 금속 판재의 폭방향 집합조직 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 회전축 방향을 따라 직경의 변화가 있는 롤에 금속 판재를 통과시켜 폭방향에 걸친 굽힘 소성 변형을 부가하여 폭방향의 집합조직을 제어하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로 마그네슘, 티타늄과 같은 육방정계 금속을 포함한 난성형성 금속의 낮은 성형성을 극복하기 위해 인위적인 전단 또는 굽힘 소성변형을 부가하여 집합 조직을 성형성에 유리한 방향으로 제어하기 위한 기술들은 여러 가지가 있다.

종래 판재에 적용된 폭방향 집합조직 제어방법은 상하 롤의 속도 비를 다르게 하는 이속 압연이나 교차 굽힘 롤 성형 방법이 대표적인 방법이었는데, 이들 방법에 따르면 판재 또는 코일의 길이 방향에 대한 전단 또는 굽힘변형만이 제어 가능하였고 폭방향으로의 제어는 곤란하였다.

따라서, 금속 판재의 폭방향으로의 집합조직을 제어하는 방법이 필요한 실정이다.

본 발명의 실시예들은 축방향을 따라 직경이 변화하는 롤 세트를 이용하여 형상을 변화시킴으로써 금속 판재의 폭방향으로의 집합조직을 제어하는 방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 하나 또는 다수의 실시예에서는 (a)축방향을 따라 직경이 변하는 제1롤 세트에 금속 판재를 통과시켜 소성 변형시키는 단계; (b)상기 제1롤 세트와 다른 직경 변화를 갖는 제2롤 세트에 상기 금속 판재를 통과시켜 상기 금속 판재의 형상을 변화시키는 단계; 를 포함하는 금속 판재의 폭방향 집합조직 제어방법이 제공될 수 있다.

본 발명의 하나 또는 다수의 실시예는 상기 (a) 및 (b) 단계를 2회 이상 반복하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 하나 또는 다수의 실시예에서 상기 제2롤 세트의 롤은 상기 제1롤 세트의 롤과 정반대 형상을 갖거나 축방향을 따라 직경이 변하지 않는 롤 세트인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 하나 또는 다수의 실시예는 제2롤 세트의 롤이 축방향을 따라 직경이 변하지 않는 경우에는 상기 (a) 및 (b) 단계를 거친 금속 판재를 상기 제1롤 세트와 정반대 형상을 갖는 제3롤 세트에 통과시켜 상기 금속 판재의 형상을 변화시키는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 하나 또는 다수의 실시예는 롤이 축방향을 따라 직경이 변하는 경우에는 롤의 단면이 파동 형상인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예들은 회전축 방향을 따라 직경의 변화가 있는 롤에 금속 판재를 통과시켜 폭방향에 걸친 굽힘 소성 변형을 부가하여 폭방향의 집합조직을 제어할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 굽힘 롤 세트와 평행롤 세트를 도시한 것이다.
도 2는 도 1에서의 롤 세트에 의해 형성되는 금속 판재의 모습을 도시한 것이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 위주로 설명한다.

이러한 실시예는 본 발명에 따른 일실시예로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현할 수 있으므로, 본 발명의 권리범위는 이하에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다 할 것이다.

본 발명에 따른 실시예에서는 축(17,27)방향을 따라 직경이 변화하는 굽힘 롤 세트(10,20)와 축(37)방향을 따라 직경이 변화하지 않는 평행롤 세트(30)를 이용하여 폭방향으로의 형상을 변화시킴으로써 폭방향 집합조직을 제어하는 방법을 제공한다.

이를 위하여 본 발명에 따른 실시예에서는 축방향을 따라 직경이 변하는 굽힘롤 세트(10)에 금속 판재(15)를 통과시켜 소성 변형시킨 다음 상기 굽힘롤 세트(10)와 다른 형상을 갖는 굽힘롤 세트(20)(도 1 및 도 2의 A 참조) 또는 평행롤 세트(30)에 상기 금속 판재(15)를 통과시킨다.(도 1 및 도 2의 B 참조) 이에 의하여 금속 판재(25,35)의 형상이 변하게 되고, 금속 판재(25,35)의 형상이 변함에 따라 폭방향으로의 집합조직 또한 변하게 된다. 본 발명에 따른 실시예에서는 상기 굽힘롤 세트(10)와 다른 형상을 갖는 롤 세트(20,30)에 번갈아 통과시킴으로써 원하는 집합조직을 얻을 수 있다. 본 발명에 따른 실시예에서의 롤(12,14,22,24,32,34) 또는 판재(15,25,35)의 형상은 축(17,27,37)방향에 따른 롤(12,14,22,24,32,34) 또는 판재(15,25,35)의 높이 변화를 의미한다.

또한, 본 발명에 따른 실시예에서는 평행롤 세트(30)를 사용하는 경우에는 도 1 및 도 2의 B에서와 같이 하나의 굽힘롤 세트(10)와 함께 사용할 수도 있고, 도 1 및 도 2의 C에서와 같이 정반대 형상을 갖는 두 개의 굽힘롤 세트(10,20)를 사용할 수도 있다.

상기에서 하나의 평행롤 세트(30)와 하나의 굽힘롤 세트(10)를 사용하는 경우에는 금속 판재(15,35)를 상기 평행롤 세트(30)와 굽힘롤 세트(10)에 번갈아 통과시킴으로써 폭방향의 집합조직을 제어할 수 있다. 그리고, 하나의 평행롤 세트(30)와 정반대 형상을 갖는 두 개의 굽힘롤 세트(10,20)를 사용하는 경우에는 금속 판재(15)를 제1굽힘 롤 세트(10)에 통과시킨 후 평행롤 세트(30)에 통과시킨 다음 제2굽힘 롤 세트(20)에 통과시킨다. 이를 반복하고자 하는 경우에는 제2굽힘 롤 세트(20)에 통과된 금속 판재(25)를 평행롤 세트(30)에 통과시킨 다음 제1굽힘 롤 세트(10)에 통과시키는 방식으로 반복하여 원하는 집합조직을 얻을 수 있다.

이때, 상기 제1굽힘 롤 세트(10)와 제2굽힘 롤 세트(20)는 도 1의 X,Y선의 마루(16,28)와 골(18,26)과 같이 서로 정반대의 형상을 갖는다.

이하에서는 본 발명의 실시예에 대하여 보다 구체적으로 설명한다. 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 굽힘롤 세트와 평행롤 세트를 도시한 것이고, 도 2는 도 1에 의한 금속 판재의 형상을 도시한 것이다.

먼저, 본 발명에 따른 제1실시예에 따르면, 서로 정반대 형상을 갖는 굽힘 롤 세트(10,20)를 이용하는 경우이다. 이는 도 1 및 도 2에서 "A" 경로를 따른다. 본 발명에 따른 제1실시예에서의 굽힘롤 세트(10,20)는 도 1에 도시된 바와 같이 회전 축(17,27)을 따라 일정한 주기의 파형 또는 기타 형태로 직경의 변화가 있다. 상기 굽힘 롤 세트(10,20)는 상,하부롤(12,14,22,24)을 포함하는데, 상기 상부롤(12,22)과 하부롤(14,24)은 기어가 맞물리듯 치합되어 상기 상,하부롤(12,14,22,24)의 형상의 형상을 갖는 금속 판재(15,25)를 형성한다.

금속 판재를 상기 두 개의 굽힘롤 세트에 통과시키면 1주기 동안 완전히 정반대 형상까지 변형되므로 폭방향의 굽힘 변형량이 커서 반복 횟수에 비하여 집합조직의 변화량이 크다. 즉, (+),(-) 굽힘을 반복함으로써 금속 판재 두께 방향을 따라 완전히 정반대 형상으로 굽혀지므로 상,하면의 대칭성이 유지되면서 집합조직이 개선된다.

본 발명에 따른 제2실시예에 따르면, 하나의 굽힘롤 세트(10 또는 20)와 하나의 평행롤 세트(30)에 금속 판재(15,25,35)를 번갈아 통과시킴으로써 금속 판재의 집합조직을 제어할 수 있다. 이 때는 B 경로를 따른다. 상기 평행롤 세트(30)는 일반적인 압연롤과 동일한 형태이다. 이때는 정반대 형상까지 굽힘이 진행되지 않고, (+)굽힘 또는(-)굽힘과 펴짐 상태만 반복하므로 1 주기당 굽힘 변형량은 상기 제1실시예의 절반 수준이다. 따라서, 반복 횟수에 비하여 집합조직의 변화는 상대적으로 적으며, (+) 또는 (-)의 한쪽 방향으로만 굽힘이 반복되므로 판재 두께 방향을 따라서 집합조직이 비대칭으로 변화한다. 즉, 비대칭성의 판재를 원하는 경우에 사용된다.

또한, 본 발명에 따른 제3실시예에 따르면, 하나의 평행롤 세트(30)와 정반대 형상을 갖는 두 개의 굽힘롤 세트(10,20)를 사용한다. 먼저, 제1굽힘 롤 세트(10)에 금속 판재(15)를 통과시킨 다음 평행롤 세트(30)에 통과시키고, 평행롤 세트(30)를 통과한 금속 판재(35)를 상기 제1굽힘 롤 세트(10)와 형상이 정반대인 제2굽힘 롤 세트(20)에 통과시키거나 이와 같은 과정을 반복한다. 즉, 이때는 경로 C를 따른다.

제3실시예에서는 1주기 동안의 누적 변형량은 상기 제1실시예의 경우와 동일하나, 바로 반대 형상으로 굽힘이 되지 않고 평평한(flat) 상태를 거치기 때문에 연성(ductility)이 부족한 소재의 손상 또는 크랙 발생을 방지할 수 있다. 제3실시예에서도 판재 두께 방향을 따라서 상,하면은 대칭성을 유지한다.

상기 다른 형상을 갖는 두 개의 굽힘롤 세트(10,20)를 이용한 경우에는 정반대 형상을 갖는 경우를 위주로 설명하였으나, 본 발명에 따른 실시예는 이에 한정할 것이 아니라 원하는 집합조직에 따라 형상을 다르게 할 수도 있다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 굽힘 롤 세트(10,20)와 평행롤 세트(30)를 통과한 후의 금속 판재(15,25,35)의 형태를 도시한 것인데, 도 2에 도시된 바와 같이 금속 판재의 길이 방향(L)에 직각인 폭방향(T)을 따라 굽힘-폄-정반대 굽힘 등의 변형 경로가 구현되어 폭방향 집합조직을 효과적으로 제어할 수 있게 한다.

이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.

Claims (5)

1. (a)축방향을 따라 직경이 변하는 제1롤 세트에 금속 판재를 통과시켜 소성 변형시키는 단계;
   (b)상기 제1롤 세트와 다른 직경 변화를 갖는 제2롤 세트에 상기 금속 판재를 통과시켜 상기 금속 판재의 형상을 변화시키는 단계; 를 포함하며,
   상기 제2롤 세트의 롤은 상기 제1롤 세트의 롤과 정반대 형상을 갖거나 축방향을 따라 직경이 변하지 않는 롤 세트이며,
   상기 롤이 축방향을 따라 직경이 변하는 경우에는 상기 롤의 단면이 파동 형상이며,
   상기 제2롤 세트의 롤이 축방향을 따라 직경이 변하지 않는 경우에는 상기 (a) 및 (b) 단계를 거친 금속 판재를 상기 제1롤 세트와 정반대 형상을 갖는 제3롤 세트에 통과시켜 상기 금속 판재의 형상을 변화시키는 단계를 더 포함하되,
   상기 (a) 및 (b) 단계를 2회 이상 반복하는 것을 특징으로 하는 금속 판재의 폭방향 집합조직 제어방법.
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