KR101374472B1 - 아연 도금 강판의 핫 스탬프 방법 - Google Patents
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Abstract
아연 도금 강판(W)을 냉각할 때에, 아연의 비점 미만, 또한 페라이트 변태 온도 이상의 온도 영역 내에서, 아연 도금 강판(W)의 표면의 방사율의 변화를, 관찰 파장이 1.4㎛ 이상인 방사율 측정기(4)에 의해 측정하고, 프레스 ?칭 장치(2)에서의 프레스 및 ?칭을, 방사율의 변화에 기초하여 합금화 반응의 종료를 검출한 후에 개시한다. 방사율 측정기(4)는 측정 소자가 InGaAs 소자 또는 서모파일인 것이 바람직하다.
Description
본 발명은 용융 아연 도금 강판 및 전기 아연 도금 강판 등의 아연 도금 강판의 핫 스탬프 방법에 관한 것이다.
핫 스탬프는, Ac3점 이상의 고온으로 가열된 강판을 금형으로 프레스하는 동시에 금형의 내부에서 급냉함으로써 ?칭하는 성형 방법이다. 핫 스탬프에 따르면, 강도를 높이는 동시에, 형상 안정성을 확보할 수 있다. 핫 스탬프의 전단(前段)에 있어서의 강판의 가열은, 로 가열, 근적외선 가열, 원적외선 가열, 유도 가열, 직접 통전 가열 등에 의해 행해지는 경우가 많다.
이 핫 스탬프의 소재가 아연 도금 강판인 경우에는, 가열 공정에 있어서 아연 도금 강판은 Ac3점 이상, 또한 아연의 비점 미만의 온도, 실용상은 900℃ 이하의 온도로 가열된다. 이 온도 영역까지 가열을 행하면 아연 도금은 용융 상태로 되고, 용융 아연으로의 철의 액상 확산이 진행된다. 이 때문에, 가열의 종료로부터 프레스의 개시까지의 중간 냉각 공정에서, 용융 아연 중의 철 농도가 15% ~ 30%가 되고, 강판의 온도가 782℃를 하회하면, 아연-철의 합금화가 진행된다. 이 합금화에 의해 생성하는 상은 Γ상이다.
아연 도금 강판의 핫 스탬프를 행하는 경우, 이하와 같은 이유에 의해, 프레스를 행하는 타이밍이 중요하다. 만일, 합금화 반응의 개시 전 또는 개시 직후의 상태에서 아연 도금 강판의 프레스를 행하면, 미합금의 용융 아연에 기인해서 강의 입계 취화 균열이 일어나 제품으로 되지 못한다. 또한, 강의 입계 취화 균열이 일어나지 않더라도, 용융 아연이 금형의 내면에 응착하기 때문에, 금형의 손질을 빈번하게 행해야만 한다. 또한, 제품의 표면의 아연 도금량이 부족해서 내식성의 저하를 초래하게 되어, 부품의 성능 상의 문제를 초래한다. 이 때문에, 아연 도금 강판의 핫 스탬프에 있어서는, 중간 냉각 공정에 있어서 합금화 반응을 종료시킨 후에 프레스를 행하는 것이 바람직하다.
그러나, 아연 도금 강판은 다종 다양하고, 도금의 종류, 도포량, 판 두께 및 사이즈 등은 다양하기 때문에, 가열 공정 및 중간 냉각 공정을 적절하게 관리해서 적절한 타이밍에서 프레스를 개시하는 것은 용이하지는 않다. 즉, 종래는, 경험적으로, 가열 시간, 가열 온도, 중간 냉각 시간 및 프레스를 개시하는 온도에 기초한 관리를 행하고 있지만, 합금화 반응의 종료를 정확하게 파악하는 것은 곤란하다.
X선 회절에 의해 아연 도금 강판의 표면을 관찰하고, 그 결과에 기초해서 합금화 반응의 종료를 검출하는 것도 생각할 수 있지만, 이를 위해서는, 대규모의 장치가 필요해져서, 설비비가 높아진다. 또한, 프레스를 실시할 정도의 고온 상태에서의 검출은 곤란하다. 또한, 육안에 의한 관찰에서는, 특히 고온 상태이기 때문에 개인차가 커서, 안정된 관리를 행할 수 없다고 하는 문제가 있다.
또한, 특허 문헌 1에는, 아연 도금 강판을 가열로에 있어서 800℃ ~ 950℃로 가열한 후, 급냉 설비에서 500℃ ~ 730℃로 급냉하고, 계속해서 프레스를 행하는 방법이 개시되어 있다. 그러나, 이 방법은 내식성과 내피로 특성의 향상을 겨냥한 특수한 기술인 데다가, 급냉 설비를 필요로 하는 경우도 있어, 일반적인 아연 도금 강판의 핫 스탬프에 적용할 수는 없다.
또한, 합금 Zn 도금 강판의 제조 시의 Fe-Zn계의 합금 반응의 진행 상태를 분광 방사율에 기초하여 관찰하는 방법이 특허 문헌 2에 기재되어 있다. 그러나, 특허 문헌 2에 기재된 방법으로 관찰이 행해지는 온도 영역은, 핫 스탬프에 있어서 프레스가 행해지는 온도와 비교해서 현저하게 낮다. 이 때문에, 특허 문헌 2에 기재된 방법에서, 핫 스탬프의 중간 냉각 공정에 있어서의 아연 도금 강판의 표면의 상태를 검출할 수는 없다.
본 발명은, 확실하게 용융 아연을 소실시킨 다음 프레스 및 ?칭을 행할 수 있는 아연 도금 강판의 핫 스탬프 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은, 가열 후의 냉각 시에, 소정의 온도 영역 내에서 소정의 관찰 파장의 방사율 측정기에 의해 아연 도금 강판의 표면의 방사율의 변화를 측정하고, 방사율의 변화에 기초하여 합금화 반응의 개시, 종료, 즉 용융 아연의 소실을 검출할 수 있는 것을 발견하였다. 그리고, 본 발명자들은 이하에 나타내는 발명의 모든 형태에 상당하였다.
(1)
아연 도금 강판을, 아연의 비점 미만, 또한 오스테나이트 변태 온도 이상의 온도로 가열하는 공정과,
계속해서, 상기 아연 도금 강판을 냉각하는 공정과,
계속해서, 상기 아연 도금 강판의 프레스 및 ?칭을 행하는 공정
을 갖고,
상기 아연 도금 강판을 냉각하는 공정에 있어서, 아연의 비점 미만, 또한 페라이트 변태 온도 이상의 온도 영역 내에서, 상기 아연 도금 강판의 표면의 방사율의 변화를, 관찰 파장이 1.4㎛ 이상인 방사율 측정기에 의해 측정하고,
상기 프레스 및 ?칭을, 상기 방사율의 변화에 기초하여 합금화 반응의 종료를 검출한 후에 개시하는 것을 특징으로 하는 아연 도금 강판의 핫 스탬프 방법.
(2)
상기 아연 도금 강판의 표면의 방사율을, 연속해서 측정하는 것을 특징으로 하는 (1)에 기재된 아연 도금 강판의 핫 스탬프 방법.
(3)
상기 방사율 측정기로서, 측정 소자가 InGaAs 소자 또는 서모파일을 사용하는 것을 특징으로 하는 (1) 또는 (2)에 기재된 아연 도금 강판의 핫 스탬프 방법.
(4)
상기 아연 도금 강판의 표면의 방사율의 변화를 측정할 때에,
상기 방사율 측정기에 의해 측정된 방사율을 이동 평균 처리에 의해 평활화하고,
계속해서, 미분 처리해서 방사율의 변화 속도를 취득하고,
계속해서, 상기 방사율의 변화 속도가 음의 값으로부터 양의 값으로 변하는 점을 상기 합금화 반응의 개시점이라고 판정하고, 그 후에 양의 값으로부터 음의 값으로 변하는 점을 상기 합금화 반응의 종료점이라고 판정하는 것을 특징으로 하는 (1) 내지 (3) 중 어느 하나에 기재된 아연 도금 강판의 핫 스탬프 방법.
(5)
상기 방사율 측정기로서, 관찰 파장이 8㎛ ~ 40㎛인 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 (1) 내지 (4) 중 어느 하나에 기재된 아연 도금 강판의 핫 스탬프 방법.
(6)
(1) ~ (5) 중 어느 하나에 기재된 핫 스탬프 방법에 있어서의, 상기 아연 도금 강판을 가열하는 공정과, 상기 아연 도금 강판을 냉각하는 공정을 갖는 핫 스탬프의 오프라인 시험 장치에, (1) 내지 (5) 중 어느 하나에 기재된 방사율 측정기를 설치해서 상기 방사율 측정기에 의한 측정을 실행하고, 상기 방사율의 변화에 기초하여 냉각 개시로부터 합금화 반응의 종료를 검출할 때까지의 합금화 반응 종료 시간을 조사해 두고, 실제의 핫 스탬프를 실시하는 설비에 있어서, 제어 수단에 상기 합금화 반응 종료 시간을 기억시키고, 이에 따라 상기 합금화 반응 종료 시간에 도달한 것을 상기 제어 수단이 검출한 후에, 상기 프레스 및 ?칭을 개시하는 핫 스탬프를 행하는 것을 특징으로 하는 아연 도금 강판의 핫 스탬프 방법.
(7)
핫 스탬프의 오프라인 시험 장치에서, (1) ~ (5) 중 어느 하나에 기재된 핫 스탬프 방법에 있어서의, 상기 아연 도금 강판을 가열하는 공정과, 상기 아연 도금 강판을 냉각하는 공정을 실행하고, 또한 상기 아연 도금 강판을 냉각하는 공정에 있어서, 상기 방사율 측정기에 의한 측정을 실행하고, 상기 방사율의 변화에 기초하여 냉각 개시로부터 합금화 반응의 종료를 검출할 때까지의 합금화 반응 종료 시간을 조사해 두고,
실제의 핫 스탬프를 실시하는 설비의 제어 수단에 상기 합금화 반응 종료 시간을 기억시키고,
상기 설비에 있어서,
상기 아연 도금 강판과 동일한 조성의 제2 아연 도금 강판을, 상기 아연 도금 강판의 가열 시와 실질적으로 동일한 온도까지 가열하는 공정과,
계속해서, 상기 제2 아연 도금 강판을, 상기 아연 도금 강판의 냉각 시와 실질적으로 동일한 속도로 냉각하는 공정과,
계속해서, 상기 제2 아연 도금 강판의 프레스 및 ?칭을 행하는 공정
을 갖고,
상기 제2 아연 도금 강판을 냉각하는 공정에 있어서, 냉각 개시로부터의 경과 시간을 측정하고,
상기 경과 시간이 상기 합금화 반응 종료 시간에 도달한 것을 상기 제어 수단이 검출한 후에, 상기 프레스 및 ?칭을 개시하는 것을 특징으로 하는 아연 도금 강판의 핫 스탬프 방법.
본 발명에 따르면, 아연 도금 강판의 도금의 종류, 도포량, 판 두께, 사이즈 등에 관계없이, 합금화 반응의 종료를 확실하게 파악할 수 있다. 따라서, 확실하게 용융 아연을 소실시킨 다음 프레스 및 ?칭을 행할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 형태 1 내지 5에 따른 아연 도금 강판의 핫 스탬프 방법의 실시에 적합한 설비를 도시하는 블록도.
도 2는 열전쌍에 의해 측정된 온도의 변화 및 방사율의 온도 환산에 의해 산출된 온도의 변화를 나타내는 그래프.
도 3은 열전쌍에 의한 온도 측정값 및 각종 관찰 파장을 사용한 방사율 측정기에 의한 방사율의 온도 환산 표시값을 나타내는 그래프.
도 4는 도 3의 그래프 중 관찰 파장이 8㎛ ~ 14㎛인 경우에 대해서, 종축을 방사율의 변화 속도로 치환한 그래프.
도 5는 본 발명의 실시 형태 6에 따른 아연 도금 강판의 핫 스탬프 방법의 실시에 적합한 설비를 도시하는 블록도.
도 2는 열전쌍에 의해 측정된 온도의 변화 및 방사율의 온도 환산에 의해 산출된 온도의 변화를 나타내는 그래프.
도 3은 열전쌍에 의한 온도 측정값 및 각종 관찰 파장을 사용한 방사율 측정기에 의한 방사율의 온도 환산 표시값을 나타내는 그래프.
도 4는 도 3의 그래프 중 관찰 파장이 8㎛ ~ 14㎛인 경우에 대해서, 종축을 방사율의 변화 속도로 치환한 그래프.
도 5는 본 발명의 실시 형태 6에 따른 아연 도금 강판의 핫 스탬프 방법의 실시에 적합한 설비를 도시하는 블록도.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대해서, 첨부의 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 아연 도금 강판의 핫 스탬프 방법의 실시에 적합한 설비를 도시하는 블록도이다.
이 설비에는, 아연 도금 강판(W)을 소정의 온도로 가열하는 가열 장치(1), 가열 장치(1)로부터 취출된 아연 도금 강판(W)을 방냉 등에 의해 냉각하는 중간 냉각부(3) 및 중간 냉각부(3)에 있어서 냉각된 아연 도금 강판(W)의 프레스 및 ?칭을 행하는 프레스 ?칭 장치(2)가 설치되어 있다. 또한, 중간 냉각부(3)에 있는 아연 도금 강판(W)의 표면의 방사율을 측정하는 방사율 측정기(4)가 설치되어 있다.
아연 도금 강판(W)은 용융 아연 도금 강판 및 전기 아연 도금 강판 중 어느 것이든 상관없다. 또한, 도포량이 45g/㎡인 냉간 프레스용 합금화 용융 아연 도금 강판과 동등 이상의 내식성을 핫 스탬프 부품으로 얻기 위해서는, 용융 아연 도금 강판에서는 도포량을 50g/㎡ 이상, 합금화 용융 아연 도금 강판에서는 60g/㎡ 이상, 전기 아연 도금 강판에서는 50g/㎡ 이상, 합금화 전기 아연 도금 강판에서는 60g/㎡ 이상이 필요하다.
핫 스탬프의 전단의 가열 장치(1)로서는, 통전 가열, 가열로, 근적외선 가열, 원적외선 가열 및 유도 가열 등의 각종 장치를 채용할 수 있다. 자동차용 부품을 핫 스탬프하는 경우에는, 통전 가열 장치를 사용하는 것이 바람직하다. 이것은 통전 가열 장치는 콤팩트하고, 또한 통전 가열에 따르면, 빠른 가열 속도가 얻어지기 때문에 생산성을 향상시킬 수 있고, 가열 온도를 제어하기 쉬워, 아연 도금 강판을 균일하게 가열할 수 있기 때문이다. 또한, 가열 장치(1)에 있어서의 가열 최고 온도는 Ac3점 이상, 아연의 비점 미만이며, 실용상은 800℃ ~ 900℃의 범위이다. 아연 도금 강판(W)의 가열 속도는 10℃/초 이상, 200℃/초 이하가 실용적이고, 생산성을 높이는 관점으로부터는 20℃/초 ~ 200℃/초의 범위가 바람직하다.
전술한 바와 같이, 이 온도 영역(Ac3점 이상, 아연의 비점 미만)에 있어서는 용융 아연으로의 철의 액상 확산에 의해 철 및 아연의 합금화 반응이 진행된다. 여기서, 가열 장치(1)에 있어서 가열을 행하고, 그 후에 중간 냉각부(3)에 있어서 냉각을 행하는 경우의 용융 아연 도금 강판의 온도 변화에 대해서 설명한다. 용융 아연 도금 강판의 온도는, 열전쌍에 의해 측정되고, 또한 방사율 측정기에 의해 측정된 방사율의 온도 환산에 의해 산출되는 것으로 한다. 이하, 열전쌍에 의해 측정된 온도를 「열전쌍에 의한 온도 측정값」이라고 하고, 방사율 측정기에 의해 측정된 방사율의 온도 환산에 의해 산출된 값을 「방사율의 온도 환산 표시값」이라고 하는 경우가 있다. 방사율의 온도 환산 표시값은, 실질적으로 방사율의 값 및 그 변화와 동등하다. 도 2에, 열전쌍에 의한 온도 측정값 및 방사율의 온도 환산 표시값을 나타낸다. 도 2 중 실선은 가열 개시로부터의 열전쌍에 의한 온도 측정값의 변화를 나타내고, 일점쇄선은 가열 개시로부터의 관찰 파장이 1.4㎛ ~ 1.8㎛인 방사율 측정기를 사용한 경우의 방사율의 온도 환산 표시값의 변화를 나타낸다. 이 예에서는, 아연 도금 강판의 온도가 최고 온도(약 880℃, 가열 개시로부터 약 10초 시점)에 도달한 후부터 17초간 정도 경과한 시점에서 합금화 반응이 개시되고, 최고 온도에 도달한 후부터 25초간 정도 경과한 시점에서 합금화 반응이 종료하고 있다. 그리고, 도 2에 도시한 바와 같이, 방사율의 온도 환산 표시값에는, 합금화의 개시점 및 종료점에 명확한 변화가 드러나 있어, 방사율 측정기의 관찰 파장의 변화와 합금화의 개시점 및 종료점 사이에는 상관이 있다고 할 수 있다. 한편, 열전쌍에 의한 온도 측정값에는, 합금화 반응의 영향은 전혀 나타나지 않고, 이 온도 변화로부터 합금화 반응의 종료를 파악하는 것은 불가능하다.
또한, 전술한 바와 같이, 가열 장치(1)에 있어서의 가열 속도는, 생산성을 높이는 관점에서 비교적 고속의 20℃/초 ~ 200℃/초의 범위가 바람직하다. 그리고, 합금화 반응의 종료를 파악하는 온도 영역은, 도금층의 아연의 비점 미만, 강판의 페라이트 변태 온도 이상으로 한다. 합금화 반응의 종료를 파악하는 온도 영역을 도금층의 아연의 비점 미만으로 하는 것은, 비점 이상으로 가열을 행하면, 강판 표면으로부터 아연이 증발해서 아연이 소실되어 아연 도금 강판이 아니게 되기 때문이다. 이 온도 영역을 강판의 페라이트 변태 온도 이상으로 하는 것은, 프레스 ?칭 장치(2)에서의 ?칭에 의해 안정되게 마르텐사이트 조직을 얻기 위해서이다. ?칭에 의해 안정되게 마르텐사이트 조직을 얻기 위해서는, ?칭을 페라이트 변태 온도 이상으로 행할 필요가 있고, 페라이트 변태 온도 미만에서 합금화 반응의 종료를 파악하여도, ?칭에 의해 안정되게 마르텐사이트 조직을 얻을 수는 없다. 도 2의 예에서는, 아연의 비점 미만의 온도인 약 880℃까지 가열하고, 그 후의 중간 냉각 공정에서의 합금화 반응의 종료 온도는 약 700℃로 되어 있고, 한편 페라이트 변태는 약 650℃에서 일어나고 있다.
아연의 비점은, 용융 아연 도금 강판, 합금화 용융 아연 도금 강판, 전기 아연 도금 강판, 합금화 전기 아연 도금 강판에서는, 도금층에 포함되는 다른 금속 원소의 양에 따라 다소 변화되지만, 908℃ 정도이다. 또한, 페라이트 변태 온도는, 강판의 C양이 핫 스탬프에 적합한 경우인 0.18 질량%∼0.25 질량%의 범위에서는, 강판 외의 화학 성분 및 가열 장치(1)에 있어서의 가열 속도 및 가열 온도 등에 따라 다소 변화되지만, 650℃ 정도이다.
아연 도금 강판의 온도 측정은, 일반적으로 열전쌍 또는 방사 온도계를 사용해서 행해지지만, 방사 온도계를 사용한 온도 측정에서는, 열전쌍을 사용한 경우로서 비교해서 약 20℃ 정도의 차가 발생하는 경우가 있다.
따라서, 본원 발명자는, 방사율 측정기의 관찰 파장 및 그 파장에 있어서의 방사율의 온도 환산 표시값의 변화에 착안했다. 그리고, 본 실시 형태에서는, 가열 장치(1)에 있어서, 예를 들어 800℃ ~ 900℃까지 가열한 아연 도금 강판(W)을 중간 냉각부(3)에 취출하고, 가열 장치(1)에 있어서 가열된 아연 도금 강판(W)의 표면의 방사율을, 관찰 파장이 1.4㎛ 이상인 장파장의 방사율 측정기(4), 보다 바람직하게는 관찰 파장이 8㎛ ~ 40㎛인 방사율 측정기(4)에 의해 측정한다. 합금화 반응의 진행에 수반하여, 아연 도금 강판(W)의 표면 상태가 액체로부터 고체로 변화되고, 물성이 변화된다. 그리고, 이들 변화에 부수하여 적외선량이 변화된다. 본 실시 형태는, 이러한 적외선량의 변화를, 방사율 또는 방사율의 온도 환산 표시값의 변화로서 전술한 장파장의 관찰 파장으로 연속적으로 검출함으로써, 합금화 반응의 개시, 종료 및 용융 아연의 소실을 파악하려고 하는 것이다.
본 실시 형태에서 사용하는 방사율 측정기(4)에는, 측정 소자가 InGaAs 소자 또는 서모파일인 것이 적합하고, 특히 방사율의 변화를 크게 취할 수 있는 서모파일이 바람직하다. 또한, 측정 소자가 서모파일인 경우, 관찰 파장의 상한은 실용 상 40㎛가 된다. 서모파일은 복수의 열전쌍을 직렬 또는 병렬로 접속한 것으로, 열 에너지를 전기 에너지로 변환하는 기능을 갖는 변환기이며, 열전퇴라고도 불린다. 다수의 소형의 열전쌍의 온 접점을 집중시킴으로써, 열방사를 고정밀도로 측정할 수 있다.
이와 같이, 본 실시 형태에서는, 합금화 반응의 개시 및 종료를 검지하기 위해서, 관찰 파장이 1.4㎛ 이상인 장파장의 방사율 측정기(4)를 사용한다. 도 3에, 열전쌍에 의한 온도 측정값 및 각종 관찰 파장을 사용한 방사율 측정기에 의한 방사율의 온도 환산 표시값을 나타낸다. 도 3 중 파선은 관찰 파장이 0.8㎛ ~ 1.1㎛인 단파장의 방사율 측정기를 사용한 경우의 가열 개시로부터의 방사율의 온도 환산 표시값의 변화를 나타내고, 일점쇄선은 관찰 파장이 1.4㎛ ~ 1.8㎛인 방사율 측정기를 사용한 경우의 가열 개시로부터의 방사율의 온도 환산 표시값의 변화를 나타내고, 이점쇄선은 관찰 파장이 8㎛ ~ 14㎛인 방사율 측정기를 사용한 경우의 가열 개시로부터의 방사율의 온도 환산 표시값의 변화를 나타낸다. 도 3에 도시한 바와 같이, 관찰 파장이 0.8㎛ ~ 1.1㎛인 단파장의 방사율 측정기를 사용한 경우(파선)의 변화는 작아, 합금화 반응의 개시점 및 종료점을 명확하게 포착할 수 없다. 이에 반해, 관찰 파장이 1.4㎛ ~ 1.8㎛인 방사율 측정기를 사용한 경우(일점쇄선)에는, 합금화 반응의 개시점 및 종료점에 있어서의 변화가 커서, 이들을 명확하게 포착할 수 있다. 또한, 관찰 파장이 8㎛ ~ 14㎛인 방사율 측정기를 사용한 경우(이점쇄선)에는, 합금화 반응의 개시점 및 종료점에 있어서의 변화가 더욱 커서, 이들을 보다 명확하게 포착할 수 있다.
또한, 도 4에, 도 3의 그래프 중 관찰 파장이 8㎛ ~ 14㎛인 경우에 대해서, 종축을 방사율의 변화 속도로 치환한 그래프를 나타낸다. 도 4에 도시한 바와 같이, 방사율의 변화 속도(실선)는, 합금화 반응의 개시점까지는 거의 일정하고, 합금화 반응의 개시점에 있어서 증가하고, 그 후에 감소하고, 합금화 반응의 종료점으로부터는 다시 거의 일정해진다. 즉, 방사율의 변화 속도도 합금화 반응의 개시점 및 종료점에 있어서 크게 변화된다. 따라서, 방사율의 변화 속도가 일정값으로부터 증가로 바뀌는 점을 합금화 반응의 개시점, 그 후에 일정값으로 바뀌는 점을 합금화 반응의 종료점이라고 판정하도록 하면, 보다 명확하게 합금화 반응의 종료점을 파악할 수 있다. 이 판정은, 방사율의 측정값을 이동 평균 처리 등에 의해 평활화한 값을 미분 처리하면 보다 명확하게 파악할 수 있다. 특히 중간 냉각부(3)에서의 중간 냉각 공정에서, 음의 값으로부터 양의 값으로 변화되는 점을 합금화 개시점, 그 후에 양의 값으로부터 음의 값으로 변화되는 점을 합금화 종료점이라고 하면, 보다 명확하게 합금화 반응의 종료점을 파악할 수 있다.
또한, 이동 평균 처리는, 시계열 데이터를 평활화하는 방법이며, 예를 들어, 단순 이동 평균 처리를 행하면 된다. 단순 이동 평균 처리란, 최신 데이터로부터 최근의 n개의 데이터의 가중치를 부여하지 않는 단순한 평균값을 구하는 처리이다. 시간이 진행해서 최신 데이터를 계측하면, 최신 데이터를 더하는 동시에 가장 오래된 데이터를 빼고 다시 n개의 평균값을 구한다. 단순 이동 평균 처리에서는, 이후, 이를 반복해 간다. 도 4의 그래프의 작성에서도 단순 이동 평균 처리를 행하고 있고, 이 때에는 0.1초마다 방사율 측정기로부터의 데이터를 채취하고, 이동 평균 처리의 데이터수는 10개로 하였다. 또한, 이동 평균 처리로서, 단순 이동 평균 처리 이외의 이동 평균 처리를 사용해도 상관없다.
본 실시 형태에서는, 이와 같이 해서 합금화 반응의 종료를 검출한 후에 아연 도금 강판(W)을 프레스 ?칭 장치(2)로 보내어, 페라이트 변태 온도 이상의 온도로 되어 있는 동안에 프레스 및 ?칭을 개시한다. 즉, 합금화 반응의 종료를 파악하고, 확실하게 용융 아연을 소실시킨 다음 프레스 및 ?칭을 개시한다.
이 때문에, 본 실시 형태에 따르면, 아연 도금 강판(W)의 도금 종류, 도포량, 판 두께, 사이즈 등에 상관없이, 합금화 반응이 종료한 후에 프레스 및 ?칭을 개시할 수 있다. 따라서, 미합금의 용융 아연에 기인하는 강의 입계 취화 균열을 방지할 수 있다. 또한, 용융 아연의 프레스 ?칭 장치(2)의 금형의 내면으로의 응착 및 아연 도금량의 부족에 의한 내식성의 저하를 방지할 수도 있다. 특히, 방사율 변화 속도가 음의 값으로부터 양의 값으로 변하는 점을 합금화 반응의 개시점, 그 후에 양의 값으로부터 음의 값으로 변하는 점을 합금화 반응의 종료점이라고 판정하도록 하면, 보다 정확한 판단이 가능해진다.
또한, 도 1에 도시한 바와 같이, 방사율 측정기(4)의 측정값을 연산 제어 장치(5)에 입력하고, 연산 제어 장치(5)가 프레스 ?칭 장치(2)의 동작을 제어해도 된다.
또한 본 발명에서는, 설비적, 스페이스적 혹은 비용적으로, 핫 스탬프를 실시하는 설비에 방사율 측정기(4)를 설치할 수 없는 경우, 예를 들어 오프라인 시험 장치에 방사율 측정기(4)를 장착하고, 이 오프라인 시험 장치에서 전술한 바와 마찬가지의 방법으로 합금화 반응 종료 시간을 조사해 두고, 도 5에 도시한 바와 같이 실제의 핫 스탬프를 실시하는 설비의 연산 제어 장치(5)에 이 합금화 반응 종료 시간을 기억시키고, 냉각 시에 냉각 개시로부터의 경과 시간을 측정하고, 경과 시간이 합금화 반응 종료 시간에 도달한 것을 연산 제어 장치(5)가 검출한 후에, 프레스 및 ?칭을 개시해도 된다. 이 방법에 따르면, 방사율 측정기(4)에 의한 실측정없이도, 확실하게 용융 아연을 소실시킨 다음 핫 스탬프를 행할 수 있다. 또한, 이 방법을 행하는 경우, 오프라인 시험 장치에서의 가열 온도 및 가열 후의 냉각 속도는, 실제의 핫 스탬프를 실시하는 설비에 있어서의 것과 동일하게 한다. 단, 실제의 설비에서의 가열 온도 및 냉각 속도를, 오프라인 시험 장치에서의 것과 엄밀하게 동일하게 제어하지 않더라도, 실질적으로 동일한 것으로 제어하면, 다소의 편차가 있어도 원하는 효과가 얻어진다. 예를 들어, 실제의 설비에서의 가열 온도를 오프라인 시험 장치에서의 가열 온도의 ±10℃의 범위 내에 들어가게 하고, 실제의 설비에서의 냉각 속도를 오프라인 시험 장치에서의 냉각 속도의 ±2℃/초의 범위 내에 들어가게 하면, 원하는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 상기 실시 형태는, 모두 본 발명을 실시함에 있어서의 구체화의 예를 나타낸 것에 지나지 않고, 이들에 의해 본 발명의 기술적 범위가 한정적으로 해석되어서는 안되는 것이다. 즉, 본 발명은 그 기술 사상, 또는 그 주요한 특징으로부터 벗어나지 않고, 여러 형태로 실시할 수 있다.
본 발명은, 예를 들어, 차체 등에 사용되는 아연 도금 강판의 관련 산업에 있어서 이용할 수 있다.
Claims (7)
- 아연 도금 강판을, 908℃ 미만, 또한 상기 아연 도금 강판의 오스테나이트 변태 온도 이상의 온도로 가열하는 공정과,
계속해서, 상기 아연 도금 강판을 냉각하는 공정과,
계속해서, 상기 아연 도금 강판의 프레스 및 ?칭을 행하는 공정
을 갖고,
상기 아연 도금 강판을 냉각하는 공정에 있어서, 908℃ 미만, 또한 상기 아연 도금 강판의 페라이트 변태 온도 이상의 온도 영역 내에서, 상기 아연 도금 강판의 표면의 방사율의 변화를, 관찰 파장이 1.4㎛ 이상인 방사율 측정기에 의해 측정하고,
상기 프레스 및 ?칭을, 상기 방사율의 변화에 기초하여 합금화 반응의 종료를 검출한 후에 개시하는 것을 특징으로 하는, 아연 도금 강판의 핫 스탬프 방법. - 제1항에 있어서,
상기 아연 도금 강판의 표면의 방사율을, 연속해서 측정하는 것을 특징으로 하는, 아연 도금 강판의 핫 스탬프 방법. - 제1항 또한 제2항에 있어서,
상기 방사율 측정기로서, 측정 소자가 InGaAs 소자 또는 서모파일을 사용하는 것을 특징으로 하는, 아연 도금 강판의 핫 스탬프 방법. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 아연 도금 강판의 표면의 방사율의 변화를 측정할 때에,
상기 방사율 측정기에 의해 측정된 방사율을 이동 평균 처리에 의해 평활화하고,
계속해서, 미분 처리해서 방사율의 변화 속도를 취득하고,
계속해서, 상기 방사율의 변화 속도가 음의 값으로부터 양의 값으로 변하는 점을 상기 합금화 반응의 개시점이라고 판정하고, 그 후에 양의 값으로부터 음의 값으로 변하는 점을 상기 합금화 반응의 종료점이라고 판정하는 것을 특징으로 하는, 아연 도금 강판의 핫 스탬프 방법. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 방사율 측정기로서, 관찰 파장이 8㎛ ~ 40㎛인 것을 사용하는 것을 특징으로 하는, 아연 도금 강판의 핫 스탬프 방법. - 제1항 또는 제2항에 기재된 핫 스탬프 방법에 있어서의, 상기 아연 도금 강판을 가열하는 공정과, 상기 아연 도금 강판을 냉각하는 공정을 갖는 핫 스탬프의 오프라인 시험 장치에, 제1항 또는 제2항에 기재된 방사율 측정기를 설치해서 상기 방사율 측정기에 의한 측정을 실행하고, 상기 방사율의 변화에 기초하여 냉각 개시로부터 합금화 반응의 종료를 검출할 때까지의 합금화 반응 종료 시간을 조사해 두고, 실제의 핫 스탬프를 실시하는 설비에 있어서, 제어 수단에 상기 합금화 반응 종료 시간을 기억시키고, 이에 따라 상기 합금화 반응 종료 시간에 도달한 것을 상기 제어 수단이 검출한 후에, 상기 프레스 및 ?칭을 개시하는 핫 스탬프를 행하는 것을 특징으로 하는, 아연 도금 강판의 핫 스탬프 방법.
- 핫 스탬프의 오프라인 시험 장치에서, 제1항 또는 제2항에 기재된 핫 스탬프 방법에 있어서의, 상기 아연 도금 강판을 가열하는 공정과, 상기 아연 도금 강판을 냉각하는 공정을 실행하고, 또한 상기 아연 도금 강판을 냉각하는 공정에 있어서, 상기 방사율 측정기에 의한 측정을 실행하고, 상기 방사율의 변화에 기초하여 냉각 개시로부터 합금화 반응의 종료를 검출할 때까지의 합금화 반응 종료 시간을 조사해 두고,
실제의 핫 스탬프를 실시하는 설비의 제어 수단에 상기 합금화 반응 종료 시간을 기억시키고,
상기 설비에 있어서,
상기 아연 도금 강판과 동일한 조성의 제2 아연 도금 강판을, 상기 아연 도금 강판의 가열 시와 실질적으로 동일한 온도까지 가열하는 공정과,
계속해서, 상기 제2 아연 도금 강판을, 상기 아연 도금 강판의 냉각 시와 실질적으로 동일한 속도로 냉각하는 공정과,
계속해서, 상기 제2 아연 도금 강판의 프레스 및 ?칭을 행하는 공정
을 갖고,
상기 제2 아연 도금 강판을 냉각하는 공정에 있어서, 냉각 개시로부터의 경과 시간을 측정하고,
상기 경과 시간이 상기 합금화 반응 종료 시간에 도달한 것을 상기 제어 수단이 검출한 후에, 상기 프레스 및 ?칭을 개시하는 것을 특징으로 하는, 아연 도금 강판의 핫 스탬프 방법.
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