KR102518087B1 - 티타늄 판재의 압연 방법 - Google Patents

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Abstract

본 개시는 티타늄 또는 티타늄 합금 판재의 압연방법에 관한 것으로, 티타늄 또는 티타늄 합금 코어재를 준비하는 단계; 상기 코어재 양면을 커버재로 덮고 두께 방향 사면을 밀봉하여 팩을 제조하는 단계; 상기 팩을 850 내지 900℃에서 재가열 하는 단계; 및 상기 재가열 된 팩을 압연하는 단계; 를 포함하고, 상기 팩을 제조하는 단계에서 상기 팩은 두께가 80 mm 이상이며, 상기 재가열된 팩을 압연하는 단계에서 압연 개시 온도는 800 내지 900℃이고, 압연 종료 온도는 700 내지 800℃이며, 상기 팩의 전체 두께에 대한 코어재 두께 비율은 0.3 이하일 수 있다.

Description

티타늄 판재의 압연 방법 {ROLLING METHOD OF TITANIUM SHEET}
티타늄 또는 티타늄 합금 판재의 압연 방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로 기존 철강 제조 설비를 이용하는 티타늄 또는 티타늄 합금 판재 압연 방법에 관한 것이다.
티타늄 합금은 변형저항의 온도의존성이 크고 가공 중 온도 저하에 의해 가공하중이 커지기 때문에 박판 제조가 어렵다.
티타늄 합금을 2mm 이하로 두께를 제어하면 판재의 활용가치가 더욱 높아지는데 일반적인 압연으로는 소재의 열손실 및 스프링백 현상 때문에 제어가 난해하다. 이러한 소재는 팩압연 기술을 이용하여 박판을 제조하며, 팩압연은 1장 또는 여러장의 판재를 코어재로 하고, 그 상하 및 사면을 커버재로 덮어 진공 용접하여 열간 압연하여 박판을 얻는 제조 기술이다.
종래에는 비교적 소형 열간 압연기를 이용하여 커버재와 코어재 연신율이 동일한 온도 구간에서 압연하고, 압연 중 온도저하가 발생하는 경우 재가열 하여 형상이 양호한 판재를 얻는 기술이 있었다. 또한, 코어재와 커버재 변형 저항값의 비를 고려하여 코어재를 선정하고 압연 하중의 변화 또는 감마선 출력 변화에 의하여 코어재의 두께를 구하는 팩 압연재의 판두께 제어 압연 방법이 제안되었다. 추가로 팩 압연 제조 방법에 있어서 코어재 변형 저항 값이 커버재 변형 저항 값 이하가 되도록 코어재 및 커버재를 선정하고, 코어재의 두께와 조립 소재의 합계 두께 비를 제어하는 압연 방법이 제안되기도 하였다.
그러나, 종래 기술은 모두 소형 열간 압연기를 이용하여 기존 철강 설비를 이용할 수 없는 문제가 있었고, 중한 재가열이 필요하여 제조 단가가 상승하는 문제가 있어왔다.
이에 기존 철강 설비를 이용하면서 중간 재가열이 필요없어 생산성이 높고 단가가 낮은 티타늄 또는 티타늄 합금 판재 압연 방법이 필요한 실정이다.
상기의 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 기존 철강 제조용 연속 설비를 이용하여 티타늄 또는 티타늄 합금 박판 압연 방법을 제공하고자 한다. 구체적으로 기존 철강 제조용 연속 설비를 이용하여 폭 방향 혹은 길이 방향 주름 발생이 억제되는 티타늄 또는 티타늄 합금 박판 압연 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 티타늄 또는 티타늄 합금 박판의 제조방법은 티타늄 또는 티타늄 합금 코어재를 준비하는 단계; 상기 코어재 양면을 커버재로 덮고 두께 방향 사면을 밀봉하여 팩을 제조하는 단계; 상기 팩을 850 내지 900℃에서 재가열 하는 단계; 및 상기 재가열된 팩을 압연하는 단계; 를 포함하고, 상기 재가열된 팩을 압연하는 단계에서 압연기에 투입되는 상기 재가열된 팩은 두께가 80 mm 이상이며, 상기 재가열된 팩을 압연하는 단계에서 압연 개시 온도는 800 내지 900℃이고, 압연 종료 온도는 700 내지 800℃이며, 상기 팩의 전체 두께에 대한 코어재 두께 비율은 0.3 이하일 수 있다.
상기 코어재 양면을 커버재로 덮고 두께 방향 사면을 밀봉하여 팩을 제조하는 단계;에서, 상기 커버재의 두께는 30mm 이상일 수 있다.
상기 재가열 된 팩을 압연하는 단계; 에서, 압연 과정 중 재가열이 필요없을 수 있다.
상기 코어재 양면을 커버재로 덮고 두께 방향 사면을 밀봉하여 팩을 제조하는 단계;에서, 팩 내부는 진공 상태인 것일 수 있다.
상기 티타늄 또는 티타늄 합금 코어재를 준비하는 단계;는 티타늄 또는 티타늄 합금 판재를 산세하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 티타늄 또는 티타늄 합금 코어재를 준비하는 단계;는 티타늄 또는 티타늄 합금 판재에 이형제를 도포하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 코어재 양면을 커버재로 덮고 두께 방향 사면을 밀봉하여 팩을 제조하는 단계;에서 코어재는 2장 이상의 티타늄 또는 티타늄 합금 판재를 적층한 것일 수 있다.
상기 재가열 된 팩을 압연하는 단계;에서 압연은 2 이상의 압연패스로 구성될 수 있다.
상기 2 이상의 압연패스는 패스당 압하율이 10 내지 20%일 수 있다.
상기 티타늄 또는 티타늄 합금 박판의 제조방법에 의하여 제조된 티타늄 또는 티타늄 합금 박판의 표면 조도 (Ra)는 4㎛ 이하일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 기존 철강 제조 연속 설비를 이용하여 티타늄 또는 티타늄 합금 박판 압연 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 구현예에 따르면, 티타늄 또는 티타늄 합금 박판을 팩 압연하는 최적의 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 구현예에 따르면, 형상 불량이 완화된 티타늄 또는 티타늄 합금 박판을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 구현예에 따르면, 기존의 철강 제조 연속 설비를 이용하여 압연하여 수율이 높고, 재가열을 하지 않아 경제성 있는 티타늄 또는 티타늄 합금 박판 압연 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명 일 구현예의 코어재와 커버재의 온도에 따른 변형 저항의 의존성을 도시한 것이다.
도 2는 본 발명 일 구현예의 코어재와 커버재의 기존 공정 중의 온도 하락을 도시한 것이다.
도 3은 본 발명 일 구현예의 팩 전체 두께에 대한 코어재 비율에 따른 코어재와 커버재 연신 정도 비율을 나타낸 그래프이다.
제1, 제2 및 제3 등의 용어들은 다양한 부분, 성분, 영역, 층 및/또는 섹션들을 설명하기 위해 사용되나 이들에 한정되지 않는다. 이들 용어들은 어느 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션을 다른 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션과 구별하기 위해서만 사용된다. 따라서, 이하에서 서술하는 제1 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션은 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 제2 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션으로 언급될 수 있다.
여기서 사용되는 전문 용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
어느 부분이 다른 부분의 "위에" 또는 "상에" 있다고 언급하는 경우, 이는 바로 다른 부분의 위에 또는 상에 있을 수 있거나 그 사이에 다른 부분이 수반될 수 있다. 대조적으로 어느 부분이 다른 부분의 "바로 위에" 있다고 언급하는 경우, 그 사이에 다른 부분이 개재되지 않는다.
또한, 특별히 언급하지 않는 한 %는 중량%를 의미하며, 1ppm 은 0.0001중량%이다.
다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
금속 소재의 팩 압연은 가공성이 낮은 코어재에 가공이 용이한 커버재를 적층하여 압연하기 때문에 코어재와 커버재의 선정 혹은 조합이 부적당한 경우, 양호한 제품을 얻을 수 없는 문제가 발생한다. 즉, 코어재의 연신율이 커버재의 연신율 보다 큰 경우 코어재에 주름이 발생하는 버클링 현상이 발생할 수 있다. 반대로 코어재의 연신율이 커버재의 연신율보다 작은 경우 코어재에 버클링 현상은 발생하지 않으나, 두께 적중률이 떨어지게 된다. 또한, 코어재와 커버재의 두께, 폭 비율이 적정하지 못한 경우에도 강도가 낮아지거나 구상화 조직이 형성되지 않은 불량한 제품을 얻게 된다.
일반적으로 변형 저항의 온도 의존성이 높은 티타늄 또는 티타늄 합금 박판 제조방법은 980℃ 이하에서 팩 압연을 하거나 압연 중 재가열 하여 표면 산화층을 제거하여 박판을 얻는 방법으로 구분될 수 있다. 이때, 팩 압연의 경우 기존 철강 설비보다 작은 소형 압연기 등이 필요하여 설비 투자비가 발생할 수 있다. 팩 압연이 아닌 경우에는 표면 산화층이 발생하여 불량한 제품이 발생할 수 있다.
이와 관련하여 본 발명은 티타늄 또는 티타늄 합금 판재를 팩 압연하기 위하여 철강 제조용 연속 열간 압연 설비를 이용하여 제조 비용 저감을 도모하고, 압연될 팩의 전체 두께를 철강 제조용 설비에 적용할 수 있도록 제어하고, 커버재의 두께를 재가열이 필요하지 않은 두께로 제어하는 압연 방법을 제공하고자 한다.
상기와 같이 티타늄은 변형 저항의 온도 의존성이 높다. 도 1은 코어재로 사용될 수 있는 티타늄 합금 (Ti-6Al-4V)과 커버재로 사용될 수 있는 탄소강의 온도에 따른 변형 저항 변화 추이선을 도시한 것이다.
도 1에 의하면 코어재의 변형 저항 (
Figure 112019093046433-pat00001
)와 커버재의 변형저항 (
Figure 112019093046433-pat00002
)가 동일한 온도가 존재한다. 이 온도에서 압연하면 기본적으로는 코어재와 커버재는 동일한 정도로 신장할 것이다. 그러나,
Figure 112019093046433-pat00003
인 조건에서는 코어재가 커버재보다 연신이 용이하여 코어재에 주름이 발생하게 된다. 그러므로, 코어재에 주름이 발생하지 않도록 하기 위하여는
Figure 112019093046433-pat00004
가 되도록 하여야 한다.
Figure 112019093046433-pat00005
인 조건에서는 압연 중에 커버재는 온도 저하가 일어나고 코어재는 복열이 존재하여 온도가 유지된다. 따라서 도 1에서 커버재의 온도가 TA 이고 코어재의 온도가 TB인 경우, 두 재료의 변형 저항은 유사한 수준이 되어 주름 발생 가능성이 낮다.
도 2는 팩 전체 두께에 대한 코어재의 비율을
Figure 112019093046433-pat00006
= 0.3으로 하여 일반적인 팩 압연 개시온도인 950℃에서 압연을 개시한 경우 압연 중 온도 저하를 나타낸 것이다. 도 2에서 나타나듯이 압연 중 커버재는 약 750℃까지 온도가 저하되는 반면에 코어재는 약 930℃까지만 온도가 저하된다. 이는 코어재의 경우 압연 중 발생되는 복열과 팩 내부의 진공 조건으로 인하여 대류가 발생하지 않아 온도 감소가 완만한 것으로 파악되고, 이러한 조건에서
Figure 112019093046433-pat00007
를 만족시키기는 어렵다.
이에 본 발명에서는 이러한 난점을 해결하기 위하여 팩 전체의 두께와 커버재의 두께 및 공정 중 온도 범위를 제어하고자 한다. 즉, 본 발명에 의하면, 코어재와 커버재의 변형 저항이
Figure 112019093046433-pat00008
조건을 만족하도록 제어되므로, 코어재를 소정의 두께로 압연할 때까지 커버재의 두께도 확보되고 파단이 발생하지 않으며, 압연 중 코어재가 불규칙하게 만족되거나 좌굴하는 것이 방지된다. 따라서 평탄성이 우수하고 균일한 두께를 가지는 티타늄 또는 티타늄 합금 판재를 얻을 수 있다.
이하에서는 각 단계별로 구체적으로 설명한다.
본 발명의 티타늄 또는 티타늄 합금 박판의 제조방법은, 티타늄 또는 티타늄 합금 코어재를 준비하는 단계; 상기 코어재 양면을 커버재로 덮고 두께 방향 사면을 밀봉하여 팩을 제조하는 단계; 상기 팩을 850 내지 900℃에서 재가열 하는 단계; 및 상기 재가열된 팩을 압연하는 단계; 를 포함할 수 있다.
상기 커버재는 탄소강 판재일 수 있다. 상기 커버재로 탄소 함량이 0.2 내지 0.5 중량%인 탄소강 판재를 사용할 수 있다. 구체적으로, S45C (탄소함량: 0.40 내지 0.50 중량%) 또는 SS400 (탄소함량: 0.2 내지 0.3 중량%)을 사용할 수 있다.
상기 재가열 온도는 β변태온도 이하로, 상기 재가열 단계에서, 해당 온도에서 팩 내부까지 온도가 균일해 지도록 적정시간 유지시킬 수 있다.
상기 코어재 양면을 커버재로 덮고 두께 방향 사면을 밀봉하여 팩을 제조하는 단계;에서 사면 밀봉은 스페이서를 이용한 용접 밀봉일 수 있다.
상기 재가열된 팩을 압연하는 단계;에서 압연기에 투입되는 상기 재가열된 팩은 두께가 80 mm 이상일 수 있다. 구체적으로, 팩은 두께가 80 내지 140mm 일 수 있다. 보다 구체적으로 팩은 두께가 80 내지 122mm일 수 있다. 팩 두께가 80 mm 미만인 경우에는 기존 철강 설비에 사용할 수 가 없어 생산성이 저하되고, 팩 두께가 너무 두꺼우면 압연 전 재가열 시간이 증가하고, 압연 패스 수가 증가하여 압연 중 온도 저하가 일어나 압연 도중 재가열을 해야하는 등 가공성이 불량해지는 문제가 있다.
상기 재가열된 팩을 압연하는 단계에서 압연 개시 온도는 800 내지 900℃이고, 압연 종료 온도는 700 내지 800℃일 수 있다.
상기 팩의 전체 두께에 대한 코어재 두께 비율은 0.3 이하일 수 있다. 구체적으로 비율은 0.1 내지 0.3, 보다 구체적으로 0.12 내지 0.3, 보다 구체적으로 0.12 내지 0.25일 수 있다.
코어재 두께 비율이 적정한 비율 범위를 만족하지 못하는 경우 커버와 코어의 연신 정도가 달라 압연된 코어재의 품질 불량이 발생할 위험이 있다. 특히 코어재 두께 비율 0.3을 기준으로 커버와 코어의 압연성 정도가 크게 달라진다. 도 3을 참조하면 코어재 두께 비율 0.3 이하에서는 커버와 코어의 압연 정도의 비율 (커버 압연 정도/코어 압연 정도)이 1.0 이하로 커버보다 코어의 압연이 잘 이루어짐을 알 수 있다.
그러나 코어재 두께 비율 0.3을 초과하는 경우에는 커버와 코어의 압연 정도의 비율이 1.0을 초과하므로 코어재가 압연이 충분히 이루어지지 않아 다수의 압연 패스를 통과해야 하고 이에 따라 발생하는 압연 팩 온도 하락을 보상하기 위하여 압연 가능 온도까지 팩을 재가열 해야하는 문제가 있을 수 있다.
또한, 재가열 온도, 압연 개시 온도, 압연 종료 온도, 팩 두께 및 코어재 두께 비율이 모두 제어되어야 기존 철강 설비를 사용하면서도 평탄도가 우수한 티타늄 또는 티타늄 합금 판재를 얻을 수 있다.
상기 코어재 양면을 커버재로 덮고 두께 방향 사면을 밀봉하여 팩을 제조하는 단계;에서, 상기 커버재의 두께는 30mm 이상일 수 있다. 구체적으로 커버재 두께는 30 내지 50mm 일 수 있다. 커버재 두께가 너무 얇으면 커버재 온도 하강으로 인하여 재가열 하지 않으면 평탄도가 유지되지 않는 문제가 있고, 이에 따라 재가열이 필요하여 제조단가가 상승하는 문제가 있다. 커버재 두께가 너무 두꺼우면 압연 패스가 증가하게 되어 압연 과정 중 온도 하강이 크게 발생하고 이에 따라 압연 가능 온도를 벗어나 가공성이 떨어지는 문제가 있다.
상기 재가열 된 팩을 압연하는 단계; 에서, 압연 과정 중 재가열은 필요하지 않다.
상기 코어재 양면을 커버재로 덮고 두께 방향 사면을 밀봉하여 팩을 제조하는 단계;에서, 팩 내부는 진공 상태일 수 있다. 팩 내부는 10-3 torr 이상의 진공일 수 있다.
상기 티타늄 또는 티타늄 합금 코어재를 준비하는 단계;는 티타늄 또는 티타늄 합금 판재를 산세하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 산세하는 단계는 티타늄 또는 티타늄 합금 표면에 존재하는 산화층을 제거하기 위한 단계일 수 있다.
상기 티타늄 또는 티타늄 합금 코어재를 준비하는 단계;는 티타늄 또는 티타늄 합금 판재에 이형제를 도포하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 이형제는 티타늄 또는 티타늄 합금 코어재와 커버재 간의 고상 확산 접합을 방지하기 위함이다.
상기 코어재 양면을 커버재로 덮고 두께 방향 사면을 밀봉하여 팩을 제조하는 단계;에서 코어재는 2장 이상의 티타늄 또는 티타늄 합금 판재를 적층한 것일 수 있다.
상기 재가열 된 팩을 압연하는 단계;에서 압연은 2 이상의 압연패스로 구성될 수 있다. 상기 2 이상의 압연패스 사이에 재가열 단계는 포함되지 않을 수 있다.
상기 2 이상의 압연패스는 패스당 압하율이 10 내지 20%일 수 있다.
상기 티타늄 또는 티타늄 합금 박판의 제조방법에 의해 제조된 티타늄 또는 티타늄 합금 박판의 표면 조도 (Ra)는 4 ㎛ 이하일 수 있다. 구체적으로 표면 조도는 1 내지 4 ㎛, 더욱 구체적으로 표면 조도는 1.4 내지 4 ㎛, 더욱 구체적으로 1.5 내지 4 ㎛, 더욱 구체적으로 1.4 내지 1.5 ㎛일 수 있다.
이하에서는 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 이러한 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다.
실험예 1 - 재가열 온도, 압연 개시 온도, 압연 종료 온도의 제어
하기 표 1은 팩 압연 방법을 통하여 티타늄 합금 박판을 제조하기 위한 팩 재가열 온도, 압연 개시 온도, 압연 종료 온도를 나타낸다.
본 실험예에서 코어재로는 티타늄 합금 (Ti-6Al-4V)를 사용하였고, 커버재로는 탄소강 (S45C)을 사용하였다. 전체 팩 두께는 80mm 이었고, 전체 팩 두께에 대한 코어재의 비율이 하기 표 1과 같이 되도록 코어재 상하면에 커버재를 적층하였다. 이후 적층된 코어재와 커버재의 4면은 스페이서 용접하여 팩을 제조하였다. 이후 표 1에 개시된 온도로 팩을 재가열 하고, 압연하여 제조된 티타늄 판재의 표면 조도를 측정하여 판재의 평탄도를 평가하였다.
구분 재가열온도 압연개시온도 압연종료온도 Tcore/Ttotal 거칠기
(Ra, ㎛)
비교예1 980 975 925 0.17 27
비교예2 960 955 890 0.17 26
비교예3 940 920 840 0.17 8
실시예1 900 880 800 0.25 4
실시예2 860 840 770 0.17 1.5
실시예3 900 880 800 0.17 4
실시예4 850 850 700 0.17 1.4
실시예 5 880 850 770 0.12 1.5
비교예4 900℃ 860℃ 790℃ 0.38 5
비교예 5 900℃ 855℃ 770℃ 0.6 5
상기 비교예 1 내지 3은 Tcore/Ttotal을 만족하지만 온도 범위가 본 발명에서 제어하는 범위를 벗어나 표면 조도 값이 크게 나타남을 알 수 있다. 비교예 4, 5은 재가열 및 압연 공정 중의 온도 범위를 만족하지만 Tcore/Ttotal를 만족하지 않아 표면 조도 값이 실시예 보다 크게 나타나고 평탄도도 불량하였다. 특히 비교예 4의 경우는 평탄도가 좋지 못하여 재가열 없이는 압연할 수가 없었다.
따라서, 압연 과정 중 재가열 없이도 평탄도가 우수한 티타늄 판재를 얻기 위하여는 팩 압연시 온도와 Tcore/Ttotal 범위가 본 발명의 범위로 제어되어야 함을 알 수 있다.
실험예 2 - 판 두께와 커버 두께의 제어
하기 표 2는 티타늄 판재를 얻기 위하여 팩 압연시, 팩 전체 두께와 커버재의 두께를 제어하여 평탄도를 측정한 결과를 나타낸다.
본 실험예에서 코어재로는 티타늄 합금 (Ti-6Al-4V)를 사용하였고, 커버재로는 탄소강 (S45C)을 사용하였다. 전체 팩 두께와 커버재 두께가 표 2와 같이 되도록 코어재 상하면에 커버재를 적층하였다. 표 2의 커버재 두께는 커버재 1개의 두께를 의미한다. 이후 적층된 코어재와 커버재의 4면은 스페이서 용접하여 팩을 제조하였다. 이후 860℃ 재가열 하였고, 압연시 압연 개시 온도는 840℃, 압연 종료 온도는 770℃로 압연하여 티타늄 판재를 제조하였다. 제조된 티타늄 판재의 평탄도를 평가하여 표 2에 나타내었다.
　 팩 두께(mm) 커버두께(mm) Tcore/Ttotal 재가열(회) 평탄도
비교예6 80 20 0.50 2 양호
비교예7 80 20 0.50 X 불량
비교예8 80 25 0.38 2 양호
비교예9 80 25 0.38 x 불량
실시예6 80 30 0.25 x 양호
실시예7 90 35 0.22 x 양호
실시예8 115 42 0.27 x 양호
실시예9 122 50 0.18 x 양호
상기 표 2로부터 알 수 있듯이 팩 두께 80mm를 만족하더라도 커버재의 두께가 30mm 이하인 비교예 1 내지 4의 경우에는 재가열을 하지 않으면 평탄도가 불량한 티타늄 판재가 얻어지고, 평탄도가 양호한 티타늄 판재를 얻기 위하여는 재가열이 필요함을 알 수 있다. 이는 커버재의 두께가 얇아 압연 과정 중에 커버재 온도가 크게 하락하게 되는 반면 코어재는 복열로 인하여 온도가 크게 하락하지 않아, 커버재의 변형저항이 코어재의 변형 저항 보다 큰 (
Figure 112019093046433-pat00009
) 조건이 되어 주름이 발생되기 때문으로, 이를 방지하기 위하여는 재가열이 필요한 것으로 파악된다.
반면에 팩 두께가 80mm 이상이며, 커버재의 두께가 30 mm 이상인 조건에서는 재가열 없이도 압연된 티타늄 판재의 평탄도가 우수함을 알 수 있다. 이는 커버재의 두께가 두꺼워 압연 과정 중에 온도가 크게 하락하지 않아, 커버재의 변형저항이 코어재의 변형 저항 보다 작거나 같은 (
Figure 112019093046433-pat00010
)조건이 만족하기 때문으로 재가열 없이도 평탄도가 양호한 티타늄 판재를 얻을 수 있음을 알 수 있다.
본 발명은 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (10)

  1. 티타늄 또는 티타늄 합금 코어재를 준비하는 단계;
    상기 코어재 양면을 커버재로 덮고 두께 방향 사면을 밀봉하여 팩을 제조하는 단계;
    상기 팩을 850 내지 900℃에서 재가열 하는 단계; 및
    상기 재가열된 팩을 압연하는 단계;
    를 포함하고,
    상기 재가열된 팩을 압연하는 단계에서 압연기에 투입되는 상기 재가열된 팩은 두께가 80 mm 이상이며,
    상기 재가열된 팩을 압연하는 단계에서 압연 개시 온도는 800 내지 900℃이고, 압연 종료 온도는 700 내지 800℃이고,
    상기 팩의 전체 두께에 대한 코어재 두께 비율은 0.12 내지 0.25인, 티타늄 또는 티타늄 합금 박판의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 코어재 양면을 커버재로 덮고 두께 방향 사면을 밀봉하여 팩을 제조하는 단계;에서,
    상기 커버재의 두께는 30mm 이상인, 티타늄 또는 티타늄 합금 박판의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 재가열 된 팩을 압연하는 단계; 에서,
    압연 과정 중 재가열이 필요없는, 티타늄 또는 티타늄 합금 박판의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 코어재 양면을 커버재로 덮고 두께 방향 사면을 밀봉하여 팩을 제조하는 단계;에서,
    팩 내부는 진공 상태인 것인, 티타늄 또는 티타늄 합금 박판의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 티타늄 또는 티타늄 합금 코어재를 준비하는 단계;는
    티타늄 또는 티타늄 합금 판재를 산세하는 단계를 포함하는, 티타늄 또는 티타늄 합금 박판의 제조방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 티타늄 또는 티타늄 합금 코어재를 준비하는 단계;는
    티타늄 또는 티타늄 합금 판재에 이형제를 도포하는 단계를 더 포함하는, 티타늄 또는 티타늄 합금 박판의 제조방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 코어재 양면을 커버재로 덮고 두께 방향 사면을 밀봉하여 팩을 제조하는 단계;에서
    코어재는 2장 이상의 티타늄 또는 티타늄 합금 판재를 적층한 것인, 티타늄 또는 티타늄 합금 박판의 제조방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 재가열 된 팩을 압연하는 단계;에서
    압연은 2 이상의 압연패스로 구성된, 티타늄 또는 티타늄 합금 박판의 제조방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 2 이상의 압연패스는 패스당 압하율이 10 내지 20%인, 티타늄 또는 티타늄 합금 박판의 제조방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 티타늄 또는 티타늄 합금 박판의 제조방법에 의하여 제조된 티타늄 또는 티타늄 합금 박판의 표면 조도(Ra)는 4㎛ 이하인, 티타늄 또는 티타늄 합금 박판의 제조방법.
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