KR20010018698A - 도금강판의 파우더링성 평가장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 도금강판의 표면에 예리한 팁을 밀착시켜 강제로 스크래치를 형성한 후 광파이버를 통하여 CCD 카메라로 포착하여 스크래치 전에 입력된 영상과 비교하고 스크래치 주위의 파우더량을 RGB(Red, Green, Blue)차이로 구분함으로써 정확하고 간단하게 파우더링을 평가할 수 있게한 도금강판의 파우더링성 평가장치에 관한 것으로,

즉, 다이아몬드 팁 뿐만 아니라 W-C, 공구강, 스테인레스 팁등의 다양한 재질로 팁의 제작이 가능하고, 시편이 인접되는 적어도 어느 한 곳에 CCD 카메라를 설치하여 스크래치 형성 이전의 도금강판의 영상을 측정하되 팁을 이용하여 스크래치를 형성한 후 이를 광파이버를 통하여 CCD 카메라로 포착하여 스크래치 영상에서 스크래치 전의 영상을 비교함에 따라 스크래치 주위의 파우더의 양을 RGB차이로 구분하여 파우더링을 평가함을 특징으로 한다.

Description

도금강판의 파우더링성 평가장치{POWDERING TESTER OF COATED STEEL SHEET}

본 발명은 도금강판의 파우더링성 평가장치, 보다 상세하게는 도금강판의 표면에 예리한 팁을 밀착시켜 강제로 스크래치를 형성한 후 광파이버를 통하여 CCD 카메라로 포착하여 스크래치 전에 입력된 영상과 비교하고 스크래치 주위의 파우더량을 RGB(Red, Green, Blue)차이로 구분함으로써 정확하고 간단하게 파우더링을 평가할 수 있게한 도금강판의 파우더링성 평가장치에 관한 것이다.

일반적으로, 전기 도금강판은 표면이 미려하고 내부식성이 우수하기 때문에 자동차용 강판으로 폭넓게 사용되며, 그 사용과정에서 필수적으로 굽힘 가공을 거치게 되는데, 이러한 굽힘 가공의 압축부 즉 내각쪽에서 발생되는 분상의 도금층을 소위 파우더링(POWDERING)이라고 한다.

파우더링이 발생될 경우에는 표면 외관 및 내부식성의 저하가 초래되었음은 물론 가공 도중에 파우더가 많이 발생하여 작업이 번거로웠고, 가공후에는 도금층이 박리되는 중요 결함이 발생됨으로써, 아연계 도금강판의 파우더링성 평가는 품질특성평가의 필수항목이 되고 있다.

파우더링성을 평가하는 대표적인 방법으로 록포밍(LOCK FORMING), 원형 컵 드로잉(CUP DRAWING) 및 굽힘시험 등이 사용되고 있으며, 상기 록포밍은 시편두께에 따라 제한이 있는 반면에 굽힘시험은 소재 두께의 제한이 없으면서 실험방법이 간단하여 각국에서 널리 사용되고 있다.

도금 밀착성을 측정하기 위한 종래의 스크래치 방법의 일예로서 도 1에 나타낸 바와 같이, 수직승강장치(1)의 승강대에 다이아몬드 팁(2)을 장착하여 수평 이송장치(3)에 놓인 시편(S)에 일정한 압력을 가하는 상태에서 시편 이송장치(3)의 동작에 의해 시편을 이동시켜가면서 스크래치를 형성시키고, 이때 시편의 도금층이 박리되면서 발생되는 음파를 음파측정장치를 통해 측정함으로써, 팁(2)에 가해준 힘과 연관시켜 도금 밀착성을 측정하는 방법은 있었으나 이 방법으로는 파우더링성을 평가할 수 없는 단점이 있다.

상기 굽힘 시험을 이용한 파우더리성 평가의 경우 소재의 두께, 도금량등에 따른 특별한 규정이 없으나, 이로 인해 두께 및 도금량이 다른 경우 판두께의 증가에 따른 압축응력의 증가로 인하여 파우더링이 열화되는 문제가 있다.

뿐만 아니라 굽힘부위에 셀로판 테이프를 분리시켜 수작업이 필요하며 분상된 도금층의 양을 육안으로 평가하기 때문에 세밀한 평가만이 가능하다는 문제점이 있었고, 또한 굽힘장치는 시편의 크기가 10×10cm이상 가능하여 시편의 소모가 많으며 밴딩된 시편의 보관 및 추가 분석이 어려운 실정이다.

도 2a 및 2b는 종래의 굽힘 방법에 의한 파우더링성을 평가전후 상태를 나타낸 개략도로서, 셀로판 테이프(4)가 상부로 향하게 부착된 시편(S)을 하부다이(5)에 올려 놓은 후 시편(S)의 중앙부에 상부펀치(6)를 밀착시켜 서서히 하중을 가하여 시편의 내각이 약 60°가 되게 V자형으로 굽힌다.

이어서 상기 상부펀치(6) 및 하부다이(5)를 평판형 다이(5')(6')로 교체한 후 V자형으로 구부러진 시편(S')에 압력을 가하여 시편을 평평하게 편후 굽힘부위의 셀로판 테이프(4)를 분리시켜 분상된 도금층의 양을 육안 혹은 색차계등을 이용하여 비교한 뒤 파우더링성을 평가하였다.

그러나 종래의 파우더링성 평가 방법에서는 전술한 바와 같이 시편의 두께에 따라 V형의 내각의 간극을 달리 할 수 없으며, 두께가 두꺼울 경우 굴곡시험기 두께가 얇은 시편 대비 많은 압축변형을 받게되어 파우더링성이 시편의 두께가 작을 경우 대비 상대적으로 열하되게 나타나는 문제점이 있다.

한편, 상기 종래의 결점을 보안하기 위하여 압축응력을 보정하는 방법을 제시한 기술이 제안되었으나, 파우더링성이 좋은 전기 도금강판의 경우 분상된 도금층의 양이 작아서 구별이 어려울 뿐만 아니라 육안으로 평가하기 때문에 정성적인 평가만이 가능하며 수작업으로 해야하는 문제점이 있다.

또한 종래의 파우더링성 평가방법에 대한 다른 예로서 다이아몬드 팁을 이용하여 스크래치를 형성한 후 스크래치 주위의 파우더링을 시점을 화상처리하여 파우더링성을 평가하는 방법이 있었으나, 파우더링이 처음 발생되는 시점의 기준이 도금강판의 표면상태에 따라 달라지며 압축응력을 파우더링성으로 환산하는데는 많은 오차가 발생되었고, 밀착력을 동시측정하기 위하여 다이아몬드 팁과 초음파 측정기를 이용함으로써 다이아몬드 팁의 모양가공이 어려우며 부수적으로 초음파 측정장비가 필요하게 되었다.

본 발명은 위와 같은 종래의 파우더링성 평가에 따른 여러 문제점을 감안하여 안출한 것으로서, 그 목적은 간단한 구조로 정확하게 파우더링성을 평가할 수 있는 도금강판의 파우더링성 평가장치를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 다이아몬드 팁 뿐만 아니라 W-C, 공구강, 스테인레스 팁등의 다양한 재질로 팁의 제작이 가능하고, 시편이 인접되는 적어도 어느 한 곳에 CCD 카메라를 설치하여 스크래치 형성 이전의 도금강판의 영상을 측정하되 팁을 이용하여 스크래치를 형성한 후 이를 광파이버를 통하여 CCD 카메라로 포착하여 스크래치 영상에서 스크래치 전의 영상을 비교함에 따라 스크래치 주위의 파우더의 양을 RGB(Red Green Blue)차이로 구분하여 파우더링을 평가함을 특징으로 한다.

도 1은 도금 밀착성을 측정하기 위한 종래의 스크래치 방법의 일예도,

도 2a 및 2b는 종래의 굽힘 방법에 의한 파우더링성을 평가전후 상태를 나타낸 개략도,

도 3은 본 발명의 파우더링성 평가장치를 개략적으로 나타낸 구성도,

도 4는 본 발명의 실시예를 나타낸 표이다.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ＞

10 : 승강장치 11 : 이송대

12 : 팁 13 : 모터

14 : 로드셀 20 : CCD 카메라

21 : 광파이버 22 : 램프

23 : 광커플러 30 : 컴퓨터

40 : 변환기

S : 시편

이하, 본 발명의 도금강판의 파우더링성 평가장치를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 파우더링성 평가장치를 개략적으로 나타낸 것으로, 시편(S)이 안착 고정되는 이송대(11)의 상측에 스크래치를 형성하게 선단이 예리한 팁(12)를 구비한 승강장치(10)가 설치되고, 상기 팁(12)을 승강되게 구동시키는 모터(13)의 동력 전달로에는 시편(S)에 가해지는 팁의 가압력을 측정하는 로드셀(14)이 설치되어 있다.

상기 팁(12)에 인접된 일측에는 시편(S)의 스크래치부위 또는 스크래치 되기전의 상황을 포착하도록 광파이버(21)로 연결된 CCD 카메라(20)가 설치되고, 상기 광파이버(21)의 도선에는 램프(22)의 빛을 조사되게 광커플러(23)가 연결되어 있다.

상기 CCD 카메라(20)는 포착된 영상정보는 설정데이터와 비교 분석하는 컴퓨터(30)에 연결되고, 이 컴퓨터(30)의 일측에는 상기 시편 이송대(11)의 이송신호가 입력되는 변환기(40)가 연결되어 있다.

상기 시편(S)의 상부면에서 가압 및 마찰되는 팁(12)은 다이아몬드는 물론 W-C, 공구강, 스테인레스 등의 다양한 재질로 된 것도 가능하다.

따라서, 상기와 같은 본 발명은, 먼저 파우더링성을 평가하기 위한 시편(S)을 이송대(11) 위에 고정시키고 광커플러(23)을 통해 광파이버(21)에 연결된 램프(22)의 광을 조사시켜 스크래치 동작전의 도금강판의 표면 영상을 CCD 카메라(20)로 포착한 후 컴퓨터(30)에 영상정보를 입력한다.

이어서, 승강장치(10)에 장착된 모터(13)를 구동시켜 이의 동력을 전달받는 팁(12)을 하강시켜 시편(S)에 밀착되게 압력을 가하되 로드셀(14)에 의해 약 20kg중 이상의 힘을 가하면서 시편 이송대(11)를 100mm/min 정도의 속도로 이동시켜 10mm의 스크래치를 형성한다.

상기 과정에서 시편이 점진적으로 이동되면서 그 도금층에 스크래치가 형성되고 이 스크래치 영상은 광파이버(21)와 광커플러(23)를 통하여 CCD 카메라(20)로 전달된 후 컴퓨터(30)로 보내진다.

그러므로 스크래치 전의 영상에서 스크래치 후의 영상을 상호 비교하여 스크래치 주위의 파우더를 RGB차이로 측정 및 구분함으로써, 파우더의 양을 평가하게 되고, 파우더링성 평가 단계는 화상처리된 이미지를 RGB 차이에 따라 5단계로 나누어 컴퓨터 화면에 나타나게 된다.

이하 본 발명을 비교예를 통해 보다 자세히 설명하면 다음과 같다.

[비교예 ]

도 4는 본 발명의 실시예를 나타낸 것으로, Zn-Ni전기도금강판의 합금화도에 따른 파우더링성 평가결과이다. 종래의 방법인 굽힘 시험 및 스크래치법으로 평가된 파우더링성 값과 본 발명에 의한 평가 결과를 비교하여 나타내었다.

파우더링 평가단계는 특별한 공업규격이 없으며 각 나라별 및 회사별로 규정을 정하여 평가하고 있는데, 포항제철은 1단계부터 5단계로 구분하되 1단계가 제일 우수하고 그 다음 부터는 덜 우수한(나쁜) 순서로 파우더링성을 평가하고 있다.

위에서 종래의 스크래치법은 합금화에 따른 도금강판의 표면의 색이 달라짐에 따라 오차가 발생됨을 알 수 있으나, 본 발명의 평가 결과는 종래의 파우더링 평가 방법에 비해 보다 우수함을 확인할 수 있는 것이다.

이와 같은 본 발명의 도금강판의 파우더링성 평가장치는 종래의 파우더링성 측정장치인 굽힘장치의 단점인 테이프 작업으로 인한 육안 평가 작업을 자동화하고 극히 작은(예 : 1×1cm) 시편의 경우에도 파우더링성을 평가할 수 있게 됨으로써, 시편의 손실을 줄일 수 있고 여러번 측정이 가능하여 보다 정확하고 간단한 방법으로 파우더링성을 평가할 수 있는 효과가 있다.

또한 종래의 파우더링성 평가 방법에서 발생되는 오차를 줄일 수 있으며 다이아몬드 팁 뿐만 아니라 여러 재질의 팁을 사용할 수 있게 되어 팁의 가공을 같편하게 함과 아울러 재료비용을 절감할 수 있는 경제적인 장점도 있다.

Claims (2)

1. 파우더링성을 평가하기 위한 시편(S)이 안착 고정되는 이송대(11)의 상측에 스크래치를 형성하게 선단이 예리한 팁(12)를 구비한 승강장치(10)가 설치된 것에 있어서,

   상기 팁(12)을 승강되게 구동시키는 모터(13)의 동력 전달로에 설치되어 시편(S)에 가해지는 팁의 가압력을 측정하는 로드셀(14)과, 상기 팁(12)에 인접된 일측에 설치되어 시편(S)의 스크래치부위 또는 스크래치 되기전의 상황을 포착하도록 광파이버(21)로 연결된 CCD 카메라(20)와, 상기 광파이버(21)의 도선에 연결되어 램프(22)의 빛을 시편(S)에 조사되게 하는 광커플러(23)와, 상기 CCD 카메라(20)에 연결되어 포착된 영상정보와 스크래치 동작전의 시편(S)의 영상정보를 상호 비교 분석하는 컴퓨터(30)를 포함한 구성을 특징으로 하는 도금강판의 파우더링성 평가장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 시편(S)의 상부면에서 가압 및 마찰되는 팁(12)이 다이아몬드, W-C, 공구강 및 스테인레스 등의 적어도 어느 한 재질로 된 것을 특징으로 하는 도금강판의 파우더링성 평가장치.