KR20090028156A - 이형재 스트립의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이형재 스트립 제조방법에 관한 것으로서, (a) 양단과 중앙이 오목하고, 양단과 중앙 사이가 볼록한 형상의 이형 슬라브를 연속주조로 제조하는 단계; (b) 상기 (a) 단계에 의해 제조된 이형 슬라브를 이형 롤을 갖는 사이클로이드 밀을 이용하여 1회에 한해 압연시키는 단계; (c) 상기 (b)단계를 거친 이형 슬라브를 규격에 맞게 교정하기 위한 사상 압연하는 단계 및; (d) 열처리에 의해 표면조도를 요구특성에 맞게 제어하는 단계를 포함하는 이형재 스트립 제조방법을 제공함으로써, 고가의 평스트립을 사용하지 않아도 되어 원가가 줄고, 설비비가 줄며 이로 인하여 신뢰성이 높은 제품의 생산성이 향상되는 효과가 있게 된다.

이형스트립, 스트립, 멀티게이지

Description

이형재 스트립의 제조방법{Method for manufacturing of multi gauge strip}

본 발명은 이형재 스트립의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 파워트랜지스터용 리드프레임에 주로 쓰이는 이형재 스트립을 향상된 생산성과 저가로 제조할 수 있는 이형재 스트립의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 이형재 스트립은 파워트렌지스터의 리드프레임 및 릴레이, 코넥타 등의 단자용 소재로 사용되는 것으로, 동 및 동합금이나 소성가공이 가능한 금속 스트립의 양측 폭을 중앙부 보다 얇게 성형하여 제조된다.

여기서, 두꺼운 부분은 방열기능을 하게 되고, 얇은 부분은 리드역할을 하게 된다.

종래의 이형재 스트립을 제조하는 방법으로서는 면삭방법과, 용접방법, 시소방법(V-MILL), 구압연방법 등이 알려져 있다.

상기 면삭방법은, 스트립 중앙부는 그대로 두고 양측 두면의 두께만 절삭공구를 이용하여 얇게 깍아내는 것이고, 용접방법은 반대로 스트립 중앙부 양쪽에 얇 은 소재를 덧대어 용접으로 접합하는 것이다.

또한, 상기 시소방법은 소재 진행방향의 직각방향으로 압연을 행하는 것이고, 구압연방법은 소재 진행방향으로 압연을 행하는 것이다.

그러나, 상기 면삭방법은 이형재의 요구 규격인 형상, 두께 정밀도, 표면거칠기, 직선도와 경도 등의 제규격 중 소재폭 양측면부만 면삭을 행한 결과로 두꺼운 부분과 얇은 부분의 재질이 동일하여 요구 규격 중, 경도는 만족시키나 기타 요구 규격을 만족시키기 어려우며 절삭분의 손실과 소재규격을 완성규격보다 크게 설정하여야하므로 재료의 이용율이 낮아지는 문제점이 있었다.

또한, 용접방법은 순간 접합이 이루어진다 해도 고온의 열원이 필요하여 용접부의 산화물 개재를 피하기 어려운 이유로 거의 진공에 가까운 무산화 분위기를 조성하여여 하는데, 무산화 분위기를 유지시키기 위한 설비비와 운영비가 많이 소요되어 제조원가가 높아지며 용접부의 품질 신뢰도가 떨어져 사용에 제한을 받는 문제점이 있다.

또한, 스트립 소재를 금형 위에서 압연방향을 소재의 직각방향인 좌우로 시소와 같은 구동방식 또는 왕복운동으로 압력을 가하여 스트립 소재 중앙부는 공구의 하면 공간으로 압입되며 양측폭부는 양측공간으로 연신이 되면서 두꺼운 부분과 얇은부분을 성형하는 시소방법(V-MILL)은, 평금형상에서 소재를 수직으로 가압하므로 공구와 소재에 마찰에 의한 고착으로 소재의 연신 가공이 난이하고, 드로잉시보다 수십배의 가압력이 소요되므로 대용량의 설비와 고강성 금형이 필요로하며, 압연롤이나 금형의 작동 방향이 소재진행방향의 좌우측으로 향하여져야 하므로 일반 범용 설비가 아닌 고가의 대형,전용설비를 필요로 하는 문제점이 있고, 소재폭 양측단은 경사를 유지하며 연신되어야 연속성형이 가능하므로 소재의 이송속도에 제약을 받아 생산성이 1~2m분 전후로 극히 저조한 문제점이 있었다.

또, 상기 구압연 방법은, 소재를 상하 요철 형상으로 성형된 압연롤 사이를 통과시켜 소재폭 양측부를 절곡하고, 중앙부를 돌출시킨 형상으로 1차 압연을 하고, 2차 압연과 3차 압연의 과정을 반복하여 규격인 폭과 두께로 성형하게 된다.

그러나, 이러한 구압연 방법은, 압연 가공의 특성상 재료의 변형(연신) 방향이 압연의 진행방향인 길이 방향으로만 재료의 변형이 이루어지고 재료의 진행 방향의 직각방향인 폭 방향으로의 재료변형 즉, 연신되는 연신율은 재료진행방향의 연신율에 비하여 무시될 정도로 극히 미미하기 때문에, 중앙부 폭 하면 공간을 압연롤로 압축을 하여 양측단부가 벌어지면서 동시에 양측폭 두께는 압연가공이 이루어져 얇아진 두께는 양측폭을 연신시켜 넓어지는 과정을 10회 전후 반복하여야 하므로 압연기를 8~10대 정도 연속배열 하여야 하는 등, 설비투자비의 경제성에 문제가 있었다.

더욱이 압연롤을 직렬로 연속 배열한 탄덤식 압연방법에서는 롤에서 압연 가공된 길이를 다음 롤에서 받고 이것을 다시 또 다음 롤에서 받는 방식으로 연속 압연을 하게 된다.

이때 연신되어 늘어난 재료의 길이는 1차<2차<3차순으로 스트립의 길이가 길어지게 되므로 압연롤의 1차,2차,3차가 동일한 회전속도로는 연속작업이 불가하여 이것을 해결하기 위한 롤 회전 속도를 제어할 수 있는 기능을 갖춘 설비를 필요로 하는 바, 이 역시 경제성에 문제가 있었다.

또한, 압연에 사용되는 롤은 이형재 규격별 공구에 해당되므로 소량 다품종의 다양한 규격의 롤을 준비하고 매 규격 작업시 롤을 분해 교체하여야 하는 작업관리와 원가 상승의 문제점도 있었다.

본 발명은 상기와 같은 제반 문제점들에 착안하여 안출된 것으로서, 고가의 평스트립을 사용하지 않고, 이형재 스트립 형상의 금형을 이용하여 연속 주조법으로 이형 슬라브를 제조한 후, 이를 사이클로이드 밀을 이용하여 1회 압연으로 대폭 축소시켜 연속 압연공정을 생략함으로써, 설비비가 줄고 이로 인하여 제조원가가 낮으며 생산성이 높은 이형재 스트립 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이형재 스트립 제조방법은, (a) 양단과 중앙이 오목하고, 양단과 중앙 사이가 볼록한 형상의 이형 슬라브를 연속주조로 제조하는 단계; (b) 상기 (a) 단계에 의해 제조된 이형 슬라브를 이형 롤을 갖는 사이클로이드 밀을 이용하여 1회에 한해 압연시키는 단계; (c) 상기 (b)단계를 거친 이형 슬라브를 규격에 맞게 교정하기 위한 사상 압연하는 단계 및; (d) 열처리에 의해 표면조도를 요구특성에 맞게 제어하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 (b) 단계에 적용되는 사이클로이 밀은, 양쪽으로 대향되게 설치되어서 일정간격만큼 왕복운동하되, 각각 6개의 이형 롤들이 다단식으로 구비되고, 최종 끝단의 이형 롤은 이형 슬라브 형상에 대응하는 형상으로 이루어져서 상기 이형 슬라브의 오목면과 볼록면에 동일하게 압연을 하게 되는 것이 바람직하다.

이상에서와 같은 본 발명에 따른 이형재 스트립 제조방법에 의하면, 제조하고자 하는 이형재 스트립 형상에 맞게 제작된 금형을 이용하여 연속주조를 통해 이형 슬라브를 제조한 후, 후가공에 의해 이형재 스트립을 제조하게 되는 바, 고가의 평스트립을 이용하지 않아도 됨으로써, 원가절감의 효과를 거둘 수 있게 된다.

또한, 상기와 같이 제조된 이형 슬라브를 사이클로이드 밀을 이용하여 1회에 한하여 압연공정을 수행하게 되는 바, 종래에서와 같이 다수의 압연롤를 연속적으로 설치하지 않아도 됨으로써, 그 설비비 절감에 따른 제조비용 원가가 낮아지게 되는 매우 유용한 효과도 있다.

또한, 제조하고자 하는 이형재 스트립 형상에 맞게 이형 슬라브를 제조하고, 이 이형 슬라브를 1회에 한해 압연가공을 하게 됨으로써, 오목부와 볼록부의 요구 특성이 동일하여 제품의 신뢰성이 향상되는 효과도 있게 된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 이형재 스트립 제조방법의 공정을 나타낸 블록도이고, 도 2는 이형 슬라브를 제조하기 위한 금형을 나타낸 단면도이며, 도 3은 본 발 명에 적용되는 사이클로이드 밀의 압연과정을 개략적으로 도시한 구성도이고, 도 4는 도 3의 이형 롤 구성을 나타낸 사시도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 이형재 스트립 제조방법은, 양단과 중앙이 오목하고, 양단과 중앙 사이가 볼록한 형상의 이형 슬라브를 연속주조로 제조하는 1단계(a)와, 상기 1단계에 의해 제조된 이형 슬라브를 사이클로이드 밀을 이용하여 1회 압연시키는 2단계(b)와, 상기 2단계를 거친 이형 슬라브를 규격에 맞게 교정하기 위한 사상 압연하는 3단계(c)로 이루어져 있다.

상기 1단계에 적용되는 금형(20)은 도 2에서와 같이, 양단과 중앙이 오목(22,24)하고, 양단과 중앙 사이가 볼록(26)한 형상으로 이루어져 있는 바, 이 금형(20)을 통과한 용해된 소재는 금형의 형상 즉, 양단과 중앙이 오목하고, 양단과 중앙 사이가 볼록한 형상의 이형 슬라브로 주조된다.

이와 같이 1단계에 의해 주조된 이형 슬라브는, 도 3에 도시된 바와 같이, 양쪽으로 대향되게 설치된 사이클로이드 밀(Cycloid Mill)(30)에 의해 1회에 걸쳐 압연을 하면 이형 슬라브는 대략 80%정도 단면적이 축소된다.

상기 사이클로이드 밀(30)은, 일정간격만큼 시소처럼 왕복운동을 하는 것으로서, 한쪽에 모두 6개의 이형 롤(32,34,36)이 구비되어 있는데, 맨 위에 3개의 이형 롤(32)이 구비되고, 이 3개의 이형 롤 아랫단에 2개의 이형 롤(34)이 구비되며, 이 2개의 이형 롤 아랫단에는 이형 슬라브의 면과 마찰이 이루어지는 1개의 이형 롤(36)이 구비된 형상으로 이루어져 있다.

상기 이형 롤(36)은, 도 4에서와 같이 이형 슬라브의 요철면과 대응되되도록 대략 장구형상으로 이루어져 있다.

즉, 양단과 중앙이 볼록(36a,36b)하고, 양단과 중앙 사이가 오목(36c)한 형상으로 이루어져서, 이형 슬라브의 면과 면접촉을 이루도록 이루어져 있으며, 계속되는 왕복운동에 의해 이형 슬라브의 면과 마찰을 이루면서 압연을 하게 된다.

이 경우, 이형 슬라브의 전진속도는 매우 느리게 됨으로써, 같은 부위에 연속적으로 사이클로이드 밀(30)의 이형 롤(36)과 마찰을 일으키면서 단면적이 크게 축소(대략 80% 정도)됨으로써, 종래의 구압연 방법에 비하여 압연 롤이 연속(1차,2차,3차)으로 구비될 필요가 없게 된다.

또한, 1단계에 의해 양단과 중앙이 오목하고, 양단과 중앙 사이가 볼록한 형상으로 주조된 이형 슬라브의 각 요철면에 동일 형상으로 이루어진 사이클로이드 밀(30)의 이형 롤(36)이 동일하게 마찰을 일으키면서 압연을 하게 됨으로써, 오목면과 볼록면이 경도를 비롯한 기타 요건(표면거칠기, 직선도 등)이 균일하게 된다.

이와 같이, 사이클로이드 밀(30)에 의하여 1회에 한해 압연공정을 마치고 나면, 통상적인 사상 압연 공정을 거쳐 치수 정밀도를 확보하고, 열처리에 의해 표면조도를 제어하여 규격화된 특성에 맞게 이형재 스트립을 제조하면 된다.

참고로, 도 5는 본 발명의 제조방법에 의해 제조된 이형재 스트립을 도시한 부분 사시도로서, 도시된 바와 같이, 상기 이형재 스트립(10)은 양단 폭과 중앙이 오목부(12,14)로 이루어지고, 상기 양단 폭과 중앙 사이에 볼록부(16)가 형성된 구조로 이루어져 있다.

도 1은 본 발명에 따른 이형재 스트립 제조방법의 공정을 나타낸 블록도.

도 2는 이형 슬라브를 제조하기 위한 금형을 나타낸 단면도.

도 3은 본 발명에 적용되는 사이클로이드 밀의 압연과정을 개략적으로 도시한 구성도.

도 4는 도 3의 이형 롤 구성을 나타낸 사시도.

도 5는 본 발명에 따른 제조방법에 의해 제조된 이형재 스트립을 나타낸 사시도.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

10 : 이형재 스트립 12 : 양측 오목부

14 : 중앙 오목부 16 : 볼록부

20 : 금형 30 : 사이클로이드 밀

36 : 이형 롤

Claims (2)

1. (a) 양단과 중앙이 오목하고, 양단과 중앙 사이가 볼록한 형상의 이형 슬라브를 연속주조로 제조하는 단계;

   (b) 상기 (a) 단계에 의해 제조된 이형 슬라브를 이형 롤을 갖는 사이클로이드 밀을 이용하여 1회에 한해 압연시키는 단계;

   (c) 상기 (b)단계를 거친 이형 슬라브를 규격에 맞게 교정하기 위한 사상 압연하는 단계 및;

   (d) 열처리에 의해 표면조도를 요구특성에 맞게 제어하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 이형재 스트립 제조방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 (b) 단계에 적용되는 사이클로이드 밀은, 양쪽으로 대향되게 설치되어서 일정간격만큼 왕복운동하되, 각각 6개의 이형 롤들이 다단식으로 구비되고, 최종 끝단의 이형 롤은 이형 슬라브 형상에 대응하는 형상으로 이루어져서 상기 이형 슬라브의 오목면과 볼록면에 동일하게 압연을 하게 되는 것을 특징으로 하는 이형재 스트립 제조방법.

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