KR20180054659A - 교정 바디를 제조하기 위한 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 특히 강철 또는 다른 금속으로부터 형성된, 분석 방법용 교정 바디를 제조하기 위한 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따라, 교정 바디는 분석 방법에 의해 분석될 제품을 제조하기 위해 제공된 재료로부터 형성되고, 그 재료로부터 형성된 반제품(1)의 적어도 하나의 영역(9, 11, 12)에서 그 재료의 특성이 변경된다. 바람직하게, 재료 특성은 다만 표면에 가까우면서 일 표면(5, 2, 3, 4)으로부터 반제품 내부로 연장되는 영역(9, 11, 12)에서만 변경되며, 이 경우에는 바람직하게 재료 특성을 변경하는 물질이 반제품(1) 내부의 영역(9, 11, 12) 내로 주입된다. 또한, 본 발명은, 교정 바디 및 교정 바디의 용도와도 관련이 있다.

Description

교정 바디를 제조하기 위한 방법
본 발명은, 특히 강철 또는 다른 금속으로부터 형성된, 분석 방법용 교정 바디를 제조하기 위한 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은, 교정 바디 및 교정 바디의 용도와도 관련이 있다.
사용에 의해 공지된 상기와 같은 제조 방법에서는, 상이한 위치에서 재료 결함을 검출하기 위한 초음파 검사 장치용 교정 바디 내에 의도한 바대로 상이한 크기의 보어가 형성된다. 하지만, 이와 같은 교정 바디는, 특히 와전류를 검사하기 위한 다른 분석 장치를 교정하기 위해서는 부적합하다.
본 발명의 과제는, 또 다른 분석 장치의 교정을 가능하게 하는 교정 바디를 제조할 수 있는, 서문에 언급된 유형의 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따라, 상기 과제는, 교정 바디가 분석 방법에 의해 분석될 제품을 제조하기 위해 제공된 재료로부터 형성되고, 그 재료로부터 형성된 반제품의 적어도 하나의 영역에서 그 재료의 특성이 변경됨으로써 해결된다.
반제품 영역에서의 재료 특성은, 분석될 제품 내에서 분석 방법에 의해 발견될 재료 변경, 특히 화학적 조성의 변경 및/또는 결함을 교정 바디 내에서 시뮬레이팅 하기 위해 변경된다. 교정 바디가 제품과 동일한 재료로부터 형성되기 때문에, 다시 말하자면 예컨대 동일한 금속, 동일한 강철 부류의 강철 또는 동일한 화학적 조성의 재료로부터 형성되었기 때문에, 교정 바디 내에서는 반제품 내에서 발생하는 재료 변경이 특히 정확하게 시뮬레이팅 될 수 있다. 또한, 교정 바디가 재료 변경 영역에서 제품과 동일하거나 적어도 유사한 특성을 가짐으로써, 결과적으로 교정은 재료 변경과 관련해서 실행될 수 있다. 이렇게 함으로써는, 예컨대 교정 바디 및 제품용으로 상이한 제조 물질을 사용함으로써 야기될 수 있는 교정시의 오류가 피해질 수 있다. 바람직하게, 제품 내에서는 또한, 지금까지 검출될 수 없었던 재료 변경들도 수집될 수 있다. 교정 바디는 특히, 또한 재료 결함을 발견하기 위해서 제공된 와전류 검사의 분석 장치를 교정하기에도 적합하다.
본 발명의 일 실시예에서는, 재료 변경이 제품 내에서 발견될 재료 변경과 유사한 특징을 나타내도록, 재료 변경이 자신의 화학적인 조성 및/또는 영역의 입체적인 형상, 특히 그 영역의 길이, 폭 및/또는 깊이와 관련해서 제공된다. 바람직하게, 화학적인 조성 및/또는 영역의 입체적인 형상의 변경은 제품 내에서 수집될 변경과 동일한 크기를 갖는다.
재료 특성을 반제품의 전체 두께에 걸쳐서 또는 다만 내부에서만 변경시키는 것을 생각할 수 있는 한편, 본 발명의 바람직한 일 실시예에서는 재료 특성이 다만 표면에 가까우면서 반제품의 일 표면으로부터 내부로 연장되는 영역에서만, 바람직하게는 3 ㎜의 깊이까지, 특히 바람직하게는 1 ㎜의 깊이까지 변경된다. 상기와 같은 교정 바디는 특히, 제품 표면에서의 변경을 발견하기 위해 제공된, 특히 경도 변경을 결정하기 위해 제공된 장치용으로 바람직한 것으로서 입증되었다. 3 ㎜ 깊이까지의 영역은 특히, 강철판의 국부적인 취성 및 경우에 따라서는 그로부터 결과적으로 나타나는 균열 형성을 야기할 수 있는 제품 표면의 경화를 발견하기에 적합하다.
본 발명의 일 실시예에서는, 강철로 이루어진 반제품이 형성된 경우에, 제품 내에서 수집될 변경을 시뮬레이팅 하기 위하여, 재료 특성을 변경시키는 물질, 바람직하게는 탄소가 반제품 내의 영역 내부로 주입된다. 바람직하게는, 상기 목적을 위해, 반제품 내부로 주입될 수 있는 물질이 배출되고 바람직하게 탄소를 갖는 변경 수단이 반제품상에 제공된다.
일 실시예에서는, 변경 수단이 분말에 의해서, 바람직하게는 코크스 분말 또는 강철 제품의 표면 경화를 위해 제공된 탄소처리 분말 또는 페이스트에 의해서 형성된다. 바람직하게는, 영역 내에서 이들 영역의 상이한 물질 함량 및/또는 입체적인 형상을 형성하기 위하여, 상이한 속도로 그리고/또는 상이한 양으로 영역 내로 확산되는 물질이 유출되는 상이한 변경 수단이 이용된다. 또한, 상이한 변경 수단의 혼합물을 이용하는 것, 예컨대 30 중량-%의 탄소처리 분말과 70 중량-%의 코크스 분말로 이루어진 혼합물을 이용하는 것도 생각할 수 있다. 변경 수단이 그 위에 배열되는 표면 섹션의 형상 및 크기의 선택에 의해서, 재료 변경 영역의 형상이 조절될 수 있음은 자명하다.
본 발명의 일 실시예에서는, 열 처리 중에 변경 수단이 연소하는 것을 피하기 위하여, 변경 수단이 표면상에 배열될 때 외부 분위기로부터, 바람직하게는 오븐 분위기로부터 보호된다. 이 목적을 위해, 바람직하게 변경 수단은 덮이고, 용접되며/용접되거나 불활성 기체로 둘레가 세척될 수 있다. 커버는 예를 들어 바람직하게 세라믹 내화성 재료, 또는 예컨대 강철 또는 주물용 철과 같은 금속으로부터 형성될 수 있다. 또한, 변경 수단을 보호하기 위하여, 예컨대 아르곤과 같은 불활성 기체를 오븐 분위기로서 사용하는 것도 생각할 수 있다. 이때, 변경 수단의 커버는 반드시 필요치는 않다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에서는, 영역의 재료 특성이, 바람직하게 반제품의 변형 전에 이루어지는 반제품의 열 처리에 의해서 변경된다.
바람직하게, 반제품의 열 처리는, 사전에 결정된 물질의 양이 영역 내로 주입되고/주입되거나 물질이 예정된 깊이 및/또는 가로 방향 연장부까지 반제품 내로 주입되는 기간 동안 이루어진다.
제품 제조시에 통상적으로 제공되는 것보다 오랜 기간에 걸쳐서 열 처리를 실행할 수 있는 가능성이 존재한다. 이와 같은 가능성은 특히 강철로부터 형성된 반제품에서 바람직한데, 그 이유는 이와 같은 가능성에 의해서는 탄소가 반제품을 위해 제공되는 열 처리 기간에 의해서 가능한 것보다 큰 양으로뿐만 아니라 그보다 큰 주입 깊이로 영역 내로 확산 주입될 수 있기 때문이다. 열 처리 기간의 변경이 교정 바디를 제조할 때 계속 작용을 미치지 않기 때문에, 의도한 바대로 변경된 영역 외부에서는 교정 바디 및 제품 내에서와 동일하거나 거의 동일한 특성에 도달할 수 있다.
바람직하게, 영역 내에서의 재료 특성 및/또는 영역의 깊이는, 제품 내에서 검출될 재료 특성 또는 그 깊이가 시뮬레이팅 되도록 변경되고/변경되거나 조절된다. 바람직하게, 이와 같은 상황은 분석 방법의 특히 정확한 교정을 가능하게 하는데, 그 이유는 제품 내에서 발견될 결함의 크기 및/또는 깊이가 교정 바디 내에 존재하기 때문이다.
본 발명의 특히 바람직한 일 실시예에서, 교정 바디는, 분석될 제품을 제조하는 제조 방법과 동일한 적어도 하나의 처리 단계, 바람직하게는 다수의 처리 단계 또는 전체적으로 동일한 처리 단계들을 갖는 제조 방법에 따라 제조된다. 본 실시예에 의해서는, 제품 내에서 분석될 재료 변경이 교정 바디 내에서 특히 정확하게 시뮬레이팅 되고, 더 나아가서는 재료 변경 영역 밖에서도 분석될 제품 내에서와 동일하거나 적어도 유사한 재료 특성이 형성된다. 이 처리 단계 또는 처리 단계들은 바람직하게 예를 들어 슬래브(slab) 가열시의 또는 정규화시의 열 처리, 및/또는 변형, 바람직하게는 냉간 압연 또는 열간 압연 공정, 단조, 디프 드로잉 및/또는 열역학적인 변형, 예컨대 열역학적인 롤링을 포함한다. 바람직하게, 동일한 변형에서는, 교정 바디의 영역의 입체적인 형상이 제품 내에서와 동일한 방식으로 변경된다.
또 다른 일 실시예에서는, 교정 바디를 제조하기 위한 반제품이 슬래브, 판금(sheet metal), 중강판(heavy plate) 또는 블록으로부터 형성된다.
바람직하게, 교정 바디는, 제품과 동일하거나 유사한 치수 및/또는 동일하거나 유사한 형상을 갖도록 제조된다. 교정 바디 및 제품을 제조하기 위해, 바람직하게는 동일한 장치가 이용된다. 또한, 분석 방법의 교정을 위해서도 장치의 변경이 반드시 필요치 않다.
본 발명의 일 실시예에서는, 반제품 내에서 다수의 영역이 형성되고, 이들 영역에서 재료 특성이 상이하게 변경되며, 이 경우 이들 영역은 상이한 형상을 가질 수 있고, 상이한 물질 함량을 가질 수 있으며/있거나 표면으로부터 상이한 폭으로 반제품 내로 연장된다. 바람직하게, 이로써 교정 바디는, 분석 방법을 이용한 측정시에 한계 값을 발견하고 확정하기 위해 이용된다. 또한, 단 하나의 교정 바디에 의해, 제품 내에서 발견될 다수의 가능한 변경 및/또는 연장이 반제품 또는 교정 바디 내에서 나타날 수 있다.
바람직하게는, 영역 내에서 재료 특성을 상이하게 변경하기 위하여, 표면의 상이한 섹션에 상이한 변경 수단이 제공된다.
본 발명에 따른 교정 바디는 특히, 드문 경우에 슬래브 표면에서 탄소 축적이 야기될 수 있는, 중강판 제품용 강철 슬래브를 제조하기 위한 공정을 분석하기 위한 방법의 교정에 적합하다. 이와 같은 탄소 축적은 그 형상, 특히 탄소처리의 길이, 폭 및/또는 깊이 그리고 최대로 달성된 탄소 함량에 의해, 자체 특징 측면에서 상호 구별될 수 있다. 탄소처리는 완성된 판금에서 국부적인 기계적인 특성의 변경을 야기하며, 이와 같은 특성 변경은 다른 무엇보다 표면 경도의 상승에서 나타나고, 예컨대 전자기 표면 분석 방법에 의해서 검출될 수 있다. 그러나 원칙적으로 이와 같은 표면 분석 방법은 경도의 직접적인 측정을 토대로 하지 않으며, 오히려 상이한 재료 상태들 간에 비교 측정이 실행된다. 그렇기 때문에, 분석될 재료 상태들을 갖는 본 발명에 따른 교정 바디를 이용해서, 표면 분석 방법을 실행하는 표면 분석 장치를 교정하는 것이 반드시 필요하다.
본 발명에 따른 방법이 또한 강철과 다른 재료, 예컨대 비철 금속 또는 그의 합금으로부터 교정 바디를 제조하기 위해서도 이용되고, 이를 위해 개별 재료로 이루어진 반제품이 사용될 수 있음은 자명하다.
본 발명은, 실시예 및 이 실시예와 관련된 첨부 도면들을 참조하여 이하에서 상세하게 설명된다. 여기서:
도 1은 교정 바디를 제조하기 위한 반제품을 평면도로 도시하며, 그리고
도 2는 반제품의 횡단면도를 도시한다.
도 1에 평면도로 도시되어 있고, 교정 판금의 제조 재료가 되는 강철 슬래브(1)는 하나의 표면(5) 및 3개의 표면 섹션(2, 3, 4)을 구비한다. 이들 표면 섹션(2, 3, 4)은 도 2에 도시된 강철 슬래브(1)의 3개 영역(9, 11, 12)의 외부 면을 형성하고, 이들 3개 영역 내로는 경도를 증가시키기 위한 탄소 함량의 상이한 변경이 이루어진다.
강철 슬래브(1)와 동일한 재료로부터 형성되었고 강철 슬래브(1)와 동일한 형상을 갖는, 도면에 도시되지 않은 또 다른 강철 슬래브로부터, 교정 바디를 제조하는 동일한 제조 단계들에 따라 강철 판금이 제조된다. 이 강철 판금은 분석 방법에 의해서 분석되며, 이 분석 방법의 교정을 위해 교정 바디가 제공되어 있다. 강철 판금용 강철 슬래브는 열간 압연에 의해서, 강철 슬래브(1)와 동일한 열 처리 및 동일한 변형 공정을 거친다.
이하에서, 교정 판금을 제조하기 위한 본 발명에 따른 방법이 기술된다:
도 2에 횡단면도로 도시된 강철 슬래브(1) 상의 표면 섹션(2) 상에 탄소처리 분말(6)이 도포되고, 표면 섹션(3) 상에 분쇄된 코크스(7)가 도포되며, 표면 섹션(4) 상에 40 중량-%의 코크스 분말 및 60 중량-%의 분쇄된 코크스로 이루어진 분말 혼합물(8)이 도포된다.
표면 섹션(2, 3, 4)을 산소로부터 그리고 이로써 오븐 분위기에서의 연소로부터 보호하기 위하여, 표면 섹션(2, 3, 4)은 분말(6, 7, 8)의 도포 후에 기밀 방식으로 덮인다. 이 목적을 위해, 예를 들어 강철과 같은 금속으로부터 형성된 장방형의 커버(10)가 표면(5) 상에 배치되고, 그 다음에 이어서 강철 슬래브(1)와 용접된다.
열 처리 오븐 내에서 강철 슬래브(1)를 열 처리하는 경우에는, 탄소가 탄소처리 분말(6), 코크스 분말(7) 및 분말 혼합물(8)로부터 표면 섹션(2, 3, 4)을 통과해서 표면에 가까운 영역(9, 11, 12) 내로 확산되고, 그곳에서 국부적으로 주입 깊이(t1, t2, t3)까지 탄소 함량을 변경한다. 탄소처리 분말(6), 코크스 분말(7)과 분말 혼합물(8) 간의 물질적인 차이로 인해, 영역(9, 11, 12)은 자신들의 개별적인 탄소 함량 및 주입 깊이(t1, t2, t3)의 크기에 의해서 상호 구별된다.
열 처리 후에는, 전체 커버(10, 13) 및 분말 잔류물이 표면 섹션(2, 3, 4)으로부터 제거된다. 그 다음에 이어서, 강철 슬래브(1)가 열간 압연된다.
교정 바디는 표면 섹션(2, 3, 4) 아래의 영역(9, 11, 12)에서 상이한 탄소 함량을 갖는다. 교정 바디뿐만 아니라 강철 판금도 동일한 처리 단계들에 따라 제조되었기 때문에, 둘 모두 영역(9, 11, 12)을 제외하고는 동일한 구조 및 이로써 동일한 특성을 갖는다. 이로 인해, 분석 방법은, 분석될 강철 판금 내에서 나타나고 결함으로서 검출되는 탄소 함량의 국부적인 변경과 관련하여 의도한 바대로 교정될 수 있다.
가능한 분석 방법은 예를 들어 와전류 검사 또는 초음파 검사일 수 있다.
대안적으로는, 커버(13)를 세라믹 재료로부터, 예컨대 내화성 세라믹 또는 내화성 재료로부터 형성하는 것도 가능할 수 있다. 상기 커버는 표면(5) 상에도 배치되고, (본 도면에 도시되지 않은) 모르타르에 의해서 강철 슬래브(1)와 연결된다.
3개 이상의 표면 섹션(2, 3, 4)이 표면(5) 상에 형성될 수 있음은 자명하다. 또한, 영역(9, 11, 12)의 탄소 비율 및/또는 주입 깊이(t1, t2, t3)를 변경하기 위하여, 탄소를 갖는 다른 분말 및/또는 그 혼합물이 강철 슬래브(1)의 표면 섹션 상에 도포되는 것도 가능할 것이다.
또한, 교정 판금을 제조하기 위한 방법이 2개의 처리 단계를 포함할 뿐만 아니라, 다수의 열 처리 공정 및/또는 다수의 변형 공정을 포함하는 것도 생각할 수 있을 것이다.

Claims (12)

  1. 특히 강철 또는 다른 금속으로부터 형성된, 분석 방법용 교정 바디를 제조하기 위한 방법에 있어서,
    상기 교정 바디가 분석 방법에 의해 분석될 제품을 제조하기 위해 제공된 재료로부터 형성되고, 상기 재료로부터 형성된 반제품(1)의 적어도 하나의 영역(9, 11, 12)에서 상기 재료의 특성이 변경되는 것을 특징으로 하는, 분석 방법용 교정 바디를 제조하기 위한 방법.
  2. 제1항에 있어서, 재료 특성이 표면(5, 2, 3, 4)으로부터 반제품(1) 내부로 연장되는 표면에 가까운 영역(9, 11, 12)에서만 변경되고, 바람직하게는 3 ㎜의 깊이까지 변경되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 반제품(1) 내의 상기 영역(9, 11, 12) 내로 재료 특성을 변경하는 물질, 바람직하게는 탄소가 주입되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  4. 제3항에 있어서, 반제품 내부로 주입될 수 있는 물질이 배출되고 바람직하게 탄소를 갖는 변경 수단(6, 7, 8)이 반제품(1) 상에 제공되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 변경 수단(6, 7, 8)이 분말에 의해서, 바람직하게는 코크스 분말(7) 및/또는 탄소처리 분말, 또는 페이스트에 의해서 형성되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 변경 수단(6, 7, 8)이 표면(5, 2, 3, 4) 상에 배열될 때 외부 분위기로부터, 바람직하게는 오븐 분위기로부터 보호되며, 이 경우에는 바람직하게 변경 수단(6, 7, 8)이 덮이고, 용접되며/용접되거나 불활성 기체로 둘레가 세척되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 재료 특성이, 바람직하게 반제품의 변형 전에, 특히 바람직하게는 냉간 압연 또는 열간 압연 공정 전에 이루어지는 반제품(1)의 열 처리에 의해서 변경되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 교정 바디가, 분석될 제품을 제조하는 제조 방법과 동일한 적어도 하나의 처리 단계, 바람직하게는 다수의 처리 단계 또는 전체적으로 동일한 처리 단계들을 갖는 제조 방법에 따라 제조되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 교정 바디를 제조하기 위한 반제품(1)이 슬래브(1), 판금, 중강판 또는 블록으로부터 형성되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  10. 제2항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 반제품(1) 내에서 다수의 영역(9, 11, 12)이 형성되고, 상기 영역(9, 11, 12)에서 재료 특성이 상이하게 변경되며, 상기 영역(9, 11, 12)은 표면(5, 2, 3, 4)으로부터 상이한 폭(t1, t2, t3)으로 반제품(1) 내로 연장되고, 상이한 가로 방향 연장부 및/또는 상이한 물질 함량을 갖는 것을 특징으로 하는, 방법.
  11. 제품의 파괴 없는 분석을 실행하기 위한 장치를 교정하기 위한 교정 바디, 특히 강철로부터 형성된 교정 바디에 있어서,
    교정 바디가 제품을 제조하기 위해 제공된 재료로부터 형성되고, 변경된 재료 특성이 제공되어 있는 적어도 하나의 영역(9, 11, 12)을 갖는 것을 특징으로 하는, 교정 바디.
  12. 제품을 바람직하게 파괴 없이 분석하기 위한 장치를 교정하기 위해서 사용되는, 제11항에 따른 교정 바디의 용도.
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