KR20230094470A - Method of evaluating workability and formability of coated steel sheet - Google Patents

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KR20230094470A KR1020210183672A KR20210183672A KR20230094470A KR 20230094470 A KR20230094470 A KR 20230094470A KR 1020210183672 A KR1020210183672 A KR 1020210183672A KR 20210183672 A KR20210183672 A KR 20210183672A KR 20230094470 A KR20230094470 A KR 20230094470A
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Abstract

본 발명의 일 실시형태는 비드를 갖는 하부 금형과 2개의 돌출부를 갖는 상부 금형 사이로 도장강판을 통과시킴에 있어, 상기 비드를 위로 이동시키거나 상기 2개의 돌출부를 아래로 이동시켜 상기 도장강판에 하중을 가함으로써 상기 도장강판을 변형시킴과 동시에 상기 도장강판을 진행 방향으로 인발한 뒤, 상기 도장강판의 통과 전후의 색차를 측정하는 것을 특징으로 하는 도장강판의 가공성 및 성형성 평가 방법을 제공한다.In one embodiment of the present invention, in passing the coated steel sheet between a lower mold having a bead and an upper mold having two protrusions, the bead is moved upward or the two protrusions are moved downward to load the coated steel sheet. Provided is a method for evaluating workability and formability of a coated steel sheet, characterized in that the color difference before and after passing through the coated steel sheet is measured after deforming the coated steel sheet and simultaneously drawing the coated steel sheet in a traveling direction by applying.

Description

도장강판의 가공성 및 성형성 평가 방법{METHOD OF EVALUATING WORKABILITY AND FORMABILITY OF COATED STEEL SHEET}Processability and formability evaluation method of coated steel sheet

본 발명은 도장강판의 가공성 및 성형성 평가 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for evaluating workability and formability of a coated steel sheet.

일반적으로 도장강판을 이용한 가공품은 원형이나 완성품 모양을 토대로 블랭크를 제작한 후 여러 단계의 성형을 거쳐 완성된다. 성형 과정 중 금형과 소재의 마찰, 가공시 발생하는 열, 소재의 인장 등에 의해서 소재의 도장층 또는 도금층이 벗겨지거나 손상이 발생할 경우, 탈락된 도금층 또는 도장층이 금형에 부착되어 금형의 클리닝 작업 빈도가 늘고 탈락물들이 소재에 스크레치 등 손상을 유발하기 때문에 불량률이 높아진다.In general, a processed product using a coated steel sheet is completed through several stages of molding after manufacturing a blank based on the shape of a prototype or finished product. During the molding process, when the coating layer or coating layer of the material is peeled off or damaged due to friction between the mold and the material, heat generated during processing, tension of the material, etc. The defect rate increases because the number of materials is increased and the dropped materials cause damage such as scratches to the material.

컵드로잉의 경우 가공성 및 성형성을 판단할 수 있는 쉬운 방법이나, 가공품별로 금형 제작이 필요하고, 신규 금형 제작없이 기존의 금형으로 시험시 가공 및 성형 정도에 대한 정량적인 판단이 불가하며, 비교하고자 하는 소재의 두께가 다르면 금형과의 마찰이 달라져 정확한 판단이 힘든 어려움이 있다. In the case of cup drawing, it is an easy way to judge workability and formability, but mold production is required for each processed product, and it is impossible to quantitatively judge the degree of processing and molding when testing with an existing mold without making a new mold. If the thickness of the material to be used is different, the friction with the mold is different, making accurate judgment difficult.

마찰평가의 경우 소재에 마찰, 연신, 벤딩 등의 여러가지 가공이 동시에 이루어지는 가공품의 제작 과정의 정확한 모사가 이루어지지 않아 마찰계수와 가공성및 성형성과의 상관성이 발견되지 않기도 하다. In the case of friction evaluation, the correlation between the coefficient of friction and workability and moldability is not found because an accurate simulation of the manufacturing process of a workpiece in which various processes such as friction, stretching, and bending are simultaneously performed on the material is not performed.

본 발명의 일측면은 도장강판의 가공성 및 성형성 평가 방법을 제공하고자 하는 것이다.One aspect of the present invention is to provide a method for evaluating workability and formability of a coated steel sheet.

본 발명의 일 실시형태는 비드를 갖는 하부 금형과 2개의 돌출부를 갖는 상부 금형 사이로 도장강판을 통과시킴에 있어, 상기 비드를 위로 이동시키거나 상기 2개의 돌출부를 아래로 이동시켜 상기 도장강판에 하중을 가함으로써 상기 도장강판을 변형시킴과 동시에 상기 도장강판을 진행 방향으로 인발한 뒤, 상기 도장강판의 통과 전후의 색차를 측정하는 것을 특징으로 하는 도장강판의 가공성 및 성형성 평가 방법을 제공한다.In one embodiment of the present invention, in passing the coated steel sheet between a lower mold having a bead and an upper mold having two protrusions, the bead is moved upward or the two protrusions are moved downward to load the coated steel sheet. Provided is a method for evaluating workability and formability of a coated steel sheet, characterized in that the color difference before and after passing through the coated steel sheet is measured after deforming the coated steel sheet and simultaneously drawing the coated steel sheet in a traveling direction by applying.

본 발명의 일측면에 따르면, 도장강판의 가공성 및 성형성 평가 방법을 제공할 수 있다.According to one aspect of the present invention, it is possible to provide a method for evaluating workability and formability of a coated steel sheet.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 도장강판의 가공성 및 성형성 평가를 위한 장치이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 마킹이 형성된 도장강판의 모식도이다.1 is an apparatus for evaluating workability and formability of a coated steel sheet according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic diagram of a coated steel sheet on which markings are formed according to an embodiment of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 도장강판의 가공성 및 성형성 평가를 위한 장치이다. 이하, 도 1을 참조하여 본 발명을 설명한다.1 is an apparatus for evaluating workability and formability of a coated steel sheet according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, the present invention will be described with reference to FIG. 1 .

도 1에 개시된 바와 같이, 가공성 및 성형성 평가 장치(100)에는 비드(10)를 갖는 하부 금형(20)과 2개의 돌출부(30, 30')를 갖는 상부 금형(40)이 구비된다. 상기 비드(10)는 당해 기술분야에서 통상적으로 이용되는 수준의 곡률을 가질 수 있다. 한편, 상기 가공성 및 성형성 평가 장치(100)의 전단부 및 후단부에는 도장강판(50)의 색도를 측정할 수 있는 색도측정기(60, 60')가 구비될 수 있다.As disclosed in FIG. 1 , the processability and formability evaluation apparatus 100 includes a lower mold 20 having a bead 10 and an upper mold 40 having two protrusions 30 and 30'. The bead 10 may have a level of curvature commonly used in the art. Meanwhile, chromaticity meters 60 and 60' capable of measuring the chromaticity of the coated steel sheet 50 may be provided at the front and rear ends of the processability and formability evaluation device 100 .

본 발명에서는 상기 비드(10)를 갖는 하부 금형(20)과 2개의 돌출부(30, 30')를 갖는 상부 금형(40) 사이로 도장강판(50)을 통과시킴에 있어, 상기 비드를 위로 이동시키거나 상기 2개의 돌출부를 아래로 이동시켜 상기 도장강판에 하중을 가함으로써 상기 도장강판을 변형시킴과 동시에 상기 도장강판을 진행 방향으로 인발한다. 상기 공정을 통해, 소재에 마찰, 굽힘 및 인장 응력을 가함으로써 프레스 가공을 모사할 수 있다. In the present invention, in passing the coated steel sheet 50 between the lower mold 20 having the bead 10 and the upper mold 40 having the two protrusions 30 and 30', the bead is moved upward. Alternatively, by moving the two protrusions downward and applying a load to the painted steel sheet, the painted steel sheet is deformed and at the same time the painted steel sheet is drawn in the traveling direction. Through the above process, press working can be simulated by applying frictional, bending and tensile stresses to the material.

이 때, 상기 하중은 100~3000Kgf일 수 있다. 상기 하중이 100Kgf 미만이면 프레스 가공 모사를 위해 소재에 가해지는 응력이 충분하지 않을 수 있고, 3000Kgf을 초과하는 경우에는 소재에 가해지는 응력이 과도하여 도장층이 전부 혹인 거의 소실됨에 따라 정확한 평가를 하기 어려울 수 있다.At this time, the load may be 100 ~ 3000Kgf. If the load is less than 100Kgf, the stress applied to the material may not be sufficient for press work simulation, and if it exceeds 3000Kgf, the stress applied to the material is excessive and the paint layer is all or almost lost. It can be difficult.

또한, 상기 2개의 돌출부와 상기 도장강판 사이의 갭(gap)은 1.0~20.0mm일 수 있다. 상기 갭이 1.0mm 미만인 경우에는 주어지는 마찰 조건이 너무 가혹하여 가공성에 대한 판단이 어렵고, 20.0mm를 초과하는 경우에는 소재에 충분한 마찰이 주어지지 않는 단점이 있을 수 있다. In addition, a gap between the two protrusions and the coated steel sheet may be 1.0 to 20.0 mm. When the gap is less than 1.0 mm, the given friction condition is too severe, making it difficult to determine processability. When the gap exceeds 20.0 mm, there may be a disadvantage in that sufficient friction is not given to the material.

더하여, 상기 도장강판의 인발시 인발속도는 10~100mm/sec일 수 있다. 상기 인발속도가 10mm/sec 미만인 경우에는 충분한 힘이 주어지지 않아 평가의 신뢰성이 저하될 수 있고, 100mm/sec를 초과하는 경우에는 시편에 휨 발생이나 지그에서 이탈하는 등 문제가 발생할 수 있다.In addition, the drawing speed at the time of drawing the coated steel sheet may be 10 to 100 mm/sec. If the pulling speed is less than 10 mm / sec, sufficient force is not given, and the reliability of evaluation may be lowered, and if it exceeds 100 mm / sec, problems such as bending of the specimen or separation from the jig may occur.

이후, 색도측정기(60, 60')를 통해, 상기 도장강판(50)의 장치 통과 전후의 색차를 측정함으로써 도장강판의 가공성 및 성형성을 평가할 수 있다. 보다 구체적으로는, 상기 도장강판(50)을 가공성 및 성형성 평가 장치(100)를 통과시키기 전에 색도를 측정하고, 이후, 통과된 도장강판에 대하여 테이프 필링 테스트 후 색도를 측정한 뒤, 이들 간의 색차를 측정하는 것이다. 즉, 도장강판(50)이 가공성 및 성형성 평가 장치(100)를 통과하게 되면 가공성 및 성형성이 양호한 경우에는 도장층 박리가 잘 일어나지 않게 되어 색차가 적으나, 가공성 및 성형성이 불량한 경우에는 도장층 박리가 잘 일어나게 되어 색차가 커지게 된다. 상기 색도는 당해 기술분야에서 통상적으로 이용되는 하기 식 1을 통해 구할 수 있다. 이 때, 하기 식 1에서 a* 및 b*는 지각색도지수, L*는 명도지수를 의미하며, 각 기호에 붙은 1은 통과 전, 2는 통과 후를 의미한다. 한편, 본 발명에서는 상기 색차가 3.0이하일 때 가공성 및 성형성이 양호한 것으로 판단할 수 있다. 이와 같은 방법에 따르면, 도장강판이나 도장강판에 대하여 다단계의 복합적인 성형을 통해 가공품을 직접 제작하지 않고도 선제적으로 가공성 및 성형성을 평가할 수 있다.Thereafter, the processability and moldability of the coated steel sheet can be evaluated by measuring the color difference before and after passing the coated steel sheet 50 through the device through the chromaticity measuring instruments 60 and 60'. More specifically, the chromaticity is measured before passing the coated steel sheet 50 through the processability and formability evaluation device 100, and then the chromaticity is measured after a tape peeling test on the passed coated steel sheet, and then the to measure color difference. That is, when the coated steel sheet 50 passes through the workability and formability evaluation device 100, when the workability and formability are good, peeling of the paint layer does not occur easily and the color difference is small, but when the workability and formability are poor, The peeling of the paint layer occurs easily, resulting in a large color difference. The chromaticity can be obtained through the following formula 1 commonly used in the art. At this time, in Equation 1 below, a * and b * mean the perceptual chromaticity index and L * mean the brightness index, and 1 attached to each symbol means before passage and 2 means after passage. On the other hand, in the present invention, when the color difference is 3.0 or less, it can be determined that processability and formability are good. According to such a method, it is possible to preemptively evaluate processability and moldability without directly manufacturing a processed product through multi-step complex molding of a coated steel sheet or a coated steel sheet.

[식 1] 색도 = ((a* 2 -a* 1)2 + (b* 2-b* 1)2 + (L* 2-L* 1)2)1/2 [Equation 1] Chromaticity = ((a * 2 - a * 1 ) 2 + (b * 2 -b * 1 ) 2 + (L * 2 -L * 1 ) 2 ) 1/2

도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 마킹이 형성된 도장강판의 모식도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 도장강판(50)에는 일정 크기와 간격을 갖는 마킹(70)이 형성될 수 있다. 상기 마킹은 상기 도장강판의 연성을 평가할 수 있는 수단이다. 보다 구체적으로는, 상기 도장강판을 가공성 및 성형성 평가 장치에 통과시킨 후, 상기 마킹의 변형율에 따라 연성을 평가할 수 있다. 상기 마킹의 변형율은 각 부위별 마킹의 크기를 직접 재거나 이미지 분석 프로그램을 이용하여 측정한 뒤, 처음 마킹의 크기에서 그 변형된 차를 구해 초기 마킹 크기로 나눈 뒤 그 평균을 내어 구할 수 있다.이 때, 상기 마킹은 원형 또는 격자의 형태를 가질 수 있으며, 그 크기와 간격이 동일할 필요가 있으나, 본 발명에서는 상기 마킹의 크기와 간격에 대해서는 특별히 한정하지 않는다. 다만, 예를 들면, 상기 마킹의 직경은 1.0~5.0mm일 수 있고, 간격은 1.0~3.0mm일 수 있다. 또한, 상기 마킹의 형성 방법에 대해서도 특별히 한정하지 않으나, 예를 들면, 잉크젯 프린팅이나 에칭 등을 이용할 수 있다. 2 is a schematic diagram of a coated steel sheet on which markings are formed according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2 , markings 70 having a predetermined size and spacing may be formed on the coated steel sheet 50 . The marking is a means for evaluating the ductility of the coated steel sheet. More specifically, after passing the coated steel sheet through a workability and formability evaluation device, ductility may be evaluated according to the deformation rate of the marking. The deformation rate of the marking can be obtained by directly measuring the size of the marking for each part or measuring it using an image analysis program, then obtaining the difference in deformation from the initial marking size, dividing it by the initial marking size, and then averaging it. At this time, the marking may have a circular or lattice shape, and the size and spacing need to be the same, but in the present invention, the size and spacing of the marking are not particularly limited. However, for example, the diameter of the marking may be 1.0 to 5.0 mm, and the interval may be 1.0 to 3.0 mm. In addition, the method of forming the marking is not particularly limited, but, for example, inkjet printing or etching may be used.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 다만, 하기 실시예는 본 발명을 보다 상세히 설명하기 위한 예시일 뿐, 본 발명의 권리범위를 한정하지는 않는다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples. However, the following examples are only examples for explaining the present invention in more detail, and do not limit the scope of the present invention.

(실시예)(Example)

6종류의 Cr프리 도장강판을 준비한 뒤, 하기 표 1에 기재된 조건으로 도 1에 도시된 가공성 및 성형성 평가 장치에 통과시킨 뒤, 통과 전후의 도장강판의 색차를 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.After preparing six types of Cr-free coated steel sheets, passing them through the workability and formability evaluation apparatus shown in FIG. 1 under the conditions shown in Table 1 below, the color difference of the coated steel sheets before and after passing was measured and shown in Table 1 below. .

색차는 상기 가공성 및 성형성 평가 장치에 도장강판을 통과시키기 전의 색도와 통과시키기 후의 색도를 측정한 뒤, 그 차이를 계산하였으며, 상기 통과 후의 도장강판에 대해서는 테이프를 붙였다 떼는 테이프 필링 테스트를 실시하였다. 가공성 및 성형성 평가는 도장강판을 실제로 프레스 가공한 뒤의 결과이며, 도장층의 탈락이 일어난 경우에는 불량, 도장층의 탈락이 일어나지 않은 경우에는 양호로 평가하였다.The color difference was measured after measuring the chromaticity before and after passing the coated steel sheet through the processability and formability evaluation device, and then the difference was calculated. A tape peeling test was performed on the coated steel sheet after the pass. . The workability and formability evaluation was the result after the actual press working of the coated steel sheet, and when the paint layer fell off, it was evaluated as poor, and when the paint layer did not fall off, it was evaluated as good.

구분division 하중
(Kgf)weight
(Kgf) 인발속도
(mm/min)drawing speed
(mm/min) 2개의 돌출부와
도장강판 사이의 갭(mm)with two protrusions
Gap between painted steel plates (mm) 색차color difference 가공성 및
성형성 평가machinability and
Formability evaluation 발명예1Invention example 1 100100 1010 1010 0.80.8 양호Good 발명예2Invention example 2 500500 1010 1010 2.12.1 양호Good 발명예3Invention example 3 10001000 1010 1010 2.72.7 양호Good 비교예1Comparative Example 1 20002000 1010 1010 4.84.8 불량error 비교예2Comparative Example 2 10001000 1010 1One 5.25.2 불량error 비교예3Comparative Example 3 10001000 3030 1010 3.53.5 불량error

상기 표 1을 통해 알 수 있듯이, 발명예 1 내지 3의 경우에는 색차가 3.0 이하로서 가공성 및 성형성 평가가 양호한 것을 알 수 있다. 반면, 비교예 1 내지 3의 경우에는 색차가 3.0을 초과함에 따라 가공성 및 성형성 평가가 불량한 것을 알 수 있다.As can be seen from Table 1, in the case of Inventive Examples 1 to 3, it can be seen that the color difference is 3.0 or less, and the processability and formability evaluation are good. On the other hand, in the case of Comparative Examples 1 to 3, it can be seen that processability and formability evaluation are poor as the color difference exceeds 3.0.

10: 비드
20: 하부 금형
30, 30': 돌출부
40: 상부 금형
50: 도장강판
60, 60': 색도측정기
70: 마킹
100: 가공성 및 성형성 평가 장치10: bead
20: lower mold
30, 30': protrusion
40: upper mold
50: painted steel plate
60, 60': colorimeter
70: marking
100: processability and formability evaluation device

Claims (6)

비드를 갖는 하부 금형과 2개의 돌출부를 갖는 상부 금형 사이로 도장강판을 통과시킴에 있어, 상기 비드를 위로 이동시키거나 상기 2개의 돌출부를 아래로 이동시켜 상기 도장강판에 하중을 가함으로써 상기 도장강판을 변형시킴과 동시에 상기 도장강판을 진행 방향으로 인발한 뒤, 상기 도장강판의 통과 전후의 색차를 측정하는 것을 특징으로 하는 도장강판의 가공성 및 성형성 평가 방법.
In passing the coated steel sheet between the lower mold having a bead and the upper mold having two protrusions, the bead is moved upward or the two protrusions are moved downward to apply a load to the coated steel sheet, thereby moving the coated steel sheet A method for evaluating workability and formability of a coated steel sheet, characterized in that the color difference before and after passing through the coated steel sheet is measured after deforming and simultaneously drawing the coated steel sheet in the traveling direction.
 청구항 1에 있어서,
상기 하중은 100~3000Kgf인 도장강판의 가공성 및 성형성 평가 방법.
The method of claim 1,
The load is 100 ~ 3000Kgf processability and formability evaluation method of the coated steel sheet.
 청구항 1에 있어서,
상기 2개의 돌출부와 상기 도장강판 사이의 갭(gap)은 1.0~20.0mm인 도장강판의 가공성 및 성형성 평가 방법.
The method of claim 1,
The gap between the two protrusions and the coated steel sheet is 1.0 ~ 20.0mm Processability and formability evaluation method of the coated steel sheet.
 청구항 1에 있어서,
상기 도장강판의 인발시 인발속도는 10~100mm/sec인 도장강판의 가공성 및 성형성 평가 방법.
The method of claim 1,
Evaluating processability and formability of a painted steel sheet having a drawing speed of 10 to 100 mm/sec when drawing the painted steel sheet.
 청구항 1에 있어서,
상기 색차가 3.0이하일 때 가공성 및 성형성이 양호한 것으로 판단하는 도장강판의 가공성 및 성형성 평가 방법.
The method of claim 1,
A method for evaluating workability and formability of a coated steel sheet for determining that workability and formability are good when the color difference is 3.0 or less.
 청구항 1에 있어서,
상기 도장강판에는 일정 크기와 간격을 갖는 마킹이 형성된 도장강판의 가공성 및 성형성 평가 방법.
The method of claim 1,
A method for evaluating workability and formability of a coated steel sheet in which markings having a predetermined size and spacing are formed on the coated steel sheet.
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