KR20230154870A - 금속 재료 복합 가공 방법 - Google Patents

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KR20230154870A
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지앙수 캉루이 뉴 머티리얼 테크놀로지 컴퍼니 리미티드
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Abstract

본 발명은 재료 가공 기술 분야에 관한 것이고, 본 발명에서 제공하는 금속 재료 복합 가공 방법은, 제1 판체의 제1 표면과 제2 판체의 제2 표면을 서로 접촉시키는 단계; 상기 제1 판체와 상기 제2 판체를 제1 캘린더의 원주 방향의 그루브 내에 배치하고, 상기 제2 판체의 제3 표면이 상기 그루브의 바닥벽을 접촉하도록 하되, 상기 제3 표면과 상기 제2 표면은 등지며, 상기 제1 판체의 경도는 상기 제2 판체의 경도보다 큰 단계; 및 상기 제1 캘린더와 제2 캘린더를 제어하여 회전시켜, 상기 제1 판체 및 상기 제2 판체를 롤러 가압하여 복합판을 성형하되, 롤러 가압 과정에서, 제1 판체의 제4 표면은 상기 제2 캘린더의 표면과 접촉하며, 상기 제4 표면과 상기 제1 표면은 등지는 단계를 포함한다. 본 발명에서 제공하는 금속 재료 복합 가공 방법은, 제1 판체 및 제2 판체를 그루브에 배치하여 가공하는 것을 통해, 복합판의 측변에 플래시 및 버(Burr)가 발생하는 것을 방지할 수 있다.

Description

금속 재료 복합 가공 방법
본 발명은 재료 가공 기술 분야에 관한 것이며, 특히 금속 재료 복합 가공 방법에 관한 것이다.
금속 복합 압연은 물리적, 화학적 성질이 상이한 금속을 압연을 통해 이들이 전체 접촉 표면에서, 서로 견고하게 결합되도록 하는 가공 방법이다. 압연 가공을 통해 얻은 복합 가공물은, 플래시, 버(Burr) 등 결함이 존재하며, 이러한 결함은 후속 생산 공정에서 처리해야 하므로, 생산 비용이 대폭 증가한다.
강판-알루미늄 합금 복합 압연을 예로 들면, 관련 기술에서는 4개의 캘린더를 갖는 압연 기기를 사용하여 압연을 수행하며, 여기서, 4개의 캘린더는 2개의 작업 캘린더와 2개의 사이드 캘린더를 포함하고, 2개의 작업 캘린더는 강판-알루미늄 합금을 압연하여 성형하며, 2개의 사이드 캘린더는 성형 과정의 복합 가공물 또는 성형된 복합 가공물의 측면 가장자리를 롤링하고, 여기서, 기기 작동 중에서, 작업 캘린더와 사이드 캘린더 사이의 마찰력이 과도함으로 인해 롤링 기기가 파손되어, 복합 가공물의 너비 크기에 대한 확보가 어려운 것을 방지하기 위해, 사이드 캘린더는 작업 캘린더의 측면에 대해 억지로 압력을 가하지 말아야 하고, 사이드 캘린더의 압축도가 부족하거나 소재의 크기 편차가 비교적 클 경우, 복합 가공물의 너비 방향에서 플래시 및 버가 더욱 쉽게 발생한다.
본 발명은 금속 재료 복합 가공 방법을 제공하여, 종래 기술에서 롤링 공정의 가공 정밀도가 높지 않아, 플래시 및 버가 쉽게 발생되는 문제를 해결하고, 제1 판체 및 제2 판체를 그루브에 배치하여 가공하는 것을 통해, 복합판의 측변에 플래시 및 버가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
본 발명에서 제공한 금속 재료 복합 가공 방법은,
제1 판체의 제1 표면과 제2 판체의 제2 표면을 서로 접촉시키는 단계;
상기 제1 판체와 상기 제2 판체를 제1 캘린더의 원주 방향의 그루브 내에 배치하고, 상기 제2 판체의 제3 표면이 상기 그루브의 바닥벽을 접촉하도록 하되, 상기 제3 표면과 상기 제2 표면은 등지며, 상기 제1 판체의 경도는 상기 제2 판체의 경도보다 작은 단계; 및
상기 제1 캘린더와 제2 캘린더를 제어하여 회전시켜, 상기 제1 판체 및 상기 제2 판체를 롤러 가압하여 복합판을 성형하되, 롤러 가압 과정에서, 제1 판체의 제4 표면은 상기 제2 캘린더의 표면과 접촉하며, 상기 제4 표면과 상기 제1 표면은 등지는 단계를 포함한다.
본 발명에서 제공한 금속 재료 복합 가공 방법에 따르면, 상기 제1 판체의 제1 표면과 제2 판체의 제2 표면을 서로 접촉시키는 상기 단계 이전에,
상기 제1 표면과 상기 제2 표면 중의 적어도 하나를 헤어리 처리하여, 상기 제1 표면과 상기 제2 표면 중의 적어도 하나에 복수 개의 줄무늬를 구성하고, 인접한 상기 줄무늬 사이에는 간격이 설치되며, 기설정된 간격에 위치하는 줄무늬 수량은 줄무늬 총 수의 기설정된 비율보다 크거나 같도록 제어한다.
본 발명에서 제공한 금속 재료 복합 가공 방법에 따르면, 상기 제1 표면을 헤어리 처리하는 단계에서,
상기 제1 표면의 줄무늬는 기설정된 간격이 0.005mm-0.03mm이고, 기설정된 비율이 90%가 되도록 제어된다.
본 발명에서 제공한 금속 재료 복합 가공 방법에 따르면, 상기 제1 표면을 헤어리 처리하는 단계에서,
상기 제1 표면의 줄무늬는 기설정된 간격이 0.01mm-0.02mm이고, 기설정된 비율이 90%가 되도록 제어된다.
본 발명에서 제공한 금속 재료 복합 가공 방법에 따르면, 상기 제1 표면을 헤어리 처리하는 단계에서,
상기 제1 표면의 줄무늬는 기설정된 간격이 0.01mm-0.02mm이고, 기설정된 비율이 80%가 되도록 제어된다.
본 발명에서 제공한 금속 재료 복합 가공 방법에 따르면, 상기 제1 표면을 헤어리 처리하는 단계에서,
상기 제1 표면의 줄무늬는 기설정된 간격이 0.01mm-0.02mm이고, 기설정된 비율이 70%가 되도록 제어된다.
본 발명에서 제공한 금속 재료 복합 가공 방법에 따르면, 상기 제1 표면을 헤어리 처리하는 단계에서,
상기 제1 표면의 줄무늬는 기설정된 간격이 0.01mm-0.02mm이고, 기설정된 비율이 50%가 되도록 제어된다.
본 발명에서 제공한 금속 재료 복합 가공 방법에 따르면, 상기 제1 표면과 상기 제2 표면 중의 적어도 하나를 헤어리 처리하는 단계에서,
헤어리 마찰 롤러를 통해 상기 제1 표면과 상기 제2 표면 중의 적어도 하나에 대해 마찰을 수행하여 줄무늬를 형성하되, 상기 헤어리 마찰 롤러는 연마 벨트를 포함하며, 연마 벨트의 선속도는 9-10m/S이며, 티타늄 스트립 속도는 4-6m/min이고, 연마 벨트 가압의 중첩량은 0.02mm이며, 연마 벨트의 지지 롤러의 재질은 고무이고, 경도는 HS60-75이다.
본 발명에서 제공한 금속 재료 복합 가공 방법에 따르면, 상기 제1 표면과 상기 제2 표면 중의 적어도 하나를 헤어리 처리하는 단계에서,
헤어리 마찰 롤러를 통해 상기 제1 표면과 상기 제2 표면 중의 적어도 하나에 대해 마찰을 수행하여 줄무늬를 형성하되, 상기 헤어리 마찰 롤러는 그라인딩 휠을 포함하고, 상기 그라인딩 휠의 알갱이 메쉬는 40-120이며, 상기 그라인딩 휠이 작동될 경우 받는 압력은 0.1MPa-0.5MPa이고, 상기 그라인딩 휠의 직경은 200mm-400mm이다.
본 발명에서 제공한 금속 재료 복합 가공 방법에 따르면, 상기 제1 표면을 헤어리 처리하는 단계에서,
상기 제1 표면의 스크랩을 제거하고;
또는, 상기 제2 표면을 헤어리 처리하는 단계 이후에,
상기 제2 표면의 스크랩을 제거하는 단계를 더 포함한다.
본 발명에서 제공한 금속 재료 복합 가공 방법에 따르면, 상기 제1 표면을 헤어리 처리하는 단계에서,
상기 제1 표면의 단위 면적 줄무늬 수를 획득하고;
상기 제1 표면의 단위 면적 줄무늬 수가 대응되는 기설정된 값보다 작은 것으로 결정되면, 헤어리 마찰 롤러의 높이가 상승하도록 제어하고, 상기 헤어리 마찰 롤러는 상기 제1 표면을 마찰하여 줄무늬를 형성하기 위한 것이며;
또는, 상기 제2 표면을 헤어리 처리하는 단계에서,
상기 제2 표면의 단위 면적 줄무늬 수를 획득하고;
상기 제2 표면의 단위 면적 줄무늬 수가 대응되는 기설정된 값보다 작은 것으로 결정되면, 헤어리 처리를 위한 헤어리 마찰 롤러의 위치를 조정하여, 상기 헤어리 마찰 롤러가 상기 제2 표면과 충분히 접촉하도록 한다.
본 발명에서 제공한 금속 재료 복합 가공 방법에 따르면, 상기 제1 캘린더와 제2 캘린더를 제어하여 회전시켜, 상기 제1 판체 및 상기 제2 판체를 롤러 가압하여 복합판을 성형하는 상기 단계 이전에,
상기 제1 판체와 상기 제2 판체를 기설정된 온도로 가열하도록 제어하는 단계를 더 포함한다.
본 발명에서 제공한 금속 재료 복합 가공 방법에 따르면, 상기 제1 캘린더와 제2 캘린더를 제어하여 회전시켜, 상기 제1 판체 및 상기 제2 판체를 롤러 가압하여 복합판을 성형하는 상기 단계 이후에,
상기 복합판에 대해 고용화 처리를 수행하는 단계; 및
고용화 처리된 상기 복합판에 대해 시효 처리를 수행하는 단계를 더 포함한다.
본 발명에서 제공한 금속 재료 복합 가공 방법에 따르면, 상기 고용화 처리의 고용화 온도는 480℃-40℃이고, 상기 고용화 처리의 고용화 시간은 45min-65min이며;
상기 시효 처리의 시효 온도는 160℃-200℃이고, 상기 시효 처리의 시효 시간은 5h-7h이다.
본 발명에서 제공한 금속 재료 복합 가공 방법에 따르면, 제1 판체의 제1 표면과 제2 판체의 제2 표면을 서로 접촉시키는 상기 단계 이전에,
상기 제1 판체와 상기 제2 판체를 두께비가 1.5:1.0이 되도록 미리 제조하는 단계를 더 포함하고,
상기 제1 캘린더와 제2 캘린더를 제어하여 회전시켜, 상기 제1 판체 및 상기 제2 판체를 롤러 가압하여 복합판을 성형하는 상기 단계에서,
상기 제1 캘린더와 상기 제2 캘린더의 상대 속도비는1:1.05이고, 압연의 압하율이 20%-40%가 되도록 제어한다.
본 발명에서 제공한 금속 재료 복합 가공 방법에 따르면, 상기 제1 판체의 제1 표면과 제2 판체의 제2 표면을 서로 접촉시키는 상기 단계 이전에,
상기 제1 표면의 조도는 0.8Ra-4.0Ra로 미리 제조된다.
본 발명에서 제공한 금속 재료 복합 가공 방법에 따르면, 제1 판체의 제1 표면과 제2 판체의 제2 표면을 서로 접촉시키는 상기 단계 이전에,
상기 제2 표면의 조도는 4Ra-10Ra로 미리 제조된다.
본 발명의 실시예에서 제공한 금속 재료 복합 가공 방법에 따르면, 상기 제1 판체는 티타늄판이고, 상기 제2 판체는 알루미늄판이다.
본 발명에서 제공한 금속 재료 복합 가공 방법에 따르면, 상기 제1 캘린더와 상기 제2 캘린더를 제어하여, 상기 제1 판체 및 상기 제2 판체를 롤러 가압하여 복합판을 성형하는 상기 단계에서,
제조된 상기 복합판의 절단 강도 τ=a*b*K1*K2*σ소프트이고,
a는 상기 제1 판체의 길이이며, b는 상기 제1 판체의 너비이고, K1은 상기 제1 판체의 헤어리 면적비이며, K1의 값 범위는 1.5-3이고; K2는 상기 제1 판체와 상기 제2 판체의 결합율이며, K2의 값 범위는 0.15-0.3이고, K1*K2>1일 경우, K1과 K2의 곱은 모두 값이 1이며; 상기 σ소프트는 상기 제2 판체의 항복 강도이고, σ소프트의 값 범위는 350Mpa-412Mpa이다.
본 발명에서 제공한 금속 재료 복합 가공 방법에 따르면, 상기 제1 표면을 헤어리 처리하는 단계 이전에,
상기 제1 판체는 스트립형으로 미리 제조되고;
상기 제1 표면을 헤어리 처리하는 단계에서,
상기 제1 표면의 줄무늬의 길이 방향과 상기 제1 판체의 너비 방향 사이가 제1 기설정된 협각을 이루도록 제어하며;
또는, 상기 제2 표면을 헤어리 처리하는 단계 이전에,
상기 제2 판체는 스트립형으로 미리 제조되고;
상기 제2 표면을 헤어리 처리하는 단계에서,
상기 제2 표면의 줄무늬의 길이 방향과 상기 제2 판체의 너비 방향 사이가 기설정된 협각을 이루도록 제어한다.
본 발명에서 제공하는 금속 재료 복합 가공 방법은, 제1 판체와 제2 판체를 제1 캘린더의 그루브 내에 배치하는 것을 통해, 그루브를 이용하여 제1 판체 및 제2 판체의 측변에 대해 위치 제한함으로써, 제1 판체의 경도가 비교적 낮아, 제1 판체 및 제2 판체의 측변에 버 및 플래시가 형성되는 것을 효과적으로 방지하고, 또한 제1 판체 및 제2 판체를 롤러 가압하여 복합판을 성형하며, 복합판은 버 및 플래시를 쉽게 형성하지 않는다.
본 발명 또는 종래 기술의 기술방안을 더욱 명확하게 설명하기 위해, 아래에서는 실시예 또는 종래 기술 설명에 사용되는 도면에 대해 간단히 소개하고, 분명한 것은, 아래의 설명에서의 도면은 본 발명의 일부 실시예일 뿐이며, 본 분야의 통상의 지식을 가진 자에 있어서, 창의적 노동을 부여하지 않은 전제하에서, 이러한 도면에 기반하여 다른 도면을 획득할 수도 있다.
도 1은 본 발명에서 제공하는 금속 재료 복합 가공 방법의 흐름 모식도이고;
도 2는 본 발명에서 제공하는 금속 재료 복합 가공 방법에서 롤러 가압된 제1 판체의 제1 표면의 구조 모식도이며;
도 3은 본 발명에서 제공하는 금속 재료 복합 가공 방법에서 롤러 가압된 제2 판체의 제2 표면의 구조 모식도이고;
도 4는 본 발명에서 제공하는 금속 재료 복합 가공 방법에서 롤러 가압하여 얻은 복합판의 구조 모식도이며;
도 5는 도 4 중 A 위치의 국부 확대 구조 모식도이고;
도 6은 본 발명에서 제공하는 첫번째 롤링 장치의 단면 구조 모식도이며;
도 7은 도 6 중 B 위치의 국부 확대 구조 모식도이고;
도 8은 본 발명에서 제공하는 두번째 롤링 장치의 단면 구조 모식도이며;
도 9는 도 8 중 C 위치의 국부 확대 구조 모식도이고;
도 10은 본 발명에서 제공하는 세번째 롤링 장치의 단면 구조 모식도이며;
도 11은 도 10 중 D 위치의 국부 확대 구조 모식도이다.
본 발명의 목적, 기술방안 및 장점을 더욱 명확하게 하기 위해, 이하 본 발명의 도면과 결부하여 본 발명의 기술방안을 뚜렷하고 완전하게 설명하며, 설명된 실시예는 본 발명의 일부 실시예일 뿐 모든 실시예가 아님은 자명한 것이다. 본 발명의 실시예에 기반하여 본 분야의 통상의 지식을 가진 자들이 창의적 노동을 부여하지 않고 획득한 모든 기타 실시예는 모두 본 발명의 보호범위에 속한다.
본 발명의 제1 측면의 실시예는, 도 1 내지 도 5에서 나타낸 바를 결합하여, 금속 재료 복합 가공 방법을 제공하고, 상기 방법은 아래의 단계를 포함한다.
단계(110)에 있어서, 제1 판체(3)의 제1 표면(31)과 제2 판체(4)의 제2 표면(41)을 서로 접촉시키고;
제1 판체(3)와 제2 판체(4)의 대향하는 표면은 서로 접촉되어, 제1 판체(3)와 제2 판체(4)는 롤러 가압에 의해 복합판(5)을 형성한다.
단계(120)에 있어서, 제1 판체(3)와 제2 판체(4)를 제1 캘린더(1)의 원주 방향의 그루브(13) 내에 배치하고, 제2 판체(4)의 제3 표면(42)이 그루브(13)의 바닥벽을 접촉하도록 하되, 여기서, 제3 표면(42)과 제2 표면(41)은 등지며, 제1 판체(3)의 경도는 제2 판체(4)의 경도보다 크고;
제2 판체(4)의 경도는 비교적 작아, 롤러 가압 작용력을 받을 경우, 제2 판체(4)는 쉽게 변형되고, 경도가 비교적 작은 제2 판체(4)를 그루브(13)의 베이스에 배치하며, 그루브(13)의 측벽을 통해 제2 판체(4)에 대해 위치 제한하여, 제2 판체(4)의 측변에 버 및 플래시가 형성되는 것을 방지한다. 제1 판체(3)는 그루브(13)의 개구에 더욱 가까워, 롤러 가압 과정에서, 제2 판체(4)에 비해, 경도가 비교적 큰 제1 판체(3)는 그루브(13)에서 쉽게 넘쳐나지 않고, 제2 판체(4)의 측변에 버 및 플래시가 형성되는 것을 효과적으로 방지함으로써, 제1 판체(3) 및 제2 판체(4)를 롤러 가압하여 성형한 복합판(5)은 버 및 플래시가 쉽게 형성되지 않는다.
그루브(13)는 제1 캘린더(1)의 원주 방향을 둘러싸는 고리형 홈이며, 제1 판체(3) 및 제2 판체(4)를 그루브(13) 내에 배치하고 제2 캘린더(2)와 대응되도록 하며, 제1 캘린더(1)가 회전하는 과정에서, 제1 판체(3)와 제2 판체(4)는 시종 그루브(13) 내에 위치하고, 제1 캘린더(1)와 제2 캘린더(2)는 맞춤되어 롤러 가압 및 수송을 수행한다. 일반적으로, 제1 캘린더(1)는 제2 캘린더(2)의 아래쪽에 위치하고, 제1 판체(3) 및 제2 판체(4)를 그루브(13) 내에 배치한 후, 제2 판체(4)는 제1 판체(3)의 아래쪽에 위치한다.
설명하여야 할 것은, 상기 단계(110) 및 단계(120)는 수행 순서가 한정되지 않으며, 구체적으로 수요에 따라 선택될 수 있다. 예를 들어, 먼저 제1 판체(3) 및 제2 판체(4)를 접촉시키고, 다음 제1 판체(3) 및 제2 판체(4)를 그루브(13) 내에 배치하며; 또는, 먼저 제2 판체(4)를 그루브(13) 내에 배치하고, 다음 제1 판체(3)를 그루브(13) 내에 배치하여, 제2 판체(4)와 제1 판체(3)가 접촉되도록 하며, 즉 제1 표면(31)과 제2 표면(41)이 접촉되도록 한다.
단계(130)에 있어서, 제1 캘린더(1)와 제2 캘린더(2)를 제어하여 회전시켜, 제1 판체(3) 및 제2 판체(4)를 롤러 가압하여 복합판(5)을 성형하되, 여기서, 롤러 가압 과정에서, 제1 판체(3)의 제4 표면(32)은 제2 캘린더(2)의 표면과 접촉하며, 여기서, 제4 표면(32)과 제1 표면(31)은 등진다.
제1 판체(3)와 제2 판체(4)를 롤러 가압하여 일체형 복합판(5)을 성형하고, 복합판(5)의 구조 강도는 높고 질량이 안정적이다. 제1 캘린더(1)와 제2 캘린더(2)가 위치 결정된 후, 제2 캘린더(2)의 표면과 제4 표면(32)은 접촉되고, 롤링 가공을 위해 준비한다.
여기서, 롤러 가압 과정에서, 제1 캘린더(1)와 제2 캘린더(2) 사이의 롤러 가압 작용력의 크기는, 제1 판체(3) 및 제2 판체(4)의 특성 및 복합판(5)의 가공 수요에 따라 조절될 수 있다.
본 실시예의 금속 재료 복합 가공 방법은, 가공할 제1 판체(3) 및 제2 판체(4)를 제1 캘린더(1)의 그루브(13) 중에 배치하는 것을 통해, 롤링 공정에서, 그루브(13)의 측벽이 제1 판체(3) 및 제2 판체(4)에 대해 위치 제한하여, 복합판(5)의 측변에 플래시 및 버가 형성되는 것을 효과적으로 방지하고, 후속 프로세스에서, 플래시 및 버를 제거하는 프로세스를 생략하여, 가공 프로세스를 단순화하고, 가공 주기를 단축하며, 가공 비용을 낮추는 데 도움이 된다. 또한, 그루브(13)의 측벽과 경도가 비교적 큰 제1 판체(3)를 맞춤으로써, 경도가 비교적 작은 제2 판체(4)의 전체 표면을 위치 제한하여, 제2 판체(4)의 측변에 플래시 및 버가 형성되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
일부 실시예에서, 단계(110) 이전, 즉 제1 판체(3)의 제1 표면(31)과 제2 판체(4)의 제2 표면(41)을 서로 접촉시키는 단계 이전에,
제1 표면(31)과 제2 표면(41) 중의 적어도 하나를 헤어리 처리하여, 제1 표면(31)과 제2 표면(41) 중의 적어도 하나에 복수 개의 줄무늬(33)를 구성하되, 인접한 상기 줄무늬(33) 사이에는 간격이 설치되고, 기설정된 간격에 위치하는 줄무늬 수량은 줄무늬 총 수의 기설정된 비율보다 크거나 같도록 제어한다.
여기서, 줄무늬(33)는 헤어리 처리된 후 제1 표면(31)과 제2 표면(41) 중의 적어도 하나에 형성된 요홈이고, 요홈의 깊이는 헤어리 가공 작업 시 받는 압력에 관련된다. 인접한 줄무늬(33)의 간격은 두 개의 요홈의 베이스 사이의 거리를 의미하고, 줄무늬(33)의 길이는 줄무늬(33)가 연장된 거리이다.
일부 실시예에서, 제1 표면(31)에 대해 헤어리 처리를 수행하여, 제1 표면(31)에 복수 개의 줄무늬(33)를 구성한다. 헤어리 처리는 제1 표면(31)의 표면적이 증가되도록 하여, 제1 판체(3)와 제2 판체(4)가 압연될 경우의 면적을 증가함으로써, 제1 판체(3)와 제2 판체(4)가 압연된 후의 복합판(5)의 결합 강도가 더욱 높도록 하고, 결합이 더욱 견고하도록 한다. 여기서, 줄무늬(33)가 균일할수록, 인접한 두 개의 줄무늬(33) 사이의 간격이 작을수록, 단위 면적의 줄무늬(33) 수는 더욱 많고, 제1 판체(3)와 제2 판체(4)가 압연될 경우의 면적은 더욱 커서, 제1 판체(3)와 제2 판체(4)가 복합된 후의 복합판(5) 결합 강도가 더욱 높도록 한다.
제2 판체(4)의 경도가 비교적 작음으로 인해, 압연 과정에서 제2 판체(4)에 변형이 발생하여, 제2 판체(4)의 재료가 제1 판체(3)의 줄무늬(33)의 그루브 내에 진입되고, 제1 판체(3)가 냉각된 후, 줄무늬(33) 사이의 거리는 축소되며, 제2 판체(16)의 표면과 제1 판체(33)의 표면은 긴밀히 밀착되고, 억찌 끼움을 구성함으로써, 제1 판체(3)와 제2 판체(4)를 긴밀히 결합시킨다.
일부 실시예에서, 제1 표면(31)을 헤어리 처리하는 단계 이전에,
제1 판체(3)는 스트립형으로 미리 제조되고;
제1 표면(31)을 헤어리 처리하는 단계에서,
제1 표면(31)의 줄무늬(33)의 길이 방향과 제1 판체(3)의 너비 방향 사이가 제1 기설정된 협각을 이루도록 제어한다.
본 실시예에서 기설정된 협각은 70°-82°일 수 있지만 이에 한정되지 않는다. 제1 표면(31)의 줄무늬(33)는 제2 판체(4)와 제1 판체(3)가 압연될 경우의 접촉 면적을 증가하기 위한 것이다.
일부 실시예에서, 제2 표면(41)을 헤어리 처리하는 단계 이전에, 제2 판체(4)는 스트립형으로 미리 제조되고,
제2 표면(41)을 헤어리 처리하는 단계에서,
제2 표면(41)의 줄무늬의 길이 방향과 제2 판체(4)의 너비 방향 사이가 제2 기설정된 협각을 이루도록 제어한다.
본 실시예에서, 제2 표면(41)에 복수 개의 줄무늬를 가공하고, 기설정된 협각은 70°-82°일 수 있지만 이에 한정되지 않는다. 제2 표면(41)의 줄무늬는 복합판(5)을 압연하는 과정에서 공기를 배출하기 위한 것이고, 줄무늬의 길이 방향과 제2 판체(4)의 너비 방향사이에 기설정된 협각을 이루므로, 줄무늬의 길이는 비교적 짧다. 제2 판체(4)와 제1 판체(3)가 압연될 경우, 줄무늬가 짧을수록, 제2 판체(4)와 제1 판체(3) 사이의 공기를 배출함에 있어서 더욱 유리하여, 복합판(5)의 결합 강도가 더욱 높도록 한다. 여기서, 제2 판체(4)는 스트립형을 나타낸다.
여기서, 제2 판체(4)의 줄무늬에 대응되는 제2 기설정된 협각과 제1 판체(3)의 줄무늬(33)에 대응되는 기설정된 협각은 동일할 수 있어, 압연될 경우 제2 판체(4)와 제1 판체(3) 사이가 더욱 잘 커플링되도록 할 수 있다.
상기 실시예에서, 줄무늬(33)는 직선 줄무늬이고, 직선 줄무늬는 간격을 두고 설치되며, 인접한 두 개의 줄무늬(33) 사이의 거리는 동일할 수 있고, 동일하지 않을 수도 있다.
일부 실시예에서, 제1 표면(31)을 헤어리 처리하는 단계에서,
제1 표면(31)의 줄무늬(33)는 기설정된 간격이 0.005mm-0.03mm이고, 기설정된 비율이 90%가 되도록 제어된다. 즉, 인접한 두 개의 줄무늬(33) 사이의 거리가 0.005-0.03mm인 줄무늬 수량이 줄무늬(33) 총 수에서의 점유율은 90%보다 크거나 같고, 기설정된 간격의 크기 범위가 비교적 크면, 줄무늬(33) 가공에 편리할 뿐만 아니라, 복합판(5)의 구조 수요를 만족시킬 수도 있다. 이때, 복합판(5)의 절단 강도는 210Mpa-245Mpa에 도달할 수 있다.
일부 실시예에서, 제1 표면(31)을 헤어리 처리하는 단계에서,
제1 표면(31)의 줄무늬(33)는 기설정된 간격이 0.01mm-0.02mm이고, 기설정된 비율이 90%가 되도록 제어된다. 즉, 인접한 두 개의 줄무늬(33) 사이의 거리가 0.01mm-0.02mm인 줄무늬 수량이 줄무늬(33) 총 수에서의 점유율은 90%보다 크거나 같고, 이때, 복합판(5)의 절단 강도는 200Mpa-230Mpa에 도달할 수 있다.
일부 실시예에서, 제1 표면(31)을 헤어리 처리하는 단계에서,
제1 표면(31)의 줄무늬(33)는 기설정된 간격이 0.01mm-0.02mm이고, 기설정된 비율이 80%가 되도록 제어된다. 즉, 인접한 두 개의 줄무늬(33) 사이의 거리가 0.01mm-0.02mm인 줄무늬 수량이 줄무늬(33) 총 수에서의 점유율은 80%보다 크거나 같고, 이때, 복합판(5)의 절단 강도는 190Mpa-225Mpa에 도달할 수 있다.
일부 실시예에서, 제1 표면(31)을 헤어리 처리하는 단계에서,
제1 표면(31)의 줄무늬(33)는 기설정된 간격이 0.01mm-0.02mm이고, 기설정된 비율이 70%가 되도록 제어된다. 즉, 인접한 두 개의 줄무늬(33) 사이의 거리가 0.01mm-0.02mm인 줄무늬 수량이 줄무늬(33) 총 수에서의 점유율은 70%보다 크거나 같고, 이때, 복합판(5)의 절단 강도는 185Mpa-220Mpa에 도달할 수 있다.
일부 실시예에서, 제1 표면(31)을 헤어리 처리하는 단계에서,
제1 표면(31)의 줄무늬(33)는 기설정된 간격이 0.01mm-0.02mm이고, 기설정된 비율이 50%가 되도록 제어된다. 즉, 인접한 두 개의 줄무늬(33) 사이의 거리가 0.01mm-0.02mm인 줄무늬 수량이 줄무늬(33) 총 수에서의 점유율은 50%보다 크거나 같고, 이때, 복합판(5)의 절단 강도는 170Mpa-210Mpa에 도달할 수 있다.
일부 실시예에서, 제1 표면(31)을 헤어리 처리하는 단계에서,
제1 표면(31)의 줄무늬(33)는 기설정된 간격이 0.01mm-0.02mm이고, 기설정된 비율이 40%가 되도록 제어된다. 즉, 인접한 두 개의 줄무늬(33) 사이의 거리가 0.01mm-0.02mm인 줄무늬 수량이 줄무늬(33) 총 수에서의 점유율은 40%보다 크다.
설명하여야 할 것은, 줄무늬(33)의 크기 범위가 균일할수록, 제1 판체(3)와 제2 판체(4)가 복합된 후의 복합판(5)의 결합 강도가 더욱 높도록 한다.
일부 실시예에서, 제1 표면(31)과 제2 표면(41) 중의 적어도 하나를 헤어리 처리하는 단계에서,
헤어리 마찰 롤러를 통해 제1 표면(31)과 제2 표면(41) 중의 적어도 하나에 대해 마찰을 수행하여 줄무늬를 형성한다.
헤어리 처리는 제1 표면(31)과 제2 표면(41) 중의 적어도 하나에 요홈 형상의 직선 줄무늬를 형성하는 것이다. 여기서, 헤어리 마찰 롤러는 티타늄 와이어 브러시 롤러 또는 그라인딩 휠을 포함한다. 헤어리 처리는 한 번 수행할 수 있고, 두 번 또는 여러 번 수행할 수도 있다.
헤어리 마찰 롤러가 제1 표면(31) 또는 제2 표면(41)과 접촉되는 과정에서, 마찰을 통해 줄무늬를 형성하고, 헤어리 마찰 롤러는 균일한 속도로 회전하며, 제1 판체(3)와 제2 판체(4)가 제2 방향을 따라 균일한 속도로 운동하므로, 제1 표면(31)과 제2 표면(41) 중의 적어도 하나에 형성된 줄무늬는 직선 줄무늬이고, 직선 줄무늬는 간격을 두고 설치된다. 또한 제1 표면(31)의 직선 줄무늬는 제1 판체(3)의 너비 방향과 제1 기설정된 협각을 이루고, 또는, 제2 표면(41)의 직선 줄무늬는 제2 판체(4)의 너비 방향과 제2 기설정된 협각을 이룬다.
일부 실시예에서, 제1 표면(31)과 제2 표면(41) 중의 적어도 하나를 헤어리 처리의 과정에서,
연마 벨트의 선속도는 9-10m/S이며, 티타늄 스트립 속도는 4-6m/min이고, 연마 벨트 가압의 중첩량은 0.02mm이며, 연마 벨트의 지지 롤러의 재질은 고무이고, 경도는 HS60-75이다.
마찰을 통해 줄무늬(33)를 형성하고, 헤어리 마찰 롤러는 균일한 속도로 회전하며, 제1 판체(3)와 제2 판체(4)가 제2 방향을 따라 균일한 속도로 운동하므로, 제1 표면(31)과 제2 표면(41) 중의 적어도 하나에 형성된 줄무늬는 직선 줄무늬이고, 직선 줄무늬는 간격을 두고 설치되어, 직선 줄무늬가 제1 판체(3) 또는 제2 판체(4)의 너비 방향과 기설정된 협각을 이루도록 한다. 인접한 두 개의 줄무늬 사이의 간격 및 비율은 상기 요구를 만족시킨다. 헤어리 처리는 한 번 수행할 수 있고, 두 번 또는 여러 번 수행할 수도 있다.
일부 실시예에서, 제1 표면(31)과 제2 표면(41) 중의 적어도 하나를 헤어리 처리하는 단계에서,
헤어리 마찰 롤러는 그라인딩 휠을 포함하고, 그라인딩 휠의 알갱이 메쉬는 40-120이며, 그라인딩 휠이 작동될 경우 받는 압력은 0.1MPa-0.5MPa이고, 그라인딩 휠의 직경은 200mm-400mm이다.
일부 실시예에서, 제1 표면(31)을 헤어리 처리하는 단계에서,
제1 표면(31)의 스크랩을 제거하고;
일부 실시예에서, 제2 표면(41)을 헤어리 처리하는 단계에서,
제2 표면(41)의 스크랩을 제거한다.
제진 롤러가 회전하는 과정에서 제1 표면(31) 또는 제2 표면(41)의 스크랩을 제거할 수 있고, 제1 판체(3) 또는 제2 판체(4)가 상하 두 행의 배기구 사이까지 운동하였을 경우, 배기구는 제1 판체(3) 또는 제2 판체(4)에 대해 고속 기류를 분사하여, 제1 표면(31) 또는 제2 표면(41)의 스크랩을 추가적으로 제거하여, 제1 판체(3) 또는 제2 판체(4)의 표면이 깨끗하도록 확보함으로써, 카메라가 뚜렷한 이미지 정보를 획득할 수 있도록 확보하여, 제1 판체 및 제2 판체의 복합에 영향을 미치는 것을 방지한다.
일부 실시예에서, 제1 표면(31)을 헤어리 처리하는 단계에서,
제1 표면(31)의 단위 면적 줄무늬 수를 획득하고;
제1 표면의 단위 면적 줄무늬 수가 대응되는 기설정된 값보다 작은 것으로 결정되면, 헤어리 처리를 위한 헤어리 마찰 롤러의 위치를 조정하여, 헤어리 마찰 롤러가 제1 표면과 충분히 접촉하도록 하며;
제어 단말은 획득된 이미지 정보에 따라 단위 면적 줄무늬 수를 계산할 수 있고, 제1 표면(31)의 단위 면적 줄무늬 수가 대응되는 기설정된 값보다 작은 것으로 결정하면, 제어 단말은 컨트롤러에 제어 명령어를 송신하고, 컨트롤러는 제어 명령어에 따라 승강 부재를 제어하여 상승하며, 헤어리 마찰 롤러의 높이를 증가하여, 헤어리 마찰 롤러와 제1 표면(31)이 긴밀히 접촉되도록 한다.
제1 표면(31)의 단위 면적 줄무늬 수가 대응되는 기설정된 값보다 큰 것으로 결정하면, 헤어리 마찰 롤러와 제1 표면(31)이 잘 접촉된 것을 설명하고, 헤어리 마찰 롤러의 위치를 조정할 필요가 없다.
마찬가지로, 제2 표면(41)을 헤어리 처리하는 단계에서,
제2 표면(41)의 단위 면적 줄무늬 수를 획득하고;
제2 표면(41)의 단위 면적 줄무늬 수가 대응되는 기설정된 값보다 작은 것으로 결정되면, 헤어리 처리를 위한 헤어리 마찰 롤러의 위치를 조정하여, 헤어리 마찰 롤러가 제2 표면(41)과 충분히 접촉하도록 하며;
제2 표면(41)의 단위 면적 줄무늬 수가 대응되는 기설정된 값보다 큰 것으로 결정하면, 헤어리 마찰 롤러와 제2 표면(41)이 잘 접촉된 것을 설명하고, 헤어리 마찰 롤러의 위치를 조정할 필요가 없다.
설명하여야 할 것은, 제1 표면(31) 또는 제2 표면(41)의 단위 면적 줄무늬 수를 획득하는 단계는, 일반적으로 스크랩을 제거한 후에 수행된다.
일부 실시예에서, 제1 캘린더(1)와 제2 캘린더(2)를 제어하여 회전시켜, 제1 판체(3) 및 제2 판체(4)를 롤러 가압하여 복합판(5)을 성형하는 단계 이전에,
제1 판체(3)와 제2 판체(4)를 기설정된 온도까지 가열하는 단계를 더 포함한다.
제1 판체(3)와 제2 판체(4)에 대해 가열을 수행하는 과정에서 온라인 가열하는 방식을 채택하고, 구체적으로 와전류 가열 방식을 채택하며, 제1 판체(3)의 가열 온도는 350℃이다. 온라인 가열 방식을 채택하면, 제1 판체(3)의 제1 표면 (31) 및 제2 판체(4)의 제2 표면(41)이 반용융 상태에서 압연 복합하도록 구현할 수 있어, 복합판(5)의 결합 강도를 추가적으로 향상시킬 수 있다.
본 발명의 실시예에서 제1 판체(3)에 대해 온라인 가열하는 방식을 채택하며, 즉 티타늄판에 대해 온라인 가열하는 방식을 채택하는 목적은, 제1 표면(31)의 줄무늬(33)가 열을 받아 팽창하도록 하여, 줄무늬(33)의 그루브를 넓고 깊어지게 한다. 다음 가열된 티타늄판과 경도가 비교적 낮은 알루미늄 합금판을 상하 캘린더를 통해 함께 롤링한 후, 티타늄판의 경도가 알루미늄 합금판의 경도보다 훨씬 높으므로 인해, 알루미늄 합금판과 티타늄판이 상호 복합되는 복합면에서, 알루미늄 합금판은 티타늄 표면의 그루브 내에 압입되는 동시에 티타늄판이 냉각 수축되며, 알루미늄 합금판 표면은 열을 받아 팽창하고, 이는 티타늄판과 알루미늄 합금판이 그루브의 양측에서 긴밀히 밀착되어, 억찌 끼움을 구성하도록 함으로써, 티타늄판과 알루미늄 합금판 사이가 긴밀히 결합되도록 한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 제1 캘린더(1)와 제2 캘린더(2)를 제어하여 회전시켜, 제1 판체(3) 및 제2 판체(4)를 롤러 가압하여 복합판(5)을 성형하는 단계 이후에, 이하의 단계를 더 포함한다.
단계(140)에 있어서, 복합판(5)에 대해 고용화 처리를 수행하고;
여기서, 고용화 처리는 가열 단계 및 냉각 단계를 포함하고, 가열 단계에서, 복합판을 고용로 내에 넣어 고용화 처리를 수행하며, 고용화 처리의 고용화 온도는 480℃-540℃이고, 고용화 처리의 고용화 시간은 45min-65min이다. 냉각 단계에서, 복합판(5)을 쾌속 냉각하여, 복합판이 최종적으로 상온으로 냉각되도록 한다. 복합판(5)에 대해 고용화 처리를 수행하여, 복합판(5)의 결합 강도가 추가적으로 향상되도록 한다.
단계(150)에 있어서, 고용화 처리된 복합판(5)에 대해 시효 처리를 수행한다.
복합판(5)에 대해 고용화 처리를 수행한 후, 시효 처리도 수행하여야 한다. 시효 처리는 시효로에서 수행되고, 시효 처리의 시효 온도는 160℃-200℃이며, 시효 처리의 시효 시간은 5h-7h이다. 복합판에 대해 시효 처리를 수행하여, 복합판의 결합 강도를 추가적으로 향상시킬 수 있다.
일부 실시예에서, 제1 판체(3)의 제1 표면(31)과 제2 판체(4)의 제2 표면(41)을 서로 접촉시키는 단계 이전에,
제1 판체(3)와 제2 판체(4)를 두께비가 1.5:1.0이 되도록 미리 제조하는 단계를 더 포함하고;
제1 캘린더(1)와 제2 캘린더(2)를 제어하여 회전시켜, 제1 판체(3) 및 제2 판체(4)를 롤러 가압하여 복합판(5)을 성형하는 단계에서,
제1 캘린더(1)와 제2 캘린더(2)의 상대 속도비는1:1.05이고, 압연의 압하율이 20%-40%가 되도록 제어한다.
여기서, 제1 캘린더(1)와 제2 캘린더(2)는 비동기 압연을 수행할 수 있고, 비동기 압연은, 티타늄판과 알루미늄 합금판(즉 제1 판체(3)와 제2 판체(4))을 상하 캘린더로 롤링하여 복합판을 압연하는 과정에서, 제1 캘린더(1)와 제2 캘린더(2)의 회전 속도가 상이한 것을 의미한다.
일부 실시예에서, 단계(110) 이전, 즉 제1 판체(3)의 제1 표면(31)과 제2 판체(4)의 제2 표면(41)을 서로 접촉시키는 단계 이전에,
제1 표면(31)의 조도는 0.8Ra-4.0Ra로 미리 제조된다. 여기서, Ra는 산술 평균 조도이다.
제1 표면(31)의 표면 조도를 제어하는 것을 통해, 제1 표면(31)과 제2 표면(41)의 접촉 면적을 확보할 수 있어, 제1 판체(3)와 제2 판체(4)의 롤러 가압 고정 효과를 확보할 수 있다.
일부 실시예에서, 단계(110) 이전, 제1 판체(3)의 제1 표면(31)과 제2 판체(4)의 제2 표면(41)을 서로 접촉시키는 단계 이전에,
제2 표면(41)의 조도는 4Ra-10Ra로 미리 제조된다. 여기서, Ra는 산술 평균 조도이다.
제1 표면(31)과 제2 표면(41)은 맞춤되어, 복합판(5)의 경도를 효과적으로 향상시키며, 복합판(5)의 가공 요구를 만족시킴으로써, 휴대폰 프레임을 제조하는 수요를 만족시킨다.
일부 실시예에서, 단계(110) 이전, 제1 판체(3)의 제1 표면(31)과 제2 판체(4)의 제2 표면(41)을 서로 접촉시키는 단계 이전에,
제1 판체(3)를 경도가 HV 270-330이 되도록 미리 제조한다. 여기서, HV는 비커스 경도이고, 단위는 kg/mm2이다.
비커스 경도의 정의는 다음과 같다. 사각뿔 모양의 다이아몬드 압자를 일정한 하중으로 샘플 표면에 압입하고 일정한 시간 동안 유지한 후 테스트 힘을 제거하고, 사용한 하중과 샘플 표면에 형성된 압흔의 면적의 비이다.
제1 판체(3)의 경도가 HV 270-330이 되도록 미리 제조하여, 가공된 후의 복합판(5)의 경도가 수요를 만족시키도록 한다.
일부 실시예에서, 단계(130)에 있어서, 제1 캘린더(1)와 제2 캘린더(2)를 제어하여 제1 판체(3) 및 제2 판체(4)를 롤러 가압하여 복합판(5)을 성형하는 단계에서,
복합판(5)의 절단 강도는 a*b*K1*K2*σ소프트이고;
여기서, a는제2 판체(4)의 길이이며, b는 제2 판체(4)의 너비이고, K1은 제2 판체(4)의 헤어리 면적비이며, K1의 값 범위는 1.5-3이고; K2는 제1 판체(3)와 제2 판체(4)의 결합율이며, K2의 값 범위는 0.15-0.3이고, K1*K2>1일 경우, K1과 K2의 곱은 값이 1이며; σ소프트는 제1 판체(3)의 항복 강도이고, σ소프트의 값 범위는 350-412Mpa이다.
복합판(5)은 휴대폰 프레임 등 절단 강도에 대한 요구가 비교적 높은 응용 수요에 사용될 수 있다.
일부 실시예에서, 제1 판체(3)는 티타늄판이고, 제2 판체(4)는 알루미늄판이다. 티타늄판 및 알루미늄판이 롤링되어 복합판(5)을 성형하면, 복합판(5)의 절단 강도는 최적화되어, 복합판(5)이 더욱 견고하게 된다.
제1 판체(3)는 티타늄판이고, 티타늄판은 다양한 합금 성분을 함유하는 티타늄판 및 다양한 비금속 원소를 함유하는 티타늄판, 또는 다양한 금속 조직 구조의 티타늄판을 포함한다. 제2 판체(4)는 알루미늄 합금판이고, 알루미늄 합금판은 다양한 합금, 및 다양한 성분 조합 비율을 함유하는 알루미늄 합금판을 포함한다.
물론, 제1 판체(3)와 제2 판체(4)의 재료는 이에 한정되지 않고, 구체적으로 실제 수요에 따라 결정된다. 아래에 도 1 내지 도 5를 결합하여 본 발명의 하나의 구체적인 실시예를 설명한다. 복합판(5)은 제1 판체(3) 및 제2 판체(4)를 롤링 가공하여 성형되고, 제1 판체(3)는 티타늄판이며, 제2 판체(4)는 알루미늄판이다. 티타늄판의 제1 표면(31)에는 줄무늬(33)가 형성되어 있고, 줄무늬(33)는 직선 줄무늬이며, 직선 줄무늬는 간격을 두고 설치된다. 인접한 두 개의 줄무늬(33) 사이의 거리가 0.02mm인 줄무늬가 줄무늬 총 수에서의 점유율은 90%보다 크다. 티타늄판은 스트립형을 나타내고, 줄무늬(33)의 길이 방향과 티타늄판의 너비 방향 사이는 78°각을 이루고, 티타늄판의 경도는 HV300이며, 티타늄판의 제1 표면(31)의 조도는 2Ra이다.
알루미늄 합금판의 제2 표면(41)에도 줄무늬가 형성되어 있고, 티타늄판과 알루미늄 합금판의 두께비는 1.5:1.0이다. 알루미늄 합금판의 줄무늬는 직선 줄무늬이고, 직선 줄무늬는 간격을 두고 설치된다. 인접한 두 개의 줄무늬 사이의 거리가 0.02mm인 줄무늬가 줄무늬 총 수에서의 점유율은 90%보다 크다. 알루미늄 합금판도 스트립형을 나타내고, 줄무늬의 길이 방향과 알루미늄 합금판의 너비 방향 사이는 78°를 이루며, 알루미늄 합금판의 제2 표면(41)의 조도는 3Ra이다.
티타늄판의 제1 표면(31)과 알루미늄 합금판의 제2 표면(41)은 압연 연결되어 복합판(5)을 형성하고, 복합판(5)의 절단 강도는 a*b*K1*K2*σ소프트를 만족시키며, a는 티타늄판의 길이이고, b는 티타늄판의 너비이며, K1은 티타늄판의 헤어리 면적비이고, K1의 값 범위는 2이며; K2는 티타늄판과 알루미늄 합금판의 결합율이고, K2의 값 범위는 0.2이며, K1*K2>1일 경우, K1과 K2의 곱은 모두 값이 1이고; σ소프트는 알루미늄 합금판의 항복 강도이며, σ소프트의 값 범위는 380Mpa이다.
제1 판체(3)의 제1 표면(31)에 대해 헤어리 처리를 수행하여, 제1 표면(31)에 줄무늬(33)가 형성되도록 함으로써, 제2 판체(4)와 제1 판체(3)가 압연될 경우의 면적을 증가하여, 제2 판체(4)와 제1 판체(3)가 복합된 후의 복합판(5) 결합 강도가 더욱 높고, 결합이 더욱 견고하도록 한다. 본 발명의 실시예에서 압연 가공된 복합판(5)이 적재 가능한 절단력은 비교적 크고, 복합판(5)의 결합은 더욱 엄밀하며, 구조가 견고하고, 설계 요구에 부합된다. 복합판(5)은 휴대폰 프레임을 가공하는 재료로 사용될 수 있고, 휴대폰의 제조에 적용될 경우, 휴대폰 신호 차폐 정도가 작고 강도 대 중량비가 낮은 등 다양한 요구를 만족시킬 수 있다.
본 발명의 제2 측면의 실시예는, 도 6 내지 도 11에 나타낸 바를 결합하여, 롤링 장치를 더 제공하고, 상기 장치는 제1 캘린더(1) 및 제2 캘린더(2)를 포함하며, 제1 캘린더(1)에는 원주 방향으로 설치된 그루브(13)가 구성되어 있고; 제2 캘린더(2)는 제1 캘린더(1)와 맞춤되어 롤러 가압을 수행하는 데 적합하다.
제1 캘린더(1)와 제2 캘린더(2)는 상대적으로 회전하여 가공되는 부재에 대해 롤러 가압 및 수송을 수행한다. 제1 캘린더(1)의 원주 방향에는 그루브(13)가 둘러싸여 있어, 롤링 과정에서 가공되는 부재가 시종 그루브(13) 내에 유지되도록 하여, 그루브(13)의 측벽을 통해 가공되는 부재에 대해 위치 제한을 수행함으로써, 가공되는 부재의 측변에 플래시 및 버가 발행되는 문제를 해결하고, 롤링 효과를 최적화하며, 플래시 및 버를 제거하는 프로세서를 생략할 수 있다.
상기 실시예의 금속 재료 복합 가공 방법은, 본 실시예 및 이하 실시예 중의 롤링 장치를 통해 수행할 수 있다. 즉, 제1 판체(3) 및 제2 판체(4)를 그루브(13) 내에 배치하고 제1 캘린더(1)와 제2 캘린더(2)를 통해 롤러 가압 가공을 수행한다.
일부 실시예에서, 도 6 및 도 7에서 나타낸 바와 같이, 제2 캘린더(2)에는 원주 방향으로 설치된 범프(23)가 구성되어 있고, 범프(23)는 그루브(13)에 삽입되기 적합하도록 구성된다. 범프(23) 및 그루브(13)를 맞추는 것을 통해, 그루브(13) 내의 가공되는 부재에 대해 위치 제한하여, 가공되는 부재가 제1 캘린더(1)와 제2 캘린더(2) 사이의 간극으로 넘쳐 나오는 것을 효과적으로 방지하여, 가공되는 부재에 플래시 및 버가 형성되는 것을 효과적으로 방지한다.
여기서, 범프(23)는 제2 캘린더(2)의 원주 방향을 둘러싸면서 설치되고, 제1 캘린더(1)와 제2 캘린더(2)가 롤링을 수행하는 위치에서, 범프(23)는 가공 효과를 확보하기 위해, 그루브(13)의 개구를 커버하여야 한다.
일부 실시예에서, 도 6, 도 8 및 도 10에서 나타낸 바와 같이, 제1 캘린더(1)와 제2 캘린더(2) 중의 적어도 하나는 롤 코어 및 롤 코어 외측에 슬리브된 롤 슬리브를 포함하여, 롤 코어 또는 롤 슬리브를 단독으로 교체함에 있어서 편리하다.
롤 코어 표면에 결함이 발생하면 교체할 수 있고, 바람직하게 표면 성능이 더욱 우수한 재료를 선택하여 롤 코어를 제조할 수도 있어, 경제적이고 오래 쓸 수 있다.
도 6, 도 8 및 도 10에서 나타낸 바와 같이, 제1 캘린더(1)는 제1 롤 코어(11) 및 제1 롤 슬리브(12)를 포함하고, 제1 롤 슬리브(12)의 원주 방향에는 고리형의 그루브(13)가 성형되어 있다.
물론, 도 8에서 나타낸 바와 같이, 제2 캘린더(2)는 제2 롤 코어(21) 및 제2 롤 슬리브(22)를 포함하도록 설치될 수 있고, 제2 롤 슬리브(22)의 원주 방향에는 고리형의 범프(23)가 성형되어 있다.
일부 실시예에서, 롤 슬리브와 롤 코어는 단일 결합 또는 스플라인을 통해 연결될 수 있고(도시되지 않음), 롤 코어 위에는 롤 슬리브의 양단에 위치하는 스프링이 설치되고, 또는 롤 코어 위에는 롤 슬리브의 일단에 위치하는 샤프트 숄더 및 롤 슬리브 타단에 위치하는 스프링이 설치될 수 있다. 단일 결합 또는 스플라인은 롤 코어와 롤 슬리브가 원주 방향에서 상대적인 회전이 발생하지 않도록 하고, 롤 코어에서 롤 슬리브를 편리하게 탈부착할 수 있도록 한다. 샤프트 숄더와 스프링은 맞춤되어, 롤 슬리브가 롤 코어 축방향에서 슬라이딩되지 않도록 한다.
다른 일부 실시예에서, 롤 슬리브와 롤 코어는 나사에 의해 연결고, 롤 코어 위에는 롤 슬리브의 양단에 위치하는 고정 너트가 설치되고, 또는 롤 코어 위에는 롤 슬리브의 일단에 위치하는 샤프트 숄더 및 롤 슬리브 타단에 위치하는 고정 너트가 설치된다. 나사 연결을 이용하여 롤 슬리브가 롤 코어에서의 탈부착을 구현하고, 고정 너트는 롤 슬리브에 설치되어, 롤 슬리브가 롤 코어 축방향에서 슬라이딩되지 않도록 한다.
일부 실시예에서, 그루브(13)의 바닥벽에서 그루브(13)의 개구를 향하는 방향을 따라, 그루브(13)의 너비는 증가된다. 도 6 내지 도 11에서 나타낸 바와 같이, 그루브(13)는 위가 넓고 아래가 좁은 구조로서, 그루브(13) 내의 가공되는 부재가 더욱 쉽게 탈형되도록 한다.
여기서, 그루브(13)의 바닥벽에서 그루브(13)의 개구을 향하는 방향을 따라, 즉 그루브(13)의 종방향을 따라, 너비는 대향하는 양측 측벽 사이의 거리이다. 너비가 증가되는 것은 점차 증가, 계단식 증가일 수 있다.
도 6 및 도 7에서 나타낸 바와 같이, 그루브(13)의 측벽은 그루브(13)의 바닥벽에 수직되는 원환면 구역 및 원환면 구역과 협각을 이루는 원추면 구역을 포함하고, 원환면 구역은 그루브(13)의 바닥벽에 연결되고; 도 8 및 도 9에서 나타낸 바와 같이, 그루브(13)의 측벽은 그루브(13)의 바닥벽에 수직되는 원환면 구역 및 원환면 구역과 협각을 이루는 원추면 구역을 포함하고, 원추면 구역은 그루브(13)의 바닥벽에 연결되며; 도 10 및 도 11에 나타낸 바와 같이, 그루브(13)의 측벽은 원추면이다.
일부 실시예에서, 그루브(13)의 적어도 하나의 측벽에는 경사면이 구성되어 있고, 경사면과 그루브(13)의 바닥벽은 94°-96°의 협각을 형성한다. 경사면과 그루브(13)의 바닥벽이 형성한 각도 범위는, 가공되는 부재의 측변의 구조에 미치는 영향이 크지 않으며, 가공되는 부재의 탈형에 편리하다.
도 6 내지 도 9에서 나타낸 바와 같이, 원환면 구역과 원추면 구역은 184°-186°의 협각을 형성하고; 도 10 및 도 11에서 나타낸 바와 같이, 원추면과 바닥벽은 94°-96°의 협각을 형성한다.
마지막으로 설명하여야 할 것은, 상기 실시예는 단지 본 발명의 기술방안을 설명하기 위한 것일 뿐, 이를 한정하지는 않으며; 비록 전술한 실시예를 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명하였지만, 본 분야의 통상의 지식을 가진 자가 응당 이해해야 할 것은, 여전히 전술한 실시예에 기재된 기술방안에 대해 수정을 수행할 수 있거나, 그중의 부분적 기술특징에 대해 동등 교체를 수행할 수 있고; 이러한 수정 또는 교체는 해당 기술방안의 본질이 본 발명의 각 실시예의 기술방안의 사상 및 범위를 벗어나도록 하는 것이 아님을 이해해야 한다.
1: 제1 캘린더; 11: 제1 롤 코어; 12: 제1 롤 슬리브; 13: 그루브;
2: 제2 캘린더; 21: 제2 롤 코어; 22: 제2 롤 슬리브; 23:, 범프;
3: 제1 판체; 31: 제1 표면; 32: 제4 표면; 33: 줄무늬;
4: 제2 판체; 41: 제2 표면; 42: 제3 표면;
5: 복합판.

Claims (20)

  1. 금속 재료 복합 가공 방법으로서,
    제1 판체의 제1 표면과 제2 판체의 제2 표면을 서로 접촉시키는 단계;
    상기 제1 판체와 상기 제2 판체를 제1 캘린더의 원주 방향의 그루브 내에 배치하고, 상기 제2 판체의 제3 표면이 상기 그루브의 바닥벽을 접촉하도록 하되, 상기 제3 표면과 상기 제2 표면은 등지며, 상기 제1 판체의 경도는 상기 제2 판체의 경도보다 큰 단계; 및
    상기 제1 캘린더와 제2 캘린더를 제어하여 회전시켜, 상기 제1 판체 및 상기 제2 판체를 롤러 가압하여 복합판을 성형하되, 롤러 가압 과정에서, 제1 판체의 제4 표면은 상기 제2 캘린더의 표면과 접촉하며, 상기 제4 표면과 상기 제1 표면은 등지는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 재료 복합 가공 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    제1 판체의 제1 표면과 제2 판체의 제2 표면을 서로 접촉시키는 상기 단계 이전에,
    상기 제1 표면과 상기 제2 표면 중의 적어도 하나를 헤어리 처리하여, 상기 제1 표면과 상기 제2 표면 중의 적어도 하나에 복수 개의 줄무늬를 구성하고, 인접한 상기 줄무늬 사이에는 간격이 설치되며, 기설정된 간격에 위치하는 줄무늬 수량은 줄무늬 총 수의 기설정된 비율보다 크거나 같도록 제어하는 것을 특징으로 하는 금속 재료 복합 가공 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 표면을 헤어리 처리하는 단계에서,
    상기 제1 표면의 줄무늬는 기설정된 간격이 0.005mm-0.03mm이고, 기설정된 비율이 90%가 되도록 제어되는 것을 특징으로 하는 금속 재료 복합 가공 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1 표면을 헤어리 처리하는 단계에서,
    상기 제1 표면의 줄무늬는 기설정된 간격이 0.01mm-0.02mm이고, 기설정된 비율이 90%가 되도록 제어되는 것을 특징으로 하는 금속 재료 복합 가공 방법.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제1 표면을 헤어리 처리하는 단계에서,
    상기 제1 표면의 줄무늬는 기설정된 간격이 0.01mm-0.02mm이고, 기설정된 비율이 80%가 되도록 제어되는 것을 특징으로 하는 금속 재료 복합 가공 방법.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 제1 표면을 헤어리 처리하는 단계에서,
    상기 제1 표면의 줄무늬는 기설정된 간격이 0.01mm-0.02mm이고, 기설정된 비율이 70%가 되도록 제어되는 것을 특징으로 하는 금속 재료 복합 가공 방법.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 제1 표면을 헤어리 처리하는 단계에서,
    상기 제1 표면의 줄무늬는 기설정된 간격이 0.01mm-0.02mm이고, 기설정된 비율이 50%가 되도록 제어되는 것을 특징으로 하는 금속 재료 복합 가공 방법.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 제1 표면과 상기 제2 표면 중의 적어도 하나를 헤어리 처리하는 단계에서,
    헤어리 마찰 롤러를 통해 상기 제1 표면과 상기 제2 표면 중의 적어도 하나에 대해 마찰을 수행하여 줄무늬를 형성하되, 상기 헤어리 마찰 롤러는 연마 벨트를 포함하며, 연마 벨트의 선속도는 9-10m/S이며, 티타늄 스트립 속도는 4-6m/min이고, 연마 벨트 가압의 중첩량은 0.02mm이며, 연마 벨트의 지지 롤러의 재질은 고무이고, 경도는 HS60-75인 것을 특징으로 하는 금속 재료 복합 가공 방법.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 제1 표면과 상기 제2 표면 중의 적어도 하나를 헤어리 처리하는 단계에서,
    헤어리 마찰 롤러를 통해 상기 제1 표면과 상기 제2 표면 중의 적어도 하나에 대해 마찰을 수행하여 줄무늬를 형성하되, 상기 헤어리 마찰 롤러는 그라인딩 휠을 포함하고, 상기 그라인딩 휠의 알갱이 메쉬는 40-120이며, 상기 그라인딩 휠이 작동될 경우 받는 압력은 0.1MPa-0.5MPa이고, 상기 그라인딩 휠의 직경은 200mm-400mm인 것을 특징으로 하는 금속 재료 복합 가공 방법.
  10. 제2항에 있어서,
    상기 제1 표면을 헤어리 처리하는 단계에서,
    상기 제1 표면의 스크랩을 제거하고;
    또는, 상기 제2 표면을 헤어리 처리하는 단계에서,
    상기 제2 표면의 스크랩을 제거하는 것을 특징으로 하는 금속 재료 복합 가공 방법.
  11. 제2항에 있어서,
    상기 제1 표면을 헤어리 처리하는 단계에서,
    상기 제1 표면의 단위 면적 줄무늬 수를 획득하고;
    상기 제1 표면의 단위 면적 줄무늬 수가 대응되는 기설정된 값보다 작은 것으로 결정되면, 헤어리 처리를 위한 헤어리 마찰 롤러의 위치를 조정하여, 상기 헤어리 마찰 롤러가 상기 제1 표면과 충분히 접촉하도록 하며;
    또는, 상기 제2 표면을 헤어리 처리하는 단계에서,
    상기 제2 표면의 단위 면적 줄무늬 수를 획득하고;
    상기 제2 표면의 단위 면적 줄무늬 수가 대응되는 기설정된 값보다 작은 것으로 결정되면, 헤어리 처리를 위한 헤어리 마찰 롤러의 위치를 조정하여, 상기 헤어리 마찰 롤러가 상기 제2 표면과 충분히 접촉하도록 하는 것을 특징으로 하는 금속 재료 복합 가공 방법.
  12. 제2항에 있어서,
    상기 제1 캘린더와 제2 캘린더를 제어하여 회전시켜, 상기 제1 판체 및 상기 제2 판체를 롤러 가압하여 복합판을 성형하는 상기 단계 이전에,
    상기 제1 판체와 상기 제2 판체를 기설정된 온도로 가열하도록 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 재료 복합 가공 방법.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제1 캘린더와 제2 캘린더를 제어하여 회전시켜, 상기 제1 판체 및 상기 제2 판체를 롤러 가압하여 복합판을 성형하는 상기 단계 이후에,
    상기 복합판에 대해 고용화 처리를 수행하는 단계; 및
    고용화 처리된 상기 복합판에 대해 시효 처리를 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 재료 복합 가공 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 고용화 처리의 고용화 온도는 480℃-540℃이고, 상기 고용화 처리의 고용화 시간은 45min-65min이며;
    상기 시효 처리의 시효 온도는 160℃-200℃이고, 상기 시효 처리의 시효 시간은 5h-7h인 것을 특징으로 하는 금속 재료 복합 가공 방법.
  15. 제1항에 있어서,
    제1 판체의 제1 표면과 제2 판체의 제2 표면을 서로 접촉시키는 상기 단계 이전에,
    상기 제1 판체와 상기 제2 판체를 두께비가 1.5:1.0이 되도록 미리 제조하는 단계를 더 포함하고,
    상기 제1 캘린더와 제2 캘린더를 제어하여 회전시켜, 상기 제1 판체 및 상기 제2 판체를 롤러 가압하여 복합판을 성형하는 상기 단계에서,
    상기 제1 캘린더와 상기 제2 캘린더의 상대 속도비는1:1.05이고, 압연의 압하율이 20%-40%가 되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 금속 재료 복합 가공 방법.
  16. 제1항에 있어서,
    제1 판체의 제1 표면과 제2 판체의 제2 표면을 서로 접촉시키는 상기 단계 이전에,
    상기 제1 표면의 조도는 0.8Ra-4.0Ra로 미리 제조되는 것을 특징으로 하는 금속 재료 복합 가공 방법.
  17. 제1항에 있어서,
    제1 판체의 제1 표면과 제2 판체의 제2 표면을 서로 접촉시키는 상기 단계 이전에,
    상기 제2 표면의 조도는 4Ra-10Ra로 미리 제조되는 것을 특징으로 하는 금속 재료 복합 가공 방법.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 제1 판체는 티타늄판이고, 상기 제2 판체는 알루미늄판인 것을 특징으로 하는 금속 재료 복합 가공 방법.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 제1 캘린더와 상기 제2 캘린더를 제어하여, 상기 제1 판체 및 상기 제2 판체를 롤러 가압하여 복합판을 성형하는 상기 단계에서,
    제조된 상기 복합판의 절단 강도 τ=a*b*K1*K2*σ소프트이고,
    a는 상기 제1 판체의 길이이며, b는 상기 제1 판체의 너비이고, K1은 상기 제1 판체의 헤어리 면적비이며, K1의 값 범위는 1.5-3이고; K2는 상기 제1 판체와 상기 제2 판체의 결합율이며, K2의 값 범위는 0.15-0.3이고, K1*K2>1일 경우, K1과 K2의 곱은 모두 값이 1이며; 상기 σ소프트는 상기 제2 판체의 항복 강도이고, σ소프트의 값 범위는 350Mpa-412Mpa인 것을 특징으로 하는 금속 재료 복합 가공 방법.
  20. 제2항에 있어서,
    상기 제1 표면을 헤어리 처리하는 단계 이전에,
    상기 제1 판체는 스트립형으로 미리 제조되고;
    상기 제1 표면을 헤어리 처리하는 단계에서,
    상기 제1 표면의 줄무늬의 길이 방향과 상기 제1 판체의 너비 방향 사이가 제1 기설정된 협각을 이루도록 제어하며;
    또는, 상기 제2 표면을 헤어리 처리하는 단계 이전에,
    상기 제2 판체는 스트립형으로 미리 제조되고;
    상기 제2 표면을 헤어리 처리하는 단계에서,
    상기 제2 표면의 줄무늬의 길이 방향과 상기 제2 판체의 너비 방향 사이가 제2 기설정된 협각을 이루도록 제어하는 것을 특징으로 하는 금속 재료 복합 가공 방법.
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