KR900006497B1 - 도장용 강판 및 그 제조방법 - Google Patents

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가와사끼세이데쓰 가부시끼가이샤
야기 야스히로
닛산 지도샤 가부시끼가이샤
구메 유다까
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Abstract

내용 없음.

Description

도장용 강판 및 그 제조방법
제1도는 종래의 숏블래스트 공정과 방전 가공으로 둔화시킨 가공롤로써 조질압연한 강판의 표면 특성 비교도.
제2도는 도장전 여러가지 둔화 강판 표면에의 파동곡선의 파장과 강도간의 관계를 도시한 그래프.
제3도는 도장후 도장표면에서 파동곡선의 파장과 강도간의 관계를 도시한 그래프.
제4도는 도장전 강판표면과 도장표면간에 파동곡선의 주어진 파형범위마다 강도의 변화를 도시한 개요도.
제5a도와 제5b도는 각각 종래의 숏블래스트 공정으로 둔학시킨 강판관의 3차원 조도곡선과 파동곡선.
제6a도와 제6b도는 각각 본 발명의 레이저 공정으로 둔화시킨 강판의 3차원 조도곡선과 파동곡선.
제7도는 강판표면의 파동곡선의 파장과 도장표면의 외관에 대한 상관계수간의 관계를 도시한 그래프.
제8도는 필터된 중심선 파동(Wca)과 상징의(C,%)간의 관계를 도시한 그래프.
제9도는 본 발명에 따른 강판표면의 현미경 형상.
제10도는 본 발명에 따른 강판의 조질압연용 가공롤의 현미경 표면 형상.
제11도 및 제12도는 본 발명에 따른 조질압연의 거동을 나타낸 개요도.
제13도는 각 도장단계에서 Ra와 Wcm의 변화를 도시한 그래프.
제l4도는 본 발명에 따라 레이저로 둔화시킨 강판의 3차원 조도곡선을 나타낸 챠트.
제15도는 종래의 숏블래스트 공정으로 둔화시킨 강판의 도장후 3차원 조도곡선을 나타낸 챠트.
본 발명은 자동차 외부판넬 또는 전자기기의 장식용 외판과 같이 프레스 성형등의 성형용으로 사용되는 도장용 강판 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 특히 도장후, 상의 명확도(distinctness of image)가 우수한 도장용 강판 및 그 제조방법에 관한 것이다.
여기에서, "강판"이란? 도장 처리를 할 수 있는 냉연강판, 표면처러 강판, 열연 강판 등을 말한다.
일반적으로 냉연 박강판과 같은 성형용 박강판은 냉간 압연후, 탈지, 소둔 및 조질압연을 이와 같은 순서로 가하여 제조한다. 이 경우, 조질압연(temper roIling)은 강판표면에 적절한 표면 조도를 주기 위해 둔화표면(dulIed surface)을 갗는 가공롤로서 가볍게 압연하여 프레스 성형시에 내박마성(galIing reslstance)을 개선하는 것이다.
조질압연에 사용할 가공롤의 표면을 둔화시키는 공정으로서 지금까지 숏블래스트(shot blast)공정 및 방전가공 공정(discharge working proces)이 실시되어 왔다.
이들 방법에 따라 가공롤을 둔화처리 할 때, 가공롤의 표면에 불규칙 단면 윤곽이 형성되고, 따라서 상기가공롤을 사용하는 조절압연후의 강판은 다수의 불규칙 돌기부(mountain)와 골(vaIley)부를 구성하는 거친표면을 나타낸다. 만약, 상기 표면조화된 강판이 프레스 성형될 경우에는 골부에 윤활유가 유지되어 프레스모울드와 강판사이의 마찰력이 감소되고, 따라서 프레스 조작이 용이해지는 반면, 마찰력에 의해 박리된 금속 부스러기가 골부에 포착되어 박마를 방지한다.
최근, 승용차나 트럭의 차체에 도장한 후, 마무리 필링(feeling)이 대단히 중요한 품질관리 항목이다. 왜냐하면, 자동차의 합성적(synthetic) 품질에서 그 높이는 양호한 마무리 특성으로서 사용자의 눈에 직접 드러나기 때문이다. 현재, 도장 표면에 대한 몇가지 평가항목이 있다. 그중에서, 도장 표면상에 불규칙 반사를 완화시키는 광택과 상변형(image distortion)을 정의하는 상청명도(image clarity)가 우수한 것이 특히 중요하다. 일반적으로, 광택과 상청명도를 조합하여 명확도라 부른다.
도장 표면의 상명확도는 도료의 종류와 도장공정에 의존하며, 또한 기질로서 강판의 거친표면에 크게 영향을 받는다. 즉, 강판 표면의 불평탄성이 클때, 결국 빛의 불규칙 반사가 야기되어 광택을 해치고, 또한 상변형이 발생하여 상청명도가 감쇄되므로 상명확도가 떨어진다.
일반적으로, 강판 표면의 단면 윤곽은 조도곡선과 파동곡선(wavines curve)으로 나눠진다. 지금까지 도장 표면에서 상명확도는 조도 곡선에서 중심선 평균조도(Ra)에 의해 결정되었다. 이 경우, Ra값이 커짐에따라 돌기부와 골부사이의 진폭이 크고, 따라서 도장 표면의 불평탄성이 커지고, 결국 상명확도가 감쇄한다. 반면에 파동곡선은 상명확도를 평가하는 방법으로서 전혀 주목을 받지 못하였다.
도장후, 상명확도를 평가하는 방법으로서 여러가지 시스템이 개발되어 있다. 그 중에서 헌터 어소시에이트 레바로토리(Hunter Associates Laboratory)사 제작의 도리곤(Dorigon)계로 측정한 값, 또는 소위 DOI값이 가장 일반적으로 이용된다. DOI값은 다음 식으로 표시된다.
DOI =100 × (Rs-R0.3) /Rs
여기에서 Rs는 입사각 30°로 입사된 빛이 시편에 대해 30°의 경반사각 30°로 반사될 때, 경반사각광의 강도, R0.3은 30°±0.3°의 반사각에서 산란광의 강도이다.
그리고, 스가 시껜끼 주식회사(Suga, Shikenki k.k.)사 제품의 상측정계(모델 : HA-ICM)로 측정한 상청명도(C,%)가 보통 사용된다. 이 경우, 시편에서 반사된 빛의 양은 이동 광학 콤(moving opticaI comb)으로 측정하고, 이로부터 상의 선명성, 상변형 및 육안관찰시 불투명성의 조합인 상청명도 또는 상정의(image definition) (C, %) 가 계산된다.
광콤은 챠트눈금과 부합되도록 되어 있다. 측정시, 광원으로부터 폭 0.03±0.005㎜의 슬릿을 통과하는 평행광선이 시편상에서 반사된다. 반사광은 렌즈에 의해 집중되어 좌우로 움직이는 광콤에 의해 광수납장치에 수납된다. 광수납장치에 의해 검지원 광량의 변환은 광수납창치에 연결된 계기에 의해 파형으로 전환되고, 이로 부터 상징의 (C,%)를 계산할 수 있다. 여기에서, 상징의(C,%)는 다음식으로 정의 된다.
Figure kpo00001
이식에서 M은 광콤의 투명부에서 전달원 광량의 최대값이고, m은 불투명부에서 전달된 광량의 최소값이다. C값이 클 수록 상청명도가 높고, 반면에 C값이 작으면, 불투명성(haze) 또는 상변형양이 크다.
종래의 숏블래스 공정 또는 방출 가공법으로 둔화시킨 가공롤로서 강판을 조질압연 할때, 전술한 바와같이 롤규칙 돌기부와 롤부로 구성된 거친표면이 나타난다. 상기 불규칙 돌기부와 골부를 갖는 강판에 도장을 할 경우, 돌기부와 골부의 경사에 피복이 형성되기 때문에 상명확도가 떨어진다. 즉, 이와같은 것은 숏블래스트 공정에 의한 가공롤로써 조질압연한 도장용 강판(차후는 SD강판으로 칭함)과 방전 가공공정에 의한 가공롤로써 조질압연한 도장용 강판(차후는 ED강판으로 칭함)에서는 피할수 없는 문제이므로 도장 표면에 충분히 개선된 상명확도를 부여하기가 대단히 곤란하다. 즉, SB 및 ED강판에서 둔화패턴이 무작위하고, 그 재생성이 상당히 불량하므로 도장후 상명확도의 산란이 커지게 된다.
한편, 상명확도를 개선하기 위해 SB 및 ED강판에서 중심선 평균조도 Ra가 너무 작으면, 프레스 성형시판에 유지되는 윤활유의 양이 감소되어 박막현상등이 야기되고, 결국 작업효율의 저하, 품질 저하, 생산량의 감소등으로 이어지게 된다.
따라서, SB 및 ED 강판은 도장후 프레스 성형성과 상명확도를 개선하기 위한 방법으로서 채택할 수 없다.
이와같은 상황하에서, 본 발명이 목적하는 바는 높은 경반사율과 작은 상변형을 얻도록 도장후 도장 표면의 불평탄성을 감소시키기 위해 강판 표면 파동의 단면 윤곽을 개선함으로써 도장후 우수한 상명확도를 갖는 강판과, 이 강판을 효율적으로 제조하기 위한 방법을 제공하는 겻이다. 즉, 본 발명은 통상 사용되는 도료와 도장 공정을 바꾸지 않고 종래의 것보다 상명확도가 상당히 우수한 강판 및 그 제조방법을 제공하기위한 것이다.
본 발명의 첫 번째 특징에 따라 제공되는 도장용 강판은 강판의 표면이 돌기부, 돌기부의 전부 또는 일부를 둘러싸도록 형성된 홈형 골부, 및 골부의 바닥보다 높고 돌기부의 상부표면보다 낮거나 같도록 골부외측의 돌기부사이에 형성된 중간평탄부로 구성된 현미경 형상을 가지고, 다음 관계식을 만족한다.
Figure kpo00002
이식에서 d는 골부의 내측 주변 모서리의 평균직경, D는 골부의 의측 주변 모서리의 평균 직경, 및 Sm은 인접 돌기부간의 평균 중심거리이다.
본 발명의 두번쩨 특징에 따라 제공되는 도장용 강판의 제조방법에서는 조질압연용 가공롤의 표면의 고밀도 에너지원으로 이용하여 미세 분화구형 오목부와 오목부의 의측 주변 모서리에 융기한 링형 볼록부의 조합으로 구성되머 다음 관계식을 만족하는 표면페턴으로 둔화시키고, 적어도 하나가 상기 둔화 가공롤인 한쌍의 가공롤로서 강판을 조질압연 하여 둔화왼 가공롤의 표면패턴을 강간의 표면에 전달한다.
Figure kpo00003
이식에서 d'는 링형 올록부의 내측 주변 모서리의 직경, D'는 링형 볼륵부의 외측 주변 모서리의 직경 S'm은 인접 오목부간의 평균 중심거리이다. 청부 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명하면 다음과같다.
전술한 목적을 달성하기 위해 본 밭명에서는 다음과 같은 여러가지 실험을 하였다. 우선, 중심선 평균조도(Ra)가 각기 다른 SB강판 및 ED강판을 준비하였다. 그리고, 이들 강판의 각각을 인산염 처리하고, 3층피복(총 피복 두꼐·80㎛)으로 도장하였다. 이 경우,도장 전후에 조도곡선에서의 중심선 조도(Ra)와 파동곡선에서의 필터된 중심선 파동(Wca)을 측정하였다. 측정한 결과는 제1도에 나타나 있다.
제1도에서 챠트 A1, B1은 각각 조도곡선이고, 이로부터 다음식(1)에 따라 중심선 평균 조도 Ra를 결정한다.
Figure kpo00004
결과적으로, Ra는 시편 A에서 1.4㎛, 시편 B에서 0.8㎛이었다.
챠트 A3, B2는 각각 JIS B0610(컷오프 세팅값 0.4㎜에서)의 방법으로 챠트 A1, B1의 파형을 처리하여 얻은 파동곡선이다. 결과적으로 Wca는 시편 A에서 1.1㎛, 시편 B에서 0.7㎛이다.
챠트 A3, B3는 각각 도장후 도장표면의 조도곡선 이고, 그 파형 피치는 챠트 A2, B2의 것과 거이 일치한다. 도장후 시편 A는 상의 명확도로서 Ra 0.04, DOI 90.0을 갖고 도장후 시편 B는 Ra 0.02μ, DOI 95.0을 가졌다.
상기로부터 강판의 파동성분(수백 μm)이 있는 그대로 도장 표면에 나타나고 상의 명확도에 크게 영향을 미치는 것을 알 수 있다.
파동과 도장후의 상명확도간의 관계를 더 조사하기 위해, 후술하는 레이저 둔화시킨 가공를로써 조질압연한 여러가지 SB강판(차후는 LD강판이라 칭함)을 준비하고, 이를 강판에 대하여 다음과 같이 파워 스팩트로그래피(power spectrography)로써 도장전후의 파동성분의 파장을 분석하였다.
강판 표면과 도장 표면의 윤곽을 3차원 조도 측정기를 이용하여 측정하였고, 이는 인터페이스를 통하여 콤퓨터에 입력시켰다. 이 경우, 하나의 강판의 시편당 10개의 윤곽을 측정하였고, 하나의 윤곽당 측정점은 1,024이었다. 콤퓨터에서, 최소 제곱평균법으로 경향(trend)을 제거한 후, S/N비를 개선하기 위해 이동평균법(moving average process)으로 윤곽의 A/D변환값을 디지탈필터를 통과시키고, 펄스 높이 분포를 계산하였다. 그후, FFT에 대한 예비처리로서 한닝 원도우 힘수(Hanning window function)를 이용하는 FFT(fast fourier transformation)로써 파워스펙트럼(power spectrum)을 결정하였다.
파워 스펙트로그래피에 의한 결과는 강판 표면 또는 도장 표면에서의 파동성분의 파장(λ)과 그 강도간의 관계로서 제2도와 제3도에 나타나 있다.
제2도에서 알 수 있듯이, 도장전의 강판 표면은 약 900㎛의 파장을 경계로 하여 2개의 피크가 있는 파워 스팩트럼을 갖는다. 반면에 제3도에 도시원 도장 표면에서는 410㎛미만의 파동 성분이 상당히 감소되지만, 922㎛이상의 파동성분은 여전하다. 즉,410㎛미만의 짧은 파장을 갗는 파동성분은 도장에 의해 감추어져 있다.
도장전후의 주어진 파동범위에 대하여 제2도 및 제3도의 강도 변화가 제4도에 도시되어 있다. 제4도에서 알 수 있듯이, 도장전후의 강도변화는 파동성분의 파장이 짧아 질수록 0에 접근한다. 이와 관련하여 도장전후의 최대강도의 감쇠인자는 다음 표 1에 제시되어 있다.
[표 1]
Figure kpo00005
표 1에서 알 수 있듯이, 강도는 도장후 922㎛의 경계에서 상당히 감쇠된다. 그러나 410∼737㎛에서 감쇠는 충분하지 않지만 410㎛미만의 파장에서는 충분한 감쇠가 성취된다.
제5a도는 SB강판의 3차원 조도곡선을 도시한 것이고, 제5b도는 10㎛간격으로 JIS B0610법(컷오프 세팅값 : 0.4㎜)으로써 제5a도의 곡선을 처리하여 얻은 파동곡선이며, 이로부터 SB강판의 파동곡선에 400㎛이상의 파장을 갖는 많은 파동성분이 분명히 담겨 있음을 알 수 있다.
한편, 제6a도는 LD강판의 3차원 조도곡선을 도시한 것이며, 제6b도는 전술한 바와 마찬가지로 제6a도로부터 얻은 파동곡선이고, 이로부터 제6b도의 파동곡선에는 400㎛이상의 파장을 갖는 파동성분이 포함되어있지 않음을 알 수 있다.
따라서, 강판 표면에 400㎛이상의 파장을 갗는 파동성분이 적게 된다면, 도장 표면상에 400㎛이상의 파동이 충분히 적게 되는 반면, 도장에 의해 400㎛이상의 파동이 감추어 진다. 이와 같이, 전체 파동범위에 걸쳐 도장 표면의 파동을 줄일 수 있다.
상기로부터, 도장후 상명확도에 미치는 강판 표면의 파동성분의 영향을 다음과 같이 고려할 수 있다.
(1) 우선, 파동성분의 강도(파동성분의 파형범위에 걸쳐 파형진폭의 적분값의 제곱에 비례하는 양)와 도장 표면상의 상명확도의 평가지수(모델 HA-ICM 측정기에 의한 상정의(C,%) 값 또는 육안 평가값)간의 회귀분석(regresion analysis)의 상관계수 γ를 도장전 강판 표면상의 파동성분의 주어진 파장(파형범위)마다 측정하고, 이는 상명확도를 HA-ICM측정기 또는 육안 시험으로 평가할 때에 주어진 파형 범위망 평가의 신괴도를 대변한다고 할 수 있다. γ
Figure kpo00006
0.7이면, 각 파형범위에서의 강도가 도장후 상명확도에 큰 영향을 미친다고 판단할 수 있다.
(2) 강판 표면에서 상관계수 γ와 파장간의 관계는 제7도에 도시되어 있다. 제7도에서 알 수 있듯이,상관계수는 10명의 평가인에 의해 평가된 값의 평균이 5점 평가로 표현되는 육안 평가 및 HA-ICM모델측정기의 경우, 409㎛이상의 파장에서 0.7이상이고, 이는 400㎛이상의 파장을 갖는 파동성분이 도장후 상명확도에 나쁜 영향을 주는 한편, 400㎛이하의 파장을 갖는 파동성분을 상명확도에 영향을 주지 않음을 보여준다. 즉,400㎛이하의 파장을 갖는 파동성분은 전술한 바와같이 도장에 의해 완전히 감추어 지나, 400㎛이상의 파장을 갖는 파동성분만이 도장후 도장 표면에 잔존하여 도장 표면의 평탄성을 헤치고, 따라서 도장후 상명확도를 감쇠시킨다.
상기로부터, 도장후 상명확도를 개선하기 위해서는 가능한한 강판 표면에서 400㎛이상의 파장을 갖는 파동성분의 진폭을 감소시키는 것이 효과적임이 분명하다.
제8도는 도장전 강판 표면의 파동에서 필터된 중심선 파동(Wca)과 도장후 상명확도로서 상정의(C,%)간의 관계를 도시한 것이다. "Wca"는 400㎛이상의 파장을 포함하는 파동강도를 의미한다. 각 강판에 대한 데이타에서, 표시 X는 수평상태에서 강판을 도장할 때에 C(%)의 최대값이고, 표시 0는 수직상태에서 강판을 도장할 때에 C(%)의 최소값이다. 일반적으로 수직상태의 도장보다 수평상태의 도장시에 상명확도가 우수하다.
제8도의 시험에서 사용된 시편으로서, 다음 실시예에 기술원 연마 가공롤(polished work rol1) 또는 소위 광휘롤로써 조질압연한 SB강판, ED강판, LD강판 및 광휘 강판(차후는 B강판이라 칭함)이 있다. 제8도에 도시된 바와같이, SB 및 ED강판은 물론 LD강판은 Wca가 작아질 수록, 상명확도가 개선되고, 특히 Wca
Figure kpo00007
0.7㎛에서 상명확도는 B강판의 그것에 접근한다.
일반적으로 광휘 강판은 둔화된 강판에 비하여 파동이 평탄하고 대단히 작으므로 강간과 도장층간의 접합력이 불량한 점을 제외하고는 도장후 평탄성면에서 이상적이다. 따라서, 강판 표면을 둔화시킴으로서 강판의 상명확도를 개선할 수 있는 한계는 광휘 강판에서의 상명확도의 레벨이다.
즉, 강판 표면의 단면윤곽에서 파동곡선의 40㎛이상의 파장을 갖는 강판의 파동성분을 가능한한 줄일수 있거나, 또한 이에 더하여 필터된 중심선 파동(Wca)을 Wca
Figure kpo00008
0.7㎛으로 부여할 수 있다면, 도료의 종류 및 도장공정을 바꾸지 않고서도 둔화된 강판에서 최고의 상명확도를 얻을 수 있다.
제9도는 본 발명에 따라 도장용 강판표면의 현미경 형상을 개략적으로 도시한 것이며, 제10도는 고밀도에너지원으로서 레이저를 이용한 조질압연용 가공롤의 표면에 형성된 표면패턴을 개략적으로 도시한 것이다.
제9도와 제10도에서, 도면부호 1은 돌기부, 도면부호 2는 골부, 도면부호 3은 중간 평탄부, 도면부호 4는 오목부, 도면부호 5는 융기부이다.
본 발명에 따라, 조질압연용 가공롤은 레이저등의 고밀도 에너지원을 통하여 다음과 같이 둔화시킨다. 즉, 회전하는 가공롤의 표면에 순차로 레이저 펄스가 투사되어 레이저 에너지에 노출된 롤의 표면부를 규칙적으로 용해함으로써, 분화구형 오목부(4)(차후는 단순히 분화구라 칭함)가 가공롤의 표면에 규칙적으로 형성된다. 이 경우, 가공롤의 용해원 기지금속의 롤의 표면 레벨로부터 분화구(4)주위의 링모양으로 융기하여 플랜지형 융기부(5)를 형성한다, 더우기, 융기부(5)를 포함하여 분화구(4)의 내벽층은 롤의 기지금속조직에 미치는 열영향부이다.
레이저 펄스에 의해 롤표면에 형성된 분화구(4)의 깊이와 직경은 입사 레이저의 강도와 투사시간에 의해 결정되며, 이는 종래의 숏블래스트 공정으로 둔화시킨 가공롤에서 표면조도 Ra에 대응하는 조도를 정의하는 양이다.
레이저에 의해 가열된 롤의 기지금속은 조사된 레이저의 큰 에너지 밀도로 인하여 즉시 금속증기로 변한다. 이경우, 용해금속은 발생도니 증기압에 의해 롤표면 밖으로 불려 나가서 분화구(4)를 둘러싸는 융기부(5)를 형성한바. 상기와 같은 일련의 작용은 반응지점에 산소가스등과 같은 보조가스를 불어 주면, 보다 효율적으로 수행된다.
상기 분화구(4)는 가공롤을 회전시키거나, 또는 축방향으로 움직이면서 규칙적으로 레이저 펄스를 조사하면, 규칙적으로 형성되므로 이들 형성된 분화구가 모여서 롤의 표면이 거친 상태로 된다. 제10도에서 알 수있는 바와 같이, 융기부(5) 외부에서 인접 분화구(4)사이에 위치한 부분이 초기의 롤표면에 해당하는 평탄표면이다. 또한, 인접 분화구사이의 상호거리는 롤의 회전방향으로 롤의 회전속도와 관련하여 레이저 펄스의 빈도를 제어하고, 그리고 롤의 축방향으로 레이저 조사 위치를 이동하는 피치를 제어하므로써 조정할 수있다.
고밀도 에너지원으로서 레이저 이용에 대하여 본 발명을 기술하였으나, 고밀도 에너지원으로서 플라즈마 또는 전자빔을 이용하여도 유사한 결과가 얻어진다.
소둔후의 냉연강판과 같은 강판은 전술한 바와같이 레이저로써 둔화시킨 가공롤을 이용하여 조질압연시 낮은 압하율로 압연 하므로써, 가공롤의 표면에 형성된 둔화 패턴을 강판의 표면에 전달하여 강판에 거친도면을 부여한다.
조질압연시, 압하율은 적어도 0.396가 바람직하다. 압하율이 너무 작으며, 조질압연 그 자체가 불안정하고, 강판 표면의 둔화를 수행하기가 곤란하다.
조질압연 단계에서 강판 표면을 현미경 관찰할 때, 제9도에 도시된 바와같이, 롤 표면에서 분화구(4) 주위의 실질적으로 균일한 높이인 융기부(5)가 강한 압력으로 강판의 표면을 밀어 줌으로써, 롤의 재료보다 연한 강판 표면 근방에 재료의 국부적인 소성 번형이 야기되고, 결국, 강관의 금속이 롤의 분화구(4)로 유동하여 돌기부(1)를 형성한다. 이 경우, 분화구(4)내로 융기된 돌기부(1)의 상부표면은 초기 강판표면과 같은 레벨로서 평탄하게 유지되는 한편, 인접 분화구(4)사이의 롤 융기부(5) 외측에 중간 평탄부(3)도 형성된다.
이와같이, 제9도에 도시된 현미경 단면윤곽을 갖는 강판(LD강판)은 조질압연중 제10도에 도시된 가공롤의 둔화. 패턴을 강판 표면에 전달하여 얻는다.
상기 LD강판의 단면윤곽을 조도측정기로 측정하면, 제11도에 도시된 바와같이, 파동곡선의 파장은 조도곡선의 파장과 잘 일치한바. 이는 LD강판의 규칙성 조도패턴의 파동성분이 가공롤의 현미경 단면윤곽 또는 둔화패턴을 결정함으로써 제어됨을 보여준다.
상기 단면윤곽에는 제12도에 도시된 바와 같이, 두 파장 f1과 f2가 있다. 전술한 바와 같이, 레이져 둔화가공롤로써 조질압연한 강판의 단면윤곽에서 파동곡선의 파동성분의 파장이 도장후 상명확도로서 상징의(C,%)를 개선하기 위해 400㎛ 이하가 될 필요가 있으므로 상기 두 파장 f1과 f2는 400㎛이하 이어야 한다. 지금, 파장 f1과 f2는 제12도로부터 제9도에서 정의된 d, D 및 Sm에 의해 다음과 같이 표시된다.
Figure kpo00009
따라서, 본 발명에 따른 강판의 표면은 전술한 바와같이 파동곡선에서 4000㎛이상의 파장인 파동성분을 줄이기 위해 (D+d)/2
Figure kpo00010
400㎛ 및 Sm
Figure kpo00011
800㎛을 만족하기에 총분하다.
즉, 본 발명에 따르면, 규칙 둔화패턴의 레이저 둔화 가공롤로써 (D+d)/2
Figure kpo00012
400㎛ 및 Sm
Figure kpo00013
800㎛를 만족하는 강판의 단면윤곽을 재생가능하도록 형성할 수 있으므로, 도장후 상명확도가 항상 우수하다. 이 경우, d와 D는 분화구마다 레이저 출력 및 레이저 조사시간을 결정하므로써 제어할 수 있고, Sm은 가공롤의 회전수, 쵸퍼(chopper)의 회전수, 및 가공를의 축방향으로 레이저 스폿의 단위시간당 이동량을 결정하여 제어할 수 있다. 레이저 장치의 조작시 이들 조건은 쉽게 설정할 수 있다.
[실시예]
다음 표 2에서 나타난 여러가지 강판은 표 2에 제시된 (d+D)/2, Sm 및 Wca를 갖는 단면윤곽을 얻기위해 숏블래스트법, 방전가공 또는 레이저 방법으로 둔화시킨 가공롤로써 조질압연한 것이다.
그리고, 상기 둔화강판에 대한 상명확도는 상정의 (C,%)를 나타내 주는 스가 시껜끼 주식회사 제품의 상측정기(모델:HA-ICM)로 평가하여 제8도에 도시된 결과를 얻었다.
[표 2]
Figure kpo00014
표 2와 제8도의 데이타 중에서 S8강판과 E1강판이 데이타는 후술하는 바와 같이 대단히 예의적인 경우이다. 즉, 종래의 숏블래스트 공정에서 호퍼로부터 회전날(blade)을 통하여 그리드를 가공롤에 충돌시켜서 그 충격 에너지에 의해 가공롤의 표면에 미세한 불평탄성을 부여하므로서 가공롤을 둔화시킨 것이다. 그러나 가공롤 표면의 조화(roughening)는 롤표면상에 그리드의 충돌에 의한 무작위 현상에 의거한 것이므로 조도곡선에서 중심선 평균조도 Ra의 제어는 가능하지만, 파동곡선에서 파장과 진폭(또는 강도)의 제어는 근본적으로 불가능하다. 한편, 종래의 방전가공 공정에서는, 전극과 가공롤 사이의 최소거리 위치에 방전을 일으켜 방전에너지에 의하여 롤표면의 국부적인 융체가공을 수행하므로써, 조화표면에서 볼록 및 오목부의 크기와 위치가 무작위하고, 따라서 파동곡선에서 파장과 진폭의 제어가 불가능하다.
또한, 레이저 둔화강판 및 숏블래스트 둔화강판의 각각을 다음 표 3에 제시된 조건으로 도장하여 강판의 표면에 3층 피복을 형성시켰다.
[표 3]
Figure kpo00015
주 : 각 단계에서 샌딩(sanding)을 실시하지 않았고, 수평 및 수직시스템으로 도장 하었음.
1) 상표명, 딥핑용 미립형 인산염 처리제
2) 상표명, 양이온형 에폭시 수지 도료
3) 상표명, 폴리에스테르 멜라민 수지 도료
4) 상표명, 폴리에스데르 멜라민 수지 도료
제13a도에서 나타난 바와같이, 도장 공정의 진행에 따라 레이저 둔화 강판 각각의 중심선 평균조도값 Ra가 낮아지고, 상부 피복후, 초기 강판의 Ra값에 관계없이 0.04∼0.08㎛의 범위로 수렴한다. 반면에, 상부피복후, 필터된 최대 파동(Wcm)은 제13b도에 도시된 바와같이, 초기 강판의 표면 상태에 따라 0.1 내지0.6㎛범의 이내에서 크게 산란된다. 제13a도 및 제13b도에서 알수 있듯이, 도장후 상명확도가 강판의 Wcm에 의해 크케 영향을 받는다.
그리고, K강판의 표면(본 발명에 따른 레이저 둔화 강판) 및 S51강판(종래의 숏블래스트 둔화 강판)을 3차원 조도계로 측정하여 제14도 및 제15도의 결과를 얻었다.
제14도의 K피북 강판을 제15도의 S5l피복 강판과 비교할 때, Ra값은 실질적으로 동일하지만, Wca값은 K강판에서 0.62㎛, S51강판(시트론(citron) 형 표피)온 1.04㎛이므로 K강판과 S51강판간의 도장표면에 큰 차이가 발생한다.
본 발명에 따라, 강판의 단면윤곽에서 파동곡선을 제어하므로써 프레스 성형성을 해치지 않고서도 도장후 상명확도가 우수한 강판을 안정하게 생산할 수 있다.

Claims (5)

  1. 캉판의 표면이 돌기부, 돌기부의 전부 또는 일부를 둘러싸도록 형성된 홈형골부, 및 골부의 바닥보다 높고 돌기부의 상부 표면보다 낮거나 같도톡 골부의 외측 돌기부 사이에 형성된 중간평탄부로 구성된 현미경 형상을 가지며, 다음 관계식이 만족되는 것을 특징으로 하는 도장용 강판.
    Figure kpo00016
    이식에서, d는 골부의 내측 주변 모서리의 평균직경, D는 골부의 외측 주변 모서리의 평균직경, Sm은 인접 돌기부간의 평균 중심거리.
  2. 미세 분화구형 오목부와 오목부의 외측 주변 모서리에 융기한 링형 볼록부의 조합으로 구성되고 하기의 관계식을 만족하는 표면 패턴으로 조질압연용 가공롤의 표면을 고밀도 에너지원을 이용하여 둔화시키고,적어도 하나가 상기 둔화시킨 가공롤인 한쌍의 가공롤로써 강판을 조질압연하여 둔화된 가공롤의 표면 패턴을 강판의 표면에 전달시킴을 특징으로 하는 도장용 강판의 제조방법.
    Figure kpo00017
    이식에서, d'는 링형 볼록부의 내측 주변 모서리의 평균직경, D'는 링형 볼록부의 외측 주변 모서리의 평균직경, S'm은 인접 오목부간의 평균 중심거리.
  3. 제2항에 있어서, 상기 고밀도 에너지원이 레이저임을 특징으로 하는 도장용 강판의 제조방법.
  4. 제2항에 있어서, 상기 고밀도 에너지원이 전사빔인 것을 특징으로 하는 도장용 강판의 제조방법.
  5. 제2항에 있어서, 상기 조질압연이 적어도 0.3%의 압하율로 수행됨을 특징으로 하는 도장용 강판의 제조방법.
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