KR900009092B1 - 이형각재의 제조방법 - Google Patents

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KR900009092B1 KR1019880010557A KR880010557A KR900009092B1 KR 900009092 B1 KR900009092 B1 KR 900009092B1 KR 1019880010557 A KR1019880010557 A KR 1019880010557A KR 880010557 A KR880010557 A KR 880010557A KR 900009092 B1 KR900009092 B1 KR 900009092B1
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C3/00—Profiling tools for metal drawing; Combinations of dies and mandrels
    • B21C3/02—Dies; Selection of material therefor; Cleaning thereof
    • B21C3/06—Dies; Selection of material therefor; Cleaning thereof with adjustable section

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Abstract

내용 없음.

Description

이형각재의 제조방법
제1도는 유압식 로울러의 배치를 나타낸 사시도.
제2도는 제1도의 평면도.
본 발명은 원형선재 또는 원형복강을 유압식의 수평 및 수직로울러에 의해 냉간 가공하는 이형각재(異形角材)의 제조방법에 관한 것이다. 이형각재는 스프링용, 피스톤링용, 자동차 및 자전거 등의 링기어 등에 널리 이용되고 있다.
종래의 이형각재를 제조하는 방법은 열간압연, 냉간압연, 인발 등으로 대별할 수 있다. 열간압연, 냉간압연 모두 수평로울러와 수직로울러를 이용한 기술이 일본 특개소 59-101203호, 일본 특개소 57-32801호에 나타나 있으나 이들은 이형각재의 폭, 길이에 알맞게 수평로울러와 수직로울러를 좌우, 상하, 대칭으로 배열하여 동시에 가공하고 끝마무리는 별도의 인발 다이스를 이용하고 있다.
이런 경우들은 제품규격마다 대칭 배열된 로울러 교체의 번거로움과 소재 단면적을 동시에 강제 압축시키므로서 큰압하율에 따른 금속조직의 응력발생이 뒤따라 소둔등의 열처리가 수반된다. 인발가공의 경우는 요구하는 제품규격마다 다이스를 많이 준비하여야 하고 이것 역시 열처리 공정이 수반된다.
본 발명의 목적은 두께를 줄이면 폭이 늘어나고(길이도 늘어남) 폭을 줄이면 두께가 늘어나는 금속의 성질변화를 이용한 것으로서 유압식의 수평 및 수직 압연로울러에 의거 필요로 하는 두께와 폭의 변화를 임의대로 조절하므로서 작업공정이 간편하고 물리적 성질에서도 양호한 제품을 얻기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 수평로울러와 수직로울러의 대칭 배열에 따른 종전의 문제점을 해결하고 가공후의 열처리 공정을 생략하는 것이다.
본 발명의 이형각제 제조법에 이용되는 로울러 결합구성에 대하여 설명하면 다음과 같다.
첨부도면은 유압식 냉간압연 로울러의 사시도와 평면도로서, (1), (1')는 유압식 수평로울러이고, (2), (2')는 유압식 수직로울러, (3)은 소재이다.
도면에는 나타나지 않았으나 각 로울러축에는 유압장치가 연결되어 있다. 유압식의 수평로울러(1), (1')와 수직로울러(2), (2')의 배열대수는 이형각재의 규격 및 요구하는 물리적 성질에 따라 다소 차이는 있겠으나 3-5단 배열로 한다.
이런 구성에서 소재(3)는 유압식 수평로울러(1)에서 두께를 줄이면 폭이 늘어나고 유압식 수직로울러에서 폭을 줄이면 두께가 늘어나는 압연이 된다. 이와 같은 일련의 압연이 3-5단계에서 반복된다.
이하 본 발명의 제조방법을 상세히 설명한다.
본 발명의 특징은 소재(3)의 경도(HRB)에 따라 냉간압연시 두께 또는 폭을 일정규격 줄이면 타측면의 두께 또는 폭이 일정규격 늘어나는 것으로서, 이와 같은 원리는 많은 실험을 통해 알 수 있었다.
즉, 소재경도(HRB)가 50-200일 때는
Figure kpo00001
폭=약 (
Figure kpo00002
)×
Figure kpo00003
T가 적용되고, 소재경도(HRB)가 200이상일 때는
Figure kpo00004
폭=약 (
Figure kpo00005
)×
Figure kpo00006
T를 적용 냉간압연을 한다.
상기와 같은 소재의 경도에 따라 냉간압연을 함에 있어, 두께와 폭을 임의로 더 조절하기 위한 다단계 연속 냉간압연이 더 필요할 때는 다단계 중간압연 공정시 경도(HRB)가 200이상으로 변화될 수 있으므로 이때 중간단계 이후의 냉간압연은
Figure kpo00007
폭=약 (
Figure kpo00008
)×
Figure kpo00009
T를 적용함은 물론이다.
Figure kpo00010
폭과
Figure kpo00011
두께는 각각 늘어난 규격의 차를 의미한다.
상기 수치한정의 이론적 근거는 명확히 나타나지 않고 있으나, S20C HR(Hot Rolled)환봉의 경우, 경도(HRB)분포가 116-174, 인장강도 41㎏/㎟정도의 것을
Figure kpo00012
폭=약 (
Figure kpo00013
)×
Figure kpo00014
T로 두께와 폭을 각 단계별로 반복하여 냉간압연 하였는 바, 중간단계 압연공정에서 경도(HRB)가 200이상으로 상승된 상태에서는 내부에 검은 띠 형상인 응력선이 확연히 발견되어 그 다음 압연은
Figure kpo00015
폭=약 (
Figure kpo00016
)×
Figure kpo00017
T가 되게 하므로서, 최종제품의 경도(HRB)는 250이상, 인장강도는 80㎏/㎟이상이 되었다.
즉, 본 발명은 응력 발생을 이용하여 경도와 인장강도를 향상시키는데 요지가 있다. 따라서, 내부에 응력없이 인위적인 열처리 방법에 의하여 경도를 발생시키는 기존의 방법과는 전혀 상이하다.
[실시예 1]
소재(원형선재) : 직경 16m/m, HRB 100
제품규격 : 두께 10m/m×16m/m
압연단계 : 3단계
Figure kpo00018
1단계 : 16m/m-12m/m=4m/m(두께 줄어듬)
(
Figure kpo00019
)×4m/m=2m/m(폭 늘어남)
폭 : 16m/m+2m/m=18m/m
2단계 : 18m/m-14m/m=4m/m(폭 줄어듬)
(
Figure kpo00020
)×4m/m=2m/m(두께 늘어남)
두께 : 12m/m+2m/m=14m/m
3단계 : 14m/m-10m/m=4m/m(두께 줄어듬)
(
Figure kpo00021
)×4m/m=2m/m(폭 늘어남)
폭 : 14m/m+2m/m=16m/m
따라서, 이형각재 규격은 10m/m×16m/m가 됨.
[실시예 2]
소재(원형선재) : 직경 16m/m, HRB 200
제품규격 : 두께 10m/m×폭 17.37m/m
압연단계 : 3단계
1단계 : 16m/m-12m/m=4m/m(두께 줄어듬)
(
Figure kpo00022
)×4m/m=2.6m/m(폭 늘어남)
폭 : 16m/m+2.6m/m=18.6m/m
2단계 : 18.6m/m-14m/m=4.6m/m(폭 줄어듬)
(
Figure kpo00023
)×4.6m/m=3.06m/m(두께 늘어남)
두께 : 12m/m+3.06m/m=15.06m/m
3단계 : 15.06m/m-10m/m=5.06m/m(두께 줄어듬)
(
Figure kpo00024
)×5.06m/m=3.37m/m(폭 늘어남)
폭 : 14m/m+3.37m/m=17.37m/m
따라서, 이형각재 규격은 10m/m×17.37m/m가 됨.
[실시예 3]
본 실시예는 두께와 폭을 임의로 더 조절하기 위하여 다단계 연속 냉간압연을 할 경우 공간압연 단계에서는 경도(HRB)가 200이상으로 변화되므로 중간압연 단계이후의 냉간압연에 대한 그 실시예를 제시한다.
소재(원형선재) : 직경 19m/m
제품규격 : 두께 9m/m×폭 20m/m
압연단계 : 6단계
재질 : S20C
[1차 공정]
1단계 : 19m/m-15m/m=4m/m(두께 줄어듬)
(
Figure kpo00025
)×4m/m=2m/m(폭 늘어남)
규격 : 15m/m×21m/m
2단계 : 21m/m-17m/m=4m/m(폭 줄어듬)
(
Figure kpo00026
)×4m/m=2m/m(두께 늘어남)
규격 : 17m/m×17m/m
3단계 : 17m/m-13m/m=4m/m(두께 줄어듬)
(
Figure kpo00027
)×4m/m=2m/m(폭 늘어남)
규격 : 13m/m×19m/m
3단계 완료후 경도가 200이상일때는 차기단계가 적용됨.
[2차 공정]
4단계 : 13m/m-10m/m=3m/m(두께 줄어듬)
(
Figure kpo00028
)×3m/m=2m/m(폭 늘어남)
규격 : 10m/m×21m/m
5단계 : 21m/m-18m/m=3m/m(폭 줄어듬)
(
Figure kpo00029
)×3m/m=2m/m(두께 늘어남)
규격 : 12m/m×18m/m
6단계 : 12m/m-9m/m=3m/m(두께 줄어듬)
(
Figure kpo00030
)×3m/m=2m/m(폭 늘어남)
최종제품 : 9m/m×20m/m
이와 같은 다단계 연속압연을 거친 결과 인장강도는 86.9㎏ 5/㎟이었고, 최종제품의 규격이 다른 9.23m/m×19.92m/m의 경우 인장강도 85.93㎏ 5m/㎡이었고, 9.14m/m×19.98m/m의 경우 인장강도는 85.97㎏ 5/㎟이었다.
[실시예 4]
[본 발명과 종래 기술과의 비교]
1. 본 발명
소재(원형선재) : 직경 19m/m
제품규격 : 14m/m×18m/m
직경 19m/m → 14m/m×21.5m/m → 16m/m×17m/m → 14m/m×18m/m(감면율 11%)
2. 종래기술
1) 열간압연법 :
직경 50m/m → 12-18pass → 14m/m×18m/m(감면율 87%)
2) 냉간압연법 :
(142+182=23m/m) → 소둔 2회 → 14m/m×18m/m(감면율 40%)
상기(실시예 3)와 같이 본 발명은 종래에 비해 적은 감면율로서도 형상 변경이 용이하여 제조 경비가 싸고, 소재 로스가 없으며, 공정 중 규격변화의 조절이 용이하다.
상기 실시예를 근거로 한
Figure kpo00031
폭=(
Figure kpo00032
)×
Figure kpo00033
T,
Figure kpo00034
폭=(
Figure kpo00035
)×
Figure kpo00036
T에서 두께 및 폭의 변화는 표 1에서 일정비율로 나타남을 알 수 있다. 물리적 성질 변화는 필요한 제품 경도에 따른 소재의 경도, 압연단계 및 제품규격에 따라 유동적이나 소재 HRB 50의 경우 90-100, 소재 HRB 100의 경우 150-170정도가 되었다. 고경도는 응력발생으로 취성이 따르므로 한계치이상 높지 않은게 좋다.
[표 1. 두께와 폭 및 감면율의 변화]
Figure kpo00037
이상에서와 같이 본 발명은 각각의 유압식 수평 및 수직 로울러로서 두께와 폭을 압연단계별 공정에서 임의대로 조절할 수 있어 고응력이 발생되지 않고 설비의 간편화, 공정의 단순화로 양호한 이형각재를 얻을 수 있다.

Claims (1)

  1. 수평 및 수직배열 압연기에 의한 이형각재의 제조방법에 있어서, 유압식의 수평로울러와 유압식의 수직로울러를 격간으로 배설하여 강선재 또는 봉강인 압연소재 경도(HRB)가 50-200일 때는
    Figure kpo00038
    폭=약 (
    Figure kpo00039
    )×
    Figure kpo00040
    T로 두께와 폭을, 압연소재 경도(HRB)가 200-300일 때는
    Figure kpo00041
    폭=약 (
    Figure kpo00042
    )×
    Figure kpo00043
    T로 두께와 폭을 교대로 냉간 압연함을 특징으로 하는 이형각재의 제조방법.
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