KR920008670B1 - 저항용접 가능형 제진강판(抵杭熔接可能型 制振鋼板) - Google Patents

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Description

저항용접 가능형 제진강판(抵抗溶接可能型 制振鋼板)

제1도는 철분말의 평균사이즈/수지필름두께 비율로 스풋 용접성과의 사이의 관계 및 제진복합강판의 결합강도와 손실펙터(loss factor)와의 상관관계도를 도시한 것이다.

제2도는 제진복합강판의 현미경적 관찰로 본 단면을 개략적으로 나타낸 것으로, 또한 여기에는 전단력에 대한 결합강도에 영향을 주는 금속입자의 앵커효과(anchor effect)를 도시한 것이다.

제3도는 첨가되어야할 철입자와 스폿용점성의 사이의 상관관계, 제진강판의 결합강도 및 손실펙터와의 상관관계를 도시한 것이다.

여기에서 Hz : 진동싸이클, d/t는 직경/두께비를 나타낸다.

본 발명은 매우 우수한 진동감쇄능을 가진 진동감쇄 복합강판에 관한 것이다. 또한 본 발명은 특히 스풋용접, 시임용접(seam welding) 및 프로젝션용접(projection welding)과 같은 저항용접(resistance welding)을 훌륭히 수행하기 위한 제반성질과 프레스성형성에 영향을 주는 결합강도가 우수한 저항용접성 진동감쇄강판 즉, 저항용접 가능형 제진강판(resistance weldable type vibration damping composite steel sheet)에 관한 것이다.

최근, 소음을 억제하고저 하는 요구의 노력이 여러분야에 걸쳐서 증가되고 있다. 특히 외부로 발산되는 진동과 소음은 더욱 효과적으로 억제할 것을 요구하고 있는데, 특히 자동차, 가전제품등과 같은 상품분야 심지어 빌딩등 건축구조에 사용되는 재료등에 이르기까지 전동이나 소음에너지를 효과적으로 흡수가능한 저항용접 가능한 제진강판(制振鋼板)이 더욱 요구되고 사용 촉진되고 있다.

진동감쇄 복합강판은 소위 콘스트레인트형(constraint type)의 복합재(감쇄재료)로 성형되는데, 이에는 냉연강판이나 여러가지 도금강판, 에컨데, 합금화 용융아연 도금강판, 아연-닉켈 합금전기 도금강판, 철-아연 합금전기 도금강판, 스텐레스강판, 알루미늄판, 티타늄판, 또는 합성수지판과 같은 표피판(skin steel sheet)이 포함되고, 또한 두 표피판 사이에서 샌드위치되는 점성-탄성 고분자수지가 포함된다.

그런데, 상기 표피만 사이에 샌드위치 되어있는 고분자수지와 같은 재료는 전기절연체이기 때문에, 스풋용접, 시임용접, 프로젝션 용접과 같이 구조용 부재속으로 얇은판을 결합시키는 전형적인 절합공정과 기술로는 복합감쇄재료에 직접 그대로 적용할 수가 없다는 문제점이 있다.

따라서 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 최근 철분말과 같은 전기전도성 재료가 제안된 바 있고(일본 특허출원 공개공보 57-51453호) 또한 닉켈분말(일보 특허출원 공개공보 63-188040호)와 탄소분말(일본 특허출원 공개공보 57-163560호)로 된 전도성 재료가 제안된 바 있는데, 이 분말들은 전기절연체인 점-탄성고분자수지에 전기전도성(도전성)을 부여하기 위해 첨가하도록 한 것이다.

그러나 이들 종래의 기술에 의하면, 전기전도성은 일시적이고 잠정적으로 점-탄성 고분자수지에만 주어질 뿐 이어서, 상당량의 전기전도성 재료를 첨가하여야만 용접작업중 용접결함이 발생되는 것을 방지할 수가 있다. 또한 다량의 전기전도성 재료를 첨가하면 용접성이 보다 안정적으로 되어 용접결함이 감소되는 효과는 있으나, 이러한 전기전도성 재료의 다량첨가는 전단 인장강도(tensile shearing)에 역행하는 접착강도의 저하를 초대한다. (＂재료와 공정＂지 제1권 및 제5권의 세미나 345페이지 참조, ＂아이언 앤드 스틸＂지 제63권 13번 363페이지 참조) 접착강도가 저하되면 얇은 박강판을 프레스성형과 같은 가공법으로 성형할 때 복합강판(2매의 강판)의 박리현상을 초래한다. 이는 성형가공으로는 복합강판을 만들 수 없는 치명적인 결함인 것이다.

또한, 표피재료로 여러가지 코팅된 강판을 사용할 경우에는, 용접성을 안정시키기가 어렵게 되고 용접결합의 발생을 사전에 방지할 수 없게되며, 이는 전기전도성재료를 다량 첨가한다 해도 철저히 해결하기가 어렵다. 따라서 제진복합강판의 표피재료에 대한 우수한 내부식성을 가진 여러가지 코팅강판의 사용확대가 극력 억제되고 있다.

본 발명은 상술한 바의 결함을 제거하고, 제진성능을 저하시키지 않고도 안정된 용접성과 프레스성형시에 필요한 접착강도를 아울러 부여하는 저항용접성 제진복합강판을 제공하는데 목적이 있다.

본 발명상의 또 하나의 목적은 코팅강판을 표피재료로 사용할 경우라도 저항용접성을 안정시켜주는 저항용접 가능형 제진복합강판을 제공하는데 있다.

상술한 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명자들은 저하용접중 용접결함의 발생의 원인을 상세히 조사연구하고, 아울러 접착강도의 감소원인을 조사연구하였으며, 그 결과, 접착강도의 저하와 용접결함의 발생은 제진강판의 라미네이팅에 따른 결합력의 부족내지 불완전에 기인한 것임을 알게 되었다. 이는 연구결과 점탄성 고분자수지와 같은 전도성재료가 표피강판 사이에서 샌드위치되어 포합되어 있을때 라아네이팅을 하면 전도성 재료들을 수지를 얽히게 만들어 수지를 얽히지 않게하는 나머지 물질들과 같이 존재하여 불균일한 상태를 초리하게 되므로 접착강도의 저하와 용접불량의 발생되는 것임을 알게 되었다. 특히 표피강판이 표면층에서 높은 경도를 가지고 있는 강판의 경우에는, 수지를 얽히게 하는 빈도가 상대적으로 매우 높게 되는 것임을 알게 되었다.

전도성 재료가 불균일상태로 존재하면, 수지가 없은 비율에서는 회로를 통해 전류가 통하도록 되고, 저항용접에 따라 통전의 시초단계에서도 그러하나, 이어 수지는 전류공급에 따른 저항열(주율열)에 의하여 용융연화된다.

그렇게 되면, 수지는 전극가압력(electrode force)에 의하여 소멸되어 표피강판과 전도성재료 사이에서 절연파괴(dielectric breakdown)를 일으키면서 스파크를 발생하게 된다.

또한, 전도성재료의 표피강판들 사이에 수지를 개재시키는 빈도가 높으면 통전의 초기에 전도성회로로 작용하는 국부지점에서 전류가 집중된다. 이때 발생되는 쥬율열(joule heat)의 량이 표피강판의 열용량을 훨씬 초과하게 되면, 표피강판은 용융하며 연화·용융·증발에 따라 표피강판 사이의 내압(inner pressure)의 상승에 견디지 못하게 된다. 그 결과 표피강판을 관통하는 구멍들이 생기게 될 가능성이 매우 높게된다.

상술한 문제를 방지하기 위하여 전도성재료의 첨가량을 증가시킨다면 표피강판 사이의 수지를 얽히게 하지않도록 상당량의 안정된 전도회로(conductive circuite)가 용접성을 안정시키게 될 것이다.

그러나, 강판표면과 수지사이에서 결합강도를 갖게하는 접착면적은 감소된다. 다시 말하면, 결합에 기여하는 수소결합(hydrogen bond)의 수가 감소되어 접착강도가 저하되는 것이다. 또한, 수지필름의 두께보다 작은 입자 크기를 가진 전도성 재료를 첨가하면, 효과적인 전도성회로(conductive circuit)가 전극가압력이 작용한다해도 형성될 수가 없게 된다. 그 결과, 용접점이 얻어질 수 없게되고 구멍들이 형성될 정도의 비전도성 조건과 같은 치명적인 용접결합이 발생하게 된다.

따라서 재진수지필름의 두께보다도 큰 입자를 가진 전도성 재료를 첨가하면 표피강판 사이의 전도성을 양호하게 하여 저항용접성의 안정성을 확보할 수가 있게된다. 그러나, 전도성 재료만이 라이네이팅으로 변형되면, 표피강판과 제진수지 또는 감쇄수지(damping resin)와의 접착면적이 감소되고 이에 따라 접차력이 감소된다. 더욱기 전도성재료와 표피강판 사이에 수지를 게재시키면 저항용접성이 보장될 수 없게 된다.

상술한 바와 같은 연구결과에 근거하여, 본 발명자들은 전술한 종래의 기술과는 상당히 다른 각도로 점탄성 고분자수지에서의 분말전도성재료를 혼합시켜 저항용접성에 따른 효과적인 전도성회로 형성법을 연구해왔다. 이 연구결과, 본 발명자들은 종래의 기술에서 얻기 어려운 보다 저렴한 비용으로 제조될 수 있고 접착강도를 해치지 않고도 고수준의 저항용접성을 안정적으로 확보할 수 있는 저항용접성 제진복합강판을 개발하게 된 것이다.

본 발명의 일례에 따르면 2매의 박강판 사이에서 샌드위치되는 점탄성 고분자수지필름을 포함하는 저항용접성 제진복합강판이 얻어지고, 상기 점탄성 고분자 수지필름에 균일히 확산되어 있는 금속입자를 얻을 수 있으며, 상기 저항용접성 제진복합강판은 상기 박강판들 사이에서 상기 금속입자들은 포함하는 점탄서 고분사 수지필름을 라미네이팅하여 형성되는 것이다. 또한 라미네이팅 후의 상기 수지의 두께(t)에 대한 라미네이팅전의 상기 금속입자의 평균입자경(d)의 비가 1.2≤d/t≤2.5범위로 향성되고, 라미네이팅 후의 상기 금속입자의 편평율(즉, 상기 수지필름 두께방향에서의 라미네이팅 전의 상기 금속입자의 크기에 대한 라미네이팅 후의 것의 비율)은 6% 이상으로 향상되며, 상기 수지필름의 두께(t)에 대한 상기 박강판속으로 앵커링(anchoring), 즉 침하되는 금속입자의 앵커링량(δ)의 비는 1%≤δ/t의 범위로 된다.

본 발명의 또 다른 예로서는 2매의 박강판을 포함하는 용접저항성 진동감쇄용 복합강판, 즉 저항용접 가능형 제진강판과 이들 강판사이에서 샌드위치 되도록 한 점탄성 고분자 수지필름 및 점탄성 고분자 수지필름에 균일히 분포되어 있는 금속입자가 공급가능하고 상기 저항가능형 제진복합강판은 상기 박강판 사이에서 상기 금속입자를 갖고 있는 점탄성 고분자 수지필름을 라미네이팅 시켜서 제조되며, 본 발명에 의하여 개량된 물성의 것은 상기 박강판의 표면강도(Sh)에 대한 상기 금속입자의 강도(Ph)의 비가 0.6≤Ph/Sh≤1.1의 범위에 있음을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명상의 저항가능형 제진강판은 금속입자를 함유하고 있는 점탄성 고분자수지가 여기에 균일히 분포되어 있는 전도성 재료로서의 역할을 하도록 한 구조로 되고 2매의 박강판 사이에서 라미네이팅 되도록 한 복합강판으로 되어 있다.

상기 박강판은 제진복합강판과 같은 용도에 적합하도록 하기 위하여 여러가지 강판을 사용하여 성형하는데, 예컨데 보통의 냉연강판, 열연강판, 여러가지로 코팅되는 코팅강판 및 스텐레스강판 등의 것을 사용하기도 한다. 특히 여러가지 코팅강판을 보다 빈번히 사용할 수 있다. 또한 박강판의 두께에 별 제한이 없다.

점-탄성 고분자 수지필름의 두께가 별도로 제한되거나 하지는 않지만, 대체적으로 10-50μm의 범위에 두고 특히 30-80μm으로 하는 것이 바람직하다. 왜냐 하면 수지필름의 두께 10μm이하로 하면, 제진수지의 감쇄작업, 즉, 환언하면 외부 진동에너지를 열에너지로 변환시키고 열에너지를 방사시키는 효과는 급격히 줄어든다. 그 결과 제진강판 그 자체의 기본특성은 발휘될 수가 없다. 따라서 두께가 10μm이하가 되면 바람직스럽지 못하다. 그반면, 수지필름의 두께가 150μm 이상이 되면, 진동감쇄제진 자체가 이루어지지 못하고, 수지자체의 강도도 작아져서 제진강판의 성형에 따른 강판의 단부에서 미끄럼량의 증가를 가져올 정도로 된다. 따라서 두께가 150μm 이상 되는 것도 역시 이롭지 못하다. 또한 점탄성 고분자수지는 폴리올레핀수지(polyolefin resin), 폴리에스터수지, 작산비닐계수지(vinyl acetate resion)와 같은 여러가지 수지재로부터 선택된다.

여러가지 금속입자를 본 발명에 따른 전도성을 부여하기 위해 전도성 재료로 사용할때 예컨데 순 철분말이 바람직하다고 할 수 있다.

본 발명상의 특징에 따라, 금속입자의 입자크기는 본 발명에 있어서는 금속입자를 함유하고 있는 수지필름의 두께보다도 크게 설정한다. 보다 상세히 한정적으로 말한다면, 라미네이팅 후의 수지필름의 두께(t)에 대한 라미네이팅 전의 평균입자크기(d)의 비는 1.2≤d/t≤2.5의 범위로 설정하는 것이 좋다. 이 d/t비율을 1.2 이상으로 설정하게 되면, 저항용접결함의 발생이 발견되지 않으며, 이 d/t비율이 2.5보다 크게 되면 전단강도(shearing)에 대한 결합강도가 크게 감소하게 되므로 따라서 d/t비의 상한선을 통상 2.5로 설정하는 것이 바람직스럽다.

본 발명상의 특징에 의하면, 표피강판의 표면경도(Sh)의 금속입자의 경도(Ph)와의 사이에 상관관계는 정해질 수 있다. 보다 구체적으로 말한다면, 표피강판의 표면경도(Sh)에 대한 금속입자의 경도(Ph)의 비는 0.6≤Ph/Sh≤1.1의 범위내에 설정하므로써 저항용접상의 결함의 발생이 없도록 하는데, 상술한 Ph/Sh의 비가 0.6보다 작으면, 저항용접결함의 발생은 완전히 예방할 수 없게되고, 그 반대로 이 비율이 1.1 보다 커지면 용접성에 문제는 없게되나 제진강판의 표면상의 금속입자의 분산패턴(dispersion pattern)이 나타나게 된다. 따라서 Ph/Sh의 비가 1.1보다 커지면 표면품질 균일성이라는 관점에서 문제가 있다.

금속입자는 예컨데 물의 분사방법등에 의하여 저렴한 비용으로 만들어질 수 있다. 본원방법에서는, 용융금속을 금속입자를 얻기 위해 용융상태로부터 퀀칭시켜 얻는데, 분무상태하에서 두꺼운 산화막이 각 금속입자의 표면상에 형성되고, 따라서 금속입자는 전도성 재료러 사용할때는 단단하게 된다. 또한 각 금속입자는 퀀칭된 구조를 갖게 되고, 매우 높은 경도를 갖게되나 그 반면, 전성(ductility)에 있어 질이 떨어지게 된다. 이러한 결함을 피하기 위해서는, 금속입자를 환원분위기하(reducing atmosphere)에서 열처리 할 필요가 있다. 이렇게 하면 산화물막이 각 금속입자의 표면상에서 환원되고 따라서 각 금속입자의 경도(강도)는 감소되며 전성은 개선된다.

이와 같이 열처리조건을 제어하면 소정의 경도와 변형능을 가진 금속입자 구조를 확보할 수 있다.

첨가하여야 할 금속입자의 입자크기에 관하여 본다면, 예컨데 철분말을 사용할 경우, 입자크기는 고정할 수가 없고, 다만 주어진 범위를 가지는 입자크기의 분포에 따른다는 것이다. 따라서 분말을 일본규격 JIS8801에 의하여 정해져 있는 체(sieve)를 사용하여 두가지 등급으로 서로 다른 메쉬범위(체의 망크기 범위)로 하여 입자를 체로걸러서 입자크기를 선별하는 것이 실제적이다.

제진강판의 제조에 있어, 경도가 조절된 전도성을 부여하기 위해 금속입자를 사전에 수지필름을 형성하기 위하여 제진수지에 균일히 분포시킨다. 상기 2매의 표피재료(박강판) 사이에서의 수지필름을 샌드위치 시킴에 있어서 수지는 한번 가열에 의하여 용융시켜 수지뱅크(resin bank)를 형성케 하므로써 제진수지층 속으로 고기가 침투되는 것을 방지할 수 있다. 다음, 수지층을 소정의 두께로 금속제 로울러 라미네이팅 가공함에 있어, 압하력을 용융수지의 반응력(reaction force)보다 크게 하므로써, 수지필름의 소정두께가 이루어질때까지 전도성 재료로서의 금속입자를 변형시킨다. 동시에, 금속입자가 수지필름에서 표피 강판속으로 물려 들어가는 조건하에서 라미네이팅 되기 때문에, 표피강판과 금속입자를 접촉시키는 조건이 대단히 향상되므로 저항용접성을 안정시켜 준다. 더구나, 표피강판의 물림조건 하에서의 금속입자의 존재는 결합강도를 고려한 앵커효과(anchor effect)로서의 역할을 부여한다. 따라서, 첨가해야할 전도성 재료의 량을 증가시킬때 일어나는 결합강도의 감소는 효과적으로 방지 가능하다 (제2도 참조).

표피강판과 금속입자의 양쪽을 변형시키므로써 앵커효과를 도출시키기 위해, 첨가해야할 금속입자와 경도와 금속입자에 직접 접촉하는 표피강판의 표면층의 경도사이에서 소정의 상관관계를 유지하게 할 필요가 있다. 또한, 라미네이팅 전의 수지필름 두께에 대한 라미네이팅후의 수지필름의 두께방향에서의 금속입자의 사이즈 비율, 즉, 변형량(편평율)은 6% 이상, 가급적 20% 이상으로 확보되어야 한다.

금속입자의 변형량의 상한선이 특별히 정해져있지 않다해도, 상한 선은 정상적으로 채용되어야 할 경도와 입자크기를 가진 금속입자의 사용으로 수지가 정상두께로 라미네이팅될 정도로 하여 주위환경을 고려하여 90%를 초과하지 않는 것으로 생각되고 있다.

결합강도에 영향을 주는 금속입자의 앵커효과를 확보하기 위해서는 수지필름의 두께(t)로 라미네이팅한 후에 표피강판 속으로 앵커링하는 금속입자의 앵커링량(δ)의 비율을 1% 이상으로 설정하는 것이 효과적이다. 그렇다고 이 비율δ/t의 10% 이상으로 크게하면 수지는 라미네이팅 되기 어려워진다. 더우기, 다량의 앵커링량(anchoring amount)은 금속입자의 경도를 불필요하게 증가시키고, 또한 프레스성형 후에 제진강판의 표면조건에 역으로 영향을 끼치게 된다. 따라서 상술한 비율(δ/t)의 상한선은 가급적 10%로 하는 것이 바람직하다.

첨가해야할 금속입자의 량에 관하여 본다면, 금속입자를 최소량으로 첨가하는 것이 용접성의 안정이라는 측면에서 필요하다. 만일 이 량의 2용적% 보다 적으면, 용접결함의 발생은 방지될 수 없다. 또한 이량의 최대치는 제진능력에 영향을 주지않고 결합강도에 용향을 주지않는 범위내의 것이라야 하는데 최대 5용적%가량된다. 결국, 첨가해야할 금속입자의 량은 가급적 2-5용적% 범위에 있는 것이 바람직스러운 것이다.

본 발명의 다른 목적과 특징은 다음의 상세설명과 특허청구범위 및 도면으로부터 충분히 이해될 수 있을 것이다.

제1도는 철분말의 평균싸이즈/수지필름두께 비율과 스폿용접성과의 사이의 관계 및 제진복합강판의 결합강도와 손실펙터(loss factor)와의 상관관계도를 도시한 것이다.

제2도는 제진복합강판의 현미경적 관찰로 본 단면을 개략적으로 나타낸 것으로, 또한 여기에는 전단력에 대한 결합강도에 영향을 주는 금속입자의 앵커효과(anchor effect)를 도시한 것이다.

제3도는 첨가되어야 할 철입자와 스폿용접성 사이의 상관관계, 제진강판의 결합강판의 결합강도 및 손실펙터와의 상관관계를 도시한 것이다.

본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 일실시예로서 구체적으로 이하에 설명하기로 한다.

[실시예 1]

0.4mm 판두께를 가진 연속주조된 두편의 알미늄 킬드강판 사이에 사전에 균일히 분포시킨 철분말을 함유한 폴리올레핀 수지를 넣고 라미네이팅 시켰다. 이렇게해서 얻어진 라미네이트 강판을 다수의 시편으로 절단하고, 물성시험과 품질시험을 행하였다.

라미네이팅된 강판의 조건은 다음과 같았다.

(1) 전도성 재료 : 물분사된 순철분말

(2) 철분말의 입자크기 : (a) 37-52μm

(b)44-61μm

(c)53-73μm

(d)62-87μm

(e)88-104μm

(f)105-124μm

(3) 철분말 첨가량 : 3.5용량%(일정치)

(4) 라미테이팅된 수지필름(막)두께 : 50μm(±3μm)

(5) 철분말의 평균입자경(d)/수지의 필름두께(t)=0.89-2.30

준비된 제진강판을 1000개의 시편으로 잘라서 그 각각의 크기를 30mm폭× 100mm길이로 만들었다. 이들 시편을 이용하여 30mm크기로 중첩시켜 스폿 용접성을 측정하였다. 또한, 접착강도와 손실펙터(loss factor)도 시험하였다. 용접조건으로서, 전극가압력을 200kgf, 용접전류를 8KA, 통전시간을 12싸이클로 하였다. 스폿 용접성은 스폿용접후의 각 시편의 표면조건을 관찰하여 평가를 내렸고, 구멍(hole)형성, 강판표면상의 버닝(burning) 및 비전도성 조건과 같은 용접결합이 발생되는 시편의 총수는 일일히 수를 헤아렸으며, 총시편수에 대한 용접결함의 발생시편수의 비율을 계산하여 용접결함 발생비율을 집계하였다.

그 결과는 제1도와 같다. 제1도에서 볼 수 있는 바와 같이 d/t≤1.2가 효과적이고, 용접결합의 발생비율을 제로(0), 결합강도 감소와 진동감쇄 제진의 불량은 발견되지 않았다. 또한, 본 발명에 의하여 정해진 조건에 따라 제조된 강판의 단면을 현미경(400배)으로 관측하였다. 그 결과는 제2도에 개략적으로 도시되어 있다. 제2도에서와 같이 철분말은 전체적으로 변형되고 표피강판 속으로 압입되어 있다.

[실시예 2]

0.4mm 두께를 가진 연속주조된 두편의 알미늄킬드 강판사이에 사전에 균일히 분포시킨 철분말을 함유한 폴리올레핀 수지를 넣고 라미네이팅시켰다. 이렇게해서 얻어진 라미네이트 강판을 다수의 시편으로 잘라서 물성시험과 품질시험을 행하였다. 준비한 라미네이트 강판의 조건은 다음과 같았다.

(1) 전도성 재료 : 물분사된 순철분말

(2) 철분말 입자크기 : 88-104μm

(3) 철분말 첨가량 : 1%, 2%, 3%, 4%, 5%(모두 용적%)

(4) 라미네이팅된 수지필름 두께 : 50μm(±3μm)

준비한 제진강판을 10000개의 시편으로 절단하고, 각 시편을 30mm폭×100mm길이로 만든 다음, 이들 시편을 사용하여 30mm로 중첩시켜 스폿트 용접성을 측정하였다. 또한 접착강도와 손실계수도 시험하였다.

용접조건도 실시예 1과 동일한 조건으로 하고, 스폿용접성도 역시 동일하게 평가하였다. 그 결과는 제3도에 도시된 바와 같다. 제3도에서 보는 바와 같이, 첨가해야 할 철분말의 량이 2%(용량%) 이상일 때 용접결합 발생비율이 제로였고, 접착강도의 저하와 진동감해 불량은 발견되지 않았다.

[실시예 3]

0.4mm두께를 가진 연속주조된 알미늄킬드 강판과 함금용융아연 2중 도금강판 (도금량 45g/m²) 사이에 사전에 균일히 분포된 금속입자를 함유한 폴리올레핀수지를 넣어 라미네이팅 시켰다. 이렇게 해서 얻어진 라미네이팅된 강판을 다수의 시편으로 절단하고, 물성시험과 품질시험을 행하였다. 이 라미네이팅된 강판의 준비조건은 다음과 같다.

(1) 전도성 부여 재료 :

(a) 물분사법에 의하여 제조된 순철분말의 빅카스(Hv)경도 (0.005) = 110

(b) 물분사법에 의하여 제조된 저합금강 분말의 빅카스경도 (0.005) = 173

(c) 물분사법에 의하여 제조된 순닉켈분말의 빅카스경도 (0.005) = 122

(d) 가스환원법에 의하여 제조된 순닉켈분말의 빅카스경도

(e) 물분사법에 의하여 제조된 스텐레스강(SUS 304) 분말의 빅카스경도 (0.005) = 220

(f) 물분사법에 의하여 제조된 스텐레스강(SUS 304) 분말의 빅카스경도 (0.005) = 480

(2) 금속입자의 입자크기(경) : 63-87μm

(3) 첨가해야 할 금속입자의 량 : 3.5용량%(일정치)

(4) 라미네이팅된 수지필름두께 : 50μm(±3μm)

(5) 표피강판의 표면층(도금층)빅카스경도 (0.001) = 265

준비한 제진강판을 1000개의 시편으로 절단하고, 각 시편을 30mm폭 ×100mm길이로 만든 다음, 이들 시편을 사용하여 30mm로 중첩시켜 스폿트 용접성을 측정하였다. 그 결과는 표 1과 같다.

[표 1]

합금용융아연 도금강판 사용특성(도금층 빅카스경도(Hv)=256)

표 1에서 잘 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 의한 시편번호 2,4 및 5는 박강판의 표면경도(Sh)에 대한 금속입자의 경도(Ph)의 비율조건을 만족하는 것으로, 그 범위는 0.6≤Ph/Sh≤1.1로 되어 우수한 스폿용접성과 양호한 표면조건을 가지고 있음을 알게 되었다.

[실시예 4]

두께 0.4mm를 가진 연속주조된 알미늄킬드강과 아연-닉켈합금이중 전기도금강판(도금량 : 20g/m²)과의 사이에 사전에 균일히 분포시킨 금속입자를 함유하고 있는 폴리올레핀 수지를 라미네이팅 시켰다. 이렇게 해서 얻어진 라미네이트된 강판을 물성시험과 품질시험을 행하였다.

상기 라미네이트 강판의 준비조건을 다음과 같다.

(1) 전도부여재료

(a) 물분사법으로 제조한 순철분말의 빅카스경도 (0.005)=110

(b) 물분사법으로 제조한 저합금강분말의 빅카스경도 (0.005)=173

(c) 물분사법으로 제조한 순닉켈분말의 빅카스경도 (0.005)=122

(d) 가스환원법에 의해 제조한 순닉켈분말의 빅카스경도 (0.005)=252

(e) 물분사법으로 제조한 스텐레스강 SUS 304분말 (0.005)=220

(f) 물분사법으로 제조한 스텐레스강 SUS 304분말 (0.005)=480

(2) 금속입자의 입자크기 : 63-87μm

(3) 첨가해야할 금속입자량 : 3.5용적%(일정치)

(4) 라미네이팅된 수지필름 두께 : 50μm(±3μm)

(5) 표피강판의 표면층(도금층)빅카스경도 (0.001)=323

분비한 제진강판은 천개의 시편으로 절단하고, 각 시편은 30mm폭×100mm길이로 만들고 이들 시편을 이용하여 30mm의 크기로 겹쳐 스폿용접성을 측정하였다.

그 결과는 표 2와 같다.

[표 2]

아연-닉켈합금(Zn-Ni Alloy)전기도금강판(도금 피복층의 빅카스 경도=323)을 사용했을때의 특성

본 실시예상의 용접조건은 실시예 3과 같고, 스폿용접성의 평가역시 거의 같은 수준이었다.

표 2에서 잘 알수 있는 바와 같이 박강판의 표면강도(Sh)에 대한 금속입자의 경도(Ph)의 비율조건을 만족하는 본 발명에 의하여 시편 4, 시편 5도 0.6≤Ph/Sh≤1.1 범위에 있어 우수한 스폿용접성과 양호한 표면조건을 갖는 것임을 알게되었다.

[실시예 5]

두께 0.4mm를 가진 연속주조된 알미늄 킬드강판과 합금화된 용융아연 이중도금강판(피복량 : 합금용융금속의 경우 40g/m², 전기도금의 경우 5g/m²)의 표면상에서 철-아연합금(Fe-Zn alloy)을 전기도금에 의하여 형성된 철-아연합금 전기도금강판과의 사이에 사전에 균일히 분포시킨 금속입자를 함유하는 폴리올레핀수지를 넣어 라미네팅시켰다. 그 결과 얻어진 라미네이팅 강판은 다수의 시편으로 절단하고, 물성시험과 품질시험을 행하였다.

준비된 라미네이트 강판의 조건은 다음과 같았다.

(1) 전도성 재료

(a) 물 분사법으로 제조한 순 철분말의 빅커스경도(0.005)=110

(b) 물 분사법으로 제조한 저합금강분말의 빅카스경도(0.005)=173

(c) 물 분사법으로 제조한 순 닉켈 분말 빅카스경도(0.005)=122

(d) 가스환원법으로 의해 제조한 순 닉켈 분말의 빅카스경도(0.005)=252

(e) 물 분사법으로 제조한 스텐레스강 SUS 304분말(0.005)=220

(f) 물 분사법으로 제조한 스텐레스강 SUS 304분말(0.005)=480

(2) 금속입자의 입자크기 : 63-87μm

(3) 첨가해야 할 금속입자량 : 3.5용적%(일정치)

(4) 라미네이팅된 수지필름두께 : 50μm(±3μm)

(5) 표피강판의 표면층(도금층)빅카스경도(0.001)=323

준비한 제진강판은 1000개의 시편으로 절단하고, 각 시편을 30mm폭×100mm길이로 만들고, 이들 시편을 이용하여 30mm의 크기로 겹쳐 스폿용접성을 측정하였다.

그 결과는 표 3과 같다.

[표 3]

아연-철 합금(Zn-Fe Alloy)전기도금강판(도금 피복층 빅카스 경도 343)을 사용앴을때의 특성

본 실시예상의 용접조건은 실시예 3과 같고, 스폿용접성의 평가 역시 거의 같은 수준이었다.

표 3에서 잘 알 수 있는 바와 같이, 박강판의 표면경도(Sh)에 대한 금속입자의 경도(Ph)의 비율조건을 만족하는 본 발명에 의하여 시편 4, 시편 5도 0.6≤Ph≤1.1의 범위에 있어 역시 우수한 스폿용접성과 양호한 표면조건을 갖는 것임을 알게 되었다.

상슐한 바와 같이, 본 발명에 의하여, 안정된 저항 용접성을 수지필름두께에 대한 금속입자의 평균크기의 비율이 넓은 범위내에서 정해지는 바에 의하여 확보가능한 것임을 알게 되었다.

또한, 프레스 성형성에 큰 영향을 주는 결합강도는 감소되지 않고, 제진강판의 가장 필수적인 특징으로서의 감쇄기능(손실팩터)이 감소시키지 않고, 특히 비교적 저렴한 물분사 철분말이 금속층전재로 사용 가능하고, 그 성분은 용접 조인트(Welded Joint)를 형성하는 기재금속(base metal)의 성분과 같은 순철에 가까운 것으로 되어있어 용접조인트의 여러가지 특성에 영향을 주는 것을 줄여줄 수 있다.

본 발명에 따라, 표피재료로 합금화 용융아연 도금강판, 아연-닉켈합금전기도금강판 등의 도금강판을 사용하는 경우일지라도 프레스성형에 필요한 결합강도와 진동 감쇄기능을 저하시키지 않고도 저항용접성이 안정성을 가질 수 있다.

본 발명은 전술한 바와 같은 몇가지 특정 실시예로 설명하였지만, 그러나 이러한 실시예만으로 본 발명의 범위를 한정하지는 못한다.

여러가지 변형, 치환, 개량된 것이라 하더라도 본 발명의 정신이나 특허청구범위상의 범위내에 있다면, 또는 이 분야의 통상의 지식을 가진자로 하여금 혼동을 일으키게 할 정도라면 본 발명에 속한다 볼 것이다.

Claims (9)

1. 2매의 박강판사이에, 금속입자를 균일히 분산시킨 점탄성 고분자수지필름 (visco-elastic high-molecular resin film)을 끼워 넣어 라미네이트 되게 한 제진강판(制振鋼板)에 있어서, 라미네이팅(lamiating) 전의 금속입자 평균경(d)과 라미네이팅후의 수직막 두께(t)의 비가 1.2≤d/t≤2.5의 범위이고, 라미네이팅후의 금속입자의 편평율(라미네이트 전후의 금속입자의 수지두께 방향의 입경비)이 6% 이상이고 또한 라미네이팅후의 금속입자의 표피강판에의 앵커링량(anchoring)(δ)과 수지두께(t)의 비가 1%≤δ/t의 범위로 되는 것을 특징으로 하는 저항용접 가능형 제진강판 (resistance weldable type vibration damping composite steel sheet).
2. 2매의 박강판 사이에, 금속입자를 균일히 분사시킨 점탄성 고분자 수지를 끼워 라미네이팅 시켜서 되는 제진강판에 있어서, 금속입자의 경도(Ph)와 박강판의 표면경도(Sh)의 비가 0.6≤Ph/Sh≤1.1범위로 되는 것을 특징으로 하는 저항용접가능형 제진강판
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 라미네이팅후의 금속입자의 편평율(扁平率)이 20% 이상이 되는 제진강판.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 라미네이팅후의 금속입자의 표피강판에의 앵커링량(δ)과 점탄성 고분자 수지막두께(t)의 비가 1%≤δ/t≤10%의 범위로 이루어지는 제진강판.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 점탄성고분자 수지에 대한 금속입자의 첨가량이 2-5용량%로 되는 제진강판.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 금속입자가 철분 및 강분말, 또는 닉켈분말로 되는 제진강판.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 점탄성고분자 수지가 폴리올레핀계수지 (polyolefin resin), 폴리에텔계수지 또는 작산(酌酸)비닐계수지(vinyl acetate resin)로 되는 제진강판.
8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 점탄성고분자 수지층의 두께가 10- 150μm되는 제진강판.
9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 박강판은 내연강판 또는 합금화 용융아연 도금강판 또는 아연-닉켈합금 전기도금강판 또는 철-아연합금 전기도금거강판으로 이루어지는 제진강판.

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