KR960015330B1

KR960015330B1 - 도장의 선명성과 프레스 성형성이 우수한 강판 및 무딘 압연 롤의 제조방법

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Publication number: KR960015330B1
Application number: KR1019930701326A
Authority: KR
Inventors: 다까하루 가와모또; 야쓰다까 나와따; 야쓰오 하마모또; 히로미 도요따; 수이찌 시요자와
Original assignee: 신니뽄세이데스 가부시끼가이샤; 하지메 나까가와
Priority date: 1991-09-03
Filing date: 1992-08-26
Publication date: 1996-11-09
Also published as: CA2095228C; US5358794A; CA2095228A1; KR930702087A; EP0606473A1; EP0606473A4; WO1993004796A1

Abstract

내용없음.

Description

도장의 선명성과 프레스 성형성이 우수한 강판 및 무딘 압연 롤의 제조방법

제 1 도는 강판 및 강판의 표면을 제조하는 종래의 롤을 도시한 도면.

제 2 도는 기존의 강판 표면의 개략적인 평면도.

제 3 도는 강판을 제조하는데 사용되는 무딘 압연 롤을 제조하는 종래의 방법의 실시예의 개념도.

제 4 도는 기존의 강판 표면 1mm²당, 오목한 부분의 체적(V, μm³/mm²)과 강판의 평탄부의 면적률(η) 사이의 관계를 도시한 도면.

제 5 도는 본발명의 강판을 제조하는 무딘 압연 롤(A)과 본 발명에 따른 강판(B)을 도시한 도면.

제 6 도는 본 발명에 따른 강판의 개략적인 평면도.

제 7 도는 본 발명에 따른 무딘 압연 롤을 제조하는 방법의 실시예를 도시한 선도.

제 8 도는 본 발명에 무딘 압연 롤의 개략적인 단면도.

제 9 도는 본 발명에 따른 압연 롤을 제조하는 장치의 구조를 도시한 선도.

제 10 도는 본 발명에 따른 강판과 종래 기술에 따른 강판과의 평탄부 면적률 (η)과 강판 표면 1mm²당 오목한 부분의 체적(V(×10⁶μm³/mm²))의 관계를 나타낸 도면.

제 11 도는 본 발명에 따른 강판과 종래 기술에 따른 강판과의 평탄부를 면적률(η)과 강판 표면 1mm²당 오목한 부분의 체적(V(×10⁶μm³/mm²))과의 관계를 나타낸 도면.

제 12 도는 본 발명에 따른 강판과 종래 기술에 따른 강판과의 평탄부의 면적률(η)과 강판 표면 1mm²당 오목한 부분의 체적(V(×10⁶μm³/mm²))의 관계를 나타낸 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 롤 2 : 플랜지

3 : 수지 6 : 구멍

7 : 크롬 돌기 8 : 평탄 마루면

9 : 중간 평탄부 10 : 마루부

11 : 골부 12 : 롤

14 : 오목한 부분 15 : 강판

본 발명은 도장의 선명성과 프레스 성형성이 우수한 강판 및 이를 제조하는 무딘 압연 롤에 관한 것이다. 일반적으로 가공용 냉간 압연 강판은 프레스 가공을 쉽게 하기 위하여 강판 표면을 무디게 완성한다. 즉, 프레스 가공시 강판 표면에 형성된 요철부에 가공용 윤활유가 저장되어 금형과 강판 사이의 마찰을 줄이고, 이와 동시에 녹아서 붙는 것을 방지한다.

프레스 성형성은 소재로서의 철판과 성형 기술 측면에서 연구되어 왔다. 그러나 제품이 복잡해지고 정밀해짐에 따라 강판에 대한 요구 특성이 다양화되고 고급화되었다.

한편, 자동차 몸체용 외장 강판 및 가전제품등에 사용되는 것은 강판의 미관을 위해 페인트가 칠해진다. 이 경우, 불규칙한 반사로 인한 미관의 저하가 없어야 한다. 즉, 소위 말하는 "도장 선명성"이 우수해야 한다.

위에서 설명하는 종래 기술의 예는 "도장용 강판과 이를 제조하는 방법"이라는 명칭의 일본특허공개공보(고까이) 제 62-168602호에 게재되어 있다. 이 특허공개공보에서 게재된 강판에서, 표면의 중심선 평균 거칠기(Ra)는 0.3~2.0μm의 범위 내에 있고, 표면의 거칠기를 형성하는 미시적 형태는 마루부의 전부나 일부를 둘러싸도록 형성된 골부와 평탄한 마루면을 갖는 사다리꼴의 마루부와, 골부의 외측과 마루부 사이에 위치하는 방식으로 형성된 중간의 평탄부로 구성되며, 골부의 바닥보다 높고 마루부의 바루보다 낮거나 같은 높이를 갖는다. 위에서 설명한 형상은 다음의 식을 만족한다.

0.85≤Sm≤1.7, Sm-D<280(μm), 30≤d₀≤500(μm) 및 20≤η≤85(%)

여기서 Sm은 인접한 마루부 사이의 평균 중심선을 나타내고, D는 골부 바깥 주변의 직경을 나타내며, d₀는 마루부의 평탄마루면의 평균 직경이며, η(%)는 평탄한 마루면의 면적과 총 면적의 중간 평탄부의 평탄면의 면적의 합의 비율을 나타낸다.

위에서 설명하는 전통적인 롤과 강판 표면의 각 측면은 제 1 도 및 제 2 도에 도시되어 있으며 부호는 다음과 같다.

D : 롤 표면의 프레스(2)의 평균 외부 직경=강판 표면의 골부(11) 주변의 평균 직경

d : 롤 표면에 있는 구멍(1')의 평균 직경

d₀: 강판 표면의 마루부(10)에 있는 평탄한 마루면(8)의 평균 직경

H : 롤 표면에 있는 구멍(1')의 구멍

h₁: 롤 표면에 있는 플랜지(2)의 높이=강판 표면에 있는 중간 평탄부(9)로부터 골부(11)의 바닥까지의 거리로 정의된 깊이

h₂: 중간 평탄부(9)로부터 강판 표면에 있는 마루부(10)의 평탄한 마루면(8)까지의 거리로 정의한 높이

Sm : 롤 표면에 있는 인접한 구멍(1') 시이의 평균 중심거리=강판 표면에 있는 인접한 마루부(10) 사이의 평균 중심 거리

α : 롤 표면에 있는 플랜지(2)의 폭

η : 평탄부의 면적률(마루부(10)의 평탄한 마루면(8)의 면적률(η₁)과 중간 평탄부(9)의 면적률(η₂)의 합)

프레스 성형에 관한 현 상황은 강판의 거칠기를 최종적으로 조절하는 텝퍼 압연에 있어서, 거칠기는 숏블라스트와, 전기 방전 및 레이저 빔 등에 의해 무디게 되는 작업 롤을 사용함으로써 강판의 표면에 전이된다. 나아가, 실제 프레스 성형에서 프레스 성형성의 평가 기준은 종래에 채택한 강판의 기계적인 성질, 예를들어 인장강도(r) 및 연산률(E1)만을 사용하여 불만족스러웠고, 강판의 거칠기와 윤활유 역시 프레스 성형성에 크게 영향을 미친다.

제 3 도는 종래의 롤을 생산하는 방법을 설명하는 도면이다. 제 3a 도에 도시한 바와 같이, 롤(1)의 표면은 약 5 내지 50μm의 두께를 갖는 수지(3)로 코팅되어 있다. 알카라인 수지, 피복용 수지 등이 적합한데, 이유는 이들이 내알카리성, 내크롬산성, 절연 특성을 가지고 있으며 예를 들면 아크릴릭 수지, 메타아크릴릭 수지, 메타아크릴 에스터, 폴리올레핀 수지, 에폭시 수지, 염화비닐 수지 및 폴리아미드 수지 등이 포함된다. 이러한 수지는 롤의 표면에 피복되어 5 내지 50μm의 두께를 갖는 코팅층을 형성한다. 룰의 표면에 비회전롤 인발과, 전착 코팅, 회전 롤 코팅, 분무, 커튼 코팅, 분말 코팅, 박막 수지를 감는 등에 의해서 균일하게 형성되고 이미 형성된 코팅을 건조시킨다.

제 3b 도에 도시한 바와 같이, 수지로 코팅된 롤(1)은 예를 들어 레이저 빔(5)과 같은 고밀도 에너지에 의해 가공된다. 특히, 코팅된 수지(3)의 표면에 레이저 빔(5)이 조사되어 녹아버리고 레이저 빔에 노출된 부분은 제거된다.

제 3c 도에 도시한 것처럼, 레이저 빔으로 가공한 후에, 롤은 크롬 용액 내의 크롬으로 도금된다. 특히, 롤은 20 내지 50A/dm²의 전류 밀도와, 수지가 용해 및 제거된 후에 오목한 부분에 50 내지 200μm의 직경(D)을 제공할 수 있는 사용 전류값, 즉 크롬 도금된 부분의 유효 면적률에 관계되는 전류값인 1000 내지 2000A의 사용 전류하에서 크롬 도금 용액에서 도금 용액에서 도금되어 위에서 설명하는 레이저 빔으로 성형된 구멍의 직경 내에 노출되며 1 내지 20μm의 두께를 갖는 크롬 돌기를 구비하게 한다. 이 경우, 수지가 절연체이기 때문에 도금은 수지의 표면에 크롬의 제거없이 정해진 도금 조건하에서 수지의 두께보다 실질적으로 같거나 작에 구멍 내에서 적용된다. 제 3c도는 크롬 도금된 후의 표면의 상태와, 전기 도금에 의해 성형된 곡면을 갖는 크롬 돌기(7)가 수지(3)와 롤(1)의 표면에 의해 한정된 구멍(6) 내에 침전됨을 보여준다.

크롬 돌기(7)를 갖춘 롤은 용매 안으로 가라앉거나 롤의 표면에 있는 수지를 제거하는 용매로 긁어낸다.

따라서, 제 3d 도에 도시한 것과 같이, 크롬 돌기(7)는 수지가 제거되는 롤(1)의 표면에 노출된다.

위에서 설명한 종래 기술은 소정의 간격으로 압연 롤의 표면에 주로 Cr으로 조성된 연속적인 돌기를 제공함으로써 규칙적인 크롬의 형상으로 인한 롤의 수명이 증가하고, 본 롤에 의해 압연된 강판의 표면에 성형된 오목한 부분에 저장된 프레스 윤활유의 양이 증가함에 따라 프레스 성형성이 증가하는 장점이 있다.

롤의 표면에 직접 Cr을 도금하면, Cr 돌기의 롤과의 접촉 면적이 매우 작게 되는데, 이는 Cr 돌기부의 외경이 50 내지 200μm 정도로 작기 때문이다. 이러한 롤이 압연에 사용되면, Cr 돌기는 압연이 진행되는 동안 Cr 돌기부에서 결합력이 부족하여 집중하중을 받게 되어, Cr 돌기부는 롤의 표면으로부터 떨어져서 충분한 거칠기가 강판에 전이되지 못한다.

도장 선명성에 관련해서는, 자동차용 외판이 최종적으로 끝난 코팅은 자동차 전체의 품질과 소비자에 직접적인 영향을 미치는 것으로서 품질 제어에 매우 중요한 부분이다. 자동차용 외판의 프레스 성형에 있어서, 철 재료의 성형성은 균열 등이 발생하지 않는 질적 결함에 중요하다. 일반적으로 강판 표면의 평탄부의 차지하는 면적이 클수록 도장 선명성은 좋아진다. 한편, 프레스 성형성은 일반적으로 강판 표면의 오목한 부분의 체적이 증가함에 따라 좋아지는데, 이는 오목한 부분의 체적이 증가함에 따라 오목한 부분을 적시는 프레스 성형 윤활유의 양이 증가하기 때문이다. 종래 기술에서의 문제점은 강판표면에 형성된 링 내의 오목한 부분이 성형시 발생하는 질적 결함을 방지하는 강판상의 평탄부의 충분한 면적을 확보하지 못하여 자체적인 품질 평가로는 도장 선명성이 만족스럽지 못하다는 것이다. 이러한 이유 때문에, 오목한 부분의 충분한 체적을 유지하면서(즉, 프레스 성형성을 유지하면서) 강판 표면상의 평탄부의 충분한 면적을 확보하는 것이 종래 기술에서 바라던 것이었다.

종래 기술에서의 추가적인 문제점은 제 1 도와 제 2 도에 도시하였다. 강판 표면상의 평탄부가 마루부(10)의 평탄 마루면(8)과 강판 표면상의 중간 평탄부(9) 사이의 거리로 정의된 높이(h₁)로 인한 정도차가 있고, 광택을 망치게 하여 전이 형상을 왜곡하는 코팅면상의 정도차가 있어서 도장 선명성은 나빠진다.

종래 기술에서는, 오목한 부분이 롤의 표면상의 프레스 (2)의 폭(α)으로 정의된 직경을 갖는 반원 단면링의 형태로 성형될때, 하나의 오목한 부분의 체적은 다음의 식에 따라 결정된다.

u=(1/2(πα²/4)×π(D+d₀)/2 (1)

일본 공개 공보(고까이) 제 62-168602호에 6면 4항 17행을 보면 롤의 표면상의 프레스(2)의 폭(α)은 다음의 식에 따라 결정된다.

α=0.09×D (2)

1mm는 1000μm이므로 1mm²당 오목한 부분의 수는 다음 식에 의해 결정된다.

n=(1000/Sm)×(1000/Sm) (3)

따라서, 1mm²당 오목한 부분의 체적은 다음 식으로 계산된다.

V=u×n

=4.99×10³×(D+d₀)/(Sm/D)²(4)

더욱이 D=d₀+dα(제 1 도 및 제 2 도에서)이므로, d₀=30 내지 500μm이며 α=20 내지 20μm(일본특허 공개번호(고까이)제 62-168602호 8면 1항 19행)이다.

V=(0.499 내지 5.389)×10⁶/Sm/D)²(5)

표 1은 Sm/D와 1mm²당 오목한 부분의 체적(V) 및 평탄부의 면적률(η)의 관계를 타나낸 것이다. 평탄부의 면적률(η)은 상기 일본특허 공개공보의 표 2A와, 표 2B에서 추출한 것이며, 1mm²당 오목한 부분의 체적(V)은 상기 식(5)의 Sm/D의 값 0.85 내지 1.75를 빼서 계산한 것이다.

[표 1]

표 1에서 평탄부의 면적률(η)은 0.29 내지 0.87의 범위 내에 있으며, 1mm²당 오목한 부분의 체적(V)은 0.163 내지 7.495×10⁶의 범위 내에 있다. 평탄부의 면적률(η)과 1mm²당 오목한 부분의 체적(V)의 관계는 제 4 도에 도시하였다. 종래 기술에서의 도장 선명성을 향상시키기 위해서는 1mm²당 동일 체적(V)에서 평탄부의 면적률(η)을 향상시킬 필요가 있다.

본 발명은 도장 선명성을 개선할 때 발생하는 도장의 최종적인 품질인 프레스 성형성의 문제를 해결하고자 하였으며 본 발명의 목적은 종래 기술의 것보다 우수한 자동차용 외판을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 다음을 제공한다.

도장 선명성과 프레스 성형성이 우수한 강판으로서, 표면에 다수의 작은 오목한 부분이 있으며, 상기 오목한 부분은 50 내지 500μm의 직경(d)과 2 내지 40μm의 깊이(h)와 강판 표면의 1mm²당 전체 체적이 0.70×10⁶μm³나 그 이상이며, 압연이 진행되는 방향으로 인접한 오목한 부분의 열(列)의 중심거리(P₁)가 1.0d 내지 2.0d이며, 압연이 진행되는 방향으로 있는 열(列) 내에 있는 오목한 부분의 중심 거리(P₂)가 1.0d 내지 2.0d인 것을 특징으로 하는 강판; 도장 선명성이 우수한 강판으로서, 강판 표면에 다수의 작은 오목한 부분이 있으며, 상기 오목한 부분은 직경(d)이 50 내지 500μm이며 깊이(h)가 2 내지 40μm이고 강판 표면의 1mm²당 오목한 부분의 전체 체적이 0.10×10⁶내지 8×10⁶μm³인 형상을 만족하며, 강판상의 다른 오목한 부분에 대한 평탄부의 면적률은 0.6 또는 그 이상이며, 압연이 진행되는 방향으로 서로 인접한 오목한 부분의 열(列) 사이의 중심거리(P₁)는 1.5d 내지 4.0d의 범위 내에 있고, 롤이 진행되는 방향으로 있는 열(列) 내의 오목한 부분 사이의 중심 거리(P₂)는 1.5d 내지 4.0d의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 강판; 강판을 제조하기 위한 무딘 압연 롤을 제조하는 방법으로서, 롤 표면에 코팅되는 얇은 Cr 코팅막을 코팅하고, Cr 코팅막을 절연 수지를 얇게 코팅하며, 코팅된 수지의 두께에 따라 고밀도 에너지의 일정한 조사에 의한 코팅을 통해 소정의 구멍을 연속적으로 성형하며, 크롬산 용액에 작업 롤을 담그고, 롤을 다른 Cr도금 처리를 하여 코팅된 수지를 제거하므로써 롤 표면에 주로 Cr로 조성되는 균일한 돌기를 제공하는 것을 특징으로 하는 무딘 압연 롤 제조 방법.

본 발명을 실시하는 최상의 형태가 이제부터 설명된다.

제 5a 도는 본 발명에서 사용된 롤의 단면 형상을 도시한 개략도이다. 롤(12)의 표면은 레이저 빔으로 조사되어 50 내지 500μm의 직경을 갖는 구멍을 성형한다. 13은 주로 크롬으로 조성되어 있으며 위와 같은 방법으로 성형된 구멍의 오목한 부분(14)에 노출 및 돌출되었으며, 롤 표면으로부터의 높이(H)가 2 내지 40μm의 범위 내에 있음을 나타낸다. 이러한 관계에서, 압연이 진행되는 방향에 있는 서로 인접한 오목한 부분(14) 사이의 중심 거리(P₁)와 압연이 진행되는 방향에 있는 구멍 열(列) 사이의 중심 거리(P_c)가 1.0D 내지 4.0D의 범위에 있다.

돌기(13)의 높이(H)가 40μm를 초과하면, 돌기(13)는 압연이나 압연 하중이 부과되는 동안 롤의 표면으로부터 자주 떨어지고 파괴된다. 이러한 이유로, 돌기(13)의 높이가 작을수록 더 좋은 결과가 나타나고, 약 40μm이나 이보다 작은 높이가 바람직하게 된다. 그러나, 높이가 2μm보다 작으면 강판 표면에 전이되는 오목한 부분의 깊이가 작아지고 거칠기의 정도 역시 작아져서 본 발명의 목적은 달성될 수 없다.

제 5b 도는 상기 설명된 표면 형상을 갖춘 롤에 의해 템퍼 압연을 통해 40 내지 100%의 비율로 형상 전이되는 본 발명의 강판의 단면 형상을 보여주는 개략도이다. 전이율이 40% 또는 그보다 적게 되면, 강판 표면에 전이되는 오목한 부분의 깊이가 작아지고 이와 동이에 거칠기 또한 작아져서 본 발명의 목적을 달성될 수 없다.

제 6 도는 본 발명에 따른 강판의 표면에 대한 개략적인 평면도이다. 50 내지 500μm의 직경을 갖는 오목한 부분이 강판(15)의 표면에 성형된다. 오목한 부분은 이와 같이 압연이 진행되는 방향에 있는 인접한 구멍의 오목한 부분들(14) 사이의 중심 거리(P₁)가 1.0d 내지 4.0d의 범위에 있으며, 압연이 진행되는 방향의 오목한 부분의 열사이의 중심거리(P₂)는 1.0d 내지 4.0d의 범위로 제공된다. 부재의 측면에서는 자동차용 외판 등은 이러한 피치가 초과될 때, 강판의 표면 거칠기가 작아지고 강판의 질적 저하 및 미끄럼을 발생시키는 프레스 성형성의 저하 및 백분율 등의 변화로 인한 질적 파괴 등의 문제가 발생한다. 한편으로는, 피치가 보통 작을 때, 강판 표면상의 물결이 증가하기 때문에 코팅 후에 선명성이 파괴된다. 이러한 이유 때문에 본 발명에서는 피치가 상기 설명된 범위로 제한되었다. 강판의 오목한 부분의 깊이의 상한값은 돌기(13)의 상기 설명된 높이를 고려하여 40μm를 취했다. 강판의 오목한 부분의 깊이와 거칠기의 정도 역시 작아져서 본 발명의 목적은 달성될 수 없다.

또한, 본 발명에 있어서, 오목한 부분의 직경을 50 내지 500μm로 한정한 이유는, 직경이 50μm 미만인 경우, 평탄부의 면적이 커져서 도장의 선명성은 뛰어나지만 오일을 저장하는 효과가 줄어드는 프레스 성형성이 저하되기 때문이다. 직경이 500μm 이상인 경우에는, 오일을 저장하는 효과가 증대되어 프레스 성형성이 상승하여 가공이 용이해 지지만 평탄부의 면적이 작아져서 도장의 선명성이 저하된다. 따라서, 본 발명에 있어서는, 오목한 부분의 직경이 50 내지 500μm인 것이 바람직하다.

강판의 오목한 부분은 프레스 가공시 오일을 저장하는 효과와, 강판 표면을 윤활하는 효과 등이 고려될때 사다리꼴이나 모가 난 형상이 될 수 있으며 강판의 오목한 부분의 형상은 바뀔 수 있다.

본 발명에 따른 평탄부의 면적률(η)은 다음과 같이 정해진다. 최초에는 1mm가 1000μm이므로, 1mm²당 오목한 부분의 수 (n)는 다음 식으로 정한다.

n=(1000/P₁)×(1000/P₂) (6)

평탄부의 면적률(η)은 직경 d를 갖는 원형의 오목한 부분이 배제되면 P₁=P₂=P라고 가정하면,

η=1-(πd²/4)×n/(1000×1000)

=1-(π/4)×(d/P)²(7) 가 되고

P=1.0d 내지 4.0d

η=0.215 내지 0.951 (8) 이 된다.

본 발명의 오목한 부분 1개 당 체적이 다음의 식으로 표현될 때

u=(πd²/4)×h (9)

P₁=P₂=P라고 가정하고, h=2 내지 40μm이므로

V=u×n

=(π/4)×(d/P)²×h×10⁶

=h×(1-η)×10⁶(μm³/mm²) (10)

본 발명의 발명자는 각각의 조건에 대한 상기 설명한 식에 기초하여 P와 h를 검사하였다.

(1) P=1.0d 내지 1.5d일 때

η=215 내지 0.651 (11)

본 발명의 오목한 부분 1개 당의 체적이 다음 식으로 표현될 때

u=(πd²/4)×(d/P)×h×10⁶

=h×(1-η)×10⁶

=(2 내지 16)×(1-η)×10⁶(μm³/mm²) (13)

평탄부의 면적률 (η)과 1mm²당 오목한 부분의 체적(V) 사이의 관계는 상기 설명된 식 (13)에 따라 계산되었고 그 결과는 표 2에 주어졌다.

[표 2]

표 2에서, 평탄부의 면적률(η)과 1mm²당 오목한 부분의 체적(V)은 0.215 내지 0.651의 범위와 0.70×10⁶내지 12.56×10⁶의 범위 내에 있다. 도장 선명성을 손상하지 않고도 다양한 조건하에서 우수한 성형성이 필요한 자동차용 내판에 적용하기 위해서는 1mm²당 오목한 부분의 체적(V)이 0.70×10⁶보다 작을 때 오목한 부분을 적시는 프레스 성형 윤활유의 양이 충분하지 않으므로 프레스 성형후에 강판 표면에 균열이 자주 발행한다. 이러한 이유 때문에, 체적(V)의 값은 0.70×10⁶(μm³/mm²)으로 하한가로 정한다.

P=1.0d 내지 2.0d일 때,

η=0.215 내지 0.804 (14)

본 발명에서의 오목한 부분 1개 당의 체적이 다음의 식으로 표현될 때

u=(πd²/4)×h (15)

P₁=P₂=P, h=16 내지 40μm로 가정하면, 본 발명에 따른 1mm²당 오목한 부분의 체적은 다음으로 정한다.

V=u×n

=(π/4)×(d/P)²×h×10⁶

=h×(1-η)×10⁶

=(16 내지 40)×(1-η)×10⁶(μm³/mm²) (16)

평탄부의 면적률(η)과 1mm²당 오목한 부분의 체적(V) 사이의 관계는 상기 설명한 식(16)에 따라 계산하였고 그 결과는 표 3에 정리하였다.

표 3의 괄호내의 수치는 식 (16)에 따라 각각 결정된 것이며, 본 발명의 1mm²당 오목한 부분의 체적(V)의 하한가는 8.00×10⁶(μm³/mm)이다.

표 3에서, 평탄부의 면적률(η)은 0.215 내지 0.840의 범위 내에 있고, 1mm²당 오목한 부분의 체적(V)은 8.00 내지 39.25×10⁶의 범위 내에 있다. 도장 선명성을 해치지 않고도 다양한 조건하에서 우수한 성형성이 필요한 자동차용 내판에 적용하기 위해서는 1mm²당 오목한 부분의 체적(V)이 8.00×10⁶보다 작을 때 오목한 부분을 적시기에는 프레스 성형 윤활유의 양이 충분치 못하므로 프레스 성형후에 강판 표면에 결함이 자주 발생한다. 이러한 이유로, 체적(V)의 하한가는 800×10⁶(μm³/mm²)가 된다.

[표 3]

(3) P=1.5d 내지 4.0d일 때

η=0.651 내지 0.951 (17)

본 발명의 오목한 부분 1개 당의 체적이 다음의 식으로 표현될 때

u=(πd²/4)×h (18)

P₁=P₂=P이고 h=16 내지 40μm라고 가정하면, 본 발명에 따른 1mm²당 오목한 부분의 체적은 다음으로 정해질 수 있다.

V=u×n

=(π/4)×(d/P)²×h×10⁶

=h×(1-η)×10⁶

=(16 내지 40)×(1-η)×10⁶(μm³/mm²) (19)

평탄부의 면적률(η)과 1mm²당 오목한 부분의 체적(V) 사이의 관계는 상기 설명된 식(19)에 따라 결정하였고 그 결과는 표 4에 정리하였다(오목한 부분의 체적(V)의 하한가는 8.00×10⁶).

[표 4]

P=2.5d 내지 4.0d 일 때

η=0.874 내지 0.951 (20)

u(πd²/4)×h (21)

P₁=P₂=P 이고 h=2 내지 16μm라고 가정하면

V=u×n

=(π/4)×(d/P)²×h×10⁶

=h×(1-η)×10⁶

=(2 내지 16)×(1-η)×10⁶(μm³/mm²) (22)

평탄부의 면적률(η)과 1mm²당 오목한 부분의 체적(V)사이의 관계는 상기 설명된 식(22)의 정하였고 그 결과는 표 5에 정리하였다.

표 5

표 5에서, 평탄부의 면적률(η)은 0.874 내지 0.0951의 범위내에 있고 1mm²당 오목한 부분의 체적(V)은 0.10×10⁶내지 2.0×10⁶(μm³/mm²)의 범위 내에 있다.

본 발명에 따른 강판을 제조하는 무딘 압연 롤의 제조에 관하여 이제 상세히 설명하고자 한다.

제 7 도는 본 발명에 따른 롤을 제조하는 방법을 설명하는 개략도이다. 제 7a 도에서 볼 수 있듯이, 롤(16)의 표면은 Cr 도금(17)을 형성하는 Cr으로 사전에 도금된다. 도금은 20 내지 50A/dm²의 전류밀도와 1000 내지 2000A의 통전 전류 하에서 실행되어 2 내지 10μm의 두께를 갖는 Cr 도금을 형성한다. 이후 제 7b 도에서 볼 수 있듯이, 롤 표면은 수지(18)로 코팅되어 코팅의 두께가 약 5 내지 50μm의 범위가 된다.

알카라인 수지, 코팅 밀랍용 수지 등은 코팅 수지로서 적합한데, 이는 이러한 수지가 내 알카리성, 내크롬산 및 절연 성질 등을 갖기 때문이며, 이들의 예를 들면 아크릴릭 수지, 메타아클릭 수지, 메타아클릭 에스테르, 폴리올레핀 수지, 에폭시 수지, 염화비닐 수지 및 폴리아미드 수지 등이 있다. 이러한 수지는 롤 표면에 코팅되어 5 내지 50μm의 두께를 갖는 코팅을 형성한다. 비회전 인발, 전극 코팅, 회전 롤 코팅, 분무, 커튼 코팅, 분발 코팅 및 박막 수지 도포 등에 의해 수지를 롤의 표면에 균일하게 코팅하고, 코팅된 수지를 건조시킴으로써, 코팅 작업이 완료된다.

제 7c 도에서 볼 수 있듯이, 롤(16)에 코팅된 수지는 고밀도 에너지, 예를 들면 집속 렌즈(19)에 의해 집속된 레이져 빔(20)에 의해 가공된다. 특히, 수지 코팅(18)의 표면은 레이저 빔(20)이 조사되어 녹게 되고 레이저 빔에 노출된 부분은 제거 된다. 이때에, 두개의 레이저 빔은 하나의 레이저 빔이 약간 지연되는 방식으로 적용되어 첫번째 적용된 레이저 빔은 수지를 녹여 제거하고 두번째 적용된 레이저 빔은 구멍의 오목한 부분에 노출된 불순물을 완전히 휘발시키고 제거한다.

수지가 녹아서 제거된 후에 구멍(21)의 오목한 부분의 직경은 레이저 빔 조사 조건, 특히 레이저 출력 집속 렌즈와 롤 사이의 간격(촛점 지연)에 의해 균일하게 될 수 있다.

수지가 녹아서 제거된 후의 오목한 부분의 직경 역시 롤 표면에 코팅된 수지의 두께에 의해 크게 영향을 받는다. 예를들면, 레이저 조사 조건이 일정할 때, 수지 코팅 두께가 크다면 수지가 녹아서 제거된 후의 오목한 부분의 직경은 작아지며, 반면에 수지 코팅 두께가 작을 때 오목한 부분의 직경은 커진다. 이러한 이유 때문에 본 발명에서는 레이저 빔이 조사되는 동안 레이저 빔 가공 헤드 근처의 수지 코팅 두께가 코팅 두께미터(예를 들면 전극 코팅 두께 미터)에 의해 측정되고 수지가 녹아서 제거된 후에 오목한 부분의 직경은 소정의 범위 내에 있게 된다. 레이저 빔 가공 헤드는 수지 코팅 두께에 의해 달라지는 레이저 빔 조사 조건을 보정하기 위해 수지 코팅된 롤을 압연하는 동안 움직이고 레이저 빔은 가공 주파수에서 적용되고 롤의 회전수는 소정의 피치 간격(P)에 기초한다.

레이저 빔 가공후에는 제 7d 도에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 롤이 크롬 도금 용액에서 크롬으로 도금된다. 특히, 롤은 20 내지 50A/dm²의 전류 밀도와 수지가 녹아서 제거된 후에 오목한 부분 내에서 50 내지 200μm의 직경(D)을 제공할 수 있는 통전 전류값인 1000 내지 2000A의 통전전류하에서 크롬 도금 용액내에서 전기 도금되는데, 통전 전류값은 크롬 도금된 부분의 유효 면적률 등에 관련되어 1 내지 20μm의 두께를 갖는 크롬 돌기가 상기 설명된 레이저 빔 가공에 의해 성형된 구멍의 직경 내에 노출된다. 이 경우, 수지가 절연체이므로, 도금은 수지 표면에 크롬을 노출시키지 않도록 도금 조건을 설정했을 때의 수지 두께보다 작거나 실질적으로 같은 두께로 구멍부에 적용된다. 제 7d 도는 크롬 도금된 후의 표면에 상태를 보여주는 것이며, 전기 도금에 의해 성형된 곡면을 갖는 크롬 돌기(22)는 수지 (18)와 롤의 표면에 있는 크롬 도금부(17)에 의해 한정된 구멍(21)의 오목한 부분 노출된다.

크롬 돌기 (22)가 마련된 롤은 롤 표면에 있는 수지를 제거하는 용액에 담겨지거나 닦여진다.

따라서, 제 7e 도에서 볼 수 있듯이, 크롬 돌기(22)는 수지가 제거된 롤 표면에 있는 크롬 도금된 부분에 노출된다.

결국, 본 발명에 따라서, 소정의 간격으로 롤 표면에 연속적인 방식으로 성형된 크롬 돌기를 갖추고 있으며 균일한 형상을 갖는 롤은 상기 설명된 단계에 따라 제조될 수 있다.

제 8 도는 본 발명에 따른 롤의 단면 형상을 개략적으로 도시한 것이다. 롤 표면은 주로 크롬으로 조성되며 본 발명에 따라 레이저 빔 조사에 의해 성형된 돌기가 마련되어 있으며 이러한 균일한 형상은 압연이 진행되는 방향이나 압연이 진행되는 방향에 수직한 방향에서 성형된다.

제 9 도는 본 발명에 따른 롤 표면에 크롬을 주성분으로 하는 돌기를 균일하게 성형하는 장치를 개략적으로 도시한 것이다. 예를 들어 롤 표면에 있는 Cr 도금(17)에 코팅된 수지(18) 표면에 레이저 빔이 조사되는 실행단계에 있어서, 레이저빔(20)은 레이저 발진기(26)으로부터 광학기구를 통하여 집속 렌즈 (19)로 투과된다. 집속 렌즈(19)는 롤(16)에 수직한 방향으로 움직일 수 있도록 가공 헤드내에 고정되어 있다. 두개의 센서는 가공 헤드(23) 근처에 마련된다. 하나의 센서는 간격 센서(24)이며 레이저가 조사되는 동안 롤과 집속 렌즈 사이의 간격(촛점 위치)을 측정한다. 다른 센서는 코팅 두께 미터(25)로서, 예를 들면 전자기 미터이며 가공 헤드(23)의 근처에 제공된다. 이러한 센서는 가공 헤드의 근처에서 롤 표면상의 코팅된 수지의 코팅 두께를 측정한다. 수지가 녹아서 제거된 후에 오목한 부분의 직경은 롤 표면에 코팅된 수지의 두께와 레이저 빔 조사 조건(레이저 빔 출력, 집속 렌즈와 사이의 간격(촛점 위치)등에 의해 크게 영향을 받는다.

레이저 빔 출력은 소정의 조건이 설정된 후에 일정한 값으로 유지될 수 있다. 그러나, 레이저 빔 조사에 의해 녹아서 제거된 후에 오목한 부분의 직경은 크게 변하고, 만일 집속 렌즈와 롤 사이의 간격이 가공된 롤 표면상의 크라운 등에 의해 레이저 빔이 조사되는 동안에 측정되지 않는다면 롤내의 거칠기가 변하게 되는 데, 롤 표면상에 코팅된 수지의 코팅 두께가 롤에서 변할 때 또는 다른 바람직하지 못한 현상들이 발생할 때 초점 위치가 벗어나게 된다. 집속 렌즈와 롤 사이의 간격(초점 위치)가 초점 거리로부터 +쪽 또는 -쪽으로 벗어날(defocuses)때와 롤 표면에 코팅된 수지의 두께가 초과될 때, 수지가 녹아서 제거된 후의 오목한 부분의 직경은 작아지고 롤 표면에 주로 크롬으로 조성되어 제공된 돌기의 직경 역시 작아진다.

한편, 집속 렌즈와 롤 사이의 간격(초점 위치)가 초점 거리로부터 ±0㎛일때(즉, 초점이 맞았을 때)와, 롤 표면에 코팅된 수지의 두께가 작을 때 수지가 녹아서 제거된 후에 오목한 부분의 직경은 커지고 주로 크롬으로 조성되어 롤 표면에 제공되는 돌기의 직경 역시 커진다.

수지가 녹아서 제거된 후에 오목한 부분의 직경에 영향을 주며, 주로 크롬으로 조성되어 롤 표면에 제공되는 돌기의 직경 변화에 영향을 주는 인자는 ① 레이저 출력 조건, ② 롤과 집속 렌즈 사이의 간격(초점 위치) ③ 롤 표면에 코팅된 수지의 두께를 포함한다. 종래 기술에서는, 상기 설명한 조건 중에서 조건 (①, ②)은 실효 레이저 빔 조사와 수지의 코팅 두께의 변화가 고려되지 않을 때 고려한 것이며, 수지의 코팅 두께의 변화에 대한 영향은 롤에서의 균일한 거칠기를 얻기 위해서 보정된다. 이러한 목적은 달성하기 위하여 제 9 도에서 볼 수 있듯이, 코팅 두께 미터(25, 예를 들면 전자기적 코팅 두께 미터)는 레이저 가공 헤드(23)의 근처에 제공되며, 롤 표면에 코팅된 수지의 두께는 레이저 빔이 조사되는 동안 측정되고, 그 결과는 계산 성분에 의해 가공을 위한 레이저 빔 출력을 보정하는 데 사용된다. 이렇게 되면 데이타는 레이저 빔 가공 장치의 콘트롤러(27)에 보내져 레이저 발진기(26)의 출력 조건을 조절한다. 레이버 빔(20)은 수지 코팅 조건에 따라 보정된 것으로서 레이버 발진기(26)로부터 광학기구에 보내지고, 집속 렌즈(19)로 향하는데, 이는 빛을 집속하고 롤 표면에 코팅된 수지의 표면에 소정의 피치로 연속적으로 적용된다. 이때에, 본 발명에서는, 수지가 녹아서 제거된 후에 오목한 부분의 직경에 관하여, 즉 롤 표면에 주로 크롬으로 조성되어 제공되는 돌기의 직경에 관하여 코팅 두께 분포상의 변화에 대한 영향이 보정되므로 롤 내의 균일한 거칠기를 얻는 것이 가능하다.

본 발명의 효과는 다음의 예를 통하여 더욱 상세하게 설명된다. 0.75mm의 두께를 갖는 냉각 강판은 본 발명에 따라 무딘 롤을 압연하여 템퍼 압연이 되어 롤 표면에 성형된 거친 표면을 강판에 전이한다. 이때 성형된 형상의 형태는 표 5에 정리하였다. 표 5에서, P값은 1.0d 내지 1.5d의 범위에 있으며, h값은 2 내지 16㎛의 범위내에 있다.

표 5

직경이 d(㎛)이며, 오목한 부분 사이의 중심 거리가 P₁(㎛)이고 압연 진행 방향에 있는 열 사이의 중심 거리가 P₂(㎛)이며 오목한 부분의 깊이가 h(㎛), 평탄부의 면적률은η이고 강판의 표면 1mm²당 오목한 부분의 체적이 V(×10⁶㎛³/mm²)인 오목한 부분을 갖는 강판은 가공 및 제한 인발률(L.D.R.)후에 균열이 나타나거나 나타나지 않는 항(프레스 성형성)으로 자동차용 내판으로서의 유용성에 관련하여 계산되었다. L.D.R. 값은 32mm 직경의 펀치를 갖춘 금형에 의해 깊게 인발할 수 잇는 소재판의 최대 직경을 결정하고, 펀치의 직영에 대한 소재 강판의 최대 직영의 비율을 결정하여 결정되었다. 번호(1 내지 9)는 본 발명의 강판을 표시하며 번호(10 내지 12)는 비교예를 표시한다. 도장 선명성을 해치지 않고서 여러 조건 하에서 성형성이 양호할 필요가 있는 자동차용 내판에 적용함에 있어서, 1mm²당 오목한 부분의 체적(V)이 0.70×10⁶보다 작을 때, 오목한 부분을 적시는 프레스 성형 윤활유의 양이 불충분하므로, 프레스 성형 후에 강판 표면에 자주 균열이 발생한다. 이러한 이유때문에, 체적(V)의 하한가는 0.70×10⁶(㎛³/mm²)이 된다.

제 1 도에 도시한 강판의 전통적인 형상 형태는 표 6에 정리하였다. 강판 표면상의 골부(11)의 외주변의 평균 직경이 D이며, 강판 표면상의 마루부(10)의 마루면(8)의 평균 직경이 d₀이고, 롤 표면의 표면상에 있는 플랜지(2)의 폭이 α이고, 강판 표면상의 인접한 마루부(10) 사이의 평균 중심 거리가 Sm(상기 모든 항의 단위는 ㎛), 평균탄부의 면적률은 η, 1mm²당 오목한 부분의 체적은 V(×10⁶㎛³/mm²)인 형상 형태를 갖는 강판은 가공 및 제한 인발률(L.D.R) 이후에 균열이 있는 항 또는 없는 항(프레스 성형성)으로 자동차용 내판으로서의 유용성에 관련하여 계산되었다.

표 6

표 6에서, η와 V는 다음으로 결정된다.

0.75mm의 두께를 갖는 냉간 압연 강판은 본 발명에 따른 무딘 압연 롤에 의해 템퍼 압연되어 롤 표면에 성형된 거친 표면을 강판에 전이시킨다. 이때에 성형된 형상의 형태는 표 7에 정리하였다. 표 7에서, P값은 1.0d 내지 2.0d의 범위에 있으며, h값은 16 내지 40㎛의 범위 내에 있다. 표 7에 나타낸 자동차용 내판의 검사의 결과에서 볼 수 있듯이, 본 발명의 강판은 프레스 성형성과 L.D.R값 모두에서 비교예의 강판보다 우수하며, 그 결과는 표 6에서 정리된 종래의 강판에 대한 결과를 확실히 개선한 것임을 볼 수 있다.

도장 선명성을 해치지 않으면서 다양한 조건 하에서 양호한 도장 선명성이 요구되는 자동차용 내판에 적용함에 있어서, 1mm²당 오목한 부분의 체적(V)이 8.00×10⁶보다 작을 때 오목한 부분을 적시는 프레스 성형 윤활유의 양이 불충분하므로 프레스 성형 후에 강판 표면에 균열이 자주 발생한다. 이러한 이유때문에, 체적(V)의 하한가는 8.00×10⁶(㎛³/mm²)가 된다.

표 7

제 10 도는 평탄부의 면적률(η)과 표 1에서 설명된 종래의 강판과 비교하여 표 3에서 설명한 본 발명에 따른 강판의 표면 1mm²당 오목한 부분의 체적(V(×10⁶(㎛³/mm²) 사이의 관계를 보여주는 선도이다. 종래의 모든 강판에서는 오목한 부분의 체적(V)이 8.00×10⁶보다 작고, 본 발명의 강판에서는 오목한 부분의 체적(V)이 8.00×10⁶보다 같거나 크다.

0.75mm의 두께를 갖는 냉각 압연 강판은 본 발명에 따른 무딘 압연 롤에 의해 템퍼 압연되어 강판의 표면에 성형된 거친 표면에 전이된다. 이때 성형된 형상의 형태는 표 8에 정리하였다. 표 8에서, P값은 1.5d 내지 4.0d의 범위에 있으며, h값은 16 내지 40㎛의 범위 내에 있다. 표 8에서 보인 자동차용 내판의 검사 결과에서 볼 수 있듯이, 본 발명의 강판은 비교 강판에 비해 프레스 성형성과 도장 선명성(NSIC의 항으로) 모두 우수하며, 표 10에서 보인 종래의 강판에 대한 결과를 충분히 능가는 것을 알 수 있다. 강판의 가 형상 형태에 관하여 도장 선명성을 평가하기 위하여, 화학 변환처리가 인산염으로 수행되었고, 처리된 강판은 2중 또는 3중 코팅되었다. 즉, 양이온성 ED 도장의 초기 코팅은 18 내지 20㎛의 두께를 갖는 코팅을 형성하고, 중간 코팅은 30 내지 35㎛ 두께를 갖는 코팅을 형성하며/또는 정상 코팅은 30 내지 35㎛의 두께를 갖는 코팅을 형성한다. 따라서, 코팅 표면의 도장 선명성은 도장 선명성 미터에 의해 NSIC값을 측정함으로써 평가된다.

1mm²당 오목한 부분의 체적(V,8.00×10⁶)은 자동차용 외판에 필요한 프레스 성형성을 해치지 않고도 도장 선명성 요구치를 만족시킨다. 상기 값이 초과한다해도, 평탄부의 면적률(η)이 줄어들기 때문에 상기 설명한 값은 상한가로 정해졌다. 한편, 1mm²당 오목한 부분의 체적(V)이 8.00×10⁶보다 작으면, 자동차용 외판에 필요한 프레스 성형성이 손상을 입는다. 나아가, 이 경우에 있어서, 오목한 부분을 적시는 프레스 성형 윤활유의 양이 불충분하기 때문에 프레스 성형후 강판 표면에 균열이 자주 발생한다. 이러한 이유 때문에, 체적(V)의 하한가는 1.00×10⁶(㎛³/mm²)로 정하였다.

제 11 도는 평탄부의 면적률(η)과 종래의 강판과 비교하여 본 발명의 강판의 표면 1mm²당 오목한 부분의 체적(V(×10⁶㎛³/mm²)) 사이의 관계를 보여주는 선도이다. 본 발명의 강판의 평탄부의 면적률(η)은 종래의 강판을 훨씬 개선했음을 명백히 알 수 있다.

표 8

0.75mm의 두께를 갖는 냉간 강판은 본 발명의 무딘 압연 롤에 의해 템퍼 압연되어 강판의 표면에 성형된 거친 표면에 전이된다. 이때 성형된 형상의 형태는 표 9에 정리하였다. 표 9에서, P값은 2.5d 내지 4.0d의 범위 내에 있고, h값은 2 내지 16m의 범위 내에 있다. 강판의 종래 형상 형태는 표 10에 정리하였다.

표 9에 주어진 자동차용 외판의 검사 결과로부터, 본 발명의 강판이 비교예의 강판에 비해 프레스 성형성과 도장 선명성(NSIC값의 항으로) 모두에서 우수하며, 표 10에 주어진 종래의 강판에 대한 결과를 훨씬 개선한 것임을 알 수 있다.

2.00×10⁶을 갖는 1mm²당 오목한 부분의 체적(V)은 자동차용 외판과 다른 것에 필요한 프레스 성형성을 해치지 않고도 도장 선명성 요구를 만족시킨다. 이는 상기의 값을 초과할 수 있다. 그러나, 이 경우는 평탄부의 면적률(η)이 줄어들게 되어 상기 설명한 값은 상한가로서 설정되었다. 한편, 1mm²당 오목한 부분의 체적(V)이 2.00×10⁶보다 작다면, 자동차용 외판에 필요한 프레스 성형성은 손상을 입을 것이며, 오목한 부분을 적시는 프레스 성형 윤활유의 양이 불충분하기 때문에 프레스 성형 후에 강판의 표면에 균열이 자주 발생한다. 이러한 이유때문에, 체적(V)의 하한가는 0.1×10⁶(㎛³/mm²)가 된다.

제 12 도는 종래의 강판의 비교한 본 발명에 따른 강판의 표면 1mm²당 오목한 부분의 체적(V)과 평탄부의 면적률(η)의 관계를 보여주는 다른 선도이다.

제 1 도에 도시한 강판의 종래의 형상 형태는 표 10에 정리하였다. 강판 표면상의 골부(11)의 외주변의 평균 직경이 D이며, 기판 표면에 있는 마루부(10)의 마루면(8)의 평균 직경은 d₀이고, 롤 표면의 표면에 있는 플랜지(2)의 폭은 α이고, 강판 표면에 있는 인접 마루부(10) 사이의 평균 중심 거리는 Sm(상기 항 모두는 ㎛단위를 사용)이며, 평탄부의 면적률은, η, 오목한 부분의 체적율은(V(×10⁶(㎛³/mm²))인 형상 형태를 갖는 강판은 가공 및 도장 선명성 이후에 균열이 나타나거나 나타나지 않는 항(프레스 성형성)으로 자동차용 외판으로서의 유용성에 관하여 평가(NSIC의 값의 항으로)되었다.

제 12 도에 도시한 종래의 강판에 있어서, 강판 표면에 있는 마루부(10)의 평탄한 마루면(8)의 중간 평탄부(9)로부터의 높이(h₂)가 존재하기 때문에, 강판의 평탄부는 정도의 차이가 있는 코팅된 표면을 갖게 되며, 이는 광택을 해치고 전이 형상의 손상을 가져오며, 이로 인해 도장 선명성을 감소시키게 되고 본 발명의 경우보다 열등한 NSIC값이 된다.

표 9

표 10

표 10에서, η 및 V값은 식(23)과 식(24)으로 대표되는 요구조건에 대해 만족한다.

본 예는 본 발명에 따른 무딘 압연 롤의 제조를 설명한다.

610mmψ의 직경을 가지며 Cr 단조철의 템퍼 압연 롤용 구동 롤의 표면은 2 내지 10㎛의 두께로 Cr이 도금되었고, 아크릴릭 수지는 5 내지 50㎛의 두께를 갖는 코팅을 형성하는 롤러 코팅에 의해 추가 코팅되었으며 최종적인 코팅은 건조되었다. 이때 레이저 빔은 8 내지 20W로 코팅된 롤 표면에 조사되었고 원형 원목한 부분을 형성하는 코팅 면을 통과하였다. 특히, 일정한 조사 조건(즉, 피크값과 펄스 폭)으로 펄스 발생된 레이저 빔은 집속 렌즈에 의해 집속되어 수지 표면에 조사되었다.

이때, 수지의 코팅 두께상의 변화는 레이저 빔 가공 헤드의 근처에 장착되며 레이저 빔 출력을 보정하는데 사용되는 전자기적 코팅 두게 미터에 의해 측정되었다. 특히, 레이저 빔 발진기의 출력 조건은 정규화되어 수지가 녹아서 제거된 후에 오목한 부분의 직경은 균열하게 된다. 레이저 빔 가공 헤드는 레이저 빔이 롤 표면에 코팅된 수지 코팅 표면에 대한 소정의 피치로 연속적으로 조사되고, 레이저 빔은 레이저 빔 가공 헤드를 움직이는 동안 롤 표면에 코팅된 수지 표면을 통하여 조사 및 통과되어 롤 표면상의 원형의 오목한 부분을 성형하는 방식으로 움직인다. 레이저 빔 가공이 완료된 후에, 롤은 50℃의 알카라인 용액과 120초의 탈지시간의 조건하에서 전해 탈지되어 크롬산 용액 내에서 Cr으로 도금되었다. 특히, 전기 도금은 크롬산 용액 내에서 수행되어 약 5㎛의 두께를 갖는 크롬 코팅을 롤 표면에 성형된 오목한 부분에 점착시켰다. 이 경우, 롤 표면에 코팅된 아크릴릭 수지가 절연 성질을 갖고 있기 때문에, 크롬 도금은 수지 코팅된 표면에는 없고 오목한 부분에만 적용되었다. 도금이 완료된 후, 롤 표면에 코팅된수지는 브러쉬에 의해 제거되었다. 결과적으로 균일한 형상을 갖춘 약 5㎛ 두께의 크롬 돌기가 롤 표면에 성형되었음을 발견하였다.

본 발명에 따른 무딘 압연 롤을 제조하는 방법에서 압연하는 동안의 크롬 돌기의 내구성을 실험한 결과는 종래 기술의 경우의 결과와 비교하여 표 11에 정리하였다.

종래 기술(⑤ 내지 ⑧)에서는, 아크릴릭 수지는 롤의 표면에 직접 코팅되었으며, 레이저 빔 조사는 노출된 롤의 표면을 갖는 오목한 부분을 성형하는 수지를 제거하도록 수행되었고, 크롬 도금 돌기는 롤의 노출된 표면에 성형되었다. 이 경우, 압연이 진행되는 동안 크롬 돌기부에 적용된 국부적인 집중 하중은 압연이 시작된 후 10km의 압연 길이에서 크롬 돌기부는 벗겨지는 원인이 된다. 이러한 현상은 크롬 돌기의 높이가 20㎛ 또는 그 이상이 되고 크롬 돌기가 압연이 시작된 후 즉각적으로 벗겨지는 종래 기술(⑧)에서는 상당한 것이었다.

따라서, 본 발명(① 내지 ④)에서는 롤의 표면이 일련의 단계에서 수지 표면에 있는 구멍 내의 오목한 부분의 크롬 도금 내의 동일 성분을 사용하여 롤 표면과 크롬 돌기 사이의 점착을 개선하려는 목적으로 아크릴릭 수지로 코팅하기 전에 크롬으로 도금되었다.

압연이 진행되는 동안 크롬 돌기의 내구성의 실험은 종래 기술(④)에 있어서 크롬 돌기의 높이가 20㎛ 또는 그 이상일 때, 압연이 진행되는 동안 크롬 돌기부에 적용되는 국부적인 집중 하중은 압연이 시작된 후에 10km의 압연 거리 내에서 크롬 돌기부가 벗겨지는 원인이 되고, 반면에 크롬 돌기의 높이가 20㎛ 또는 그 이하일 때, 벗겨짐이 발생하지 않고 압연은 목적하는 거칠기가 크롬 돌기의 마모가 진전함에 따라 얻어질 수 있을때까지 수행될 수 있다.

수명은 크롬 돌기의 마모가 크롬 돌기의 초기 높이에 관계됨으로써 롤의 대체가 필요로 하기 전의 주기로서 정의되고 압연이 진행되는 동안의 벗겨짐이나 다른 현상을 고려하였을때 크롬 돌기는 약 1 내지 20㎛가 적절하다.

표 11

주) ○ : 괄호 내의 압연 거리는 Cr 돌기가 수명이 다할 때까지 마모되는데 필요한 압연 거리이다.

△ : 압연이 시작된 후 120km의 압연 거리 내에서 벗겨진 Cr 돌기.

× : 압연이 시작된 뒤 바로 벗겨지는 Cr 돌기.

상기 설명된 예에서 명확하게 알 수 있듯이, 제조된 무딘 압연 롤은 수지로 코팅되기 전에 수전에 수행된 크롬 도금을 수행하고, 수지로 도금 표면에 코팅하며, 코팅을 통하여 레이저 빔을 적용 투과시켜 노출된 도금 표면을 갖는 구멍을 성형하고 크롬 도금 표면을 수지 코팅 내의 구멍의 오목한 부분 내의 크롬 도금 표면을 다른 크롬 도금 처리를 하는 단계로 구성된 본 발명의 방법으로 제조되며, 수지 코팅된 구멍 내의 오목한 부분의 크롬 도금된 동일한 성분을 사용하여 롤 표면과 크롬 돌기 사이의 점착을 향상할 수 있으며, 롤 표면에 성형된 거친 표면을 강판에 전이시켜 제조된 자동차용 외판 또는 다른 재료가 도장 후의 도장 선명성과 프레스 성형성 모두에서 우수하게 만들며, 종래 기술에서는 얻을 수 없는 고품질, 고급 냉간 강판을 제공하며 산업적인 관점에서 매우 유용하다.

Claims

우수한 도장 선명성과 프레스 성형성을 갖춘 강판에 있어서, 강판 표면에 다수의 작은 오목한 부분을 가지고 있으며, 상기 오목한 부분은 직경(d)이 50 내지 500㎛이며 깊이(h)는 2 내지 40㎛이고, 강판 표면 1mm²당 오목한 부분의 전체 체적(V)이 0.70×10⁶㎛³또는 그 이상이며, 압연 방향으로 상호 인접한 오목한 부분 사이의 중심 거리(P₁)가 1.0d 내지 2.0d의 범위에 있고, 압연 방향의 열과 열 사이의 중심 거리(P₂)는 1.0d 내지 2.0d의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 우수한 도장 선명성과 프레스 성형성을 갖춘 강판.
제 1 항에 있어서, 오목한 부분의 깊이(h)가 2 내지 16㎛이며, 압연 방향으로 상호 인접한 오목한 부분 사이의 중심 거리(P₁)가 1.0d 내지 1.5d의 범위에 있으며, 압연 방향의 열과 열 사이의 중심 거리(P₂)가 1.0d 내지 1.5d의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 우수한 도장 선명성과 프레스 성형성을 갖춘 강판.
제 1 항에 있어서, 오목한 부분의 깊이(h)가 16 내지 40㎛의 범위에 있으며, 강판 표면 1mm²당 오목한 부분의 전체 체적(V)이 8×10⁶㎛³또는 그 이상인 것을 특징으로 하는 우수한 도장 선명성과 프레스 성형성을 갖춘 강판.
우수한 도장 선명성과 프레스 성형성을 갖춘 강판에 있어서, 강판 표면에 다수의 작은 오목한 부분을 가지고 있으며, 상기 오목한 부분은 직경(d)이 50 내지 500㎛이며, 깊이(h)는 2 내지 40㎛이고, 강판 표면 1mm²당 오목한 부분의 전체 체적(V)이 0.10×10⁶내지 8×10⁶㎛³또는 그 이상이며, 강판 표면상의 오목한 부분과는 다른 평탄부의 면적률은 0.6 내지 그 이상이고, 압연 방향으로 상호 인접한 오목한 부분 사이의 중심거리(P₁)가 1.5d 내지 4.0d의 범위에 있고, 압연 방향의 열과 열 사이의 중심거리(P₂)는 1.5d 내지 4.0d의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 우수한 도장 선명성과 프레스 성형성을 갖춘 강판.
제 4 항에 있어서, 오목한 부분의 깊이(h)는 16 내지 40㎛의 범위 내에 있으며, 강판 표면의 1mm²당 오목한 부분의 전체 체적(V)은 1×10⁶내지 8×10⁶㎛|³인 것을 특징으로 하는 우수한 도장 선명성과 프레스 성형성을 갖춘 강판.
제 4 항에 있어서, 오목한 부분의 깊이(h)가 2 내지 16㎛이며, 강판 표면 1mm²당 오목한 부분의 전체 체적(V)이 0.10×10⁶내지 2×10⁶㎛³이며, 강판 표면상의 오목한 부분을 제외한 평탄부의 면적률이 0.8 또는 그 이상이고, 압연 방향으로 상호 인접한 오목한 부분 사이의 중심 거리(P₁)가 2.5d 내지 4.0d의 범위에 있으며, 압연 방향의 열과 열 사이의 중심 거리(P₂)가 2.5d 내지 4.0d의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 우수한 도장 선명성과 프레스 성형성을 갖춘 강판.
우수한 도장 선면성과 프레스 성형성을 갖춘 강판용 무딘 압연 롤을 제조하는 방법에 있어서, 롤 표면에 Cr을 주성분으로 하는 박막을 코팅하고, 상기 Cr 코팅부에 절연 수지 박막을 코팅하고, 코팅된 수지의 두께에 따라 고밀도 에너지의 조사 조건을 조절하여 코팅을 관통하는 구멍을 연속적으로 형성하고, 가공된 롤을 크롬산 용액에 집어넣어 다시 한번 Cr 도금 처리를 하고, 코팅된 수지를 제거함으로써 롤 표면상에 주로 Cr으로 조성된 균일한 돌기를 제공하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 우수한 도장 선명성과 프레스 성형성을 갖춘 강판용 무딘 압연 롤을 제조하는 방법.