KR820001706B1 - 선재, 금속봉등의 표면층을 스트리핑(stripping)하는 방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

선재, 금속봉등의 표면층을 스트리핑(stripping)하는 방법

제1도는 본 발명에 의한 스트리핑방법의 실시예를 설명하기 위한 장치의 측종단면도.

제2도는 본 발명에 의한 스트리핑 방법의 실시예를 설명하기 위한 제1도의 우측단면도.

본 발명은 예를들어 선재(線材)나 금속봉과 같은 길이가 긴 금속재료를. 금할 때 상기 금속재료와 도금될 금속물질 사이에 고도한 접착을 도모하기 위하여 도금하기전 상기 금속재료의 표면에 있는 이물질층을 스트리핑(stripping)하기 위한 방법에 관한 것이다.

공지기술로서는 독일 특허공보 제740, 235 호에 소개된 것으로서 이는 열연선재나 금속봉이 안내기구(guide mechanism)를 지나 드로우잉 다이(drawing die)에서 연마되고 그 표면의 요철과 기타 결함을 제거하기 위한 목적으로 절삭공구(cutting tool)를 최후로 통과하게 되어 있다.

그리고 상기 선재나 금속봉의 보다 높은 경도를 부여하기 위하여 상기 절삭공구 다음 공정에 추가로 하나의 드로우잉 다이를 설치할 수도 있다.

본 발명은 본양수인이 1976년 10월 26일자 출원한 미국특허 출원 제192, 188 호에 소개된 후속 도금공정을 위하여 상기 선재나 금속봉의 표면처리에 특히 적합하도록한 방법에 관한 것이다.

본 발명은 선재나 금속봉등과 같은 길이가 긴 금속재료가 도금공정에서 도금할 금속물질과 상기 금속재료의 표면과의 고도한 부착력을 주는데 지장을 주는 상기 금속재료의 표면상에 있는 이물질을 벗겨내기 위한 표면스트리핑 방법을 제공하는데 목적이 있다.

본 발명의 상기 목적을 수행하기 위하여 우선 길이가 긴 안내기구에 의하여 일직선으로 잡힌 선재나 금속봉에 윤활제나 냉각수를 주면서 안내기구를 통과하고 이 안내기구를 막 통과한 선재나 금속봉과 같은 길이가 긴 금속재료는 그 다음 공정에 위치한 드로우잉 다이에 들어가면서 그 단면이 축소되고 이 드로우잉 다이를 막 거쳐나온 상기 재료는 곧 스트리핑을 위한 절삭공구에 들어가는데 이때 절삭으로 발생한 미소한 철편과 이들 철편의 축적이 과다하게 커지면 탈피된 선재에 부여하는 마찰압력이 증대되어 선재의 계속적인 절삭공정에 지장을 초래하게 되므로 이를 방지하고 원활한 공정의 진행을 위하여 상기 재료의 표면으로부터 예정된 거리, 예를들어 5mm 이상의 것은 자동적이며 연속적으로 제거되어야만 하는데, 그것은 상기 재료가 절삭공구를 자유롭게 통과되면서 그 표면 특성을 한층개량된다는 것이 실험결과 입증되었다.

드로우잉다이를 거쳐 나온 선재나 금속봉의 단면 감소는 그들이 알루미늄 재료로 구성된 경우 단면적으로 약 5%의 감소가 바람직한데 왜냐하면 표면박리중에 발생되는 마찰열등에 의한 금속재료의 특성, 예컨데 템퍼(temper) 특성 혹은 기계적 성질의 손실방지를 위해 또한 선재나 금속봉등의 표면의 미소한 결함을 최소한으로 방지함에 있어 박리공정 직전의 드로우잉다이에서 금속표면을 매끄럽게 하므로써 표면박리를 용이하게 하는 소성(塑性)을 표면에 부여하기 위하여 박리 공정에 앞서 드로우잉되는데 알루미늄의 경우는 단면적의 감소를 약 5% 정도로 하면 상기 목적을 위하여 유리하다는것이 실험적 수치로서 밝혀졌다.

따라서 상기한 바와 같이 드로우잉 단계 직후에 곧 스트리핑 단계로 진행되므로 선재나 금속봉등의 표면상의 미소한 결함은 스트리핑 단계 직전의 드로우잉 다이에서 그 표면을 매끄럽게 하므로써 최소한으로 줄이며 또 스트리핑중에는 템퍼(temper) 특성의 손실을 방지하기 위하여 상기 재료에 미리 응력을 부여한다.

만일 드로우잉하지 않고 표면박리를 하면 상기한 바와 같이 박리중에 발생하는 마찰열등에 의하여 재료의 템퍼특성의 손실이나 어니일링(Annealing)에 의한 기계적 성질에 손실을 초래하게 되는데, 고속생산시에는 마찰열발생이 보다 크므로 재질의 특성 손실이 보다 크게 된다.

따라서 표면박리 공정전 재료에 미리 특히 금속표면에 응력을 부여하는 드로우잉을 함으로써 고속생산시 발생되는 특성손실을 방지시키고 재료표면에 재질적인 악영향을 주지 않고 고속생산을 가능하게 하고 더우기 드로우잉(또는 단면감소) 직후에 스트리핑을 하게 되므로 고속생산을 하여도 스트리핑후 선재나 금속봉등의 표면에는 하등 영향을 주지 않는다.

본 발명에 의하면 선재나 금속봉등의 금속재료가 스트리핑단계에서 발생되는 미소한 철편이 스트리핑을 하는 절삭공구에 축적하므로써 상기 재료가 절삭공구를 길이 방향으로 자유롭게 통과할 수 없게 되는 문제를 방지하기 위하여 상기 철편은 금속재료의 표면으로부터 계속적으로 제거된다.

상기한 바와 같이 선재나 금속봉등의 재료표면으로부터 최소 5mm 거리에서 철편을 제거하는것이 상기 재료가 절삭공구를 자유롭게 통과되면서 그 표면특성도 개량된다는 것이 실험결과 입증되었다.

알루미늄과 같은 비철금속의 선재나 금속봉등의 재료가 안내기구를 통과시 그 표면에 윤활제를 분사하거나 또는 알콜을 사용하게 되면 상기 재료를 스트리핑함에 있어서 특히 유익하다.

그 이유로는 표면박리중에 발생하는 마찰열로 금속재료 및 드로우잉 다이의 온도가 높아지면 금속재료의 특성손실과 아울러 드로우잉 다이의 수명이 짧아짐으로 이 냉각매체로서 알루미늄과 같은 비철금속의 경우는 알콜을 사용하는것이 유리하다.

그리고 상기 선재나 금속봉이 산화성 재료인 경우 안내기구에서의 직선작업(stnaightening), 드로우잉 작업 및 스트리핑작업등과 같은 연속작업은 보호가스 분위기내에서 수행케 하므로서 후에 있을 도금 즉 상기 재료의 표면과 도금할 금속물질간의 고도의 접착을 촉진시키게 된다.

본 발명에 의하면 안내기구, 드로우잉다이 및 스트리핑을 위한 절삭공구등은 선재나 금속봉이 통과하는 직선통로에 따라 위치되며 절삭공구는 드로우잉 다이의 출구단부로 부터 최대 6mm 거리에 위치된다.

드로우잉 다이의 출구와 절삭공구의 전단간의 거리가 길면 공정중 발생하는 철편이 축적되는 공간을 더 제공하는 것이 되어 축적된 철편은 선재의 주변에 더욱 많이 쌓이게 되어 그 결과 선재와 철편과의 마찰력은 더욱 증대되므로써 선재의 자유로운 절삭공구에의 통과가 저해되고 경우에 따라서는 선재에 부착되어 균일한 표면박리를 실시할 수 없고, 또 드로우잉다이와 절삭공구간의 선재가 기계의 진동 및 상기 증대된 마찰력등의 미소한 외력에도 벤딩(bending)되는 가능성을 높이게 되어 선재가 절삭공구 중심측에 안전하고 정확하게 진입하기 곤란하다.

따라서 상기 양자간의 거리는 기계장치의 구조 및 박리작용이 가능한 최소한의 단거리로 하는 것이 바람직하고 실험결과 최대 6mm 이내의 간격으로 설치하는 것이 좋다는 결론을 얻었다.

이와 같은 짧은 거리는 선재나 금속봉의 자유로운 통과를 방해하는 1/10인치 정도의 작은 철편의 축적을 효과적으로 제거하기 위한 것이다.

더우기 본 발명에 의하면 드로우잉다이는 안내기구의 출구단부에 부착 배열하였는데 이와 같은 배설은 절삭공구와의 축선정렬을 위한 것으로 위치조정기구를 사용한다.

본 발명의 바람직한 실시예로서 절삭공구는 냉각과 윤활구조를 위하여 하나 혹은 그 이상의 통로가 마련되어 있다. 선재나 금속봉이 비철금속재료로서 이를 냉간용접하게 되어 있는 경우에는 냉매로서 알콜을 사용함이 바람직하다.

선재나 금속봉에 대한 안내기구에서의 직선작업, 드로우잉 작업 및 스트리핑 작업등이 보호가스 분위기하에서 수행될때, 미소한 철편들이 제거될 수 있도록 하향개구(下向開口)가 최소하나를 구비한 하우징내에 절삭공구를 설치함이 바람직하다. 축적된 미소철편을 분쇄시키기 위하여 바이트(bite)를 스트리핑된 부재로부터 약 5mm 떨어져 설치하는 것이 매우 유익함을 발견하였다.

본 발명의 기타 여러 목적이 다음의 실시예로써 명백할 것이다. 첨부된 도면에 따라 본 발명을 설명하면 다음과 같다.

제1도 및 제2도도서, 산화성 표면을 갖는 선재나 금속봉과 같은 길이가 긴 금속재료의 스트리핑을 가능케하기 위하여 커버(1)가 있고 내부분위기가 제어된 케이스(2) 내에서 스트리핑작업이 수행되며 보호가스는 도면에 표시되어 있지 않지만 덕트를 경유하고 케이스(2)를 통하여 도입된다.

케이스(2) 내에는 케이스(6)에 의하여 고정위치에서 유지된 지지슬리이브(support sleeve)(3), 디스크(disc)(6)가 부착된 스핀들(5)을 조정함에 의하여 축방향으로 전후 가동할 수 있는 한쌍의 안내다이(guide die)(4a, 4b)를 구비한 위치로조정기구, 안내다이(4a, 4b)의 각 경사면과 접촉되는 경사면(7a, 7b)을 갖는 동시에 위치조정기구내에 위치한 안내기구 조정슬리이브(7), 안내기구 조정 슬리이브(7)내에 위치한 안내기구하우징(guide housing)(10) 및 하우징(10)내에 위치한 길이가 긴 안내기구(8) 등이 상호 밀접한 관계로 배열되어 있다.

안내기구(8)는 길이가 긴 관통구멍이 그 중앙에 형성되어 있고 이 구멍은 상기 안내기구(8)의 출구단부에 부착 지지된 드로우잉 다이(9)의 구멍과 측정렬되어 있다. 안내다이(4a, 4b)의 축방향 이동을 위하여 스핀들(5)을 조정하므로써 안내기구조정 슬리이브(7), 안내기구하우징(10) 및 안내기구(8)와 이에 부착된 드로우잉 다이(9)가 상기 여러 동심(同心) 부재의 공축 즉, 선재이동선에 직각인 평면상에서 이동된다.

따라서 안내기구(8)와 드로우잉 다이(9)를 통과하는 선재나 금속봉의 통로는 드로우잉다이(9)의 출구단부에 근접하여 위치한 절삭공구(16)와 그축들이 일직선이 되도록 조종되어야 한다.

제1도는 스핀돌(5)을 조정하므로써 이동하게 되는 4세트의 안내다이(4a, 4b)중 2세트를 보여주고 있다.

스핀들(5)에는 이 목적을 위하여 하나(4a와 접한부분)는 반시계방향 다른 하나(4b와 접한 부분)는 시계방향인 두 개의 나사가 새겨져 있다. 4세트의 안내다이는 서로 90˚각도의 위치에 배열되어 안내기구(8)와 드로우잉다이(9)를 직각좌표내에서 조정할 수 있도록 되어 있다.

안내다이(4a, 4b)는 지지슬리이브(3)의 홈(3a)내에 지지되며 안내기구 조정슬리이브(7)상 경사면(7a, 7b)의 슬리이브는 안내다이(4a, 4b)의 내부 작동면(作動面)의 경사에 의하여 평형이 이루어진다. 선재나 금속봉의 일측만이 스트리핑될 경우 또는 드로우잉다이(9)와 절삭공구(16)와의 중심선을 맞추기 위하여 드로우잉 다이(9)를 조정할때에는 스핀돌(5)의 조정은 한개의 스핀들은 안내다이(4a, 4b)가 안내기구조정슬리이브(7)상의 경사면(7a, 7b) 위로 올라오고, 마주보는 다른 한개의 스핀들은 안내다이(4a, 4b)가 안내기구조정슬리이브(7)상의 경사면(7a, 7b) 아래로 미끌어져 내려오도록 마주보고 있는 2개의 스핀들을 동시에 반대방향으로 회전시켜 조정되어져야 한다.

각 디스크(6)는 안내기구 조정슬리이브(7)와 안내기구 하우징(10) 사이에서 디스크의 축방향위치에 스핀들(6)을 구비하고 있음으로 안내다이(4a, 4b)의 균일한 이동을 보장한다. 2개의 클램프(11)는 안내기구 조정슬리이브(7)을 지지슬리이브(3)에 체결시키며 이 슬리이브(7)는 나사에 의하여 케이스(2)에 나착되어 있다. 패킹워서(Packing washer)(12)는 절삭공구(16)의 내측에서 발생된 미소한 철편으로부터 조정기구를 보호하는 동시에 안내기구에서의 윤활제의 누출을 방지하여 준다.

플랜지(13)는 지지슬리이브(3)의 적소에서 밀봉판(12)을 지지한다.

절삭공구(16)는 하우징(15)에 부착되고 절삭공구(16)와 드로우잉다이(9)와의 거리는 안내기구 하우징(10)과 하우징(15)의 구조적 형태에 따라 최초로 유지된다.

하우징(15)에 형성된 홈(17)은 알콜과 같은 윤활제를 절삭공구(16)에 공급하기 위한 것이다.

절삭공구(16)를 관통하는 기름구멍은 바람직하게는 절삭영역에 근접 형성시키므로써 그곳을 통과하는 선재나 금속봉과 접촉하는 절삭공구(16)의 절삭칼날에 지속적인 윤활을 제공하며 절삭공구에 형성된 기름구멍의 수는 스트리핑이 수행되는 특수조건에 부합하여 결정한다.

절삭공구(16)가 부착된 하우징(15) 내부에는 하우징(15) 중앙에 형성된 긴 구멍을 통과하는 선재나 금속봉의 통과방향에서 윤활제의 누출을 막기 위하여 원형 가스킷(gasket)(18)이 설치되어 있다. 이 가스킷(18)은 스프링(25) 작용에 의한 압력 링(24)을 통하여 절삭공구(16)에 압력을 가하는 상태하에서 지지되어 있다.

철편 제거기구(26)는 로울러 베어링에 의하여 회전가능하게 하우징(15)에 장치되는 동시에상기기구(26)는 제2도에 도시된 전동기(27)에 의하여 회전되며 또 전동기(27)의 구동력을 전달하기 위한 구동벨트(Belt Drive)(28)가 설치되어 있다.

두 개의 바이트(30, 31)은 플랜지(29)의 후단가까이 임의의 위치에 선회가능하게 부착되어 있으며, 이 위치결정은 벗겨진 금속껍질의 특성에 따라 결정된다.

두 개의 바이트(30, 31)는 절삭공구(16)의 축에 대하여 종횡방향의 측정이라는 관점에서 절삭공구(16)의 절삭칼날로부터 다른 거리로 위치하고 있다. 하여간 상기한 바와 같이 금속표면으로 부터 적어도 5mm 떨어진 지점에서 박리된 금속껍질이 떨어져 나가도록 또한, 여러형태의 바이트 장치가 사용되는 선재나 금속봉등의 구성물질에 따라 사용될 수 있다.

구동벨트(28) 철편제거기구(26)는 벨트커버(32)에 의하여 미소한 철편과 윤활제로부터 보호된다.

절삭으로 인하여 발생된 철편의 제거를 위하여 케이스(2) 저부에 철편상자를 설치할 수도 있다.

철편상자의 저면은 윤활제를 유출시킬 목적으로 스크린으로 된 원통형망을 형성시켜줌이 유리하다.

제2도에 도시되어 있는 바와 같이 전동기(27)는 플랜지 구조로 되고 구동벨트(28)의 장력을 조정할 수 있는 회전가능한 브랫컷(35)에 부착되어 있으며 커버(1)는 힌지(33)와 체결기구(34)에 의하여 케이스(2)에 부착되어 있다.

본 발명의 효과는, 종래의 구성에 있어서는 드로우잉다이, 안내다이, 이어서 절삭공구를 배치하여 철사등의 장척물의 표면을 매끄럽게 하는 것이 가장 좋은 것으로 되어 있었으나, 이같은 종래의 구성에 있어서는 드로우잉다이와 절삭공구와의 간격이 길기 때문에 드로우잉 직후에 금속표면에 부여된 일정한 소성(塑性)이, 안내기구를 통과하기 위하여 이 기구 및 드로우잉과 절삭공구의 간격이 길어 일정성을 상실하고 따라서 절삭공구에 의한 표면의 절삭력을 불균일하게 하므로 충분히 매끄러운 금속표면을 얻을수가 없었다.

이에 대하여 본 발명에서는 철사등선재나 금속봉등의 장척물을 드로우잉다이를 통한 직후에 즉, 장척물 표면에 소성을 일정하게 부여한 직후(되도록 직후)에 곧바로 표면박리를 실시하고, 따라서 표면박리공정중의 표면박리력을 표면의 소성이 변화하기전에 박리를 행하게 되므로 항상 일정하게할 수가 있어 동(銅) 박판등을 부착하기에 충분한 매끄러운 표면으로할 수 있다고 생각되며, 금속표면(장척물)에서 박리된 철편을 박리한후 가능한 정도로 즉시 분리하므로 드로우잉후 박리전의 금속표면에 부착시키는것 같은 일도 없고 따라서 금속표면의 박리력을 보다 더 일정하게 할 수 있으므로, 더한층 금속표면을 매끄럽게할 수 있는 이점을 지니고 일다.

이상과 같이 설명되고 도시된 본 발명은 본 발명의 특허청구 범위에 기재된 기술원리와 범위를 벗어나지 않는 범위에서 여러가지 변형을 가할 수 있다.

Claims (1)

1. 도금할 선재(線材)나 금속봉등과 같은 길이가 긴 금속재료의 표면을 스트리핑(stripping)하기 위한 방법에 있어서, 선재나 금속봉등의 금속재료를 경우에 따라서는 윤활제를 공급하면서 안내기구(8)로 안내시키고, 드로우잉다이(9)를 통과시키면서 상기 금속재료의 횡단면을 감소시키고, 그 직후 절삭공구(16)에 의하여 상기 금속재료의 표면을 스트리핑하고, 스트리핑할때 발생하는 미소한 철편을 상기 금속재료의 표면으로 부터 최소 5mm 거리에서 제거시키는 것등을 특징으로 하는 선재, 금속봉등의 표면층을 스트리핑하는 방법.

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