압연 가공 — 롤 사이 두께 감소

핵심 정리

압연은 회전하는 두 롤러 사이에 재료를 통과시켜 두께를 줄이는 소성가공이다. 금속 공정에서는 소재를 한 쌍 이상의 롤에 통과시켜 두께를 줄이고, 두께를 고르게 하거나 원하는 기계적 특성을 부여한다. 핀, 레일, 형강, 봉강 같은 제품을 만들며 주로 연강을 쓴다.

재결정 온도 기준으로 열간·냉간을 나눈다. 가공 온도가 압연을 나누는 기준이다. 재결정 온도 이상에서 하면 열간압연, 이하에서 하면 냉간압연이다. 열간 가공은 금속의 재결정 온도 이상에서 행해진다. 냉간압연은 상온압연이라고도 부른다.

롤이 소재를 누르는 힘인 압하력은 소재의 폭, 롤의 직경, 압하량에 따라 달라진다. 요인을 하나씩 바꿔 보면 각각의 영향을 구분할 수 있다. 압하력의 크기를 묻는 문제는 대개 이 세 요인이 압하력에 미치는 방향을 묻는다.

자세히

열간과 냉간의 쓰임

열간압연은 재결정온도 이상에서 변형저항이 작아 큰 변형량이 필요한 재료 가공에 적합하다. 변형저항이 작다는 것은 같은 변형을 주는 데 드는 힘이 작다는 뜻이다. 재결정 온도 이상에서는 금속이 쉽게 변형되므로 두께를 크게 줄이는 거친 가공에 쓰인다.

냉간압연은 재결정온도 이하에서 가공하며 가공경화로 강도가 높아진다. 냉간압연은 치수 정밀도와 표면 상태가 좋아 마무리 작업에 많이 쓰인다. 모든 냉간 가공 공정 중에서는 냉간압연이 가장 많은 톤수를 처리한다.

폭과 롤 직경이 압하력에 미치는 영향

평판의 폭이 넓어질수록 압하력은 커진다. 폭이 넓으면 롤과 접하는 면적이 커지므로 더 큰 힘이 필요하다고 이해하면 된다.

롤 직경이 커지면 동일한 압하량에서 접촉 길이가 늘어 압하력이 증가한다. 두 요인은 모두 압하력을 키운다. 다만, 이 관계는 압하량이 같다는 조건에서 성립하므로 조건이 달라지면 같은 방향으로 판단해서는 안 된다.