티타늄 냉간 압연 리빙의 주요 메커니즘 및 제어 방법은 무엇입니까?
May 10, 2026
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냉간 압연-티타늄 시트 및 스트립핵심 기본 소재이며 평탄도는 후속 가공 및 최종 제품 성능에 직접적인 영향을 미칩니다. 티타늄 소재는 가공 경화되기 쉽고 탄성률이 낮으며 이방성이 강합니다. 냉간압연시 리빙, 에지 웨이브, 주름 등의 결함이 많이 발생하는데, 그 중 리빙이 가장 많이 발생한다.
I. 리빙 결함의 형태 및 특성
- 티타늄 스트립의 리빙은 코일링 방향을 따라 불연속/연속 스트립- 모양의 돌출부가 주기적으로 분포하는 것을 말하며 간격은 코일 직경과 장력에 의해 영향을 받습니다. 얇고 넓은 티타늄 스트립은 이러한 결함이 발생하기 쉽습니다. 가벼운 경우에는 스트립 표면이 고르지 않습니다. 심한 경우 균열이나 주름이 발생하여 후속 가공에 영향을 미칩니다.
- 리빙 부분의 결정립은 뒤틀리고 늘어나며, 결정립계의 응력 집중은 미세 균열을 생성하는 경향이 있으며 경도는 매트릭스의 결정립보다 높습니다. 이는 일반적인 평탄도 결함이 아니라 응력 집중과 고르지 못한 소성 변형으로 인해 발생하는 국부적인 기계적 불안정성입니다.
II. 냉간압연 리빙의 메커니즘
1. 스트립은 장력, 마찰, 롤 변형 및 기타 효과를 받아 축 방향 압축 응력을 생성하고 응력이 재료의 임계 좌굴 응력을 초과하면 국부적인 팽창 및 리빙이 발생합니다. 얇고 넓은 티타늄 스트립은 리빙이 발생하기 더 쉬우며 이는 생산 관행과 일치합니다.
2. 리브의 핵심은 다양한 요인으로 인해 발생하는 축력 성분입니다.
- 티타늄 재료는 변형 저항이 높고 롤이 변형되기 쉽고 윤활성이 좋지 않고 빌렛 경도가 고르지 않으며 산화물 층이 잔류하여 국부적 변형 및 마찰 차이가 발생하여 축력 성분이 생성됩니다.
- 과도한 장력은 축 압축 응력을 증가시키고 안정성을 감소시킵니다. 인장 변동은 축방향 응력의 주기적인 변화를 일으키고 중첩된 층간 마찰 차이로 인해 쉽게 리빙이 발생합니다. 높은 장력에서 리브가 발생할 확률은 낮은 장력에서보다 2~3배 높습니다.
- 코어 편심, 스트립 편차 및 불균등한 층간 간격은 추가적인 축력을 생성합니다. 티타늄 스트립의 매끄러운 표면과 낮은 층간 마찰은 쉽게 층간 미끄러짐을 유발하여 응력 불균일을 악화시킵니다.
- 롤 진원도와 평행도의 편차, 프레임 진동은 롤링 압력과 두께의 변동을 유발하여 축력 성분을 유발합니다. 얇은-게이지 티타늄 스트립은 진동에 극도로 민감하며, 약간의 진동도 응력 집중과 골 형성으로 이어질 수 있습니다.
III. 재료 특성 강화 효과
- 탄성 계수가 낮으면 동일한 응력 하에서 큰 탄성 변형이 발생하고 임계 좌굴 응력이 낮아집니다.
- 가공 경화율이 높으면 냉간 압연 시 변형 저항이 급격히 증가하여 응력 집중이 발생하기 쉽습니다.
- 상당한 이방성은 롤링 방향과 가로 방향 사이의 기계적 특성에 큰 차이를 가져오고 가로 불안정성에 대한 저항력도 낮습니다.
IV. 냉간압연 리빙의 주요 영향 요인
1. 얇고 넓은 티타늄 스트립은 임계 좌굴 응력이 낮고 리빙이 발생하기 쉽습니다. 야금 결함, 산화물 스케일 및 빌렛의 긁힘으로 인해 고르지 않은 롤링 변형이 발생합니다. 항복 강도가 높고 연신율이 낮은 티타늄 소재는 가소성이 낮고 응력 집중으로 인해 불안정성과 리빙이 발생하기 쉽습니다.
2. 앞뒤 장력이 과도하거나 변동하는 것이 주요 원인이므로 항복강도의 30~40%로 관리해야 합니다. 윤활 불량 및 코팅 불균일로 인해 축방향 힘 성분이 발생합니다. 단일-패스 감소율이 너무 높으면 응력 집중이 발생하기 쉽고, 최종 패스 감소율이 너무 작으면 평탄도 제어가 어렵습니다. 불합리한 롤 크라운 및 이동량으로 인해 횡압력이 고르지 않고 리빙이 발생합니다.
3. 롤 진원도, 평행도 및 프레임 강성이 부족하면 진동 및 압력 변동이 발생합니다. 열악한 코일링 동심도, 편차 수정 및 장력 반응은 고르지 않은 장력과 스트립 편차를 유발합니다. 윤활 시스템 노즐, 흐름 및 여과의 이상으로 인해 국부적인 윤활 실패가 발생합니다.
V. 냉간 압연 리빙 제어 전략
- 빌렛 품질을 엄격하게 제어하고 복합 제련을 통해 개재물 및 분리를 줄입니다. 압연 전 표면을 연마하고 거칠기를 Ra 0.8μm 이하로 조절합니다. 얇은-게이지 제품의 경우 두꺼운 빌렛, 다중 롤링 패스를 채택하고 단일-패스 변형을 줄여 가공 경화를 완화합니다.
- 변동이 ±2%로 제어되는 작고 안정적인 장력을 채택하고 얇은-게이지 코일을 종이로 감아 편차를 방지합니다. 분할된 고압-균일 윤활 기능을 갖춘 특수 극압-압력 롤링 오일을 사용합니다. 6개 이상의 패스로 구성된 다중-소형-변형 압연을 채택하고, 티타늄 재료 전용 평탄도 매개변수를 맞춤화하며, 스테인리스강 공정을 적용하지 않습니다.
- 정기적으로 롤을 보정하고 프레임을 강화하여 진동을 줄이십시오. 고정밀 코일링, 편차 보정 및 장력 장비를 업그레이드합니다.- 윤활 시스템을 정기적으로 유지 관리하고 정기적으로 오일을 교체하며 파이프라인과 노즐을 점검하십시오.
- 실시간으로 장력, 평탄도 및 진동을 모니터링하고 폐쇄 루프 조정을 수행하는 센서를 설치합니다. 이상 발생 시 자동 경보 및 매개변수 조정을 위한 리빙 조기 경고 모델을 구축합니다. 추적성 및 프로세스 최적화를 위해 전체-프로세스 생산, 장비 및 품질 검사 데이터를 유지합니다.


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