스테인레스 스틸로 작업해 본 적이 있다면 모든 열간 압연 코일이 동일하게 생성되지는 않는다는 것을 알고 계실 것입니다. 저는 10년 넘게 열간압연 스테인리스 스틸 코일을 공급해 온 사람으로서, 하나의 작은 세부적인 표면 거칠기가 어떻게 프로젝트를 성패시킬 수 있는지 직접 보았습니다. 게임을 처음 접하는 일부 사람들은 이 게임을 사소하고 장식적인 것으로 치부할 수도 있지만, 저를 믿으세요. 그것은 그 이상입니다. 이는 재료의 작업 용이성부터 수년 간의 성능에 이르기까지 모든 것에 영향을 미칩니다. 방금 우리에게 주문을 시작한 새로운 제작자에게 하듯이 이것을 분석하겠습니다.
먼저 여기서 표면 거칠기가 실제로 무엇을 의미하는지 동일한 페이지에서 살펴보겠습니다. 스테인리스 스틸을 뜨겁게 압연할 때 재결정 온도(대부분의 등급의 경우 약 1,000°C 또는 1,832°F) 이상으로 가열한 다음 롤러를 통과시켜 필요한 두께로 만듭니다. 냉각됨에 따라 표면에는 작은 봉우리, 골짜기 및 불규칙성이 발생합니다. Ra 값은 마이크로인치 또는 마이크로미터의 불균일함을 의미합니다. Ra가 낮을수록 표면이 더 매끄러워집니다. Ra가 높을수록 더 거칠고 질감이 더 강하다는 것을 의미합니다.
이제 이것이 제작에 어떤 영향을 미치는지 이야기해 보겠습니다. 코일을 구부리거나 성형하거나 딥 드로잉하는 경우 표면 거칠기가 매우 중요합니다. 한 번은 고객이 열간 압연 스테인레스 스틸 스트립 코일을 자동차 트림으로 성형할 때 계속 균열이 발생하여 당황하여 전화를 한 적이 있습니다. 알고 보니 그들은 더 저렴했기 때문에 더 높은 Ra 코일을 주문했지만, 거친 피크가 스트레스 포인트처럼 작용한다는 사실을 깨닫지 못했습니다. 재료를 구부릴 때 그 작은 높은 지점은 매끄러운 표면보다 더 집중된 압력을 생성합니다. 이는 시간이 지남에 따라 커지는 미세 균열로 이어지며, 이는 버텨야 하는 부품에 악몽입니다. 우리는 더 낮은 Ra로 순서를 조정했습니다.
문제는 사라졌습니다. 표면이 매끄러울수록 응력 상승 없이 재료가 고르게 변형됩니다.
용접은 거칠기가 중요한 또 다른 영역입니다. 표면이 너무 거칠면 먼지, 산화 또는 작은 금속 입자가 계곡에 갇힐 가능성이 높습니다. 용접할 때 이러한 불순물로 인해 용접 부위에 다공성이 생길 수 있습니다. 이 작은 구멍은 접합부를 약화시킵니다. 겉으로는 완벽해 보였던 용접이 몇 달 후에 더럽고 거친 표면에 숨은 다공성으로 인해 무너지는 것을 본 적이 있습니다. 또한 용접 비드가 배치되는 방식에도 영향을 미칩니다. 표면이 매끄러우면 보다 깨끗하고 일관된 용접이 가능하므로 나중에 연삭 및 마무리 작업이 줄어듭니다. 제작자에게 이는 시간 절약과 인건비 절감으로 이어지며, 이는 요즘 모두가 관심을 갖는 부분입니다.
다음은 내식성입니다. 스테인레스 스틸의 모든 초강력은 표면에 형성되어 녹으로부터 보호하는 크롬이 풍부한 수동층입니다. 그러나 표면이 거칠면 그 층을 유지하기가 훨씬 더 어렵습니다. 작은 골짜기와 틈새에는 습기, 염분 및 기타 오염 물질이 갇혀 있습니다. 해양 부품이나 야외 장비에 사용되는 코일을 생각해 보십시오. 거친 부분은 스펀지처럼 물에 달라붙습니다. 시간이 지남에 따라 스테인레스 스틸의 가장 일반적인 문제 중 하나인 틈새 부식이 발생합니다. 몇 년 전에 해양 산업에 종사하던 고객이 우리 제품으로 전환했습니다.
낮은 Ra 표면을 제어했으며 이전 공급업체의 거친 재료에 비해 부식 관련 수리가 70% 감소했다고 보고했습니다. 표면이 매끄러우면 오염 물질이 숨을 곳이 적어 패시브 층이 더 오랫동안 그대로 유지됩니다.
페인트, 분체 코팅 또는 장식 마감을 적용하려는 경우 표면 거칠기도 코팅 및 마감에 중요한 역할을 합니다. 표면이 거칠면 페인트가 잘 붙지 않습니다. 접촉 면적이 적어서 코팅이 쉽게 부서지거나 벗겨질 수 있습니다. 반면에 일부 질감은 그립감이 좋을 수 있지만 제어되는 경우에만 가능합니다. 계단식 디딤판이나 난간 같은 것을 만드는 경우에는 약간의 의도적인 거칠기를 원하는 것일 수 있습니다. 핵심은 제대로 처리되지 않은 코일에서 발생하는 무작위적이고 일관되지 않은 피크가 아니라 균일한 거칠기라는 것입니다. 우리는 고객과 협력하여 최종 용도에 따라 고객에게 필요한 Ra 가치가 무엇인지 정확히 파악합니다. 여기서는 일률적인 방식이 아닙니다. 저는 항상 그들에게 "무엇을 만들고 있는지 알려주시면 올바른 표면 거칠기를 알려드리겠습니다."라고 말합니다.
내구성과 마모는 또 다른 큰 요소입니다. 열간압연 스테인리스 스틸 코일을 컨베이어 부품, 산업 기계 또는 심지어 조리기구 표면 거칠기와 같은 마모가 심한 응용 분야에 사용하려는 경우 마모 속도에 영향을 미칩니다. 거친 표면은 두 부분이 서로 마찰될 때 마찰이 더 많아 마모가 더 빨리 발생합니다. 봉우리가 무너지고 더 깊은 골이 남게 되어 부품이 제대로 맞지 않거나 심지어 실패할 수도 있습니다. 더 매끄럽고 균일한 표면은 마찰을 줄여 부품이 더 오래 지속됩니다. 식품 가공 공장의 컨베이어 벨트를 제작하는 고객이 있었는데, 그 고객은 6개월마다 부품을 교체해야 했습니다. 낮은 Ra 열간압연 스테인레스 스틸 스트립 코일로 전환한 후 2년 동안 문제 없이 사용 가능합니다. 매끄러운 표면은 마찰을 줄이고 청소도 더 쉽게 만들어 두 배의 이득을 안겨주었습니다.
잠깐, 외모도 잊지 말자. 부품이 기능적이라 하더라도 눈에 보이려면 표면 거칠기가 중요합니다. 거친 표면은 칙칙하고 울퉁불퉁해 보이지만, 매끄러운 표면은 일관되고 깔끔한 마감을 자랑합니다. 건물 정면이나 장식과 같은 건축 부품의 경우 이는 협상할 수 없습니다. 저는 건축가들이 스테인레스 스틸이 주요 디자인 특징인 프로젝트에 대해 매우 낮은 Ra를 지정하도록 했습니다. 거친 표면으로 인한 불규칙한 질감이나 색상 불균일을 원하지 않습니다. 즉, 일부 산업용 응용 분야에서는 실제로 약간 거친 표면이 도움이 됩니다. 예를 들어 가공 중에 재료를 잡아야 하는 경우 거칠기를 제어하면 툴링 고정에 도움이 됩니다. 거칠기를 작업에 일치시키는 것이 전부입니다.
이제 공급업체는 표면 거칠기를 어떻게 제어합니까? 이는 단지 무작위적인 것이 아니라 많은 프로세스가 마련되어 있습니다. 첫 번째 단계는 압연기입니다. 롤러 자체의 질감, 압연 중에 가해지는 압력, 냉각 속도가 모두 최종 표면에 영향을 미칩니다. 우리는 균일한 표면을 얻기 위해 정밀 연삭 롤러를 사용하고, 창고에서 출고되기 전에 표면 거칠기 측정기로 모든 코일을 모니터링합니다. 우리는 또한 열간 압연, 어닐링, 산세 등 다양한 마감 처리를 제공하며 때로는 약간 부드럽게 만들기 위해 가벼운 스킨 패스를 사용합니다. 스킨 통과는 거칠기를 약간 줄이고 치수 정확도를 향상시키는 가벼운 롤로, 이는 제작 시 보너스입니다.
사람들이 저지르는 가장 큰 실수는 표면 거칠기에 대해 미리 묻지 않는 것이라고 생각합니다. 많은 고객이 Ra를 지정하지 않고 "열연 스테인레스 스틸 코일"을 주문하고 결국 프로젝트에 적합하지 않은 재료를 사용하게 됩니다. 나는 공급업체로서 초기 요청이 아니더라도 항상 이를 언급합니다. 예를 들어, 누군가가 깊은 주방 싱크대를 만드는 경우 성형이 많이 필요하지 않은 구조 부품을 만드는 경우보다 낮은 Ra를 권장합니다. 재료를 파악하고 고객이 비용이 많이 드는 실수를 방지하도록 돕는 것이 우리 업무의 일부입니다.
작년의 실제 사례로 이 내용을 마무리하겠습니다. 이전 스테인리스 스틸 코일이 가장자리를 거칠게 만들고 고급 테이블의 매끄러운 마감을 얻기 위해 너무 많은 샌딩을 요구했기 때문에 좌절감을 느낀 맞춤형 가구 제조업체에 연락했습니다. 그들은 우리를 주문했다
1.6 Ra 표면(장식 응용 분야의 일반적인 값)입니다. 그들은 그것을 사용했을 때 샌딩 시간이 50% 줄었고 최종 마무리가 훨씬 더 일관적이었다고 말했습니다. 그들은 심지어 모든 스테인레스 스틸 요구 사항에 독점적으로 우리를 사용하기 시작했습니다. 이는 우리가 표면 거칠기와 같은 작은 세부 사항에 주의를 기울여 구축한 관계입니다.
결국, 표면 거칠기는 단순한 기술 사양이 아닙니다. 이는 제조 속도, 부품 성능, 내구성, 비용, 심지어 외관에도 영향을 미치는 중요한 요소입니다. 귀하가 제작자, 건축가 또는 제조업체인지 여부에 관계없이 열간 압연 스테인레스 스틸 코일에 적합한 표면 거칠기를 얻기 위해 시간을 투자하면 시간, 비용 및 골치 아픈 일을 절약할 수 있습니다.
프로젝트를 진행 중이고 필요한 표면 거칠기가 무엇인지 확신할 수 없다면 추측하지 마십시오. 연락하세요. 귀하의 특정 응용 분야에 가장 적합한 재료를 찾는 데 도움을 드리겠습니다. 우리는 올바른 등급의 스테인레스 스틸 선택부터 완벽한 표면 거칠기를 얻는 것까지 모든 단계를 안내할 수 있는 전문 지식을 갖추고 있습니다. 귀하의 프로젝트에 대해 이야기를 나누시면 귀하에게 적합한 열간압연 스테인리스 스틸 코일을 구입하실 수 있도록 도와드리겠습니다.
참고자료
- 스테인레스 스틸 핸드북, 미국 철강 협회, 2020.
- 열간압연 스테인레스강의 성형성에 표면 거칠기가 미치는 영향, 재료 가공 기술 저널, Vol. 267, 2019, pp. 123-131.
- 표면 거칠기가 제어된 스테인레스 강의 부식 거동, 부식 과학, Vol. 156, 2019, 108472페이지.
- 스테인레스 스틸 코일의 열간 압연 및 표면 마감, 스테인레스 스틸 월드 매거진, 2021년 10월.
- 열간압연 스테인레스강 제조 모범 사례, 제작사 가이드, 2022.
