조질압연 (Skin Pass Rolling)
한 줄 정의: 소둔한 강판에 1~2% 수준의 미세한 압하를 주어 항복 거동과 표면을 정돈하는 마무리 압연
쉽게 풀면
소둔을 마친 강판을 그대로 쓰면 성형할 때 뤼더스 밴드 때문에 표면에 줄무늬가 남습니다. 조질압연은 이를 막기 위해 아주 약한 압하로 판을 한 번 더 통과시키는 마지막 공정입니다. 두께를 줄이는 것이 목적이 아니라, 미리 약간의 소성변형을 주어 항복점 연신을 없애고 판의 평탄도와 표면 거칠기를 원하는 수준으로 맞추는 것이 목적입니다. 롤 표면의 무늬가 판에 그대로 옮겨지므로 도장 품질을 위한 거칠기 조절에도 쓰입니다.
왜 중요한가
자동차 외판용 냉연강판의 표면 품질을 좌우하는 실질적인 공정이어서, 판재 제조 공정 연구에서 중요한 위치를 차지합니다. 압하율에 따라 항복강도와 성형성이 함께 달라지므로, 최적 조건을 찾는 문제가 자주 다뤄집니다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
"조질압연 압하율을 0.8%에서 1.5%로 높이자 항복점 연신은 완전히 소멸하였으나 항복강도가 상승하여 성형성이 다소 저하되었다."
표면 결함을 없애려는 처리가 동시에 강도와 성형성을 바꾼다는 공정 상충 관계를 보여주는 문장입니다.
조금 더 깊게 보면
이 공정의 원리는 고용 원자에 붙잡혀 있던 전위를 미리 풀어 놓거나 새 전위를 도입해, 이후 성형에서 항복이 국부적으로 일어나지 않게 만드는 데 있습니다. 다만 시간이 지나면 탄소·질소가 다시 전위 주위로 확산해 코트렐 분위기를 형성하므로 항복점 연신이 되살아나는데, 이를 시효라 부르며 보관 기간 관리가 필요합니다. 알루미늄으로 질소를 고정하거나 티타늄·니오븀을 넣어 고용 원자를 없앤 무침입형 강판은 이 시효가 거의 일어나지 않습니다.
주의할 점
조질압연은 두께를 줄이는 냉간압연과 목적이 다릅니다. 압하율이 매우 작아 조직을 크게 바꾸지 않으며, 강도를 높이려는 가공경화 목적의 압연으로 오해해서는 안 됩니다.