● 봉 및 선의 인발

그림 1. (a)인발기의 개략도 (b) 인발기의 단면도
봉과 튜브는 감는 장치없이 인발 벤치(drawbench)에서 생산한다. 콘형의 인발 금형의 단면이 그림에 도시되어 있다. 그 입구는 선의 장입과 윤활이 용이하도록 종의 형상으로 되어있다. 접근각(approach angle)은 실제 단면수축이 일어나는 부분이다. 다이 반각 α는 하나의 중요한 공정인자이다. 베아링 부분(bearing region)은 단면수축을 유발하지 않고 마찰저항을 일으킨다. 베아링 부분을 두는 주된 이유는 콘형의 접근각 부분이 마모 될 경우 재가공하여 사용할 수 있도록 남겨둔 것이다. 백릴리프(back relief)는 인발된 선이 약간 팽팡하는 데 그것을 수용하기 위한 것이다. 인발이 중단되거나 정렬이 잘 되지 않은 경우 그것이 있으므로 해서 일어날 수 있는 마찰 저항을 최소화 시킬 수 있다. 인발 금형은 대체로 탄화물 혹은 공업용 다이아몬드(세선 인발에서)로 표면 처리되어 있다. 다이니브(die nib)는 두꺼운 주강으로 보호되어 있다.
선의 인발은 보통 열간압연 봉 코일을 소재로 하여 인발한다. 산화물이 존재하게 되면 인발된 선의 표면에 결함을 남기거나 다이를 심하게 마모시키는 결과를 초래하므로 먼저 봉을 산세하여 표면의 산화물을 제거해야 한다. 봉의 직경이 감을 수 있을 정도로 충분히 작은 경우에는 인발 벤치에 비하여 바닥 면적이 적게 차지하는 블록 인발을 많이 사용한다. 한단의 드로잉에서 얻을 수 있는 단면 수축이 30 ∼ 35%를 초과하기 어렵기 때문에 필요한 단면 수축을 얻기 위해서는 여러개의 인발 단이 필요하다.
인발에서는 열발생이 하나의 큰 문제가 된다. 냉간 드로잉에서도 소성변형과 마찰에 의해서 선의 온도가 수백도까지 올라가는 경우도 있다. 이 열은 각 단 사이의 냉각에 의해서 혹은 열량이 크지 않을 경우에는 다이에 흡수되므로 온도상승은 그리 크지 않다.
인발된 제품의 결함은 이음부, 슬리버(sliver), 파이프등 소재의 결함 혹은 가곡공정 자체에서 기인하는 것이 있다. 인발에서 가장 자주 나타나는 결함은 중심부의 파단(center burst) 혹은 세브론형 균열(chevron cracking)이다. 중심부의 파단은 다이 반각과 단면수축률이 작을 때 일어나고, 다이 반각(α)이 증가하면 그것이 방지된다는 것이 알려져 있다. 또 주어진 단면 수축률과 다이각에 대해서 마찰이 커질수록 그 파단이 피할 수 있는 임계 단면수축률이 증가한다. |