알루미늄 차체 판의 로핑 줄: 열처리를 마친 뒤모재의 물결이 남는 이유

로핑 줄(미끄럼 띠라고도 부름)은 알루미늄 판을 프레스 성형하거나 미리 늘린 뒤 압연 방향에 평행하게 나타나는 띠 모양 요철이다. 결정 방위가 다른 입자가 가로 변형을 고르게 담당하지 못해 생긴다. 페인트 줄은 같은 결함군이 도장 후에 눈에 보이게 된 형태로, 압연 방향을 따라 줄무늬로 보인다. 공통점은 요철이 모재 쪽에 있고 젖은 도막의 흘림 부족이 아니라는 점이다. 그래서 두께를 늘려도, 오픈 타임을 늘려도 사라지지 않는다.

요점

• 로핑 줄의 높낮이는 10-30 µm, 길이 1-3 cm(왕량 외, 2020년)다. 반면 서페이서와 클리어를 합쳐도 건조 도막은 70-120 µm 수준으로, 두 값은 같은 자릿수다. 따라서 «메워 가린다»는 물리적으로 성립하지 않는다.
• 판정은 정량화되었다. VDA 239-400:2017의 물결 판정은 Sa 0.8 µm을 한계값으로 삼고, 넘으면 부적합으로 본다. 현장에서는 4단계 육안 등급도 병용한다(1-2등급 합격, 3-4등급 불합격).
• 중국 규격 쪽에서는 YS/T 1720-2025(차체 외판용 알루미늄 판·테이프, 2025-04-10 공포, 2025-11-01 시행)가 페인트 줄 등급과 로핑 계수를 기술 요구와 제품 인증 항목에 넣었고, 시험 방법은 GB/T 33227-2016을 참조한다.
• 가장 실효성 있는 조치는 압연 측에 있다. 열간 마감 압연의 권취 온도를 통상 330-340 ℃에서 370 ℃ 이상으로 올리면 로핑 줄이 뚜렷이 줄어든다. 이어 압연 방향으로 연속 분포하는 입방 배향 입자 제어로 들어간다.
• 도료 측은 모재를 고칠 수 없다. 할 수 있는 일은 증폭하지 않는 것이다. 건조 창을 지키고, 서페이서를 없이는 설계에서는 여유를 남기고, 선명도와 안개(ASTM D5767, ASTM D4039)와 장파·단파 성분으로 관리를 닫는다.

1 세 종류의 줄: 먼저 책임부터 가른다

로핑 줄, 페인트 줄, 오렌지필은 클레임 보고서에서 혼용되지만 대상, 노출 시점, 책임 주체가 다르다. 분류를 그르치면 대책이 전부 빗나간다.

1.1 로핑 줄: 성형 후에 자라는 변형 띠

알루미늄 판을 압연 방향에 수직으로 끌어당기면, 압연 방향과 평행한 조직은 가로 늘움을 고르게 받지 못한다. 표면에는 마루와 골이 높낮이 10-30 µm, 길이 1-3 cm로 가늘게 이어진다. 골치는 소재 상태에서는 멀쩡해 보이다가 프레스 후에 띠가 자란다는 점이다. 입고 검사는 합격하고 성형품은 불합격이 될 수 있다.

중국 특허 출원(로핑 줄 자동 식별)은 같은 현상을 다른 단위로 서술한다. 깊이가 수십 µm, 물결 폭 약 1 mm, 길이 약 50 mm에 달하고, 도장과 건조로는 가려지지 않으며 오히려 확대된다고 명시한다. 이 한 문장이 본문의 전제다.

1.2 페인트 줄: 조직이 결정하고 도장 후에만 보인다

페인트 줄은 자동차용 알루미늄 판을 프레스하고 도장한 뒤 압연 방향을 따라 나타나는 줄무늬로 정의된다. 실무에서는 2등급 이상 판정을 요구한다. 지지되는 설명은 압연 방향으로 연속 분포하는 입방 배향 입자다. 로핑 줄에 견주면, 페인트 줄은 금속 조직과 도장 후 외관을 직접 묶는다. 같은 판이라도 무도장에서는 눈에 띄지 않다가 건조 후에는 명암 띠가 된다.

1.3 오렌지필: 젖은 도막의 흘림, 파장 0.1-10 mm

오렌지필은 도막 쪽 결함이다. 안개 알갱이가 겔화 전에 흐르지 못해 파장 0.1-10 mm의 큰 요철을 남긴다. 모재 요철과 다른 점은 경화 전에 고칠 수 있다는 것이다. 용제, 두께, 오픈 타임, 안개화로 개선한다. 로핑 줄에는 이 수단은 거의 듣지 않는다.

2 바로 보는 수치

• 로핑 줄 높낮이 10-30 µm, 길이 1-3 cm. 특허 표현은 깊이 수십 µm, 폭 약 1 mm, 길이 약 50 mm.
• 물결 한계값 Sa 0.8 µm(VDA 239-400:2017). 측정 영역 37.5 mm × 28 mm, 시험편은 10 % 사전 연신, 측정기 예열 30-60분.
• 열간 마감 압연 권취 온도: 통상 330-340 ℃, 차체 외판은 370 ℃ 이상.
• YS/T 1720-2025: 6016-T4P(0.70-1.50 mm)는 Rp0.2 90-140 MPa, Rm 200 MPa 이상, A50mm 22 % 이상, n(10-20) 0.28 이상, r90(8-12) 0.65 이상. 건조 후(T82A)는 Rm 260 MPa 이상, Rp0.2 200 MPa 이상.
• GB/T 33227-2016:유지 조도 Ra 0.7-1.3 µm, 두께 공차 ±0.03-0.11 mm, 평탄도 10 mm/m 이하, T4P는 6개월 내 성형.
• 선명도(ASTM D5767): 입사 60도, 슬릿 0.1 mm, 빗살 조리개 18슬릿, 거울급 DOI 95.6, 실험실 내 재현성 0.3 단위, 실험실 간 0.5 단위.
• 모의 건조 조건 185 ℃ × 20분. 사전 시효로 만든 핵은 2-3 nm에서 건조 후 10 nm 이상으로 ⟨001⟩Al 방향으로 자란다.
• 연신 굽힘 교정은 공업상 3 % 이하, 프레스 평균 변형은 약 2 %, 국부는 약 15 %. 실온 2주 후 항복점 증가는 사전 변형 5 %에서 48.0 MPa, 없음에서 87.9 MPa.
• 2024년 중국 자동차용 알루미늄 판·테이프 소비는 80만 t를 넘었고, 그중 차체 외판이 35 % 이상, 연간 성장률 15 % 이상이다.
• 제품 인증: 공정 안정성은 3로트 3배치 이상으로 보이고, 공정능력지수 Cpk 1.33 이상, 변동계수 Cv 3 % 이하.

3 건조로 가려지지 않고 오히려 커지는 까닭

3.1 자릿수가 안 맞는다

통상 건조 도막은 클리어 35-60 µm, 베이스 10-25 µm, 서페이서 30-40 µm인데 요철은 10-30 µm다. 젖은 막은 마루와 골을 고르게 채우지 못한다. 중력과 표면장력으로 마루는 얇아지고 골은 두꺼워진다. 경화는 물결의 대비를 바꿀 뿐, 없애지 못한다.

3.2 건조로는 현상 공정이다

같은 20분에 세 가지가 돈다. 첫째 건조 경화. 6xxx 외판은 T4P로 공급되어 노 내에서 사전 시효 핵이 2-3 nm에서 10 nm 이상으로 ⟨001⟩Al 방향으로 자라면서 항복점이 90-140 MPa에서 200 MPa 이상으로 올라간다. 둘째 잔류 응력 해제와 스프링백. 프레스가 남긴 변형 띠가 재분포되며 압연 방향으로 고정된다. 셋째 구속 상태의 열팽창. 지그에서 승온·보온·냉각이 기존 물결에 얹힌다. 특허의 «확대»는 도막이 나빠진다는 뜻이 아니라 모재 물결이 더 안정된 상태로 옮아간다는 뜻이다.

3.3 광학적 증폭

눈이 보는 줄은 실제로는 빛의 세기 차다./고광택 클리어는 거울처럼 일하고, 수십 µm의 기울기 변화가 반사광을 틀어 명암 띠를 만든다. 이를 수치화하는 세 잣대는 선명도(ASTM D5767, C = (M - m)/(M + m) × 100, 연마 흑유리 작업 표준으로 값을 옮기고 주 표준 굴절률 nD 1.567은 100.0 단위, nD 1.527은 93.6 단위, 굴절률이 0.01 변하면 60도 읽기는 약 1.6 단위 이동), 안개(ASTM D4039, 고광택 비금속 시험편의 두 번의 거울 광택 측정에서 지수를 얻고 20도 광택과 병해 평가), 그리고 레이저 스캐닝으로 물결을 나누는 것(장파 약 0.6-10 mm＝오렌지필, 단파 약 0.1-0.6 mm＝연마 자국·기스, 차체 부위별 상한 설정)이다. 폭 약 1 mm인 로핑 줄은 장파에서 오렌지필과 같은 띠에 들어가므로, 장파 읽기만으로는 도막 문제와 판 문제를 나눌 수 없다.

4 판정과 인수

4.1 사업장의 4단계 육안

절차는 시험편을 받쳐 놓고 검은 잉크를 고르게 바르고 10-15초길이 방향으로 한 방향 2-3회 연마하고 줄을 센다. 1등급은 압연 방향 평행 줄 없음, 2등급은 1-5개, 3등급은 5개 초과, 4등급은 5개 초과이고 간격 3 mm 미만. 1-2등급 합격, 3-4등급 불합격. 기록된 약점은 작업자의 주관과 경험 의존, 그리고 로핑 줄이 끊어졌다 이어져 연마 자국과 헷갈리기 쉽다는 점이다.

4.2 기기 판정: 10 % 연신＋Sa

VDA 239-400:2017은 같은 논리이나 재현성이 있다. 물결 시험편은 굽힘 시험편과 같은 10 % 사전 연신을 받고, 광학 프로파일로미터로 37.5 mm × 28 mm를 예열 30-60분 후에 스캔하고, 소프트웨어로 걸러 Sa를 계산하며, 0.8 µm가 합격 한계다. 놓치기 쉬운 두 가지: 사전 변형이 없으면 결함이 아직 없고, 압연 방향 평행으로 자른 시험편에서만 나타난다.

4.3 중국 규격에서의 자리

YS/T 1720-2025는 보닛, 도어, 펜더, 트렁크리드용 알루미늄 판·테이프에 적용된다. 외판은 6005A·6014·6016, 내판은 5754·5182·6016을 쓰고 납품 상태는 주로 T4P와 O다. 페인트 줄, 로핑 줄, 외관은화학 성분·치수 공차·기계적 성질·건조 경화·고속 인장·성형 한계·동마찰계수·입계 부식·헤밍·조직·패시베이션 피막 무게·오일량과 나란히 요구 항목으로 놓이며, 페인트 줄 등급과 로핑 계수의 시험 방법은 GB/T 33227-2016과 그 부속서를 참조한다. GB/T 33227-2016은 중국 대형 알루미늄 그룹이 주도해 만든 자동차용 알루미늄 판·테이프 국가 규격으로, 1XXX에서 6XXX까지 24개 합금, 상태에서 T4P와 T6B(모의 건조)에 무게를 두고, 건조 경화값, 헤밍 4등급, 그리고 페인트 줄 등급을 도입했다.

5 소재 측: 실제로 듣는 세 손잡이

5.1 권취 온도

로핑 줄은 열간 압연 후 권취 온도, 냉간 압연 감량률, 연속 풀가마의 어닐링 온도에 좌우된다. 실제 생산에서는 어닐링 온도와 감량률이 고정이라 남는 손잡이는 권취 온도다. 통상품은 330-340 ℃, 차체 외판은 370 ℃ 이상이 권장된다. 비용 대비 효과가 가장 좋은 손질이다.

5.2 조직: 입방 배향의 연속 분포

페인트 줄의 지지되는 설명은 압연 방향을 따라 입방 배향 입자가 연속 분포하는 현상이다. 같은 연구에서 세 방향 r8-12의 산개가 작고 굽힘 각이 작은 외판일수록 로핑 줄 성적이 좋고, 내판은 반대 경향을 보였다. 즉 이방성은 성형성뿐 아니라 외관의 예측 지표로도 쓸 수 있다.

5.3 성분과 표면 상태

측정된 1.0 mm 두께 6016 자동차 판은(질량 %) Si 1.12, Fe 0.21, Cu 0.01, Mn 0.07, Mg 0.40, Cr 0.01, Ti 0.02, 나머지는 알루미늄이었다. 세 가지 트레이드오프가 따라온다. 규소 과량은 균열 발생 점을 늘려 헤밍을 떨어뜨린다. 철은 통상 0.15-0.25 % 이하로 묶어 조대한 철 함유 상이 외관을 해치는 것을 피한다. 외판용 6xxx는 규소 과량 설계가 많은데, 건조 경화와 함입 저항을 함께 올리기 때문이다. 유지 상태는 GB/T 33227-2016에서 Ra 0.7-1.3 µm로 정해지고, 모재 연구는 종류가 수치에 못지않게잘 듣는 것을 보여 준다. 전자빔 조직(EBT)은 알루미늄에서 도장 후 선명도가 방전 조직(EDT)이나 무처리보다 낫고, 패시베이션 피막 무게와 함께 인산염 결정의 균일성도 결정한다.

6 도료 측: 되는 것과 안 되는 것

6.1 듣지 않는 셋

• 두께 증가로 가려지지 않는다: 3.1의 자릿수.
• 건조 온도를 올려도 흐르지 않는다: 석출은 빨라지고 경도는 오르지만 스프링백과 열응력도 함께 증가한다. 185 ℃ 20분이 통상의 기준 사이클이고, 넘으면 이득이 뒤집힌다.
• 연마로 지워지지 않는다: 연마는 0.1 mm 미만 단파에 듣지, 폭 1 mm·깊이 10-30 µm 띠에는 듣지 않고 클리어만 얇아진다.

6.2 외관 여유를 지키는 길

• 적층 설계에 여유를 남긴다. 서페이서는 모재 물결을 고르는 기능을 가지므로, 서페이서 없음(3C1B)은 바로 그 여유를 빼앗는다. 알루미늄 비중이 높은 차체에서는 모재 Sa 상한을 조여야 한다. 시스템 승인과 Sa 요구는 나누지 말고 한 자리에서 협의해야 한다.
• 하나를 가리다 둘을 만들지 말라. 서페이서를 두껍게 하면 용제가 빠져나가는 길이 늘고, 깊이 10 µm 골에서 핀홀과 끓은 자국이 난다.
• 전처리와 외관을 이어서 본다. 알루미늄 테이프는 출하 전 세정과 패시베이션을 받아 Ti-Zr 전환 피막이 남는다. 피막 무게가 낮거나 중간이면 인산염 결정은 알맞은 크기로 표면을 덮고, 높으면 결정이 뚜렷이 조대화되고 피복률이 내려가며 인산염 처리가 억제된다. 조대한 인산염은 외관과 부착의 이중 리스크다. 실란은 금속-산소-규소-산소의 3차원 그물을 만들어 도막 부착의 여유를 통상 더 남긴다.
• 인상으로 없이 수치로. 선명도(ASTM D5767)와 안개(ASTM D4039), 장파·단파에 모재 Sa를 더하면 판 문제와 막 문제를 따로 다룰 수 있다. 시험편은 ASTM D3964로 고르고 용어는 ASTM E284에 맞춘다.
• 모재를 탓하기 전에 균일성을 확인한다. 회전 벨 파라미터의 드리프트는 부위 간 두께 차를 만들고, 외관 차이로 오인되기 쉽다.

6.3 애프터서비스의 재도장

판금 도장에서는 로핑 줄을 고치지 못한다. 패널을 바꾸거나, 국부 재도장 후에도 줄이 남는다. 견적과 인수의 기준은 인접 부위의 외관으로 두고, 신차 공장 규격으로 삼지 말아야 한다. 오픈 타임, 건조, 흘림이 판금 공장에서 양산 라인과 같지 않기 때문이다.

7 양산에서의 분리 순서

1. 모재인가 도막인가: 도장품의 줄과, 무도장품에 검은 잉크·연마로 드러낸 줄을 겹친다. 겹치면 모재, 아니면 오렌지필 쪽을 좇는다.
2. 입고 검사가 압연 방향 평행였고 10 % 사전 연신을 포함했는지 확인한다. 하나라도 빠지면 Sa 값은 뜻이 없다.
3. 유지 Ra가 0.7-1.3 µm 안인지, 조직 종류(EDT인지 EBT인지)가 계약대로인지 확인한다. 수치만으로는 제어의 손잡이를 잃는다.
4. 변형량 분포를 낸다: 연신 굽힘 교정은 3 % 미만, 프레스는 평균 약 2 %, 국부 15 %. 거기에 줄이 나타난다.
5. 건조는 185 ℃ × 20분 부근을 유지한다. 벗어나면 광택뿐 아니라 선명도와 Sa도 기록한다.
6. 서페이서의 유무, 건조 두께, 패스 수를 확인한다. 서페이서 없음 계에서는 Sa 상한을 더 엄격하게 둔다.
7. Ti-Zr 피막 중량과 인산염 결정 상태를 감사한다(중량은 GB/T 16921 종류 방법).
8. 위 항목이 모두 맞으면 도장 파라미터를 돌리는 것을 멈추고, 압연 측의 권취 온도와 조직 기록으로 돌아간다.

8 자주 받는 질문

Q1 현장에서 로핑 줄과 오렌지필을 나누려면

무도장품에 검은 잉크와 가벼운 연마를 쓴다. 로핑 줄은 사전 연신 뒤에 셀 수 있고 압연 방향에 엄밀히 평행하다. 오렌지필은 젖은 막에서 이미 보이고 건의 이동 경로를 따른다. 겹쳐 보기가 가장 빠른 판별이다.

Q2 서페이서를 두껍게 하면 덮이는가

덮이지 않는다. 10-30 µm 요철은 건조 30-40 µm 서페이서와 같은 자릿수이고, 젖은 막은 고르게 들어가지 않는다. 두께를 늘리면 용제 잔류, 핀홀, 비용만 늘어난다.

Q3 Sa 0.8 µm이 필수인가

VDA 239-400:2017의 합격 한계이며 자동차 업체의 시험 절차이지 국가 강제 규격이 아니다. 중국 프로젝트에서는 YS/T 1720-2025와 GB/T 33227-2016이 로핑 줄과 페인트 줄을 시험 항목으로 만들고, 한계값은 완성차 업체의 재료 사양이 정하는 경우가 많다. Sa, 육안 등급, 채취 방향, 연신 조건을 하나의 합의서에 적어야 한다.

Q4 입고 합격품이 왜 프레스 후에 불합격되는가

로핑 줄은 변형 유도성이기 때문이다. 섬유 조직의 불일치는 평판에서는 드러나지 않고 프레스나 10 % 연신 후에 드러난다. 따라서 입고 검사는 측정 전에 변형시켜야 한다.

Q5 건조 온도를 내리면 줄이 줄어드는가

석출이 느려져 확대의 일부는 줄어들지만, 건조 경화 이득을 잃는다. 6016-T4P는 90-140 MPa에서 200 MPa 이상으로 올라가야 함입 저항이 된다. 현실적인 절충은 저온 경화계와 모재 Sa 상한의 조임을 묶어 평가하는 것이다.

Q6 외판은 유지가 필수인가, Ra 0.7-1.3 µm가 외관을 해치는가

유지는 주로 윤활유 보유와 성형 마찰 안정을 위한 것이지 광학 목적이 아니다. 다만 도장 후 상에 비치고, 연구에서는 종류가 수치보다 강하게 듣는 것이 보여졌다. 규칙적인 EBT 홈은 랜덤한 EDT나 무처리보다 도장 후 유리하다. Ra 범위와 조직 종류를 동시에 규정해야 한다.

Q7 육안과 기기가 어긋나면 무엇을 따르는가

기기를 따르되 둘 다 남긴다. 육안 등급은 싸고 빠르나 주관이 타고, 끊어진 줄은 연마 자국과 섞인다. 기기는 재현성과 재현성이 낫다. 육안은 로트 내 스크리닝, Sa는 합격 판정에 쓰고, 시험편 준비(잉크 휘발 10-15초, 한 방향 2-3회)는 작업 지침에 고정한다.

Q8 강·알루미늄 혼용 차체에서 판정이 바뀌는가

관리 형태가 바뀌고 물리는 바뀌지 않는다. 강과 알루미늄은 같은 170-185 ℃ 건조를 공유하지만, 알루미늄은 스프링백과 줄에 훨씬 민감하고 강에는 로핑 줄이 없다. 덧붙여 강-알루미늄 접점의 절연 격리가 같은 시정 자원을 다툰다.

9 출처

• YS/T 1720-2025 차체 덮개품용 알루미늄 합금 판·테이프(2025-04-10 공포, 2025-11-01 시행. 전국 비철금속 표준화 기술위원회 SAC/TC243 소관, 공업정보화부 승인).
• GB/T 33227-2016 자동차용 알루미늄 및 알루미늄 합금 판·테이프.
• 왕량, 장저둥, 두민, 쉬쿤, «자동차용 알루미늄 합금 판의 로핑 줄 영향 요인», 『리가검험·물리분책』 2020년 2호, 문서 번호 1001-4012(2020)02-0021-04, DOI 10.11973/lhjy-wl202002005.
• 펑자니, 진장화 외, «사전 시효가 6016 알루미늄 합금의 건조 전후 조직과 성질에 미치는 영향», 『전자현미경학보』 2012(6):461-468.
• 류싱싱, 탕젠궈, 장신밍 외, 『중국 유색금속학보』 2014, 24(5).
• Gao G. 외, Materials 2019, 12(21):3587, DOI 10.3390/ma12213587.
• Gao G., Yan L., Li X., Journal of Materials Science and Chemical Engineering 2024, 12:53-64, DOI 10.4236/msce.2024.127005.
• Bottema J. 외, SAE Technical Paper 981007, DOI 10.4271/981007.
• 충루 재료응용연구원의 자동차 경량화용 알루미늄 합금 재료 총설(페인트 줄 정의, Ti-Zr 패시베이션 피막 무게이 인산염 처리에 미치는 영향 포함).
• 중국 특허 출원 202210602264 «기계 화상에 기반한 알루미늄 판 표면 로핑 줄 평가 방법»의 선행 기술 서술.
• ASTM D5767, ASTM D4039, ASTM D3964, ASTM E284. VDA 239-400:2017, VDA 238-100:2010, VDA 239-200:2013. ISO 6892-1:2016, ISO 10275:2007, ISO 10113:2006.

이 글에 대하여

최종 갱신: 2026-10-31

수치는 모두 공개된 규격, 규격 해설, 학술 논문, 특허 문서에서 얻었다. 공학적 약속 전에 각 규격의 정본 본문에확인하시라. 인용한 방법과 한계값은 동등한 공급자와 공정 간 의사소통을 위한 것이며, 특정 로트의 적합 판정이 아니다.

발행: 커신신소재(광둥)유한공사 / Kexin New Materials (Guangdong) Co., Ltd.

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