★16년 단조세미나 초안(발표용) 160316

2016 년 단조 기술세미나

자동차부품산업진흥재단

단조전문위원 이성근

시 간 진행 내용 진 행

09:00 ~ 09:10

10분 - ▣ 진행순서 및 재단 소개 재 단

09:10 ~ 10:00

50분 1 주제 ▣ 초중종물 관리

<KAP 전문위원 >이 성 근 위원

10:00 ~ 10:10

10분 < 휴식 >

10:10 ~ 11:00

50분 2 주제 ▣ 공구수명 연장

<KAP 전문위원 >이 성 근 위원

11:00 ~ 11:10

10분 < 휴식 >

11:10 ~ 11:50

40분 - ▣ HKMC 특강 ( 구매본

부 ) <HKMC 구매본부 >

단조업종 세미나 일정

▣ 경기 : 안산 - 기안회관 (4/6 수 ) ▣ 영남 : 부산 - 경제자유구역청 (4/7 목 )

1. 초중종물 관리

2. 공구수명 연장

차 례

들어 가며…

◈ 동계 훈련

들어 가며…

2014 년 1 월 강원도 황병산 설한지 훈련장에서 K14 저격소총으로 훈련 중인 특전사 1 여단 대원들 사진 . ( 앞 화면 ) 측면 레일이 삭제된 양산형으로 추정된다 .

http://cyimg16.cyworld.nate.com/common/file_down.asp?redirect=/x51901/2007/4/20/79/%BE%D6%C1%A4%B0%EE%BC%B1.jpg

http://www.google.co.kr/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwiblI_gr9nLAhVFKqYKHUsBAkYQjRwIBw&url=http://rigvedawiki.net/w/K14%20%EC%A0%80%EA%B2%A9%EC%86%8C%EC%B4%9D&psig=AFQjCNHy_2-mwVd_dMYZsdT9CkXKSPZ3AQ&ust=1458910548020443

탄착군 형성에 계절 요인은 있을까 ! 초탄은 탄착군에 들어 갔을까 !

들어 가며…

https://www.google.co.kr/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwj6iMTRsdnLAhUjM6YKHX1gBPcQjRwIBw&url=https://pixabay.com/ko/%EB%AC%BC%EC%9D%8C%ED%91%9C-%EC%A7%88%EB%AC%B8-%EC%9D%91%EB%8B%B5-%EA%B2%80%EC%83%89-%EC%97%94%EC%A7%84-%EC%83%81%EC%A7%95-%EB%AC%B8%EC%9E%90-%EC%9A%94%EC%B2%AD-%EC%B0%B8%EA%B3%A0-1020165/&bvm=bv.117604692,bs.1,d.amc&psig=AFQjCNH5h9-FoL6NW5v0zbE5lnV9N4ZAwQ&ust=1458911120934915

http://cyimg16.cyworld.nate.com/common/file_down.asp?redirect=/x51901/2007/4/20/79/%BE%D6%C1%A4%B0%EE%BC%B1.jpg

http://www.google.co.kr/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwivhZS1sNnLAhUCLqYKHe4CB90QjRwIBw&url=http://blog.joins.com/riheetae/13280454&psig=AFQjCNHy_2-mwVd_dMYZsdT9CkXKSPZ3AQ&ust=1458910548020443

https://www.google.co.kr/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwigx4nytdnLAhUinqYKHS_LCpEQjRwIBw&url=https://namu.wiki/w/%EC%B4%9D&bvm=bv.117604692,bs.1,d.amc&psig=AFQjCNEXg2O5loHtvt_2rofzNFYFd12Ypg&ust=1458912256304873

◈ 단조품의 치수변화 곡선은 ?


CL=2.0

UCL=2.2

LCL=1.7

http://www.google.co.kr/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwjp_MGq4cTLAhVCJpQKHTLzCx8QjRwIBw&url=http://www.diamondbank.co.kr/?mid=board_colorstone&document_srl=1109&listStyle=viewer&psig=AFQjCNGydKKkQTYlqGAyM2fHUnSEY_O-JA&ust=1458202383037093

시계열적 오차 우연적 오차정상적 오차고정적 오차

작업개시시 롯드제조평균상태

롯드제조종료시

최소치수

최대치수

소성가공품 치수공차

설비의 제작 ,조립 오차에 의한 것

가공하중 ,온도에 의한 설비의 평균적인 변형에 의한 것

작업중의 온도상승 ,공구 크리프 , 마모의 진행에 의한 것 소재의 재질 ,

치수 , 형상 ,온도 , 윤활의 산포에 의한 것

우연적 오차

◈ 여러가지 치수오차


일본국 “鍛造加工” 中

◈ 볼트머리 두께의 치수 변화 ( 냉간 포마 )

32 분- 신장비 , 신금형 , 신 소성가공유 조건에서 안정화 시간 약 32 분 소요됨


포마기 시험 보고서 中

항 목 전장 와셔두께 와셔경

SPEC 45.0~46.0 2.3~2.7 20.7~21.0

■ 생산 가동 시간별 치수 변화 ( 전장 / 와셔부 ) 확인

■ 작성자 :■ 측정일 : 2013. 03. 26 ( 오전 )

검 사 항 목 SPEC

초품 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70평균

75 80 85 90 95 100 105 110 115 120 125 130 135 140 145

와셔경 20.7~21.3

20.81 20.82 20.86 20.87 20.86 20.86 20.87 20.88 20.84 20.81 20.84 20.87 20.86 20.82 20.74 20.79920.84 20.83 20.68 20.78 20.86 20.84 20.76 20.76 20.68 20.73 20.71 20.72 20.70 20.69 20.78

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 3020.5

20.6

20.7

20.8

20.9

21

21.1

와셔경

ACTION

제품사진

Cp : 1.147Cpk : 0.884

◈ 생산직후의 치수변화


기술지도 보고서 中

일본국 아사히서낙 웹 사이트 中

1. 초중종물 관리 ◈ Asahi Sunak 製 SF 200-7 ( 초정밀 램 , 포마 ) 의 동심도

변화

◈ 변속기 리액션 샤프트 ( 중공품 ) - 스플라인부 제작 방법 : 절삭 ( 전조가공 ) / 단조 ( 금형성형 )



-2.22044604925031E-160.01999999999999980.03999999999999980.05999999999999980.07999999999999980.0999999999999998

0.120.140.160.180.2

0.220.240.260.280.3

0.320.340.360.380.4 38 SPM

40 SPM

◈ 리액션 샤프트의 원주 흔들림 값 변화

- 생산직후 순차적 치수 측정 (10 개 중 1 개 취함 )



-5.55111512312578E-17

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.12

0.14 38 SPM40 SPM

◈ 리액션 샤프트의 원주 흔들림 값 변화

- 생산직후 순차적 치수 측정 ( 매 10 개 중 1 개 취함 )



◈ 리액션 샤프트의 온 흔들림 값 변화

- 온 흔들림값 비교 (n=3)


1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1235.200 35.220 35.240 35.260 35.280 35.300 35.320 35.340 상단부 하단부

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1235.200 35.220 35.240 35.260 35.280 35.300 35.320 35.340 #REF! 하단부

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1235.200 35.220 35.240 35.260 35.280 35.300 35.320 35.340

#REF! 하단부

상단

하단


◈ 가공 공정의 관리공차를 검토

- 완제품 불량 저감


상 하 상 하 상 하 상 하 상 하 상 하 상 하 상 하 상 하 상 하 상 하-0.00999999999999998

1.90819582357449E-17

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05

0.06

0.07

0.08

0.09피니온 치부 흔들림 값 포머

선삭


http://www.google.co.kr/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwiOn7DfgsnLAhWIXaYKHRYrD2wQjRwIBw&url=http://korean.alibaba.com/product-gs/pinion-shaft-feed-machinery-spare-part-218675462.html&bvm=bv.117218890,d.dGY&psig=AFQjCNFc8LeC1sJs8DpakRPBrEbQpdUpeQ&ust=1458348735912952

◈ 허브볼트의 세레이션 성형 시 금형 입구부 형상의 영향


일본국 형기술 11 년 7 월호 중

재료의 경 ( 徑 ) 방향의흐름을 좋게한다

(a) 원추형상 (b) 주형형상그림 3 금형 입구부 형상그림 2 목밑 R 부 : 재료의 팽창

펀치 재료의 팽창 발생

다이입구와가공 개시점간의거리 ( 長 ) 가 거의 없다

세레이션 성형다이스


일본국 형기술 11 년 7 월호 중

그림 5 세레이션 치끝 갈라짐

재료의 팽창 발생

단면 감소율 (%)(a) 원추형상

세레이션

대경

세레이션치끝 갈라짐 NG

단면 감소율 (%)(b) 주형형상

재료의 팽창 발생

(a) 외관 사진

그림 4 실제성형 테스트 결과

세레이션

대경

OK 영역 ( 주형형상 만 )

세레이션 대경세레이션 소경

치끝 갈라짐

치끝의 재료흐름 小

치저의 재료흐름 大(b) A-A 단면개략도


◈ 열간 1600F/PRESS 시작 작업 진행품 두께 측정 결과 보고 . (SUS 304) Ø 15.0 +1.0/-0.5

품 명 계측기명

규 격 규격상한

측정단위 규격하한

평 가 자 평가항목 두께

VERNIER CALIPER14.5~16.0 16.00

mm 14.50

SCREW SEAT

노영만

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 3013.500

14.000

14.500

15.000

15.500

16.000

16.500



최 소 값 15.32

　 최 대 값 15.93

　 평 균 15.75

표준편차 0.1375 Cp 1.82 Cpk 0.60

13.7513.77513.813.82513.8513.87513.913.92513.9513.9751414.02514.0514.07514.114.12514.1514.17514.214.22514.2514.27514.314.32514.3514.37514.414.42514.4514.47514.514.52514.5514.57514.614.62514.6514.67514.714.72514.7514.77514.814.82514.8514.87514.914.92514.9514.9751515.02515.0515.07515.115.12515.1515.17515.215.22515.2515.27515.315.32515.3515.37515.415.42515.4515.47515.515.52515.5515.57515.615.62515.6515.67515.715.72515.7515.77515.815.82515.8515.87515.915.92515.9515.9751616.02516.0516.07516.116.12516.1516.17516.216.22516.2516.27516.316.32516.3516.37516.416.42516.4516.47516.516.52516.5516.57516.616.62516.6516.67516.716.72516.74999999999990

5

10

15

20

25


Cpk


◈ 설비의 정도 확인 사례 1

기술지도 보고서 중


◈ 설비의 정도 확인 사례 2

기술지도 보고서 중

◈ 설비의 종합틈새


크랭크 축수

볼 죠인트부

슬라이드

로드 스크류

크랭크 축

커넥팅 로드 축수

AIDA 프레스 핸드북 중

◈ 설비의 변형


커넥팅 로드 중심

타이 로드 중심

P = l , q = 0.6 L 일때베드 휨량 ; 1 0.045 mm / 300 mm (=1/6660)

슬라이드 휨량 ; 2 0.045 mm / 300 mm (=1/6660)

( 휨과 눌림을 포함한 계산상의 휨량임 )


◈ 설비의 강성 ( 剛性 )


가공압력의 편차를 15% 라 할때 P1=1.15 P0P2=0.85 P0 이고 t 를 5 mm 로 할때A 프레스 최대치수 =5+1.5ⅹ0.15= 5.23 mm 최소치수 =5-1.5ⅹ0.15= 4.77 mm 치수 차는 0.46 mmB 프레스 최대치수 =5+4ⅹ0.15= 5.6 mm 최소치수 =5-4ⅹ0.15= 4.4 mm 치수 차는 1.2 mm실제 가공에 있어서는 소재치수 , 재질 , 윤활 등의 편차로 인하여 2 배 정도의 차이를 보인다 .(B 프레스가 A 프레스의 가공압력의 편차가 70% 로 가정시 )


1.5 mm

4 mm

◈ 열팽창으로 인한 치수 변화


MF-TOKYO 15’ 아사히 서낙 발표자료 중

펀치이송 방향의 유격량 0.89 mm- 설비부품 0.18 mm- 펀치 전체 0.39 mm- 다이스 전체 0.32 mm

생산수량

바닥두께

3.50 mm

4.45 mm

종래 ( 단체형 )

개발 ( 분할형 )0.14 mm

0.05 mm


Post-Process •- Heat treatment (Q/T) •- Final Machining

Parameters of dimensional accuracy

Die - Elastic behavior •- Tool making accuracy •- Wear behavior •- Elastic behavior

Forming Process •- Forming sequence •- Tribology •- Deformation velocity •- Forming load •- Thermal influence

Billet / Material•- Volume variation •- Surface topography •- Heat treatment •- Flow stress/hardening

정밀단조 기어 치수정밀도 향상 기술 15’ KIMS 이영선 박사

◈ 치수 정도에 영향하는 인자


◈ 자주검사를 강제할 수는 없을까 ? -> POP SYS 활용

3 VIEW PT 중


◈ MES / POP SYS 개요

3 VIEW PT 중


◈ MES / POP SYS 활용 예

협력사 POP SYS 중

공정능력 (Cpk) 으로 초물 안정화 시간 도출

- 안정 前 제품의 별도 관리 ( 전수 검사 , 또는 폐기 ) - 작업자가 충분히 숙지

금형 형상의 검토

- 형상의 변경 검토

- 생산속도의 변경 테스트

마찰값 변화

- 소성가공유의 변경

- 금형조도 ( 거칠기 ) 관리


◈ 정리 : 무엇을 무엇으로 관리 ( 제어 ) 할 것인가 ! -> 노리는 목표가 있는가 !

https://www.google.co.kr/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwjSq8L5stnLAhWhHKYKHXb8CEYQjRwIBw&url=https://pixabay.com/ko/%EB%AC%BC%EC%9D%8C%ED%91%9C-%EC%A7%88%EB%AC%B8-%EC%9D%91%EB%8B%B5-%EA%B2%80%EC%83%89-%EC%97%94%EC%A7%84-%EC%83%81%EC%A7%95-%EB%AC%B8%EC%9E%90-%EC%9A%94%EC%B2%AD-%EC%B0%B8%EA%B3%A0-1019993/&bvm=bv.117604692,bs.1,d.amc&psig=AFQjCNH5h9-FoL6NW5v0zbE5lnV9N4ZAwQ&ust=1458911120934915

10 분간 쉽니다 !


2. 공구수명 연장

차 례

2. 공구 수명 연장

◈ 공구 관리

- 입고검사 시 경도시험 또는 표면 거칠기 검사 정도만 가능

- 금형재의 응력 , 충격 값 등은 열처리 온도 , 처리 시간에 의해 결정

- 인서트 금형의 끼워 맞춤 값도 도면 지시대로 인지 , 아닌지…

제작 과정- 소재

- 열처리- 끼워 맞춤

검수 과정- 경도

- 거칠기- 수량

사용 과정- 장착

- 윤활조건-spm

이력 관리- 수명- 원인



◈ 금형의 원가 구성 예

장비명 SKD 61 사각금형 ( 황 , 정타 기준 )

200*300*250 mm

2,000 톤 프레스

소재비 3,000,000 67%가공비 1,500,000 33%합계 4,500,000 100%

-SKD -SKT-SKH-초경재

-절삭 -방전

-표면처리-경화용접

-랩핑

10 17

50

1314

공구비 점유율은 ?

Productioncondition

Workmaterial

Humanskill

Toolquality

Tool Life

Toolmanufacturing

Toolmaterial

Heattreatment

Surfacetreatment

Tooldesign

Yamanaka, 보고서 중


◈ 금형수명 전체 개념도

Usage prob-lems

design

Hole location

surface

SuddenChange of shape

mate-rial

Steel selectionDifferentmaterial

impurity

Shape ofcarbide

machin-ing

Surfaceroughness

CuttingconditionGrinding

condition

Arc machiningcondition

heat sur-face

treatmentquenchingconditiontempering

condition

Surface treatmentcondition

Surface treatmentselection

Life time

process-ing

machineapparatus

of moldlubrica-

tionmachinedmaterial

accuracy

Machi-hingvelocity

Machihingpressure

Lubricantselection

Lubricantsupply

Surfaceroughness

setting

hardnessshape

<N. Nihira. 2009>

Factor of mold life time

Mold problems


◈ 제작과 사용 측면의 상관도

Hi Accuracy ofForging prod-ucts

method

mold

forging machine

materialDeforma-tion capa-bility

structure

Deformation stress

difference

material

accuracy

weight

Heat adhesionFitting accuracy of Machining

Surface roughnessHeat treat-ment

wear

plasticityHeat conduc-tion

hardness

toughness

Surfacetreatment

lubrication

Cycle timeHeat of process

TemperatureOf forging

Mold tem-perature

Lubricant se-lection

Mass of lu-bricant

strength

Contact time

Forging load

Forgingspeed

Slidemotion

Factor of Hi Accuracy of Forging products

JSTP 논문 중

◈ 치수 정도에 영향하는 인자


◈ 단조 중의 체적 유동은 적정한가 ! ( 과다 )2. 공구 수명 연장

COLD AND HOT FORGINGFundamentals and Applications

◈ 단조 중의 체적 유동은 적정한가 ! ( 과다 )2. 공구 수명 연장

◈ 단조 중의 체적 유동은 적정한가 ! ( 과소 )2. 공구 수명 연장

일본국 精密鍛造 중

◈ 온 , 열간단조 금형수명 요인의 70 % 가 -> 마모 (磨耗 )

크레이터상 마모 (YXR33) 히트체크 발생

소성유동

크랙의 합류와 표층부의 박리SKD 62(52HRC) 조기에 주저 앉음

피가공재 살흐름의 방향

온간단조 펀치의 표면손상사례


◈ 온 , 열간 단조 금형의 손상현상과 요구되는 금형재의 특성

주요 손상 주된 손상 위치 관련 단조 조건 관련된 재질 특성

형표면의 연화-> 소성유동에 의한

마모

• 펀치 선단 축 교축 부분• • 열 부하

피가공재의 변형속도•• 고온 강도 연화 저항• • A1 변태점

히트 체크의 발생-> 연결 ,박리에 의한

마모• 전반 • 열부하

• 耐 히트 체크성( 고온강도 ,常溫연성 )

열영향이 작은 마모 ( 어브레이션 마모 )

• 플레쉬 랜드부

• 피가공재의 변형속도 성형 하중•

• 경도 미고용 탄화물량•

가공 중의 충격에 의한기계적 파괴 (큰 크

랙 )• 코너부 • 성형 하중 • 인성

피로 특성•



기술지도 레포트 중

◈ 온간단조 펀치의 마모 (磨耗 ) 사례

- 형상부의 마모로 폐기됨 (T/Housing) ( 제품의 형상 미확보 )

단조프레스 TMP 1,600 톤 20 SPM 600 ST = 400 mm/sec ( 크랭크 레스 타입 )


http://www.google.co.kr/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwjm-JLhptjLAhVMGJQKHRZKD2EQjRwIBw&url=http://korean.rubbertrolleywheels.com/sale-1325238-metal-farm-steel-wheelbarrow-for-industrial-garden-130kg-13-x3-a.html&psig=AFQjCNEffpGC1qbNb5xuaJJXIPibD3idIw&ust=1458873832274649


◈ 온간단조 펀치의 고온강도 상향조정 사례- 고온강도를 높이는 열처리 (Q/T) 실시


http://www.google.co.kr/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&ved=0ahUKEwiglOCLp9jLAhVBRJQKHQPmCRgQjRwIBw&url=http://slds2.tistory.com/171&bvm=bv.117604692,d.dGo&psig=AFQjCNH2N8yIk9RpPZGqnEzkZp4OVoezfA&ust=1458873913286665


◈ 온간단조 펀치의 고온강도 상향조정 사례- 고온강도를 높이는 열처리 (Q/T) 실시


소입 (Quenching) 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1130℃ 　　 850℃ 　 70 분

　　

　 650℃ 　 120 분 　　　　　　 350℃ 염욕퀜칭 　　

　180 분 　　　　　　　　　　　　 8 분 　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 AC　

소려 (Tempering) 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　T1 525℃ T2 565℃ T3 555℃ 　　 360 분 　 360 분 　 360 분 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

소려 (Tempering) 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　T1 550℃ T2 590℃ T3 590℃ 　　 300 분 　 300 분 　 300 분 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

테스트 공정 : 18 Hr

기존공정 : 15 Hr

소입은 개선전후 동일

0

5,000

10,000

15,000

20,000

기존금형 테스트 1 테스트 2

10,010 9,127

17,264

◈ 온열간단조 금형의 연화 저항- 금형은 A1 변태온도 이하로 사용되어 질까 ! ( 소재에서의 전달 열 , 마찰에 의한 열 발생 )-Fe 계 공구강에서 800℃ 이상으로 취하는 것은 불가능 -> 마찰승온에 대처 -> 표면처리가 유효


JIS 강과 매트릭스 강의 시험온도와 인장강도의 관계금형 손모부 ( 損耗部 ) 의 경도저하와 금형수명



열간공구강 (SKD61) 과 매트릭스하이스강 (YXR33) 의 히트체크 시험결과( 질화시료 )


◈ 온열간단조 금형의 히트 체크- 히트 체크는 지연시킬 수 있는가 !

◈ 질화처리는 표층부경화로 내소성유동성 향상 외에- 소재와의 단열 효과 / 마찰발열을 억제하여 금형수명을 향상 시킨다-침류질화 (浸硫窒化 ) 는 마찰특성을 높인 질화처리법 이다



가스침류질화법의 특성과 열간단조형에서의 효과

가스연질화 가스침류질화

가스침류질화

연질화

시험편의 습동시험결과


◈ YXR 33 의 질화 특성- 표면처리는 유효한가 !


질화층의 경도분포와 온도연화 저항( 질화조건 : 다프라이트 570℃ Χ 90 min)

신규금형

1

2

침류질화 수명 : 11천개無코팅 수명 : 8천개

1 2

일본국 鍛造加工 중

◈ 열 부하의 저감- 금형이 연화에 의한 변형과 마찰에 의하여 단조품의 치수정도가 유지되지 않는 경우 -> 불량품- 금형이 연화되는 것을 막아야 한다 . 즉 단조 중의 금형 온도를 낮게 유지하여야 한다


펀치 표면 부분의 온도



2. 공구 수명 연장 1600 T 온간단조



2. 공구 수명 연장 2500 T 열간단조

◈ 냉간단조 펀치의 마모 (磨耗 ) 사례- 수명중단 : 파손 / 마모에 의한 손상-발생 응력 2.5 Gpa - 부하형태 : 인장 /압축 /휨 / 비틀림 / 복합적 작용 -> 통상 60HRC 전후의 경도로 사용

냉간단조공구의 파손현상과 요구특성


펀치

다이


현상 응력의 발생요인 필요한 재료특성

1 이물 혼입되는 충격력 인성 , 압축강도

2 마찰에 의한 표면 인장응력

인장강도 , 마찰계수 , 내압축력

3 편심 ,휨 등에 의한 휨응력

휨강도 , 압축내력

4 압축 , 인장 ,휨 등 반복응력

피로강도

5 성형압에 의한 압축 전단응력

압축강도

6 내압에 의한 인장응력 인장강도

7 성형압에 의한 전단응력 압축강도

8 마찰에 의한 측면의 인장응력

내소착성 , 인장강도

◈ 경도와 인성의 타협



-필요한 인성이 확보되는 경도에서의 사용 -> 불충분 시 재질의 변경

냉간공구강의 특성 개념적 위치도

내마모

성.내압

축강도

내갈라짐 . 깨짐성

SKD 11 (60HRC) 기준

갈라짐크랙빈발

SKH 51 (58HRC)

매트릭스하이스갈라짐크랙빈발

심각한 마모

SKH 51(60~62HRC)

심각한 마모

분말하이스 / 초경합금

◈ 갈라짐과 피로크랙의 발생기점


- 공구강의 기지에 분산되어 있는 경질입자로 있는 탄화물 -> 크기와 분포상태

Metallurgical Study 중

◈ 필요한 것은 경도만이 아니라 인성도 필요 ( 충격 특성 )2. 공구 수명 연장


- 충격특성이 확보되어야 한다

고속도공구강의 휨시험에서의 흡수에너지

흡수

에너

지

경도경도

흡수

에너

지

◈ 재료 / 열처리 외에 수명을 좌우하는 인자



- 방전가공의 변질층 : 용융층은 급속한 냉각으로 불안정한 조직 -> 응고수축 -> 마이크로 크랙

형표면의 방전가공 변질층의 현미경 관찰 예




-침탄층 : 고속도공구강의 오일 퀜칭 시 증기막 생성으로 침탄층 형성 -> 경도 차이 -> 수명 저하- 800 ℃ 까지는 가스 냉각 후 오일 퀜칭 실시 (2 단 냉각 적용 )

http://www.google.co.kr/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwix_ajIrdjLAhWOQpQKHYmZClEQjRwIBw&url=http://www.itworld.co.kr/news/94266&bvm=bv.117604692,d.dGo&psig=AFQjCNF6EZjI1GlpI0ebPnn8JlibYLdb1w&ust=1458875662159948




- 열간단조 형의 표면에 칼로 도려 낸듯한 오목부 발생 -> 이형재 수분 -> 캐비테이션 발생 -> 파손- 이형재 사용 줄이거나 , 가스 퇴피로 부여

형표면의 캐비테이션 현미경 관찰 예

◈ 초경합금


일본국 철강재료와 절삭의 기초지식 중

- 탄소와 결합된 철을 더욱 강하게 만드는 원소 Cr, Ti, W, V, Nb 등 -> 탄화물 형성 원소 V 을 첨가하면 V 자체가 경한 것이 아니고 탄소와 결합한 VC ( 탄화바나듐 ) 경한 탄화물이 철중에 석출되기 때문이다 ( TiC, WC, VC, NbC 등 )

비커스 경도 비커스 경도

◈ 초경합금의 특징



- 소결에서 치수 18% 수축 , 체적 50% 수축 ( 정밀한 모양을 만들지 못한다 )

초경 WC CERMET TiC

탄화텅스텐 : WC - 입자의 크기

Vinder: Co - 투입량

◈ 초경합금외 재료의 강인성 위치도



인성

내마

모성

,내

열성

cBN

Ceramic

Cermet

초경

분말하이스용제하이스

열간공구강질화 열간공구강

Cubic Boron - Nitride

http://www.google.co.kr/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwivtM7tndnLAhVl56YKHecoCPoQjRwIBw&url=http://blog.kepco.co.kr/429&psig=AFQjCNH3q7nWIqHsebHGWXauxc5hDCcFYQ&ust=1458905818147203

◈ 초경합금의 분류 (CIS : 일본초경공구협회 )2. 공구 수명 연장

VC-60 경우

CIS 재종분류 설명

결합상 성분 WC 평균입도 경도수준

Co 2.5~5.0 미만 85~87


◈ 초경합금재종의 사용 예



너트포마 금형베벨기어 폐색단조금형

초경합금재종의 사용 예

후방압출 금형

이형후방압출 펀치

치차 , 스플라인 금형

원형후방 압출펀치

◈ 초경합금재종과 기계특성치



초경합금재종과 기계 특성치

◈ WC-Co 합금의 제특성에 영향하는 조성의 영향



WC-Co 합금의 제특성에 영향하는 조성의 영향

◈ 개선 예 ( 재질 및 표면처리 변경 )2. 공구 수명 연장

기술지도 레포트중

PUNCH PIN 재질 코팅 방법 코팅 색상 코팅 특성 평균수명

(EA) MAX. MIN. 시료수

SKH55 PVD(TiN) 황금색 기본적인 TiN 코팅 11,585 12,680 10,490 2

SKH55 CVD(TiC) 청회색

TiN 대비 내마모성 경도와 인성 강화

12,410 13,000 11,440 4

SKH55 G 코팅 (TiCN+TiN) 황금색 18,640 18,130 19,150 2

초경 ALCRONA (AlCrN) 연회색

내마모성 , 건식 /습식 가공

열 충격에 대한 안전성 고온 고경도

1. 소재를 물고 나옴 . 2.PUNCH PIN 이 부러짐 .

- SKH55 시료수 적음 .- 4 월 MJ 생산 기준으로 G코팅이 우수함 .- 초경 T/O 과정중 문제 발생 .( 소재 물림 , PIN 부러짐 )

◈ 개선 예 ( 금형 표면 거칠기 )2. 공구 수명 연장


◈ 개선 예 ( 표면처리 방식 변경 )2. 공구 수명 연장


구 분 진행상황 결과 비고

표면처리염욕질화 2000TON #2 XX 2.0

6SET 평균 수명 12,893 EA ( 개선 前 )

침류질화 2000TON #2 XX 1.8, 2.0 2SET 평균 수명 15,433 EA ( 개선 後 )

제대로 만들어진 금형인가 ? - 재질 및 열처리 성적서 ( 끼워 맞춤 값 ) - 신뢰할 수 있는 공급선 확보

사용 상의 문제는 없는가 ? - 생산 공정 변수

- 적정한 원소재의 수급

이력을 관리하여 데이터 베이스 구축 ! - 인과관계 분석

- 생산 총원가 개념 적용

◈ 정리 : 무엇을 무엇으로 관리 ( 제어 ) 할 것인가 ! -> 노리는 목표가 있는가 !



마치며…

★16년 단조세미나 초안(발표용) 160316

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