다양한 금속 단조 방법 이해

단조 자동차 부품에 사용되는 일련의 다이/툴링을 툴링하여 단조 "다이"와 "툴링"이라는 단어는 단조 산업에서 종종 같은 의미로 사용됩니다. 이는 (보통 예열된) 빌렛, 잉곳, 프리폼 또는 바를 성형하는 데 사용되는 장치를 나타냅니다. 사용되는 금형에 의한 단조를 비교할 때, 인상 다이, 오픈 다이, 롤링 링의 세 가지 주요 방법이 있습니다.

인상 다이 단조

인상 다이 단조를 사용하면 각각 최종 부품 모양의 미리 절단된 프로파일/공동(또는 인상)이 있는 두 개의 맞춤형 다이 사이에서 금속이 압착/압축됩니다.

그런 다음 기계식 프레스나 드롭 해머 등 다양한 장비를 사용하여 빌렛이나 프리폼을 압축하면서 소성 변형을 시킵니다. 각 인상에서 플래시(과잉 금속)가 다이로 흘러나감에 따라 가공물이 캐비티 안으로 강제로 들어가게 됩니다. 플래시가 냉각됨에 따라 인상에 압력이 형성되어 보다 균일한 구성 요소를 보장하는 데 도움이 됩니다. 그런 다음 플래시는 수동으로 또는 트리밍 다이를 사용하여 제거됩니다.

인상 다이 단조는 주로 복잡한 대칭 및 비대칭 단조 부품을 제조하는 데 사용됩니다. 이 방법은 또한 개방형 단조와 비교할 때 더 가까운 공차를 달성할 수 있습니다.

개방형 단조

개방형 단조에서는 공작물(잉곳, 바, 빌렛 또는 프리폼)이 상부 및 하부 평면 다이 사이에서 변형되며, 공작물 자체의 움직임이 최종 부품의 형상을 형성하는 데 크게 도움이 됩니다.

평면 다이 및 해머(또는 프레스) 외에도 새들, 블록, 링, 맨드릴 및 펀치를 포함하여 개방형 다이 단조에 사용할 수 있는 다른 도구가 있습니다.

개방형 단조로 만들어진 부품은 일반적으로 모양이 단순하며(길고 직사각형, 편평하고 원형 등) 단조 공정 후에 추가로 가공할 수 있습니다.

개방형 단조는 모든 크기의 부품을 생산하는 데 사용되지만, 복잡성 측면에서는 일반적으로 개방형 단조보다 인상형 단조가 선호되는 방법입니다.

압연 링 단조

툴링에 의한 마지막 방법은 압연링 단조이다. 롤 단조 방식은 인상 다이 및 오픈 다이와 달리 다이를 사용하지 않으며 매우 특정한 모양인 링을 만드는 데 사용됩니다.

이 단조 공정은 모든 유형과 크기의 이음매 없는 링을 만드는 데 사용할 수 있습니다. 롤 단조는 정밀한 공차로 부품을 생산할 수 있기 때문에 가공, 절단, 주조보다 선호됩니다. 또한 단조는 주조와 달리 내부 다공성을 제거하여 크리프, 피로 및 기타 문제를 줄입니다.

롤 단조에서는 일반적으로 스톡이 사전 성형됩니다. 롤 단조에 사용되는 프리폼 기술을 펀칭이라고 합니다. 이름에서 알 수 있듯이 스톡에 구멍을 뚫어 도넛 모양을 만듭니다. 그런 다음 프리폼은 최종 부품이 생산될 때까지 압연기를 통과합니다.

엔진 베어링, 휠 베어링, 플랜지, 기어 등 모든 유형의 부품을 롤 단조로 제작할 수 있습니다.

온도에 따른 단조공정

금속 단조 공정은 가공물의 실제 온도에 따라 분류될 수도 있습니다. 다양한 온도는 금속의 가소성, 부품의 최종 품질에 영향을 미치며 강도, 연성, 충격이나 피로에 대한 저항성을 비롯한 부품의 최종 기계적 특성을 결정할 수 있습니다.

단조를 온도에 따라 분류할 때 열간, 온간, 저온의 세 가지 주요 방법이 있습니다.

열간 단조

열간 단조에서는 일반적으로 금형/공구가 특정 온도로 예열된 다음 공작물 자체가 미리 결정된 온도로 가열됩니다. 열간 단조에 사용되는 온도는 사용되는 원자재, 생산되는 부품 및 특정 적용 요구 사항에 따라 다릅니다.

열간 단조에서는 열이 금속을 더욱 연하게 만들고, 뜨거운 금속을 압착하는 다이의 일관된 압력으로 인해 더욱 정제된 입자 구조가 생성되어 더욱 강하고 연성이 높은 부품이 생성됩니다.

따뜻한 단조

온간 단조에서는 공작물이 가공 경화 온도보다 높지만 스케일링 온도보다 낮은 특정 범위 내에서 가열됩니다.

온간 단조는 냉간 단조의 비용과 엄격한 공차 또는 열간 단조의 더 높은 강도 수율을 필요로 하지 않는 다양한 단조 제품을 포괄합니다. 온간 단조는 일반적으로 샤프트 및 기어와 같이 이미 최종 형상에 가까운 부품에 사용됩니다.

냉간 단조

이름에서 알 수 있듯이 냉간 단조 공정은 더 낮은 온도(실온에서 수백 도 사이)에서 수행됩니다.

냉간 단조는 생산되는 부품의 유형에 따라 굽힘, 코이닝, 압연, 압출 등의 다른 공정도 활용합니다. 공정에 사용되는 금속도 일반적으로 단조 공정 중에 어닐링되거나 연화되는데, 이 공정 중에 마찰열을 방지하기 위해 지속적인 윤활이 필요합니다.

냉간 단조는 매우 정확하고 마무리 작업이 거의 또는 전혀 필요하지 않지만 복잡한 맞춤형 단조에는 여전히 열간 단조가 선호되는 방법입니다. 또한, 냉간 단조된 부품에는 잔류 응력이 포함될 가능성이 더 높으며, 이로 인해 결국 균열, 뒤틀림 및 기타 문제가 발생할 수 있습니다.