금속성형에 관하여

소개글

금속성형에 관하여에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1 열간성형과 냉간성형을 설명하고 이 들의 장점과 단점을 비교 설명하시오

2 압연에 대해 설명하시오

3 인발가공의 장점에 대해 설명하시오

4 압출에 대해 설명하시오

5 단조에 애해 설명하고 장 단점에 대해 설명하시오

본문내용

는 외주의 마찰 로 인하여 내부가 효과적으로 압출됩니다. 압출이 끝나면 직접 압출에서는 20~30%의 압출재가 잔류합니다.
(3) 역식 압출법(inverse extrusion process)
램의 진행방향과 압출재의 이동방향이 반대인 경우입니다. 직접 압출법에 비하여 재료 의 손실이 적고 소요동력이 적게 드는 이점이 있으나 조작이 불편하고 표면상태가 좋 지 못한 단점이 있습니다.
(4) 충격 압출법(impact extrusion process)
특수 압출방법으로 단시간에 압출 완료되는 것으로 보통 크랭크 프레스를 사용하며 상 온가공으로 작업합니다. 충격압출에 사용되는 재료로는 아연, 주석, 납, 알루미늄 등의 순금속과 일부 합금 등이 사용됩니다. 이 방법의 제품은 두께가 얇은 원통 형상인 치 약 튜브, 화장품 케이스, 건전지 케이스용 등의 제작에 사용됩니다.
5. 단조에 애해 설명하고, 장·단점에 대해 설명하시오.
단조는 금속에 외력을 가하여 형상을 변형시키는 가장 오래된 성형(成形) 방법 중의 하나입니다. 오랜 옛날부터 사람들은 금속을 가열(加熱)하여 햄머(Hammer)와 엔빌(Anvil)을 사용하여 금속을 두들겨서 공구와 무기, 그리고 그들이 필요로 하는 도구를 만들어 사용하여 왔습니다. 오늘날의 단조는 광범위한 금속 가공 방법 중의 하나이며 현존하는 고대 예술이라고 할 수 있습니다. 단조품과 단조품을 사용한 제품은 새로운 금속의 발견과 합금의 개발에 따라 이들을 사용하기 위한 새롭고 더욱 개선된 단조 공법과 장비의 개발에 의하여 공업으로서의 그 위치를 확보하게 되었습니다. 자동차 산업의 발달로 인하여 보다 가벼우면서 기계적 성질이 우수한 금속 제품이 보다 싼값으로 공급되어야 하는 시대를 맞게 됨에 따라 단조 산업은 급속도로 발전하게 되었습니다. 아직 자유단조 햄머가 산업 기계의 하나로 남아 있기는 하지만 고 효율의 단조 기계들이 개발되고 발전되어 사용되고 있습니다. 그리고 자동화는 노동력을 절감함으로써 제조 비용을 절감하여 단조품의 단가를 낮출 수 있으므로 단조 공업의 여러 분야로 확산되어 가고 있습니다. 모든 단조 공정은 소재의 검사, 절단, 가열 등 소재의 준비로부터 시작된다. 일반적으로 예비 단조는 황지(Rough-Shaping) 단계다. (많은 경우에 예비 단조를 거치지 않고 제품을 생산하기도 함) 그 다음에 형단조(Die Forging)를 하게 되고, 대부분의 경우 그다음 단계로 트리밍(Trimmimg) 작업을 하게 됩니다. 그리고 다음 단계로는 시험, 검사, 열처리, 표면처리 등의 후공정을 거치게 됩니다.
자유단조 형단조
1. 자유단조(自由鍛造)
- 가공물에 압력을 가할 때 가압력의 방향과 직각인 방향으로의 금속유동에 구속을 주지 않는 단조
- 주로 小形物
- 단조 후에 기계가공을 하는 경우가 많습니다.
- 종류
(1) 늘리기(drawing): 단면적 감소, 길이방향으로 늘리는 작업
(2) 축(軸)박기(upsetting): 축방향으로 압축하여 단면을 크게하고 길이를 짧게하는 단조
(3) 넓히기(spreading): 가공물을 anvil 상에 놓고 가압하여 폭을 넓히는 단조 (늘리기 유사)
(4) 굽히기(bending)
(5) 단짓기(setting down)
(6) 구멍뚫기(punching)
(7) 비틀기(twisting)
(8) 절단(cutting-off)
(9) rotary swaging
- 주축과 함께 型(die)을 회전시키며 형에 타격을 가하여 단조하는 작업
- 형과 hammer가 회전하면서 hammer 머리가 roller에 접할 때 형을 타격
- hammer가 roller와 roller 사이에 있을 때는 원심력에 의하여 형이 열림
(10) 압연단조(roll forging)
- 맞물고 회전하는 roll 사이에서 가공물을 단조하는 작업
- roll의 홈 또는 돌기를 이용하여 소정의 단면 형상
- 차축(axle), leaf spring 등 제작
2. 형단조(型鍛造)
- 장점(자유단조 비교)
① 절삭가공이 필요없다. (윤활접촉 운동부 제외)
② 소재의 조직이 미세하고 고 강도
③ 작업이 능률적이고 대량생산에 적합 (적은 타격횟수)
- spanner, crank shaft, connecting rod, 차축 등의 제작
(1) 형 단조 공정
- 압축에 의한 금속의 유동이 형(die) 내에서만 행하여지며 여분의 금속은 형의 접합면 사이에 귀(fin)으로 유출된다.
- 보통 다단계 작업
blocker: 중간단계의 단조용 금형
- connecting rod의 형 단조
소재: 환봉
공정: 3 단계 단조 + 트리밍 + 절삭가공 (sliding 면)
1. 단조금형
2. 에징
3. 블로킹
4. 최종 단조
5. 트리밍
(2) 단조 금형
A. 형 재료
- 조건
① 내마모성: 재료의 유동과의 마찰
윤활제 사용(광유, 흑연, 비눗물, 등)
② 내열성: 고온의 단조 환경
예) Al합금 400-450도, 합금강 925-1250도
③고강도: 해머 및 프레스의 고압 및 충격
- 재료: 공구강, 다이강 (Cr, Ni, Mo, V 등의 합금강)
B. 형 설계
- 고려사항: 재료의 강도와 연성, 변형속도와 온도의 영향, 마찰특성, 소재의 형상(복잡성)
- 기본 법칙: 저항이 최소인 방향으로 소재를 유동시켜 금형 공동부를 적절히 충전시킨다.
- blocker 설계시 다음 공정을 고려하여 각 부위의 단면적 계산에 유의한다.
- corner 및 fillet 부에 반경을 준다.
- 분리선: 두 개의 금형이 만나는 선
제품의 형상, 금속유동, 하중의 평형, 플래쉬등을 고려하여 위치 결정
- 리브(rib): 소재의 얇고 높은 형상
가능하면 피하는 것이 좋다.
- draft angle (인발기울기): 금형에서 제품의 분리가 용이하도록 만든 기울기, 3-10도
- 홈(flash): 형의 접합면에 파서 여분의 금속이 유출될 수 있게한 홈 또는 밀려나온 여분의 재료
역할: 재료유동에 대한 마찰 저항 및 급 냉각으로 금형공동부를 잘 채우게하고 높은 압력으로 조직을 치밀하게 한다.
두께: 단조품 최대두께의 3%
길이(land): 두께의 5배 정도
- 거터(gutter): 여분의 재료가 모이는 홈

키워드

금속성형,   압연,   인발가공의 장점,   압출,   단조