단조품 전문회사, (주)대원단조

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기술현황

단조금형/윤활/결함

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단조금형/윤활/결함

단조용 금형

대부분의 단조, 특히 대형 단조품인 경우에는 열간에서 가공한다.

고온에서의
강도와 인성

기계적 및 열 충격에
대한 저항

균일하게 경화
할 수 있는 능력

마모 저항,
특히 열간단조에서
소재에 생기는
스케일에 대한 마모 저항

금형 재료에
요구되는 조건

금형 재료를 적절하게 선택하는 데는 금형의 크기, 소내의 조성 및 성질, 성상의 복잡성, 단조온도, 단조작업의 유형, 금형 재료의 가격, 생산할 단조품의 수량 등이
고려되어야 한다. 고온의 소재로부터 금형으로 열이 전달되고 이에 따라 금형이 변형되는 것도 중요한 사항이다.

보통 쓰이는 금형 재료는 공구 및 금형강으로 이는 크롬, 니켈, 몰리부덴, 바나듐을 함유 하고 있다. 금형은 그 자체가 주조된 뒤 단조된 소재로부터 원하는 형상으로
기계 가공된 후 마무리 작업으로 표면 다듬질되어 만들어진다.

금형의 파손은 부적절한 열처리, 부적절한 설계, 과열 및 열하중으로 인한 고온 균열, 고도한 마모, 과부하 등에 기인한다. 열 균열 및 파괴를 줄이려면 금형을 약
150-250°C 정도로 예열하여 사용한다.

윤활제

윤활제는 마찰과 마모에 매우 중요한 영향을 끼치므로, 결국 단조 하중과 금형 공동부 내에서 소재의 유동에 영향을 준다.
윤활제는 가열된 소재와 상대적으로 온도가 낮은 금형사이에서 열을 차단하는 작용을 하여, 소재의 냉각속도를 늦추고, 금속의 유동속도를 개선시켜 준다.
윤활제의 또 다른 중요한 역할은 이형제로 사용되어, 단조품이 금형에 붙는 것을 방지하고 금형으로부터 잘 탈착될 수 있도록 도와주는 것이다. 단조에는 매우 다양한
종류의 윤활제들이 사용된다. 열간단조에서는, 흑연, 이황화 몰리브 덴 및 유리가 흔히 쓰인다.

냉간단조에는, 광유나 비눗물이 사용된다. 열간 단조에서는 윤활제를 금형에 바르고 냉간단조 시에는 소재 쪽에 바른다.
윤활제를 사용하는 방법과 윤활막 두께의 균일성은 제품의 질에 중요한 영향을 준다.

단조제품의 결함

단조 중에 나타나는 표면 결함 외에도 금형 내에서 소재 유동의 부적절로 인해 다른 종류의 결함이 생길 수 있다.
웨브에서의 재료가 과다하면 단조 중에 좌굴이 생겨 겹침으로 남게 된다. 이러한 결함을 피하려면 웨브가 보다 두꺼워야 한다.

그러나 반대로 웨브 부분이 너무 두꺼우면, 금형 공동부가 미리 채워져서 금형이 밀폐됨에 따라 내부의 재료가 채워진 영역을 지나서 유동하여 단조품 내부의 결함이
될 수 있다. 금형 공동부의 반경은 이러한 결함의 생성에 매우 중요한 영향을 끼친다. 또한, 금형 공동부 내에서의 불균일한 변형, 단조 공정 중 소재의 온도 분포,
상변환에 의한 미세 조직의 변화 등으로도 내부 결함이 발생할 수 있다.

단조 결함은 제품 사용 시에 피로파괴를 야기하거나 부식 및 마모와 같은 문제로 이어진다. 일반적으로 단조품을 사용하기 전에 제품의 검사를 실시하고, 특히 중요한
부분에 사용될 때는 필수적으로 검사를 하여야 한다.
단조품의 결함은 육안으로 판단할 수 있을 정도의 큰 표면 결함이 아니면 내부의 결함은 쉽게 찾아내기가 힘들다.
따라서 단조 후에는 여러 가지 검사법을 이용하여 단조품을 검사한다.

  • 표면검사
    단조품의 표면에 생긴 균열, 주름, 재료의 겹침, 연소 조직, 지나친 스케일과 족 등은 육안으로 검사한다.
  • 절단검사
    단조품의 절단하여 내부에 발생한 결함을 검사한다.
  • 부식검사
    강재 단조품의 결함 검사법으로 널리 쓰이는 방법이다. 가열한 산 영액에 검사할 시험편을 적당한 시간 동안
    당가서 주름, 겹침과 같은 표면 결함이나, 잘라진 단조품의 단면에서 가공균열 현석 등의 결함을 검사한다.
  • 비파괴검사
    단조품을 자르지 않고도 내부 결함을 검사하는 방법으로 이에는 초음파 탐상 시험, X선 투과 시험,
    자기 탐사 시험, 침투 탐상 시험 등이 있다.