열간단조 금형의 손상기구

전문가 제언

○ 국내에선 조선 산업과 풍력산업의 활성화에 따른 수요 증대로 단조산업은 급성장 해오다가 최근 경기 여파로 산업의 경쟁력이 약화되고 있는 추세이다. 자동차 밸브나 볼트 생산과정에서 사용하는 열간 금형 수명이 극히 짧아 제조원가의 상당한 부분을 차지하여 제품의 국제 경쟁력이 떨어지고 있다. 관련 분야의 연구도 2000년 초까지는 한국과학원과 부산대학교에 활발히 진행되었으나 연구 책임자의 정년과 국책 연구비 지원이 첨단기술에 집중함에 따라 최근에는 눈에 띄는 연구가 거의 없다.

○ 열간 단조기술이 발전함에 따라 공정 중 형단조를 더 많이 사용한다. 그 결과 금형의 마모가 더욱 심하게 일어나 생산원가에서 금형 비용이 크게 된다. 따라서 정확한 손상의 규명은 FEM 등의 툴에 의한 응력 분포, 온도 분포, 접촉 시간 등에 의한 상사모델과 스캐닝, 고속카메라 촬영에 따른 실제 손상 정도를 비교 하여 정확한 마모 요인을 찾아내어 효과적인 대책을 수립하면 경쟁력을 크게 높일 수 있을 것이다.

○ 실제 산업현장에서 손상 파면해석과 모델링 해석이 별개로 이루어지고 있어 핵심 요인을 찾아내지 못하다 보니 손상 해석의 신뢰도가 낮다. 산학 공동연구를 통한 파면해석과 모델 연구가 같이 될 수 있도록 정부 기관의 지원이 있었으면 한다. 참고로 살펴 본 일본의 단조기술 현황에서는 단조협회와 특수강 회사들이 공동으로 금형 수명 예측을 위한 다수의 연구가 오래 전부터 진행되고 있음을 알 수 있었다.

 

○ 금형의 연화는 고온에 노출되면서 공공(Vacancy)의 수가 증가되면서 확산이 일어나 경도가 저하되는 현상이다. 금형 표면에 질화열처리를 통해 침입형 원소인 질소를 투입하면 경도도 높아지고 다소 확산을 지연시킬 수 있다. 생산현장에선 경비 지출을 줄이기 위해 질화 대신 염욕 연질화 처리를 이용하는 사례가 많다. 염욕 질화 시에는 질소 외에도 탄소가 동시에 들어가 고온에서는 빨리 경도가 떨어져 마모수명뿐만 아니라 피로수명도 저하됨으로 재고해 볼 필요가 있다.

 

저자

Zbigniew Gronostajski, et al.

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

일반기계

연도

2016

권(호)

657()

잡지명

Materials Science And Engineering: A

과학기술
표준분류

일반기계

페이지

147~160

분석자

김*완

분석물

• 열간단조 금형의 손상기구.pdf [507,696 byte]

이미지변환중입니다.