단조 공정과 관련된 여러 종류의 작업에서의 금형 손상

전문가 제언

○ 열간 성형 공정 중 금형은 극심하고 복잡한 하중에 노출된다. 그 결과 산화 및 열·기계적 피로에 의한 손상이 발생하여 금형의 실패의 원인이 된다. 본 작업의 목적은 손상된 열간 단조 금형의 다 규모 해석이다. 열간 작업 금형강 X40CrMoV5-1로 만든 산업적 열간 단조 금형에 주요 실패의 전문 지식이 제시되었다.

 

○ 마이크로 경도 깊이 프로파일의 측정, SEM 및 산화된 표면의 광학적 관측이 금형의 가장 많이 부하가 걸린 단면에 달성되었다. 손상된 금형에서 잔류 응력 분석이 금형에서 가장 요청된 영역을 추정하고 예측하기 위해 수행되었고 단순화된 수치적 접근이 조사되었다. 관측된 영역의 균열은 기계적 부하로 인한 국부적 탄-소성 응력에 의해 야기되었다.

 

○ 열간 단조 금형의 항복 강도는 고온에서 금형의 열 연화로 인해 금형 수명을 감소시킨다. 부산대학교의 김병민 등은 자동차 스핀들의 열간 단조에서 금형의 냉각 홀을 이용한 냉각 방식이 직접 분사 방식 보다 금형 수명을 향상 시키는 것을 발견하였다.

○ 산업적 시험에서 질화 처리된 H11강과 PACVD 침적 코팅이 단조 금형 삽입물의 표면 수정을 위한 유망한 기술인 것을 보여 주었다. 자동차 부품 생산에 사용된 TiCN 이중 처리된 단조 금형 삽입물이 종래의 질화 기술과 비교해서 단조 금형 수명에서 큰 개선을 보였다. 그러나 이중 처리된 삽입물의 모든 장점을 활용하려면 질화 처리된 기질의 연마가 침적 코팅 전에 요구된다.

 

○ 열간 단조 금형의 수명을 개선하기 위해서는 단조 순서에서 금형 케비티(cavity)의 편향을 감소하기 위한 목표를 가지고 변형 단계의 순서대로 금형 설계를 하는 것이 중요하다. 또한 간단한 수치 접근법이 기계적 유도아래 금형에서 가장 응력을 받는 영역을 예측할 수 있다. 이 수치 접근법을 통해 가장 높은 Von Mises 잔류 응력을 갖는 균열되는 영역을 예측하여 금형 설계를 최적화 할 수 있다.

 

 

저자

A. Alimi, J. Fajoui, M. Kchaou, S. Branchu, R. Elleuch, F. Jacquemin

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

일반기계

연도

2016

권(호)

62()

잡지명

Engineering Failure Analysis

과학기술
표준분류

일반기계

페이지

142~155

분석자

신*순

분석물

• 단조 공정과 관련된 여러 종류의 열간 작업에서의 금형 손상.pdf [512,832 byte]

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