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금속성형공정 - 단조 - 3. 형단조 형단조(closed-die forging)에서는 소재가 2개의 금형에 의해 압축되면서, 금형공동부(cavities)의 모양으로 만들어지는데, 전형적인 예는 다음 그림과 같다. 단조가 되는 동안, 재료의 일부는 밖으로 유동되어 플래시를 형성한다. 플래시는 길이 대 두께비(압력 분포식의 α/h비와 같음)가 크므로 높은 압력을 받고, 플래시 간극에서 재료유동에 대한 마찰저항 또한 높게 된다. 마찰이 크면 금형공동부에 있는 재료에 높은 압력을 가하여 금 형공동부를 충전시킬 수 있도록 해주므로, 플래시는 형단조시 재료의 유동에 있어서 매우 중요한 역할을 한다. 또한, 열간에서 가공할 때는, 두께가 얇은 플래시는 몸쳬부보다 빨리 냉각되므로 변형에 대한 저항이 커져서 금형공동부를 잘 채울 수 있도록 해준다. 형단조공.. 2023. 9. 12.
금속성형공정 - 단조 - 2. 단조하중과 일 접촉경계면에서의 마찰이 없고 재료가 항복응력 Y를 갖는 완전소성체이면 원주시편에 작용하는 수직압축응력은 Y로일정하다. 이 경우에는 이상변형(ideal deformation)만 일어나게 된다. 임의의 높이 h1에서의 가공력은 F = YA1 이며, 이는 이상변형만을 가정하였으므로, 소재를 압축하기 위한 최소하중을 나타낸다고 할 수 있다.재료가 변형경화성이면,항복응력 대신에 유동응력 Yf를 사용하면 된다. 실제의 단조하중은 마찰일과 과잉일이 포함되므로 상기 식으로 계산되는 값의 수 배에 달한다. A1은 소재의 단면적으로, 체적이 일정하다는 조건으로부터 다음과 같이 계산할 수 있다. 변형일은 다음과 같이 시편의 체적과 비에너지 u의 곱으로 나타낼 수 있으며, 여기서 e1은, 다음 식으로 구한다. 따라서, 다음 .. 2023. 6. 5.
금속성형공정 - 단조 - 1. 자유단조 금속재료의 성형공정(metal forming)은 각종 공구와 금형으로 소재에 외력을 가하여, 소 성변형에 따른 형상변화를 유도하는 가공방법으로 소성가공이라고도 한다. 온도를 기준으로 소성가공법을 분류할 때는 냉간가공, 온간가공, 열간가공의 3개 분야로 구분된다. 또한, 작업의 유형에 따라 소성가공법을 분류하면, 1차가공과 2차가공으로 구분할 수 있다. 소성가공법을 분류하는 최근의 경향은 소재의 크기와 형상을 기준으로 삼는 것이다. 이 경우에는 소성가공법 전체를 부피성형가공(bulk deformation process)과 판재성형가공 (sheet forming process)으로 크게 분류한다. 부피성형가공에는 단조, 압연, 압출, 인발과 같은 가공법이 있으며, 소재의 체적에 대한 표면적비(또는 두께 대 .. 2023. 6. 4.
주조공정 - 주물의 설계 대부분의 주물제품은 도면작성단계 또는 제품설계단계에서 이미 실패할 가능성을 가지고 설계되어진다. 이는 설계자가 주조공정의 정확한 이해없이 단독으로 기능 및 형상을결정하여 초래된 결과로, 이러한 경우의 제품설계는 주조기술자들이 거부하기 마련이다.한번 설계가 결정되면 이를 수정하거나 대체법을 구하기가 어렵게 된다. 따라서, 제품설계전에 설계자와 주조기술자 간의 협동작업을 통해 시간 및 비용을 최소화할 수 있다. 오랜기간동안 발달된 주조의 설계지침과 원리는 실제 경험에 의한 것으로, 최근에는 이에 해석적 방법이나 컴퓨터를 이용한 기술을 첨가하여 주조제품의 품질 및 생산속도를 향상시키고 있다. 제품설계자는 최종설계를 결정하기 전에 이러한 설계지침을 검토하는 것이 중요하다.주요 고려사항으로는 ① 제품은 표준화된 .. 2022. 12. 24.
주조공정 - 주물 내 결함 주물 내 결함은 주물과 모형의 설계, 주형용 모래와 주형, 코어의 설계, 주물용 금속 재료, 용융 및 주입, 그리고 게이팅 및 라이저의 선택 및 설계에 밀접하게 연관되어 있다. 여기에서는 주물 내의 여러 결함들과 원인, 이의 해결법에 대해 설명하기로 한다. 또한 해결법은 주로 사형주물에 한하여 설명하겠지만 동일한 개념이 기타 다른 주조공정에서도 적용될 수 있다. 1) 블로(blow) : 이는 주물의 코프측 표면에 가스에 의한 비교적 크고 둥근 형태로 생긴 공간이다. 블로는 주로 볼록한 주물의 표면에서 발생하고 적절한 가스배출과 주형의 통기성을 조절함으로써 제거시킬 수 있다. 또한 모래혼합물 내의 수분의 함량과 휘발성분을 제어함으로써도 감소시킬 수 있다. 일반적으로 기공을 방지하기 위해서는 용탕의 주입온도.. 2022. 12. 24.
주조공정 - 주조공정의 종류 [사형주조법] 사형주조(sand casting)는 모형과 코어의 조합으로 만들어진 공동부에 게이팅 시스템을 연결함으로써 주형을 완성하고, 여기에 용탕을 주입하여 공동부를 채우고, 금속이 응고하면 모래주형을 깨뜨리고 주물을 꺼내는 작업으로 구성된다. 사형의 재료 및 사형 제작 공정에 대한 설명 참조. https://thomasrobotech.tistory.com/35 (주조공정 - 모형 및 주형 / 4.사형 주형) [석고주조] 석고주조(plaster casting)는 패리스(paris 또는 gypsum, CaSO4-nH2O)라는 석고를 주형재료로 사용하며 금, 은, 마그네슘, 구리와 이들의 합금을 주조하는 데 유용한 방법이다. 집섬(gypsum)은 "인베스팅 주조(investing casting)"와 "코.. 2022. 12. 24.