KR0181784B1 - 파손된 금형의 보수방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 파손 금형보수시 파손 금형을 용접하여 재사용하게 되는데, 이때 용접시 용접재와 금형 재질이 다르고 용접부에 열영향부가 있어, 다시 파손되기 쉬움으로 이의 반영구적인 보수를 위해, 파손부위를 경사육성 코팅 및 확산접합시키는 파손금형 보수 방법에 관한 것으로, 금형재 가공 및 사용시 일부 파손된 부위를 보수하기 위하여 조성을 점진적으로 변화시켜 육성코팅한 후, 코팅층과 모재간에 점착력 향상을 위해서 확산열처리 싸이클로 확산열처리하고, 가공연마하여 만드는 열분사 육성코팅 확산접합 한 파손된 금형 보수방법이다.

Description

파손된 금형의 보수방법

제1도는 종래의 금형 보수방법을 나타낸 순서도로써, (a)는 파손된 상태도. (b)는 파손된 부위를 용접한 상태도. (c)는 용접한 부위를 연마한 상태도.

제2도는 파손된 금형부위를 연마한 후, 용접재질로 육성하고 연마하는 과정을 나타내는 상태도로써, (a)는 파손된 금형부위를 연마한 상태도. (b)는 연마된 금형부위에 용접한 상태도. (b)는 용접한 부위를 연마한 상태도.

제3도는 본 발명의 코팅 제조공정을 나타낸 것으로써, (a)는 일반 합금강 모재의 파손상태도. (b)는 상기 모재에 경사코팅한 상태도. (c)는 상기 경사코팅을 확산 열처리한 상태도. (d)는 상기 확산열처리를 또 한번 더 확산열처리 한 상태도. (e)는 상기 확산열처리된 것을 표면 가공한 상태도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 파손된 모재 20 : 모재에 경사코팅한 것

30 : 모재에 경사코팅한 후, 확산열처리한 것

40 : 모재에 확산열처리한 후, 재확산열처리한 것

50 : 확산열처리한 후, 표면가공한 것

본 발명은 파손 금형보수시 파손 금형을 용접하여 재사용하게 되는데, 이때 용접시 용접재와 금형재질이 다르고 용접부에 열영향부가 있기 때문에, 다시 파손되기 쉬운며 이의 반영구적인 보수를 위해 파손부위를 경사육성 코팅 및 확산접합시키는 파손금형 보수방법에 관한 것으로, 특히 용접 후 열영향부의 발생으로 금형수명(tool life)이 짧은 것을 개선할 목적으로 파손된 금형부위를 용사방법으로 육성, 경사코팅한 후 확산 열처리하는 파손금형 보수방법에 관한 것이다.

종래의 금형 보수방법은 금형이 파손되었을때 즉, 도면 제1도 a와 같이 금형의 길이부분에 파손이 발생할 경우, 임시로 이 파손된 부위(60)를 도명 제1도b와 같이 용접을 하고, 이 용접부위(61)를 도면 제1도 c와 같이 연마를 하고 있었으며, 상기 금형의 모서리 부분등이 파손되었을 경우에는 도면 제2도a, b, c에서 표현된 바와같이 먼저, 파손부위(60)를 연마하고 이부분을 용접하여 육성한 후 칫수에 맞게 용접부위(61)를 연마하여 재사용하여 왔다.

상기와 같은 종래의 금형 보수방법을 용접부위(61) 즉, 금형모재와 용접재가 맞닿는 가장 자리에서 용접됨과 동시에 급격히 냉각됨으로 경도는 높고 인성이 부족해 취약해진다.

따라서 용접보수 후 금형으로 어느 일정 동안(짧은기간)은 사용할 수 있으나, 상기 일정기간이 지나면 취약해진 부분이 다시 파손되어 사용할 수 없게 되어 그 수명이 매우 짧게 되고 임시 방편에 지나지 않는 등의 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해소하고자 발명한 것으로, 금형의 수명을 연장할 수 있고, 기계적인 성질을 향상시킬 수 있도록 한 경사육성코팅 및 확산접합시킨 파손금형 보수방법을 제공함에 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 갖는 본 발명의 특징은 다음과 같다.

첫째, 금형재 가공 및 사용시 일부 파손된 부위를 보수하기 위하여 파손부위에 보수를 위한 조정물을 점진적으로 변화시켜 코팅층을 육성하는 육성코팅(gradient coating mylti layer coating)을 한 후, 코팅층과 모재간에 점착력 향상을 위해서 확산열처리 싸일클(cycle)로 확산열처리 하고, 이를 가공연마하여 만드는 금형보수방법.

둘째, 상기 코팅방법은 열분사 코팅 방법으로 플라즈마 스프레이 코팅 방법이나 HVOF(High Velocity Oxygen Fuel)방법으로 하는 열분사 육성코팅 확산접합한 금형보수방법.

셋째, 상기 첫째방법에서 경사코팅 재질은 Fe-c, Ni-co, bo, Mo, 스테인레스, Tic, TiN, Wc, cr₃c₂, cr₂O₃등의 재질이 일부 또는 전부 함유된 열분사육성코팅 확산접합한 금형보수방법.

넷째, 상기 첫째방법에서 육성코팅 두꼐는 0.01mm-5mm등의 범위를 갖는 육성코팅 및 두 단면을 맞대기 코팅접합등도 할 수 있는 열분사 육성코팅 확산접합한 금형 보수방법.

다섯째, 상기 첫째에서 확산접합 열처리는 모재나 코팅재의 용융온도 이하 즉, 계면 열적 활성화 온도에서 계면간 소성변형 및 표면 확산작용으로 공공(void)의 소멸과 접촉면적 확대가 진행되고, 마지막으로 체적확산과 공공이 소멸되어 계면 접합이 이루어지는 열분사 육성코팅 확산접합한 금형 보수방법 등에 의한다.

이와 같은 특징을 갖는 본 발명을 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 코팅방법은, 용사 서멀 스프레이(thermal spray) 방법중에 HVOF 방법이나 플라즈마 스프레이 코팅방법을 사용한다.

상기 HVOF방법은 용사건 안에 프로필렌(propylene), 아세틸렌(acetylene), 프로판(propane)등을 사용하여 산소와 반응시켜 2500℃ 이상의 온도와 고압을 발생, 노즐을 통하여 가스 화염을 분사시킬 때 코팅될 파우더를 용융분사 압착시키는 방법으로 기체의 속도가 약 1830m/sec의 속도로 가속되어 코팅하는 방법이다.

상기의 방법은, 코팅밀도가 플라즈마 코팅보다 우수하다.

또한, 플라즈마 스프레이 코팅방법은 플라즈마 건(gun)내의 불활성 가스(ar, N₂, H₂, He)에 고주파 아크를 주입시켜 가스를 이온화시키고, 노즐 선단부에서 발생하는 고온 고열(약 16,000℃)에 분말을 이송시켜 고속(650m/sec)으로 모재에 분사함으로써 피복을 형성하는 용사기법이다.

한편, 이온화되는 것은 플라즈마 이온으로 플라즈마 자체는 기체 상태의 이온과 자유전자 그리고 중성의 원자로 이루어져 있다.

이와 같은 본 발명은 종래에 문제시 되던 금형의 수명(tool life)을 향상시키기 위해 용사방법을 경사코팅 확산접합 방법으로 하여 용접부위 취약부분을 없애므로서 금형수명을 종래 소재의 배이상으로 향상시켰다.

또한, 경사코팅 육성방법으로 표면부위에 내마모가 필요하면 그에 맞는 내마모성 조성물을, 열성이 필요하면 그에 맞는 조성물을 합금조성할 수도 있으며, 상기한 방법에 따라 파손된 금형을 보수함에 따라 보수된 금형이 원래의 상태와 거의 같은 상태로 보수되고 또 보수 후의 수명도 매우 길게 되는 점 등의 특징을 지닌 것이다.

Claims (3)

1. 금형재 가공 및 사용시 일부 파손된 부위를 보수하기 위하여 파손부위에 보수를 위한 Fe-c, Ni-co, Mo, 스테인레스, Tic, TiN, Wc, cr₃c₂, cr₂O₃등의 재질이 일부 또는 전부 함유된 조성물을 점진적으로 변화시켜 코팅층을 육성하는 육성코팅층을 한 후, 코팅층과 모재간에 접착력 향상을 위해서 계면열적 활성화 온도에서 계면간 소성변형 및 표면확산작용으로 계면 접합이 이루어지는 확산열처리 싸이클로 확산열처리하고, 이를 가공연마하여 만드는 열분사 육성코팅 확산접합함을 특징으로 하는 파손된 금형의 보수방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 코팅방법은 열분사코팅 방법으로 플라즈마 분사 코팅 방법이나 HVOF 방법으로 하는 것을 특징으로 하는 파손된 금형의 보수방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 육성코팅 두께를 0.01mm∼5mm등의 범위로 육성코팅 및 맞대기 코팅을 할 수 있는 것을 특징으로 하는 파손된 금형의 보수방법.