KR100336020B1 - 소결부품성형시 부분밀도제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 성형공정을 개선하여 코어로드 주위에 분말이 증대된 상태에서 압착함으로서 성형후 홀주위에 국부적으로 밀도가 증가된 제품의 생산이 가능하도록 하기 위한 소결부품성형시 국부적 밀도제어방법에 관한 것으로서; 배합공정(10)과; 제품성형을 위하여 하금형(51)에 성형할 분말(52)을 공급받을 수 있도록 급분실(53)이 형성되고; 하금형(51)의 하방에는 성형되는 제품의 홀이나 요철부위를 형성할 수 있도록 상방으로 돌출되는 코어로드(55); 하금형(51)의 상방에는 하강에 의하여 급분실(53)에 급분된 분말(52)을 압착성형하기 위한 상금형이 구비되어 제품의 형상을 만드는 성형공정(20); 성형된 형상체에 물성을 부여하는 소결공정(30); 소결시 발생할 수 있는 변형을 바로잡는 정형공정(40); 정형후 행하는 후처리공정(50)으로 완성되는 소결공법에 있어서; 상기 코어로드(55)의 상단면(56)을 급분실(53)에 급분되는 분말(52)의 급분면(57)보다 낮은 위치에 있도록 하고; 상금형을 하강시켜 급분된 분말(52)을 압착시에는 코어로드(55)를 상승시키거나 하금형과 급분실 전체를 하강시켜 코어로드(55) 위쪽에 급분된 분말(52)이 코어로드(55)의 주위로 공급시켜 코어로드(55)주위의 부분밀도를 제어할 수 있도록 한 것이다.

Description

소결부품성형시 부분밀도제어방법{Control method of partial density from parts sintered forming}

본 발명은 소결부품성형시 분체의 부분밀도제어방법에 관한 것으로서 더욱상세하게는 금속분말을 압착시켜 형성되는 기계부품의 홀주위에 특히 낮아지는 밀도를 해소하거나 국부적으로 밀도를 상승시킬 수 있도록 개선한 것이다.

금속분말을 이용한 소결성형은 주물성형이나 롤포밍과 같은 종래의 기술에 비하여 공정의 간결화와 정밀도의 향상, 중량 및 원가절감에 뛰어난 특성으로 인하여 근자에들어 많이 애용되고 있는 공법이다.

이러한 소결공법은 소결의 재료가 되는 철분말(Fe)이나 동분말(Cu) 및 스테인레스분말과 같은 다양한 금속분말에 형상부여의 용이성과 금형이탈의 용이성을 위하여 고체윤활유를 첨가하여 혼합하는 배합공정(10)과;

혼합완료된 분말을 원하는 형상의 금형에 급분하여 압력을 가하면서 형상을 만드는 성형공정(20);

상기 성형공정(20)에서 형성된 형상체를 분말입자간의 원자확산 이동에 의한 화학적 결합이 이루어지도록 열을 가하여 물성을 부여하는 소결공정(30);

상기 소결공정(30)에서 발생할 수 있는 치수변형이나 뒤틀림등에 의한 변형등을 바로잡아 전체적인 정밀도를 향상시킬 수 있도록 재가압하는 정형공정(40)과;

상기 정형공정을 거친 제품의 품질과 내구성 향상을 위한 열처리나 정삭 및 피막처리등의 과정을 거치는 후처리공정(50)으로 완성된다.

상기와 같은 소결공법으로 각종의 산업용 부품을 완성할 경우에는 높은 정밀도를 얻을 수 있어 품질의 향상은 물론, 전체적인 제조비용을 절감할 수 있는 등의 효과를 얻을 수 있다.

그러나, 성형되는 제품의 홀이나 홀주변 요철부위는 주위보다 낮은 밀도를가지기 쉽기 때문에 완성후나 작동과정에서 균열이 발생하거나 일부분이 떨어져 나가는 등의 현상이 발생하게 된다.

이는 도 3에 도시된 바와같이 하금형(1)에 급분실(2)이 형성되어 분말(3)을 공급받고, 상금형이 압착시 코어로드(4)가 제품의 홀을 형성하는 것이다.

즉, 분말이 상금형에 의하여 압착되는 과정에서 코어로드부위의 분말은 코아로드 상면으로 이동하여 성형후 코어로드부위의 밀도가 주위보다 상대적으로 낮게되며, 특히 압착시 상금형의 내경부에 단이 있을 경우 하단부까지 단차(거리)에 의하여 압착되는 양이 작게되므로 코어로드 주위의 부분밀도는 상대적으로 낮게되는 것이다.

이에 본 발명에서는 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 발명된 것으로서 성형공정을 개선하여 코어로드의 상단면 위치를 급분면 보다 낮게 설정한 후 압착시 코어로드를 상승시키거나 하금형과 급분실 전체를 하강시켜 코어로드주위에 분말이 증대된 상태에서 압착함으로서 성형후 부분밀도편차를 줄여주거나 상승시키는 제품의 생산이 가능하도록 하여 완벽에 가까운 제품을 공급할 수 있도록 함을 목적으로 한다.

도 1은 본 발명을 설명하기 위한 소결성형공정을 도시한 블럭도.

도 2는 본 발명의 기술로 소결부품성형시 분체의 부분밀도제어관계를 도시한 금형의 단면 구성도.

도 3는 종래 기술이 적용된 소결부품성형시의 금형단면 구성도.

*도면의 주요 부분에 사용된 부호의 설명*

20; 성형공정

51; 하금형

52; 분말

53; 급분실

55; 코어로드

60; 경사면

이하 첨부되는 도면과 관련하여 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예의 구성과 작용에 대하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명을 설명하기 위한 소결성형공정을 도시한 블럭도, 도 2는 본발명의 기술로 소결부품성형시 분체의 부분밀도제어관계를 도시한 금형의 단면 구성도로서 함께 설명한다.

소결공법은;

소결할 재료가 되는 금속분말에 형상부여의 용이성과 금형이탈의 용이성을 위하여 고체윤활유를 첨가하여 혼합하는 배합공정(10)과;

상기 배합공정(10)에서 혼합완료된 분말을 원하는 형상의 금형에 급분하여 압력을 가하면서 형상을 만드는 성형공정(20);

상기 성형공정(20)에서 형성된 형상체를 분말입자간의 원자확산 이동에 의한 화확적 결합이 이루어지도록 열을 가하여 물성을 부여하는 소결공정(30);

상기 소결공정(30)에서 발생할 수 있는 변형등을 바로잡아 전체적인 정밀도를 향상시킬 수 있도록 재 가압하는 정형공정(40);

상기 정형공정(40)을 거친 제품의 품질과 내구성 향상을 위한 열처리나 정삭 및 피막등의 과정을 거치는 후처리공정(50)으로 완성된다.

상기 성형공정(20)에는 제품성형을 위하여 하금형(51)에 성형할 분말(52)을 공급받을 수 있도록 급분실(53)이 형성되고, 상기 하금형(51)의 하방에는 성형되는 제품의 홀을 형성할 수 있도록 상방으로 돌출되는 코어로드(55)가 구비된다.

상기 하금형(51)의 상방에는 하강에 의하여 급분실(53)에 급분된 분말(52)을 압착성형하기 위한 상금형이 구비되는 구성이다.

본 발명에서는 상기 성형공정(20)의 하금형(51)에 구비되는 코어로드(55)를 개선하여 급분된 분말을 압착하는 과정에서 발생할 수 있는 부분밀도편차의 저하를최소화 하거나 상승시켜 성형된 제품의 품질과 내구성등의 향상에 기여할 수 있도록 한다.

이를 위한 본 발명을 살펴보면;

상기 코어로드(55)의 상단면(56)을 급분실(53)에 급분되는 분말(52)의 급분면(57)보다 낮은 위치에 있도록 하고, 상금형을 하강시켜 급분된 분말(52)을 압착시에는 코어로드(55)를 상승시켜 코어로드(55) 위쪽에 급분된 분말(52)이 코어로드(55)의 주위로 공급되도록 함으로서 코어로드(55)주위의 밀도를 타부위의 밀도보다 높은 상태를 유지할 수 있도록 한다.

물론, 다른 예로서는 상기 코어로드(55)만을 상승시키지 않고 하금형(51)과 급분실(53) 전체를 하강시켜 코어로드(55)가 상승되도록 하여도 동일하게 된다.

상기 코어로드(55)의 상단면(56)에는 경사면(60)을 형성하여 코어로드(55)상측에 위치한 분말(52)이 코어로드(55)의 주위로 자연스럽게 공급되도록 하는 것이 바람직 할 것이다.

상기와 같은 본 발명은 성형공정(20)에서 하금형(51)과 상급형을 서로 일치키면서 급분된 분말(52)을 압착하는 과정에서 코어로드(55)의 상승으로 코어로드(55) 상측에 위치한 분말(52)이 코어로드(55)주위에 공급되어 성형시 밀도를 타부위보다 높은 수준으로 유지하게 된다.

상기와 같이 성형된 제품이 완성될 경우에는 코어로드(55)에 의하여 형성되는 홀부위의 밀도가 증대되기 때문에 제품의 품질과 내구성을 향상시킬 수 있게된다.

이상과 같은 본 발명은 성형공정을 개선하여 코어로드의 상단면 위치를 급분면 보다 낮게 설정한 후 압착시 코어로드를 상승시키거나 하금형과 급분실을 하강시켜 코어로드주위에 분말이 증대된 상태에서 압착함으로서 성형후 부분밀도를 제어할 수 있는 제품의 생산이 가능하도록 하여 완벽에 가까운 제품을 공급할 수 있는 등의 효과를 가진다.

Claims (3)

1. 소결할 분말을 혼합하는 배합공정(10)과;

   제품성형을 위하여 하금형(51)에 성형할 분말(52)을 공급받을 수 있도록 급분실(53)이 형성되고;

   상기 하금형(51)의 하방에는 성형되는 제품의 홀을 형성할 수 있도록 상방으로 돌출되는 코어로드(55);

   소결할 재료가 되는 금속분말에 형상부여의 용이성과 금형이탈의 용이성을 위하여 고체윤활유를 첨가하여 혼합하는 배합공정(10)과;

   상기 하금형(51)의 상방에는 하강에 의하여 급분실(53)에 급분된 분말(52)을 압착성형하기 위한 상금형이 구비되어 제품의 형상을 만드는 성형공정(20);

   상기 성형공정(20)에서 형성된 형상체에 열을 가하여 물성을 부여하는 소결공정(30);

   상기 소결공정(30)에서 발생할 수 있는 변형을 바로잡아 전체적인 정밀도를 향상시키는 정형공정(40);

   상기 정형공정(40)을 거친 제품의 품질과 내구성 향상을 위한 열처리나 정삭 및 피막등의 과정을 거치는 후처리공정(50)으로 완성되는 소결공법에 있어서;

   상기 코어로드(55)의 상단면(56)을 급분실(53)에 급분되는 분말(52)의 급분면(57)보다 낮은 위치에 있도록 하고;

   상기 상금형을 하강시켜 급분된 분말(52)을 압착시에는 코어로드(55)를 상승시켜 코어로드(55) 위쪽에 급분된 분말(52)이 코어로드(55)의 주위로 공급되도록 함으로서 코어로드(55)주위의 밀도저하를 제거할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 소결부품성형시 밀도편차 제거방법.
2. 제 1 항에 있어서;

   상기 코어로드(55)주위의 밀도저하를 방지하기 위하여 하금형(51)과 급분실(53) 전체를 하강시켜 코어로드(55)가 급분면(57)상방으로 돌출되도록 하는 것을 특징으로 하는 소결부품성형시 밀도편차 제거방법.
3. 제 1 항에 있어서;

   상기 코어로드(55)의 상단면(56)에는 코어로드(55)상측에 위치한 분말(52)이 코어로드(55)의 주위로 자연스럽게 공급될 수 있도록 경사면(60)을 형성하는 것을 특징으로 하는 소결부품성형시 밀도편차 제거방법.